CN103452657B

CN103452657B - 具有可变气门定时机构的发动机

Info

Publication number: CN103452657B
Application number: CN201310206765.6A
Authority: CN
Inventors: 西桥知博
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: DE102013008938B4; JP2013245636A; US8857402B2; US20130319355A1; CN103452657A; DE102013008938A1

Abstract

提供一种具有可变气门定时机构的发动机。链条盒的支座装配部设置有支架装配座表面部，发动机侧支座支架装配到该支架装配座表面部，并且链条盒的支座装配部是与支架装配座表面部下方的并且在内侧空间部中的液压控制阀装配部一体化设置的。用于将链条盒紧固到气缸盖的紧固部布置在支座装配部的内侧空间部中，并且在液压控制阀装配部和支架装配座表面部之间。

Description

具有可变气门定时机构的发动机

技术领域

本发明涉及具有可变气门定时机构的发动机，并且尤其涉及所具有的可变气门定时机构具有覆盖定时链条的链条盒的发动机。

背景技术

在安装于车辆上的发动机中，覆盖定时链条的链条罩装配到具有气缸体和气缸盖的发动机体。此外，已经知道具有用于改变气门定时的可变气门定时机构（variable valve timing mechanism,VVT）的发动机。该可变气门定时机构将液压致动器装配到由气缸盖可枢转地支撑的凸轮轴的端部，将液压控制阀装配到覆盖定时链条的链条盒，并且根据来自液压控制阀的液压油的供应状态操作致动器，从而改变气门定时。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2008-174116

专利文献2：JP-A-2008-215323

在根据专利文献1的发动机的链条盒结构中，链条盒设置有液压控制阀装配到的液压控制阀装配部和在曲柄轴线方向上膨起的支座装配部，并且在该液压控制阀和该支座装配部之间布置有紧固部。根据专利文献2的具有可变气门定时机构的发动机具有如下结构：链条盒设置有在曲柄轴线方向上膨起的支座装配部、吸气侧液压控制阀装配部和排气侧液压控制阀装配部，并且吸气侧液压控制阀装配部和排气侧液压控制阀装配部连接到支座装配部的一侧。此外，将链条盒紧固到发动机体（气缸盖）的紧固部设置在支座装配部或吸气侧液压控制阀装配部的上方并且在致动器罩部的下方。

根据专利文献1的结构，液压控制阀装配部设置在支座装配部上方，并且紧固部设置在液压控制阀装配部下方。因此，当螺栓插入到紧固部中并且强力地（过度地）拧紧时，液压控制阀装配部的外周因螺栓的轴向力（或紧固力）而变形。因此，在液压控制阀装配部和液压控制阀之间可能出现扭曲，以致液压油可能从液压控制阀的端口泄漏到外部。结果，当改变可变气门定时机构的相位时，不能确保足够的油压（液压油压力），以致可变气门定时机构的相位改变的速度（响应性）可能降低。此外，根据上述结构，由于支座装配部形成在液压控制阀装配部和紧固部下方，所以支座装配部在高度方向上位于链条盒的中心。因此，当以摆动支座（悬架）方式支撑发动机时，支座装配部接近发动机转动方向上的弹性主轴。因此，难以抑制在车辆加速时出现的大扭矩（或高扭矩），以致不能减小发动机的振动。

