CN102400732B - 可变气门升程装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变气门升程装置。发动机的可变气门升程装置可以包括：内挺杆；外挺杆，所述外挺杆在中心接收所述内挺杆；闭锁单元，所述闭锁单元插入所述内挺杆中，并且通过液压进行操作，从而通过操作而选择性地使所述内挺杆和所述外挺杆联接；以及突出构件，所述突出构件联接到所述外挺杆的上表面边缘，从而从所述外挺杆的外圆周向外突出，并且所述突出构件沿着气缸盖的滑动凹槽竖直地能够滑动。

Description

可变气门升程装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月14日提交的韩国专利申请No.10-2010-0089961的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种可变气门升程装置。更特别地，本发明涉及一种可变气门升程装置，其防止安装在其中的可变挺杆旋转。

背景技术

内燃机通过吸入燃料和空气并使其在燃烧室中进行燃烧而产生动力。

当通过操作凸轮轴而打开进气门时，空气被吸入到燃烧室内。当通过操作凸轮轴而打开排气门时，废气从燃烧室排出。

进气门和排气门的最佳操作依赖于发动机的转速。也就是说，气

门的最佳升程和/或开启/关闭正时依赖于发动机的速度。

为了根据发动机的速度来实现最佳的气门操作，已经提出了可变气门升程(VVL)装置，该可变气门升程装置根据发动机的速度来改变气门的升程。

在可变气门升程装置的常规配置中，采用高凸轮和低凸轮以及对应的内挺杆和外挺杆，从而使高凸轮和低凸轮分别接触并操作对应的内挺杆或外挺杆。在这样的配置中，应当防止各挺杆围绕其圆柱形轴线进行旋转，这是因为如果挺杆旋转，则各凸轮就不能操作对应的挺杆，并且会使得发动机损坏。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，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技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了发动机的可变气门升程装置，其优点是防止气门挺杆旋转。

本发明的一个方面致力于一种发动机的可变气门升程装置，包括：内挺杆；外挺杆，所述外挺杆在中心接收所述内挺杆；闭锁单元，所述闭锁单元插入所述内挺杆中，并且通过液压进行操作，从而通过操作而选择性地使所述内挺杆和所述外挺杆联接；以及突出构件，所述突出构件接合到所述外挺杆的上表面边缘，从而从所述外挺杆的外圆周向外突出，并且所述突出构件沿着气缸盖的滑动凹槽竖直地能够滑动。

具有预定宽度的支撑凹口可以横穿所述外挺杆的最上部分的中心而形成。

所述内挺杆的最上部分的外径可以小于或等于所述外挺杆的外径。

所述内挺杆的横截面可以基本为T形。

所述突出构件可以包括第一部分，所述第一部分与所述支撑凹口的边缘联接；以及第二部分，所述第二部分垂直地连接到所述第一部分，并且从所述外挺杆的外圆周向外突出。

所述突出构件的横截面可以基本为L形。

安装凹槽可以在所述支撑凹口的边缘处形成，从而使所述第一部分联接。

所述第一部分的底部表面可以与所述支撑凹槽的底部表面重合。

从所述外挺杆的外圆周突出的所述第二部分的外部可以为圆形。

从所述外挺杆的外圆周突出的所述第二部分的外部可以为多边形。

所述突出构件可以通过挤压、焊接、粘结、螺栓连接或熔接而固定到所述外挺杆。

本发明的另一个方面致力于一种可变气门升程装置，其中由于接合到所述外挺杆的上表面边缘的所述突出构件插入气缸盖的所述滑动凹槽中，所以可以防止挺杆通过与凸轮反复地接触而旋转。

因此，根据各个实施方案，所述高凸轮和所述低凸轮可以分别保持在所述外挺杆和所述内挺杆上，并且通过精密地维持所述外挺杆和气缸盖中的供油供应通道的连接，可以稳定地供应润滑剂。

