CN101550849B - 可变气门致动器 - Google Patents

Abstract

一种可变气门致动器，其使用传输自驱动凸轮的力按压摇臂以打开/关闭发动机的气门，该可变气门致动器包括：摆动臂，所述摆动臂在其第一侧面上可枢转地连接于发动机；以及至少两个按压装置，所述至少两个按压装置在其第一侧面上与摇臂相接触，所述至少两个按压装置在其第二侧面上可枢转地连接于所述摆动臂的第二侧面，并且在受到驱动凸轮的按压时按压摇臂。因此，所述可变气门致动器能够调节每一气门的提升时间和提升距离而不改变驱动凸轮和凸轮轴的位置，并且能够更容易地调节每一气门的提升时间，并且由于简单的内部构造而具有对于发动机的非常出色的应用性。

Description

可变气门致动器

优先权声明

本申请要求于2008年4月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2008-0030295号的权益，其公开内容合并于此作为参考。

技术领域

本发明涉及可变气门致动器，更特别地，涉及其中气门的提升时间和提升距离根据发动机的低速/高速操作范围而不同的可变气门致动器。

背景技术

对于发动机，凸轮轴通过传输自曲柄轴的旋转力而发生旋转，并且进气气门和排气气门通过凸轮轴的凸轮以规则的正时(timing)上下往复运动。因此，进入的空气被供给到燃烧室，然后燃烧的气体被排出。在该过程中，燃料-空气混合物压缩并爆炸以产生动力。

以这种方式，用于操作所述进气和排气气门的一系列的元件，例如驱动凸轮、凸轮轴、挺杆、摇臂等，称为气门机构。

这种气门机构将在下文中通过参考附图而进行详细的说明。

图1为表示传统气门机构的侧视图。

如图1中所示，该传统气门机构包括驱动凸轮12、凸轮轴11、摇臂14和气门15。所述驱动凸轮12以预定的间隔连接于凸轮轴11，相对于枢轴销13发生角运动的每一摇臂14安装于相应的驱动凸轮12的下方。

另外，气缸盖的进气口或者排气口设置在每一摇臂14的外端部以下，而气门15由气门弹簧16弹性支承。因此，当凸轮轴11旋转的时候，摇臂14的辊子14a由具有不同旋转半径的各个驱动凸轮12推上并推下。然后，每一摇臂14相对于相应的枢轴销13发生角运动，每一摇臂14的外端部向相应的气门15的杆端部部分施加力。因此，所述气门15抵抗气门弹簧16的弹性力而下降。同时，当每一驱动凸轮12的位置发生改变并且每一摇臂14因此在向上的方向发生角运动的时候，相应的气门15通过所述气门弹簧16的弹性力再次被提升。

以这种方式，通过气门机构10的操作，所述进气和出气气门以规则的间隔反复地打开以及关闭。

因此，通过所述凸轮的运动，该常规的气门机构发生单一自由度系统运动，从而不可能改变基于发动机操作条件(例如高速和低速发动机操作条件)的气门机构。

为了解决这一问题，已经发展了各种可变气门致动器，每一种致动器均适合于根据发动机速度调节气门15的提升时间和提升距离。然而，这些可变气门致动器必须改变驱动凸轮12和凸轮轴11的位置，从而难于轻易地将他们应用于现存的批量生产的发动机。

另外，这些可变气门致动器被设计为仅通过增大或减小所述气门15的提升距离而调节所述气门15的提升时间，从而不可能更有效率地调节所述气门15的提升时间。

另外，除连接于凸轮轴11的驱动凸轮12，所述可变气门致动器还要求分开的可变凸轮，以调节所述气门15的提升距离和提升时间。以这种方式，因为每一气门15装配有驱动凸轮12和可变凸轮，该可变气门致动器具有复杂的内部构造。

在本发明的背景技术这个部分所公开的信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，而不应当作为该信息构成已经被本领域技术人员所知晓的现有技术的承认或者任何形式的暗示。

发明内容

本发明的实施例已经被用于解决现有技术中的上述问题，因此本发明涉及可变气门致动器，其能够调节每一气门的提升时间和提升距离而不改变驱动凸轮和凸轮轴的位置，且更稳定地调节每一气门的提升时间以及简化内部构造。

根据本发明的一个方面，提供可变气门致动器，其使用传输自驱动凸轮的力按压摇臂以打开/关闭发动机的气门。该可变气门致动器包括：摆动臂，所述摆动臂在其第一侧面上可枢转地连接于发动机；以及至少两个按压装置，所述至少两个按压装置在其第一侧面上与摇臂相接触，所述至少两个按压装置在其第二侧面上可枢转地连接于所述摆动臂的第二侧面，并且在受到驱动凸轮的按压时按压摇臂，其中，按压装置和驱动凸轮之间的接触点的位置是可调的。

