CN101457662B - 可变阀机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变阀机构，装设于一引擎装置内，此引擎装置具有一凸轮轴及二气阀，在凸轮轴上设有分别对应于二气阀的二凸轮。可变阀机构包括有一枢杆、一第一摇臂、一第二摇臂及一连动杆。第一摇臂及第二摇臂枢设于枢杆上，并分别连接于二气阀，二摇臂借助凸轮的压抵以驱动二气阀产生不同行程的阀扬程。连动杆以可转动的关系设置于第二摇臂上，并且具有一顶键，连动杆被驱动而旋转，并带动顶键抵持于第一摇臂，以令第一摇臂带动第二摇臂驱动二气阀产生同一行程的阀扬程。

Description

可变阀机构

技术领域

本发明涉及一种可变阀机构，特别是涉及一种可改变阀扬程的可变阀机构。

背景技术

引擎装置中所使用的可变阀机构，可依据引擎运转的需求，例如于中低转速且惰转稳定的状态、或是于高转速且大马力的使用状态，而令可变阀机构的摇臂与凸轮对应切换气阀扬程，以提供最佳的空气量，达到降低油耗及提高引擎性能的目的。

可变阀机构的技术已发展多年，目前可变阀机构大致分为三种，一、相位变化式的可变阀；二、顶筒切换直压式的可变阀；三、销切换摇臂式的可变阀(由本田汽车(Honda)所研发)。

以机车所使用的引擎装置为例，上述的三种可变阀机构应用于机车引擎时，将产生下述的限制：相位变化式的可变阀需要借助高敏感度的凸轮轴角度传感器感测凸轮的目前位置，并持续反馈信号，才可精准控制可变阀的相位变化，其制造成本昂贵；顶筒切换式的可变阀所使用的顶筒尺寸必须相当精密，且需要足够的气缸内部空间，以容纳结构复杂的顶筒，其制造成本昂贵；而销切换摇臂式的可变阀所使用的切换销，必须与摇臂上的销孔精密配合，且于可变阀机构作动时，切换销承受相当大的剪应力，因此销切换摇臂式的可变阀需要极精密的加工与相当高的结构强度。

另外，在美国专利第6,823,826号、第6,976,461号、第7,096,835号、第7,124,723号、及第7,252,058号等专利案揭露了各种可变阀机构，利用凸轮驱动二个以上的气阀以一固定扬程开启，使得各个气阀的扬程同时以高扬程或是低扬程执行作动。

上述常用的可变阀机构，其多个气阀仅能以同样的阀扬程执行作动，并无法适应引擎装置在不同运转速度下的需求，且公知可变阀机构的制造精度要求极高，导致制造成本相对增加，并不适用于机车引擎等低成本动力系统上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变阀机构，借以改进公知技术的可变阀机构仅能控制各气阀以同样阀行程执行作动，及可变阀机构的制造精度要求极高，而导致制造成本过高等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可变阀机构，装设于一引擎装置内，此一引擎装置具有一凸轮轴及二气阀，在凸轮轴上设有分别对应于二气阀的第一凸轮及第二凸轮。

可变阀机构包括有一枢杆、一第一摇臂、一第二摇臂、及一连动杆。枢杆装设于引擎装置内，第一摇臂及第二摇臂的一端枢设于枢杆上。第一摇臂的另一端连接于其中一气阀，且第一摇臂借助第一凸轮的压抵，以驱动此一气阀产生一第一扬程。第二摇臂的另一端连接于另一气阀，且第二摇臂借助第二凸轮的压抵，以驱动另一气阀产生一第二扬程。连动杆以可转动的关系设置于第二摇臂上，在连动杆相邻于第一摇臂的一端设有一顶键，当连动杆被驱动而产生旋转时，以带动顶键抵持于第一摇臂，并令第一摇臂带动第二摇臂驱动二气阀产生第一扬程。

本发明的可变阀机构可根据引擎装置的转速，而对应驱动二气阀产生不同距离或是相同距离的阀扬程，以达到引擎装置的最佳效能。并且，本发明的可变阀机构结构简单，无须高精密的制造要求，且气阀控制切换过程的可靠度极高，相当适用于低成本的动力引擎。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一实施例的分解示意图；