此外，所述突出构件安装在所述外挺杆的厚于裙部的最上边缘部分处，从而使得在设计将所述突出构件安装在所述外挺杆处的区域时的自由度可以更大。

另外，由于所述突出构件可以充分且牢固地被保持，所以这样的特征所提供的整个装置的强度、耐久性和结构稳定性都可以得以提高。

根据各个实施方案，所述突出构件可以通过极为简单的操作而直接安装到所述外挺杆的最上部分边缘，而无需诸如钻孔到所述外挺杆内的附加加工或改造过程。

此外，根据各个实施方案，在所述突出构件的形状和结构方面提供了很大的自由度，从而这样的结构可以实施到各种类型的可变气门升程装置。

根据各个实施方案，所述内挺杆的横截面基本为T形，并且支撑所述内挺杆的最上部分的所述支撑凹口在所述外挺杆的最上部分处形成。因此，可以增大所述内挺杆的可操作接触范围，从而还可以增大低升程运行范围。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1显示了根据本发明的示例性可变气门升程装置的基本操作原理的高升程模式。

图2显示了根据本发明的示例性可变气门升程装置的基本操作原理的低升程模式。

图3为显示根据本发明的示例性可变气门升程装置的立体图。

图4为图3的分解立体图。

图5为图3的平面图。

图6为沿着图3中的A-A线所呈现的横截面图。

图7为沿着图3中的B-B线所呈现的横截面图。

图8显示了安装有根据本发明的示例性可变气门升程装置的气缸盖的组件。

图9显示了可以用于根据本发明的可变气门升程装置中的突出构件的示例性变型。

图10为根据本发明的另一个示例性可变气门升程装置的立体图。

具体实施方式

下面将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，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选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

因此，附图和说明书应当被认为本质上是显示性的而非限制性的。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。

每一个元件的尺寸和厚度在附图中是任意显示的，并且本发明不必限制于此，并且在附图中，为了清楚而夸大了各层、各薄膜、各板、各区域等的厚度。

下面参考图1和图2描述根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置的主要操作。

图1和图2分别显示了根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置的基本操作原理的高升程模式和低升程模式。

在高升程模式时，将液压供应到在外挺杆30中形成的液压室240，并且通过所供应的液压而推动闭锁销31。然后，如图1所述，在闭锁销支撑销53固定地插入内挺杆10中的同时，内挺杆10和外挺杆30接合，这是因为闭锁销31通过压缩复位弹簧55而插入到闭锁销接收凹口340内。

在此，在凸轮轴210处形成的高凸轮212在凸轮轴210旋转时挤压外挺杆30，并且内挺杆10和外挺杆30整体地竖直往复运动。通过这样的操作，实现了高升程模式。

在低升程模式中，如图2所示，液压从液压室240释放。然后，在闭锁销支撑销53固定地插入内挺杆10中的同时，闭锁销31通过复位弹簧55的回复力而与闭锁销接收凹口340分离。因此，在此情况下，内挺杆10和外挺杆30分离并独立运动。

在此情况下，气门通过内挺杆10而打开或关闭，内挺杆10通过在凸轮轴210处形成的下凸轮214的旋转而往复运动，并且外挺杆30通过空程弹簧而只进行往复运动，而不会影响气门操作。

图3为根据本发明各个实施方案的可变气门升程装置的立体图。图4为图3的分解立体图。图5为图3的平面图。图6为沿着图3中的A-A线所呈现的横截面图。图7为沿着图3中的B-B线所呈现的横截面图。

参考附图，根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置100被设计为增大了低升程操作范围，并防止可变挺杆相对于气缸盖旋转，同时又维持耐久性。

出于这样的目的，根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置100包括内挺杆10、外挺杆30、闭锁单元50和突出构件80。

