CN103306775B - 阀升程调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀升程调节装置(10,11),包括第一板凸轮(25,35)、第二板凸轮(30,25)、具有接合槽(51)的滑动装置(50)、限制构件(71,72)、和驱动单元(73)。槽的轴向宽度(X)等于或大于限制构件的端部在轴向方向上的长度(Y)与滑动装置滑动量(Z)之和。一个壁(52)包括第一突起(54),其在滑动装置旋转方向的后侧上朝向另一个壁(53)进一步突起且在滑动装置旋转时当第一突起与限制构件接合时将滑动装置位移到第二运行位置。另一个壁包括第二突起(58),其在滑动装置的周向与第一突起不同的位置处在旋转方向的后侧上朝向一个壁进一步突起且在滑动装置旋转时当第二突起与限制构件接合时将滑动装置位移到第一运行位置。

Description

阀升程调节装置
技术领域
本公开涉及一种阀升程调节装置。
背景技术
已知的阀升程调节装置包括两种能够将内燃机的凸轮轴的旋转运动转化为发动机阀的线性往复运动的板凸轮并且通过在板凸轮之间切换而调节发动机阀的阀升程。在美国专利US2011/0247577A1描述的阀升程调节装置中,两种板凸轮配合到凸轮轴以便能够传递旋转并且能够轴向相对位移。板凸轮在轴向方向上邻近地定位并且彼此形成一体。板凸轮的切换通过滑动装置进行。
滑动装置是在轴向方向上与板凸轮成一体地位移的圆筒形构件。滑动装置在其径向外壁上包括缠绕的槽,并且滑动装置的轴向位置通过插入该槽的限制销限制。在美国专利US2011/0247577A1中,槽的第一半半周长部分用于移动滑动装置以便切换到一个板凸轮,并且槽的第二半半周长部分用于移动滑动装置以便切换到另一个板凸轮。阀升程调节装置通过一个限制销将滑动装置位移到两个轴向位置。
在美国专利US2011/0247577A1描述的阀升程调节装置中,必需的是在滑动装置旋转约四分之一周的同时将限制销插入到槽中。为此,限制销的驱动单元需要迅速致动限制销。尤其是当发动机的转速变得较高时,驱动单元的操作速度需要更快。如果限制销延迟插入到槽中,那么可能的是限制销与槽之间不充分的接合或脱开。
作为针对以上问题的措施,限制销的运行开始时间可以提前。然而,如果限制销的运行开始时间提前,那么在限制销插入到槽的第一半半周长部分中的情况下,例如,限制销可能与槽的第二半半周长部分接合,并且过大的负载从而可能施加到限制销。
发明内容
本公开解决以上问题中的至少一个。因此,本公开的目的是提供一种阀升程调节装置,其能够通过一个限制构件将滑动装置位移到两个轴向位置并且能够将限制销可靠地插入到槽中。
为实现本公开的目的,提供一种用于调节内燃机的发动机阀的阀升程的阀升程调节装置。阀升程调节装置包括第一板凸轮、第二板凸轮、圆筒形滑动装置、限制构件、和驱动单元。第一板凸轮配合到与发动机的输出轴成一体地旋转的凸轮轴,以便能够传递旋转并且能够在凸轮轴的轴向方向上相对位移,并且能够将凸轮轴的旋转运动转化为发动机阀的线性往复运动。第二板凸轮配合到凸轮轴以便能够传递旋转并且能够在轴向方向上相对位移,并且能够将凸轮轴的旋转运动转化为发动机阀的线性往复运动。第二板凸轮具有与第一板凸轮不同的凸轮轮廓。圆筒形滑动装置结合到凸轮轴以便能够传递旋转并且能够在轴向方向上相对位移,并且包括沿滑动装置的周向方向在滑动装置的径向外壁上延伸的接合槽。滑动装置能够在第一运行位置与第二运行位置之间与第一板凸轮和第二板凸轮成一体地轴向移动,发动机阀在第一运行位置与第一板凸轮同步,发动机阀在第二运行位置与第二板凸轮同步。限制构件能够插入到接合槽中并且能够从接合槽移除。当限制构件插入到接合槽中时,限制构件与接合槽的内壁接合以便能够限制滑动装置的轴向位置。驱动单元被配置成操作限制构件插入到接合槽中。接合槽的轴向宽度等于或大于限制构件的端部在轴向方向上的长度与滑动装置的滑动量之和。接合槽的内壁在轴向方向上包括一个壁和另一个壁。一个壁包括第一突起,其在滑动装置的旋转方向的后侧上朝向另一个壁进一步突起并且当滑动装置旋转时在第一突起与限制构件接合时将滑动装置位移到第二运行位置。另一个包括第二突起,其在沿滑动装置的周向与第一突起不同的位置在滑动装置的旋转方向的后侧上朝向一个壁进一步突起并且当滑动装置旋转时在第二突起与限制构件接合时将滑动装置位移到第一运行位置。
附图说明
通过以下详细说明并结合附图,本公开的以上以及其它目的、特征和优点将会变得更加显而易见。在图中:
图1是展示阀系统的示意图,依照第一实施例的阀升程调节装置在该阀系统中使用;
图2是沿图1中的II-II线截取的截面图;
图3是沿图1中的III-III线截取的截面图;
图4是沿图1中的IV-IV线截取的截面图;
图5是展示沿图3中的箭头V方向观察的阀系统的示意图;
图6是展示图1中的滑动装置的第一突起侧的立体图;
图7是展示图1中的滑动装置的第二突起侧的立体图;
图8是根据第一实施例展示朝向滑动装置突起的限制销从图2的状态插入接合槽的状态的示意图;
图9是展示滑动装置已经从图8的状态移动到高旋转位置的状态的示意图;
图10是展示朝向滑动装置突起的限制销从图9的状态插入到接合槽中的状态的示意图;
图11是展示朝向滑动装置突起的另一个限制销从图2的状态插入到接合槽中的示意图;
图12是展示滑动装置已经从图11的状态移动到低负载位置的状态的示意图;