根据专利文献2的结构，紧固件布置在形成为致动器罩部和支座装配部（或吸气侧液压控制阀装配部）之间的谷的平坦区域中。因此，当螺栓插入紧固部并且强力地（过度地）拧紧时，形成为致动器罩部和支座装配部（或吸气侧液压控制阀装配部）之间的谷的平坦区域被削弱，以致紧固件的外周因螺栓的轴向力而变形或扭曲。此外，在液压控制阀装配部的周围可能出现扭曲。并且，发动机侧支座支架装配到吸气侧液压控制阀装配部的上侧。因此，当车辆行驶或发动机驱动时，发动机侧支座支架的负荷或振动直接传到吸气侧液压控制阀装配部，以致吸气侧液压控制阀装配部的外周因该振动而变形，并且液压油可能因此而从液压控制阀的端口泄漏到外部。结果，当改变可变气门定时机构的相位时，不能确保足够的油压（液压油压力），以致可变气门定时机构的相位改变的速度（响应性）可能降低。此外，根据上述结构，由于只有吸气侧液压控制阀装配部和排气侧液压控制阀装配部的前端部连接到支座装配部，所以在支座装配部的内侧形成有凹部。因此，支座装配部的刚性不足，并且支座装配部易于因发动机的振动而振动，以致不能获得充分降低发动机振动的效果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有能够防止可变气门定时机构的响应性降低并且能够减小发动机振动的可变气门定时机构的发动机。

为了实现上述目的，根据本发明的实施方式的一方面，提供一种具有可变气门定时机构的发动机，包括：气缸体；曲轴，其由所述气缸体可转动地支撑；气缸盖，其安装在所述气缸体的上部；一对吸气和排气凸轮轴，其由所述气缸盖可转动地支撑；曲柄链轮，其装配到所述曲轴；一对吸气和排气凸轮链轮，其装配到所述吸气和排气凸轮轴；定时链条，其缠绕在所述曲柄链轮和所述吸气和排气凸轮链轮上；致动器，其装配到所述吸气和排气凸轮轴中的至少一个凸轮轴，并且利用从液压控制阀提供的液压油动作，以相对于所述曲轴改变所述凸轮轴的转动相位；以及链条盒，当在曲柄轴线方向上观看所述发动机时，所述链条盒在宽度方向上具有接合到所述气缸体和所述气缸盖的两个侧部和连接到气缸盖罩的上端部，并且所述链条盒覆盖所述定时链条，其中所述链条盒设置有覆盖所述致动器并且沿着与所述气缸盖罩相配合的表面在所述曲柄轴线方向上膨起的致动器罩部、在所述致动器罩部下方在所述曲柄轴线方向上膨起并且连接到发动机侧支座支架的支座装配部、以及其中装配有所述液压控制阀的液压控制阀装配部，其中邻近所述液压控制阀装配部设置有用于将所述链条盒紧固到所述气缸盖的紧固部。所述支座装配部设置有所述发动机侧支座支架装配到的支架装配座表面部，并且所述支座装配部一体地设置有在所述支架装配座表面部下方并且在内侧空间部的所述液压控制阀装配部。所述紧固部布置在所述支座装配部的内侧空间部，并且在所述液压控制阀装配部与所述支架装配座表面部之间，其中所述链条盒形成有从其外壁表面向所述致动器罩部立起的台阶部，并且其中所述紧固部布置在所述台阶部处，并且所述支架装配座表面部布置在所述台阶部上方。