图2为本发明的顶键位于初始位置的立体示意图；

图3为本发明的顶键位于初始位置的局部侧视图；

图4为本发明的顶键抵持于第一摇臂的立体示意图；

图5为本发明的顶键抵持于第一摇臂的局部侧视图；

图6为本发明的电路控制图；

图7为本发明第二实施例的局部立体示意图；以及

图8为本发明第二实施例的局部侧视图。

其中，附图标记：

110   枢杆

120   第一摇臂

121   滑槽

130   第二摇臂

131   衔接部

140   连动杆

141   顶键

1411  导角结构

142   支撑部

150   驱动装置

151   枢转件

1511  挡块

152   扭力弹簧

153   控制单元

1531  电磁阀

1532  释压阀

1533  油泵

154   活塞缸

1541  顶销

200   引擎装置

210   凸轮轴

211   第一凸轮

212   第二凸轮

220   气阀

具体实施方式

请参考图1、图2及图3的本发明第一实施例的图式。本发明第一实施例的可变阀机构装设于一引擎装置200内，此一引擎装置200具有一凸轮轴210及二气阀220，在凸轮轴210上设有一第一凸轮211，以及相邻于第一凸轮211的一第二凸轮212。二凸轮211、212的位置分别对应于气阀220，且第一凸轮211的尺寸大于第二凸轮212的尺寸。

本发明的可变阀机构包括有一枢杆110、一第一摇臂120、一第二摇臂130、一连动杆140及一驱动装置150。枢杆110装设于引擎装置200内，第一摇臂120的一端枢设于枢杆110上，另一端与其中一气阀220相互连接。第一摇臂120的位置对应于第一凸轮211并相抵接，当凸轮轴210旋转并以第一凸轮211压抵第一摇臂120，以驱动相对应的气阀220产生一第一扬程。

第二摇臂130邻近于第一摇臂120，第二摇臂130一端枢设于枢杆110上，另一端与另一气阀220连接。第二摇臂130的位置对应于第二凸轮212并相抵接，当凸轮轴210旋转并以第二凸轮212压抵第二摇臂130，以驱动相对应的气阀220产生一第二扬程。其中，由于第一凸轮211的尺寸大于第二凸轮212，因此二气阀220所分别产生的第一扬程为一高阀扬程，而第二扬程为一低阀扬程。

请继续参考图1至图3，连动杆140以可转动的关系穿设于第二摇臂130，在连动杆140相邻于第一摇臂120的一端具有一顶键141。顶键141设计有一导角结构1411，而第一摇臂120相对于顶键141的位置设有一相匹配的滑槽121，以供顶键141滑入并卡制于其中。

如图1至图3及图6所示，本发明的驱动装置150包括有一枢转件151、一扭力弹簧152、一控制单元153及一活塞缸154。枢转件151枢设于连动杆140的另一端，且枢转件151延伸有一挡块1511，扭力弹簧152设置连动杆140的另一端，并连接于第二摇臂130，以提供一弹性力量令连动杆140的顶键141常态保持于一初始位置。控制单元153与活塞缸154相互电性连接，控制单元153可为油压控制单元、液压控制单元或是电磁控制单元，而本发明以油压控制单元做为本实施例的说明，但并不以此实施例为限。控制单元153具有一油泵1533及一电磁阀1531，活塞缸154内具有一顶销1541，与挡块1511相抵接。

如图4至图6所示，当控制单元153接收到一控制信号后，即开启电磁阀1531，并令释压阀1532作动，以使油泵1533释放储油至活塞缸154中，以驱动顶销1541伸出于活塞缸154并推抵枢转件151的挡块1511。此时，枢转件151产生旋转，带动连动杆140一并旋转，使得连动杆140的顶键141离开初始位置，并借助导角结构1411的导引而滑入并卡制于第一摇臂120的滑槽121内，以使顶键141抵持于第一摇臂120(称为上键动作)。

值得注意的是，导角结构1411的设计，可让驱动装置150的顶销1541不须完全伸出于活塞缸154，仅需让顶键141的导角结构1411导入滑槽121后，即可导引顶键141完全滑入滑槽121并抵持于第一摇臂120，使得上键动作更为快速确实。

请继续参考图4及图5，第一摇臂120与第二摇臂130之间借助顶键141而相互连动，尺寸较大的第一凸轮211在压抵第一摇臂120的过程中，同时带动第二摇臂130，以令二摇臂120、130驱动二气阀220产生第一扬程，使得原本以一高扬程及一低扬程作动的气阀，改变为二气阀皆以高扬程执行作动。

