CN101033697A - 配气正时调整装置 - Google Patents

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Abstract

配气正时调整装置，具有：开闭驱动内燃机的进气阀的进气用从动轴(21)；可通过与该进气用从动轴相对回转位移来调整该进气阀的开闭正时的进气用回转体(41)；开闭驱动内燃机的排气阀的排气用从动轴；可通过与该排气用从动轴相对回转位移来调整该进气阀的开闭正时的排气用回转体(49)；从该内燃机的驱动轴将驱动力传递到该进气用回转体和该排气用回转体的驱动力传递机构(5、46、6、7、79、8)。上述驱动力传递机构具有：将上述进气用回转体和上述排气用回转体中的一个向与上述驱动轴相同的回转方向驱动的正转驱动机构(5、46、6)；将另一个通过反转机构向与上述驱动轴相反的回转方向驱动的反转驱动机构(7、79、8)。

Description

配气正时调整装置
技术领域
本发明涉及一种配气正时调整装置。
背景技术
用于向车辆用等的内燃机提供作为燃料的混合气的进气阀、和用于排出燃烧废气的排气阀，对应于内燃机的运转条件进行开闭。为了提高燃料消耗率和抑制排出废气，使用使这些阀的开闭正时可变、并根据内燃机的工作状况进行调整的配气正时(valve timing)调整装置。配气正时调整装置最初被适用于进气阀，而在最近逐渐被适用于排气阀。
一般的，配气正时调整装置包括：开闭驱动进气阀和排气阀的凸轮及凸轮轴；通过与凸轮轴相对回转位移来调整正时的回转体；从内燃机的驱动轴将驱动力转移并传递到回转体的链等驱动力传递机构。凸轮轴与回转体的相对回转位移由液压机构控制。
例如在US 2005/0252468 A1(JP-A-2005-325758)的配气正时调整装置中，具有：与驱动轴或从动轴中的一个一起回转的壳部件；收纳在壳部件内并进行相对回转位移的叶片转子(vane rotor)部件；以及将叶片转子向任何一个回转方向施力的受扭螺旋弹簧。在US 6,932,039B2(JP-A-2005-155338)的配气正时调整装置中，相当于US2005/0252468 A1的结构被分别设置为进气阀用和排气阀用，并由多个传动用环形部件、例如链来驱动。
在内燃机启动时，需要在进气阀和排气阀向反方向调整开闭正时。即，在进气阀进行相位调整，以使凸轮轴相对于驱动轴延迟回转，在排气阀进行相位调整，以使凸轮轴超前回转。2个凸轮轴与驱动轴同方向回转。因此，在上述配气正时调整装置中，不仅需要改变启动时的相位，而且使进气用和排气用的壳部件和叶片转子部件的形状也分别不同。所以很难实现构成部件的通用化。
例如在图3所示的现有的配气正时调整装置中，将进气用壳部件41、排气用壳部件49以及驱动链轮5呈三角地配置，并由一条正转用链6驱动。因此，进气用壳部件41和排气用壳部件49回转方向相同，即在图中为顺时针方向。因此，在启动时，为了将进气用调整为延迟相位、需要使进气用转子叶片(rotor vane)部件31逆时针转动地相对回转位移，为了将排气用调整为超前相位、需要使排气用转子叶片部件39顺时针地进行相对回转位移。因此，进气用和排气用的螺旋弹簧的施力方向相反，而且固定销和嵌合孔的配设位置也不同。因此，进气用和排气用的构成部件为不同的形状。即，不能使进气用和排气用的构成部件通用化。
如果进气用与排气用的部件形状不同，则制造用模具的数量增多，而且制造上的劳力和时间也增加，并且，管理也变得繁杂。特别是，即使从其他品种少量生产的趋势来看，部件的通用化也是重要的课题。
发明内容
本发明是鉴于上述背景而进行的，其目的在于提供一种可使进气用与排气用的构成部件通用化的配气正时调整装置。
