CN102235200B - 配备有连续可变气门升程系统的发动机 - Google Patents

配备有连续可变气门升程系统的发动机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配备有连续可变气门升程系统的发动机，其可以包括凸轮轴，该凸轮轴具有形成在其一侧的输入凸轮，其中所述凸轮轴安装在汽缸头上；滚筒轴，该滚筒轴与所述凸轮轴间隔预定距离而布置，其中在所述滚筒轴的一侧上可转动地安装有摇臂；控制轴，该控制轴与所述滚筒轴间隔预定距离布置，其中对滚筒轴的位置进行变化的控制凸轮形成至所述控制轴；输出凸轮，该输出凸轮可转动地安装在所述凸轮轴上并连接至所述摇臂且被所述摇臂移动，从而使得所述输出凸轮根据所述滚筒轴的位置而将安装在所述汽缸头内的气门进行可变地抬升。

Description

配备有连续可变气门升程系统的发动机
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年5月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0042401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
本发明涉及一种具有连续可变气门升程系统的发动机。更加具体而言，本发明涉及一种具有连续可变气门升程系统的发动机，其连续地变化设在进气端口的气门的升程，进气空气通过该进气端口而供应到燃烧室。
背景技术
为了获得取决于发动机的转速的最优的气门操作，已经在可变气门升程(VVL)装置上进行了研究，该可变气门升程装置能够实现取决于发动机速度的不同的气门升程。
可变气门升程装置在气门操作过程中，有必要使用凸轮轴的扭矩来牢固地固定凸轮轴、控制轴和滚筒轴。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种具有连续可变气门升程系统的发动机，该发动机的优点是牢固地支撑了凸轮轴、控制轴和滚筒轴，从而可变化地控制气门。
在本发明的一个方面当中，一种具有连续可变气门升程系统的发动机，可以包括：凸轮轴，该凸轮轴具有形成在其一侧的输入凸轮，其中所述凸轮轴可以安装在汽缸头上；滚筒轴，该滚筒轴可以与所述凸轮轴间隔预定距离而布置，其中在所述滚筒轴的一侧上可以可转动地安装有摇臂；控制轴，该控制轴可以与所述滚筒轴间隔预定距离布置，其中对滚筒轴的位置进行变化的控制凸轮可以形成至所述控制轴；输出凸轮，该输出凸轮可以可转动地安装在所述凸轮轴上并可以连接至所述摇臂且被所述摇臂移动，从而使得所述输出凸轮根据所述滚筒轴的位置而将安装在所述汽缸头内的气门进行可变地抬升；第一帽，该第一帽的下部可以固定在所述汽缸头的上部，且该第一帽包括第一半圆形部分和第二半圆形部分，该第一半圆形部分与形成在其下部的一侧上的所述凸轮轴的外圆周一起滑动，该第二半圆形部分与形成在其上部的另一侧上的所述控制轴的外圆周一起滑动；以及第二帽，该第二帽的下侧可以固定至所述第一帽的上侧，且该第二帽包括对应于所述第二半圆形部分的第三半圆形部分，该第三半圆形部分形成在该第二帽的下部的一侧上，其中导向槽可以形成在其中间部分，所述滚筒轴穿过该导向槽。
所述发动机可以进一步包括：输入连杆，该输入连杆将所述摇臂的一端偏心地连接至所述输入凸轮，从而通过该输入凸轮而在所述滚筒轴上转动所述摇臂；输出连杆，该输出连杆将所述摇臂的另一端连接至所述输出凸轮，从而在所述凸轮轴上转动该输出连杆；以及控制连杆，该控制连杆将所述控制轴的控制凸轮与所述滚筒轴偏心地连接在一起，从而对布置在所述导向槽当中的所述滚筒轴的位置进行变化。
所述发动机还可以进一步包括导向滚筒，该导向滚可以固定在所述滚筒轴上并沿着所述导向槽移动。
连接所述滚筒轴的转动中心和所述控制轴的转动中心的直线可以具有上升角，该上升角在所述汽缸头的中心方向上介于大约10度到大约30度之间，其中所述凸轮轴可以在所述滚筒轴的下方向上与所述滚筒轴相距预定距离布置。
第一油道可以沿着所述控制轴的中心线形成，第二油道可以从所述第一油道中分叉出并可以沿着所述控制凸轮、所述控制连杆和所述滚筒轴形成，第三油道可以沿着所述滚筒轴的中心线形成，以对所述滚筒轴和所述摇臂之间的滑动表面进行润滑。
如上所述，在根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机当中，第一帽可以固定在汽缸头上，第二帽可以固定在第一帽上，控制轴可以插置在第一帽和第二帽之间，凸轮轴可以插置在第一帽和汽缸头之间，并且滚筒轴穿过第二帽，从而使得每个构成元件可以被牢固地固定。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，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
图1是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的局部立体图。
图2是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的第一局部截面图。
图3是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的第二局部截面图。
图4是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部立体图。