图13是展示朝向滑动装置突起的另一个限制销从图12的状态插入到接合槽中的状态的示意图;
图14是展示图2中的滑动装置从低旋转位置移动到高旋转位置时的操作的示意图;
图15是展示图2中的滑动装置从高旋转位置移动到低旋转位置时的操作的示意图;
图16是展示图2中的滑动装置从低旋转位置移动到低负载位置时的操作的示意图;以及
图17是展示图2中的滑动装置从低负载位置移动到低旋转位置时的操作的示意图。
具体实施方式
实施例将会在下面参考附图描述。根据实施例的阀升程调节装置是凸轮-切换类型的可变阀机构,并且在如图1所示的阀系统中使用。阀系统20是用于打开或关闭内燃机的进气阀44的系统。
如图1至5所示,阀系统20包括凸轮轴21、低旋转凸轮25、高旋转凸轮30、低负载凸轮35、滚子锁定装置40、间隙调节装置43、进气阀44、滑动装置50、和致动装置70。
低旋转凸轮25、高旋转凸轮30、滑动装置50、致动装置70构成第一阀升程调节装置10。在第一阀升程调节装置10中,低旋转凸轮25可以相当于“第一板凸轮”,并且高旋转凸轮30可以相当于“第二板凸轮”。
低负载凸轮35、低旋转凸轮25、滑动装置50、和致动装置70构成第二阀升程调节装置11。在第二阀升程调节装置11中,低负载凸轮35可以相当于“第一板凸轮”,并且低旋转凸轮25可以相当于“第二板凸轮”。因此,低旋转凸轮25在第一阀升程调节装置10中充当“第一板凸轮”,并且另一方面,在第二阀升程调节装置11中还充当“第二板凸轮”。
凸轮轴21被汽缸盖12在未示出的位置处可旋转地支撑。如图2至4所示,在轴向方向上延伸的花键外齿形成在凸轮轴21的外周壁上。发动机的输出轴(未示出)通过正时链条等连接到凸轮轴21。凸轮轴21与该输出轴成一体地旋转。
低旋转凸轮25、高旋转凸轮30、低负载凸轮35、和滑动装置50由相同构件构成并且彼此形成一体。低旋转凸轮25是配合到凸轮轴21的圆盘凸轮。以预定量从基圆26径向向外突起的凸轮凸部27形成在低旋转凸轮25的外周壁上。
在轴向方向上延伸的花键内齿形成在低旋转凸轮25的径向内壁上。花键内齿与凸轮轴21的花键外齿啮合。低旋转凸轮25能够将旋转传递到凸轮轴21并且能够在轴向方向上相对位移。
低旋转凸轮25与滚子锁定装置40一起构成低旋转凸轮机构,其将凸轮轴21的旋转运动转化为进气阀44的线性往复运动。在该低旋转凸轮机构中,低旋转凸轮25用作驱动装置,并且滚子锁定装置40用作从动装置。
高旋转凸轮30是配合到凸轮轴21并且在轴向方向上邻近低旋转凸轮25定位的圆盘凸轮。以预定量从基圆31径向向外突起的凸轮凸部32形成在高旋转凸轮30外周壁上。基圆26和基圆31形成为相同的表面形状而没有高度差。
高旋转凸轮30的凸轮轮廓与低旋转凸轮25的凸轮轮廓不同。例如,高旋转凸轮30的最大凸轮升程大于低旋转凸轮25的最大凸轮升程。此外,高旋转凸轮30的凸轮运行角大于低旋转凸轮25的凸轮运行角。
在轴向方向上延伸的花键内齿形成在高旋转凸轮30的内壁上。花键内齿与凸轮轴21的花键外齿啮合。高旋转凸轮30能够将旋转传递到凸轮轴21并且能够在轴向方向上相对位移。
高旋转凸轮30与滚子锁定装置40一起构成高旋转凸轮机构,其将凸轮轴21的旋转运动转化为进气阀44的线性往复运动。在该高旋转凸轮机构中,高旋转凸轮30用作驱动装置,并且滚子锁定装置40用作从动装置。
低负载凸轮35是配合到凸轮轴21并且在轴向方向上在低旋转凸轮25与高旋转凸轮30相反的一侧上邻近低旋转凸轮25定位的圆盘凸轮。低负载凸轮35的外周壁形成基圆36但是不构成凸轮凸部。因此,低负载凸轮35的凸轮轮廓是真正的圆形,并且低负载凸轮35的凸轮升程是零。基圆36相对于基圆26和基圆31以相同的表面形状形成而没有高度差。
在轴向方向上延伸的花键内齿形成在低负载凸轮35的径向内壁上。花键内齿与凸轮轴21的花键外齿啮合。低负载凸轮35能够将旋转传递到凸轮轴21并且能够在轴向方向上相对位移。低负载凸轮35与滚子锁定装置40一起构成低负载凸轮机构,其即使凸轮轴21旋转也不打开或关闭进气阀44,即,其将汽缸停止。
滚子锁定装置40包括摇臂41和滚子42。摇臂41的一个端部与间隙调节装置43接触,并且摇臂41的另一个端部与进气阀44的柄45的末端接触。摇臂41能够以其一个端部作为支撑点摇动以使得其另一个端部接近凸轮轴21或从凸轮轴21分离。
滚子42配置在摇臂41的一个端部与另一个端部之间。如图1所示,当凸轮和滑动装置50定位在轴向方向上的中央位置时,滚子42与低旋转凸轮25的外周壁接触。在这种情况下凸轮和滑动装置50的轴向位置被称为“低旋转位置”。
如以下描述的图9所示,当凸轮和滑动装置50定位在轴向方向上的一侧上时,滚子42与高旋转凸轮30的外周壁接触。在这种情况下凸轮和滑动装置50的轴向位置被称为“高旋转位置”。此外,如以下描述的图12所示,当凸轮和滑动装置50定位在轴向方向上的另一侧上时,滚子42与低负载凸轮35的外周壁接触。在这种情况下凸轮和滑动装置50的轴向位置被称为“低负载位置”。
参照回图1至5,进气阀44是提升阀,并且能够打开或关闭发动机的汽缸的进气口。进气阀44通过弹簧(未示出)在阀关闭方向上被驱使,并且当通过摇臂41被低旋转凸轮25的凸轮凸部27或高旋转凸轮30的凸轮凸部32按压时打开该进气口。
