CN102410060A - 具有可变气门装置的发动机 - Google Patents

Abstract

一种具有可变气门装置的发动机，可以包括：液压间隙调节器，其枢转地支撑摆臂的一侧；气门，其支撑所述摆臂的另一侧；以及操作部，其朝下推动所述摆臂的一部分，从而基于所述液压间隙调节器来枢转地移动所述气门，其中所述液压间隙调节器包括：外壳，其中形成有插入孔；随动活塞，其可滑动地插入到所述插入孔中；主活塞，其一端可以放置到所述插入孔中，并与所述随动活塞有一预定缝隙，其中所述主活塞的另一端突出到所述外壳外并与所述摆臂的所述一侧相啮合；以及油压控制阀，其打开或关闭与主腔室连通的通道，所述主腔室在所述外壳中形成于所述主活塞和所述随动活塞之间。

Description

具有可变气门装置的发动机

相关申请交叉引用

本申请要求于2010年9月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0092696的优先权及利益，为了全部目的，该申请的全部内容以引用方式结合在此。

技术领域

本发明涉及一种具有可变气门装置的发动机，其可变地控制布置在燃烧室的进气端口或排气端口上的气门的运动，从而提高燃料效率。

背景技术

用于改变内燃发动机的气门致动正时的一些装置已被公知。这样的装置通常采取凸轮轴、摇臂或指轮随动器(finger follower)的形式，从而控制气门运动。

可变气门装置特别公知于火花点火发动机，在其中该可变气门装置为用于提高燃料经济性的各种机制的核心元件，还有利用凸轮的结构来控制气门抬升以及利用无效运动来控制气门抬升的方法。

同时，使用枢轴部来减少可变气门机构中的气门与摆臂之间的缝隙，但是难于在有限的空间内简单地或紧凑地构造可变气门机构和液压间隙调节器(hydraulic pressure lash adjuster)。

背景技术部分公开的信息只用于增强对本发明的一般背景技术的理解，其不表示或以任何方式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各方面致力于提供一种具有可变气门装置的发动机，其具有在简单结构中构造液压间隙调节器和气门禁用装置的优点。

在本发明的一方面中，所述发动机可以具有可变气门装置，所述发动机可以包括：液压间隙调节器，其枢转地支撑摆臂的一侧；气门，其支撑所述摆臂的另一侧；以及操作部，其朝下推动所述摆臂的一部分，从而基于所述液压间隙调节器来枢转地移动所述气门，其中所述液压间隙调节器可以包括：外壳，其中可以形成插入孔；随动活塞(slavepiston)，其可滑动地插入到所述插入孔中；主活塞，其一端可以放置到所述插入孔中，并与所述随动活塞有一预定缝隙，其中所述主活塞的另一端突出到所述外壳外并可与所述摆臂的一侧相啮合；以及油压控制阀，其打开或关闭与主腔室连通的通道，所述主腔室在所述外壳中可形成于所述主活塞和所述随动活塞之间。

所述发动机可进一步包括：止挡器，其布置在所述插入孔内，从而所述随动活塞不能朝着所述主活塞移动；主弹簧，其在所述主腔室中弹性地朝外支撑所述主活塞；以及随动弹簧，其在所述插入孔中朝着所述止挡器弹性地支撑所述随动活塞。

在所述随动活塞的端面和所述外壳的所述插入孔的内端面之间可形成随动腔室，在所述随动腔室上可形成有放油孔，所述随动腔室中的油可通过该放油孔排出。

可通过所述随动活塞的外径变得更窄的随动台阶(step)，所述外壳的外壳内表面，所述外壳的内径变得更窄的外壳台阶以及在所述主活塞的相对侧上的所述随动活塞的随动外表面，形成制动腔室，其中所述随动活塞的所述随动外表面和所述插入孔的所述内端面可滑动地接触，并且所述外壳内表面和所述随动活塞的外周可滑动地接触。

