CN102667078A - 内燃机的可变气门装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够抑制导轨的磨损增加、能够减少延迟机构的数量、且能够基于单一的致动器的工作使用刚体部件一并顺畅地切换多个气缸的气门的开阀特性的内燃机的可变气门装置。具备切换第一以及第二气缸组的各气缸的气门(26)的开阀特性的切换机构(32)。切换机构(32)作为伴随着电磁螺线管(56)的工作与螺旋状的导轨(54)卡合而位移的刚体部件具备连杆轴(50a、50b)。切换机构(32)具备在第一气缸组与第二气缸组之间处于连杆轴(50a、50b)的中途的延迟机构(60),在电磁螺线管(56)工作时气门(26)处于提升中的气缸中,延迟机构(60)使第二连杆轴(50b)的位移延迟。

Description

内燃机的可变气门装置
技术领域
本发明涉及内燃机的可变气门装置。
背景技术
以往,例如在专利文献1中,公开了如下的内燃机的可变气门装置:针对每个气缸设置凸轮推杆,在该凸轮推杆设置有两种凸轮,在上述两种凸轮的基圆区间中,通过使该凸轮推杆相对于旋转驱动的凸轮主轴沿轴向移动,来切换各气缸的气门驱动用凸轮。更具体而言,在该以往的可变气门装置中,在各凸轮推杆的外周面的两端分别具备形成为螺旋状的引导槽。并且,相对于各引导槽具备电动致动器,该电动致动器对插入于该引导槽或从该引导槽脱离的驱动销进行驱动。并且,上述以往的可变气门装置应用于直列四缸型内燃机。
根据上述以往的可变气门装置,通过使在凸轮轴的轴向的位置被固定的驱动销与引导槽卡合,凸轮推杆沿其轴向位移。由此,各气缸的气门驱动用凸轮被切换,因此能够变更气门的提升量。
并且,例如在专利文献2中,公开了具备用于变更进气门的开阀特性的可变气门装置的柴油机。该以往的可变气门装置具备利用气体压力的气体压力式致动器。进而,通过利用该气体压力式致动器使一根操纵杆(连杆轴)以及与该操作杆连结的各气缸用的操纵板(连杆臂)沿其轴向移动,一并变更所有气缸的气门的开阀特性。
另外,作为与本发明相关联的文献,包括上述文献在内,申请人发现了以下所记载的文献。
专利文献1:日本特表2006-520869号公报
专利文献2:日本特开2003-120375号公报
专利文献3:日本特开平10-196334号公报
发明内容
对于上述专利文献1所记载的可变气门装置,为了对各气缸的气门的开阀特性进行切换,相对于一根凸轮轴,每一个气缸需要两个电动致动器。这样,所需要的致动器的数量变多,可变气门装置的成本增高。因而,期望在减少致动器的搭载数量的同时能够对各气缸的开阀特性进行切换的可变气门装置。
因此,在上述以往的可变气门装置中,考虑构成为将各气缸的凸轮推杆连结在一起,伴随着单一的电动致动器的动作而一并切换所有气缸的凸轮。但是,在应用了上述以往的可变气门装置的直列四缸型内燃机中,当设定通常的气门的作用角的情况下,并不存在相对于所有气缸的共通的凸轮的基圆区间。因此,如果通过伴随着单一的电动致动器的动作而使作为刚体部件的凸轮推杆的连结体位移从而一并切换所有气缸的凸轮,则难以顺畅地切换各气缸的气门的开阀特性。
另一方面,根据上述专利文献2所记载的可变气门装置,能够使用单一的气体压力式致动器来一并变更所有气缸的气门的开阀特性。更具体而言,对于该以往的可变气门装置,为了顺畅地切换各气缸的气门的开阀特性,相对于所有气缸具备用于对操作板进行施力的弹簧。但是,在这种结构中,部件个数变多。另一方面,如果无所顾忌地减少设置有与上述专利文献2的可动气门装置所具备的上述弹簧相当的部件的气缸数量,则需要在较短的共通基圆区间中切换多个气缸的气门的开阀特性。结果,在具有利用螺旋状的导轨一并切换所有气缸的气门的开阀特性的结构的可变气门装置的情况下,存在导轨的螺旋陡峭,导轨的磨损增加的忧虑。
本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种内燃机的可变气门装置,能够抑制导轨的磨损增加,能够减少延迟机构的数量,且能够基于单一的致动器的动作而使用刚体部件一并顺畅地切换多个气缸的气门的开阀特性。
第一技术方案提供一种内燃机的可变气门装置,
上述内燃机具有:由配置位置邻接的多个气缸构成的第一气缸组、以及由配置位置邻接的多个气缸构成的第二气缸组,爆发顺序设定成:使得隶属上述第一气缸组的上述多个气缸存在凸轮的共通基圆区间,且隶属上述第二气缸组的上述多个气缸存在上述凸轮的共通基圆区间,
上述内燃机的可变气门装置的特征在于,
上述内燃机的可变气门装置具备:
传递部件,该传递部件在上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸中设置于上述凸轮与气门之间,将上述凸轮的作用力朝上述气门传递;以及
切换机构,该切换机构通过使上述传递部件的动作状态变化,由此,对设置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸的上述气门的开阀特性进行切换,
上述切换机构包括:
致动器,该致动器在上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸被共享使用,当切换上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸中的上述传递部件的动作状态之际,上述致动器被驱动;
螺旋状的导轨,该导轨设置于安装有上述凸轮的凸轮轴的外周面;
刚体部件,伴随着上述致动器的工作,上述刚体部件与上述导轨卡合而位移,对设置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸的上述传递部件的动作状态进行切换;以及
延迟机构,在上述致动器工作时上述气门处于提升中的气缸中,上述延迟机构使上述刚体部件的位移延迟,
上述延迟机构在上述第一气缸组以及上述第二气缸组之间处于上述刚体部件的中途。
并且,第二技术方案的特征在于,在第一技术方案中,
上述传递部件是配置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸的弹动杆,上述传递部件包括第一弹动杆和第二弹动杆,上述第一弹动杆与上述凸轮同步地摇动,上述第二弹动杆能够推动上述气门,
上述刚体部件包括:
部件连结轴,该部件连结轴以沿轴向位移自如的方式配置于摇臂轴的内部,上述摇臂轴对上述第一弹动杆以及上述第二弹动杆进行支承;以及
位移部件,该位移部件配置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸,且分别与上述部件连结轴连结,伴随着上述致动器的工作,上述位移部件与上述部件连结轴一起位移,由此,在上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸中,使上述第二弹动杆的动作状态变化,
上述延迟机构在上述摇臂轴内处于上述部件连结轴的中途。
并且,第三技术方案的特征在于,在第二技术方案中,
上述可变气门装置还具备切换销,该切换销以移动自如的方式配置于销孔,且与上述位移部件的位移联动地位移,上述销孔分别形成于上述第一弹动杆以及上述第二弹动杆,
伴随着上述位移部件的位移,上述可变气门装置在连结状态和非连结状态之间进行切换,在连结状态,上述第一弹动杆和上述第二弹动杆经由上述切换销连结,在非连结状态,上述连结被解除。
并且,第四技术方案的特征在于,在第二或第三技术方案中,
上述位移部件包括:
主位移部件,该主位移部件具有与上述导轨卡合脱离自如的卡合部,且该主位移部件能够沿上述凸轮轴的轴向位移;以及
副位移部件,上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸中的、不具备上述主位移部件的余下的气缸具备上述副位移部件,上述副位移部件经由上述部件连结轴与上述主位移部件联动地位移,
上述致动器产生用于使上述卡合部与上述导轨卡合的驱动力,
当上述致动器工作时,上述主位移部件以上述部件连结轴为中心旋转,由此使得上述卡合部与上述导轨卡合,
伴随着上述卡合部与上述导轨的上述卡合期间产生的上述主位移部件的位移,具备上述主位移部件的上述气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述主位移部件的上述位移联动的上述部件连结轴以及上述副位移部件的位移,具备上述副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化。
并且,第五技术方案的特征在于,在第三或第四技术方案中,
通过与上述切换销抵接的上述位移部件推动上述切换销,上述可变气门装置将上述第一弹动杆和上述第二弹动杆从上述连结状态切换成上述非连结状态,
上述可变气门装置还具备施力单元,该施力单元朝返回上述连结状态的方向对上述部件连结轴以及上述位移部件中的至少一方施力,
在朝上述连结状态恢复之际,上述致动器被驱动,以便解除上述部件连结轴以及上述位移部件被保持而不因上述施力单元产生的作用力位移的状态,
上述可变气门装置还具备限制单元,该限制单元对上述部件连结轴的位移进行限制,使得当为了返回上述连结状态而上述致动器工作之际,在向上述连结状态返回的恢复开始目标气缸的上述第一弹动杆以及上述第二弹动杆的动作状态返回上述连结状态之前,其他气缸的上述第一弹动杆以及上述第二弹动杆的动作状态不返回上述连结状态。
并且,第六技术方案的特征在于,在第五技术方案中,
上述限制单元设置于除了爆发顺序相对于上述恢复开始目标气缸的爆发顺序提前一位的气缸以外的多个气缸,上述多个气缸的爆发顺序连续。
并且,第七技术方案的特征在于,在第二或第三技术方案中,
上述导轨包括:与上述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与上述第二气缸组对应配置的第二导轨,
上述部件连结轴经上述延迟机构被分成:用于上述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于上述第二气缸组的第二部件连结轴,
上述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与上述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,上述第一主位移部件与上述第一部件连结轴一体地结合,且由上述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,上述第一气缸组中的不具备上述第一主位移部件的余下的气缸具备上述第一副位移部件,上述第一副位移部件经由上述第一部件连结轴与上述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与上述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,上述第二主位移部件与上述第二部件连结轴一体地结合,且由上述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,上述第二气缸组中的不具备上述第二主位移部件的余下的气缸具备上述第二副位移部件,上述第二副位移部件经由上述第二部件连结轴与上述第二主位移部件联动地位移,
上述致动器产生用于使上述第一卡合部与上述第一导轨卡合的驱动力,
当上述致动器工作时,上述第一主位移部件与上述部件连结轴一起旋转,由此使得上述第一卡合部与上述第一导轨卡合,
伴随着上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一主位移部件的位移,具备上述第一主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第一主位移部件的上述位移联动的上述第一部件连结轴以及上述第一副位移部件的位移,具备上述第一副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,
上述延迟机构是使上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一部件连结轴的旋转力加以延迟朝上述第二部件连结轴传递的机构,
在上述第一部件连结轴的旋转力经由上述延迟机构传递到上述第二部件连结轴时,上述第二主位移部件与上述第二部件连结轴一起旋转,由此使得上述第二卡合部与上述第二导轨卡合,
伴随着上述第二卡合部与上述第二导轨的上述卡合期间产生的上述第二主位移部件的位移,具备上述第二主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第二主位移部件的上述位移联动的上述第二部件连结轴以及上述第二副位移部件的位移,具备上述第二副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化。
并且,第八技术方案的特征在于,在第七技术方案中,
上述延迟机构包括扭簧,该扭簧用于使上述第一部件连结轴的旋转力加以延迟朝上述第二部件连结轴传递。
并且,第九技术方案的特征在于,在第一技术方案中,
上述传递部件是配置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸的弹动杆,上述传递部件包括第一弹动杆和第二弹动杆,上述第一弹动杆与上述凸轮同步地摇动,上述第二弹动杆能够推动上述气门,
上述刚体部件包括:
部件连结轴,该部件连结轴以沿轴向位移自如的方式配置于摇臂轴的内部,上述摇臂轴对上述第一弹动杆以及上述第二弹动杆进行支承;以及
位移部件,该位移部件配置于上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸,且分别与上述部件连结轴连结,伴随着上述致动器的工作,上述位移部件与上述部件连结轴一起位移,由此,在上述第一气缸组以及上述第二气缸组的各气缸中,使上述第二弹动杆的动作状态变化,
上述导轨包括:与上述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与上述第二气缸组对应配置的第二导轨,
上述部件连结轴经上述延迟机构被分成:用于上述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于上述第二气缸组的第二部件连结轴,
