CN101321930A - 内燃机的凸轮轴支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，包括驱动进气门(18)或排气门(20)的凸轮轴(26、30)；容置所述凸轮轴(26、30)的盖罩(34)；上支承部分(42)，其设置在所述盖罩(34)上并且支撑所述凸轮轴(26、30)；下支承部分(54)，其附连到所述盖罩(34)并且与所述上支承部分(42)形成配对以保持所述凸轮轴(26、30)；摇臂(22、24)，其将驱动力从所述凸轮轴(26、30)传递到所述进气门(18)或所述排气门(20)；以及摇臂支撑部分(56)，其通过设置在所述摇臂(22、24)附近或正上方来阻止所述摇臂(22、24)偏离位置。

Description

内燃机的凸轮轴支撑结构

技术领域

本发明涉及一种内燃机的凸轮轴支撑结构。

背景技术

通过经由摇臂将凸轮轴的运动传递到气门来驱动进气门和排气门的技术是公知的。将凸轮轴上侧的支承部分设置在盖罩上的技术也是公知的。

摇臂首先通过夹置在凸轮轴以及进气门或排气门之间而保持于预定位置。因此，在凸轮轴组装于摇臂上方之前，摇臂是不稳定的，并且在其上组装凸轮轴时可能会偏离位置。特别地，在将凸轮轴的支承部分设置在盖罩上并且将凸轮轴组装到盖罩之后将盖罩组装到气缸盖时，很难在检查各摇臂状态的同时组装盖罩，并且摇臂易于在组装盖罩时偏离位置。此外，如果摇臂真的偏离位置，则它们必须恢复到正确位置然后重新组装盖罩，这十分麻烦。

为了试图解决此问题，日本专利申请公开说明书No.JP-A-2003-155904描述了一种通过设置临时保持住它们的部件来防止摇臂偏离位置的技术。

然而，设置临时保持住摇臂的部件增加了窜缸混合气的流动阻力。因此，窜缸混合气的流率增加、使得机油随之带出。另外，设置该部件增加了总的部件数量，这增加了组装工序的数量，从而提高了制造成本。

发明内容

当凸轮轴的支承部分设置在盖罩上时，本发明阻止了摇臂在将盖罩组装到气缸盖期间偏离位置。

因此，本发明的第一方面涉及一种内燃机的凸轮轴支撑结构，其包括驱动进气门和排气门之一的凸轮轴；容置所述凸轮轴的盖罩；第一支承部分，其设置在所述盖罩上并且支撑所述凸轮轴；第二支承部分，其附连到所述盖罩并且与所述第一支承部分形成配对以支撑所述凸轮轴；摇臂，其将驱动力从所述凸轮轴传递到所述进气门和所述排气门之一；以及摇臂支撑装置，其通过刚好设置在所述摇臂附近及正上方来阻止所述摇臂偏离位置。

根据第一方面，设置了阻止摇臂偏离位置的摇臂支撑装置。因此，阻止了所述摇臂当所述盖罩组装到所述摇臂上时偏离位置。因此，可以极大地改善盖罩组装过程中的工作效率。

根据本发明的第二方面，在第一方面中，所述摇臂支撑装置设置在所述摇臂受驱动时的所述摇臂的旋转中心的正上方。

根据第二方面，所述摇臂受驱动时的所述摇臂的旋转中心仅轻微地移动，从而通过将所述摇臂支撑装置设置在旋转中心的正上方，摇臂和摇臂支撑装置可以尽可能地彼此靠近。结果，可以抑制摇臂在组装期间偏离位置。

根据本发明的第三方面，在第一或第二方面中，所述摇臂支撑装置设置在所述盖罩上。

根据第三方面，摇臂支撑装置设置在盖罩上，因此摇臂支撑装置能够与盖罩一体形成，从而降低制造成本。

根据本发明的第四方面，在第三方面中，注油孔进一步设置在所述摇臂支撑装置中，机油通过所述注油孔注于所述摇臂附近。

根据第四方面，注油孔设置在摇臂支撑装置中，因此机油可以从摇臂附近的位置直接地供给到摇臂附近。这消除了在摇臂上设置输油管的需要，因此能够通过简单的结构有效地实现润滑。

根据本发明的第五方面，在第一或第二方面中，所述摇臂支撑装置设置在所述第二支承部分上。

根据第五方面，摇臂支撑装置设置在第二支承部分上，因此摇臂支撑装置能够与第二支承部分一体形成，从而降低制造成本。

根据本发明的第六方面，在第五方面中，所述第二支承部分和所述凸轮轴分开预定距离。

根据第六方面，经由摇臂传递的气门弹簧反作用力传递到第一支承部分，因此第二支承部分能够与凸轮轴分开。由此，减小了摩擦并且能够简化第二支承部分，其降低了制造成本。而且，将第二支承部分与凸轮轴分开能够缩短摇臂支撑装置的长度，这改善了盖罩内侧的窜缸混合气和机油的流动。此外，将摇臂支撑部件制造得更短也改善了可组装性。