滑动装置50形成圆筒形,并且在轴向方向上在低负载凸轮35的与低旋转凸轮25相反的一侧上邻近低负载凸轮35定位。在轴向方向上延伸的花键内齿形成在滑动装置50的径向内壁上。花键内齿与凸轮轴21的花键外齿啮合。滑动装置50连接到凸轮轴21以便能够传递旋转并且能够在轴向方向上相对位移。滑动装置50的外周壁包括在其周向方向上延伸的接合槽51。接合槽51将会在下文中更详细地描述。
滑动装置50能够在轴向方向上在低旋转位置与高旋转位置之间,并且在低旋转位置与低负载位置之间与凸轮成一体地移动。低旋转位置是将进气阀44与低旋转凸轮25同步的位置。高旋转位置是将进气阀44与高旋转凸轮30同步的位置。低负载位置是将低负载凸轮35接触到滚子42的位置。当滑动装置50在轴向方向上位移时,凸轮与滑动装置50成一体地移动。
在第一阀升程调节装置10中,低旋转位置可以相当于“第一运行位置”,并且高旋转位置可以相当于“第二运行位置”。另一方面,在第二阀升程调节装置11中,低旋转位置可以相当于“第二运行位置”,并且低负载位置可以相当于“第一运行位置”。
致动装置70是线性移动型电磁致动装置,并且固定到汽缸盖12。致动装置70包括限制销71,72和驱动单元73。限制销71,72可以相当于“限制构件”。限制销71,72被设置以使得限制销71,72的轴向方向与滑动装置50的径向方向一致,并且能够在一个方向上位移以接近滑动装置50或从滑动装置50分离。
当接近滑动装置50时,限制销71,72插入到接合槽51中,并且当从滑动装置50分离时,限制销71,72从接合槽51移除。因此,限制销71,72能够插入到接合槽51中并且从接合槽51移除。当插入到接合槽51中时,限制销71,72通过与接合槽51的内壁接合而限制滑动装置50的轴向位置。
驱动单元73包括可往复运动地保持限制销71,72的轴套74、固定在轴套74的内壁上的固定芯75,76、固定到限制销71在轴套74中的末端的可移动芯77、固定到限制销72在轴套74中的末端的可移动芯78、线圈79、和线圈80,该线圈79由围绕固定芯75缠绕的绕组线构成并且在通电时产生磁场,该线圈80由围绕固定芯76缠绕的绕组线构成并且在通电时产生磁场。
可移动芯77包括永磁体,其排斥通过线圈79的磁场磁化的固定芯75。驱动单元73通过线圈79的通电以将可移动芯77从固定芯75分离而将限制销71插入到接合槽51中。同样地,驱动单元73通过停止线圈79的通电以消除固定芯75的磁化而使得限制销71从接合槽51移除。
可移动芯78包括永磁体,其排斥通过线圈80的磁场磁化的固定芯76。驱动单元73通过线圈80的通电以将可移动芯78从固定芯76分离而将限制销72插入到接合槽51中。同样地,驱动单元73通过停止线圈80的通电以消除固定芯76的磁化而使得限制销72从接合槽51移除。
将会参照图1,3至7详细描述滑动装置50的接合槽51。接合槽51的轴向宽度X等于以下量之和:限制销71的端部的轴向长度Y、滑动装置50的滑动量Z、和预定的轴向反冲量。滑动量Z是当滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置时的位移距离。当滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置时的该位移距离与当滑动装置50从低旋转位置位移到低负载位置时的位移距离相同。在本实施例中,接合槽51的轴向宽度X沿滑动装置50的整个周向相同。此外,接合槽51在垂直于滑动装置50的轴向方向的方向上延伸。
接合槽51的内壁中在轴向方向上的一个壁被称为第一壁52,并且接合槽51的内壁中的另一个壁被称为第二壁53,第一壁52包括在滑动装置50的旋转方向的后侧上朝向第二壁53进一步突起的第一突起54。当凸轮和滑动装置50定位在低旋转位置处时,以及当滑动装置50旋转时,在第一突起54在旋转方向上的前壁55与限制销71接合时,前壁55将滑动装置50位移到高旋转位置。
在本实施例中,第一突起54的突起长度与滑动量Z相同。此外,第一突起54在径向方向上的外表面56以与滑动装置50的端部的外周面68相同的表面形状形成而不存在高度差。
第二壁53包括在周向方向上与第一突起54不同的位置处在旋转方向的后侧上朝向第一壁52进一步突起的第二突起58。当凸轮和滑动装置50定位在高旋转位置处时,并且当滑动装置50旋转时,在第二突起58在旋转方向上的前壁59与限制销72接合时,前壁59将滑动装置50位移到低旋转位置。
在本实施例中,第二突起58的突起长度与滑动量Z相同。此外,第二突起58在径向方向上的外表面60以与滑动装置50的端部的外周面68相同的表面形状形成而不存在高度差。
接合槽51的底壁包括第一基面62、第二基面63、第一上升表面64、第一下降表面65、第二上升表面66、和第二下降表面67。第一基面62在旋转方向上从第一突起54到第二突起58定位,并且以预定深度D在滑动装置50的周向方向上从外周面68延伸。第二基面63在旋转方向上从第二突起58到第一突起54定位,并且以预定深度D在周向方向上从外周面68延伸。
假定第一突起54在旋转方向上的后端57的周向位置被称为第一后端位置,第一上升表面64定位在第一基面62与第一后端位置之间,并且第一上升表面64距外周面68的深度在旋转方向的后侧上变小。第一下降表面65定位在第一后端位置与第二基面63之间,并且第一下降表面65距外周面68的深度在旋转方向的后侧上变大。