上述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与上述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,上述第一主位移部件由上述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,上述第一气缸组中的不具备上述第一主位移部件的余下的气缸具备上述第一副位移部件,上述第一副位移部件经由上述第一部件连结轴与上述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与上述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,上述第二主位移部件由上述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,上述第二气缸组中的不具备上述第二主位移部件的余下的气缸具备上述第二副位移部件,上述第二副位移部件经由上述第二部件连结轴与上述第二主位移部件联动地位移,
上述致动器产生用于使上述第一卡合部与上述第一导轨卡合的驱动力,
当上述致动器工作时,上述第一主位移部件旋转,由此使得上述第一卡合部与上述第一导轨卡合,
伴随着上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一主位移部件的位移,具备上述第一主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第一主位移部件的上述位移联动的上述第一部件连结轴以及上述第一副位移部件的位移,具备上述第一副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,
上述延迟机构是如下的机构:利用上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一部件连结轴的上述位移使上述第二主位移部件旋转,由此,使上述第二主位移部件在比上述第一主位移部件滞后的时刻旋转,
当上述第二主位移部件进行上述旋转时,上述第二卡合部与上述第二导轨卡合,
伴随着上述第二卡合部与上述第二导轨的上述卡合期间产生的上述第二主位移部件的位移,具备上述第二主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第二主位移部件的上述位移联动的上述第二部件连结轴以及上述第二副位移部件的位移,具备上述第二副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化。
并且,第十技术方案的特征在于,在第九技术方案中,
上述延迟机构包括:
第一锥面,该第一锥面形成于上述第一部件连结轴、或者形成于被固定在上述第一部件连结轴的第一固定部件,上述第一锥面形成为随着朝向上述第二主位移部件侧而宽度变窄;以及
第二锥面,该第二锥面形成于上述第二主位移部件、或者形成于被固定在上述第二主位移部件的第二固定部件,上述第二锥面与上述第一锥面抵接,
伴随着上述第一部件连结轴的上述位移,上述第一锥面朝上述第二锥面位移,由此,上述第一锥面推动上述第二锥面,从而上述第二主位移部件旋转。
并且,第十一技术方案的特征在于,在第九技术方案中,
上述延迟机构包括:
引导销,该引导销与上述第一部件连结轴联动地位移;
引导槽,该引导槽形成于上述摇臂轴的周面,对上述引导销进行引导;以及
卡合槽,该卡合槽形成于上述第二主位移部件,与上述引导销卡合,
上述引导槽和上述卡合槽是以下述方式发挥功能的槽:根据伴随着上述第一部件连结轴的上述位移的上述引导销的位移,使上述第二主位移部件旋转。
并且,第十二技术方案的特征在于,在第十一技术方案中,
在上述第二卡合部与上述第二导轨的上述卡合期间,在上述第二部件连结轴位移结束的位置,上述卡合槽的保持部与上述引导销卡合,由此保持上述第二部件连结轴的轴向位置。
并且,第十三技术方案的特征在于,在第二或第三技术方案中,
上述导轨包括:与上述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与上述第二气缸组对应配置的第二导轨,
上述部件连结轴经上述延迟机构被分成:用于上述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于上述第二气缸组的第二部件连结轴,
上述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与上述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,上述第一主位移部件由上述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,上述第一气缸组中的不具备上述第一主位移部件的余下的气缸具备上述第一副位移部件,上述第一副位移部件经由上述第一部件连结轴与上述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与上述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,上述第二主位移部件由上述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,上述第二气缸组中的不具备上述第二主位移部件的余下的气缸具备上述第二副位移部件,上述第二副位移部件经由上述第二部件连结轴与上述第二主位移部件联动地位移,
上述致动器产生用于使上述第一卡合部与上述第一导轨卡合的驱动力,
当上述致动器工作时,上述第一主位移部件旋转,由此使得上述第一卡合部与上述第一导轨卡合,
伴随着上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一主位移部件的位移,具备上述第一主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第一主位移部件的上述位移联动的上述第一部件连结轴以及上述第一副位移部件的位移,具备上述第一副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,
上述延迟机构包括可变形部件,该可变形部件的一端作为上述第二主位移部件的上述第二卡合部发挥功能,另一端能够与上述第一部件连结轴抵接,该可变形部件具有挠性部,该挠性部贯通上述第二部件连结轴以及上述第二主位移部件的内部,
伴随着上述第一卡合部与上述第一导轨的上述卡合期间产生的上述第一部件连结轴的上述位移,上述可变形部件位移,由此,在比上述第一卡合部与上述第一导轨卡合的时刻滞后的时刻,上述第二卡合部与上述第二导轨卡合,
伴随着上述第二卡合部与上述第二导轨的上述卡合期间产生的上述第二主位移部件的位移,具备上述第二主位移部件的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与上述第二主位移部件的上述位移联动的上述第二部件连结轴以及上述第二副位移部件的位移,具备上述第二副位移部件的上述余下的气缸的上述第二弹动杆的动作状态变化。
并且,第十四技术方案的特征在于,在第十三技术方案中,
上述内燃机的可变气门装置还具备:
球塞,该球塞设置于上述第二主位移部件的内部;以及
锁止槽,该锁止槽设置于上述可变形部件,该锁止槽能够与上述球塞卡合,
在伴随着上述第二卡合部与上述第二导轨的上述卡合而上述第二部件连结轴进行上述位移之后,上述第二卡合部被从上述第二导轨排出,在该状态下,上述球塞与上述锁止槽卡合、且上述可变形部件的上述另一端与上述第一部件连结轴抵接,由此来保持上述第二部件连结轴的轴向位置。
根据第一技术方案,内燃机具有:由配置位置邻接的多个气缸构成的第一气缸组、以及由配置位置邻接的多个气缸构成的第二气缸组,且如上所述将爆发顺序设定成使得存在凸轮的共通基圆区间,其中,延迟机构在上述第一气缸组与上述第二气缸组之间处于刚体部件的中途。如果形成为这种结构,与延迟机构在由多个气缸构成的气缸组和单一的气缸之间处于刚体部件的中途的情况相比较,能够在第一以及第二气缸组双方平衡良好地确保凸轮的共通基圆区间。由此,即便当伴随着致动器的工作而刚体部件位移之际,也能够带有余裕地使刚体部件位移。并且,在像本发明这样形成为利用螺旋状的导轨使刚体部件位移的结构的情况下,能够使得导轨的倾斜平缓,能够防止导轨与刚体部件的卡合部之间的接触载荷的增加。如上所述,根据本发明,能够抑制导轨的磨损增加、能够减少延迟机构的数量、并且能够基于单一的致动器的工作使用刚体部件一并顺畅地切换多个气缸的气门的开阀特性。
根据第二技术方案,延迟机构在支承第一以及第二弹动杆的摇臂轴内配置于部件连结轴的中途。因此,根据本技术方案,无需新的空间就能够装备延迟机构。
根据第三技术方案,在利用切换销的位移来切换第一弹动杆与第二弹动杆连结的状态和该连结被解除的非连结状态的可变气门装置中,能够基于单一的致动器的工作使用刚体部件一并顺畅地切换多个气缸的气门的开阀特性。
根据第四技术方案,在利用设置于主位移部件的卡合部相对于设置于凸轮轴的导轨的卡合脱离而使第二弹动杆的动作状态变化的方式的可变气门装置中,能够基于单一的致动器的工作使用刚体部件一并顺畅地切换多个气缸的气门的开阀特性。
根据第五技术方案,由于具备限制单元,因此在为了返回连结状态而使致动器工作之际,在向连结状态返回的恢复开始目标气缸的第一以及第二弹动杆的动作状态返回连结状态之前,其他的气缸的第一以及第二弹动杆的动作状态不因施力单元所产生的作用力而返回到连结状态。因此,根据本发明,在从连结状态恢复之际,能够扩大容许致动器的响应性的偏差的范围,并能够从特定的气缸开始恢复。
根据第六技术方案,上述限制单元设置于除了爆发顺序相对于恢复开始目标气缸的爆发顺序提前一位的气缸以外的多个气缸,上述多个气缸的爆发顺序连续,由此,能够良好地确保容许从连结状态恢复之际的致动器的响应性的偏差的范围长。
根据第七技术方案,无需增加致动器的数量就能够增加导轨的数量。进而,在具备单一的致动器和在双方的气缸组分别各设置有一个导轨的可变气门装置中,能够降低各个导轨与各个卡合部之间的接触载荷,并能够一并顺畅地切换多个气缸的开阀特性。
根据第八技术方案,通过利用扭簧,能够使第一部件连结轴的旋转力加以延迟并可靠地朝第二部件连结轴传递。
根据第九技术方案,无需增加致动器的数量就能够增加导轨的数量。进而,在具备单一的致动器和在双方的气缸组分别各设置有一个导轨的可变气门装置中,能够降低各个导轨与各个卡合部之间的接触载荷,并能够一并顺畅地切换多个气缸的开阀特性。并且,根据本技术方案,由于利用以凸轮的旋转力作为驱动源的第一部件连结轴的位移使第二主位移部件旋转,因此并不像上述第八技术方案那样需要用于使扭簧扭转的能量。因此,与上述第八技术方案相比,能够实现致动器的驱动力降低。
根据第十技术方案,能够利用第一以及第二锥面的作用将第一部件连结轴的位移加以延迟而转换成第二主位移部件的旋转。
根据第十一技术方案,能够利用引导槽、引导销以及卡合槽的作用将第一部件连结轴的位移加以延迟而转换成第二主位移部件的旋转。
根据第十二技术方案,能够利用卡合槽的保持部与引导销之间的卡合可靠地保持第二部件连结轴的轴向位置。
根据第十三技术方案,无需增加致动器的数量就能够增加导轨的数量。进而,在具备单一的致动器和在双方的气缸组分别各设置有一个导轨的可变气门装置中,利用具有挠性部的可变性部件,能够降低各个导轨与各个卡合部之间的接触载荷,并能够一并顺畅地切换多个气缸的开阀特性。
根据第十四技术方案,能够使用简单的结构可靠地保持第二部件连结轴的轴向位置。
附图说明
图1是简要地示出本发明的实施方式1的内燃机的可变气门装置的整体结构的图。
图2是示出图1所示的可变气门装置的#4气缸的周边结构的立体图。
图3是示出图1所示的可变气门装置的#2、3气缸的周边结构的立体图。
图4是在图2所示的结构中不示出凸轮轴以及弹动杆的立体图。
图5是从凸轮轴(以及摇臂轴)的轴向(更具体而言为图2中的箭头A的方向)观察图1所示的可变气门装置的图。
图6是示出可变气门装置的#4气缸的周边结构的局部剖视图。
图7是用于说明图1所示的延迟机构的详细结构的立体图。
图8是用于说明伴随着利用了导轨以及电磁螺线管的第一连杆臂的位移的延迟机构的动作的图。
图9是重叠示出各气缸的气门的升程曲线的图。
图10是用于说明本发明的实施方式1的变形例的可变气门装置的结构的局部剖视图。
图11是用于说明本发明的实施方式1的可变气门装置从气门停止状态恢复到气门工作状态之际带来的课题的图。
图12是用于说明本发明的实施方式2的可变气门装置所具备的特征结构的立体图。
图13是用于说明图12所示的压入销与闸槽(gate groove)之间的关系的图。
图14是用于说明具备图12以及图13所示的结构的效果的图。
图15是简要地示出本发明的实施方式3的内燃机的可变气门装置的整体结构的图。
图16是用于说明图15所示的延迟机构的详细结构的图。
图17是用于说明图15所示的延迟机构的动作的图。
图18是简要地示出本发明的实施方式3的变形例的可变气门装置的整体结构的图。
图19是示意性地示出本发明的实施方式4的内燃机的可变气门装置的整体结构的图。
图20是从图19中的箭头B的方向观察延迟机构的图。
图21是用于说明本发明的实施方式5的内燃机的可变气门装置所具备的延迟机构的详细结构的图。
图22是用于说明本发明的实施方式6的内燃机的可变气门装置所具备的延迟机构的详细结构的图。
标号说明:
10、70、81、100、120、130、140、150…可变气门装置;12、102、122…凸轮轴;12a、102a、122a…圆柱部;14…主凸轮;16…副凸轮;18、82…第一弹动杆;20…第二弹动杆;20bL、20bR、34a…销孔;22、86、138、144、160…摇臂轴;24…凸轮推杆;26…气门;28凸轮滚柱(cam roller);32…切换机构;34…衬套;36、38、44、74、76、78、79…切换销;42、72…复位弹簧;46…第一连杆臂;46a…第一连杆臂的臂部;46b…第一连杆臂的突起部;46c…第一连杆臂的推压面;46d…第一连杆臂的缺口部;48…第二连杆臂;48a…第二连杆臂的臂部;50、88、106、124、154…连杆轴;50a、106a、124a、154a…第一连杆轴;50b、106b、124b、154b…第二连杆轴;54…导轨;54a…始端;54b…终端;54c…浅底部;56…电磁螺线管;56a…驱动轴;58…ECU(电子控制单元,Electronic Control Unit);60、80、108、126、132、142、152…延迟机构;62…延迟机构内连杆轴(第三连杆轴);62a…抵接部;64…延迟机构弹簧;66…延迟机构内连杆轴的长孔;68…行程限制销;84…压入销;86a…摇臂轴的长孔;88a…连杆轴的闸槽;90…限制机构;104、148、156…第三连杆臂;104a…第三连杆臂的臂部;104b…第三连杆臂的突起部;106a1…第一连杆轴的凹部;106a2…第一连杆轴的卡定部;106b1…第二连杆轴的圆柱部;106b2…第二连杆轴的卡定部;106b3…第二连杆轴的锁止槽;110…扭簧;112、162…球塞;114、164…弹簧;124c…第三连杆轴;124d…第四连杆轴;134…第一固定部件;134a…第一锥面;136…第二固定部件;136a…第二锥面;144a…摇臂轴的引导槽;144a1…摇臂轴的引导槽的一端;144a2…摇臂轴的引导槽的另一端;146…引导销;148a…第三连杆臂的轴承部;148b…第三连杆臂的卡合槽;148b1…第三连杆臂的卡合槽的第一槽部;148b2…第三连杆臂的卡合槽的第二槽部;154b1…第二连杆轴的贯通孔;156e…第三连杆轴的贯通孔;158…可变形部件;158a…可变形部件的挠性部;158b…可变形部件的刚体部;158b1…可变形部件的锁止槽;160a…摇臂轴的排出孔;Pmax1…位移端部;Pmax2…位移端部。
具体实施方式
实施方式1
以下,参照图1至图9对本发明的实施方式1进行说明。
[可变气门装置的结构]
(可变气门装置的基本结构)
图1是简要地示出本发明的实施方式1的内燃机的可变气门装置10的整体结构的图。更具体而言,图1是利用包括摇臂轴22的轴线和切换销36、38、44的轴线的平面将可变气门装置10的一部分(弹动杆18、20以及摇臂轴22)切断而示出的局部剖视图。此处,本实施方式的内燃机具有四个气缸(#1~#4),是按照#1~#3~#4~#2的顺序进行爆发行程的直列四缸型发动机。并且,在内燃机的各个气缸具备两个进气门和两个排气门。进而,图1所示的结构作为对配设于各气缸的两个进气门或者两个排气门进行驱动的机构发挥功能。
本实施方式的可变气门装置10具备凸轮轴12。凸轮轴12构成为:借助正时链或者正时带与省略图示的曲轴连结,以曲轴的1/2的速度进行旋转。在凸轮轴12,针对每个气缸形成有一个主凸轮14和一个副凸轮16。
主凸轮14具备:与凸轮轴12同轴的圆弧状的基圆部14a(参照图4);以及以使该基圆的一部分朝半径方向外侧鼓出的方式形成的凸起部14b(参照图4)。并且,在本实施方式中,副凸轮16构成为仅具有基圆部的凸轮(零升程凸轮)。并且,如图1所示,在内燃机的各气缸一个一个地邻接地具备第一弹动杆18和第二弹动杆20。各气缸的弹动杆18、20由一根摇臂轴22支承而旋转(摇动)自如。另外,凸轮轴12以及摇臂轴22由凸轮推杆(或者气缸盖)24支承。
图2是示出图1所示的可变气门装置10的#4气缸的周边结构的立体图。图3是示出图1所示的可变气门装置10的#2、#3气缸的周边结构的立体图。另外,与#1气缸相关的可变气门装置10的结构和与#2、3气缸相关的可变气门装置10的结构相同。并且,与#4气缸相关的可变气门装置10的结构和与#1~#3气缸相关的可变气门装置10的结构,除了是否配置有后述的导轨54以及电磁螺线管56、以及是第一连杆臂46还是第二连杆臂48的差异以外,基本上是相同的。
如图2、3所示,弹动杆18、20作为将主凸轮14的作用力传递给气门26的传递部件而处于凸轮14、16与气门26之间。在第一弹动杆18、在能够与主凸轮14接触的位置以旋转自如的方式安装有凸轮滚柱28。第一弹动杆18由安装于摇臂轴22的螺旋弹簧(省略图示)施力,使得凸轮滚柱28始终与主凸轮14抵接。对于以上述方式构成的第一弹动杆18,通过主凸轮14的作用力和上述螺旋弹簧的作用力的协作,该第一弹动杆18以摇臂轴22为支点进行摇动。
如图1所示,用于驱动两个气门26的第二弹动杆20以包围第一弹动杆18的方式与该第一弹动杆18一体地构成。并且,在第二弹动杆20、在主凸轮14的基圆期间中能够与副凸轮16接触的位置,设置有衬垫部20a。并且,气门26由气门弹簧30朝闭阀方向施力。主凸轮14的作用力能够经由弹动杆18、20朝两个气门26传递。由此,能够利用凸轮14的作用力和气门弹簧30的作用力开闭气门26。
(切换机构的结构)
如图1所示,可变气门装置10具备切换机构32,该切换机构32用于对第一弹动杆18和第二弹动杆20连结的连结状态(参照后述的图6(A))以及该连结被解除的非连结状态(参照后述的图6(B))进行切换。可变气门装置10通过具备这样的切换机构32,能够对主凸轮14的作用力经由第一弹动杆18传递至第二弹动杆20的状态(上述连结状态)、以及该作用力不传递至第二弹动杆20的状态(上述非连结状态)进行切换,能够将气门26的开阀特性在气门工作状态和气门停止状态之间进行切换。
以下,在参照上述图1~图3的基础上,适当地新参照图4~6,对上述切换机构32的详细结构进行说明。
图4是在图2的结构中不示出凸轮轴12以及弹动杆18、20的立体图。更具体而言,图4(A)示出上述连结状态、且是主凸轮14不推动凸轮滚柱28的状态,图4(B)示出上述非连结状态、且是主凸轮14推动凸轮滚柱28的状态。
如图1所示,在作为凸轮滚柱28的支轴发挥功能的衬套34的内部形成有与凸轮滚柱28同心的第一销孔34a,在第二弹动杆20的内部、在与第一销孔34a对应的位置形成有两个第二销孔20bL、20bR。这些销孔34a、20bL、20bR的中心配置成以作为弹动杆18、20的旋转中心的摇臂轴22为中心的相同的圆弧状。进而,在凸轮滚柱28与主凸轮14的基圆部14a抵接、且衬垫部20a与副凸轮16的基圆部抵接时,第一销孔34a的位置与第二销孔20bL、20bR的位置一致。
此外,圆柱状的切换销36以移动自如的方式插入第一销孔34a。并且,与切换销36抵接的圆柱状的切换销38以移动自如的方式插入一方(图1中的左侧)的第二销孔20bL。在插入有切换销38的第二销孔20bL中,与第一弹动杆18相反侧的端部由罩40封堵。进而,在第二销孔20bL的内部配置有复位弹簧42,该复位弹簧42朝第一弹动杆18的方向(以下称作“切换销的前进方向”)对切换销38进行施力。更具体而言,复位弹簧42设定成,在安装后的状态下始终朝第一弹动杆18侧对切换销38进行施力。
并且,与切换销36抵接的圆柱状的切换销44以移动自如的方式插入另一方(图1中的右侧)的第二销孔20bR。此外,在#4气缸中,在第二弹动杆20的侧方配置有具有与切换销44抵接的臂部46a的第一连杆臂46。第一连杆臂46由摇臂轴22支承。另一方面,在#1~3气缸中,在第二弹动杆20的侧方配置有具有与切换销44抵接的臂部48a的第二连杆臂48。第二连杆臂48由摇臂轴22支承。
第一连杆臂46相对于第二连杆臂48的不同点如下所述。即,在第一连杆臂46的臂部46a的末端,在能够朝凸轮轴12的周面突出的位置设置有突起部46b。并且,如图4所示,在第一连杆臂46的与臂部46a相反侧的端部设置有由后述的电磁螺线管56推压的推压面46c。
图5是从凸轮轴12(以及摇臂轴22)的轴向(更具体而言为图2中的箭头A的方向)观察图1所示的可变气门装置10的图。
如图1、5所示,摇臂轴22形成为中空状。在摇臂轴22的内部插入有连杆轴50。连杆轴50是为了使得配置于#4气缸的第一连杆臂46和配置于#1~#3气缸的第二连杆臂48能够在摇臂轴22的轴向联动地位移而具备的轴。更具体而言,连杆轴50被分成:第一连杆轴50a,在该第一连杆轴50a安装有配置于第4气缸的第一连杆臂46和配置于第三气缸的第二连杆臂48;以及第二连杆轴50b,在该第二连杆轴50b安装有配置于第二气缸的第二连杆臂48和配置于第一气缸的第二连杆臂48。进而,第一连杆轴50a和第二连杆轴50b经由参照图7后述的延迟机构60连结。
并且,如图1、5所示,连杆轴50以及该连杆轴50所插入的摇臂轴22贯通连杆臂46、48的内部。进而,各气缸的连杆臂46、48使用压入销52固定于第一连杆轴50a或者第二连杆轴50b。另外,在摇臂轴22形成有贯通孔22a,该贯通孔22a形成为具有余量的大小,使得在伴随着后述的电磁螺线管56工作而第一连杆臂46旋转之际,贯通孔22a不与压入销52干涉而妨碍第一连杆臂46的旋转。此外,贯通孔22a形成为长孔状,以便在伴随着该电磁螺线管56工作而连杆轴50a、50b沿轴向移动时不与压入销52干涉而妨碍连杆轴50a、50b的移动。
并且,如图1、2、5所示,在凸轮轴12中,在与设置于第一连杆臂46的突起部46b对置的部位,形成有形成为圆柱状的圆柱部12a。在圆柱部12a的外周面形成有沿周方向延伸的螺旋状的导轨54。此处,导轨54形成为螺旋状的槽。
并且,切换机构32作为产生用于使突起部46b与导轨54卡合(插入)的驱动力的致动器而具备电磁螺线管56。电磁螺线管56基于来自ECU(Electronic Control Unit)58的指令进行占空控制(duty control)。ECU 58是用于对内燃机的运转状态进行控制的电子控制单元。电磁螺线管56在其驱动轴56a能够朝导轨54推压第一连杆臂46的推压面46c的位置固定于凸轮推杆(或者气缸盖)24。
并且,导轨54的螺旋朝向设定成:当在突起部46b插入于导轨54的内部的状态下凸轮轴12朝图5所示的规定的旋转方向旋转的情况下,能够使第一连杆臂46、与该第一连杆臂46联动的连杆轴50、以及由该连杆轴50驱动的第二连杆臂48朝图1的左方向位移。更具体而言,该图1的左方向是指:第一连杆臂46以及第二连杆臂48分别克服复位弹簧42的作用力将切换销36、38、44朝退出方向(上述切换销的前进方向的反方向)推回,第一连杆臂46以及第二连杆臂48接近弹动杆18、20的方向。
图6是示出可变气门装置10的#4气缸的周边结构的局部剖视图。更具体而言,图6(A)示出处于连结状态的可变气门装置10,图6(B)示出处于非连结状态的可变气门装置10。
将图6(A)的第一连杆臂46的位置、即成为借助复位弹簧42的作用力而切换销36插入销孔34a、20bR双方且切换销38插入销孔34a、20bL双方的状态时的第一连杆臂46的位置,称作“位移端部Pmax1”。当第一连杆臂46位于该位移端部Pmax1时,第一弹动杆18和第二弹动杆20成为上述连结状态。进而,将图6(B)的第一弹动杆46的位置、即切换销36、38、44因从复位弹簧46、48承受利用凸轮轴12的旋转力产生的力,而成为切换销36、38、44分别仅插入第一销孔34a以及第二销孔20bL、20bR的状态时的第一连杆臂46的位置,称作“位移端部Pmax2”。即,当第一连杆臂46位于该位移端部Pmax2时,第一弹动杆18和第二弹动杆20成为上述非连结状态。
在本实施方式中,凸轮轴12的轴向上的导轨54的始端54a的位置设定成与第一连杆臂46位于上述位移端部Pmax1时的突起部46b的位置一致。进而,凸轮轴12的轴向上的导轨54的终端54b的位置设定成与第一连杆臂46位于上述位移端部Pmax2时的突起部46b的位置一致。也就是说,在本实施方式中构成为:第一连杆臂46能够在其突起部46b由导轨54引导的范围内在从位移端部Pmax1到Pmax2之间位移。
此外,如图5所示,在导轨54,作为第一连杆臂46到达位移端部Pmax2之后的终端54b侧的规定区间,设置有伴随着凸轮轴12的旋转而导轨54逐渐变浅的浅底部54c。并且,在第一连杆臂46设置有切除推压面46c的一部分而形成为凹状的缺口部46d。推压面46c设置成:在第一连杆臂46从位移端部Pmax1朝Pmax2位移的期间,能够维持与驱动轴56a抵接的状态。进而,缺口部46d设置于:在第一连杆臂46位于上述位移端部Pmax2的状态下,当因上述浅底部54的作用而突起部46b被从圆柱部12a的表面取出时,该缺口部46d能够与驱动轴56a卡合的部位。进而,上述缺口部46d形成为:以能够限制第一连杆臂46朝突起部46b插入导轨54的方向旋转、且能够限制第一连杆臂46朝位移端部Pmax1移动的方式与驱动轴56a卡合。
如以上说明的那样,利用切换销36、38、44、复位弹簧42、第一连杆臂46、第二连杆臂48、连杆轴50(50a、50b)、压入销52、导轨54、以及由ECU 58控制通电的电磁螺线管56,构成上述切换机构32。
(延迟机构的结构)
图7是用于说明图1所示的延迟机构60的详细结构的立体图。另外,图7是在图4所示的结构中不示出凸轮轴12以及弹动杆18、20的立体图。
如图1、7所示,延迟机构60在#2和#3之间处于连杆轴50的中途。换言之,本实施方式的内燃机具有由配置位置邻接的多个气缸(#3和#4气缸)构成的第一气缸组、以及由配置位置邻接的多个气缸(#1和#2气缸)构成的气缸组,爆发顺序设定成:使得隶属第一气缸组的#3和#4气缸存在主凸轮14的共通基圆区间,且隶属第二气缸组的#1和#2气缸存在主凸轮14的共通基圆区间,在该内燃机中,延迟机构60在第一气缸组和第二气缸组之间处于连杆轴50的中途。
延迟机构60配置于摇臂轴22内。更具体而言,延迟机构60具备在一端具有与第二连杆轴50b抵接的抵接部62a的延迟机构内连杆轴(以下称作“第三连杆轴”)62。抵接部62a的直径形成得比其他部位的直径大。并且,第三连杆轴62的另一端侧的部位插入于形成为中空状的第一连杆轴50a的内部。
并且,延迟机构60具备延迟机构弹簧64,该延迟机构弹簧64的长度由第三连杆轴62的抵接部62a和第一连杆轴50a的靠延迟机构60侧的端部之间限定。此外,在第一连杆轴50a中的承受第三连杆轴62的插入的部位形成有长孔66。压入于第三连杆轴62的行程限制销68与该长孔66卡合,第三连杆轴62能够在行程限制销68由长孔66限制的范围内沿轴向移动。通过利用这样的行程限制销68和长孔66对第三连杆轴62的行程进行限制,在未从第一连杆臂46产生第一连杆轴50a的驱动力的情况下,能够将延迟机构60保持在延迟机构弹簧64的弹簧载荷被设定为以下所示的适当的初始设置载荷的状态。