图7及图8所示为本发明第二实施例的示意图。本发明所公开第二实施例的连动杆140，其相邻于第一摇臂120的一端还延伸有一与顶键141相对称的支撑部142。而第二摇臂130设有对应于支撑部142的衔接部131。当连动杆140受驱动装置150的驱动而旋转时，支撑部142随着连动杆140而旋入并嵌设于衔接部131内，以使第一摇臂120与第二摇臂130相互连动。

本发明第二实施例借助支撑部142抵持于第二摇臂130，以分散连动杆140在二摇臂120、130连动时所承受的应力，减缓连动杆140于作动所造成的材料磨损，进而延长连动杆140的使用寿命。并且，由于连动杆140并未承受过多的应力，因此制造连动杆140的尺寸及刚性要求可不必过于精密。

本发明的可变阀机构可根据引擎装置的转速，而以第一摇臂与第二摇臂分别驱动气阀产生一高一低的阀扬程，或是借助连动杆的顶键的连接，使得第一摇臂带动第二摇臂同时驱动二气阀产生相同的阀扬程，同时满足引擎装置的低转速大扭力，以及高转速大马力的需求，以提升引擎装置的高转速马力性能，并降低中低转速的油耗。

另外，本发明的可变阀机构结构简单，无须高精密的制造要求，气阀控制切换过程的可靠度极高，且连动杆可借助支撑部的带动，而不须承受过多应力，进而延长其使用寿命，相当适用于低成本的动力引擎。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变阀机构，与一凸轮轴及二气阀相互连动，该凸轮轴上设有分别对应于该二气阀的一第一凸轮及一第二凸轮，其特征在于，该可变阀机构包括有：

一枢杆，对应该凸轮轴设置；

一第一摇臂，其一端枢设于该枢杆上，另一端连接于该气阀的其中一个，该第一摇臂借助该第一凸轮的压抵，以驱动该气阀产生一第一扬程；

一第二摇臂，其一端枢设于该枢杆上，另一端连接于该另一气阀，该第二摇臂借助该第二凸轮的压抵，以驱动该另一气阀产生一第二扬程；以及

一连动杆，以可转动的关系设置于该第二摇臂，该连动杆相邻该第一摇臂的一端具有一顶键，该连动杆被驱动而产生旋转，以使该顶键抵持于该第一摇臂，并令该第一摇臂带动该第二摇臂驱动该二气阀产生该第一扬程；

一驱动装置，枢设于该连动杆的另一端并连接于该第二摇臂。

2.根据权利要求1所述的可变阀机构，其特征在于，该驱动装置具有：

一枢转件，枢设于该连动杆的另一端，该枢转件延伸有一挡块；

一扭力弹簧，设置于该连动杆的另一端并连接于该第二摇臂，以令该顶键常态保持于一初始位置；

一控制单元；以及

一活塞缸，电性连接于该控制单元，该活塞缸具有一顶销，该控制单元可控制该顶销伸出该活塞缸并推抵该挡块，以带动该顶键抵持于该第一摇臂。

3.根据权利要求2所述的可变阀机构，其特征在于，该控制单元为一油压控制单元、一液压控制单元或是一电磁控制单元的其中一个。

4.根据权利要求3所述的可变阀机构，其特征在于，该油压控制单元具有一油泵及一电磁阀，该电磁阀用以控制该油泵释放储油至该活塞缸。

5.根据权利要求1所述的可变阀机构，其特征在于，该第一摇臂具有一滑槽，与该顶键相匹配，以使该顶键卡制于滑槽并抵持该第一摇臂。

6.根据权利要求5所述的可变阀机构，其特征在于，该顶键还具有一导角结构，该顶键借助该导角结构的导引而卡制于该滑槽。

7.根据权利要求1所述的可变阀机构，其特征在于，该连动杆具有该顶 键的一端还延伸有一支撑部，该第二摇臂设有一衔接部，该支撑部可旋转并嵌设于该衔接部，以使该第一摇臂与该第二摇臂相连接。

8.根据权利要求7所述的可变阀机构，其特征在于，该支撑部与该顶键对称设置。

9.根据权利要求1所述的可变阀机构，其特征在于，该第一扬程的距离实质上相同于该第二扬程的距离。

10.根据权利要求1所述的可变阀机构，其特征在于，该第一扬程的距离实质上不同于该第二扬程的距离。 

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