在此，每一按压装置可根据所述摆动臂的枢转角度在不同的点与所述摇臂发生接触，且可根据所述摆动臂的枢转角度在不同的点与所述驱动凸轮发生接触。

另外，所述按压装置可包括在接触点的从动辊子，所述按压装置与驱动凸轮在所述接触点处发生接触。

并且，所述摆动臂可包括至少两个枢转杆(pivoting bars)，其第一侧面可枢转地连接于发动机，其第二侧面在预定距离内在移动远离气门的方向上延伸；以及至少一个连接杆，其与所述枢转杆连接，从而与枢转杆的第二侧面相互连接。

另外，所述按压装置可可枢转地连接于所述连接杆以按压各个摇臂。

另外，每一摇臂可包括在与每一按压装置相接触的点处的摇臂辊子，且每一按压装置可包括与每一摇臂辊子相接触的凹进曲面。

同时，所述可变气门致动器可进一步包括摆动装置，其使得摆动臂发生枢转。

此处，所述摆动装置可包括位于所述摆动臂的第二侧面大致下方的摆动轴，摆动凸轮的第一侧面连接于所述摆动轴且根据摆动轴的旋转角度而向上推动每一枢转杆的第二侧面，所述摆动轴的旋转角度由控制器的信号所调整。

根据本发明的例示性实施例，所述可变气门致动器能够调节每一气门的提升时间和提升距离而不改变所述驱动凸轮和所述凸轮轴的位置，并且能够更容易地调节每一气门的提升时间，并且由于简单的内部构造而具有对于发动机的非常出色的应用性。

附图说明

本发明的上述以及其它的目的、特征以及其它优点将从接下来的结合附图而进行的详细说明中得到更加清楚的理解，在附图中：

图1为表示传统气门机构的侧视图；

图2为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的侧视图；

图3为表示其中可变气门致动器被安装于根据本发明的例示性实施例的发动机上的状态的立体图；

图4为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的立体图；以及

图5a、图5b和图6a、图6b为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的操作的侧视图。

具体实施方式

本发明现将在下文中通过参考附图进行更加完整的说明，在附图中表示有本发明的例示性实施例。在本发明的接下来的说明中，在可能导致本发明的主题内容相当不清楚的时候，在此结合的已知功能和元件的详细说明将被省略。

图2为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的侧视图。图3为表示其中可变气门致动器被安装于根据本发明的例示性实施例的发动机上的状态的立体图。图4为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的立体图。

如图2、3和4所示，根据本发明的例示性实施例的所述可变气门致动器的功能在于，通过使用传输自安装于凸轮轴310上的相应驱动凸轮300的力而按压摇臂200，从而打开/关闭发动机的气门100；并且包括摆动臂400，其在其第一侧面上可枢转地连接于发动机气缸盖；以及按压装置500，其在其第一侧面上与所述摇臂200发生接触，所述按压装置500在其第二侧面上可枢转地连接于所述摆动臂400的第二侧面，并且当其受到驱动凸轮300的按压时按压各个摇臂200。

每一摇臂200在其第一侧面上(例如在图2中的其左手侧面)连接于相应的气门100的上方部分，并且在其第二侧面上与液压气门间隙调节器120相接触。另外，所述气门100通过各个摇臂200被降低，且通过气门弹簧110的弹性力向上回复。

所述摆动臂400用于改变时间点，在该时间点时来自所述驱动凸轮300的力被传输至按压装置500，且所述摆动臂400包括至少两个枢转杆410和至少一个在其之间的连接杆420。

每一枢转杆410在其第一侧面上(例如在该实施例中的其左手端)可枢转地连接于固定于发动机上的固定托架430，且在其第二侧面上(例如在该实施例中的其右手端)在移动远离气门100的方向上(例如在图2中的向右的方向)延伸。另外，所述连接杆420连接于所述枢转杆410，从而允许枢转杆410的第二端部彼此连接。

详细地，所述摆动臂400被设计成绕其与固定托架430铰接的点进行枢转，且其功能在于根据枢转角度改变每一气门100的提升高度和提升时间。所述摆动臂400的操作和效果将在下文中通过参考图5a、图5b和图6a、图6b进行详细地说明。

两个按压装置500在其第二侧面上(例如在该实施例中的其右手端处)可枢转地连接于连接杆420，从而按压各个摇臂200，并且通过在其彼此之间的从动辊子510而彼此连接，从而在从动辊子510与驱动凸轮300相接触的时候减小抵抗驱动凸轮300的摩擦力。

所述按压装置500未固定连接于所述连接杆420，但它们可枢转地连接，亦即铰接，于所述连接杆420。因此，虽然所述摆动臂400枢转从而每一枢转杆410的第二侧面被提升，所述按压装置500未按压摇臂200。只有当通过驱动凸轮300而被下按压的时候，所述按压装置500才按压所述摇臂200以打开所述气门100。

