CN102444444B

CN102444444B - 发动机用减压装置

Info

Publication number: CN102444444B
Application number: CN201110306628.0A
Authority: CN
Inventors: 井户正敏; 神谷洋三
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: JP5601135B2; CN102444444A; JP2012077711A

Abstract

一种发动机用减压装置，该发动机包括气门传动机构，在气门传动机构中，摇臂的辊沿着设置于凸轮轴的凸轮的轮廓滚动，并且摇臂驱动以开/闭气门。在这种减压装置中，减压轴与减压凸轮一起被可转动地容纳在减压槽中，该减压槽形成于具有凸轮的基圆部的凸轮轴中，减压轴在一端包括减压凸轮且在另一端包括减压臂，辊轨迹被假定在凸轮的基圆部，辊与辊轨迹接触，减压槽的槽端形成于凸轮的基圆部，并且在辊轨迹中，槽端的各点的切线与凸轮轴的轴线交叉。

Description

发动机用减压装置

技术领域

本发明涉及一种发动机用减压装置，该发动机用减压装置被包括在四冲程发动机的气门传动机构(valve gearmechanism)(或者配气机构(valve train mechanism))中。

背景技术

例如，图8示出包括传统减压装置的气门传动机构的立体图。

参照图8，通常，在发动机的气门传动机构100中，根据与凸轮轴105的进气侧凸轮106和排气侧凸轮107接触的滑动面的结构，进气侧摇臂103和排气侧摇臂104主要被分类为如图8所示的包括辊108的辊型和例如专利文献1(日本特开2008-190423号公报)中所示的滑块型，其中进气侧摇臂103和排气侧摇臂104相应地驱动进气门101和排气门102。

对于辊型的进气侧摇臂103和排气侧摇臂104，辊108的辊宽度(如图9所示)限定与进气侧凸轮106和排气侧凸轮107接触的接触面的宽度。因此，进气侧摇臂103的滑动面宽度和排气侧摇臂104的滑动面宽度比滑块型的滑动面宽度窄。

同时，如图8和9所示，为了提高发动机的启动性能(起动性能)，已知如下的减压装置113：在该减压装置113中，减压轴111通过由凸轮轴105的转动所产生的离心力和复位弹簧112的偏压力的作用而转动，其中该减压轴111在一端包括减压凸轮109，在另一端包括减压臂110。在该减压装置113中，在发动机起动时，减压凸轮109朝向排气侧凸轮107的基圆部107A突出，由此排气门102经由排气侧摇臂104被打开，燃烧室被减压以提高发动机的启动性能。

在这种减压装置113中，减压槽114形成于包括排气侧凸轮107的基圆部107A的凸轮轴105中，并且减压轴111和减压凸轮109被可转动地容纳于减压槽114中。然而，对于辊型的排气侧摇臂104，通过辊108的辊宽度M来确定与排气侧凸轮107接触的滑动面宽度。因此，从凸轮轴105的长度方向上的位置关系这点看，排气侧摇臂104的辊108能够与排气侧凸轮107的基圆部107A接触的辊轨迹115与减压槽114重叠。因此，不能确保排气侧凸轮107的基圆部107A和排气侧摇臂104的辊108之间的足够的滑动面积。

因此，在发动机的通常操作期间，当减压装置113不发挥减压功能时，如果减小气门间隙并且排气侧摇臂104的辊108以与排气侧凸轮107的基圆部107A接触的方式滚动，则辊108可能会局部地或者整体地快速落入减压槽114中，结果产生冲击噪音(异常噪音)。

接着，如图10和图11所示，已经开发了如下的减压装置117，在该减压装置117中，在排气侧摇臂104的辊108的附近形成突出部116，减压轴111的减压凸轮109向上压突出部116以在发动机起动时发挥减压功能。

在减压装置117中，形成在凸轮轴105中的减压槽118在排气侧凸轮107的基圆部107A中能够被缩短。该配置能够极大地减小辊轨迹115和减压槽118之间的在排气侧凸轮107的基圆部107A的重叠范围，由此，防止排气侧摇臂104的辊108快速落入到减压槽118中，并且防止在快速落入时产生异常噪音。

