CN102536369B - 包括带有多模凸角的凸轮轴的发动机组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括带有多模凸角的凸轮轴的发动机组件。发动机组件可包括发动机结构、第一阀、第一阀升程机构和第一凸轮轴。发动机结构可限定第一燃烧室以及与所述第一燃烧室连通的第一端口。第一阀可位于第一端口中，第一阀升程机构可以与第一阀接合。第一凸轮轴可以旋转地支撑在发动机结构上并可包括与第一阀升程机构接合的第一双凸角。第一双凸角可限定包括第一顶点的第一阀打开区域和包括与第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域。

Description

包括带有多模凸角的凸轮轴的发动机组件
技术领域
本公开涉及包括凸角的发动机凸轮轴布置，其中，凸角具有多模凸角（multimode lobe）。
背景技术
该部分提供关于本公开的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
内燃发动机可以在气缸内燃烧空气和燃料的混合物，并由此产生驱动扭矩。进气端口将空气流引导至燃烧室。空气-燃料混合物的燃烧产生排气。排气端口将传输来自燃烧室的排气。
发明内容
发动机组件可包括发动机结构、第一阀、第一阀升程机构和第一凸轮轴。发动机结构可限定第一燃烧室以及与所述第一燃烧室连通的第一端口。第一阀可位于第一端口中，第一阀升程机构可以与第一阀接合。第一凸轮轴可以旋转地支撑在发动机结构上并可包括与第一阀升程机构接合的第一双凸角。第一双凸角可限定包括第一顶点的第一阀打开区域和包括与第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域。
此外，本发明还涉及以下技术方案。
1. 一种凸轮轴，包括第一双凸角，所述第一双凸角与第一阀升程机构接合，并限定包括第一顶点的第一阀打开区域以及包括与所述第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域。
2. 如技术方案1所述的凸轮轴，其特征在于，还包括第一单凸角，所述第一单凸角与第二阀升程机构接合，并且限定包括单一顶点的单个阀打开区域。
3. 如技术方案2所述的凸轮轴，其中，所述第一单凸角的单个阀打开区域比所述第一双凸角的第一阀打开区域限定更大的阀打开持续时间。
4. 如技术方案2所述的凸轮轴，其中，所述第一单凸角的单一顶点比所述第一双凸角的第一顶点限定更大的阀升程。
5. 如技术方案2所述的凸轮轴，其中，所述第一双凸角是进气凸角。
6. 如技术方案2所述的凸轮轴，其中，所述第一双凸角是排气凸角。
7. 如技术方案2所述的凸轮轴，其中，所述第一单凸角能够相对于所述第一双凸角旋转。
8. 如技术方案2所述的凸轮轴，还包括第二双凸角，所述第二双凸角限定包括第三顶点的第三阀打开区域和包括与所述第三顶点旋转地偏离的第四顶点的第四阀打开区域。
9. 如技术方案1所述的凸轮轴，其中，所述第一和第二顶点在彼此相反的径向方向上延伸。
10. 一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构限定第一燃烧室以及与所述第一燃烧室连通的第一端口；
位于所述第一端口中的第一阀；
与所述第一阀接合的第一阀升程机构；以及
旋转地支撑在所述发动机结构上的第一凸轮轴，所述第一凸轮轴包括第一双凸角，所述第一双凸角与所述第一阀升程机构接合，并限定包括第一顶点的第一阀打开区域以及包括与所述第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域。
11. 如技术方案10所述的发动机组件，还包括第二阀和与所述第二阀接合的第二阀升程机构，所述发动机结构限定第二燃烧室和第二端口，所述第二端口具有位于其中的第二阀并与所述第二燃烧室连通，所述第一凸轮轴限定第一单凸角，所述第一单凸角与所述第二阀升程机构接合并限定包括单一顶点的单个阀打开区域。
12. 如技术方案11所述的发动机组件，其中，所述第一单凸角的单个阀打开区域比所述第一双凸角的第一阀打开区域限定更大的阀打开持续时间。
