CN101443532A - 可变阀驱动装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可变阀驱动装置，能够高精度地控制阀的升程量，并且能够以低成本进行制造。其具备：阀(10)，作为发动机的进气阀或排气阀；弹簧(11)，将阀(10)向闭阀方向施力；凸轮(12)，克服弹簧(11)的施力而将阀(10)向开阀方向按压；活塞(19)，与阀(10)连结；控制室(21)，由供活塞(19)插入的活塞插入孔(20)构成；以及控制机构(24)，通过对控制室(21)的工作流体的导入以及排出进行控制，来变更阀(10)的闭阀定时。

Description

可变阀驱动装置
技术领域
本发明涉及一种发动机的阀驱动装置，特别是关于能够变更阀的闭阀定时的可变阀驱动装置。
背景技术
已知，为了进行米勒循环或预混合燃烧(PCI燃烧)中的燃料的点火定时的控制，有效的方法是在发动机的活塞从下死点压缩上升时使进气阀关闭延迟。
作为能够变更进气阀的闭阀定时的可变阀驱动装置，例如提出了专利文献1所公开的装置。
在专利文献1中公开了一种可变阀驱动装置，具备：柱塞，在发动机的气缸盖上由凸轮驱动；促动器，向开阀方向按压进气阀，该进气阀与由上述柱塞加压的柱塞室连通；液压泵，向上述柱塞室供给液压；液压室，设置在上述进气阀的弹簧座圈(retainer)和气缸盖之间，向闭阀方向按压该进气阀；切换部件，插入在连通上述柱塞室和液压室的通路中；以及蓄压器，连接在上述通路的上述液压室和切换部件之间。
在该可变阀驱动装置中，在进气阀提升时，通过切换部件截断柱塞室和液压室，通过由被凸轮驱动的柱塞加压的柱塞室的液压来驱动促动器，打开进气阀。随着该进气阀的开阀，被加压的液压室的液压被蓄压器蓄压。当在进气阀的提升途中通过切换部件连通柱塞室和液压室时，柱塞室的被加压的液压和被蓄压器蓄压的液压向液压室供给，而使进气阀闭阀。
专利文献1：日本特许第2970388号公报
但是，在上述可变阀驱动装置中，进气阀的升程量根据柱塞室等中的工作油的压缩性的不同而变化，因此难以高精度地控制进气阀的升程量。
而且，在上述可变阀驱动装置中，从以往的凸轮方式的阀驱动装置的变更规模较大、构造复杂，因此存在制造成本上升的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可变阀驱动装置，能够高精度地控制阀的升程量，并且能够以低成本进行制造。
为了实现上述目的，技术方案1的发明是一种可变阀驱动装置，其特征在于，具备：作为发动机的进气阀或排气阀的阀；将该阀向闭阀方向施力的弹簧；克服该弹簧的施加力而向开阀方向按压上述阀的凸轮；与上述阀连结的活塞；由供该活塞插入的活塞插入孔构成的控制室；以及，控制机构，通过对该控制室的工作流体的导入以及排出进行控制，来变更上述阀的闭阀定时。
技术方案2的发明为，在技术方案1所述的可变阀驱动装置中，上述控制机构，在使上述阀比与上述凸轮的凸轮轮廓相应的闭阀定时延迟地闭阀时，对导入上述控制室的工作流体的排出进行限制，而将工作流体保持在上述控制室中。
技术方案3的发明为，在技术方案1或2所述的可变阀驱动装置中，上述控制机构具有：工作流体箱，与上述控制室连接；第1工作阀，用于将该工作流体箱的工作流体导入上述控制室；以及第2工作阀，用于将上述控制室的工作流体排出到上述工作流体箱。
技术方案4的发明为，在技术方案1～3之一所述的可变阀驱动装置中，上述阀由上述凸轮直接、或由上述凸轮经由摇臂按压。
技术方案5的发明为，在技术方案1～4之一所述的可变阀驱动装置中，相对于上述凸轮、或摇臂按压上述阀的按压点，上述控制室配置在上述阀的相反侧。
技术方案6的发明为，在技术方案1～5之一所述的可变阀驱动装置中，上述控制室配置在上述阀的轴线延长线上。
发明的效果：
根据本发明，发挥的优良效果为，能够提供一种能够高精度地控制阀的升程量，并且能够以低成本进行制造的可变阀驱动装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的可变阀驱动装置的概略图、表示阀被闭阀的状态。