根据本发明的第七方面，在第一或第二方面中，设置有多个所述第二支承部分，还设置了用于连接相邻的所述第二支承部分的连接装置，且所述摇臂支撑装置设置在所述连接装置上。

根据第七方面，相邻的第二支承部分被连接，这增加了第二支承部分的刚度。

根据本发明的第八方面，在第五方面中，还设置有连接所述多个第二支承部分的周边的外框架部分以及所述进气门、所述排气门和所述摇臂组装到其上的气缸盖，且所述外框架部分夹置在所述盖罩和所述气缸盖之间。

根据第八方面，设置了连接所述第二支承部分的周边的外框架部分，并且此外框架部分夹置于所述盖罩和所述气缸盖之间。因此，增加了所述第二支承部分的刚度。

附图说明

通过以下参照附图描述的优选实施方式，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中采用类似的附图标记来表示类似的元件，附图为：

图1是根据本发明第一示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图；

图2是从摇臂一侧观察的图1所示盖罩的立体图；

图3是摇臂支撑部分设置在摇臂侧表面附近的示例的剖视图；

图4是摇臂支撑部分设置在下支承构件上的示例的框架形式的视图；

图5是相邻下支承构件通过连接部分连接并且摇臂支撑部分设置在连接部分上的示例的框架形式的视图；

图6是根据第二示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图；

图7是从摇臂一侧观察的根据第二示例实施方式的盖罩的立体图；

图8是根据第三示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图；

图9是根据第四示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图；

图10是沿穿过气缸中心的平面剖切的、根据第四示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图；

图11是以框架形式示出的从摇臂一侧观察的盖罩的立体图；

图12是相邻桥接部分通过两个连接部分连接并且摇臂支撑部分设置在连接部分上的示例的框架形式的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例实施方式。在以下的描述和附图中，类似的元件由类似的附图标记表示，且将略去重复的描述。应该注意，本发明不限于以下的示例实施方式。

图1是根据本发明第一示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图。更具体地，图1是沿穿过气缸中心的平面剖切的此示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图。此示例实施方式中的内燃机10是一种直列式四缸发动机。内燃机10中的各个气缸具有两个进气门和两个排气门。

如图1所示，内燃机10包括气缸盖12。气缸盖12在每个气缸内设置有进气口14和排气口16，并且包括有打开和关闭进气口14的进气门18以及打开和关闭排气口16的排气门20。各个进气门18的上端接触摇臂22的一端，各个排气门20的上端接触摇臂24的一端。

来自未示出的弹簧阀的迫压力作用在进气门18和排气门20上，使得它们向上迫压各个摇臂22和24的一端。各个摇臂22和24的另一端由间隙调节器25支撑。

抵靠摇臂22的进气凸轮28固定在其上的进气凸轮轴26设置在摇臂22之上。类似地，抵靠摇臂24的排气凸轮32固定在其上的排气凸轮轴设置在摇臂24之上。

带有一体的上凸轮托架的盖罩34(下文简称为“盖罩34”)通过未示出的螺栓紧固到气缸盖12的上部。图2是从摇臂22和24一侧观察的图1所示气缸盖34的立体图。更具体地，图2是气缸盖34、进气凸轮轴26、排气凸轮轴30和下支承构件44、46、48、50和52的分解立体图，这些构件将在后面描述。如图2所示，从曲轴传递驱动力的链条绕在其上的正时链轮36和38分别固定到进气凸轮轴26和排气凸轮轴30一端。而且，用于驱动未示出的燃料泵的泵驱动凸轮40固定到进气凸轮轴26另一端。

如图2所示，支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的上支承部分42一体形成在盖罩34上。更具体地，上支承部分42设置成两组总共5个位置，即，三个位置位于内燃机10的气缸之间且两个位置在端部处位于气缸外侧(即，每端一个位置)。上支承部分42形成为半圆形的凹形从而能够支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的轴颈部分。如图2所示，为了区分进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的轴颈部分，各个轴颈部分从最靠近正时链轮36和38的一侧起依次由附图标记#1到#5表示。

相应的下支承构件44、46、48、50和52与上支承部分42匹配。各个下支承构件44、46、48、50和52上形成有两个下支承部分54。下支承部分54也形成为直径与上支承部分42相同的半圆形凹形从而能够支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的轴颈部分#1到#5。下支承构件44、46、48、50和52通过未示出的螺栓牢固地固定到盖罩34，同时进气凸轮轴26和排气凸轮轴30安装在上支承部分42中。

下支承构件44、46、48、50和52由比盖罩34的材料更轻的材料制成。更具体地，盖罩34由铝制成，而下支承构件44、46、48、50和52由例如镁或镁合金制成。下支承构件44、46、48、50和52不限于镁或镁合金，只要它们由比制成盖罩34的材料重量更轻的材料制成即可，例如，它们也可以由树脂复合材料制成。