内挺杆10包括圆柱形的本体部分11以及整体地形成到本体部分11的顶部的杆头部分13。

具有预定宽度和长度的杆头部分13在本体部分11的顶部处固定地形成。在杆头部分13的连接部分处，第一插入孔15形成为使得闭锁单元50可以沿着杆头部分13的宽度方向经过该第一插入孔15而插入。

本体部分11相对于杆头部分13的水平方向竖直地连接到杆头部分13，从而使竖直横截面为T形。

通过将内挺杆10形成为基本为T形，通过低凸轮214(参考图1)在较宽范围处接触内挺杆10，从而对于发动机的低升程模式可以实现更宽范围的气门正时。

此外，通过将内挺杆10形成为基本为T形，可以确保形成用于将突出构件80安装到外挺杆30的空间。

挺杆联接部分31在外挺杆30的中心处形成，从而使内挺杆10的本体部分11可以插入挺杆联接部分31内。从外挺杆30的最上部分向下延伸的裙部33在外挺杆30的外圆周处形成。

第二插入孔35在外挺杆30的最上部分处形成。第二插入孔35与内挺杆10的第一插入孔连接，并且插入第一插入孔15中的闭锁单元50也部分地插入到第二插入孔35内。

考虑到这样的布置，外挺杆30的最上部分可以形成为比裙部33更厚。

支撑凹口37在外挺杆30的最上部分处形成，从而支撑内挺杆10的杆头部分13。

具有预定宽度的支撑凹口37横穿挺杆联接部分31的中心而形成，并且基本为矩形，从而杆头部分13的较长且平行的侧边可以接触凹口并向上滑动。

内挺杆10的杆头部分13的边缘(除了较长且平行的侧边)形成为基本为圆形，该圆形的外径可以形成为小于外挺杆30的外径，从而使突出构件80可以安装在支撑凹口37处。

采用闭锁单元50以通过液压选择性地联接内挺杆10与外挺杆30。

闭锁单元50包括闭锁销51，闭锁销51插入内挺杆10的第一插入孔15中，并且还部分地插入外挺杆30的第二插入孔35中。

闭锁销51基本为圆柱形，其中形成有中空空间，并且支撑销53穿过闭锁销51。复位弹簧安装在闭锁销51之内。

在本示例性实施方案中，突出构件80提供防止内挺杆10和外挺杆30相对于气缸盖90进行旋转的功能(参考图8)。

突出构件80安装到外挺杆30的最上部分，并且从外挺杆30的外圆周向外突出，从而使突出构件可以沿着气缸盖90的滑动凹槽91(参考图8)竖直地滑动。

更具体地，突出构件80安装在支撑凹口37的边缘处，并且安装凹槽39在支撑凹口37的边缘处形成，从而使突出构件80可以安装到安装凹槽39。

突出构件80包括第一部分81和第二部分82。突出构件80通过第一部分81安装到安装凹槽39。第二部分垂直于第一部分81而形成，并且从外挺杆30的外圆周向外突出。

也即，突出构件80的横截面基本为L形。第一部分81的底部表面与支撑凹槽37的底部表面重合。从外挺杆30的外圆周突出的第二部分82的外部形成为圆形。

突出构件80的第一部分81可以通过诸如挤压、焊接、粘结、螺栓连接和熔接的各种方式固定到安装凹槽39。

附图标记98表示空程弹簧，并且附图标记99表示气门。

通过根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置100的这样的布置，如图8所示，突出构件80的第二部分82可以沿着滑动凹槽91仅竖直地滑动，并且通过第二部分82防止旋转。

在各个实施方案中，从外挺杆30的外圆周突出的第二部分82的外部可以形成为圆形。然而，如图9所示，从外挺杆的外圆周突出的第二部分82的外部可以形成为多边形。

如上所述，按照根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置100，由于联接到外挺杆30的上表面边缘的突出构件80插入气缸盖90的滑动凹槽91中，所以可以防止挺杆由于接触凸轮而旋转。