图5是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部立体分解图。
图6是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部侧视分解图。
应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。
在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记引用本发明的相同或等效的部分。
具体实施方式
接下来将具体参考本发明的各个实施方式，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方式的实例。虽然本发明与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方式。
以下将参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。
图1是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的局部立体图。
参考图1所示，具有连续可变升程系统的发动机包括凸轮轴105、输出凸轮150、输入凸轮130、输入连杆135、第一帽120、导向滚筒117、蜗轮114、滚筒轴115、控制连杆210、第二帽125、摇臂140、控制凸轮112、控制轴110、汽缸头100和输出连杆145。
凸轮轴105、控制轴110和滚筒轴115互相之间相隔预定距离而平行布置，推杆310布置在对应于输出凸轮150的凸轮轴的下部，且气门300布置在推杆310的下部。
输入凸轮130形成在凸轮轴105的一侧，输入凸轮130具有圆形截面，并从凸轮轴的转动中心偏心。
摇臂140布置在滚筒轴115的一侧，输入连杆135将摇臂140的一端与输入凸轮130连接起来。在这种情况下，如果凸轮轴105转动，则输入连杆135通过输入凸轮130而拉动或推动摇臂140的一端，从而使得摇臂140在滚筒轴115上转动。
控制凸轮112形成在控制轴110的一侧，控制连杆210连接控制凸轮112和滚筒轴115。在这种情况下，如果控制轴110转动，则控制连杆210拉动或推动滚筒轴115，从而使得滚筒轴115的位置改变。
导向滚筒117布置在滚筒轴115的一侧，滚筒轴115可转动地穿过导向滚筒117。导向滚筒117沿着第二帽125的导向槽127移动。
如果控制连杆210推动或拉动滚筒轴115，则导向滚筒沿着第二帽125的导向槽127移动，以改变滚筒轴115的位置。
蜗轮114布置在控制轴110的一端部，蜗轮齿与蜗轮114相接合，并且蜗轮齿被电机转动。控制部分取决于发动机的驱动状况而控制电机，从而转动控制轴。
输出凸轮150布置在凸轮轴105上并靠近输入凸轮130。此处，凸轮轴105可转动地穿过输出凸轮150。
输出连杆145通过连杆构件将输出凸轮150的一侧与摇臂140的另一端相连接，如果摇臂140在滚筒轴115上转动预定角度的话，则输出连杆145推动或拉动输出凸轮150的一侧，从而使得输出凸轮150在凸轮轴105上转动预定角度。
如果输出凸轮150在凸轮轴105上转动，则突出来的成型部(profileportion)在下方向上推动推杆310，并且气门300和所述推杆被升起预定高度。
在本发明的示例性实施方式当中，滚筒轴115的位置根据控制轴110的转动而变化，并且摇臂140移动输出凸轮150的几何曲线进行改变，从而使得气门300的升程量连续变化。
图2是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的第一局部截面图；图3是根据本发明示例性实施方式的具有连续可变气门升程系统的发动机的第二局部截面图。
参考图2和图3所示，凸轮轴105布置在汽缸头100上，第一帽120布置成固定凸轮轴105，控制轴110布置在第一帽120的右上部，滚筒轴115布置在第一帽120的左上部。参考图1所示，第二帽固定在第一帽上。
参考图2和图3所示，主通道(main gallery)200在汽缸头100内形成在控制轴110的下侧，从而使得油沿着控制轴110的长度方向流动。此处，油通过主通道200而以预定压力被供应。
第一油道230沿着控制轴110的中心线形成，第二油道212从第一油道230中分叉出来并沿着控制凸轮112、控制连杆210和滚筒轴115形成，第三油道220沿着滚筒轴115的中心轴线形成。
参考图2，第一环280形成在输入连杆135的一个端部，第二环282形成在输入连杆135的另一个端部。输入凸轮130插入穿过第一环280，形成在摇臂140的一个端部的销插入穿过第二环282。相应地，如果凸轮轴105转动的话，则输入凸轮130通过输入连杆135而拉动或推动摇臂140的一个端部。
第三环284形成在控制连杆210的一个端部，第四环286形成在控制连杆210的另一个端部。控制凸轮112插入穿过第三环284，滚筒轴115插入穿过第四环286。相应地，如果控制轴110转动的话，控制凸轮112通过控制连杆210而拉动或推动滚筒轴115。
参考图1和图3所示，滚筒轴115穿过摇臂140，摇臂140在滚筒轴115的外圆周上滑动，以在滚筒轴上转动。