假定第二突起58在旋转方向上的后端61的周向位置被称为第二后端位置,第二上升表面66定位在第二基面63与第二后端位置之间,并且第二上升表面66距外周面68的深度在旋转方向的后侧上变小。第二下降表面67定位在第二后端位置与第一基面62之间,并且第二下降表面67距外周面68的深度在旋转方向的后侧上变大。
第一基面62、第一上升表面64、第一下降表面65、第二基面63、第二上升表面66、和第二下降表面67形成以使得其距外周面68的深度在周向方向上连续改变。第一突起54和第一下降表面65以其间在周向方向上没有高度差的方式连接。第二突起58和第二下降表面67以其间在周向方向上没有高度差的方式连接。
驱动单元73的功能将会参照图1,9和11详细描述。在滑动装置50从图1中的低旋转位置位移到图9中的高旋转位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致时,驱动单元73开始将限制销71插入到接合槽51中的操作。在滑动装置50从低旋转位置移动到高旋转位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一上升表面64一致时,驱动单元73停止通电。
在滑动装置50从图9中的高旋转位置位移到图1中的低旋转位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致时,驱动单元73开始将限制销71插入到接合槽51中的操作。在滑动装置50从高旋转位置移动到低旋转位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二上升表面66一致时,驱动单元73停止通电。
在滑动装置50从图12中的低负载位置位移到图1中的低旋转位置的情况下,当限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致时,驱动单元73开始将限制销72插入到接合槽51中的操作。在滑动装置50从低负载位置移动到低旋转位置的情况下,当限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一上升表面64一致时,驱动单元73停止通电。
在滑动装置50从图1中的低旋转位置位移到图12中的低负载位置的情况下,当限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致时,驱动单元73开始将限制销72插入到接合槽51中的操作。在滑动装置50从低旋转位置移动到低负载位置的情况下,当限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二上升表面66一致时,驱动单元73停止通电。
将会参照图1和8至17描述阀系统20的运行。当滑动装置50定位在如图1所示的低旋转位置处时,在凸轮轴21旋转时,低旋转凸轮25的旋转运动通过滚子42传递到摇臂41,并且随后转化为进气阀44的线性往复运动。
在图1的状态中,当发动机转速已经到达高旋转区域,例如,在限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致时,驱动单元73开始将限制销71插入到接合槽51中的操作。上述操作的开始位置相当于图14中的“开”箭头的起点。限制销71在其在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致之后并且在其到达第二下降表面67之前插入到接合槽51中。
当滑动装置50与凸轮轴21一起旋转并且限制销71如图8所示插入接合槽51时,滑动装置50的第一突起54的前壁55与限制销71接合,以使得滑动装置50的轴向位置被限制,并且滑动装置50从而如图8中的箭头A1指示的朝向高旋转位置滑动。当滑动装置50朝向高旋转位置滑动时,驱动单元73停止通电。在此时,限制销71被接合槽51的第一上升表面64径向向外按压,并且限制销71从接合槽51移除以如图14中的“返回”箭头所示在径向向外方向上返回。停止通电的位置相当于图14中的“开”箭头的终点,并且相当于图14中的“切换”箭头的起点。
当滑动装置50定位在如图9所示的高旋转位置处时,在凸轮轴21旋转时,高旋转凸轮30的旋转运动通过滚子42传递到摇臂41以转化为进气阀44的线性往复运动。在高旋转凸轮30的旋转运动转化为进气阀44的线性往复运动的情况下的阀升程大于在低旋转凸轮25的旋转运动转化为进气阀44线性往复运动的情况下的阀升程。
在图9的状态中,当发动机转速已经到达低旋转区域时,例如,在限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致时,驱动单元73开始将限制销71插入到接合槽51中的操作。上述操作的开始位置相当于图15中的“开”箭头的起点。限制销71在其在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致之后并且在其到达第一下降表面65之前插入到接合槽51中。
当滑动装置50与凸轮轴21一起旋转并且限制销71如图10所示插入接合槽51时,滑动装置50的第二突起58的前壁59与限制销71接合,以使得滑动装置50的轴向位置被限制,并且滑动装置50从而如图10中的箭头A2指示朝向低旋转位置滑动。当滑动装置50朝向低旋转位置滑动时,驱动单元73停止通电。在此时,限制销71被接合槽51的第二上升表面66径向向外按压,并且限制销71从接合槽51移除以如图15中的“返回”箭头所示在径向向外方向上返回。停止通电的位置相当于图15中的“开”箭头的终点,并且相当于图15中的“切换”箭头的起点。