根据本发明，可以防止可变气门定时机构的响应性降低并且能够减小发动机的振动。

附图说明

图1是示出车辆前部的平面图(示例性实施方式)。

图2是示出车辆前部的右视图(示例性实施方式)。

图3是示出车辆前部的前视图（示例性实施方式）。

图4是发动机的侧视图（示例性实施方式）。

图5是发动机的前视图（示例性实施方式）。

图6是从发动机体侧（内壁表面侧）所见的示出链条盒的视图（示例性实施方式）。

图7是沿着图6中VII-VII线取得的链条盒的截面图（示例性实施方式）。

图8是其中省略链条盒的发动机的侧视图（示例性实施方式）。

图9是链条盒的透视图（示例性实施方式）。

图10是例示摆动支座（悬架）方式的动力单元的平面图（示例性实施方式）。

图11是例示摆动支座（悬架）方式的动力单元的后视图（示例性实施方式）。

具体实施方式

本发明通过将支座装配部和液压控制阀装配部一体化实现了防止可变气门定时机构的响应性降低和减小发动机振动的目的。

示例性实施方式

图1至图11示出本发明的示例性实施方式。在图1至图3中，附图标记‘1’表示车辆，附图标记‘2’表示车体，附图标记‘3L’表示左前轮，附图标记‘3R’表示右前轮，附图标记‘4L’表示左侧构件，附图标记‘4R’表示右侧构件，附图标记‘5’表示副车架，附图标记‘6’表示发动机罩，附图标记‘7’表示前格栅，附图标记‘8’表示前围板，以及附图标记‘9’表示发动机舱。在发动机舱9中布置有动力单元10。动力单元10具有曲柄轴线CL朝向车辆宽度方向X的水平布置的发动机11和连接到发动机11的左端部的变速器12。该发动机和变速器一体化地配置而成。发动机11是三缸发动机，并且包括具有气缸体13和安装在气缸体13的上部的气缸盖14的发动机体15、装配到气缸体13的下部的油盘16和装配到气缸盖14的上部的气缸盖罩17。吸气设备18设置在气缸盖14的后部。吸气设备18具有布置在发动机11的前方的吸气歧管19。此外，排气设备20设置到气缸盖14的前方。排气设备20具有布置在发动机11的前方的排气歧管21和连接到排气歧管21的排气管23，并且催化剂22装配到排气管23。

气缸体13可转动地支撑曲轴24。曲柄链轮25装配到曲轴24的右端部。吸气凸轮轴26和排气凸轮轴27作为一对凸轮轴由气缸盖14可转动地支撑。吸气凸轮链轮28装配到吸气凸轮轴26的右端部。排气凸轮链轮29装配到排气凸轮轴27的右端部。如图8中所示，定时链条30缠绕在曲柄链轮25、吸气凸轮链轮28和排气凸轮链轮29上。覆盖定时链条30的链条盒31装配到发动机体15的右端部。当从曲柄轴线CL观看发动机11时，链条盒31的宽度方向上的两个侧部接合到气缸体13和气缸盖14，并且其上端部连接到气缸盖罩17。

动力单元10在其左侧利用变速器侧安装机构32的变速器侧支座支架33支撑到左侧构件4L，在其右侧利用发动机侧安装机构34的发动机侧支座支架35支撑到右侧构件4R，并且在其后侧利用后侧安装机构36的扭杆37支撑到副车架5。同时，如图1和图3中所示，动力单元10的重心G在发动机11侧位于动力单元轴线PL上。

发动机11设置有可变气门定时机构（VVT）38。在可变气门定时机构38中，作为液压致动器的吸气致动器39装配到吸气凸轮轴26的右端部。吸气致动器39利用从装配到链条盒31的吸气液压控制阀40提供的液压油动作，并且相对于曲轴24改变吸气凸轮轴26的转动相位。此外，作为液压致动器的排气致动器41装配到排气凸轮轴27的右端部。排气致动器41利用从装配到链条盒31的排气液压控制阀42提供的液压油动作，并且相对于曲轴24改变排气凸轮轴27的转动相位。如图6中所示，面对发动机体5的链条盒31的内表面壁43形成有具有多个油流动孔的液压油分配回路部44。