如图2所示，摇臂支撑部分56紧邻盖罩34的各个上支承部分42的一侧设置。这些摇臂支撑部分56与盖罩34一体形成。

因为上支承部分42设置在盖罩34的与气缸之间的区域相对应的位置处以及设置在两个端部气缸中每一个的外侧，所以一旦盖罩34组装到气缸盖12上，相邻气缸的摇臂22和24就紧邻上支承部分42布置。如图1所示，一旦盖罩34组装到气缸盖12上，摇臂支撑部分56形成在最终处于摇臂22和24之上的位置处。

更具体地，一旦盖罩34组装到气缸盖12上，摇臂支撑部分56布置在当摇臂22和24驱动时的摇臂22和24支点(即，旋转中心)的正上方。也就是，摇臂支撑部分56定位在间隙调节器25的正上方。而且，一旦盖罩34组装到气缸盖12上，在摇臂22和24的上表面与摇臂支撑部分56的末端之间存在一预定间隙。

在进气凸轮轴26、排气凸轮轴30和下支承构件44、46、48、50和52组装到盖罩34上之后，盖罩34然后附连到气缸盖12。根据上述结构，当组装有进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的盖罩34然后组装到气缸盖12上时，摇臂支撑部分56的末端靠近摇臂22和24的上部。因此，如果摇臂22和24在组装过程中开始滑出其位于进气门18和排气门20之上的预定位置时，摇臂22和24的上表面将抵靠摇臂支撑部分56，因而阻止摇臂22和24偏离位置。因此，能够防止摇臂22和24在组装过程中偏离位置。

如果在将盖罩34组装到气缸盖12上时摇臂22和24偏离位置，它们必须恢复到其位于进气门18和排气门20之上的预定位置，且然后必须将盖罩34重新组装到气缸盖12上。该示例实施方式能够防止摇臂22和24偏离位置，这消除了重新组装的麻烦工作并且因而增加了组装过程中的工作效率。此外，设置摇臂支撑部分56能够防止机油由于进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的旋转而被甩出。

一旦盖罩34组装到气缸盖12上，在摇臂22和24的上表面与摇臂支撑部分56之间就存在有预定间隙。因此，在组装之后，当摇臂22和24移动时，摇臂支撑部分56与摇臂22和24的上表面不接触。而且在组装之后，即使摇臂22和24由于例如在它们受驱动时的故障而开始偏离位置，摇臂22和24的运动也会被摇臂支撑部分56限制，防止它们偏离位置。

在上述示例中，摇臂支撑部分56布置在摇臂22和24的支点之上。然而，可替代地，摇臂支撑部分56也可以紧邻摇臂22和24地定位。图3是摇臂支撑部分56定位在摇臂22和24侧表面附近的示例的剖视图。在此剖视图中，凸轮轴支撑结构示出为沿穿过气缸中心的平面所做的剖切。在这种情况下，同样地，即使摇臂22和24在盖罩34组装到气缸盖12上时开始偏离位置，摇臂22和24的侧表面也会抵靠摇臂支撑部分56并且由其支撑，从而阻止摇臂22和24偏离位置。

而且，在上文的描述中，盖罩34和摇臂支撑部分56是分开的，但是摇臂支撑部分56也可以形成为附连到盖罩34。此外，如图4所示，摇臂支撑部分56也可以设置在下支承构件44、46、48、50和52上。

图5是相邻下支承构件44、46、48、50和52通过连接部分104连接、且摇臂支撑部分56设置在这些连接部分104上的示例的框架形式的视图。此结构通过连接部分104增加了下支承构件44、46、48、50和52的刚度。而且，下支承构件44、46、48、50和52集成在一起，使得组装到盖罩34仅需要进行一次，这增加了组装期间的可操作性。

如上所述，根据第一示例实施方式，摇臂支撑部分56设置在盖罩34或下支承构件44、46、48、50和52等之上，其防止了摇臂22和24在盖罩34组装到气缸盖12上时偏离位置。相应地，可以改善将盖罩34组装到气缸盖12上时的工作效率。

接下来，将描述本发明的第二示例实施方式。图6是根据第二示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图。此图示出了沿穿过气缸中心的平面剖切的第二示例实施方式的凸轮轴支撑结构。在第一示例实施方式中，摇臂支撑部分56形成在靠近摇臂22和24的位置处。在第二示例实施方式中，注油孔58设置在摇臂支撑部分56中，因此机油可以从摇臂支撑部分56供给到摇臂22和24附近。

如图6所示，注油孔58设置在摇臂支撑部分56中。这些注油孔58的出口朝向摇臂22和24抵靠进气凸轮28和排气凸轮32的部分。机油从油泵供给到这些注油孔58。

根据此结构，当油泵受驱动而将机油输送到注油孔58时，机油朝向摇臂22和24抵靠进气凸轮28和排气凸轮32的部分注射。相应地，机油可以从最靠近摇臂22和24抵靠进气凸轮28和排气凸轮32的抵靠部分的位置供给到这些抵靠部分，这消除了在摇臂22和24之上设置输油管的需要，从而简化了盖罩34的结构。