在本实施方式中,为了在将所有气缸的弹动杆18、20一并从连结状态切换成非连结状态时使延迟机构60顺畅地动作,延迟机构弹簧64的弹簧载荷设定成:大于配置于#1和#2气缸的复位弹簧42的弹簧载荷的合计值,且小于弹动杆18、20摇动时(气门26提升时)在切换销36、38与销孔34a、20bL、20bR之间产生的摩擦力(滑动阻力)。
[可变气门装置的动作]
其次,与图6一起主要新参照图8和图9对本实施方式的可变气门装置10的动作(气门26的开阀特性在气门工作状态和气门停止状态之间切换的切换动作、以及延迟机构60的动作)进行说明。
图8是用于说明伴随着利用了导轨54以及电磁螺线管56的第一连杆臂46的位移的延迟机构60的动作的图。图9是重叠表示各气缸的气门26的升程曲线的图,横轴是主凸轮14的旋转角度(凸轮角)。
(气门工作状态时)
首先,在气门工作状态时,电磁螺线管56的驱动被置于OFF,由此,第一连杆臂46在从凸轮轴12离开的状态下承受复位弹簧42的作用力而位于位移端部Pmax1。在该状态下,如图6(A)所示,第一弹动杆18和第二弹动杆20经由切换销36、38连结(上述连结状态)。结果,主凸轮14的作用力从第一弹动杆18经由第二弹动杆20朝双方的气门26传递。因此,根据主凸轮14的轮廓,进行通常的气门26的提升动作。
(气门停止控制时)
例如在利用ECU 58检测到内燃机的停止供油请求等规定的气门停止动作的执行请求之际,进行气门停止动作。从图9所示的各气缸的气门的升程曲线可知,在爆发顺序为#1~#3~#4~#2的顺序的本实施方式的内燃机中,#3和#4气缸存在主凸轮14的共通基圆区间(气门26未提升的区间)。在发出气门停止动作的请求的情况下,在上述共通基圆区间到来的时刻,开始对电磁螺线管56通电。结果,第一连杆臂46以摇臂轴22为中心朝图5的顺时针方向旋转。当第一连杆臂46像这样进行旋转时,突起部46b与导轨54卡合。结果,突起部46b由导轨54引导,由此,第一连杆臂46利用凸轮轴12的旋转力朝位移端部Pmax2移动。进而,来自导轨54的对第一连杆臂46的驱动力经由压入销52以及第一连杆轴50a朝#3气缸的第二连杆臂48传递,由此,与第一连杆臂46连结的第一连杆轴50a以及与第一连杆轴50a连结的#3气缸的第二连杆轴48与第一连杆臂46联动地位移。
第一连杆臂46到达Pmax2后的动作在#3以及#4气缸与#1以及#2气缸之间不同。首先,关于#3以及#4气缸,伴随着第一连杆轴50a的位移,切换销36、38分别返回到销孔34a、20bL内,因此,第一弹动杆18和第二弹动杆20立即成为非连结状态。结果,主凸轮14的作用力不从第一弹动杆18传递到第二弹动杆20。并且,与第二弹动杆20抵接的副凸轮16是零升程凸轮。因此,不对主凸轮14的作用力未传递到的第二弹动杆20赋予用于驱动气门26的力。结果,与主凸轮14的旋转无关,第二弹动杆20处于静止状态,因此,成为气门26的提升动作在闭阀位置停止的状态。
如上所述,当在#3以及#4气缸的共通基圆区间使第一连杆臂46位移的情况下,用于#3以及#4气缸的第一连杆轴50a能够位移。另一方面,在上述共通基圆区间,#1以及#2气缸的至少一方的第一弹动杆18借助主凸轮14摇动动作。因此,在#1以及#2气缸中的第一弹动杆18处于摇动动作中的气缸中,在切换销36、38作用有由利用主凸轮14驱动的第一弹动杆18与承受来自气门弹簧30的作用力的第二弹动杆20两者引起的剪切力。结果,在切换销36、38与销孔34a、20bL、20bR之间产生的摩擦力(滑动阻力)大于第一弹动杆18非摇动动作时。如上所述,延迟机构弹簧64的弹簧载荷设定得小于弹动杆18、20摇动时(气门26提升时)在切换销36、38与销孔34a、20bL、20bR之间产生的摩擦力(滑动阻力)。因而,如上所述,在伴随着第一连杆臂46的位移而第一连杆轴50a位移时,延迟机构60的动作状态从图8(A)所示的初始状态转变成图8(B)所示的状态,第二连杆轴50b尚未与第一连杆轴50a的位移联动地位移,延迟机构弹簧64成为收缩状态。
在延迟机构60处于图8(B)所示的状态的情况下,当#1气缸的第一弹动杆18的摇动动作(气门26的提升动作)结束时,#1以及#2气缸的主凸轮14的共通基圆区间到来。在该共通基圆区间到来的状态下,在#1以及#2气缸中在切换销36、38与销孔34a、20bL、20bR之间产生的摩擦力变小。并且,如上所述,延迟机构弹簧64的弹簧载荷设定得大于配置于#1以及#2气缸的复位弹簧42的弹簧载荷的合计值。因而,延迟机构60的动作状态从图8(B)所示的状态转变成图8(C)所示的状态,用于第一以及第二气缸的连杆轴50b的位移在由延迟机构60延迟的基础上进行。结果,与伴随着第二连杆轴50b的位移的第一以及第二气缸的第二连杆臂48的位移相伴,切换销36、38分别返回销孔34a、20bL内,因此,第一弹动杆18和第二弹动杆20立即成为非连结状态。结果,对于#1以及#2气缸,与主凸轮14的旋转无关,第二弹动杆20处于静止状态,因此,成为气门26的提升动作在闭阀位置停止的状态。
(用于保持气门停止状态的动作)
并且,当第一连杆臂46到达位移端部Pmax2时,利用导轨54的浅底部54c的作用使第一连杆臂46朝从凸轮轴12(导轨54)离开的方向旋转。进而,当第一连杆臂46进一步旋转直至由电磁螺线管56持续驱动的驱动轴56a与缺口部46d一致为止时,与驱动轴56a抵接的第一连杆臂46侧的部位从推压面46c切换成缺口部46d。结果,通过驱动轴56a与缺口部46d卡合,第一连杆臂46被保持在突起部46b从凸轮轴12离开的状态、且利用驱动轴56a承受复位弹簧42的作用力的状态。由此,维持第一弹动杆18与第二弹动杆20非连结的状态、即气门停止状态。
(气门恢复动作时)
例如在利用ECU 58检测到从停止供油恢复的恢复请求等规定的气门恢复动作的执行请求时,进行用于从气门停止状态返回气门工作状态的气门恢复动作。通过在规定的时刻将朝电磁螺线管56的通电置于OFF来开始这样的气门恢复动作。当朝电磁螺线管56的通电被置于OFF时,第一连杆臂46的缺口部46d与驱动轴56a的卡合被解除。结果,克服复位弹簧42的作用力而使切换销36、38停留在销孔34a、20bL内的力消失。由此,切换销36、38利用复位弹簧42的作用力朝前进方向移动,恢复到第一弹动杆18和第二弹动杆20经由切换销36、38连结的状态、即能够利用主凸轮14的作用力进行气门26的提升动作的状态。并且,伴随着切换销36、38利用复位弹簧42的作用力朝前进方向移动,第一连杆臂46(以及与该第一连杆臂46联动的连杆轴50以及第二连杆臂48)经由切换销44从位移端部Pmax2返回位移端部Pmax1。
(实施方式1的可变气门装置所起到的效果)
根据以上述方式构成的本实施方式的可变气门装置10,利用朝电磁螺线管56的通电的ON、OFF、凸轮轴12的旋转力以及复位弹簧42的作用力,使第一连杆臂46的轴向位置在从Pmax1到Pmax2之间移动,由此,能够在搭载有第一连杆臂46的#4气缸中使气门26的动作状态在气门工作状态和气门停止状态之间切换,并且,能够经由与第一连杆臂46联动的第一连杆轴50a以及第二连杆臂48在#3气缸中使气门26的动作状态在气门工作状态和气门停止状态之间切换。此外,可变气门装置10具备延迟机构60,该延迟机构60使第二连杆轴50b的位移延迟,直至第一以及第二气缸的共通基圆区间到来为止。因此,关于在电磁螺线管56工作时在至少一方中气门26处于提升中的#1以及#2气缸,在该共通基圆区间到来时,能够相对于#3以及#4气缸加以延迟而使气门26的动作状态在气门工作状态和气门停止状态之间切换。
在所有气缸不具有主凸轮14的共通基圆区间的直列四缸型内燃机中,如果不具备上述延迟机构60、而利用由连杆轴50等刚体部件进行的力的传递在所有气缸中一并切换气门26的动作状态,则要求在气门26处于提升中的气缸中也进行气门26的动作状态的切换。因此,在该气缸中,气门26的开阀特性在提升中被切换。并且,如上所述,在气门26处于提升中的气缸中,在切换销36、38与销孔34a、20bL、20bR之间产生的摩擦力大,因此,该气缸的气门26的动作状态的切换所需要的驱动力增加,在本可变气门装置10的情况下,导轨54与突起部46b之间的接触载荷增加。这样,如果不具备上述延迟机构60、而使用刚体部件在所有气缸中一并切换气门26的动作状态,则难以顺畅地切换各气缸的气门26的开阀特性。与此相对,根据具备延迟机构60的本实施方式的可变气门装置10,在所有气缸不具有主凸轮14的共通基圆区间的直列四缸型内燃机中,能够基于单一的电磁螺线管56的动作、并使用作为刚体部件的连杆轴50等一并顺畅地切换配置于所有气缸的气门26的动作状态。
并且,如上所述,本实施方式的延迟机构60在#2气缸和#3气缸之间处于连杆轴50的中途。在本实施方式的内燃机中,如上所述,两个气缸(#3以及#4气缸、或者#1以及#2气缸)存在主凸轮14的共通基圆区间,并且如图9所示,三个气缸(例如#2、#3、#4气缸)存在主凸轮14的共通基圆区间。因而,在图1所示的可变气门装置10的结构中,在#1以及#2气缸之间、或者在#3以及#4气缸之间也可以具备与延迟机构60同样的延迟机构。但是,上述三个气缸的主凸轮14的共通基圆区间在图9所示的例子中凸轮角为45°左右,与此相对,上述两个气缸的主凸轮14的共通基圆区间的凸轮角为120°左右。当主凸轮14的共通基圆区间短时,需要在短时间内使第一连杆臂46位移。结果,需要使导轨54的螺旋状的槽的倾斜角度变得陡峭,导轨54与突起部46b之间的接触载荷增加,担心两者的磨损。因而,如本实施方式那样,通过将延迟机构60配置在#2气缸和#3气缸之间,能够延长主凸轮14的共通基圆区间,能够防止导轨54与突起部46b之间的接触载荷的增加。
并且,如上所述,本实施方式的延迟机构60配置于摇臂轴22内。根据这样的结构,不需要新的空间就能够具备延迟机构60。
另外,在上述实施方式1中,主凸轮14相当于上述第一技术方案中的“凸轮”,第一弹动杆18以及第二弹动杆20相当于上述第一技术方案中的“传递部件”,电磁螺线管56相当于上述第一技术方案中的“致动器”,切换销36、38、44、连杆臂46、48以及连杆轴50(50a、50b)相当于上述第一技术方案中的“刚体部件”。
并且,在上述实施方式1中,连杆轴50(50a、50b)相当于上述第二技术方案中的“部件连结轴”,连杆臂46、48相当于上述第二技术方案中的“位移部件”。
并且,在上述实施方式1中,突起部46b相当于上述第四技术方案中的“卡合部”,第一连杆臂46相当于上述第四技术方案中的“主位移部件”,第二连杆臂48相当于上述第四技术方案中的“副位移部件”。
(实施方式1的变形例)
然而,在上述实施方式1中,延迟机构60作为在#2气缸和#3气缸之间处于连杆轴50的中途的机构而配置于摇臂轴22内。但是,本发明的延迟机构的配置部位并不限定于此,例如也可以是以下的图10所示的结构。
图10是用于说明本发明的实施方式1的变形例的可变气门装置70的结构的局部剖视图。另外,在图10中,对与上述图1所示的构成要素相同的要素标注相同的标号并省略说明。并且,图10是各气缸的弹动杆18、20处于连结状态的情况下的图。
在图10所示的可变气门装置70中,连杆轴50并未配置在摇臂轴22内。进而,在可变气门装置70中,仅配置于#1气缸的第二弹动杆20的端部的复位弹簧72和配置于#4气缸的第一连杆臂46之间经由配置于各气缸的切换销74、76、78、79连结。即,在可变气门装置70中,第一连杆臂46以及配置于各气缸的切换销74、76、78、79相当于本发明的刚体部件。
在具有上述结构的可变气门装置70中,具有与上述延迟机构60同样的结构的延迟机构80并非配置在摇臂轴22内,而配置在#1、2气缸之间的切换销79#1、#2与#1气缸的切换销74#1之间。根据这样的结构,基于在#2~#4气缸的主凸轮14的共通基圆区间(参照图9)中进行的电磁螺线管56的驱动,在伴随着第一连杆臂46的位移而将#2~#4气缸的气门26的动作状态从气门工作状态切换成气门停止状态之后,在#1气缸的主凸轮14的共通基圆区间到来时,能够以使第一气缸的气门26的动作状态从气门工作状态成为气门停止状态的方式加以延迟而切换。但是,对于如上述实施方式1那样将延迟机构60配置在#2气缸和#3气缸之间的情况,主凸轮14的共通基圆区间长,能够防止导轨54与突起部46b之间的接触载荷的增加,因此是优选的,对于将延迟机构60配置在摇臂轴22内的情况,不需要新的空间,因此是优选的。
并且,也可以代替图10所示的延迟机构80的配置而在#3气缸和#4气缸之间具备具有同样结构的延迟机构。但是,当在#3气缸和#4气缸之间具备延迟机构的情况下,与在#1气缸和#2气缸之间具备延迟机构80的情况相比,借助电磁螺线管工作时暂时收缩的延迟机构弹簧的反力而动作的切换销的数量变多,借助延迟机构弹簧使之动作的刚体部件的惯性重量变大。因而,在实现各气缸的气门26的开阀特性的顺畅的切换的方面,与在#3气缸和#4气缸之间具备延迟机构相比,更优选在#1气缸和#2气缸之间具备延迟机构80。并且,本发明的延迟机构也可以设置于各气缸之间。
并且,在上述实施方式1中,对将可变气门装置10应用于在应用一般的气门26的作用角的情况下在所有气缸不具有主凸轮14的共通基圆区间的直列四缸型内燃机的例子进行了说明。但是,成为本发明的可变气门装置的应用对象的内燃机的形式并不限定于此。即,只要是至少具备两个气缸的内燃机即可,例如也可以是直列三缸、V型六缸、V型八缸等各种形式。在直列三缸的情况下,因气门的作用角的缘故而不具有所有气缸的共通基圆区间,并且,即便在具有所有气缸的共通基圆区间的情况下,该区间也非常短。因此,为了避免因短共通基圆区间的第一连杆臂的位移而导致导轨与突起部46b之间的接触载荷增加,优选以下述方式具备延迟机构。即,例如优选将用于#1气缸以及#2气缸的连杆轴构成为一体,在该连杆轴与用于#3气缸的连杆轴之间配置延迟机构。并且,在具有由#1、#3、#5气缸构成的第一气缸组和由#2、#4、#6气缸构成的第二气缸组的V型六缸的情况下,按照与直列三缸的情况同样的思想,优选以下述方式配置延迟机构。例如,优选将用于#1气缸以及#3气缸的连杆轴构成为一体,在该连杆轴与用于#5气缸的连杆轴之间配置延迟机构,同时,将用于#2气缸以及#4气缸的连杆轴构成为一体,在该连杆轴与用于#6气缸的连杆轴之间配置延迟机构。此外,在V型八缸的情况下,能够通过在各气缸组应用在直列四缸中应用的上述实施方式1的结构而实现。