如图7和图9中所示，链条盒31与覆盖吸气致动器39并且沿着与气缸盖罩17配合的表面45在曲柄轴线CL方向上膨起的致动器罩部46、在致动器罩部46下方在曲柄轴线CL方向上膨起并且连接到发动机侧支座支架35的支座装配部47以及装配有吸气液压控制阀40 和排气液压控制阀42的吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49一体化地设置而成。吸气侧液压控制阀40具有多个吸气侧油口50，并且从吸气侧液压控制阀装配部48的车辆前方插入到形成在吸气侧液压控制阀装配管部51的吸气侧液压控制阀装配孔52中。排气侧液压控制阀42具有多个排气侧油口53，并且从排气侧液压控制阀装配部49的车辆前方插入到形成在排气侧液压控制阀装配管部54的排气侧液压控制阀装配孔55中。在此情况下，吸气侧液压控制阀装配孔52和排气侧液压控制阀装配孔55朝向车辆的前后方向Y，并且在上下方向上并排设置而成。此外，吸气侧液压控制阀装配孔52布置在排气侧液压控制阀装配孔55上方。此外，用于将链条盒31紧固到气缸盖14的紧固部56设置在邻近吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49的位置处。紧固部56具有形成有螺栓插入孔57的螺栓插入管部58和插入到螺栓插入管部58中的螺栓59。如图7中所示，螺栓59经由螺栓插入孔57螺旋插入到形成在气缸盖14中的螺栓螺纹孔60中。螺栓插入管部58被设置为从链条盒31的外壁表面61向右突出。

如图7和图9中所示，支座装配部47具有发动机侧支座支架35装配到的支架装配座表面部62，并且还一体化地具有在支架装配座表面部62下方由一对竖直肋条63、63和水平肋条64形成的内侧空间部65中的吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49。此外，紧固部56布置在支座装配部47的内侧空间部65中，并且在吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49与支架装配座表面部62之间。

如上所述，支座装配部47具有发动机侧支座支架35装配到的支架装配座表面部62，并且在支架装配座表面部62下方的由一对竖直肋条63、63和水平肋条64形成的内侧空间部65中还一体化地具有吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49。利用上述结构，支座装配部47和液压控制阀装配部48、49可以一体化地形成，从而可以增加支座装配部47的刚性。

此外，如图7和图9中所示，支座装配部47具有发动机侧支座支架35装配到的支架装配座表面部62，并且在支架装配座表面部62下方的由一对竖直肋条63、63和水平肋条64形成的内侧空间部65中还一体化地具有吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49。此外，紧固部56布置在支座装配部47的内侧空间部65中，并且在吸气侧液压控制阀装配部48和排气侧液压控制阀装配部49与支架装配座表面部62之间。利用上述结构，具有高刚性的支座装配部47形成有用于紧固链条盒31的宽度方向上的中部和气缸盖14的紧固部56，并且紧固部56布置在液压控制阀装配部48、49和支架装配座表面部62之间。因此，可以利用从链条盒31膨起的支座装配部47、支架装配座表面部62、液压控制阀装配部48、49等提高紧固部56的外周的刚性。

此外，在将链条盒31紧固到气缸盖14时，当螺栓59插入到紧固部56的螺栓插孔57中并且链条盒31通过插入的螺栓58装配到气缸盖14时，紧固部56的外周的刚性变高，从而可以防止紧固部56的外周因螺栓59的轴向力（或紧固力）而变形。因此，当螺栓59被紧固到紧固部56中时，抑制了液压控制阀40、42插入的液压控制阀装配孔52、55的液压控制阀装配管部51、54以及液压控制阀40、42和液压控制阀装配部48、49接合处的接合部的扭曲。因此，如图7中所示，可以防止液压油经由接合表面T1、T2从液压控制阀40、42的端口50、53泄漏到外部。防止液压油从液压控制阀40、4的端口50、53泄漏，从而当改变可变气门定时机构38的相位时，可以确保足够的油压（液压油压力）。结果，可以获得防止可变气门定时机构38的相位改变的速度（响应性）降低的效果。