在图12的状态中,当发动机的运行状态已经到达低负载区域时,在限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致时,驱动单元73开始将限制销72插入到接合槽51中的操作。上述操作的开始位置相当于图16中的“开”箭头的起点。限制销72在其在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致之后并且在其到达第一下降表面65之前插入到接合槽51中。
当滑动装置50与凸轮轴21一起旋转并且限制销72如图11所示插入接合槽51时,滑动装置50的第二突起58的前壁59与限制销72接合,以使得滑动装置50的轴向位置被限制,并且滑动装置50从而如图11中的箭头A3指示朝向低负载位置滑动。当滑动装置50朝向低负载位置滑动时,驱动单元73停止通电。在此时,限制销72被接合槽51的第二上升表面66径向向外按压,并且限制销72从接合槽51移除以如图16中的“返回”箭头所示在径向向外方向上返回。停止通电的位置相当于图16中的“开”箭头的终点,并且相当于图16中的“切换”箭头的起点。
当滑动装置50如图12所示定位在低负载位置处时,凸轮轴21的旋转不摇动摇臂41,以使得进气阀44不打开或关闭。因此,相应的汽缸被停止,并且燃料效率从而改进。此外,在混合动力汽车中,例如,能量再生效率提高。
在图12的状态中,当发动机的运行状态已经离开低负载区域时,在限制销72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致时,驱动单元73开始将限制销72插入到接合槽51中的操作。上述操作的开始位置相当于图17中的“开”箭头的起点。限制销72在其在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致之后并且在其到达第二下降表面67之前插入到接合槽51中。
当滑动装置50与凸轮轴21一起旋转并且限制销72如图13所示插入接合槽51时,滑动装置50的第一突起54的前壁55与限制销72接合,以使得滑动装置50的轴向位置被限制,并且滑动装置50从而如图13中的箭头A4指示朝向低旋转位置滑动。当滑动装置50朝向低旋转位置滑动时,驱动单元73停止通电。在此时,限制销72被接合槽51的第一上升表面64径向向外按压,并且限制销72从接合槽51移除以如图17中的“返回”箭头所示在径向向外方向上返回。停止通电的位置相当于图17中的“开”箭头的终点,并且相当于图17中的“切换”箭头的起点。
如上所述,在本实施例中,滑动装置50的接合槽51的轴向宽度X大于限制销71的端部的轴向长度Y与滑动装置50的滑动量Z之和。接合槽51的第一壁52包括第一突起54,其在旋转方向的后侧上朝向第二壁53进一步突起并且在滑动装置50旋转时当与限制销71接合时将滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置。
第二壁53包括第二突起58,其在周向方向上与第一突起54不同的位置处在旋转方向的后侧上朝向第一壁52进一步突起并且在滑动装置50旋转时当与限制销71接合时将滑动装置50从高旋转位置位移到低旋转位置。因此,根据本实施例的阀升程调节装置10,11,滑动装置50能够通过单个限制销71在低旋转位置与高旋转位置之间位移。
在本实施例中,第二突起58在滑动装置50旋转时当与限制销72接合时将滑动装置50从低旋转位置位移到低负载位置。第一突起54在滑动装置50旋转时当与限制销72接合时将滑动装置50从低负载位置位移到低旋转位置。因此,在本实施例中,滑动装置50能够通过单个限制销72在低旋转位置与低负载位置之间位移。
当滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置时,限制销71可以在限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致之后并且在其下一次到达第一突起54之前插入到接合槽51中。这应用到以下情况中:滑动装置50从高旋转位置位移到低旋转位置的情况、滑动装置50从低旋转位置位移到低负载位置的情况、和滑动装置50从低负载位置位移到低旋转位置的情况。
因此,例如,在突起54,58在周向方向上的比例等于或小于滑动装置50的整个周向的1/4的情况下,驱动单元73能够在滑动装置50旋转约3/4周的同时将限制销71插入到接合槽51中。因此,即使驱动单元73的操作速度相对较慢,限制销71也能够可靠地插入到接合槽51中。因此,在本实施例中,驱动单元73的大小能够减小以协助阀系统20的安装空间的确保。
在本实施例中,接合槽51的底壁包括在第一突起54和第一上升表面64在旋转方向上的后侧上的第一下降表面65,并且包括在第二突起58和第二上升表面66在旋转方向上的后侧上的第二下降表面67。其结果是,当滑动装置50在限制销71插入接合槽51的情况下旋转时,在插入的限制销71通过上升表面64,66返回之后,限制销71朝向基面62,63逐渐突起,在下降表面65,67上滑动。由此,当接触到基面62,63时,限制销71的回弹能够避免。从而,限制销71与接合槽51之间的接合由该回弹引起的分离能够防止。