并且,在上述实施方式1中,伴随着在第一连杆臂46的突起部46b与导轨54的卡合时产生的第一连杆臂46以及连杆轴50的位移(进而伴随于此的第二连杆臂48的位移),各气缸的切换销36、38、44位移。进而,第二弹动杆20经由位移的切换销36、38而在连结状态和非连结状态之间切换,由此,各气缸的气门26的开阀特性在气门工作状态和气门停止装置之间切换。但是,本发明的可变气门装置只要是具备如下的切换机构即可,并不限定于上述结构,该切换具备:致动器,该致动器在至少两个气缸中共享使用,且在切换该至少两个气缸的传递部件的动作状态时被驱动;刚体部件,该刚体部件伴随着上述致动器的工作而位移,对设置于上述至少两个气缸的传递部件的动作状态进行切换;以及延迟机构,在上述致动器工作时气门处于提升中的气缸中,上述延迟机构使刚体部件的位移延迟。
具体而言,上述刚体部件并不限定于切换销36、38、44、连杆臂46、48以及连杆轴50。即,例如也可以是如下的可变气门装置,在将具备两种凸轮的部件(以下称作“凸轮推杆”)以沿轴向移动自如的方式安装于凸轮轴的结构中,在使连结至少两个气缸的凸轮推杆的连结体作为本发明的刚体部件发挥功能的基础上,伴随着致动器的工作,刚体部件亦即凸轮推杆的连结体沿凸轮轴的轴向位移,由此来切换与传递部件抵接的凸轮,从而切换传递部件的动作状态。进而,也可以使本发明的延迟机构处于这样的凸轮推杆的连结体的中途。此外,也可以是具有如下结构的可变气门装置。即,例如在利用摇臂轴将相当于传递部件的弹动杆支承为旋转自如的结构中,与伴随着致动器的工作的刚体部件的位移相伴,弹动杆在摇臂轴上沿摇臂轴的轴向位移,由此,与弹动杆抵接的凸轮切换,从而切换弹动杆的动作状态。或者,例如也可以形成为,在具备具有与凸轮抵接的滚柱的弹动杆的结构中,与伴随着致动器的工作的刚体部件的位移相伴,滚柱在弹动杆上沿着滚柱的支轴的轴向位移,由此来切换与滚柱抵接的凸轮,从而切换弹动杆(传递部件)的动作状态。或者,例如也可以形成为,在利用摇臂轴将相当于传递部件的弹动杆支承为旋转自如的结构中,伴随着致动器的工作,相当于本发明的刚体部件的摇臂轴本身沿其轴向位移,由此来切换与弹动杆抵接的凸轮,从而切换弹动杆的动作状态。
并且,在上述实施方式1中,对副凸轮16构成为零升程凸轮的例子进行了说明,但本发明的副凸轮并不限定于零升程凸轮。即,例如也可以是在上述可变气门装置10的结构的情况下,具备能够得到比主凸轮14小的升程的凸起部的副凸轮。根据具备这样的副凸轮的结构,能够利用主凸轮和副凸轮呈两个阶段地切换气门的提升量(以及/或者作用角)。
并且,在上述实施方式1中,利用电磁螺线管56使第一连杆臂46与形成为螺旋状的槽形状的导轨54卡合,由此得到从气门工作状态切换成气门恢复状态之际的连杆轴50的驱动力,此外,作为解除电磁螺线管56与第一连杆臂46的卡合而从气门停止状态恢复之际的连杆轴50的驱动力,利用在连杆臂50产生的复位弹簧42的作用力。但是,在本发明中使刚体部件位移的致动器并不限定于此,例如也可以是利用电动机来驱动作为刚体部件发挥功能的连杆轴的致动器。
并且,在上述实施方式1中,以使用了延迟机构弹簧64的作用力的延迟机构60为例进行了说明。但是,对于本发明的延迟机构,只要是在刚体部件的中途承受力之际收缩而蓄积力,之后能够释放所蓄积的力的延迟机构即可,并不限定于上述弹簧,也能够应用液体、弹性体等。
并且,在上述实施方式1中,以一并切换配置于具有四个气缸的内燃机的所有气缸的两个气门26的开阀特性的可变气门装置10为例进行了说明。但是,对于本发明的可变气门装置,只要是一并切换设置于至少两个气缸的气门的开阀特性的装置即可,并不一定限定于一并切换配置于所有气缸的气门。即,也可以构成为一并切换具有三个气缸以上的内燃机的由至少两个气缸构成的一部分气缸的气门的开阀特性的装置。
实施方式2
其次,参照图11至图14对本发明的实施方式2进行说明。
对于本实施方式的可变气门装置81,除了追加有后述的图12以及图13所示的结构这点以外,与上述实施方式1的可变气门装置10以同样方式构成。
图11是用于说明上述实施方式1的可变气门装置10从气门停止状态朝气门工作状态恢复之际带来的课题的图,横轴是曲轴转角。另外,在图11中,虚线所示的升程曲线是处于气门停止状态的气门的升程曲线,实线所示的升程曲线是处于气门工作状态的气门的升程曲线。
当在内燃机的运转中将气门26的动作状态从气门停止状态朝气门工作状态切换之际,需要使从气门停止状态恢复的恢复气缸和重新开始燃料喷射的气缸同步。其理由在于,如果不伴随着重新开始燃料喷射而从气门停止状态恢复,则新气体被供给至配置于排气通路的催化剂,成为催化剂劣化的原因。并且,为了使从气门停止状态恢复的恢复气缸与重新开始燃料喷射的气缸同步,需要预先确定从哪个气缸开始进行气门恢复。
在图11所示的例子中,以在由圆圈包围的#3气缸中开始使气门26从气门停止状态恢复为目标。在不具备本实施方式的后述的特征结构的可变气门装置10的情况下,如图11中示出的“螺线管恢复容许范围”那样,电磁螺线管56的恢复时刻(将朝电磁螺线管56的通电置于OFF而解除电磁螺线管56对第一连杆臂46的保持的时刻)的容许范围被限制在#3气缸即将恢复之前的180°左右(曲轴转角)。
其理由如下。即,在各气缸中,第一连杆臂46(或者第二连杆臂48)与切换销44仅抵接。因此,如果在气门恢复时解除电磁螺线管56对第二连杆臂48的保持,则因主凸轮14位于基圆区间的气缸的复位弹簧42的作用力,该气缸的切换销36、38被朝前进方向驱动。由此,该气缸的弹动杆18、20被切换成连结状态,并且连杆臂50(50a、50b)位移到气门工作时的位置。结果,在主凸轮14不位于基圆区间的气缸(气门提升中的气缸)中,成为在与连杆轴50一起移动的第一连杆臂46或者第二连杆臂48与切换销44之间产生间隙的状态,之后,从主凸轮14的基圆区间到来的气缸开始,弹动杆18、20依次切换成连结状态。
通过以上那样的气门恢复时的动作,如图11所示,当在相对于恢复开始循环的#3气缸提前一个循环的#3气缸的第一弹动杆82的摆动动作中(以下称作“空转中”)使电磁螺线管56恢复的情况下,从#4气缸开始恢复。同样地,当在相对于恢复开始循环的#3气缸靠前的#4气缸的空转中使电磁螺线管56恢复的情况下,从#2气缸开始恢复,当在相对于恢复开始循环的#3气缸靠前的#2气缸的空转中使电磁螺线管56恢复的情况下,从#1气缸开始恢复。在这三种情形下,均从不是恢复开始循环的#3气缸的气缸开始恢复。因而,在上述实施方式1的可变气门装置10的结构的情况下,为了避免发生这种事态,需要在相对于恢复开始循环的#3气缸提前一位的#1气缸的空转中使电磁螺线管56恢复。因此,成为因电磁螺线管56的响应性的偏差而引起的恢复时刻的容许范围被抑制得狭窄的结果。
图12是用于说明本发明的实施方式2的可变气门装置81所具备的特征结构的立体图。
如图12所示,在本实施方式的第一弹动杆82的摇臂轴轴承部压入有压入销84。并且,在摇臂轴86中的支承第一弹动杆82的部位形成有用于不妨碍伴随着第一弹动杆82的摇动的压入销84的移动的长孔86a。此外,在连杆轴88、在能够与压入销84卡合的位置形成有闸槽88a。闸槽88a是用于在第一弹动杆82承受主凸轮14的作用力而进行摇动动作的期间中限制连杆轴88以免其因受到复位弹簧42的作用力而沿轴向位移的槽。在本实施方式中,在除了爆发顺序相对于作为恢复开始目标气缸的#气缸提前一位的#1气缸以外的#2、#3、#4气缸分别具备图12所示的上述结构。
图13是用于说明图12所示的压入销84与闸槽88a之间的关系的图。
第一弹动杆82构成为不沿摇臂轴86的轴向移动,压入销84被压入于这样的第一弹动杆82。图13(A)表示主凸轮14位于基圆区间的状态下的压入销84与闸槽88a之间的位置关系。在该图13(A)所示的状态下,压入销84与闸槽88a能够如图13(A)中用箭头表示的那样相对地位移。因此,连杆轴88沿摇臂轴86的轴向滑动自如。
图13(B)是表示当连杆轴88位于使气门26处于气门工作状态的位置之际,压入销84与第一弹动杆82的摇动动作联动地动作的样子的图,图13(C)是表示当连杆轴88位于使气门26处于气门停止状态的位置之际,压入销84与第一弹动杆82的摇动动作联动地动作的样子的图。如图13(B)、(C)所示,当第一弹动杆82承受主凸轮14的作用力而摇动动作时(空转时),压入销84与闸槽88a卡合。因此,在第一弹动杆82空转时,连杆轴88无法沿摇臂轴86的轴向滑动。
图14是用于说明具备图12以及图13所示的结构的效果的图。
在本实施方式的可变气门装置81中,利用以上说明的压入销84和闸槽88a实现限制机构90,在第一弹动杆82承受主凸轮14的作用力而进行摇动动作的期间中,该限制机构90对连杆轴88进行限制以免连杆轴88承受复位弹簧42的作用力而沿轴向位移,仅在基圆区间中容许连杆轴88的滑动动作。进而,该限制机构90分别设置于#2、#3、#4气缸。由此,在气门停止状态下,在设置于#2、#3、#4气缸的任一个的第一弹动杆82承受主凸轮14的作用力而进行摇动动作的期间中,该限制机构90对连杆轴88进行限制,以免连杆轴88承受复位弹簧42的作用力而沿轴向位移。
结果,并不局限于在相对于恢复开始循环的#3气缸提前一位的#1气缸的空转中使电磁螺线管56恢复的情况,即便在相对于恢复开始循环的#3气缸靠前的#2、#4、#3气缸的任一个的空转中使电磁螺线管56恢复的情况下,在相比恢复开始循环的#3气缸提前一位的#1气缸的空转中,连杆轴88朝使气门26成为气门停止状态的位置位移。因此,在以圆圈包围的#3气缸为目标而进行气门恢复之际,能够将电磁螺线管56的恢复时刻扩大至图14中以“螺线管恢复容许范围”表示的范围(曲轴转角为720°)。这样,根据本实施方式的限制机构90,能够在扩大容许气门恢复时的电磁螺线管56的响应性的偏差的范围的同时从特定的气缸开始朝气门工作状态恢复。
图14中示出的“螺线管恢复容许范围”根据限制机构90的设置气缸数量不同而变化。即,在图14中,对于“螺线管恢复容许范围”,当仅在#2气缸设置限制机构90的情况下能够扩大到曲轴转角为360°左右,当#2、#4气缸分别设置有限制机构90的情况下能够扩大至曲轴转角为540°左右。因而,通过如本实施方式那样在#2、#3、#4气缸分别设置限制机构90,能够最大限度地扩大容许气门恢复时的电磁螺线管56的响应性的偏差的范围。
另外,在上述实施方式2中,复位弹簧42相当于上述第五技术方案的“施力单元”,限制机构90相当于上述第五技术方案的“限制单元”。
实施方式3
其次,参照图15至图18对本发明的实施方式3及其变形例进行说明。
对于本实施方式的可变气门装置100,如后述的图15以及图16所示那样,除了与#2气缸相关的结构以及延迟机构108的结构不同这点之外,与上述实施方式1的可变气门装置10以同样方式构成。
图15是简要地示出本发明的实施方式3的内燃机的可变气门装置100的整体结构的图。另外,在图15中,对与上述图1所示的构成要素相同的要素标注相同的标号并省略说明。
根据上述实施方式1的可变气门装置10,能够使用单一的电磁螺线管56一并顺畅地切换配置于所有气缸的气门26的动作状态。但是,上述可变气门装置10是利用单一的导轨54一并切换所有气缸的气门26的动作状态的结构。因此,能够实现机构的简化,但是,作用于导轨54与突起部46b之间的接触部的负荷大。结果,担心导轨54以及突起部46的磨损增加。
因此,如图15所示,对于本实施方式的可变气门装置100,不仅具备在隶属第一气缸组的#4气缸设置的导轨54(以下称作“第一导轨54#4”),在隶属第二气缸组的#2气缸,在凸轮轴102的圆柱部102a的外周面具备形成为螺旋状的槽的导轨54(以下称作“第二导轨54#2”)。即,在本实施方式中,使用单一的电磁螺线管56以及在各气缸组分别各设置一个的合计两个导轨54,一并切换所有气缸的气门26的动作状态。
为了实现上述功能,#2气缸的连杆臂构成为在臂部104a的末端具有相对于第二导轨54#2卡合脱离自如的第二突起部104b的第三连杆臂104。第三连杆臂104也与#1气缸的第二连杆臂48同样,利用压入销52固定于第二连杆轴106b。另外,在#2气缸不设置电磁螺线管56,因而,#2气缸的第三连杆臂104与#4气缸的第一连杆臂46不同,不设置由电磁螺线管56推压的推压面。
并且,在本实施方式中,延迟机构108在#2气缸和#3气缸之间(即,第一气缸组和第二气缸组之间)处于连杆轴106的中途。该延迟机构108构成为将由电磁螺线管56产生的第一连杆臂46的旋转力加以延迟进行传递的机构。
图16是用于说明图15所示的延迟机构108的详细结构的图。
图16(A)示出气门工作状态时的延迟机构108的动作状态(初始状态)。在第一连杆轴106a、在与第二连杆轴106b对置的部位形成有圆筒状的凹部106a1。并且,在第二连杆轴106b形成有末端部以沿轴向位移自如的方式插入于凹部106a1的内部的圆柱部106b1。
如图16所示,在处于第一连杆轴106a和第二连杆轴106b之间的圆柱部106b1卷绕有扭簧110。在第一连杆轴106a的端部形成有卡定扭簧110的一端的卡定部106a2,在第二连杆轴106b的端部形成有卡定扭簧110的另一端的卡定部106b2。根据这样的结构,当第一连杆轴106a和第二连杆轴106b相对旋转之际,能够使扭簧110产生作用力。另外,在初始状态下,扭簧110不产生作用力。
并且,在凹部106a1的周面设置有球塞112。球塞112由弹簧114朝圆柱部106b1施力。在圆柱部106b1形成有能够与球塞112卡合的环状的锁止槽106b3。在图16(A)所示的初始状态下,锁止槽106b3设置于能够与球塞112卡合的位置。