然而，在具有如图10和图11所示的结构的减压装置117中，突出部116形成于排气侧摇臂104，由此增大了排气侧摇臂104的重量，因此，减小发动机的容许转数(rpm)并且降低发动机性能。

而且，由于突出部116形成于排气侧摇臂104，所以导致加工突出部116的需求，因此增加了排气侧摇臂104的制造成本。

发明内容

鉴于上述情况，构思了本发明，并且本发明的目的是提供一种发动机用减压装置，该发动机用减压装置能够在摇臂的辊落入到凸轮轴的减压槽中时防止产生异常噪音，能够减轻摇臂的重量以确保发动机性能并且因此能够降低生产成本。

根据本发明，能够通过提供如下一种减压装置来实现上述目的和其它目的：一种发动机用减压装置，该发动机包括气门传动机构，在所述气门传动机构中，摇臂的辊沿着设置于凸轮轴的凸轮的轮廓滚动，并且所述摇臂驱动以开/闭气门，其中，减压轴与减压凸轮一起被可转动地容纳在减压槽中，所述减压槽形成于具有所述凸轮的基圆部的凸轮轴中，所述减压轴在一端包括所述减压凸轮且在另一端包括减压臂，辊轨迹被假定在所述凸轮的所述基圆部，所述辊轨迹是所述辊与所述凸轮接触的轨迹，所述减压槽的槽端形成于所述凸轮的所述基圆部，并且在所述辊轨迹中，所述槽端的各点的切线与所述凸轮轴的轴线交叉。

根据本发明，减压槽的槽端形成于凸轮的基圆部中，并且在辊轨迹中，槽端的各点的切线与凸轮轴的轴线交叉。因此，当摇臂的辊与凸轮的基圆部接触时，在凸轮转动期间，辊以沿着减压槽的槽端与基圆部接触的方式滚动。这能够防止辊在宽度方向上局部地或者整体地快速落入减压槽中，并且防止在快速落入时产生异常噪音。

而且，由于抵靠减压凸轮的突出部未形成于摇臂，所以能够减轻摇臂的重量，由此防止发动机的容许rpm减小以确保发动机性能。另外，由于没有必要在摇臂上形成突出部，所以能够省去对突出部的加工工作，因此降低了摇臂的制造成本。

从下面参照附图进行的说明中，将使本发明的性质和进一步的典型特征将更清楚。

附图说明

在附图中：

图1是包括气门传动机构的发动机在汽缸盖被移除的状态下的立体图，其中根据本发明的发动机用减压装置的实施方式适用于该气门传动机构；

图2是示出减压装置和图1中的气门传动机构的立体图；

图3是示出放大尺寸的凸轮轴的立体图，其中图2中的减压装置被安装于该凸轮轴；

图4A和4B示出图3中的减压装置的操作，其中，图4A是示出减压装置动作期间的截面图，图4B是示出减压装置不动作期间的截面图；

图5是示出图3中的放大尺寸的具有减压槽的凸轮轴的立体图；

图6是示出图3中的凸轮轴、减压轴和排气侧摇臂的辊之间的结构关系的图；

图7是与图6对应的图，其示出根据本发明的发动机用减压装置的另一实施方式；

图8是包括传统减压装置的气门传动机构的立体图；

图9是示出图8中的凸轮轴、减压轴和排气侧摇臂的辊之间的关系的构造图；

图10是示出气门传动机构的放大尺寸的排气侧摇臂的立体图，其中另一传统减压装置适用于该气门传动机构；以及

图11是示出图10中的排气侧摇臂、凸轮轴和减压轴之间的关系的构造图。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的优选实施方式。然而，本发明不限于这些实施方式。还应当注意，这里参照附图的图示或者构件的实际安装状态使用示出方向等的术语“上”、“下”、“右”和“左”等。

图1和图2示出包括气门传动机构的发动机，其中汽缸盖被移除，该气门传动机构设置有根据本发明的发动机用减压装置，参照图1和图2，四冲程(四冲程循环)单缸发动机10包括布置于汽缸盖11的、SOHC(单顶置凸轮轴)型的气门传动机构(配气机构)12。