如上所述，根据第二示例实施方式，注油孔58设置在摇臂支撑部分56中，其使得机油可以直接从摇臂支撑部分56供给到摇臂22和24抵靠进气凸轮28和排气凸轮32的部分。相应地，摇臂22和24附近的区域可以借助于简单的结构润滑而无需设置输油管。

接下来，将描述本发明的第三示例实施方式。此第三示例实施方式提供了与下支承构件集成一体的摇臂支撑部分56，并且进一步简化了下支承构件的结构。

图7是与图2类似的从摇臂22和24一侧观察的盖罩34的立体图，并且示出了组装到盖罩34上的下支承构件44和52以及下支承构件60、62和64。在图7中，支撑#1和#5轴颈部分的下支承构件44和52具有与第一示例实施方式中相同的结构。另一方面，与#2到#4轴颈部分对应的下支承构件60、62和64不同于第一示例实施方式中的下支承构件46、48和50。在图7中未示出进气凸轮轴26和排气凸轮轴30。

上支承部分42设置在盖罩34上，与第一示例实施方式类似。下支承构件60、62和64都具有相同的形状并且都固定于盖罩34，其中进气凸轮轴26和排气凸轮轴30安装于上支承部分42。凸轮轴支撑部分56设置在各个下支承构件60、62和64上。各个下支承构件60、62和64分别安装在对应于#2到#4轴颈部分的上支承部分42之上。而且，正如在第一示例实施方式中的那样，一旦盖罩34安装到气缸盖12上，设置在下支承构件60、62和64上的摇臂支撑部分56就最终定位在摇臂22和24之上。

图8是沿穿过气缸中心的平面剖切的依据第三示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图。图8主要示出了下支承构件60与摇臂22和24之间的位置关系。

如图8所示，一旦盖罩34组装到气缸盖12上，摇臂支撑部分56就定位在当摇臂22和24驱动时的摇臂22和24支点的正上方。也就是，摇臂支撑部分56布置在位于间隙调节器25正上方的位置处。而且，在摇臂22和24的上表面与摇臂支撑部分56之间存在预定间隙。

根据此结构，当组装有进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的盖罩34组装到气缸盖12上时，摇臂支撑结构56靠近摇臂22和24的上部。相应地，如果摇臂22和24在组装过程中开始滑出其位于进气门18和排气门20之上的预定位置，则摇臂22和24的上表面抵靠摇臂支撑部分56，这阻止了摇臂22和24偏离位置。因此，能够防止摇臂22和24偏离位置。

这消除了在摇臂22和24偏离位置时必须将盖罩34重新组装到气缸盖12上的麻烦，并且因此改善了组装期间的工作效率。

如图8所示，下支承部分66设置在各个下支承构件60、62和64上。这些下支承部分66形成为直径大于上支承部分42的半圆形凹形以确保当进气凸轮轴26和排气凸轮轴30组装之后在下支承部分与进气凸轮轴26和排气凸轮轴30之间具有足够的空间。换言之，下支承部分66形成为使得在进气凸轮轴26和排气凸轮轴30组装之后在下支承部分与进气凸轮轴26和排气凸轮轴30之间存在预定间隙(空间)。

因此，下支承构件60、62和64的结构可如下所述进行简化，因此降低了制造成本。此外，下支承部分66与进气凸轮轴26和排气凸轮轴30分开，其减小了摩擦。另外，与下支承部分66直接支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的情况相比，下支承部分66与进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的分开还可将下支承部分66的位置向下偏移，因此可以缩短摇臂支撑部分56，这改善了盖罩34内侧的窜缸混合气和机油二者的流动。此外，较短的摇臂支撑部分56也改善了可组装性。

如图8所示，螺栓紧固孔68形成在支撑#2轴颈部分的两个上支承部分42之间。类似地，螺栓紧固孔68形成在支撑#3和#4轴颈部分的两个上支承部分42之间。而且，通孔70形成在各个下支承构件60、62和64的两个下支承部分66之间。在进气凸轮轴26和排气凸轮轴30安装到上支承部分42时，下支承构件60、62和64通过插入通孔70并且拧入(即，紧固到)螺栓紧固孔68的紧固螺栓72固定到盖罩34。

进气门18和排气门20通过气门弹簧迫向关闭位置。因此，当进气凸轮28和排气凸轮32的凸轮尖压靠摇臂22和24时，摇臂22和24绕其支点枢转使得进气门18和排气门20开启，其中所述支点是摇臂22和24接触间隙调节器25的点。这时，来自气门弹簧的反作用力传递到进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的轴颈部分。相应地，每次进气凸轮28和排气凸轮32的凸轮尖压靠摇臂22和24时，沿图8的向上方向的反作用力输入到盖罩34的上支承部分42。