然而，所述摆动臂400的枢转角发生改变，从动辊子510与驱动凸轮300发生接触处的点发生改变，并且每一按压装置500开始按压相应的摇臂200的时候的时间点(因此，气门100被打开或关闭时的时间点)也发生改变。因此，按压装置500与所述摇臂200相接触(更特别地，与摇臂辊子210相接触)的点发生改变。结果，摇臂200基于所述按压装置500的枢转的按压距离(以及因此，气门100的提升距离)发生改变。

这些按压装置500的操作和效果将通过参考图5a、图5b和图6a、图6b而进行详细说明。

另外，与所述摇臂辊子210相接触的按压装置500的表面可优选地构成凹进曲面的形式，从而甚至当按压装置500与所述摇臂辊子210相接触的点发生改变的时候，仍可更加稳定地按压摇臂辊子210。

虽然本实施例仅已经说明了一种构造，其中所述按压装置500的第一侧面通过按压所述从动辊子510而被降低，其可被设置成驱动凸轮300直接地按压按压装置500而没有从动辊子510。另外，本实施例仅已经说明了一种构造，其中一个驱动凸轮300使得两个按压装置500在向下的方向移动，其可被设置成一个驱动凸轮300通过将至少三个按压装置500连接于一个摆动臂400而打开和关闭至少三个气门100，或者一个驱动凸轮300通过分开地将驱动凸轮300安装于各个按压装置500上而使得一个按压装置500在向下的方向移动。

根据本发明的例示性实施例，所述可变气门致动器进一步包括摆动装置600，其使摆动臂400发生枢转，从而允许摆动装置600自动发生枢转。

所述摆动装置600用于使摆动臂400发生枢转，且包括位于所述摆动臂400的第二侧面下方的摆动轴610，以及摆动凸轮620，其连接于所述摆动轴610上且根据所述摆动轴610的旋转角度向上推动每一枢转杆410的第二侧面。详细地，当所述摆动轴610在如图2所示的状态中以逆时针方向旋转的时候，所述摆动凸轮620向上推动每一枢转杆410的第二侧面，因此所述摆动臂400也逆时针方向旋转。相反地，当所述摆动轴610顺时针方向旋转的时候，所述摆动臂400由于其自身的重量而顺时针方向旋转。

在这个时候，摆动装置600适应于其旋转通过控制器进行控制，从而能够根据不同的设置条件(例如发动机的速度)而在顺时针方向或者在逆时针方向按预定的角度发生旋转。

图5a、图5b和图6a、图6b为表示根据本发明的例示性实施例的可变气门致动器的操作的侧视图。

图5a为表示当摆动臂进行旋转从而摆动臂的第二侧面(例如在该实施例中的其右手端部处)在向下的方向移动的时候按压装置和摇臂辊子的位置的侧视图，图5b为表示在如图5a中所示的状态下驱动凸轮和从动辊子之间的位置关系的侧视图。

在如图5a和5b所示的状态中，当所述驱动凸轮300在顺时针方向上旋转的时候，所述按压装置500(在图5a和5b中仅表示有一个按压装置500)从驱动凸轮300的突出部分(偏心外表面)与从动辊子510发生接触的时间点开始向下移动，并且按压装置500的第一侧面底部表面在向下的方向按压摇臂辊子210，从而使所述摇臂200发生枢转且打开所述气门100。

另外，图6a为表示当摆动臂进行旋转从而摆动臂的第二侧面(例如在该实施例的其右手端部处)在向上的方向移动时的按压装置和摇臂辊子的位置的侧视图，图6b为表示在如图6a中所示的状态下驱动凸轮和从动辊子之间的位置关系的侧视图。

如图6a中所示，当所述摆动臂400在逆时针方向上发生枢转的时候，与图5a所示相比，所述按压装置500的左手端部还按压各个摇臂辊子210。因此，所述从动辊子510沿着如图6b所示的所述驱动凸轮300的外表面向上移动。

在这个时候，由于所述按压装置500的右手端部铰接于所述连接杆420，每一按压装置500具有与距离其右手端部的距离成比例的旋转半径。因此，如图6a所示，当所述按压装置500的左手端部按压各个摇臂辊子210的时候，与图5a所示相比，每一摇臂200在向下的方向移动的距离减小很多。因此，每一气门100的提升距离被减小。

另外，如图6a所示，当所述摆臂400在逆时针的方向上发生枢转的时候，所述从动辊子510沿着如图6b所示的所述驱动凸轮300的外表面向上移动。以这种方式，当所述从动辊子510的位置发生改变的时候，甚至当所述驱动凸轮300发生轻微旋转的时候该从动辊子510在向下的方向被按压。换言之，如图6a所示，在所述摆动臂400在逆时针的方向上发生枢转的状态下，与图5a中所示相比，所述气门100被更快地打开。