根据本发明，内燃机的配气正时调整装置具有：开闭驱动该内燃机的进气阀的进气用从动轴；进气用回转体，可通过与该进气用从动轴相对回转位移来调整该进气阀的开闭正时；开闭驱动该内燃机的排气阀的排气用从动轴；排气用回转体，可通过与该排气用从动轴相对回转位移来调整该排气阀的开闭正时；以及驱动力传递机构，从该内燃机的驱动轴将驱动力传递到该进气用回转体及该排气用回转体。上述驱动力传递机构具有：正转驱动机构，将上述进气用回转体和上述排气用回转体中的一个，向与上述驱动轴相同的回转方向驱动；以及反转驱动机构，将上述进气用回转体和上述排气用回转体中的另一个，通过反转机构向与该驱动轴相反的回转方向驱动。
附图说明
图1(A)为表示第1实施例的配气正时调整装置的正面截面图、图1(B)为图1(A)的X-X向截面图。
图2为表示第2实施例的配气正时调整装置的截面图。
图3为表示现有的配气正时调整装置的正面截面图。
具体实施方式
第1实施例
图1(A)，(B)所示的配气正时调整装置1调整内燃机的进气阀及排气阀的开闭正时。作为同一形状的通用的构成部件，配气正时调整装置1具有进气用凸轮轴21和排气用凸轮轴、进气用转子叶片部件31和排气用转子叶片部件39、以及进气用壳部件41和排气用壳部件49。配气正时调整装置1具有作为进气用的驱动链轮5和正转用链6、作为排气用的惰轮7和反转用链8。
进气用凸轮轴21和进气用转子叶片部件31的轴心由联结螺栓32联结，并一体地回转。进气用凸轮轴21向图1(B)的右方延伸。在进气用凸轮轴21上设置驱动进气阀的未图示的进气用凸轮。进气用凸轮轴21由未图示的轴支持部回转自如地支持。进气用转子叶片部件31，如图1(A)所示，具有并列设置在圆周方向上并向半径方向突出的4个叶片部33a～33d。在一个叶片部33a上设置在轴方向滑动的固定销34。
进气用壳部件41包围进气用凸轮轴21和进气用转子叶片部件31的周围。进气用壳部件41可以相对于进气用凸轮轴21和进气用转子叶片部件31进行相对回转位移。在进气用壳部件41的内侧设置4个突起部42a～42d。
4个突起部42a～42d排列在进气用壳部件41的圆周方向上并向中心突出。进气用壳部件41的内部由4个突起部42a～42d划分形成4个收纳室43a～43d。在各收纳室43a～43d中各收纳一个叶片部33a～33d。液压经由设置在进气用凸轮轴21内的油路22从液压机构供给各收纳室43a～43d。通过液压可以调整各叶片部33a～33d的相对回转位移、即相位。
螺旋弹簧45被固定在进气用转子叶片部件31和进气用壳部件41之间。螺旋弹簧45对进气用转子叶片部31施加使其趋向图中的逆时针方向的力。因此，在未增加液压的状态下，如图1(A)所示，进气用转子叶片部件31在收纳室43a～43d内相对回转位移至逆时针方向的最大限度。在进气用壳部件41的底面的固定销34抵接的位置上设置嵌合孔44。在图1(A)所示状态中，固定销34通过嵌入嵌合孔44而被固定，并禁止相对回转位移。也可向嵌合孔44供给液压。在液压作用于嵌合孔44、固定销34被压出的状态下，进气用转子叶片部件31可通过比螺旋弹簧45的施力大的液压操作力，相对于进气用壳部件41进行相对回转位移。
以上的结构也通用于排气用的构成部件，因此省略对排气用凸轮轴、排气用转子叶片部件39、以及排气用壳部件49的详细说明。
驱动链轮5被设置在未图示的内燃机的驱动轴上，并与其一体地回转。驱动链轮5由可与链啮合的链轮部51、以及可与齿轮啮合的齿轮部52同轴结合地形成。在进气用壳部件41的外周上设置正转用链轮46。正转用链轮46和驱动链轮5的链轮部51通过正转用链6连接。