此外，供应至滚筒轴115的第三油道220的油在形成于滚筒轴115内的油道中流动，以有效地对滚筒轴115和摇臂140之间的滑动表面进行润滑。
参考图1和图2所示，来对布置在对应于右凸轮轴105的右箱体上的连续可变气门升程系统的结构和油道进行叙述，由于对应于左凸轮轴的左箱体的结构与右箱体侧的结构类似或相同，因此在本发明的示例性实施方式中省略其详细描述。
参考图2所示，穿过控制轴110的转动中心和滚筒轴115的转动中心的直线在汽缸头的中心方向上降低。进一步地，该直线的下降角度在本发明的另一示例性实施方式当中介于10度到30度。
图4是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部立体图。
参考图4所示，第一帽120安装在汽缸头100上，第二帽125安装在第一帽120上。
进一步地，固定螺栓520顺序地穿过第二帽125和第一帽120，以固定至汽缸头100，从而使得第一帽120和第二帽125被固定至汽缸头100。
图5是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部立体分解图；图6是根据本发明示例性实施方式的连续可变气门升程系统的局部侧视分解图。
参考图5和图6所示，第一半圆形凹槽510在汽缸头100的外部形成于第一帽120的下部，第二半圆形凹槽500在汽缸头100内部形成于第一帽120的上部。
进一步地，第三半圆形凹槽505在第二帽125的下部上形成在对应于第一帽120的第二半圆形凹槽500的部分处。
另一个半圆形凹槽形成在对应于第一半圆形凹槽510的汽缸头100的上部，凸轮轴105可转动地布置为穿过圆形穿孔，该圆形穿孔由第一半圆形凹槽510和形成在汽缸头100的上部的另一个半圆形凹槽形成。
此外，控制轴110可转动地布置为穿过圆形穿孔，该圆形穿孔由第二半圆形凹槽500和第三半圆形凹槽505形成。
第三半圆形凹槽505形成在第二帽125的下部，导向槽127形成在第二帽125的中心。
如上所述，导向槽127从汽缸头100的外侧延伸到汽缸头100的内侧，从而使得滚筒117和滚筒轴115取决于控制轴110的转动位置而向内或向外移动。
多个固定螺栓520顺序地穿过第二帽125和第一帽120，所述固定螺栓520与汽缸头100相接合来固定第一帽120和第二帽125，并且可转动地支撑凸轮轴105、控制轴110和滚筒轴115。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
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。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。对示例性实施方式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 (6)

1.一种具有连续可变气门升程系统的发动机，包括：
凸轮轴，该凸轮轴具有形成在其一侧的输入凸轮，其中所述凸轮轴安装在汽缸头上；
滚筒轴，该滚筒轴与所述凸轮轴间隔预定距离而布置，其中在所述滚筒轴的一侧上可转动地安装有摇臂；
控制轴，该控制轴与所述滚筒轴间隔预定距离布置，其中对所述滚筒轴的位置进行变化的控制凸轮形成至所述控制轴；
输出凸轮，该输出凸轮可转动地安装在所述凸轮轴上并连接至所述摇臂且被该摇臂移动，从而使得所述输出凸轮根据所述滚筒轴的位置而将安装在所述汽缸头内的气门进行可变地抬升；
第一帽，该第一帽的下部固定在所述汽缸头的上部，且该第一帽包括第一半圆形部分和第二半圆形部分，该第一半圆形部分与形成在其下部的一侧上的所述凸轮轴的外圆周一起滑动，该第二半圆形部分与形成在其上部的另一侧上的所述控制轴的外圆周一起滑动；以及
第二帽，该第二帽的下侧固定至所述第一帽的上侧，且该第二帽包括对应于所述第二半圆形部分的第三半圆形部分，该第三半圆形部分形成在该第二帽的下部的一侧上，其中在所述第二帽的中间部分形成导向槽，所述滚筒轴穿过该导向槽。
2.如权利要求1所述的具有连续可变气门升程系统的发动机，进一步包括：
输入连杆，该输入连杆将所述摇臂的一端偏心地连接至所述输入凸轮，从而通过该输入凸轮而在所述滚筒轴上转动所述摇臂；
输出连杆，该输出连杆将所述摇臂的另一端连接至所述输出凸轮，从而在所述凸轮轴上转动该输出凸轮；以及
控制连杆，该控制连杆将所述控制轴的控制凸轮与所述滚筒轴偏心地连接在一起，从而对布置在所述导向槽当中的所述滚筒轴的位置进行变化。
3.如权利要求2所述的具有连续可变气门升程系统的发动机，进一步包括导向滚筒，该导向滚筒固定在所述滚筒轴上并沿着所述导向槽移动。
4.如权利要求2所述的具有连续可变气门升程系统的发动机，其中，连接所述滚筒轴的转动中心和所述控制轴的转动中心的直线具有上升角，该上升角在所述汽缸头的中心方向上介于大约10度到大约30度之间。
5.如权利要求4所述的具有连续可变气门升程系统的发动机，其中，所述凸轮轴在所述滚筒轴的下方向上与所述滚筒轴相距预定距离布置。
6.如权利要求2所述的具有连续可变气门升程系统的发动机，其中，第一油道沿着所述控制轴的中心线形成，第二油道从所述第一油道中分叉出并沿着所述控制凸轮、所述控制连杆和所述滚筒轴形成，第三油道沿着所述滚筒轴的中心线形成，以对所述滚筒轴和所述摇臂之间的滑动表面进行润滑。
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