CN101571062A - 连续可变的阀门升程装置 - Google Patents

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Abstract

一种连续可变的阀门升程装置可以包括输入单元；凸轮轴，其用于接收来自所述输入单元的转动，其中该凸轮轴的一端部分在沿着所述凸轮轴的纵向方向上可滑动地连接至所述输入单元；控制单元，其用来在所述凸轮轴的纵向方向上控制所述凸轮轴的相对位置；倾斜凸轮，该倾斜凸轮设置于所述凸轮轴，且该倾斜凸轮的截面相对于所述凸轮轴的纵向轴线以预定角度倾斜；中介单元，该中介单元以与所述倾斜凸轮大致相同的角度倾斜，并响应于所述倾斜凸轮的转动而枢转；以及阀门开启单元，该阀门开启单元响应于所述中介单元的枢转运动，而进行开启/关闭。

Description

连续可变的阀门升程装置
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2008年4月30日递交的韩国专利申请No.10-2008-0040846的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0002]本发明涉及连续可变的阀门升程装置，更加具体地，本发明涉及一种响应于发动机的工作状态而可以调整阀门升程量的连续可变的阀门升程装置。
背景技术
[0003]汽车发动机的典型燃烧室具有用于供给空气/燃料混合物的进气阀和用于排除燃烧废气的排气阀。该进气阀和排气阀通过连接到曲柄轴的阀门升程装置进行开启和关闭。
[0004]由于固定的凸轮形状，传统的阀门升程装置具有固定的阀门升程量。因此，不可能对正被引入或排出的气体量进行调整。
[0005]如果该阀门升程装置是为低驱动速度设计的，对于高速来说，该阀门的开启时间和开启量都不够。另一方面，如果该阀门升程装置设计为用于高速的，则反过来也一样。
[0006]在发明背景部分中公开的上述信息仅仅用来增加对本发明的背景技术的理解，因此，它可能包括不构成在该国对本领域普通技术人员来说已经是公知的现有技术的信息。
发明内容
[0007]本发明的各个方面致力于提供一种连续可变的阀门升程装置，其具有增大的阀门升程工作范围，并且本发明的各个方面致力于提供一种连续可变的阀门升程装置，该升程装置可以利用少量的单元而得以实现，并减少了整体尺寸。
[0008]在本发明的方面当中，一种连续可变的阀门升程装置可以包括输入单元；凸轮轴，其用于接收来自所述输入单元的转动，其中该凸轮轴的一端部分在沿着所述凸轮轴的纵向方向上可滑动地连接至所述输入单元；控制单元，其用来在所述凸轮轴的纵向方向上控制所述凸轮轴的相对位置；倾斜凸轮，该倾斜凸轮设置于所述凸轮轴，且该凸轮的截面相对于所述凸轮轴的纵向轴线以预定角度倾斜；中介单元，该中介单元呈与所述倾斜凸轮大致相同的角度倾斜，并响应于所述倾斜凸轮的转动而枢转；以及/或者阀门开启单元，该阀门开启单元响应于所述中介单元的枢转运动，而进行开启/关闭。
[0009]所述输入单元可以包括凸轮轴链齿，该凸轮轴链齿可滑动地连接至所述凸轮轴的一端部分；以及/或者弹性元件，该弹性元件设置于所述凸轮轴链齿和所述凸轮轴之间，并且向所述凸轮轴提供朝向所述控制单元的回复力。所述弹性元件可以是弹簧。
[0010]所述凸轮轴的所述一端部分的形状可以是椭圆形截面、多边形或者花键形状。
[0011]所述凸轮轴可以包括凸轮连接部分，该凸轮连接部分形成在所述凸轮轴的所述一端部分，以可滑动地连接至所述凸轮轴链齿。所述凸轮连接部分的形状可以为椭圆形截面、多边形或者花键形状。
[0012]所述输入单元可以进一步包括连接至所述凸轮轴链齿的前轴颈，且所述凸轮轴沿着所述凸轮轴的纵向方向上可滑动地连接所述前轴颈。所述凸轮轴的所述一端部分的形状可以为椭圆形截面、多边形或者花键形状。所述凸轮轴可以包括凸轮连接部分，该凸轮连接部分形成在所述凸轮轴的所述一端部分上，以可滑动地连接至所述输入单元的所述前轴颈。该凸轮连接部分的形状可以为椭圆形截面、多边形或者花键形状。
[0013]所述控制单元可以包括偏心凸轮，该偏心凸轮与所述凸轮轴的另一端部分相接触，其用于控制所述凸轮轴的相对位置。所述偏心凸轮的转动角度可以由控制单元来进行控制。