而且，来自链条张力的沿图8的向下方向的荷载施加到由正时链轮36和38旋转驱动的进气凸轮轴26和排气凸轮轴30上。因此，在根据此示例实施方式的支撑结构中，布置在最靠近链条张力的应力点的部分处的#1下支承部分44制成具有高的刚度。因此，可以有效地抑制从该链条张力施加到进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的弯矩。

此外，当由凸轮轴26驱动的燃料泵安装到气缸盖部分时，如在本示例实施方式的内燃机10中的那样，沿图8的向下方向的荷载——更具体地为由于驱动所述燃料泵产生的荷载——也施加到进气凸轮轴26的#5轴颈部分。通过此示例实施方式的支撑结构，与布置在最靠近该荷载应力点位置处的#5轴颈部分对应的下支承构件52制成具有高的刚度。因此，能够有效地抑制由于该荷载而施加到进气凸轮轴26的弯矩。

另一方面，仅仅是气门弹簧反作用力作用在与#2到#4轴颈对应的下支承构件60、62和64上。没有沿图8向下方向的力施加到这些下支承构件60、62和64，因此它们不需要与下支承构件44和52同样地刚性。即，下支承构件60、62和64仅需要足以支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30使得它们在将盖罩34组装到气缸盖12时不会偏离位置的刚性。

由于上述原因，此示例实施方式的结构能够通过考虑与#2到#4轴颈部分对应的下支承构件60、62和64实际所需的功能来简化下支承构件60、62和64的结构。而且，通过使用比制造盖罩34所用材料更轻的材料来制造下支承构件60、62和64，可以将气缸盖部分制造得更轻。

当采用安装到气缸盖等上的凸轮轴通过凸轮盖从上方固定的结构时，凸轮盖必须承受气门弹簧的反作用力。因此，螺栓紧固部分设置在凸轮盖的两侧、并且每个凸轮盖使用两个紧固螺栓将凸轮盖刚性地连接到气缸盖等。

相反，利用根据本示例实施方式的支撑结构，在盖罩34结合气缸盖12的部分处承受气门弹簧的反作用力，使得不需要将下支承构件60、62和64制造得非常刚性，如上所述。相应地，可以减小将下支承构件60、62和64固定到盖罩34时的紧固力。更具体地，如同此示例实施方式的支撑结构，紧固螺栓的数量可以减小到一个，这减小了部件的数量。

而且，下支承构件60、62和64形成为当下支承构件60、62和64固定到盖罩34时在下支承构件60、62和64的两个端部与盖罩34之间都具有预定间隙。更具体地，这些间隙足够宽，使得如果移去了下支承构件44和52，则进气凸轮轴26和排气凸轮轴30可以在下支承构件60、62和64仍然是组装的情况下移去。此结构改善了维护期间的可操作性。

同样地，在第三示例实施方式中，摇臂支撑部分56也可以紧邻摇臂22和24定位。同样地，在这种情况下，如果摇臂22和24开始偏离位置，则摇臂22和24的侧表面将抵靠摇臂支撑部分56，阻止它们偏离位置。

如上所述，根据第三示例实施方式，摇臂支撑部分56设置在下支承构件60、62和64上，这防止了摇臂22和24在盖罩34组装到气缸盖12时偏离位置。而且，在下支承构件60、62和64的下支承部分66与进气凸轮轴26和排气凸轮轴30之间设置有间隙，使得下支承部分66不直接支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30。结果，可简化下支承构件60、62和64的结构并减小摩擦。

接下来，将描述本发明的第四示例实施方式。图9的视图示出了根据本发明第四示例实施方式的凸轮轴支撑结构。更具体地，图9是包括在本示例实施方式的结构中的构成元件的分解立体图。如图9所示，此示例实施方式的结构包括内燃机的气缸盖12。

气缸盖12由铝或铸铁制成。用于形成四个气缸的各种未示出的元件形成在气缸盖12内。而且，气缸盖12包括形成为环绕这些各种元件的侧壁74。气缸盖12的环形周边部分76构成侧壁74的最上端部分。多个螺栓紧固孔78以预定间隔形成在周边部分76外侧。

梯形框架类型的下凸轮托架80(下文简称为“下凸轮托架80”)组装到气缸盖12的顶部。此下凸轮托架80具有布置成与气缸盖12的周边部分76重叠的外框架部分82。布置成与气缸盖12中的螺栓紧固孔78重叠的螺栓紧固孔84设置在外框架部分82外侧。

四个桥接部分86设置成在外框架部分82内延伸于外框架部分82的相对侧之间。桥接部分86定位于四个气缸的边缘部分处。两个下支承部分54形成在各个桥接部分86上。这些下支承部分54形成为半圆形凹形，因此它们能够从下方支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30。螺栓紧固孔88在各下支承部分54两侧处形成于桥接部分86中。