图2是图1的实施方式的可变阀驱动装置的概略图、表示阀被保持为开阀状态的状态。
图3(a)到图3(c)是分别表示控制阀的升程量、止回阀的升程量以及阀的升程量的图表。
图4是变形例的可变阀驱动装置的概略图、表示阀被闭阀的状态。
符号说明：
10 阀
11 弹簧
12凸轮
17 摇臂
19 活塞
20 活塞插入孔
21 控制室
24 控制机构
26 工作油箱(工作流体箱)
27 止回阀(第1工作阀)
28 控制阀(第2工作阀)
C 轴线
P 按压点
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1是本发明的一个实施方式的可变阀驱动装置的概略图。
本实施方式的可变阀驱动装置适用于4阀发动机。
本实施方式的可变阀驱动装置具备：阀(发动机阀)10，作为发动机的进气阀或排气阀；弹簧(阀弹簧)11，将阀10向闭阀方向(图1中的向上方向)施力；以及凸轮12，克服弹簧11的施加力，而将阀10向开阀方向(图1中的向下方向)按压。
阀10通过其阀杆13而被气缸盖14升降自如地支持。
在阀10上安装有弹簧座圈(阀弹簧座圈)15，在弹簧座圈15和气缸盖14之间，以压缩状态配置有弹簧11。
在阀10上安装有大致T字形状的桥(阀桥)16，摇臂17卡合在桥16的上部。桥16由固定在气缸盖14上的导向销18升降自如地支持。
凸轮12经由摇臂17按压阀10。即，阀10经由摇臂17而被凸轮12按压。
本实施方式的可变阀驱动装置具备：活塞(柱塞)19，与阀10连结，且配置在不直接受到凸轮12的按压的位置上；和控制室21，由供活塞19插入的活塞插入孔20构成。
在桥16的上部安装有形成了摇臂17所插通的开口的门型的辅助部件22，活塞19安装在辅助部件22的上部。
控制室21由形成在壳体23内的活塞插入孔20和插入活塞插入孔20的活塞19的上表面划分形成。虽然省略了图示，但是壳体23固定在气缸盖14上。
相对于摇臂17按压阀10(桥16)的按压点P，控制室21配置在阀10的相反侧(图1中的上侧)。而且，控制室21配置在阀10(桥16)的轴线C的延长线上。
本实施方式的可变阀驱动装置具备控制机构24，该控制机构24用于通过对控制室21的工作流体(工作油)的导入以及排出进行控制，来变更阀10的闭阀定时。
控制机构24具有：工作流体箱(工作油箱)26，经由导入管线25a和排出管线25b与控制室21连接；第1工作阀27，设置在导入管线25a的途中，用于将工作油箱26的工作油导入控制室21；以及第2工作阀28，设置在排出管线25b的途中，用于将控制室21的工作流体向工作油箱26排出。
第1工作阀27由止回阀(单向阀)构成。在止回阀27中，工作油箱26侧为入口侧，控制室21侧为出口侧。当控制室21的压力成为负压时，止回阀27自动开阀，在开阀时能够将工作油箱26的工作油导入控制室21。
第2工作阀28由控制阀(电磁阀)构成。控制阀28通过控制器29控制开闭，在开阀时能够将控制室21的工作流体向工作油箱26排出。控制阀28可以是NO(常开)型以及NC(常闭)型中的任一种。
接着，说明本实施方式的作用。
在此，本实施方式的控制阀28为NC型。
在对阀10进行开阀时，将控制阀28闭阀(参照图3(a))。
阀10为，通过凸轮12克服弹簧11的施加力而被向开阀方向按压，并按照凸轮12的凸轮轮廓(凸轮峰的形状)而被开阀(参照图3(c))。此时，与阀10(桥16)连结的活塞19也向阀10的开阀方向移动。
由于控制阀28被闭阀，并且活塞19向阀10的开阀方向移动，因此控制室21的压力成为负压，止回阀27自动开阀(参照图3(b))。由此，随着活塞19的移动，工作油箱26的工作油通过导入管线25a被导入(吸引)到控制室21中。
在使阀10比与凸轮12的凸轮轮廓相应的闭阀定时延迟地闭阀的情况(进行延迟关闭动作的情况)下，在凸轮12越过顶峰(peak)位置而向闭阀侧进行了移动时，保持将控制阀28开阀的状态。