可通过所述随动活塞的外径变得更窄的随动台阶，外壳内表面，所述外壳的内径变得更窄的外壳台阶以及在所述主活塞的相对侧上的所述随动活塞的随动外表面，形成制动腔室，其中在所述随动活塞中可形成开口以连接所述制动腔室和所述随动腔室，其中所述随动活塞的所述随动外表面和所述插入孔的所述内端面可滑动地接触，并且所述外壳内表面和所述随动活塞的外周可滑动地接触。

所述发动机可进一步包括制动腔室供油管，其可连接到所述制动腔室来对所述制动腔室供油。

所述发动机可进一步包括：闭锁销，其可滑动地布置在形成于所述主活塞中的闭锁腔室中，以选择性地将所述主活塞固定到所述外壳，从而所述主活塞不能在所述外壳中移动；以及液压提供部，其对所述闭锁销的一侧提供所述闭锁腔室中的液压以移动所述闭锁销，其中所述闭锁销的一端可滑动地插入到所述主活塞的一侧，其另一端选择性地插入到所述外壳的一侧，从而所述主活塞可选性地固定到所述外壳中。

所述发动机可进一步包括回动弹簧，其弹性地推动所述闭锁销，从而所述闭锁销可偏置到所述外壳，其中所述闭锁销在所述闭锁腔室中基于所述主活塞的中心部分别布置在两侧，所述闭锁销的每个端部可通过所述主活塞选择性地插入所述外壳，所述液压提供部通过所述外壳和所述主活塞对所述闭锁销提供液压。

其中在所述外壳的内周上可形成一闭锁腔室，所述闭锁销可滑动地插入所述闭锁腔室，在所述主活塞的外周上对应于所述闭锁腔室可形成闭锁槽，以选择性地在其中容纳所述闭锁销，以及所述液压提供部选择性地将液压提供给所述闭锁腔室以闭锁所述闭锁销和所述闭锁槽，从而所述外壳和所述主活塞彼此固定或滑开，其中可在闭锁腔室中布置闭锁弹簧以弹性地支撑所述闭锁销。

如上所述，在液压间隙调节器中设置可变气门装置，从而总体结构变小，且具有根据本发明的可变气门装置的发动机的重量减轻。

进一步，可以通过所述随动活塞来精确地控制摆臂的运动从而可变地控制气门致动。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的特定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变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。

图2为显示了在根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机中执行无效运动的摆臂的截面侧视图。

图3为显示了在根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机中移动气门的摆臂的截面侧视图。

图4为根据本发明的另一个示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。

图5为根据本发明的又一示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。

应理解，附图不是严格按比例绘制，其显示说明本发明的基本原理的各个优选特征的某种简化表示。在此公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定的尺寸、方向、位置、以及形状将部分地由特别计划的应用和使用环境所确定。

在图中，涉及本发明的相同或等价部件的附图标记贯穿附图的多个图。

具体实施方式

现在，将详细参考本发明的不同实施例，其实例显示在附图和以下描述中。虽然将结合示例性的实施例描述本发明，但应当理解该描述并非要把本发明限制于该示例性的实施例。相反，本发明将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1为根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。

参考图1，凸轮轴100布置在发动机顶部，摆臂120布置在凸轮轴100的下侧，气门130布置在摆臂120的左下侧，液压间隙调节器布置在摆臂120的右侧。该液压间隙调节器包括遮罩外部的外壳185、以及在该外壳185的上侧突出的主活塞140。