其次,与上述图16一起新参照图17对使气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态变化之际的延迟机构108的动作进行说明。图17是用于说明图15所示的延迟机构108的动作的图。更具体而言,图17(A)是重叠示出各气缸的气门26的升程曲线的图,图17(B)示出第一(#3、4侧)导轨54#4的行程,图17(C)表示第一(#3、4侧)导轨54#4的槽深,图17(D)表示第二(#1、2侧)导轨54#2的行程,图17(E)表示第二(#1、2侧)导轨54#2的槽深。
在图16(A)所示的初始状态下,当对电磁螺线管56通电时,成为图16(B)所示的状态。即,伴随着电磁螺线管56的工作,第一连杆轴106a与第一连杆臂46一起旋转,如图17(C)所示,第一连杆臂46的突起部(在本实施方式中,特别称作“第一突起部”)46b插入第一导轨54#4。在刚开始对电磁螺线管56通电之后,如图17(E)所示,第三连杆臂104的突起部104b成为与第二导轨54#2的外周面接触的状态,因此,成为第三连杆臂104以及固定于该第三连杆臂104的第二连杆轴106b的旋转被限制的状态。结果,伴随着第一连杆轴106a和第二连杆轴106b的相对旋转,扭簧110被扭转。由此,扭簧110成为蓄积反力的状态。
之后,当第二突起部104b到达能够插入第二导轨54#2的时刻时,如图16(C)所示,借助扭簧110的反力(作用力),第三连杆臂104与第二连杆轴106b一起旋转。结果,如图17(E)所示,第二突起部104b插入第二导轨54#2。
进而,在与第二突起部104b插入第二导轨54#2的时刻大致相同的时刻,如图17(B)所示,第一突起部46b来到第一导轨54#4的倾斜区间。在该时刻,如图17(A)所示,#1、#2气缸的主凸轮14的共通基圆区间到来。结果,如图16(D)以及图17(B)所示,第一连杆轴106a与第一连杆臂46一起开始位移(滑动),由此,球塞112与锁止槽106b3的卡合被解除。并且,在该阶段,如图17(D)所示,第二突起部106b处于在第二导轨54#2的直线部移动的过程中,因此,第二连杆轴106b尚未位移。
之后,当第二突起部104b来到第二导轨54#2的倾斜区间时,如图17(A)以及图17(D)所示,#3、#4气缸的主凸轮14的共通基圆区间到来。结果,如图16(E)以及图17(D)所示,第二连杆轴106b与第二连杆臂104一起开始位移(滑动)。进而,当第二连杆轴106b的位移结束时,如图16(F)所示,球塞112前进而与锁止槽106b3卡合。由此,使气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态变化之际的延迟机构108的动作结束。
根据以上说明的延迟机构108,相对于伴随着电磁螺线管56的动作的第一连杆臂46的旋转,能够加以延迟而使第三连杆臂104旋转。由此,能够不增加电磁螺线管56的数量而增加导轨54的数量。进而,在具备单一的电磁螺线管56以及在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的可变气门装置100中,能够一并顺畅地将所有气缸的气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态切换。
并且,由于在各气缸组分别各具备一个导轨54,所以能够减少各个导轨54所用于的气缸数量。由此,能够降低作用于各导轨54的接触载荷,因此能够抑制各导轨54的磨损。
并且,如上所述,由于在第一连杆轴106a与第二连杆轴106b之间具备利用了球塞112和锁止槽106b3的锁止机构,所以在气门停止控制的持续过程中,能够保持第二连杆轴106b的轴向位置,以免第二连杆轴106b因#1、2气缸的复位弹簧42的作用力而单独恢复到气门工作状态时的位置。
然而,在上述实施方式3中,以具备单一的电磁螺线管56和在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的可变气门装置100为例进行了说明。但是,本发明并不限定于此,为了进一步降低导轨与主位移部件的卡合部之间的接触载荷,例如也可以具备具有如下的图18所示的结构的可变气门装置120。
图18是简要地示出本发明的实施方式3的变形例的可变气门装置120的整体结构的图。另外,在图18中,对与上述图16所示的构成要素相同的要素标注相同的标号并省略说明。
如图18所示,可变气门装置120具备:单一的电磁螺线管56;以及分别形成于凸轮轴122上的各气缸用的圆柱部122a的外周面的导轨54#1、54#2、54#3以及54#4。
并且,在图18所示的结构中,#2气缸的连杆臂构成为具有突起部46b和推压面46c的第一连杆臂46,其他的#1、#3以及#4气缸的连杆臂分别构成为具有突起部104b的第三连杆臂104。
并且,图18所示的结构具备内置于摇臂轴22且被分成四部分的连杆轴124。更具体而言,形成为中空状的第一连杆轴124a借助压入销52与#2气缸的第一连杆臂46一体地结合。第二连杆轴124b设置于第一连杆轴124a的内部,且借助压入销52与#1气缸的第三连杆臂104一体地结合。第三连杆轴124c借助压入销52与#3气缸的第三连杆臂104一体地结合。第四连杆轴124d借助压入销52与#4气缸的第三连杆臂104一体地结合。
此外,图18所示的结构具备三个延迟机构126#21、126#13以及126#34。这些延迟机构126#21等具有与具备扭簧110的上述延迟机构108同样的结构,是将输入侧的连杆轴的旋转力加以延迟而朝其他连杆轴传递的机构。更具体而言,延迟机构126#21是将伴随着电磁螺线管56的工作经由产生的第一连杆轴46的第一连杆轴124a的旋转力加以延迟而朝第二连杆轴124b传递的机构。并且,延迟机构126#13是将第二连杆轴124b的旋转力加以延迟朝第三连杆轴124c传递的机构。同样地,延迟机构126#34是将第三连杆轴124c的旋转力加以延迟朝第四连杆轴124d传递的机构。
如上所述,在本说明书的说明中利用的内燃机的爆发顺序为#1→#3→#4→#2。根据上述图18所示的结构,由电磁螺线管56产生的#2气缸的第一连杆臂46的旋转力依次加以延迟按照#1气缸的第三连杆臂104、#3气缸的第三连杆臂104、以及#4气缸的第三连杆臂104顺序传递。由此,在具备单一的电磁螺线管56和在所有气缸分别设置的导轨54的可变气门装置120中,能够一并顺畅地将所有气缸的气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态切换。进而,根据像这样在所有气缸具备导轨54的结构,能够充分降低作用于各个导轨54的接触载荷。
另外,在上述实施方式3中,第一连杆轴106a相当于上述第七技术方案的“第一部件连结轴”,第二连杆轴106b相当于上述第七技术方案的“第二部件连结轴”,上述第一突起部46b相当于上述第七技术方案的“第一卡合部”,第一连杆臂46相当于上述第七技术方案的“第一主位移部件”,#3气缸的第二连杆臂48相当于上述第七技术方案的“第一副位移部件”,上述第二突起部104b相当于上述第七技术方案的“第二卡合部”,第三连杆臂104相当于上述第七技术方案的“第二主位移部件”,#1气缸的第二连杆臂48相当于上述第七技术方案的“第二副位移部件”,延迟机构108相当于上述第七技术方案的“延迟机构”。
实施方式4
其次,参照图19以及图20对本发明的实施方式4进行说明。
对于本实施方式的可变气门装置130,如后述的图19以及图20所示,除了延迟机构132的结构不同这点之外,与上述实施方式3的可变气门装置100以同样方式构成。
图19是简要地示出本发明的实施方式4的内燃机的可变气门装置130的整体结构的图。另外,在图19中,对与上述图16所示的构成要素相同的要素标注相同的标号并省略说明。
本实施方式的延迟机构132是如下的机构,利用第一突起部46b与第一导轨54#4卡合时产生的第一连杆轴106a的位移使#2气缸的第三连杆臂104旋转,由此在比#4气缸的第一连杆臂46延迟的时刻使#2气缸的第三连杆臂104旋转。
其次,与上述图19一起新参照图20对延迟机构132的详细结构以及动作进行说明。图20是从图19中的箭头B方向观察延迟机构132的图。
如图19所示,在第一连杆轴106a的靠第二连杆轴106b侧的端部固定有第一固定部件134。并且,#2气缸的第三连杆臂104借助第二固定部件(压入销)136被固定于第二连杆轴106b。另外,在摇臂轴138形成有长孔(省略图示),该长孔用于容许与第一连杆轴106a联动的第一固定部件134的位移。
如图20所示,在第一固定部件134设置有第一锥面134a,该第一锥面134a形成为趋向第三连杆臂104侧而宽度变窄。并且,在第二固定部件136设置有与第一锥面134a面接触的第二锥面136a。
图20(A)示出气门工作状态时的延迟机构132的动作状态(初始状态)。在该初始状态下,当对电磁螺线管56通电时,第一连杆臂46的第一突起部46b与第一导轨54#4卡合,第一连杆轴106a开始位移(滑动)。此时,如图20(B)所示,伴随着第一连杆臂106a的位移,第一固定部件134开始朝第二固定部件136位移(滑动)。结果,利用锥面134a、136a的作用,第二固定部件136被压下。伴随于此,第三连杆臂104旋转,第二突起部104b与第二导轨54#2卡合。
之后,伴随着第二突起部104b与第二导轨54#2卡合,如图20(C)所示,固定于第三连杆臂104的第二固定部件136以及第二连杆轴106b开始位移(滑动)。进而,当第二连杆轴106b的滑动动作结束时,利用导轨54#2的浅底部54c的作用,第二突起部104b被从第二导轨54#2排出,如图20(D)所示,第一锥面134a与第二锥面136a再次接触。在该情况下,利用锥面134a、136a的作用保持第二连杆轴106b的轴向位置,以免第二连杆轴106b因#1、2气缸的复位弹簧42的作用力而单独朝气门工作状态时的位置恢复。
如以上说明的那样,根据本实施方式的延迟机构132,能够使第一突起部46b与第一导轨54#4卡合时产生的第一连杆轴106a的滑动力经由锥面134a、136a加以延迟而转换成第三连杆臂104的旋转力。更具体而言,相对于伴随着对电磁螺线管56通电的第一连杆臂46的旋转,能够加以延迟而使第三连杆臂104旋转。即使使用以上的结构,也无需增加电磁螺线管56的数量就能够增加导轨54的数量。进而,在具备单一的电磁螺线管56和在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的可变气门装置130中,能够降低各个导轨54#4、54#2与突起部46b、104b之间的接触载荷,并且能够一并顺畅地将所有气缸的气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态切换。
并且,根据本实施方式的结构,能够利用以主凸轮14的旋转力作为驱动源的第一连杆轴106a的滑动力使第三连杆臂104旋转,因此,不需要如上述实施方式3那样的用于扭转扭簧110的能量。因此,与实施方式3的结构相比,能够实现电磁螺线管56的驱动力降低。
然而,在上述实施方式4中,以在固定于第一连杆轴106a的第一固定部件134形成有第一锥面134a,在固定于第三连杆臂104的第二固定部件136形成有第二锥面136a的结构为例进行了说明。但是,本发明并不限定于此。即,也可以在第一部件连结轴(例如第一连杆轴106a)上直接形成第一锥面,并且,也可以在第二主位移部件(例如第三连杆臂104)上直接形成第二锥面。
另外,在上述实施方式4中,第一连杆轴106a相当于上述第九技术方案的“第一部件连结轴”,第二连杆轴106b相当于上述第九技术方案的“第二部件连结轴”,上述第一突起部46b相当于上述第九技术方案的“第一卡合部”,第一连杆臂46相当于上述第九技术方案的“第一主位移部件”,#3气缸的第二连杆臂48相当于上述第九技术方案的“第一副位移部件”,上述第二突起部104b相当于上述第九技术方案的“第二卡合部”,第三连杆臂104相当于上述第九技术方案的“第二主位移部件”,#1气缸的第二连杆臂48相当于上述第九技术方案的“第二副位移部件”,延迟机构132相当于上述第九技术方案以及第十技术方案的“延迟机构”。
实施方式5
其次,参照图21对本发明的实施方式5进行说明。
对于本实施方式的可变气门装置140,如后述的图21所示,除了延迟机构142的结构不同这点之外,与上述实施方式3的可变气门装置100以同样方式构成。
在上述的实施方式4的延迟机构132中,在气门停止控制的持续期间中,利用锥面134a、136a的作用,保持第二连杆轴106b的轴向位置。但是,在这样的结构中,存在在锥面134a、136a产生打滑的可能性,结果,产生无法满意地保持第二连杆轴106b的轴向位置的情况。因此,为了消除这样的课题,本实施方式的可变气门装置140具备具有以下的图21所示的结构的延迟机构142。
图21是用于说明本发明的实施方式5的内燃机的可变气门装置140所具备的延迟机构142的详细结构的图。
如图21所示,在摇臂轴144的周面,在第一连杆轴106a的靠第二连杆轴106b侧的端部周边部位形成有月牙形的引导槽144a。在引导槽144a嵌入有与第一连杆轴106a联动地位移的引导销146。即,引导槽144a作为对引导销146进行引导的槽发挥功能。各构成要素的相互关系限定成:在第一连杆轴106a位于气门工作状态时的位置时,引导销146位于引导槽144a的一端144a1(参照图21(A)),在第一连杆轴106a位于气门停止状态时的位置时,引导销146位于引导槽144a的另一端144a2(参照图21(B))。
另一方面,在本实施方式中配置于#2气缸的第三连杆臂148,除了在承受摇臂轴144的插入的轴承部148a形成有与引导销146卡合的卡合槽148b这点之外,与上述第三连杆臂104以同样方式构成。并且,第三连杆臂148借助省略图示的压入销与第二连杆轴106b一体地结合。
如图21所示,卡合槽148b形成为L字形。该L字的一边是容许第三连杆臂148相对于引导销146沿轴向位移、但限制第三连杆臂148相对于引导销146旋转的第一槽部148b1。并且,上述L字的另一边是容许第三连杆臂148相对于引导销146旋转、但限制第三连杆臂148相对于引导销146沿轴向位移的第二槽部148b2。
以上述方式形成的引导槽144a与卡合槽148b是具有如下功能的槽:根据伴随着第一连杆轴106a的位移的引导销146的位移,使第三连杆臂148旋转,以使第三连杆臂148的第二突起部(省略图示)与第二导轨54#2卡合。