惰轮7也由可与链啮合的链轮部71、以及可与齿轮啮合的齿轮部72同轴结合地形成。惰轮7的齿轮部72与驱动链轮5的齿轮部52啮合并被回转驱动。在排气用壳部件49的外周上设置反转用链轮。反转用链轮和惰轮7的链轮部71通过反转用链8连接。另外，惰轮7和驱动链轮5形状相同，可使用通用的构成部件。
根据上述链轮及链的构成，如图1(A)的箭头所示，当驱动链轮5与驱动轴一体地顺时针回转时，正转用链6顺时针轮转，进气用壳部件41也顺时针回转。另一方面，惰轮7逆时针反转，反转用链8逆时针轮转，排气用壳部件49也逆时针回转。因此，进气用凸轮轴21和排气用凸轮轴也成为相互反转。回转方向的不同不构成开闭正时调整的障碍。
接下来说明实施例的配气正时调整装置1的作用。由于在内燃机停止状态液压机构不工作，因此液压作用于收纳室43a～43d。因此，进气用转子叶片部件31由螺旋弹簧45施力而向逆时针进行相对回转位移，在进行了位移的状态下固定销34嵌入嵌合孔44地被固定。排气用转子叶片部件39也同样，在逆时针进行了相对回转位移的状态下被固定。在该状态下，当内燃机启动时，进气用转子叶片部件31、即进气用凸轮轴21相对于顺时针回转的进气用壳部件41，以延迟相位开始回转。排气用转子叶片部件39、即排气用凸轮轴相对于逆时针回转的排气用壳部件49，以超前相位开始回转。
在上述的构造中，可以使进气用和排气用的构成部件通用。而且，在相位调整、即阀门的开闭正时的调整中，可以在进气和排气双方得到希望的开闭正时。
图1的本实施例相对于图3的现有结构，更需要惰轮和链，但具有的优点为，转子叶片部件和壳部件等复杂形状的构成部件全都可以通用化。
第2实施例
在图2所示的配气正时调整装置11中，使用正转用链6来代替作为图1的惰轮7的驱动元的驱动链轮5。第2实施例的配气正时调整装置11，具有代替驱动链轮5的单一驱动链轮59及支持链轮58，并且，具有代替惰轮7的惰轮链轮79，其他的构成部件与第1实施例相同。
单一驱动链轮59设置在未图示的驱动轴上。支持链轮58被设置在，其与进气用壳部件41的外周部的正转用链轮46、单一驱动链轮59的三者呈三角形配置的位置上。单一驱动链轮59、支持链轮58和正转用链轮46与正转用链6外接。惰轮链轮79具有可与链啮合的2组链轮部。2组链轮部中的一组与正转用链6外接啮合并被驱动。2组链轮部中的另一组通过反转用链8与排气用壳部件49的反转用链轮连接。
在第2实施例的配气正时调整装置11中，当单一驱动链轮59顺时针回转时，进气用壳部件41也顺时针回转。另一方面，相对于单一驱动链轮59的顺时针，惰轮链轮79和排气用壳部件49向反方向的逆时针方向回转。因此，进气用和排气用相互反向回转，并产生与第1实施例的结构同样的效果。
支持链轮58使正转用链6蛇行并保持张紧，并确实地进行惰轮链轮79的啮合。可以省略支持链轮58。
上述配气正时调整装置具有：开闭驱动内燃机进气阀的进气用从动轴；进气用回转体，通过与该进气用从动轴相对回转位移，可调整该进气门的开闭正时；开闭驱动内燃机排气阀的排气用从动轴；排气用回转体，通过与该排气用从动轴相对回转位移，可调整该排气阀的开闭正时；以及驱动力传递机构，从该内燃机的驱动轴将驱动力传递到该进气用回转体及该排气用回转体。上述驱动力传递机构具有：正转驱动机构，将上述进气用回转体和上述排气用回转体中的一个向与上述驱动轴相同的回转方向驱动；反转驱动机构，通过反转机构将另一个向与该驱动轴相反的回转方向驱动。
在上述实施例1、2中，可将进气用和排气用的各回转体向相互相反的回转方向驱动，并可以将以往在内燃机启动时调整为反方向的相位调整为同方向。因此可以实现回转体等构成部件在进气用和排气用的通用化。