紧固部56布置在支座装配部47的内侧空间部65中，并且在液压控制阀装配部48、49和支架装配座表面部62之间，从而可以将紧固部56设置在支架装配座表面部62正下方且在液压控制阀装配部48、49正上方。因此，当车辆行驶或者发动机11驱动时，即使发动机11振动并且支座装配部47的支架装配座表面部62被发动机侧支座支架35向下或者在垂直于曲柄轴线CL的方向上挤压，也可以利用紧固部56抑制支架装配座表面部62或支座装配部47的外周经由发动机侧支座支架35变形。此外，即使当负荷从发动机侧支座支架35输入到支座装配部47的支架装配座表面部62时，也可以利用紧固部56防止该负荷从支架装配座表面部62直接传到液压控制阀装配部48、49。从而可以减小支架装配座表面部62的外周和整个支座装配部47的变形或振动，可以通过支座装配部47将发动机11稳定地保持在发动机侧支座支架35处，并且可以减小整个发动机11的振动。此外，由于上述原因，可以抑制输入到支架装配座表面部62的负荷被传送到液压控制阀装配部48、49。因此，可以抑制车辆行驶或发动机11驱动时，液压控制阀40、42插入的液压控制阀装配孔52、55或者液压控制阀40、42和液压控制阀装配部48、49接合到的接合表面T1、T2扭曲，从而防止液压油从液压控制阀40、42的端口50、53泄漏。因此，可以提高可变气门定时机构38的相位改变的速度（响应性）。

如图6和图9中所示，链条盒31形成有从外壁表面61向致动器罩部46立起的台阶部66。紧固部56布置在台阶部66处。此外，支架装配座表面部62布置在台阶部66上方的致动器罩部46处。利用上述结构，可以将台阶部66布置在链条盒31中在发动机11的上下方向上与紧固部56同高度的位置处，并且可以利用台阶部66提高紧固部56周围的链条盒31的表面刚性。因此，即使当螺栓59插入在螺栓插孔57中，然后螺旋紧固到气缸盖14的螺栓螺纹孔60中时，也可以利用台阶部66抑制链条盒31的整个外壁表面61变形。结果，可以安全地防止液压控制阀装配部48、49的液压控制阀装配孔52、55扭曲。此外，紧固部56布置在台阶部66处，使得形成在紧固部56上方的支架装配座表面部62在台阶部66上方被向上推，并且因此被布置在致动器罩部46处。与相关技术的结构相比较，支架装配座表面部62在发动机11的上下方向上布置在更高的位置处。因此，当动力单元10以摆动支座（悬架）的方式保持在车体2上时，可以将支架装配座表面部62（或者发动机侧支座支架35）安全地设置在比转动方向上的弹性主轴更高的位置处，从而可以将支架装配座表面部62（或者发动机侧支座支架35）布置在离转动方向上的弹性主轴M尽可能远的发动机的上方。因此，可以有效地抑制车辆加速时在转动方向上的弹性主轴M周围引起的大扭矩（或高扭矩），从而可以减小车辆加速时发动机11（动力单元10）的振动。

下面描述作为用于保持动力单元10的结构的摆动支座（悬架）方式的技术背景。如图10和图11中所示，作为前提，将动力单元10被支座支撑时的转动方向上的转动中心称为转动方向上的弹性主轴M。典型地，动力单元10的重心G在发动机11侧位于动力单元轴线PL上。当车辆加速时，反作用力施加于动力单元10，从而针对动力单元10产生转动方向上的大的力（大扭矩）。然后，动力单元10趋向于围绕转动方向上的弹性主轴M转动。因此，一般来说，在摆动支座（悬架）方式下，当紧邻转动方向上的弹性主轴M布置发动机11侧的右发动机侧安装机构34时，难以支撑围绕转动方向上的弹性主轴M产生的大扭矩（高扭矩）。因此，为了抑制车辆加速时的大扭矩（高扭矩），优选使发动机侧支座支架35的高度位置尽可能远离转动方向上的弹性主轴M，从而将动力单元10支撑到车辆1。因此，当发动机侧支座支架35布置在上方时，可以利用发动机侧支座支架35和扭杆37在宽范围上保持动力单元10，从而可以有效地抑制车辆加速时的大扭矩。另一方面，如果邻近转动方向上的弹性主轴M布置发动机侧支座支架35，那么当车辆加速时产生大扭矩（高扭矩）时，发动机侧支座支架易于围绕转动方向上的弹性主轴M转动，因此，对于克服该大扭矩是不利的。