图21(A)示出气门工作状态时的延迟机构142的动作状态(初始状态)。在该初始状态下,引导销146位于引导槽144a的上述一端144a1,且位于卡合槽148b的L字的根部。
在上述初始状态下,当对电磁螺线管56通电时,第一连杆臂46的第一突起部46b与第一导轨54#4卡合,第一连杆轴106a开始位移(滑动)。在与该第一连杆轴106a的位移联动而引导销146位移之际,引导销146在卡合槽148b的第一槽部148b1内移动。如上所述,第一槽部148b1容许第三连杆臂148相对于引导销146沿轴向位移、但限制第三连杆臂148相对于引导销146旋转。因而,在该情况下,如图21(B)所示,伴随着引导销146的位移,第三连杆臂148不在轴向位移而是进行旋转。结果,第三连杆臂148的第二突起部与第二导轨54#2卡合。
之后,伴随着第三连杆臂148的第二突起部与第二导轨54#2卡合,如图21(C)所示,第二连杆轴106b与第三连杆臂148一起位移(滑动)。进而,当第二连杆轴106b的滑动动作结束时,借助导轨54#2的浅底部54c的作用,如图21(D)所示,第二突起部被从第二导轨54#2排出。
如图21(D)所示,在第二连杆轴106b的位移结束的位置,卡合槽148b的第二槽部148b2与引导销146卡合。在该状态下,利用第一连杆臂46的缺口部46d与电磁螺线管56的驱动轴56a卡合而轴向位置被保持的第一连杆轴106a来限制引导销146沿轴向移动。如上所述,第二槽部148b2容许第三连杆臂148相对于引导销146旋转、但限制第三连杆臂148相对于引导销146沿轴向位移。因而,在该情况下,通过第二槽部148b2与引导销146卡合,限制第三连杆臂148以及与该第三连杆臂148连结的第二连杆轴106b沿轴向位移。即,保持第二连杆轴106b的轴向位置,以免第二连杆轴106b因#1、2气缸的复位弹簧42的作用力而单独地朝气门工作状态时的位置恢复。
如以上说明的那样,根据本实施方式的延迟机构142,能够利用引导槽144a、引导销146以及卡合槽148b的作用,使第一突起部46b与第一导轨54#4卡合时产生的第一连杆轴106a的滑动力加以延迟而转换成第三连杆轴148的旋转力。更具体而言,相对于伴随着对电磁螺线管56通电的第一连杆臂46的旋转,能够加以延迟而使第三连杆臂148旋转。即使使用以上的结构,也无需增加电磁螺线管56的数量就能够增加导轨54的数量。进而,在具备单一的电磁螺线管56和在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的可变气门装置140中,能够降低各个导轨54#4、54#2与突起部46b等之间的接触载荷,并且能够一并顺畅地将所有气缸的气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态切换。
此外,根据上述可变气门装置140所具备的延迟机构142,在气门停止控制的持续期间中,如图21(D)所示,卡合槽148b的第二槽部148b2与轴向位置被限制的引导销146卡合,由此,能够可靠地保持(锁止)第二连杆轴106b的轴向位置,以免第二连杆轴106b单独地朝气门工作状态时的位置恢复。
另外,在上述实施方式5中,第三连杆臂148的第二突起部(省略图示)相当于上述第九技术方案的“第二卡合部”,第三连杆臂148相当于上述第九技术方案的“第二主位移部件”,延迟机构142相当于上述第九发明以及第十一技术方案的“延迟机构”。
并且,卡合槽148b的第二槽部148b2相当于上述第十二技术方案的“保持部”。
实施方式6
其次,参照图22对本发明的实施方式6进行说明。
对于本实施方式的可变气门装置150,如后述的图22所示,除了延迟机构152的结构不同这点之外,与上述实施方式3的可变气门装置100以同样方式构成。
根据在上述的实施方式5的延迟机构142,能够在气门停止控制的持续期间中可靠地保持(锁止)第二连杆轴106b的轴向位置。但是,在这样的结构中,存在需要在摇臂轴144以及第三连杆臂148进行繁琐的槽加工这样的问题。因此,如以下的图22所示,本实施方式的可变气门装置150具备具有消除了这样的问题的结构的延迟机构152。
图22是用于说明本发明的实施方式6的内燃机的可变气门装置150所具备的延迟机构152的详细结构的图。
如图22所示,延迟机构152具备可变形部件158,该可变形部件158具有贯通第二连杆轴154以及#2气缸的第三连杆臂156的内部的挠性部(线等)158a。在可变形部件158的一端设置有刚体部158b,该刚体部158b作为第三连杆臂156的第二突起部(第二卡合部)发挥功能。并且,可变形部件158的另一端设置于能够与第一连杆轴154a的靠第二连杆轴154b侧的端部抵接的位置。
并且,如图22所示,在第二连杆轴154b的内部形成有承受可变形部件158的插入的贯通孔154b1。贯通孔154b1是为了使可变形部件158的移动方向从第一连杆轴154a的轴向转换成第三连杆臂156的第二突起部(刚体部158b)的轴向而对可变形部件158进行引导的槽。第二连杆轴154b和第三连杆臂156借助压入销(省略图示)一体地连结。进而,在第三连杆臂156,在与第二连杆轴154b的贯通孔154b1对应的位置,形成有承受可变形部件158的插入的贯通孔156e。并且,在摇臂轴160形成有排出孔160a,该排出孔160a用于容许与第二连杆轴154b联动的可变形部件158的移动。
此外,在第三连杆臂156的贯通孔156e的周面设置有球塞162。球塞162由弹簧164朝可变形部件158的刚体部158b施力。在刚体部158b形成有能够与球塞162卡合的锁止槽158b1。锁止槽158b1在图22(A)的初始状态下设置于能够与球塞162卡合的位置。
图22(A)示出气门工作状态时的延迟机构152的动作状态(初始状态)。在该初始状态下,刚体部158b被球塞162锁止在不与第二导轨54#2卡合的位置,且可变形部件158的另一端与第一连杆轴154a抵接。
在上述初始状态下,当对电磁螺线管56通电时,第一连杆臂46的第一突起部46b与第一导轨54#4卡合,第一连杆轴154a开始位移(滑动)。结果,如图22(B)所示,可变形部件158与第一连杆轴154a的位移联动地位移,球塞112与刚体部158b的卡合被解除,作为第二突起部发挥功能的刚体部158b与第二导轨54#2卡合。
之后,伴随着第三连杆臂156的第二突起部(刚体部158b)与第二导轨54#2卡合,如图22(C)所示,第二连杆轴154b与第三连杆臂156一起位移(滑动)。进而,当第二连杆轴154b的滑动动作结束时,借助导轨54#2的浅底部54c的作用,如图22(D)所示,第二突起部(刚体部158b)被从第二导轨54#2排出。并且,当像这样第二突起部(刚体部158b)被从第二导轨54#2排出时,成为球塞162前进而与锁止槽158b1卡合、且可变形部件158的另一端与第一连杆轴154a的端部抵接的状态。
如以上说明的那样,根据本实施方式的延迟机构162,伴随着第一突起部46b与第一导轨54#4的卡合时产生的第一连杆轴154a的位移而可变形部件158位移,由此,第二突起部(刚体部158b)与第二导轨54#2卡合。更具体而言,伴随着对电磁螺线管56通电而第一连杆臂46开始旋转,相对于此,加以延迟使第二突起部(刚体部158b)动作而与第二导轨54#2卡合。即便使用以上的结构,也无需增加电磁螺线管56的数量就能够增加导轨54的数量。进而,根据本实施方式的结构,即便不具有如上述实施方式5的结构那样需要进行繁琐的槽加工的槽,在具备单一的电磁螺线管56和在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的可变气门装置150中,也能够降低各个导轨54#4、54#2与突起部46b、(刚体部)158b之间的接触载荷,并且能够一并顺畅地将所有气缸的气门26的动作状态从气门工作状态朝气门停止状态切换。进一步补充,在本实施方式中,设置于第二连杆轴154b的贯通孔154b1只要能够作为可变形部件158的通道发挥功能即可,因此,与形成上述实施方式5的引导槽144a以及卡合槽148b的情况相比,不要求高的加工精度。
并且,根据上述可变气门装置150所具备的延迟机构152,在第二突起部(刚体部158b)被从第二导轨54#2排出后的状态下,成为球塞162与锁止槽158b1卡合、且可变形部件158的另一端与第一连杆轴154a的端部抵接的状态。在气门停止控制的持续期间中,通过球塞162与锁止槽158b1卡合来限制可变形部件158的移动,并且,通过第一连杆臂46的缺口部46d与电磁螺线管56的驱动轴56a卡合来保持第一连杆轴154a的轴向位置。因而,在气门停止控制的持续期间中,可变形部件158与第一连杆轴154a抵接,由此,能够可靠地保持(锁止)第二连杆轴106b的轴向位置,以免第二连杆轴106b因#1、2气缸的复位弹簧42的作用力而单独地朝气门工作状态时的位置恢复。
另外,在上述实施方式6中,第一连杆轴154a相当于上述第十三技术方案的“第一部件连结轴”,第二连杆轴154b相当于上述第十三技术方案的“第二部件连结轴”,上述第一突起部46b相当于上述第十三技术方案的“第一卡合部”,第一连杆臂46相当于上述第十三技术方案的“第一主位移部件”,#3气缸的第二连杆臂48相当于上述第十三技术方案的“第一副位移部件”,上述第二突起部(刚体部)158b相当于上述第十三技术方案的“第二卡合部”,第三连杆臂156相当于上述第十三技术方案的“第二主位移部件”,#1气缸的第二连杆臂48相当于上述第十三技术方案的“第二副位移部件”,延迟机构152相当于上述第十三以及第十四技术方案的“延迟机构”。
然而,在上述实施方式4至6中,对应用于具备单一的电磁螺线管56和在双方的气缸组分别各设置有一个的导轨54的结构的延迟机构132、142或者152的结构进行了说明。但是,这样的延迟机构132、142以及152的结构,也可以应用于例如如上述图18所示具备单一的电磁螺线管56和在所有气缸分别设置的导轨54的结构。

Claims (14)

1.一种内燃机的可变气门装置,
所述内燃机具有:由配置位置邻接的多个气缸构成的第一气缸组、以及由配置位置邻接的多个气缸构成的第二气缸组,爆发顺序设定成:使得隶属所述第一气缸组的所述多个气缸存在凸轮的共通基圆区间,且隶属所述第二气缸组的所述多个气缸存在所述凸轮的共通基圆区间,
所述内燃机的可变气门装置的特征在于,
所述内燃机的可变气门装置具备:
传递部件,该传递部件在所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸中设置于所述凸轮与气门之间,将所述凸轮的作用力朝所述气门传递;以及
切换机构,该切换机构通过使所述传递部件的动作状态变化,由此,对设置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸的所述气门的开阀特性进行切换,
所述切换机构包括:
致动器,该致动器在所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸被共享使用,当切换所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸中的所述传递部件的动作状态之际,所述致动器被驱动;
螺旋状的导轨,该导轨设置于安装有所述凸轮的凸轮轴的外周面;
刚体部件,伴随着所述致动器的工作,所述刚体部件与所述导轨卡合而位移,对设置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸的所述传递部件的动作状态进行切换;以及
延迟机构,在所述致动器工作时所述气门处于提升中的气缸中,所述延迟机构使所述刚体部件的位移延迟,
所述延迟机构在所述第一气缸组以及所述第二气缸组之间处于所述刚体部件的中途。
2.根据权利要求1所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述传递部件是配置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸的弹动杆,所述传递部件包括第一弹动杆和第二弹动杆,所述第一弹动杆与所述凸轮同步地摇动,所述第二弹动杆能够推动所述气门,
所述刚体部件包括:
部件连结轴,该部件连结轴以沿轴向位移自如的方式配置于摇臂轴的内部,所述摇臂轴对所述第一弹动杆以及所述第二弹动杆进行支承;以及
位移部件,该位移部件配置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸,且分别与所述部件连结轴连结,伴随着所述致动器的工作,所述位移部件与所述部件连结轴一起位移,由此,在所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸中,使所述第二弹动杆的动作状态变化,
所述延迟机构在所述摇臂轴内处于所述部件连结轴的中途。
3.根据权利要求2所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述可变气门装置还具备切换销,该切换销以移动自如的方式配置于销孔,且与所述位移部件的位移联动地位移,所述销孔分别形成于所述第一弹动杆以及所述第二弹动杆,
伴随着所述位移部件的位移,所述可变气门装置在连结状态和非连结状态之间进行切换,在连结状态,所述第一弹动杆和所述第二弹动杆经由所述切换销连结,在非连结状态,所述连结被解除。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述位移部件包括:
主位移部件,该主位移部件具有与所述导轨卡合脱离自如的卡合部,且该主位移部件能够沿所述凸轮轴的轴向位移;以及
副位移部件,所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸中的、不具备所述主位移部件的余下的气缸具备所述副位移部件,所述副位移部件经由所述部件连结轴与所述主位移部件联动地位移,
所述致动器产生用于使所述卡合部与所述导轨卡合的驱动力,
当所述致动器工作时,所述主位移部件以所述部件连结轴为中心旋转,由此使得所述卡合部与所述导轨卡合,