下凸轮托架80构造成使得四个桥接部分86和外框架部分82集成为一体。而且，下凸轮托架80由镁或镁合金制成。尽管镁或镁合金的刚度小于制成气缸盖12的铝或铸铁，但是其比铝或铸铁轻并且具有极佳的隔音性能和隔热性能。

相应地，当下凸轮托架80由镁或镁合金制成时，与铝或铸铁制成时相比其具有以下特点。1)难以独立保证下凸轮托架80的刚度。2)下凸轮托架80较轻，其使得内燃机较轻、同时重心较低。3)改善了减振并且改善了消振效果和隔音效果。4)抑制了热传导和热辐射并且改善了内燃机的暖机性能。

进气凸轮轴26和排气凸轮轴30各自组装到下凸轮托架80上、从而由沿轴向平行的四个下支承部分54保持住。同样地，在此示例实施方式中，每个气缸设置有两个进气门18和两个排气门20。进气凸轮轴26为各个气缸设置两个与进气门18对应的进气凸轮28，排气凸轮轴30为各个气缸设置两个与排气门20对应的排气凸轮32。

盖罩34固定在下凸轮托架80上。盖罩34设置有凸缘部分90，其布置成与下凸轮托架80的外框架部分82重叠并且覆盖下凸轮托架80的整个表面同时支撑进气凸轮轴26和排气凸轮轴30。

凸缘部分90中设置有多个螺栓紧固孔92以与下凸轮托架80中的螺栓紧固孔84重叠。盖罩34和下凸轮托架80通过未示出的、穿过螺栓紧固孔84和92并且拧入(即，固定到)螺栓紧固孔78的紧固螺栓固定到气缸盖12。

盖罩34设置有多个支承部分94。各支承部分94设置在与下支承部分54对应的位置处，并且形成为在盖罩54的外侧突出。支承部分94具有图9中未示出的位于盖罩34内侧的上支承部分42，其与下支承部分54形成为一对，正如第一示例实施方式那样。上支承部分42与下支承部分54一起保持住进气凸轮轴26和排气凸轮轴30并且形成为与下支承部分54相似的半圆形凹形。

各支承部分94具有两个与下凸轮托架80中的螺栓紧固孔88重叠的螺栓紧固孔96。盖罩34和下凸轮托架80通过未示出的紧固螺栓也在带有螺栓紧固孔88和螺栓紧固孔96的部分处、即也在上支承部分和下支承部分的附近固定。

图10是沿穿过气缸中心的平面剖切的本示例实施方式的凸轮轴支撑结构的剖视图。如图10所示，盖罩34内侧构造成使得进气侧和排气侧的支承部分94与左右凸缘部分90连续地和一体地形成。在左右凸缘部分90之间延伸的各部分(包括支承部分94)的整个部分面对和接触下凸轮托架80的桥接部分86。

正如下凸轮托架80一样，盖罩34由镁或镁合金制成。因此，盖罩34与下凸轮托架80类似具有以下特点。1)难以独立保证下凸轮托架80的刚度。2)下凸轮托架80较轻，其使得内燃机较轻、同时重心较低。3)改善了减振并且改善了消振效果和隔音效果。4)抑制了热传导和热辐射并且改善了内燃机的暖机性能。

图11是从摇臂22和24一侧观察的盖罩34的框架形式的立体图。更具体地，图11是示出盖罩34、进气凸轮轴26、排气凸轮轴30和下凸轮托架80的分解立体图。如图11所示，摇臂支撑部分56设置在四个桥接部分86的两侧。摇臂支撑部分56与下凸轮托架80一体设置，并且摇臂支撑部分56的末端朝向气缸盖12突出。

如图10所示，当盖罩34、下凸轮托架80和气缸盖12组装好时，摇臂支撑部分56定位在摇臂22和24之上。

在此示例实施方式中，在进气凸轮轴26、排气凸轮轴30和下凸轮托架80组装好并且与盖罩34整合在一起之后，盖罩34然后组装到气缸盖12上。根据这种类型的结构，当将组装有进气凸轮轴26、排气凸轮轴30和下凸轮托架80的盖罩34组装到气缸盖12上时，摇臂支撑部分56靠近摇臂22和24的上部。结果，即使摇臂22和24在组装过程中开始偏离其预定位置，摇臂22和24的上表面也会抵靠摇臂支撑部分56，阻止它们偏离位置。因此，防止了摇臂22和24偏离位置。

这消除了将盖罩34重新组装到气缸盖12上的需要，否则如果摇臂22和24偏离位置的话则必须这么做，从而大大增加了组装期间的工作效率。

图12是相邻桥接部分86由两个连接部分104连接并且摇臂支撑部分56设置在这些连接部分104上的示例的视图。根据此结构，提供连接部分104使得下凸轮托架80的刚度可以进一步地增加。