气门传动机构12包括一个进气门13、一个排气门14、一个凸轮轴17、一个进气侧摇臂18和一个排气侧摇臂19，并且进气侧凸轮15和排气侧凸轮16平行地形成于该凸轮轴17。

如图1和图3所示，凸轮从动链轮(cam driven sprocket)20一体地、可转动地安装在凸轮轴17的一端。凸轮从动链轮20经由凸轮链系(cam chain)21被可操作地连接到安装于曲轴(未示出)的凸轮驱动链轮(未示出)。因此，曲轴的转动经由凸轮链系21被传递到凸轮轴17。进气侧凸轮15和排气侧凸轮16以在轴向上平行的方式形成于凸轮轴17，并且排气侧凸轮16被设置于凸轮从动链轮20侧。

如图1和图2所示，进气侧摇臂18和排气侧摇臂19被安装为以未示出的摇臂轴为轴(可摆动地)摇动，并且各摇臂均包括在一端的辊22和在另一端的调节螺杆23。在进气侧摇臂18中，辊22被设置成能够以与进气侧凸轮15接触的方式滚动，并且调节螺杆23抵靠进气门13。在排气侧摇臂19中，辊22被设置成能以与排气侧凸轮16接触的方式滚动，并且调节螺杆23抵靠排气门14。

因此，当进气侧凸轮15和排气侧凸轮16根据凸轮轴17的转动而转动时，进气侧摇臂18的辊22沿着进气侧凸轮15的凸轮轮廓滚动，由此进气侧摇臂18摇动，并且进气侧摇臂18的调节螺杆23驱动以开/闭进气门13。与此同时，排气侧摇臂19的辊22沿着排气侧凸轮16的凸轮轮廓滚动，由此排气侧摇臂19摇动，并且排气侧摇臂19的调节螺杆23驱动以开/闭排气门14。而且，在图2中，附图标记24表示调节螺母，附图标记25表示气门弹簧。

减压装置30被安装于具有上述结构的气门传动机构12的凸轮轴17。如图3所示，减压装置30包括减压轴31、减压凸轮32、减压臂33以及复位弹簧34。在发动机的起动期间，排气门14通过用于使减压凸轮32突出的减压操作被打开，发动机10的燃烧室被减压以提高发动机10的启动性能。

在凸轮轴17中，形成沿轴向从排气侧凸轮16朝向凸轮从动链轮20延伸的减压槽35。如图4A和4B所示，减压槽35形成于安装有排气侧凸轮16的基圆部16A的凸轮轴17的在基圆部16A的范围内的面中，并且凸轮轴17的轴线O在该范围内。

与提升部16B不同，排气侧凸轮16的基圆部16A对排气门14的提升没有贡献。

如图3、图4A和图4B所示，减压轴31的一端被形成为包括拱部和弦部的半圆形，使得拱部被构造为减压凸轮32。包括减压凸轮32的减压轴31被可转动地容纳于减压槽35中。在该状态中，减压轴31的另一端穿过凸轮从动链轮20，并且减压臂33被一体地、可转动地连接到减压轴31的另一端。减压臂33起到离心配重(centrifugal weight)的功能，并且通过由凸轮轴17的转动所产生的离心力的作用在远离凸轮轴17的方向上摇动以使减压轴31转动。

此时，减压臂33的锁定部33A抵靠止动板36以定位减压臂33。例如，通过使板状构件弯曲而形成止动板36，并且止动板36与凸轮从动链轮20一起被可拆装地固定到凸轮轴17的端面。

复位弹簧34介于减压臂33和凸轮从动链轮20之间。复位弹簧34被形成为例如卷簧，并且复位弹簧34的一端被固定到凸轮从动链轮20，另一端被固定到减压臂33。复位弹簧34在与由凸轮轴17的转动所产生的离心力相反的方向上、即在朝向凸轮轴17的方向上对减压臂33施力。此时减压臂33通过例如抵靠用于将凸轮从动链轮20连接到凸轮轴17的端面的螺栓37(图3)而被定位。