在本实施例中,第一基面62、第一上升表面64、第一下降表面65、第二基面63、第二上升表面66、和第二下降表面67形成以使得其距外周面68的深度在周向方向上连续改变。因此,当滑动装置50在限制销71插入接合槽51的情况下旋转时,限制销71在径向方向上的移动能够变得平滑。因此,限制销71的回弹能够避免。
在本实施例中,第一突起54和第一下降表面65以在周向方向上在其间没有高度差的方式连接。此外,第二突起58和第二下降表面67以在周向方向上在其间没有高度差的方式连接。因此,当突起以便与突起54,58接触的限制销71相对位移到下降表面65,67上时,限制销71的回弹能够避免。
在本实施例中,当滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置时,并且当滑动装置50从低负载位置位移到低旋转位置时,在限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致之后并且在其到达第二下降表面67之前驱动单元73将限制销71插入到接合槽51中。因此,限制销71在第一基面62上的回弹能够可靠地避免。
在本实施例中,当滑动装置50从高旋转位置位移到低旋转位置时,并且当滑动装置50从低旋转位置位移到低负载位置时,在限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二突起58一致之后并且在其到达第一下降表面65之前驱动单元73将限制销71插入到接合槽51中。因此,限制销71在第二基面63上的回弹能够可靠地避免。
在本实施例中,驱动单元73是电磁类型的,其在通电时将限制销71朝向滑动装置50位移并且在停止通电时使得限制销71径向向外位移。此外,在滑动装置50从低旋转位置位移到高旋转位置的情况下,并且在滑动装置50从低负载位置位移到低旋转位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一上升表面64一致时,驱动单元73停止通电。
在滑动装置50从高旋转位置位移到低旋转位置的情况下,并且在滑动装置50从低旋转位置位移到低负载位置的情况下,当限制销71在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第二上升表面66一致时,驱动单元73停止通电。因此,通过第一上升表面64或第二上升表面66在径向向外方向上按压限制销71的操作,限制销71能够在径向向外方向上可靠地返回。
将会描述以上实施例的修改。
在修改中,接合槽的轴向宽度可以在周向方向上不同。在修改中,接合槽可以形成以相对于轴向方向具有预定角度。
在修改中,第一突起和第二突起的突起长度可以与滑动装置的滑动量不同。在修改中,第一突起在径向方向上的外表面和第二突起在径向方向上的外表面可以形成以相对于滑动装置的端部的外周面具有高度差。在修改中,第一突起和第二突起与滑动装置可以分别配置。
在修改中,阀升程调节装置可以在排气阀的阀系统中使用。在修改中,阀升程调节装置不仅可以在配置有具有摇臂的滚子锁定装置的阀系统中使用,而且可以在另一种类型的阀系统中使用。
在修改中,可以配置单个阀升程调节装置,或可以配置三个或更多的阀升程调节装置用于发动机阀。在修改中,可以提供具有与低旋转凸轮和高旋转凸轮不同的形状的凸轮以替代低负载凸轮。在修改中,凸轮和滑动装置可以分别配置。
在修改中,凸轮和滑动装置可以通过花键配合以外的配合方式连接到凸轮轴。在修改中,与凸轮轴啮合的花键内齿可以形成在凸轮和滑动装置的至少一部分处。
在修改中,高旋转凸轮的凸轮轮廓和低旋转凸轮的凸轮轮廓可以有任意区别。例如,它们可以具有相同的最大凸轮升程并且可以具有不同的凸轮运行角。替代地,它们可以具有相同的凸轮运行角并且可以具有不同的最大凸轮升程。此外,它们可以具有相同的最大凸轮升程和凸轮运行角并且可以具有不同的阀打开和关闭时间。
在修改中,在滑动装置从低旋转位置位移到高旋转位置的情况下,并且在滑动装置从低负载位置位移到低旋转位置的情况下,在限制销在周向方向上相对于滑动装置的位置与第一突起一致之后并且在其接着到达第一突起之前,驱动单元可以开始将限制销插入到接合槽中的操作。
在修改中,在滑动装置从高旋转位置位移到低旋转位置的情况下,并且在滑动装置从低旋转位置位移到低负载位置的情况下,在限制销在周向方向上相对于滑动装置的位置与第二突起一致之后并且在其接着到达第二突起之前,驱动单元可以开始将限制销插入到接合槽中的操作。
在修改中,在滑动装置从低旋转位置位移到高旋转位置的情况下,并且在滑动装置从低负载位置位移到低旋转位置的情况下,在限制销在周向方向上相对于滑动装置的位置与第一上升表面一致之后并且在其接着经过第一后端位置之前,驱动单元可以停止通电。
在修改中,在滑动装置从高旋转位置位移到低旋转位置的情况下,并且在滑动装置从低旋转位置位移到低负载位置的情况下,在限制销在周向方向上相对于滑动装置的位置与第一上升表面一致之后并且在其接着经过第一后端位置之前,驱动单元可以停止通电。
本公开不限制到上述实施例中,并且能够以各种方式体现而不背离本公开的范围。
综上所述,以上实施例的阀升程调节装置10,11能够如下描述。