而且，在此示例实施方式中，下凸轮托架80固定在夹置于盖罩34和气缸盖12之间的位置中，其具有以下优点。

如在第三示例实施方式中所述，有大的向上的反作用力与各气缸的进气门18的气门打开正时同步地作用在进气凸轮轴26上对应各气缸的位置处。由于同样的原因，也有大的向上的反作用力与各气缸的排气门18的气门打开正时同步地作用在排气凸轮轴30上对应各气缸的位置处。因此，进气凸轮轴26和排气凸轮轴30的支撑结构必须足够刚性以抵抗那些反作用力。

在此示例实施方式中，具有上支承部分42的支承部分94与盖罩34一体形成。根据该结构，盖罩34本身的刚度增加了支承部分94的刚度，因此上支承部分42的刚度能够比支承部分94独立设置时要大。

而且，根据此示例实施方式的结构，具有下支承部分54的桥接部分86与外框架部分82一体形成，其使得各个桥接部分86能够由外框架部分82支撑。由此，下支承部分54的刚度能够比桥接部分86独立设置时要大。

如上所述，此示例实施方式的结构为：上支承部分42和下支承部分54独立地具有高的刚度。另外，此示例实施方式的结构通过如下结合盖罩34和下凸轮托架80为进气凸轮轴26和排气凸轮轴30提供了格外刚性的支撑结构。

即，根据本示例实施方式的结构，上下支承部分形成配对的部分经由双构造构件连接到气缸盖12，其中盖罩34和桥接部分86处处重叠。即，盖罩34的一部分在上下支承部分形成配对的部分附近与桥接部分86恒定地紧密接触，并且该紧密接触一直延续到左右凸缘部分90或外框架部分82。在支承部分两侧，上述双构造构件通过螺栓紧固并且因而从外侧观察时用作坚固的单构造部件。

根据此结构，进气凸轮轴26和排气凸轮轴30所承受的力经由盖罩34和桥接部分86的双构造构件在内燃机中的各个部分处传递到气缸盖12。因此，根据此示例实施方式的支撑结构，支撑凸轮轴的刚度大致由双构造构件的刚度确定。

与盖罩34或桥接部分86本身的刚度相比，重叠的盖罩34和桥接部分86的双构造构件表现出十分高的刚度。因此，考虑到保证了支撑凸轮轴的刚度、同时上支承部分42和下支承部分54中的每一个都独立表现出高的刚度，此示例实施方式的支撑结构具有非常好的性能。

如上所述，在此示例实施方式的支撑结构中，盖罩34和下凸轮托架80由镁或镁合金制成，这两种材料都比铝或铸铁的刚度小。虽然如此，此示例实施方式的结构也能容易地确保支撑凸轮轴的刚度，如上所述。因此，在用镁或镁合金形成盖罩34和下凸轮托架80的同时此结构能够确保足够的支撑凸轮轴的刚度。

如图10所示，在根据此示例实施方式的支撑结构中，气缸盖12和下凸轮托架80之间的边界设定为直接定位在进气口100之上。这种类型的结构能够保持气缸盖12的高度尽可能地低，同时仍然将进气口100形成在气缸盖12中。即，此结构能够使下凸轮托架80和盖罩34的尺寸在内燃机给定尺寸时尽可能地大。

下凸轮托架80和盖罩34由轻质的镁或镁合金制成。另一方面，气缸盖12由比镁或镁合金重的铝或铸铁制成。因此，如果下凸轮托架80和盖罩34的尺寸制造成尽可能大并且气缸盖12的高度制造成尽可能低，则内燃机可以制造成尽可能轻并且其重心可以降低。

如上所述，通过此示例实施方式的支撑结构，下凸轮托架80和盖罩34的尺寸(厚度)在允许的极限内可制造得尽可能大。下凸轮托架80的外框架部分82和盖罩34的凸缘部分90越厚则刚度越大。因此，外框架部分82和凸缘部分90在取决于上述设计特征的给定自由度内制造得尽可能刚性。

将外框架部分82和凸缘部分90制造得高度刚性非常有助于增加凸轮轴支撑结构的刚度和减小内燃机漏油的风险。即，当使用此示例实施方式的支撑结构时，在气缸盖12和下凸轮托架80之间以及在下凸轮托架80和盖罩34之间形成密封位置。

盖罩34和下凸轮托架80通过紧固螺栓固定到气缸盖12的周边部分76。通常在紧固螺栓之间的区域容易出现漏油。而且，在需要密封位置处使用刚性较小的构件更容易出现这种漏油。

通过根据此示例实施方式的结构，气缸盖12的周边部分76、下凸轮托架80的外框架部分82和盖罩34的凸缘部分90都是在需要密封的位置使用的构件。周边部分76足够刚硬，因为其由铝或铸铁制成，这两种材料都比镁或镁合金刚硬得多。外框架部分82和凸缘部分90由镁或镁合金制成，但是都表现出足够的刚度，因为它们足够厚并且基本上用作坚固的单结构构件(因为它们在支承部分附近也紧固在一起)。