当发动机10的操作停止，并且由此凸轮轴17不转动时，减压臂33通过复位弹簧34的偏压力的作用而处于接近凸轮轴17的位置。此时，如图3和图4A所示，设置在减压轴31的一端的减压凸轮32向排气侧凸轮16的基圆部16A的外侧突出。因此，在发动机的操作起动时，排气侧摇臂19的辊22位于从排气侧凸轮16的基圆部16A突出的减压凸轮32上，排气门14由此被排气侧摇臂19下压，从而打开排气门14并且减小燃烧室中的压力，因此便于发动机的操作起动。

当起动发动机10以使凸轮轴17转动，并且凸轮轴17的转数(rpm)到达预定rpm、例如空转rpm时，减压臂33通过离心力的作用抵抗复位弹簧34的偏压力而在远离凸轮轴17的方向上绕减压轴31摇动。因此，如图4B所示，减压轴31转动，减压凸轮32被容纳于减压槽35中，并且位于比排气侧凸轮16的基圆部16A的位置低的位置。因此，排气侧摇臂19驱动以根据通常的气门操作开/闭排气门14。

并且，如图5和图6所示，减压槽35具有形成于排气侧凸轮16的基圆部16A的槽端35A。在排气侧凸轮16的基圆部16A中，辊轨迹38被假定为图6中的阴影部，排气侧摇臂19的辊22能够在该辊轨迹38上滚动。

减压槽35的槽端35A以如下方式大体上被形成为拱形形状：在辊轨迹38中，槽端35A的各点的切线29与凸轮轴17的轴线O交叉。由此，减压槽35的槽端35A相对于辊22的与凸轮轴17的轴线O垂直的滚动方向倾斜，并且由此大体上被形成为拱形形状。

减压槽35可转动地容纳一端安装有减压凸轮32的减压轴31，并且减压凸轮32的轴向前端被设置为基本上与槽端35A接触。在该配置中，相对于排气侧摇臂19的辊22的辊宽度W，将容纳在减压槽35中的减压凸轮32的轴向(也就是，凸轮轴17的轴向)上的与排气侧摇臂19的辊22接触的接触宽度L设定成W/2≤L＜W，其中，辊22的辊宽度W是与减压凸轮32的轴向(也就是，凸轮轴17的轴向)平行的宽度。

当容纳于减压槽35中的减压轴31的直径是“A”，减压槽35的槽端35A与排气侧凸轮16的基圆部16A中的辊轨迹38的一个边缘39交叉的两点B 1和B 2之间的距离是“B”时，B被设定为：

B＞1.5A。

优选地，两点B1和B2之间的距离B被设定为B＝2A，辊轨迹38的一个边缘39限定辊轨迹38，并且是与凸轮轴17的轴线O垂直的两个边缘39和40中的与减压凸轮32交叉的边缘。

根据本发明的具有如上所述并被如上构造的结构的实施方式，可以获得如下(1)至(5)的优点和功能。

(1)减压槽35的槽端35A被形成于排气侧凸轮16的基圆部16A，并且，在辊轨迹38中，槽端35A的各点的切线29被形成为与凸轮轴17的轴线O交叉。由此，槽端35A被形成为相对于辊22的滚动方向倾斜。因此，在发动机10的、减压装置30不发挥减压功能的通常操作期间中，如果减小气门间隙并且排气侧摇臂19的辊22与排气侧凸轮16的基圆部16A接触，则在排气侧凸轮16的转动期间，辊22沿着减压槽35的槽端35A以与基圆部16A接触的方式滚动。该结构能够防止辊22在宽度方向上局部地或整体地快速落入减压槽35中，并且也能防止在快速落入时产生异常噪音。

(2)由于未在排气侧摇臂19上形成能够抵靠减压凸轮32的任何突出部，所以能够减轻排气侧摇臂19的重量，由此防止发动机10的容许转数减少，从而确保发动机性能。而且，由于无需在排气侧摇臂19形成突出部，所以能够省去对突出部的加工工作，结果减小排气侧摇臂19的制造成本。