在进气阀及排气阀的开闭驱动中使用凸轮，驱动凸轮的凸轮轴作为从动轴由其他装置驱动。考虑到配置等，阀门、凸轮在进气用和排气用可将构成部件通用化。根据内燃机的气缸数及配置，也可以分别使用多个。进气用回转体及排气用回转体分别通过与从动轴相对回转位移来调整阀门的开闭正时。对这些回转体可以使用例如现有的壳部件。在形成于壳部件内部的收纳室中，同轴配置地收纳与从动轴一体地回转的叶片转子部件。叶片转子部件在收纳室内可相对回转位移，两者的相位差由与收纳室内连通的液压机构来调整。
驱动力传递机构从内燃机的驱动轴将驱动力向进气用回转体及排气用回转体传递，并传递回转运动。也可以是如第1实施例那样，分别在驱动轴和回转体上设置齿轮并使其直接啮合，并传递驱动力。也可以是如第2实施例那样，用链将隔离配置的链轮彼此连接，或用带将隔离配置的皮带轮彼此连接。
驱动力传递机构通过正转驱动机构将进气用回转体和排气用回转体中的一个，向与驱动轴相同的回转方向驱动。驱动力传递机构通过反转驱动机构将进气用回转体和排气用回转体中的另一个，向相反的回转方向驱动。例如，若用链将分别设置在回转体和驱动轴上的2个齿轮连接，则两者的回转方向相同。若使2个齿轮直接啮合，则两者的回转方向相反。若使中间齿轮啮合在2个齿轮之间，则可以根据中间齿轮的个数交互改变回转方向。齿轮的啮合构成回转方向的反转机构。如果为使进气用回转体和排气用回转体相互反方向回转的构成，则对驱动力传递机构可以适用各种各样的应用样式。考虑到耐久性和工作稳定性，也可以使链“8字”状轮转并向相反的回转方向驱动。
上述正转驱动机构由设置在上述驱动轴上的驱动链轮、设置在上述进气用回转体和上述排气用回转体中一个上的正转用链轮、以及将该驱动链轮和该正转用链轮连接并进行轮转的正转用链构成。
上述反转驱动机构如第1实施例所示，也可以由与该驱动链轮啮合的惰轮、设置在上述另一个上的反转用链轮、以及将该惰轮与该反转用链轮连接并进行轮转的反转用链构成。
内燃机的驱动轴作为曲轴起作用，可以使驱动链轮与驱动轴一体地回转。可以将正转用链轮设置在进气用回转体和排气用回转体中的一个的外周部分。而且，驱动链轮和正转用链轮可由正转用链连接。这时，正转用链被驱动链轮驱动并向与驱动轴相同的回转方向轮转，并将一个向与驱动轴相同的回转方向驱动。
可以如第1实施例那样，设置与驱动链轮啮合的惰轮。可以在进气用回转体和排气用回转体中的另一个的外周部分设置反转用链轮，并将惰轮和反转用链轮用反转用链连接。这时，惰轮与驱动轴反向回转，反转用链也向相反的回转方向轮转，并将另一个向与驱动轴相反的回转方向驱动。结果是，进气用回转体和排气用回转体中的一个为与驱动轴相同的回转方向，另一个为相反的回转方向。
也可以如第2实施例那样，上述反转驱动机构由与该正转用链外接啮合的惰轮链轮、设置于上述另一个上的反转用链轮、以及将该惰轮链轮和该反转用链轮连接并进行轮转的反转用链构成。
如第2实施例那样，代替与驱动链轮啮合的惰轮，使用与正转用链外接啮合的惰轮链轮也构成反转机构。需要使惰轮链轮与正转用链外接，使其内接就得不到相反的回转方向。
惰轮和惰轮链轮为了与两个对象啮合，也可以形成为将两组齿并列设置在轴方向上。
正转用链轮及反转用链轮为了明确回转方向的不同而对名称进行了区别。正转用链轮及反转用链轮在结构上可以是完全相同的。
在上述配气正时调整装置中，进气用回转体和排气用回转体中的一个为与驱动轴相同的回转方向，另一个为相反的回转方向。
在内燃机启动时的配气正时调整中，进气用从动轴需要相对于驱动轴延迟回转。进气用叶片转子部件与进气用从动轴一体地回转，进气用壳部件由驱动轴驱动。这时，进气用叶片转子部件延迟于进气用壳部件。即，进气用叶片转子部件为比顺时针回转的进气用壳部件靠近逆时针侧的延迟相位。