13. 如技术方案11所述的发动机组件，其中，所述第一单凸角的单一顶点比所述第一双凸角的第一顶点限定更大的阀升程。
14. 如技术方案11所述的发动机组件，其中，所述第一端口形成排气端口并且与所述第二燃烧室连通以便将来自所述第一燃烧室的排气提供至所述第二燃烧室。
15. 如技术方案11所述的发动机组件，其中，所述第一燃烧室限定两冲程操作循环燃烧室，所述第二燃烧室限定四冲程操作循环燃烧室。
16. 如技术方案11所述的发动机组件，其中，所述第一单凸角能够相对于所述第一双凸角旋转。
17. 如技术方案10所述的发动机组件，其中，所述第一和第二顶点在彼此相反的径向方向上延伸。
18. 如技术方案10所述的发动机组件，其中，所述第一端口形成排气端口。
19. 如技术方案10所述的发动机组件，其中，所述第一凸轮轴包括第二双凸角，所述第二双凸角限定包括第三顶点的第三阀打开区域和包括与所述第三顶点旋转地偏离的第四顶点的第四阀打开区域。
20. 一种发动机组件，包括：
限定第一燃烧室、第一端口、第二燃烧室和第二端口的发动机结构，其中，所述第一燃烧室形成两冲程操作循环燃烧室，所述第一端口与所述第一燃烧室连通，所述第二燃烧室形成四冲程操作循环燃烧室，所述第二端口与所述第二燃烧室连通；
位于所述第一端口中的第一阀；
与所述第一阀接合的第一阀升程机构；
位于所述第二端口中的第二阀；
与所述第二阀接合的第二阀升程机构；以及
旋转地支撑在所述发动机结构上的第一凸轮轴，所述第一凸轮轴包括与所述第一阀升程机构接合的第一双凸角和与所述第二阀升程机构接合的第一单凸角，所述第一双凸角限定包括第一顶点的第一阀打开区域和包括与所述第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域，所述第一单凸角限定包括单一顶点的单个阀打开区域。
申请的其它内容将从本文提供的说明书中变得清楚。该发明内容中的说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅仅用于说明目的，并且决不意图限制本公开的范围。
图1是根据本公开的发动机组件的截面图；
图2是图1的发动机组件的另一截面图；
图3是显示于图1和图2的第一凸轮轴的透视图；
图4是图3的第一凸轮轴的分解透视图；
图5是显示于图1和图2的第二凸轮轴的透视图；
图6是图5的第二凸轮轴的分解透视图；以及
图7是与图3和图4的凸轮轴关联的阀打开轮廓的图示。
在多个附图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地描述本公开的示例。以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本公开、应用或用途。
提供了示例性实施例以向本领域技术人员完整充分地说明本发明的范围。提供了多种具体细节，例如具体构件、装置和方法的例子，使得能完全理解本公开的实施例。本领域技术人员将清楚，不需要运用这些具体细节，示例性实施例可以以多种不同的形式来实施并且也不应被解释为对本公开范围的限定。在一些示例性实施例中，众所周知的过程，众所周知的设备结构以及众所周知的技术不再详细地描述。
当提及一个元件或层在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以是直接在该另一元件或层上、接合、连接或联接到另一元件或层，或者可以存在介于其间的元件或层。相反地，当提及一个元件“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可以不存在介于其间的元件或层。用于描述元件间关系的其它词汇应以相似的方式来解释（例如，“在……之间”相对“直接在……之间”，“邻近”相对“直接邻近”等等）。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任何和所有组合。