[0014]所述中介单元可以包括与所述凸轮轴平行设置的摇轴，以及/或者摇杆，所述摇杆可转动地连接至所述摇轴，并可滑动地与所述倾斜凸轮相接触。所述摇杆可以通过弹性元件而朝所述凸轮轴偏置。该弹性元件可以是弹簧。
[0015]所述摇杆可以包括倾斜的部分，其与所述倾斜凸轮可滑动地接触；以及/或者输出部分，其与所述阀门开启单元可滑动地接触。该输出部分可以包括升程段，该升程段响应于所述摇杆的枢转而产生阀门升程；以及/或者零升程段，该零升程段不产生阀门升程，并允许所述摇杆的枢转。
[0016]本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点将是显而易见的，或者在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
[0017]图1是按照本发明示例性的连续可变的阀门升程装置的立体图。
[0018]图2是按照本发明示例性的连续可变的阀门升程装置的主视图。
[0019]图3是显示了按照本发明示例性的连续可变的阀门升程装置某些元件的视图。
[0020]图4为显示按照本发明示例性的连续可变的阀门升程装置在低升程模式下工作的视图。
[0021]图5为显示按照本发明示例性的连续可变的阀门升程装置在高升程模式下工作的视图。
[0022]图6为显示按照本发明的可变阀门升程装置的示例性的轮廓特性的曲线图。
具体实施方式
[0023]现在将具体参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的例子在附图中进行了示例并且在下面进行了描述。虽然将结合示例性的实施方案来描述本发明，但是应该理解的是，当前的描述并不是旨在将本发明限制在这些示例性的实施方案中。相反，本发明旨在不仅覆盖示例性的实施方案，还覆盖可能包括在所附的权利要求中限定的本发明的精神和范围内的各种选择、改变、等同形式和其他实施方案。
[0024]图1和图2分别为按照本发明示例性实施例的连续可变的阀门升程装置的立体图和主视图。
[0025]图3是显示了按照本发明示例性实施例的连续可变的阀门升程装置的主要单元图。
[0026]参考图1至图3，按照本发明示例性的实施例的可变的阀门升程装置包括接收扭矩的输入单元100、凸轮轴200和控制单元300，其中凸轮轴200接收来自输入单元100的转动扭矩，并沿着该凸轮轴的纵向方向可移动地设置，所述控制单元300用于沿着所述凸轮轴的纵向方向来控制凸轮轴200的相对位置。
[0027]倾斜凸轮210设置于凸轮轴200，其中倾斜凸轮210的截面沿着凸轮轴200的纵向方向而倾斜。即，倾斜凸轮210优选被形成为被压扁的(crushed)截锥形。
[0028]倾斜凸轮210的转动力传输至中介单元(mediating unit)400，该中介单元400是倾斜的，并通过倾斜凸轮210而枢转，接着响应于中介单元400的枢转，所述转动力传输至阀门开启单元500。
[0029]在本发明示例性的实施例当中，输入单元100包括前轴颈120，并且凸轮轴200和前轴颈120沿着纵向方向相对彼此可滑动地连接，并将转动传输至凸轮轴200。
[0030]也就是说，如图3(b)和图3(c)所示，前轴颈连接部分125和凸轮轴连接部分205被形成为互相连接，且前轴颈连接部分125和凸轮轴连接部分205可以传输输入单元100的转动，并可以沿着纵向方向相对彼此可滑动地移动。
[0031]在图中，前轴颈连接部分125和凸轮轴连接部分205被绘制成椭圆形，然而，它们并非限定于所绘制的形状。一般多边形和花键形状可以用做前轴颈连接部分125和凸轮轴连接部分205。
[0032]在本发明的另一个示例性的实施例当中，凸轮轴200的一端部分可以形成为椭圆形、多边形或花键形状，以使得凸轮轴200的端部分能够不利用凸轮轴连接部分205而可滑动地连接至前轴颈120。
[0033]输入单元100还包括凸轮轴链齿110和弹性元件130，该弹性元件130置于凸轮轴链齿110和前轴颈120之间，用于向凸轮轴200提供回复力。
[0034]控制单元300包括偏心凸轮310，该偏心凸轮310与凸轮轴200的另一端部分相接触，其用于在凸轮轴200的纵向方向上控制所述凸轮轴200的相对位置。