用于调节发动机的发动机阀44的阀升程的阀升程调节装置10,11包括配合到凸轮轴21的第一板凸轮25,35和第二板凸轮30,25、具有在其径向外壁上包括接合槽51的圆筒形形状并且连接到凸轮轴21以便能够传递旋转并且能够在轴向方向上相对位移的滑动装置50、能够插入到滑动装置50的接合槽51中并且能够从接合槽51移除的限制构件71,72、和执行将限制构件71,72插入到接合槽51中的操作的驱动单元73。
滑动装置50能够在轴向方向上在发动机阀44与第一板凸轮25,35同步的第一运行位置与发动机阀44与第二板凸轮30,25同步的第二运行位置之间与第一板凸轮25,35和第二板凸轮30,25成一体地位移。滑动装置50的接合槽51的轴向宽度X等于或大于限制构件71,72的端部的轴向长度Y与滑动装置50的滑动量Z之和。
接合槽51的内壁中在轴向方向上的一个壁52包括第一突起54,其在滑动装置50的旋转方向的后侧上朝向另一个壁53进一步突起并且在滑动装置50旋转时当与限制构件71,72接合时将滑动装置50位移到第二运行位置。另一个壁53包括第二突起58,其在周向方向上与第一突起54不同的位置处在旋转方向的后侧上朝向一个壁52进一步突起并且在滑动装置50旋转时当与限制构件71,72接合时将滑动装置50位移到第一运行位置。
因此,滑动装置50能够通过单个限制构件71,72位移到两个轴向位置。此外,在滑动装置50从第一运行位置位移到第二运行位置的情况下,在限制构件71,72在周向方向上相对于滑动装置50的位置与第一突起54一致之后并且在其下一次到达第一突起54之前,限制构件71,72可以插入到接合槽51中。在滑动装置50从第二运行位置位移到第一运行位置的情况下也同样适用。
因此,例如,在突起54,58在周向方向上的比例等于或小于滑动装置50的整个周向的1/4的情况下,驱动单元73能够在滑动装置50旋转约3/4周的同时将限制构件71,72插入到接合槽51中。因此,即使驱动单元73的操作速度相对较慢,限制构件71,72也能够可靠地插入到接合槽51中。
尽管本公开已经参照其实施例描述,需要理解的是本公开不限制到实施例和结构中。本公开意图于覆盖各种修改和等同布置。此外,除上述各种组合和构造外,包括更多、更少或单一元件的其它组合和构造,也在本公开的精神和范围中。

Claims (8)

1.一种用于调节内燃机的发动机阀(44)的阀升程的阀升程调节机构,所述阀升程调节机构包括:第一阀升程调节装置(10)和第二阀升程调节装置(11),所述第一阀升程调节装置(10)包括:
第一板凸轮(25),所述第一板凸轮(25)配合到与发动机的输出轴成一体地旋转的凸轮轴(21),以便能够传递旋转并且能够在凸轮轴(21)的轴向方向上相对位移并且能够将所述凸轮轴(21)的所述旋转运动转化为所述发动机阀(44)的线性往复运动;
第二板凸轮(30),第二板凸轮(30)配合到所述凸轮轴(21)以便能够传递旋转并且能够在所述轴向方向上相对位移并且能够将所述凸轮轴(21)的所述旋转运动转化为所述发动机阀(44)的所述线性往复运动,其中所述第二板凸轮(30)具有与所述第一板凸轮(25)不同的凸轮轮廓;
圆筒形的滑动装置(50),所述滑动装置(50)结合到所述凸轮轴(21)以便能够传递旋转并且能够在所述轴向方向上相对位移并且包括沿周向方向在所述滑动装置(50)的径向外壁上延伸的接合槽(51),其中所述滑动装置(50)能够在所述发动机阀(44)与所述第一板凸轮(25)同步的第一运行位置与所述发动机阀(44)与所述第二板凸轮(30)同步的第二运行位置之间与所述第一板凸轮(25)和所述第二板凸轮(30)成一体地轴向移动;
第一限制构件(71),所述第一限制构件(71)能够插入所述接合槽(51)并且从所述接合槽(51)移除,其中当所述第一限制构件(71)插入到所述接合槽(51)中时,所述第一限制构件(71)与所述接合槽(51)的内壁接合以便能够限制所述滑动装置(50)的轴向位置;以及
驱动单元(73),所述驱动单元(73)配置以操作所述第一限制构件(71)插入到所述接合槽(51)中,其中:
所述接合槽(51)的轴向宽度(X)等于或大于所述第一限制构件(71)的端部在所述轴向方向上的长度(Y)与所述滑动装置(50)的滑动量(Z)之和;
接合槽(51)的所述内壁在所述轴向方向上包括一个壁(52)和另一个壁(53);
所述一个壁(52)包括第一突起(54),所述第一突起(54)在所述滑动装置(50)的旋转方向的后侧上朝向所述另一个壁(53)进一步突起并且在所述滑动装置(50)旋转时当所述第一突起(54)与所述第一限制构件(71)接合时将所述滑动装置(50)位移到所述第二运行位置;
所述另一个壁(53)包括第二突起(58),所述第二突起(58)在所述滑动装置(50)的所述周向方向上与所述第一突起(54)不同的位置处在所述旋转方向的后侧上朝向所述一个壁(52)进一步突起并且在所述滑动装置(50)旋转时当所述第二突起(58)与所述第一限制构件(71)接合时将所述滑动装置(50)位移到所述第一运行位置;
所述接合槽(51)构成第二阀升程调节装置(11),所述第二阀升程调节装置(11)包括与所述第一板凸轮(25)和所述第二板凸轮(30)不同的第三板凸轮(35)以及与所述第一限制构件(71)不同的第二限制构件(72);
所述第二阀升程调节装置(11)使所述滑动装置(50)能够在所述第一运行位置和第三运行位置之间移动,在所述第三运行位置,所述发动机阀(44)与所述第三板凸轮(35)同步;
所述接合槽(51)能够与所述第二限制构件(72)接合;以及