虽然术语第一、第二、第三等在本文可以用来描述不同的元件、构件、区域、层和/或区段，但是这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当被这些术语所限定。这些术语可仅用以将一个元件、构件、区域、层或区段与另一元件、构件、区域、层或区段区分开。本文使用的例如“第一”、“第二”以及其它数字项的术语并不意味着顺序或次序，除非上下文中有清楚的表示。因此，下文所论述的第一元件、构件、区域、层或区段可以称为第二元件、构件、区域、层或区段，而不背离示例性实施例的教导。
发动机组件10显示在图1和图2中，并且可包括发动机结构12、曲轴14、第一和第二活塞16、18和阀系组件20。发动机结构12可以包括发动机机体22和气缸盖24。发动机结构12可限定第一和第二气缸孔26、28。为了简便，示出了两个气缸。然而，应当理解的是，本发明教导应用于任何数目的活塞－气缸布置以及多种往复式发动机构造，包括但不局限于V型发动机、直列式发动机、卧式对置发动机以及上置凸轮（单上置凸轮和双上置凸轮）和缸内置凸轮构造。
第一活塞16可位于第一气缸孔26内，第二活塞18可位于第二气缸孔28内。气缸盖24与第一气缸孔26和第一活塞16协作限定第一燃烧室30，并且与第二气缸孔28和第二活塞18协作限定第二燃烧室32。发动机结构12可在气缸盖24中限定第一、第二、第三和第四端口34、36、38和40。第一端口34和第三端口38可以分别形成排气端口，第二端口36和第四端口40可以分别形成进气端口。第一和第二端口34、36可以与第一燃烧室30连通，第三和第四端口38、40可以与第二燃烧室32连通。
参考图1-6，阀系组件20可包括第一凸轮轴42、第二凸轮轴44、第一凸轮相位器46、第二凸轮相位器48、第一、第二、第三和第四阀升程机构50、52、54、56、以及第一、第二、第三和第四阀58、60、62和64。第一阀58可位于第一端口34内，第一阀升程机构50可以与第一阀58接合。第二阀60可位于第二端口36内，第二阀升程机构52可以与第二阀60接合。第三阀62可位于第三端口38内，第三阀升程机构54可以与第三阀62接合。第四阀64可位于第四端口40内，第四阀升程机构56可以与第四阀64接合。第一和第三阀58、62可形成排气阀，第二和第四阀60、64可形成进气阀。
第一凸轮轴42可旋转地支撑在发动机结构12上，并且可包括第一轴66、第二轴68、第一和第二双凸角70、72、以及第一和第二单凸角74、76。第二轴68可被支撑，用于在第一轴66内旋转。第一和第二双凸角70、72可位于第一轴66上，并固定与第一轴66一起旋转，第一和第二单凸角74、76可位于第一轴66上，并固定与第二轴68一起旋转。通过非限制性示例，第一和第二单凸角74、76可以通过销78固定到第二轴68。因此，第一单凸角74和第二单凸角76可以相对于第一双凸角70和第二双凸角72旋转。第一凸轮相位器46可联接到第一凸轮轴42并且可旋转第一和第二轴66、68，因此，第一和第二双凸角70、72以及第一和第二单凸角74、76可相对于彼此旋转。
类似地，第二凸轮轴44可旋转地支撑在发动机结构12上，并且可包括第一轴80、第二轴82、第一和第二双凸角84、86、以及第一和第二单凸角88、90。第二轴82可被支撑，用于在第一轴80内旋转。第一和第二双凸角84、86可位于第一轴80上，并固定与第一轴80一起旋转，第一和第二单凸角88、90可位于第一轴80上，并固定与第二轴82一起旋转。通过非限制性示例，第一和第二单凸角88、90可以通过销91固定到第二轴82。因此，第一单凸角88和第二单凸角90可以相对于第一双凸角84和第二双凸角86旋转。第二凸轮相位器48可联接到第二凸轮轴44并且可旋转第一和第二轴80、82，因此，第一和第二双凸角84、86以及第一和第二单凸角88、90可相对于彼此旋转。
第一双凸角70、84和第二双凸角72、86可以彼此类似。因此，将描述第一双凸角70，并要理解，该描述也同样地适用于第一双凸角84和第二双凸角72、86。第一单凸角74、88和第二单凸角76、90可以彼此类似。因此，将描述第一单凸角74，并要理解，该描述也同样地适用于第一单凸角88和第二单凸角76、90。