[0035]偏心凸轮310由ECU(电子控制单元，图中未示)进行控制，该ECU检测并确定发动机的工作状态，并且ECU和偏心凸轮310角度变化的工作可以遵循发动机的性能要求来进行调整。发动机和偏心凸轮310角度变化的工作可以发动机的性能要求进行变化，并且可以通过本领域技术人员参照该详细说明而实现，其详细解释被省略。
[0036]中介单元400包括平行于凸轮轴200的摇轴410和枢接在摇轴410上的摇杆420。在本发明示例性的实施例当中，摇杆420可以通过设在摇轴410上的弹性元件450而朝凸轮轴200进行偏置。
[0037]摇杆420包括与倾斜凸轮210相接触的倾斜的部分422和与阀门开启单元500相接触的输出部分424。
[0038]输出部分424包括升程段426和零升程段428，所述升程段426响应于摇杆420的枢转而产生阀门升程，使其升至阀门开启单元500，所述零升程段428不产生阀门生成，其允许了所述摇杆的枢转。
[0039]也就是说，当升程段426与阀门开启单元500相接触时，阀门510被开启，而当零升程段428与阀门开启单元500相接触的时候，阀门510未被开启。
[0040]以下将对按照本发明示例性的实施例的连续可变的阀门升程装置的工作进行说明。
[0041]图4为显示按照本发明示例性实施例的连续可变的阀门升程装置在低升程模式下工作的视图，以及图5为显示按照本发明示例性实施例的连续可变的阀门升程装置在高升程模式下工作的视图。
[0042]升程模式和升程定时依赖于倾斜凸轮210和摇杆420的倾斜的部分422的倾斜比率，以及偏心凸轮310的偏心率，这在下面会进行解释说明。
[0043]如图4所示，在对于小载荷的低升程模式下，偏心凸轮310旋转，以使凸轮轴200更加远离摇杆420的倾斜的部分422。因此，凸轮轴200和倾斜凸轮210的接触点与摇杆420之间的距离减小，以致于摇杆420沿着图2中的顺时针方向枢转。由于顺时针的枢转运动，摇杆420的零升程段428与阀门开启单元500相接触。因此，阀门510的阀门升程和升程定时减少。
[0044]也就是说，如图2所示，零升程段428与阀门开启单元500的接触时间增大。
[0045]当对于大载荷的高升程模式下的时候，如图5所示，偏心凸轮310旋转，以使凸轮轴200的倾斜凸轮210靠近摇杆420的倾斜的部分422。
[0046]如图5所示，在对于大载荷的高升程模式下，偏心凸轮310旋转，以使凸轮轴200的倾斜凸轮210靠近摇杆420的倾斜的部分422。因此，凸轮轴200和倾斜凸轮210的接触点与摇杆420之间的距离增大，以致于摇杆420沿着图2中的逆时针方向枢转。由于逆时针的枢转运动，摇杆420的升程段426与阀门开启单元500相接触。因此，阀门510的阀门升程和升程定时增大。
[0047]也就是说，如图2所示，零升程段428与阀门开启单元500的接触时间减少，并且升程段426与阀门开启单元500的接触时间增大。
[0048]图6为显示按照本发明示例性实施例的可变阀门升程装置的轮廓特性的曲线图。
[0049]如图6所示，按照本发明示例性实施例的连续可变的阀门升程装置可以利用偏心凸轮的简单工作和倾斜凸轮以及倾斜部分的倾斜而实现最佳的阀门轮廓。
[0050]此外，对输出部分424进行简单的设计改变可以实现CDA(停缸)模式。因此，按照本发明示例性实施例的可变阀门升程装置可以减少制造成本，并利用简单的结构和少量的元件而保持成本。
[0051]按照本发明示例性实施例的可变阀门升程装置的整体尺寸可以以紧凑型方案而得以减少。
[0052]为了方便解释和对所附权利要求中精确限定，术语“前”用于参考图中显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。
[0053]前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。前面这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (18)

1.一种连续可变的阀门升程装置，其特征在于，包括：
输入单元；
凸轮轴，其用于接收来自所述输入单元的转动，其中该凸轮轴的一端部分在沿着所述凸轮轴的纵向方向上可滑动地连接至所述输入单元；
控制单元，其用来在所述凸轮轴的纵向方向上控制所述凸轮轴的相对位置；