另一方面，进气用从动轴需要相对于驱动轴超前回转。排气用叶片转子部件与排气用从动轴一体地回转，排气用壳部件由驱动轴驱动。这时，排气用叶片转子部件超前于排气用壳部件。即，排气用叶片转子部件为比逆时针方向回转的排气用壳部件靠近逆时针侧的超前相位。
即，在启动时，进气用·排气用都是，叶片转子部件比壳部件向逆时针侧相对回转位移。作为将启动时的叶片转子部件和壳部件的相对位置关系固定的机构，可以使用用于将一个固定于另一个的固定销及嵌合孔，其配设位置在进气用和排气用可以是同样的。施加使一个相对于另一个趋向回转方向的力的螺旋弹簧等施力机构，在进气用和排气用也可以是一样的。因此，叶片转子部件和壳部件、以及其他构成部件的形状在进气用和排气用为相同，可以实现通用化。
启动后，叶片转子部件和壳部件的相对回转位移，由液压机构在进气用和排气用个别地调整。因此，并不妨碍构成部件的通用化。
上述配气正时调整装置具有正转驱动机构和反转驱动机构，并使进气用回转体和排气用回转体相互反向回转，因此叶片转子部件和壳部件、以及其他构成部件的形状在进气用和排气用是相同的，可以实现通用化。
上述驱动轴和进气用回转体顺时针、排气用回转体逆时针回转的结构是一个例子，构成要素的回转方向不限定于上述结构。
上述第1、2实施例的构成要素也可以被适当组合。
这样，本发明不限定于上述多个实施方式，在不超出其发明精神的范围内可适用于多种实施方式。

Claims (3)

1、一种内燃机的配气正时调整装置(1、11)，其特征在于，
该配气正时调整装置(1、11)具有：
开闭驱动该内燃机的进气阀的进气用从动轴(21)；
进气用回转体(41)，通过与该进气用从动轴(21)相对回转位移，可调整该进气阀的开闭正时；
开闭驱动该内燃机的排气阀的排气用从动轴；
排气用回转体(49)，通过与该排气用从动轴相对回转位移，可调整该排气阀的开闭正时；以及
驱动力传递机构(5、46、6、7、79、8)，从该内燃机的驱动轴将驱动力传递到该进气用回转体(41)及该排气用回转体(49)，
上述驱动力传递机构具有：
正转驱动机构(5、46、6)，将上述进气用回转体(41)和上述排气用回转体(49)中的一个，向与上述驱动轴相同的回转方向驱动；以及
反转驱动机构(7、79、8)，将上述进气用回转体(41)和上述排气用回转体(49)中的另一个，向与上述驱动轴相反的回转方向驱动。
2、如权利要求1所述的配气正时调整装置(1)，其特征在于，
上述正转驱动机构(5、46、6)具有：
设置在上述驱动轴上的驱动链轮(5)；
设置在上述进气用回转体(41)和上述排气用回转体(49)中的一个上的正转用链轮(46)；以及
将该驱动链轮(5)和该正转用链轮(46)连接并轮转的正转用链(6)，
上述反转驱动机构(7、8)具有：
与该驱动链轮(5)啮合的惰轮(7)；
设置在上述另一个上的反转用链轮；以及
将该惰轮(7)和该反转用链轮连接并轮转的反转用链(8)。
3、如权利要求1所述的配气正时调整装置(11)，其特征在于，
上述正转驱动机构(5、46、6)具有：
设置在上述驱动轴上的驱动链轮(5)；
设置在上述进气用回转体(41)和上述排气用回转体(49)中的一个上的正转用链轮(46)；以及
将该驱动链轮(5)和该正转用链轮(46)连接并轮转的正转用链(6)，
上述反转驱动机构(79、8)具有：
与该正转用链(6)外接并啮合的惰轮链轮(79)；
设置在上述另一个上的反转用链轮；以及
将该惰轮链轮(79)和该反转用链轮连接并轮转的反转用链(8)。
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