伴随着所述卡合部与所述导轨的所述卡合期间产生的所述主位移部件的位移,具备所述主位移部件的所述气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述主位移部件的所述位移联动的所述部件连结轴以及所述副位移部件的位移,具备所述副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
通过与所述切换销抵接的所述位移部件推动所述切换销,所述可变气门装置将所述第一弹动杆和所述第二弹动杆从所述连结状态切换成所述非连结状态,
所述可变气门装置还具备施力单元,该施力单元朝返回所述连结状态的方向对所述部件连结轴以及所述位移部件中的至少一方施力,
在朝所述连结状态恢复之际,所述致动器被驱动,以便解除所述部件连结轴以及所述位移部件被保持而不因所述施力单元产生的作用力位移的状态,
所述可变气门装置还具备限制单元,该限制单元对所述部件连结轴的位移进行限制,使得当为了返回所述连结状态而所述致动器工作之际,在向所述连结状态返回的恢复开始目标气缸的所述第一弹动杆以及所述第二弹动杆的动作状态返回所述连结状态之前,其他气缸的所述第一弹动杆以及所述第二弹动杆的动作状态不返回所述连结状态。
6.根据权利要求5所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述限制单元设置于除了爆发顺序相对于所述恢复开始目标气缸的爆发顺序提前一位的气缸以外的多个气缸,所述多个气缸的爆发顺序连续。
7.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述导轨包括:与所述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与所述第二气缸组对应配置的第二导轨,
所述部件连结轴经所述延迟机构被分成:用于所述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于所述第二气缸组的第二部件连结轴,
所述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与所述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,所述第一主位移部件与所述第一部件连结轴一体地结合,且由所述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,所述第一气缸组中的不具备所述第一主位移部件的余下的气缸具备所述第一副位移部件,所述第一副位移部件经由所述第一部件连结轴与所述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与所述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,所述第二主位移部件与所述第二部件连结轴一体地结合,且由所述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,所述第二气缸组中的不具备所述第二主位移部件的余下的气缸具备所述第二副位移部件,所述第二副位移部件经由所述第二部件连结轴与所述第二主位移部件联动地位移,
所述致动器产生用于使所述第一卡合部与所述第一导轨卡合的驱动力,
当所述致动器工作时,所述第一主位移部件与所述部件连结轴一起旋转,由此使得所述第一卡合部与所述第一导轨卡合,
伴随着所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一主位移部件的位移,具备所述第一主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第一主位移部件的所述位移联动的所述第一部件连结轴以及所述第一副位移部件的位移,具备所述第一副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,
所述延迟机构是使所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一部件连结轴的旋转力加以延迟朝所述第二部件连结轴传递的机构,
在所述第一部件连结轴的旋转力经由所述延迟机构传递到所述第二部件连结轴时,所述第二主位移部件与所述第二部件连结轴一起旋转,由此使得所述第二卡合部与所述第二导轨卡合,
伴随着所述第二卡合部与所述第二导轨的所述卡合期间产生的所述第二主位移部件的位移,具备所述第二主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第二主位移部件的所述位移联动的所述第二部件连结轴以及所述第二副位移部件的位移,具备所述第二副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化。
8.根据权利要求7所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述延迟机构包括扭簧,该扭簧用于使所述第一部件连结轴的旋转力加以延迟朝所述第二部件连结轴传递。
9.根据权利要求1所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述传递部件是配置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸的弹动杆,所述传递部件包括第一弹动杆和第二弹动杆,所述第一弹动杆与所述凸轮同步地摇动,所述第二弹动杆能够推动所述气门,
所述刚体部件包括:
部件连结轴,该部件连结轴以沿轴向位移自如的方式配置于摇臂轴的内部,所述摇臂轴对所述第一弹动杆以及所述第二弹动杆进行支承;以及
位移部件,该位移部件配置于所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸,且分别与所述部件连结轴连结,伴随着所述致动器的工作,所述位移部件与所述部件连结轴一起位移,由此,在所述第一气缸组以及所述第二气缸组的各气缸中,使所述第二弹动杆的动作状态变化,
所述导轨包括:与所述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与所述第二气缸组对应配置的第二导轨,
所述部件连结轴经所述延迟机构被分成:用于所述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于所述第二气缸组的第二部件连结轴,
所述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与所述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,所述第一主位移部件由所述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,所述第一气缸组中的不具备所述第一主位移部件的余下的气缸具备所述第一副位移部件,所述第一副位移部件经由所述第一部件连结轴与所述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与所述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,所述第二主位移部件由所述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,所述第二气缸组中的不具备所述第二主位移部件的余下的气缸具备所述第二副位移部件,所述第二副位移部件经由所述第二部件连结轴与所述第二主位移部件联动地位移,
所述致动器产生用于使所述第一卡合部与所述第一导轨卡合的驱动力,
当所述致动器工作时,所述第一主位移部件旋转,由此使得所述第一卡合部与所述第一导轨卡合,
伴随着所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一主位移部件的位移,具备所述第一主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第一主位移部件的所述位移联动的所述第一部件连结轴以及所述第一副位移部件的位移,具备所述第一副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,
所述延迟机构是如下的机构:利用所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一部件连结轴的所述位移使所述第二主位移部件旋转,由此,使所述第二主位移部件在比所述第一主位移部件滞后的时刻旋转,
当所述第二主位移部件进行所述旋转时,所述第二卡合部与所述第二导轨卡合,
伴随着所述第二卡合部与所述第二导轨的所述卡合期间产生的所述第二主位移部件的位移,具备所述第二主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第二主位移部件的所述位移联动的所述第二部件连结轴以及所述第二副位移部件的位移,具备所述第二副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化。
10.根据权利要求9所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述延迟机构包括:
第一锥面,该第一锥面形成于所述第一部件连结轴、或者形成于被固定在所述第一部件连结轴的第一固定部件,所述第一锥面形成为随着朝向所述第二主位移部件侧而宽度变窄;以及
第二锥面,该第二锥面形成于所述第二主位移部件、或者形成于被固定在所述第二主位移部件的第二固定部件,所述第二锥面与所述第一锥面抵接,
伴随着所述第一部件连结轴的所述位移,所述第一锥面朝所述第二锥面位移,由此,所述第一锥面推动所述第二锥面,从而所述第二主位移部件旋转。
11.根据权利要求9所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述延迟机构包括:
引导销,该引导销与所述第一部件连结轴联动地位移;
引导槽,该引导槽形成于所述摇臂轴的周面,对所述引导销进行引导;以及
卡合槽,该卡合槽形成于所述第二主位移部件,与所述引导销卡合,
所述引导槽和所述卡合槽是以下述方式发挥功能的槽:根据伴随着所述第一部件连结轴的所述位移的所述引导销的位移,使所述第二主位移部件旋转。
12.根据权利要求11所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
在所述第二卡合部与所述第二导轨的所述卡合期间,在所述第二部件连结轴位移结束的位置,所述卡合槽的保持部与所述引导销卡合,由此保持所述第二部件连结轴的轴向位置。
13.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述导轨包括:与所述第一气缸组对应配置的第一导轨;以及与所述第二气缸组对应配置的第二导轨,
所述部件连结轴经所述延迟机构被分成:用于所述第一气缸组的第一部件连结轴;以及用于所述第二气缸组的第二部件连结轴,
所述位移部件包括:
第一主位移部件,该第一主位移部件具有与所述第一导轨卡合脱离自如的第一卡合部,所述第一主位移部件由所述摇臂轴支承而旋转自如;
第一副位移部件,所述第一气缸组中的不具备所述第一主位移部件的余下的气缸具备所述第一副位移部件,所述第一副位移部件经由所述第一部件连结轴与所述第一主位移部件联动地位移;
第二主位移部件,该第二主位移部件具有与所述第二导轨卡合脱离自如的第二卡合部,所述第二主位移部件由所述摇臂轴支承而旋转自如;以及
第二副位移部件,所述第二气缸组中的不具备所述第二主位移部件的余下的气缸具备所述第二副位移部件,所述第二副位移部件经由所述第二部件连结轴与所述第二主位移部件联动地位移,
所述致动器产生用于使所述第一卡合部与所述第一导轨卡合的驱动力,
当所述致动器工作时,所述第一主位移部件旋转,由此使得所述第一卡合部与所述第一导轨卡合,
伴随着所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一主位移部件的位移,具备所述第一主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第一主位移部件的所述位移联动的所述第一部件连结轴以及所述第一副位移部件的位移,具备所述第一副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,
所述延迟机构包括可变形部件,该可变形部件的一端作为所述第二主位移部件的所述第二卡合部发挥功能,另一端能够与所述第一部件连结轴抵接,该可变形部件具有挠性部,该挠性部贯通所述第二部件连结轴以及所述第二主位移部件的内部,
伴随着所述第一卡合部与所述第一导轨的所述卡合期间产生的所述第一部件连结轴的所述位移,所述可变形部件位移,由此,在比所述第一卡合部与所述第一导轨卡合的时刻滞后的时刻,所述第二卡合部与所述第二导轨卡合,
伴随着所述第二卡合部与所述第二导轨的所述卡合期间产生的所述第二主位移部件的位移,具备所述第二主位移部件的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化,伴随着与所述第二主位移部件的所述位移联动的所述第二部件连结轴以及所述第二副位移部件的位移,具备所述第二副位移部件的所述余下的气缸的所述第二弹动杆的动作状态变化。
14.根据权利要求13所述的内燃机的可变气门装置,其特征在于,
所述内燃机的可变气门装置还具备:
球塞,该球塞设置于所述第二主位移部件的内部;以及
锁止槽,该锁止槽设置于所述可变形部件,该锁止槽能够与所述球塞卡合,
在伴随着所述第二卡合部与所述第二导轨的所述卡合而所述第二部件连结轴进行所述位移之后,所述第二卡合部被从所述第二导轨排出,在该状态下,所述球塞与所述锁止槽卡合、且所述可变形部件的所述另一端与所述第一部件连结轴抵接,由此来保持所述第二部件连结轴的轴向位置。
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