因此，根据此示例实施方式的支撑结构，虽然在两个位置需要密封并且下凸轮托架80和盖罩34由镁或镁合金制成，也可以充分地降低内燃机中漏油的风险。

如上所述，镁或镁合金的减振好于铝。因此，用镁或镁合金制成下凸轮托架80和盖罩34改善了内燃机的隔音性能和消振性能。另外，根据此示例实施方式，下凸轮托架80和盖罩34的尺寸制造得尽可能大，如上所述。因此，通过使用镁或镁合金，此示例实施方式的结构能够实现隔音性能和消振性能等所有优点。

如上所述，根据第四示例实施方式，摇臂支撑部分56设置在下凸轮托架80的桥接部分86两侧。因此，当盖罩34、进气凸轮轴26和排气凸轮轴30和下凸轮托架80组装成单个单元、并且随后将该单元组装到气缸盖12时，能够阻止摇臂22和24偏离位置。由此，能够改善组装期间的工作效率。

尽管已经参照其示例实施方式描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所述的示例实施方式或构造。相反，本发明意在覆盖各种改型和等同布置。另外，尽管示例实施方式的各种元件示出为示例性的各种组合和配置，但是包括更多、更少或单个元件的其它组合或配置也落入本发明的精神和范围内。

Claims (16)

1.一种内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，包括驱动进气门和排气门之一的凸轮轴(26、30)和容置所述凸轮轴(26、30)的盖罩，其特征在于包括：

第一支承部分(42)，其设置在所述盖罩(34)上并且支撑所述凸轮轴(26、30)；

第二支承部分(54)，其附连到所述盖罩(34)并且与所述第一支承部分(42)形成配对以支撑所述凸轮轴(26、30)；

摇臂(22、24)，其将驱动力从所述凸轮轴(26、30)传递到所述进气门(18)和所述排气门(20)之一；以及

摇臂支撑装置(56)，其通过刚好设置在所述摇臂(22、24)之上来阻止所述摇臂(22、24)偏离位置。

2.如权利要求1所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述摇臂支撑装置(56)设置在所述摇臂(22、24)受驱动时所述摇臂(22、24)的旋转中心的正上方。

3.如权利要求1所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述摇臂支撑装置(56)邻近所述摇臂(22、24)的侧表面定位。

4.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述摇臂支撑装置(56)设置在所述盖罩(34)上。

5.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述摇臂支撑装置(56)设置在所述第二支承部分(54)上。

6.如权利要求1-3中任一项所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中设置有多个所述第二支承部分(54)，所述凸轮轴支撑结构进一步包括：

连接装置(104)，其用于连接相邻的所述第二支承部分(54)，

其中所述摇臂支撑装置(56)设置在所述连接装置(104)上。

7.如权利要求4所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，进一步包括：

注油孔(58)，其设置在所述摇臂支撑装置(56)中并且机油通过所述注油孔注于所述摇臂(22、24)附近。

8.如权利要求5所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述第二支承部分(66)和所述凸轮轴(26、30)分开预定的距离。

9.如权利要求6所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中设置有多个所述第二支承部分(54)，所述凸轮轴支撑结构进一步包括：

外框架部分(82)，其连接所述多个第二支承部分(54)的周边；和

气缸盖(12)，所述进气门(18)、所述排气门(20)和所述摇臂(22、24)组装到所述气缸盖(12)，

其中所述外框架部分(82)夹置在所述盖罩(34)和所述气缸盖(12)之间。

10.如权利要求5或8所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中当所述第二支承部分(66)固定到所述盖罩(34)时，在所述盖罩(34)与所述第二支承部分(66)的两端之间存在预定的间隙。

11.如权利要求1-10中任一项所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述第二支承部分(54、66)由比制造所述盖罩(34)的材料重量轻的材料制成。

12.如权利要求11所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述第二支承部分(54、66)由选自镁、镁合金和树脂复合材料中的至少一种制成。

13.如权利要求9所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述第二支承部分(54)与所述外框架部分(82)一体形成。

14.如权利要求9或13所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述盖罩(34)和所述外框架部分(82)中的至少一个由比制造所述气缸盖(12)的材料重量轻的材料制成。

15.如权利要求14所述的内燃机(10)的凸轮轴支撑结构，其中所述盖罩(34)和所述外框架部分(82)的中至少一个由镁和镁合金之一制成。

16.一种内燃机的凸轮轴支撑结构，包括：

凸轮轴，其驱动进气门和排气门之一；

容置所述凸轮轴的盖罩；

第一支承部分，其设置在所述盖罩上并且支撑所述凸轮轴；

第二支承部分，其附连到所述盖罩并且与所述第一支承部分形成配对以支撑所述凸轮轴；

摇臂，其将驱动力从所述凸轮轴传递到所述进气门和所述排气门之一；以及

摇臂支撑构件，其通过设置在所述摇臂附近和正上方来阻止所述摇臂偏离位置。

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