此外，如图4和图9中所示，支座装配部47具有两侧表面上的在发动机10的上下方向上延伸的一对竖直肋条63、63和在发动机11的水平方向上延伸并且连接在竖直肋条63、63之间的水平肋条64。紧固部56的上端部56A连接到支架装配座表面部62。紧固部56的下端部56B连接到水平肋条64。水平肋条64连接到从紧固部56的下端部56B向下延伸的多个加固肋条67。利用上述结构，可以将紧固部56布置在由支架装配座表面部62、竖直肋条63、63和水平肋条64围成的空间中，从而利用紧固部56将支架装配座表面部62和水平肋条64之间连接。此外，紧固部56的外周可以被竖直肋条63、63、水平肋条64和支架装配座表面部62围绕，从而进一步增加紧固部56外周的刚性。此外，由于从水平肋条64向下延伸的多个加固肋条68添加到紧固部56的下端部56B，所以可以进一步增加紧固部56下侧的刚性，即，液压控制阀装配部48、49侧的刚性。从而，当通过紧固部56将链条盒31紧固到气缸盖14时，可以安全地防止紧固部56的外周变形，并且可以可靠地防止液压控制阀装配部48、49外周因发动机侧支座支架35的输入负荷或振动而扭曲。

根据本发明的支座装配部可应用于各种发动机。

Claims

1.一种具有可变气门定时机构的发动机，包括：

气缸体；

曲轴，其由所述气缸体可转动地支撑；

气缸盖，其安装在所述气缸体的上部；

一对吸气和排气凸轮轴，其由所述气缸盖可转动地支撑；

曲柄链轮，其装配到所述曲轴；

一对吸气和排气凸轮链轮，其装配到所述吸气和排气凸轮轴；

定时链条，其缠绕在所述曲柄链轮和所述吸气和排气凸轮链轮上；

致动器，其装配到所述吸气和排气凸轮轴中的至少一个凸轮轴，并且利用从液压控制阀提供的液压油动作，以相对于所述曲轴改变所述凸轮轴的转动相位；以及

链条盒，当在曲柄轴线方向上观看所述发动机时，所述链条盒在宽度方向上具有接合到所述气缸体和所述气缸盖的两个侧部和连接到气缸盖罩的上端部，并且所述链条盒覆盖所述定时链条，

其中所述链条盒设置有覆盖所述致动器并且沿着与所述气缸盖罩相配合的表面在所述曲柄轴线方向上膨起的致动器罩部、在所述致动器罩部下方在所述曲柄轴线方向上膨起并且连接到发动机侧支座支架的支座装配部，以及其中装配有所述液压控制阀的液压控制阀装配部，

其中邻近所述液压控制阀装配部设置有用于将所述链条盒紧固到所述气缸盖的紧固部，

其中所述支座装配部设置有所述发动机侧支座支架装配到的支架装配座表面部，并且所述支座装配部一体地设置有在所述支架装配座表面部下方并且在内侧空间部的所述液压控制阀装配部，

其中所述紧固部布置在所述支座装配部的所述内侧空间部，并且在所述液压控制阀装配部与所述支架装配座表面部之间，

其中所述链条盒形成有从其外壁表面向所述致动器罩部立起的台阶部，并且

其中所述紧固部布置在所述台阶部处，并且所述支架装配座表面部布置在所述台阶部上方。

2.根据权利要求1所述的具有可变气门定时机构的发动机，

其中所述支座装配部具有其两侧表面上的在所述发动机的上下方向上延伸的竖直肋条和在所述发动机的水平方向上延伸并且将所述竖直肋条之间连接的水平肋条，并且

其中所述紧固部的上端部连接到所述支架装配座表面部，所述紧固部的下端部连接到所述水平肋条，并且所述水平肋条连接到从所述紧固部的所述下端部向下延伸的多个加固肋条。