CN102606243B - 包括改进的凸轮轴布置的发动机组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括改进的凸轮轴布置的发动机组件。具体地，发动机组件包括发动机缸体，其具有限定第一气缸孔的第一气缸排，和限定第二气缸孔的第二气缸排。第一气缸盖联接到第一气缸排并限定与第一气缸孔连通的第一和第二口。第二气缸盖联接到第二气缸排并限定与第二气缸孔连通的第三口。第一气门位于第一口中并与第一气门升程机构接合，第二气门位于第二口中并与第二气门升程机构接合，第三气门位于第三口中并与第三气门升程机构接合。第一凸轮轴与第一和第三气门升程机构接合，第二凸轮轴与第二气门升程机构接合。

Description

包括改进的凸轮轴布置的发动机组件
技术领域
本发明涉及发动机凸轮轴布置。
背景技术
该部分内容提供与本发明有关的背景信息且不必要构成现有技术。
内燃发动机可在气缸内燃烧空气和燃料的混合物且由此产生驱动扭矩。空气-燃料混合物的燃烧产生排气。发动机可包括进气口来引导气流到燃烧室以及排气口来引导排气离开燃烧室。凸轮轴用于在打开和关闭位置之间移动进气门和排气门，从而有选择地打开和关闭进气口和排气口。
发明内容
发动机组件可包括发动机缸体，第一气缸盖，第二气缸盖，第一、第二和第三气门，第一、第二和第三气门升程机构，第一凸轮轴和第二凸轮轴。发动机缸体可包括限定第一气缸孔的第一气缸排，以及限定第二气缸孔的第二气缸排，第二气缸孔相对于第一气缸孔成角度设置。第一气缸盖可联接到发动机缸体的第一气缸排并且可限定与第一气缸孔连通的第一口和与第一气缸孔连通的第二口。第二气缸盖可联接到发动机缸体的第二气缸排并且可限定与第二气缸孔连通的第三口。第一气门可位于第一口中，第二气门可位于第二口中，第三气门可位于第三口中。第一气门升程机构可与第一气门接合，第二气门升程机构可与第二气门接合，第三气门升程机构可与第三气门接合。第一凸轮轴可与第一气门升程机构和第三气门升程机构接合。第二凸轮轴可与第二气门升程机构接合。
在另一布置中，发动机组件可包括发动机缸体，第一气缸盖，第二气缸盖，第一凸轮轴，第二凸轮轴和第三凸轮轴。发动机缸体可包括限定第一气缸孔的第一气缸排，以及限定第二气缸孔的第二气缸排，第二气缸排相对于第一气缸排成角度设置。第一气缸盖可联接到发动机缸体的第一气缸排，第二气缸盖可联接到发动机缸体的第二气缸排。第一凸轮轴可由发动机缸体旋转地支撑在第一和第二气缸孔之间。第二凸轮轴可被旋转地支撑在第一气缸盖上，第三凸轮轴可被旋转地支撑在第二气缸盖上。
进一步的应用领域从本文提供的描述将显而易见。在该发明内容中的描述和具体示例仅旨在用于描述目的且不旨在限制本发明的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种发动机组件，包括：
发动机缸体，其包括限定第一气缸孔的第一气缸排和限定第二气缸孔的第二气缸排，所述第二气缸孔相对于所述第一气缸孔成角度设置；
第一气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第一气缸排并且限定与所述第一气缸孔连通的第一口和与所述第一气缸孔连通的第二口；
第二气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第二气缸排并且限定与所述第二气缸孔连通的第三口；
第一气门，其位于所述第一口中，第二气门，其位于所述第二口中，以及第三气门，其位于所述第三口中；
第一气门升程机构，其与所述第一气门接合，第二气门升程机构，其与所述第二气门接合，以及第三气门升程机构，其与所述第三气门接合；
第一凸轮轴，其与所述第一气门升程机构和所述第三气门升程机构接合；以及
第二凸轮轴，其与所述第二气门升程机构接合。
2. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一凸轮轴被所述发动机缸体旋转地支撑在所述第一气缸孔和所述第二气缸孔之间。
3. 如方案2所述的发动机组件，其特征在于，所述第二凸轮轴被旋转地支撑在所述第一气缸盖上。
4. 如方案3所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括第四气门，其位于所述第二气缸盖中限定的第四口中并且与所述第二气缸孔连通，第四气门升程机构，其与所述第四气门接合，以及第三凸轮轴，其被旋转地支撑在所述第二气缸盖上并且与所述第四气门升程机构接合。
5. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门和所述第三气门形成进气门。
6. 如方案5所述的发动机组件，其特征在于，第一口和第三口朝向所述第一气缸孔和所述第二气缸孔之间限定的发动机缸体的中心区域延伸。
7. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一口形成第一进气口，所述第一气缸盖限定与所述第一气缸孔连通的第二进气口。
8. 如方案7所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门形成第一进气门，其限定用于往复运动的第一轴线，所述发动机组件包括第二进气门，其位于所述第二进气口中，所述第二进气门限定用于往复运动的第二轴线，所述第二轴线相对于所述第一轴线成角度设置。
9. 如方案7所述的发动机组件，其特征在于，所述第二口形成第一排气口，所述第一气缸盖限定第二排气口，所述第二排气口与所述第一气缸孔连通。
10. 如方案7所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括联接到所述第一凸轮轴的第一凸轮相位器。
11. 如方案10所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括联接到所述第二凸轮轴的第二凸轮相位器，第四气门，其位于所述第二气缸盖中限定的第四口中并且与所述第二气缸孔连通，第四气门升程机构，其与所述第四气门接合，第三凸轮轴，其被旋转地支撑在所述第二气缸盖上并且与所述第四气门升程机构接合，以及联接到所述第三凸轮轴的第三凸轮相位器。
12. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门升程机构可以第一模式操作，从而在由所述第一凸轮轴上的凸轮凸角接合时提供第一气门升程，所述第一气门升程机构可以第二模式操作，从而提供相比在由所述凸轮凸角接合时的第一气门升程更小的第二气门升程。
13. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一和第二气缸排形成V型构造，其中所述第一凸轮轴位于所述V型构造的中心区域内。
14. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门升程机构包括推杆，所述第二气门升程机构包括推杆。
15. 如方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一凸轮轴位于所述第一气门以下，所述第二凸轮轴位于所述第二气门以上。
16. 一种发动机组件，包括：
发动机缸体，其包括限定第一气缸孔的第一气缸排，和限定第二气缸孔的第二气缸排，所述第二气缸排相对于所述第一气缸排成角度设置；
第一气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第一气缸排；
第二气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第二气缸排；
第一凸轮轴，其由所述发动机缸体旋转地支撑在第一和第二气缸孔之间；
第二凸轮轴，其被旋转地支撑在所述第一气缸盖上；以及
第三凸轮轴，其被旋转地支撑在所述第二气缸盖上。
17. 如方案16所述的发动机组件，其特征在于，所述第一和第二气缸排形成V型构造，所述第一气缸盖限定与所述第一气缸孔连通的第一和第二进气口，所述第二气缸盖限定与所述第二气缸孔连通的第三和第四进气口。
18. 如方案17所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气缸盖限定与所述第一气缸孔连通的第一和第二排气口，所述第二气缸盖限定与所述第二气缸孔连通的第三和第四排气口。
19. 如方案17所述的发动机组件，其特征在于，所述第一和第二进气口位于所述第一气缸盖的车内半侧上，所述第三和第四进气口位于所述第二气缸盖的车内半侧上。
20. 如方案17所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括联接到所述第一凸轮轴的第一凸轮相位器。
附图说明
在此描述的附图仅用于描述目的且决不旨在限制本发明的范围。
图1是根据本发明的发动机组件的示意性截面图；
图2是图1的发动机组件的示意性顶视图；
图3是图1的发动机组件的部分剖视图；
图4是图1所示的发动机组件的第一气门布置的平面图；以及