当凸轮12越过顶峰位置时，由于弹簧11的施加力，阀10向闭阀方向移动。此时，活塞19也向阀10的闭阀方向移动。
由于控制阀28被闭阀，并且活塞19向阀10的闭阀方向移动，因此通过活塞19压缩导入控制室21的工作油，控制室21的压力成为正压，止回阀27自动闭阀(参照图3(b))。由于在阀10的开阀时控制室21被密封，所以导入控制室21的工作油的排出被限制，工作油被保持在控制室21中。
当活塞19进一步向阀10的闭阀方向移动、弹簧11的施加力与控制室21的压力到达平衡状态时，结果如图2所示，能够将阀10保持在开阀状态。
然后，当在任意时刻将控制阀28开阀时，通过弹簧11的施加力将阀10以及活塞19向闭阀方向移动，因此通过活塞19将控制室21的工作油通过排出管线25b排出到工作油箱26。如此，能够使阀10比与凸轮12的凸轮轮廓相应的闭阀定时延迟地闭阀。
另一方面，在使阀10在与凸轮12的凸轮轮廓相应的闭阀定时闭阀的情况(进行通常动作的情况)下，在凸轮12的顶峰位置附近的时刻，将控制阀28开阀(参照图3(a)中的虚线)。
由于在阀10的闭阀时控制室21未被密封，因此通过弹簧11的施加力将阀10以及活塞19向闭阀方向移动(参照图3(c)中的虚线)，通过活塞19将控制室21的工作油通过排出管线25b排出到工作油箱26。因此，控制室21的压力不上升，阀10的闭阀动作也与以往的凸轮驱动式的阀几乎一样。
综上所述，在本实施方式中，除了进行阀10的延迟关闭动作的情况以外，在大部分区域使阀10根据凸轮12的凸轮轮廓动作，因此与通过液压来开闭阀的可变阀驱动装置相比，能够高精度地控制阀10的升程量。
而且，在本实施方式中，从以往的凸轮方式的阀驱动装置的变更规模较小，与通过液压来开闭阀的可变阀驱动装置相比，结构不复杂，所以能够以低成本进行制造。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式，能够采用其他各种实施方式。
例如，如图4所示，阀10也可以被凸轮12直接按压。在这种情况下，在阀10上安装有挺杆(阀挺杆)30，在挺杆30和气缸盖14之间以压缩状态配置有弹簧11。而且，在挺杆30的上部安装有形成凸轮轴所插通的开口的门型的辅助部件31，活塞19安装在辅助部件31的上部。
而且，控制室21也可以不配置在阀10(桥16)的轴线C的延长线上。
而且，活塞19也可以安装在弹簧座圈15、阀杆13或摇臂17等上。

Claims (6)

1、一种可变阀驱动装置，其特征在于，具备：
阀，作为发动机的进气阀或排气阀；
弹簧，将该阀向闭阀方向施力；
凸轮，克服该弹簧的施加力而将上述阀向开阀方向按压；
活塞，与上述阀连结；
控制室，由供该活塞插入的活塞插入孔构成；以及
控制机构，通过对该控制室的工作流体的导入以及排出进行控制，来变更上述阀的闭阀定时。
2、如权利要求1所述的可变阀驱动装置，其特征在于，
上述控制机构，在使上述阀比与上述凸轮的凸轮轮廓相应的闭阀定时延迟地闭阀时，对导入上述控制室的工作流体的排出进行限制，而将工作流体保持在上述控制室中。
3、如权利要求1或2所述的可变阀驱动装置，其特征在于，
上述控制机构具有：
工作流体箱，与上述控制室连接；
第1工作阀，用于将该工作流体箱的工作流体导入上述控制室；以及
第2工作阀，用于将上述控制室的工作流体排出到上述工作流体箱。
4、如权利要求1至3的任一项所述的可变阀驱动装置，其特征在于，
上述阀由上述凸轮直接、或由上述凸轮经由摇臂按压。
5、如权利要求1至4的任一项所述的可变阀驱动装置，其特征在于，
相对于上述凸轮或摇臂按压上述阀的按压点，上述控制室配置在上述阀的相反侧。
6、如权利要求1至5的任一项所述的可变阀驱动装置，其特征在于，上述控制室配置在上述阀的轴线延长线上。
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