如图1、3和4所示，第一双凸角70可以限定包括第一顶点94的第一阀打开区域92和包括第二顶点98的第二阀打开区域96。第二顶点98可以旋转地偏离第一顶点94。在当前非限定性示例中，第一和第二顶点94、98在彼此相反的径向方向上延伸。类似地，第二双凸角72可限定包括第三顶点102的第三阀打开区域100和包括第四顶点106的第四阀打开区域104。第四顶点106可以旋转地偏离第三顶点102。在当前非限定性示例中，第三和第四顶点102、106在彼此相反的径向方向上延伸。
如图2、3和4所示，第一单凸角74可限定包括单一顶点110的单个阀打开区域108。类似地，第二单凸角76可限定包括单一顶点114的单个阀打开区域112。
图7图形地示出了由第一双凸角70的第一阀打开区域92提供的阀打开轮廓（PD）与由第一单凸角74的单个阀打开区域108所提供的阀打开轮廓（PS）之间关系的非限制性示例。图7中，x轴表示打开持续时间，y轴表示升程高度。第一单凸角74的单个阀打开区域108可以比第一双凸角70的第一阀打开区域92限定更大的阀打开持续时间。单个阀打开区域108也可比第一双凸角70的第二阀打开区域96限定更大的阀打开持续时间。
第一单凸角74的单一顶点110可比第一双凸角70的第一顶点94限定更大的阀升程。第一单凸角74的单一顶点110可比第一双凸角70的第二顶点98限定更大的阀升程。通过非限制性示例，单一顶点110可比第一和第二顶点94、98限定更大的径向向外的范围。
在当前非限制性示例中，第一燃烧室30可形成每个曲轴旋转具备一次燃烧事件的两冲程操作循环燃烧室。第二燃烧室32可形成每两个曲轴旋转具有一次燃烧事件的四冲程操作循环燃烧室。第一和第二双凸角70、72以及第一和第二单凸角74、76可分别形成排气凸角，第一和第二双凸角84、86以及第一和第二单凸角88、90可分别形成进气凸角。第一端口34可形成排气端口，并且可与第二燃烧室32连通。来自第一燃烧室30的排气可以提供给第二燃烧室32，用于接下来的燃烧事件。

Claims (5)

1.一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构限定第一燃烧室以及与所述第一燃烧室连通的第一端口、第二燃烧室以及与所述第二燃烧室连通的第二端口，其中，所述第一燃烧室形成两冲程操作循环燃烧室，所述第二燃烧室形成四冲程操作循环燃烧室；
位于所述第一端口中的第一阀；
与所述第一阀接合的第一阀升程机构；
位于所述第二端口中的第二阀；
与所述第二阀接合的第二阀升程机构；
旋转地支撑在所述发动机结构上的第一凸轮轴，所述第一凸轮轴包括第一双凸角，所述第一双凸角与所述第一阀升程机构接合，并限定包括第一顶点的第一阀打开区域以及包括与所述第一顶点旋转地偏离的第二顶点的第二阀打开区域；
所述第一凸轮轴限定第一单凸角，所述第一单凸角与所述第二阀升程机构接合并限定包括单一顶点的单个阀打开区域，
其中，所述第一单凸角能够相对于所述第一双凸角旋转，
其中，所述第一端口形成排气端口并且与所述第二燃烧室连通以便将来自所述第一燃烧室的排气提供至所述第二燃烧室。
2.如权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一单凸角的单个阀打开区域比所述第一双凸角的第一阀打开区域限定更大的阀打开持续时间。
3.如权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一单凸角的单一顶点比所述第一双凸角的第一顶点限定更大的阀升程。
4.如权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一和第二顶点在彼此相反的径向方向上延伸。
5.如权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一凸轮轴包括第二双凸角，所述第二双凸角限定包括第三顶点的第三阀打开区域和包括与所述第三顶点旋转地偏离的第四顶点的第四阀打开区域。
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