图5是图1所示的发动机组件的第二气门布置的平面图。
在附图的数个视图中，相应的附图标记指代对应部件。
具体实施方式
现将更充分地参考附图来描述本发明的示例。下述说明本质上仅是示例性的且不旨在限制本发明、应用或使用。
提供示例性实施例，使得本发明将是透彻的且将向本领域技术人员完全传达范围。阐述了具体细节，例如具体部件、装置和方法的示例，以提供对于本发明实施例的透彻理解。本领域技术人员将显而易见的是，不需要采用具体细节并且示例性实施例可以许多不同的形式来实施以及它们均应被认为不限制本发明的范围。在一些示例性实施例中，已知的过程、已知的装置结构和已知的技术不再详细描述。
当一个元件或层被称为“在……上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可直接在所述另一元件或层上、接合到、连接到或联接到所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。比较而言，当一个元件被称为“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以相同的方式被解释（例如，“在……之间”对比“直接在……之间”、“邻近于”对比“直接邻近于”等）。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出条目中的一个或多个的任何以及全部组合。
虽然术语第一、第二、第三等可在本文被用于描述各个元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段从另一区域、层或区段区分开。在本文使用的术语（例如，“第一”、“第二”和其它数值术语）不暗含顺序或序列，除非在文中清楚地指出。因此，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段而不偏离示例性实施例的教导。
发动机组件10在图1和2中示出并且可包括发动机结构12，曲轴14，活塞16和气门机构组件18。发动机结构12可包括发动机缸体20，第一气缸盖22和第二气缸盖24。发动机缸体20可包括限定第一组气缸孔28的第一气缸排26和限定第二组气缸孔32的第二气缸排30，其相对于第一气缸排26成角度延伸并且限定了V形构造。
应理解本说明同样适用于其余的第一和第二气缸孔28，32，为了简便参照第一气缸孔28之一和第二气缸孔32之一来描述发动机组件10。从图1可以看出，第一气缸盖22可联接到发动机缸体20的第一气缸排26并且可限定与第一气缸孔28连通的第一口34和与第一气缸孔28连通的第二口36。第二气缸盖24可联接到发动机缸体20的第二气缸排30并且可限定与第二气缸孔32连通的第三口38和与第二气缸孔32连通的第四口40。在本非限制性的例子中，第一口34形成用于第一气缸孔28的第一进气口，第二口36形成用于第一气缸孔28的第一排气口，第三口38形成用于第二气缸孔32的第一进气口，第四口40形成用于第二气缸孔32的第一排气口。从图2可以看出，本非限制性的例子允许使用四气门布置，其中第一气缸盖22额外限定了第二进气口42和与第一气缸孔28连通的第二排气口44，第二气缸盖24还限定了第二进气口46和与第二气缸孔32连通的第二排气口48。
气门机构组件18可包括第一、第二和第三凸轮轴50、52、54，第一、第二、第三和第四气门56、58、60、62，和第一、第二、第三和第四气门升程机构64、66、68、70。第一气门56可位于第一口34中并且可为第一气缸孔28限定第一进气门，第二气门58可位于第二口36中并且可为第一气缸孔28限定第一排气门。第三气门60可位于第三口38中并且可为第二气缸孔32限定第一进气门，第四气门62可位于第四口40中并且可为第二气缸孔限定第一排气门。
第一气门升程机构64可与第一气门56接合，第二气门升程机构66可与第二气门58接合，第三气门升程机构68可与第三气门60接合，第四气门升程机构70可与第四气门62接合。第一凸轮轴50可与第一气门升程机构64和第三气门升程机构68接合。第二凸轮轴52可与第二气门升程机构66，第三凸轮轴54可与第四气门升程机构70接合。
在图2所示的示例性四气门布置中，气门机构组件18可额外地包括第二进气门72和第二排气门74，第二进气门72位于第一气缸盖22中限定的每个第二进气口42中，第二排气门74位于第一气缸盖22中限定的每个第二排气口44中。类似地，气门机构组件18可额外地包括第二进气门76和第二排气门78，第二进气门76位于第二气缸盖24中限定的每个第二进气口46中，第二排气门78位于第二气缸盖24中限定的每个第二排气口48中。