气门130支撑摆臂120的左下部，液压间隙调节器支撑摆臂120的右下部。

滚轮110布置在摆臂120的中间上侧，滚轮110与凸轮轴100的凸轮凸角相接触。气门130由图1中未示出的气门弹簧弹性地支撑。

如果凸轮轴100作为操作部进行旋转，则凸轮轴100的凸轮凸角朝下推动滚轮110，从而气门130朝下移动。

此后，将参考附图详细描述液压间隙调节器的结构。

液压间隙调节器包括外壳185、主活塞140、主弹簧155、止挡器197、随动活塞180、随动弹簧170以及油压控制阀150。

插入孔105形成于外壳中，该插入孔朝上侧打开，随动弹簧170、随动活塞180、止挡器197、主弹簧155以及主活塞140顺序地插入到该插入孔中。

随动弹簧170弹性地朝上支撑随动活塞180，止挡器197限制该随动活塞的运动从而随动活塞180不会伸出。因此，随动弹簧170的上边缘表面与止挡器197的下表面相接触。

主弹簧155的下端由止挡器197支撑，该止挡器的上端弹性地朝上支撑主弹簧155。因此，主活塞140的上端接触摆臂120的下表面。

主活塞140的外周接触围绕其外围的外壳185的内部，形成于主活塞140和随动活塞180之间的主腔室145为一密封空间。

进一步，随动活塞180的外周接触围绕其外围的外壳185的内部，随动腔室174形成于随动活塞180和外壳185的内端面之间。

油压控制阀150选择性地打开与主腔室145连通的通道以引发主活塞140的无效运动。

图2为显示了在根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机中执行无效运动的摆臂的截面侧视图。

参考图2，当油压控制阀150打开时，如果凸轮轴100旋转，摆臂120的滚轮110朝下移动，摆臂120朝下推动气门130和主活塞140。

在此情况中，主活塞140插入到外壳185内部，气门130由气门弹簧支撑而不再移动。进一步，布置于主活塞140和止挡器197之间的主弹簧155被压缩。

进一步，由于油压控制阀150打开，主腔室145中形成的液压通过油压控制阀150排出，随动活塞180不移动。

图3为显示了在根据本发明的示例性实施例的具有可变气门装置的发动机中移动气门的摆臂的截面侧视图。

参考图3，当油压控制阀150关闭时，如果凸轮轴100旋转，摆臂120的右侧由主活塞140固定地支撑，气门130与摆臂120的左侧一起被朝下推动。

在本发明的示例性实施例中，当油压控制阀150关闭时，如果凸轮轴100朝下推动摆臂120和滚轮110，其力同时施加于主活塞140和气门130。

立刻，主腔室145的内部压力被施加于主活塞140上的力抬高，随动活塞180朝下移动稍许。进一步，主活塞140依据随动活塞180的移动而朝下移动稍许。

因此，气门130的早先的移动被抑制为缓慢移动。

下面参考图1描述随动活塞180和外壳185的组合结构。

在图1的放大部分侧，随动台阶164形成于随动活塞180的下部，从而该随动活塞的直径减小，外壳台阶162形成于外壳185内部，对应于随动台阶164且与随动台阶164有一预定距离。

进一步，随动外表面166形成于随动活塞180的外周，与外壳185的外壳内表面168有一预定距离。

随动台阶164、随动外表面166、外壳台阶162以及外壳内表面168形成了制动腔室195。制动腔室195连接到制动腔室供油通道160以接收来自油管的液压。进一步，制动腔室195沿着随动活塞180的下端的外围形成。

另外，随动腔室174形成于随动活塞180的下端和外壳185的内端面172之间，随动腔室174与放油孔175连通。

如图所示，开口165将制动腔室195与随动腔室174连接起来。在此情况中，期望开口165和制动腔室供油通道160的直径的范围为0.1至5mm。

参考图3，如果油压控制阀150关闭，主腔室145的压力增加，向下的力施加到随动活塞180，制动腔室195的压力增加。

进一步，制动腔室195中的油通过开口165移动到随动腔室174，随动腔室174中的油通过放油孔175排出。

进一步，随动活塞180的向下移动被外壳台阶162限制。因此，在随动活塞180的向下移动过程中，气门130被缓慢压下，在随动活塞180被向下固定之后气门被迅速地压下。