从而，根据本发明的可变气门致动器，在如图5a所示的状态下，每一气门100的向下移动的距离增大，而每一气门100的打开时间变晚。在如图6a所示的状态下，每一气门100向下移动的距离减小，而每一气门100的打开时间变快。

因此，当本发明的可变气门致动器被使用的时候，每一气门100的向下移动的距离和打开时间基于发动机是处于低速操作状态还是高速操作状态而适当的进行调节。因此，排出气体可被减少，且由用于排出气体的后期处理的贵金属而产生的成本可被减小。

另外，所述本发明的可变气门致动器使得两个或更多按压装置500连接于一个摆动臂400上，从而其可使用一个驱动凸轮300操作两个或更多气门100，因此其内部构造可变得更加简单。

另外，本发明的可变气门致动器可安装于发动机上而不改变一般已经被使用的气门100、摇臂200、驱动凸轮300等的位置，从而其对于发动机的应用性非常的出色。

虽然本发明已经通过参考特别说明的实施例和附图进行了说明，其并不将限于其中。从而，前述的实施例可被适当地进行修改和变化，且这种应用落在将在所附的权利要求中进行限定的本发明的范围和精神之内。

Claims (12)

1.一种可变气门致动器，其使用传输自驱动凸轮的力按压摇臂以打开和关闭发动机的气门，所述可变气门致动器包括：

摆动臂，所述摆动臂在其第一侧面上可枢转地连接于发动机；以及

至少两个按压装置，所述至少两个按压装置在其第一侧面上与摇臂相接触，所述至少两个按压装置在其第二侧面上可枢转地连接于所述摆动臂的第二侧面，并且在受到驱动凸轮的按压时按压摇臂，其中，按压装置和驱动凸轮之间的接触点的位置是可调的；

所述可变气门致动器进一步包括摆动装置，其使得摆动臂发生枢转；

所述摆动装置包括位于所述摆动臂的第二侧面下方的摆动轴，摆动凸轮的第一侧面连接于所述摆动轴且根据摆动轴的旋转角度而向上推动每一枢转杆的第二侧面，所述摆动轴的旋转角度由控制器的信号所调整。

2.根据权利要求1所述的可变气门致动器，其中每一按压装置根据所述摆动臂的枢转角度在不同的点与相应的一个摇臂发生接触，且根据所述摆动臂的枢转角度在不同的点与所述驱动凸轮发生接触。

3.根据权利要求1所述的可变气门致动器，其中所述按压装置包括在接触点的从动辊子，所述按压装置与驱动凸轮在所述接触点处发生接触。

4.根据权利要求3所述的可变气门致动器，其中所述摆动臂包括至少两个枢转杆，其第一侧面可枢转地连接于发动机，其第二侧面在预定距离内在移动远离气门的方向上延伸；以及至少一个连接杆，其与所述枢转杆连接，从而与枢转杆的第二侧面相互连接。

5.根据权利要求4所述的可变气门致动器，其中所述按压装置可枢转地连接于所述连接杆以按压各个摇臂。

6.根据权利要求3所述的可变气门致动器，其中：

所述每一摇臂包括在与每一按压装置相接触的点处的摇臂辊子；且

每一按压装置包括与每一摇臂辊子相接触的凹进曲面。

7.根据权利要求2所述的可变气门致动器，其中所述摆动臂包括至少两个枢转杆，其第一侧面可枢转地连接于发动机，其第二侧面在预定距离内在移动远离气门的方向上延伸；以及至少一个连接杆，其与所述枢转杆连接，从而与枢转杆的第二侧面相互连接。

8.根据权利要求7所述的可变气门致动器，其中所述按压装置可枢转地连接于所述连接杆以按压各个摇臂。

9.根据权利要求2所述的可变气门致动器，其中：

所述每一摇臂包括在与每一按压装置相接触的点处的摇臂辊子；且

每一按压装置包括与每一摇臂辊子相接触的凹进曲面。

10.根据权利要求1所述的可变气门致动器，其中所述摆动臂包括至少两个枢转杆，其第一侧面可枢转地连接于发动机，其第二侧面在预定距离内在移动远离气门的方向上延伸；以及至少一个连接杆，其与所述枢转杆连接，从而与枢转杆的第二侧面相互连接。

11.根据权利要求10所述的可变气门致动器，其中所述按压装置可枢转地连接于所述连接杆以按压各个摇臂。

12.根据权利要求1所述的可变气门致动器，其中：

所述每一摇臂包括在与每一按压装置相接触的点处的摇臂辊子；且

每一按压装置包括与每一摇臂辊子相接触的凹进曲面。

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