额外的气门升程机构80（类似于第一气门升程机构64）可与第二进气门72和第一凸轮轴50接合，额外的气门升程机构82（类似于第二气门升程机构66）可与第二排气门74和第二凸轮轴52接合。类似地，额外的气门升程机构84（类似于第三气门升程机构68）可与第二进气门76和第一凸轮轴50接合，额外的气门升程机构86（类似于第四气门升程机构70）可与第二排气门78和第三凸轮轴54接合。
在本非限制性的例子中，第一凸轮轴50由发动机缸体20旋转地支撑在第一和第二气缸孔28，32之间。更具体地，第一和第二气缸排26，30可形成如上所示的V型构造，其中第一凸轮轴50位于V型构造的中心区域内。第一口34和第三口38均可位于第一和第二气缸盖22，24的车内侧并且可朝向由发动机缸体20形成的V型构造的中心区域延伸。第二进气口42，46可额外地位于第一和第二气缸盖22，24的车内侧并且可朝向由发动机缸体20形成的V型构造的中心区域延伸。
第二凸轮轴52可被旋转地支撑在第一气缸盖22上，第三凸轮轴54可被旋转地支撑在第二气缸盖24上。从图2可以看出，第一凸轮相位器88可联接到第一凸轮轴50，第二凸轮相位器90可联接到第二凸轮轴52，第三凸轮相位器92可联接到第三凸轮轴54。本发明所提供的第一凸轮轴50和第一凸轮相位器88的位置相比通常四气门发动机可用的可提供较低模式的进气歧管布置。
从图1可以看出，第一气门升程机构64可包括与第一凸轮轴50接合的提升器94，与提升器94接合的推杆96，以及与推杆96和第一气门56接合的摇臂98。第三气门升程机构68可还包括与第一凸轮轴50接合的提升器94，与提升器94接合的推杆96，以及与推杆96和第三气门60接合的摇臂98。第二气门升程机构66可包括与第二凸轮轴52和第二气门58接合的摇臂100。第四气门升程机构70可还包括与第三凸轮轴54和第四气门62接合的摇臂100。
第一凸轮轴50可位于第二和第三凸轮轴52，54以下。更具体地，第一凸轮轴50可位于第一和第二的气缸盖22，24以下和第一和第三气门56，60以下。第二凸轮轴52可位于第一气缸盖22和第二气门58以上。第三凸轮轴54可位于第二气缸盖24和第四气门62以上。
从图3可以看出，第一和第三气门升程机构64，68均可在第一模式和第二模式中操作。提升器94可包括提升器本体102，壳体构件104，柱塞106，与推杆96接合的推杆座108，锁定机构110，空动机构112以及联接到提升器本体102的凸轮随动件114。提升器本体102可位于发动机缸体20中并且可包括与第一油路118连通的第一开口116以及与第二油路122连通的第二开口120。第一开口116可提供增压油流到柱塞106并且柱塞106可形成液压间隙调节器来保持推杆96和推杆座108之间的接合。
壳体构件104可形成锁定销壳体，其限定开口124，在开口中包含锁定机构110。虽然结合停用升程机构进行描述，应理解的是本发明同样适用于各种其他的可切换气门升程机构，以及固定的升程机构（即，不可切换气门升程机构）。锁定机构110可包括第一和第二锁定销和偏压构件（未显示）。偏压构件可使其彼此径向向外推动锁定销。
第一和第二锁定销可通过有选择性地提供增压油到第二油路122来在锁定和解锁位置之间移动。在锁定位置，第一和第二锁定销固定推杆96以与提升器本体102一起移动。在解锁位置，第一和第二锁定销允许推杆96和提升器本体102之间的相对移动。
空动机构112可包括保持构件126和偏压构件128。保持构件126可轴向固定到壳体构件104，偏压构件128可接合保持构件126和提升器本体102，以偏压凸轮随动件114到与第一凸轮轴50的凸轮凸角130接合。凸轮凸角130可在凸轮凸角130的尖点132接合凸轮随动件114时抵抗偏压构件128的力朝向保持构件126移动提升器本体102。提升器本体102可在凸轮凸角130的底部区域134接合凸轮随动件114时由偏压构件128返回初始位置。
当第一和第二锁定销处于锁定位置时，第一凸轮轴50的凸轮凸角130可移动壳体构件104，由此以壳体构件104移动推杆96，从而基于凸轮凸角130的尖点和凸轮随动件114之间的接合打开第一气门56。当第一和第二锁定销处于解锁位置时，提升器本体102可在凸轮随动件114与凸轮凸角130的尖点132接合时相对于壳体构件104移动，以防止第一气门56的打开。