倾斜凸轮，该倾斜凸轮设置于所述凸轮轴，且该倾斜凸轮的截面相对于所述凸轮轴的纵向轴线以预定角度倾斜；
中介单元，该中介单元以与所述倾斜凸轮大致相同的角度倾斜，并响应于所述倾斜凸轮的转动而枢转；以及
阀门开启单元，该阀门开启单元响应于所述中介单元的枢转运动，而进行开启/关闭。
2.如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述输入单元包括：
凸轮轴链齿，该凸轮轴链齿可滑动地连接至所述凸轮轴的所述一端部分；以及
弹性元件，该弹性元件置于所述凸轮轴链齿和所述凸轮轴之间，并且向所述凸轮轴提供朝向所述控制单元的回复力。
3.如权利要求2所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于所述弹性元件是弹簧。
4.如权利要求2所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮轴的所述一端部分的形状为椭圆形截面、多边形或者花键形。
5.如权利要求2所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮轴包括凸轮连接部分，该凸轮连接部分形成在所述凸轮轴的所述一端部分上，以使凸轮轴连接至所述凸轮轴链齿。
6.如权利要求5所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮连接部分为椭圆形截面、多边形或者花键形状。
7.如权利要求2所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述输入单元进一步包括连接至所述凸轮轴链齿的前轴颈，且所述凸轮轴沿着所述凸轮轴的纵向方向上可滑动地连接所述前轴颈。
8.如权利要求7所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮轴的所述一端部分为椭圆形截面、多边形或者花键形状。
9.如权利要求7所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮轴包括凸轮连接部分，该凸轮连接部分形成在所述凸轮轴的所述一端部分，以可滑动地连接至所述输入单元的所述前轴颈。
10.如权利要求9所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述凸轮连接部分为椭圆形截面、多边形或者花键形状。
11.如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述控制单元包括偏心凸轮，该偏心凸轮与所述凸轮轴的另一端部分相接触，其用于控制所述凸轮轴的相对位置。
12.如权利要求11所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述偏心凸轮的转动角度由控制单元来进行控制。
13.如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述中介单元包括：
摇轴，其与所述凸轮轴平行设置；以及
摇杆，所述摇杆可转动地连接至所述摇轴，并可滑动地与所述倾斜凸轮相接触。
14.如权利要求13所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述摇杆通过弹性元件而朝所述凸轮轴偏置。
15.如权利要求14所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述弹性元件是弹簧。
16.如权利要求13所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述摇杆包括：
倾斜的部分，其与所述倾斜凸轮可滑动地接触；以及
输出部分，其与所述阀门开启单元可滑动地接触。
17.如权利要求16所述的连续可变的阀门升程装置，其特征在于，所述输出部分包括：
升程段，该升程段响应于所述摇杆的枢转而产生阀门升程；以及
零升程段，该零升程段不产生所述阀门升程，其允许所述摇杆的枢转。
18.一种客运车辆，其包括如权利要求1所述的连续可变的阀门升程装置。
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