(3)由于排气侧摇臂19的重量减轻，所以能够减小气门传动机构12的气门弹簧25的弹簧负载，这能够减小排气侧凸轮16和排气侧摇臂19的辊22之间的承载应力等，并且也减小了气门传动机构12的机械损耗。

(4)相对于排气侧摇臂19的辊22的辊宽度W，减压凸轮32的轴向上的当减压凸轮32与排气侧摇臂19的辊22接触时的接触宽度L被设定为W/2≤L＜W。设定成L≥W/2增大了减压凸轮32的向上压排气侧摇臂19的辊22的范围，并且防止在向上压时排气侧摇臂19倾斜。另外，根据将宽度设定为L＜W以使槽端35A在辊轨迹38的范围内不延伸超过辊轨迹的另一边缘40，排气侧摇臂19的辊22可以与排气侧凸轮16的基圆部16A部分地接触，并且还能够防止辊22整体地落入到减压槽35中。因此，能够满意地确保排气侧摇臂19的辊22与减压凸轮32和排气侧凸轮16的基圆部16A之间的接触面积。

(5)相对于减压轴31的直径A，减压槽35的槽端35A与在排气侧凸轮16的基圆部16A中辊轨迹38的一个边缘39交叉的两点B 1和B 2之间的距离“B”被设定为B＞1.5A，优选地被设定为B＝2A。因此，在排气侧凸轮16的基圆部16A中的辊轨迹38中，减压槽35的槽端35A的各点的切线29可以被形成为与凸轮轴17的轴线O交叉，由此防止排气侧摇臂19的辊22快速落入到减压槽35中。

应当注意，本发明不限于上述实施方式，在不背离所附权利要求书的范围的情况下可以进行许多其它的改变和变型。

例如，在如图7所示的示例中，减压槽41形成于凸轮轴17和排气侧凸轮16的基圆部16A中，以容纳减压轴31和减压凸轮32。在该示例中，槽端41A可以形成在排气侧凸轮16的基圆部16A中，从而以在辊轨迹38中槽端41A的各点的切线42与凸轮轴17的轴线O交叉的方式提供大致直线形状(straight shape)。此外，在该示例中，减压槽41的槽端41A可以被形成为相对于辊22的与凸轮轴17的轴线O垂直的滚动方向倾斜，由此也防止辊22快速地落入到减压槽41中。

Claims

1.一种发动机用减压装置，该发动机包括气门传动机构，在所述气门传动机构中，摇臂的辊沿着设置于凸轮轴的凸轮的轮廓滚动，并且所述摇臂驱动以开/闭气门，其中，

减压轴与减压凸轮一起被可转动地容纳在减压槽中，所述减压槽形成于具有所述凸轮的基圆部的凸轮轴中，所述减压轴在一端包括所述减压凸轮且在另一端包括减压臂，

辊轨迹被假定在所述凸轮的所述基圆部，所述辊轨迹是所述辊与所述凸轮接触的轨迹，

所述减压槽的槽端形成于所述凸轮的所述基圆部，其特征在于，

在所述辊轨迹中，所述槽端的各点的切线与所述凸轮轴的轴线交叉。

2.根据权利要求1所述的发动机用减压装置，其特征在于，设定式W/2≤L＜W，其中，L是所述减压凸轮的轴向上的当容纳在所述减压槽中的所述减压凸轮与所述摇臂的所述辊接触时的接触宽度，W是与所述减压凸轮的轴向平行的辊宽度。

3.根据权利要求1所述的发动机用减压装置，其特征在于，设定式B＞1.5A，其中，A是容纳在所述减压槽中的所述减压轴的直径，B是所述减压槽的所述槽端与所述凸轮的所述辊轨迹的一个边缘交叉的两点之间的距离，所述一个边缘是所述辊轨迹的与所述凸轮轴的所述轴线垂直的两个边缘中的与所述减压凸轮交叉的边缘。

4.根据权利要求1所述的发动机用减压装置，其特征在于，所述减压槽的所述槽端被形成为拱形形状或者直线形状。