所述第一阀升程调节装置(10)和所述第二阀升程调节装置(11)共同使用所述接合槽(51)。
2.根据权利要求1所述的阀升程调节机构,其中所述接合槽(51)的所述轴向宽度(X)沿所述滑动装置(50)的整个周向相同。
3.根据权利要求1所述的阀升程调节机构,其中所述接合槽(51)在垂直于所述轴向方向的方向上延伸。
4.根据权利要求1所述的阀升程调节机构,其中:
所述第一突起(54)在所述旋转方向上的后端(57)的周向位置是第一后端位置;
所述第二突起(58)在所述旋转方向上的后端(61)的周向位置是第二后端位置;以及
所述接合槽(51)的底壁包括:
第一基面(62),所述第一基面(62)在所述旋转方向上从所述第一突起(54)到所述第二突起(58)定位并且在所述周向方向上以距所述滑动装置(50)的径向外表面(68)预定深度(D)延伸;
第二基面(63),所述第二基面(63)在所述旋转方向上从所述第二突起(58)到所述第一突起(54)定位并且在所述周向方向上以距所述径向外表面(68)所述预定深度(D)延伸;
第一上升表面(64),所述第一上升表面(64)定位在所述第一基面(62)与所述第一后端位置之间并且在所述旋转方向的后侧上具有距所述径向外表面(68)更小的深度;
第一下降表面(65),所述第一下降表面(65)定位在所述第一后端位置与所述第二基面(63)之间并且在旋转方向的后侧上具有距所述径向外表面(68)更大的深度;
第二上升表面(66),所述第二上升表面(66)定位在所述第二基面(63)与所述第二后端位置之间并且在所述旋转方向的后侧上具有距所述径向外表面(68)更小的深度;以及
第二下降表面(67),所述第二下降表面(67)定位在所述第二后端位置与所述第一基面(62)之间并且在所述旋转方向的后侧上具有距所述径向外表面(68)更大的深度。
5.根据权利要求4所述的阀升程调节机构,其中所述第一基面(62)、所述第一上升表面(64)、所述第一下降表面(65)、所述第二基面(63)、所述第二上升表面(66)、和所述第二下降表面(67)被形成以在周向方向上连续改变距所述径向外表面(68)的深度。
6.根据权利要求4所述的阀升程调节机构,其中:
所述第一突起(54)和所述第一下降表面(65)以其间在所述周向方向上没有高度差的方式连接;以及
所述第二突起(58)和所述第二下降表面(67)以其间在所述周向方向上没有高度差的方式连接。
7.根据权利要求4所述的阀升程调节机构,其中:
当将所述滑动装置(50)从所述第一运行位置位移到所述第二运行位置时,在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)在周向方向上相对于所述滑动装置(50)的位置与所述第一突起(54)一致之后并且在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)到达所述第二下降表面(67)之前,所述驱动单元(73)将所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)插入到所述接合槽(51)中;以及
当将所述滑动装置(50)从所述第二运行位置位移到所述第一运行位置时,在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)在周向方向上相对于所述滑动装置(50)的位置与所述第二突起(58)一致之后并且在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)到达所述第一下降表面(65)之前,所述驱动单元(73)将所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)插入到所述接合槽(51)中。
8.根据权利要求4所述的阀升程调节机构,其中:
所述驱动单元(73)是电磁类型的,所述驱动单元(73)在所述驱动单元(73)通电时产生磁力以将所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)朝向所述滑动装置(50)位移并且在停止通电时使得所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)在与所述滑动装置(50)相反的方向上位移;
当将所述滑动装置(50)从所述第一运行位置位移到所述第二运行位置时,在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)在周向方向上相对于所述滑动装置(50)的位置与所述第一基面(62)一致之后并且在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)到达所述第一后端位置之前,所述驱动单元(73)停止通电;以及
当将所述滑动装置(50)从所述第二运行位置位移到所述第一运行位置时,在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)在周向方向上相对于所述滑动装置(50)的位置与所述第二基面(63)一致之后并且在所述第一限制构件(71)或所述第二限制构件(72)到达所述第二后端位置之前,所述驱动单元(73)停止通电。
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