因此，根据各个实施方案，高凸轮212(参考图1)和低凸轮214(参考图1)可以分别保持在外挺杆30和内挺杆10上，并且通过精密地维持外挺杆30和气缸盖中的供油供应通道的连接，可以稳定地供应润滑剂。

此外，突出构件80安装在外挺杆30的厚于裙部33的最上边缘部分处，从而使得在设计将突出构件80安装在外挺杆30处的区域时的自由度可以更大。

另外，由于突出构件80可以充分且牢固地被保持，所以这样的特征所提供的整个装置的强度、耐久性和结构稳定性都可以得以提高。

根据各个实施方案，突出构件80可以通过极为简单的操作而直接安装到外挺杆30的最上部分边缘，而无需诸如钻孔到外挺杆30内的附加加工或改造过程。

此外，根据各个实施方案，在突出构件80的形状和结构方面提供了很大的自由度，从而这样的结构可以实施到各种类型的可变气门升程装置。

根据各个实施方案，内挺杆10的横截面基本为T形，并且支撑内挺杆10的最上部分的支撑凹口37在外挺杆30的最上部分处形成。因此，可以增大内挺杆10的可操作接触范围，从而还可以增大低升程运行范围。

图10为根据本发明另一个示例性实施方案的可变气门升程装置的立体图。

参考附图，根据本发明的其它实施方案的可变气门升程装置400相似于上述实施方案并且以上述实施方案为基础。在这两个实施方案中的主要差异在于，内挺杆110的杆头部分113的外径等于外挺杆130的外径。

也即，与外挺杆130的支撑凹口137联接的内挺杆110的杆头部分113与支撑凹口137具有相同的长度。

在各个实施方案中，内挺杆110的杆头部分113的下表面在联接到外挺杆130的支撑凹口137的同时可以有助于将第一部分181固定到安装凹槽39。

因此，根据内挺杆110的杆头部分113的外径与外挺杆130的外径相同的各个实施方案，由于突出构件180可以更为牢固地被保持，所以突出构件180相对于外挺杆130的强度和耐久性可以得以进一步提高。

根据本发明的各个实施方案的可变气门升程装置400的其它特征与关于第一示例性实施方案的公开内容相同、相似，或者通过第一示例性实施方案的公开内容显而易见的，因此将不再对其赘述。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下、内侧或外侧等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了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示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种发动机的可变气门升程装置，包括：

内挺杆，所述内挺杆的横截面基本为T形；

外挺杆，所述外挺杆在中心接收所述内挺杆；

闭锁单元，所述闭锁单元位于所述内挺杆之中，并且通过液压进行操作，从而选择性地使所述内挺杆和所述外挺杆互相联接；以及

突出构件，所述突出构件接合到所述外挺杆的上表面边缘，从而从所述外挺杆的外圆周向外突出，并且所述突出构件沿着气缸盖的滑动凹槽而竖直地能够滑动；并且

其中具有预定宽度的支撑凹口横穿所述外挺杆的最上部分的中心而形成；

所述突出构件包括：

第一部分，所述第一部分与所述支撑凹口的边缘联接；以及

第二部分，所述第二部分垂直地连接到所述第一部分，并且从所述外挺杆的外圆周向外突出。

2.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中所述内挺杆的最上部分的外径小于或等于所述外挺杆的外径。

3.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中所述突出构件的横截面基本为L形。

4.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中安装凹槽在所述支撑凹口的边缘处形成，从而使所述第一部分联接。

5.根据权利要求4所述的发动机的可变气门升程装置，其中所述第一部分的底部表面与所述支撑凹口的底部表面重合。

6.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中从所述外挺杆的外圆周突出的所述第二部分的外部为圆形。

7.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中从所述外挺杆的外圆周突出的所述第二部分的外部为多边形。

8.根据权利要求1所述的发动机的可变气门升程装置，其中所述突出构件通过挤压、焊接、粘结、螺栓连接或熔接而固定到所述外挺杆。