进一步，当凸轮轴100旋转时，如果凸轮没有朝下推动摆臂120，则随动活塞180被随动弹簧170朝上返回到被止挡器197支撑。

图4为根据本发明的另一个示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。

为了与图1、2和3的特征相比，将参考图4描述区别部分，省略了有关相似部件的详细描述。

参考图4，闭锁腔室405形成于主活塞140中，其朝两侧开口，闭锁销410插入到闭锁腔室405中以布置在该闭锁腔室两侧。

闭锁弹簧420插入在闭锁销410之间，闭锁弹簧420在中心方向上弹性地拉动闭锁销410。

闭锁腔室405通过主活塞140和外壳185连接到外部供油管，闭锁油压控制阀400布置在供油管上。

如果闭锁油压控制阀400打开，液压被提供到闭锁腔室405的内部，闭锁销410分别向两侧移动。因此，闭锁销410与形成于外壳185的内周上的闭锁槽430相啮合。

如果闭锁销410的端部与闭锁槽430相啮合，则主活塞140固定到外壳185上。因此，气门130被压下很多。

如果由于在低温下的低供给压或高粘度造成油未被提供到主腔室145，主腔室145中的油压是不充分的。

在此情况中，期望有液压被提供到闭锁腔室405，从而主活塞140通过闭锁销410固定到外壳185。

图5为根据本发明的又一示例性实施例的具有可变气门装置的发动机的截面侧视图。为了与图1、2、3和4的特征相比，将参考图5描述区别部分，省略了有关相似部件的详细描述。

参考图5，闭锁槽形成于主活塞140的外周上，面向外壳的内周，闭锁腔室505形成于外壳185的内周上，与该闭锁槽530相对应，闭锁销510插入到闭锁腔室505中。

进一步，闭锁弹簧520布置在闭锁腔室505内，且闭锁弹簧520具有将闭锁销510朝外推动的结构。闭锁腔室505连接到通过闭锁油压控制阀500打开/关闭的供油通道，以根据闭锁油压控制阀500的开/关来接收液压。

如果闭锁腔室505没有通过闭锁油压控制阀500接收液压，则闭锁销510的前端通过闭锁弹簧520插入到闭锁槽530中，从而主活塞140和外壳185彼此固定到一起。因此，气门130从那里正常抬升。

然而，如果闭锁腔室505通过闭锁油压控制阀500接收液压，则闭锁销510通过闭锁弹簧520离开闭锁槽530，从而主活塞140与外壳185滑动。因此，气门130没有通过无效运动进行移动或者稍微抬升。

为了在所附的权利要求中便于解释和准确定义，参考图中所示的特征的位置使用术语“上”、“下”、“内”和“外”等来描述示例性实施例中的这些特征。

前面对本发明的具体示例性实施例所呈现的描述是出于说明和描述的目。其不是穷尽性的，也不用于将本发明限制到所公开的特定形式，显然，根据上述教示，各种修改和变化都是可能的。为了解释本发明的特定原理及其实际应用而选择和描述了示范性实施例，从而使本领域的其他技术人员可以实施并利用本发明的不同示例性实施例，及其各种改变和变化。本发明的范围将由所附的权利要求及其等效范围所限定。

Claims (14)