在第一非限制性例子中，从图4看到，第一气门56（第一进气门）和第二进气门72可彼此平行设置（即，限定往复运动的平行轴线——第一轴线A1和第二轴线A2）。但是，本公开中所描述的凸轮轴布置为第一气门56（第一进气门）和第二进气门72提供替代布置，如图5所示（即，成斜角的气门布置）的备用安排。在成斜角的气门布置中，第一气门56（第一进气门）和第二进气门72可相对于彼此成角度（θ）设置（即，限定相对于彼此成角度（θ）设置的往复运动轴线A11，A22）。相比通常典型的四气门发动机可用的，四气门发动机上的成斜角的布置可提供较大的气门尺寸。虽然参照第一气缸盖22的第一气门56（第一进气门）和第二进气门72进行描述，应理解的是上述气门定向同样适用于第二气缸盖24的第三气门60（第一进气门）和第二进气门76。

Claims (11)

1. 一种发动机组件，包括：
发动机缸体，其包括限定第一气缸孔的第一气缸排和限定第二气缸孔的第二气缸排，所述第二气缸孔相对于所述第一气缸孔成角度设置；
第一气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第一气缸排并且限定与所述第一气缸孔连通的第一口和与所述第一气缸孔连通的第二口；
第二气缸盖，其联接到所述发动机缸体的第二气缸排并且限定与所述第二气缸孔连通的第三口；
第一气门，其位于所述第一口中，第二气门，其位于所述第二口中，以及第三气门，其位于所述第三口中；
第一气门升程机构，其与所述第一气门接合，第二气门升程机构，其与所述第二气门接合，以及第三气门升程机构，其与所述第三气门接合；
第一凸轮轴，其与所述第一气门升程机构和所述第三气门升程机构接合；以及
第二凸轮轴，其与所述第二气门升程机构接合；
所述第一凸轮轴被所述发动机缸体在第一气门和第三气门以下旋转地支撑在所述第一气缸孔和所述第二气缸孔之间；
所述第二凸轮轴在第二气门以上被旋转地支撑在所述第一气缸盖上；
进一步包括第四气门，其位于所述第二气缸盖中限定的第四口中并且与所述第二气缸孔连通，第四气门升程机构，其与所述第四气门接合，以及第三凸轮轴，其在第四气门以上被旋转地支撑在所述第二气缸盖上并且与所述第四气门升程机构接合。
2. 如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门和所述第三气门形成进气门。
3. 如权利要求2所述的发动机组件，其特征在于，第一口和第三口朝向所述第一气缸孔和所述第二气缸孔之间限定的发动机缸体的中心区域延伸。
4. 如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一口形成第一进气口，所述第一气缸盖限定与所述第一气缸孔连通的第二进气口。
5. 如权利要求4所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门形成第一进气门，其限定用于往复运动的第一轴线，所述发动机组件包括第二进气门，其位于所述第二进气口中，所述第二进气门限定用于往复运动的第二轴线，所述第二轴线相对于所述第一轴线成角度设置。
6. 如权利要求4所述的发动机组件，其特征在于，所述第二口形成第一排气口，所述第一气缸盖限定第二排气口，所述第二排气口与所述第一气缸孔连通。
7. 如权利要求4所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括联接到所述第一凸轮轴的第一凸轮相位器。
8. 如权利要求7所述的发动机组件，其特征在于，进一步包括联接到所述第二凸轮轴的第二凸轮相位器，以及联接到所述第三凸轮轴的第三凸轮相位器。
9. 如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门升程机构可以第一模式操作，从而在由所述第一凸轮轴上的凸轮凸角接合时提供第一气门升程，所述第一气门升程机构可以第二模式操作，从而提供相比在由所述凸轮凸角接合时的第一气门升程更小的第二气门升程。
10. 如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一和第二气缸排形成V型构造，其中所述第一凸轮轴位于所述V型构造的中心区域内。
11. 如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一气门升程机构包括推杆，所述第二气门升程机构包括推杆。
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