1.一种具有可变气门装置的发动机，包括：

液压间隙调节器，其枢转地支撑摆臂的一侧；

气门，其支撑所述摆臂的另一侧；以及

操作部，其朝下推动所述摆臂的一部分，从而基于所述液压间隙调节器来枢转地移动所述气门，

其中所述液压间隙调节器包括：

外壳，其中形成有插入孔；

随动活塞，其可滑动地插入到所述插入孔中；

主活塞，其一端放置到所述插入孔中，与所述随动活塞有一预定缝隙，其中所述主活塞的另一端突出到所述外壳外并与所述摆臂的所述一侧相啮合；以及

油压控制阀，其打开或关闭与主腔室连通的通道，所述主腔室在所述外壳中形成于所述主活塞和所述随动活塞之间。

2.根据权利要求1所述的具有可变气门装置的发动机，还包括：

止挡器，其布置在所述插入孔内，从而所述随动活塞不能朝着所述主活塞移动；

主弹簧，其在所述主腔室中弹性地朝外支撑所述主活塞；以及

随动弹簧，其在所述插入孔中朝着所述止挡器弹性地支撑所述随动活塞。

3.根据权利要求2所述的具有可变气门装置的发动机，其中在所述随动活塞的端面和所述外壳的所述插入孔的内端面之间形成随动腔室，在所述随动腔室上形成有放油孔，所述随动腔室中的油通过该放油孔排出。

4.根据权利要求3所述的具有可变气门装置的发动机，其中通过所述随动活塞的外径变得更窄的随动台阶，所述外壳的外壳内表面，所述外壳的内径变得更窄的外壳台阶以及在所述主活塞的相对侧上的所述随动活塞的随动外表面，形成制动腔室。

5.根据权利要求4所述的具有可变气门装置的发动机，其中所述随动活塞的所述随动外表面和所述插入孔的内端面可滑动地接触，所述外壳内表面和所述随动活塞的外周可滑动地接触。

6.根据权利要求3所述的具有可变气门装置的发动机，其中通过所述随动活塞的外径变得更窄的随动台阶，外壳内表面，所述外壳的内径变得更窄的外壳台阶以及在所述主活塞的相对侧上的所述随动活塞的随动外表面，形成制动腔室，其中在所述随动活塞中形成开口以连接所述制动腔室和所述随动腔室。

7.根据权利要求6所述的具有可变气门装置的发动机，其中所述随动活塞的所述随动外表面和所述插入孔的所述内端面可滑动地接触，所述外壳内表面和所述随动活塞的外周可滑动地接触。

8.根据权利要求3所述的具有可变气门装置的发动机，进一步包括制动腔室供油管，其连接到所述制动腔室来对所述制动腔室供油。

9.根据权利要求2所述的具有可变气门装置的发动机，进一步包括：

闭锁销，其可滑动地布置在形成于所述主活塞中的闭锁腔室中，以选择性地将所述主活塞固定到所述外壳，从而所述主活塞不能在所述外壳中移动；以及

液压提供部，其在所述闭锁腔室中对所述闭锁销的一侧提供液压以移动所述闭锁销。

10.根据权利要求9所述的具有可变气门装置的发动机，其中所述闭锁销的一端可滑动地插入到所述主活塞的一侧，其另一端选择性地插入到所述外壳的一侧，从而所述主活塞可选性地固定到所述外壳中。

11.根据权利要求10所述的具有可变气门装置的发动机，进一步包括回动弹簧，其弹性地推动所述闭锁销，从而所述闭锁销被偏置到所述外壳。

12.根据权利要求10所述的具有可变气门装置的发动机，其中所述闭锁销在所述闭锁腔室中基于所述主活塞的中心部分别布置在两侧，所述闭锁销的每个端部通过所述主活塞选择性地插入所述外壳，所述液压提供部通过所述外壳和所述主活塞对所述闭锁销提供液压。

13.根据权利要求9所述的具有可变气门装置的发动机，其中在所述外壳的内周上形成闭锁腔室，所述闭锁销可滑动地插入所述闭锁腔室，

在所述主活塞的外周上对应于所述闭锁腔室形成闭锁槽，以选择性地在其中容纳所述闭锁销，以及

所述液压提供部选择性地将液压提供给所述闭锁腔室以闭锁所述闭锁销和所述闭锁槽，从而所述外壳和所述主活塞彼此固定或滑开。

14.根据权利要求13所述的具有可变气门装置的发动机，其中在所述闭锁腔室中布置闭锁弹簧以弹性地支撑所述闭锁销。

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