CN103670576A - 可变气门装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可变气门装置，能够防止连结销被弹开而产生声音，并顺利地进行摇臂的连结。在汽缸盖(10)上设有通过设置在凸轮轴(22)上的进气凸轮(22c)而摆动来开闭进气阀的、相邻的第1进气摇臂(25)和经由连结销(54)与第1进气摇臂(25)连结或解除连结的第2进气摇臂(27)，在汽缸盖的外壁上设有使连结销(54)在第1进气摇臂(25)、第2进气摇臂(27)之间进退的电磁执行机构(21)，在该可变气门装置中，具有检测曲柄轴的旋转位置的曲柄角传感器(65)和根据该曲柄角传感器(65)所检测出的曲柄角度控制电磁执行机构(21)的工作的控制装置(66)。

Description

可变气门装置
技术领域
本发明涉及可变气门装置，其在汽缸盖上设有多个使进气阀或排气阀开闭的摇臂(rocker arm)，这些摇臂由始终运转的始终运转摇臂和通过连结销与该始终运转摇臂连结或解除连结的间歇摇臂构成，连结销通过执行机构而驱动，更具体而言，本发明涉及能够控制连结销的连结定时或连结解除定时的可变气门装置。
背景技术
公知有通过销来连结两个摇臂并使一方的摇臂在间歇状态和工作状态之间进行切换的可变气门装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-365909号公报
发明内容
在通过销来连结两个摇臂时，根据其连结定时，存在无法顺利地进行连结，连结销被弹开、在连结销被弹开时产生声音的情况。
本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种可变气门装置，能够防止连结销被弹开而产生声音，能够顺利地进行摇臂的连结。
为了解决上述技术课题，本发明提供一种可变气门装置，在汽缸盖10上设有通过设置在凸轮轴22上的凸轮22c而摆动来开闭阀26、28的相邻的摇臂25、27，这些摇臂25、27包括通过上述凸轮22c而始终运转的始终运转摇臂25、和经由连结销54与该始终运转摇臂25连结或解除连结的间歇摇臂27，在上述汽缸盖10的外壁上设有使连结销54在上述始终运转摇臂25、上述间歇摇臂27之间进退的执行机构21，该可变气门装置的特征在于，具有检测曲柄轴的旋转位置的曲柄角传感器65、和根据该曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度控制上述执行机构21的工作的控制装置66。
根据该结构，根据曲柄角度并通过控制装置来控制执行机构的工作，由此能够在在适于对始终运转摇臂和间歇摇臂进行连结或解除连结的定时顺利地进行连结或解除连结。
在上述结构中，也可以是，上述控制装置66根据上述曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度向上述执行机构21通电，由此在上述始终运转摇臂25从非摆动位置刚开始摆动之后使上述连结销54开始前进，从而连结上述始终运转摇臂25和上述间歇摇臂27。根据该结构，在始终运转摇臂刚开始摆动之后使连结销成为推压在始终运转摇臂的侧面的状态，在始终运转摇臂返回非摆动位置时，使连结销一举前进而能够顺利地进行连结动作。
另外，在上述结构中，也可以是，上述控制装置66在上述曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后600°～720°的范围内开始向上述执行机构通电。根据该结构，即使受到内燃机温度的影响而导致向执行机构供给的电流值和润滑连结销的润滑油的粘性发生变化，也能够使连结销在始终运转摇臂开始摆动后前进而推压在始终运转摇臂的侧面。
另外，在上述结构中，也可以是，上述控制装置66根据上述曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度向上述执行机构21通电，由此在上述始终运转摇臂25刚返回上述非摆动位置之后使上述连结销54开始前进，从而连结上述始终运转摇臂25和上述间歇摇臂27。根据该结构，最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，在始终运转摇臂刚返回非摆动位置之后使连结销开始前进，由此能够在始终运转摇臂开始下次摆动之前完成连结。
另外，在上述结构中，也可以是，上述控制装置66根据上述曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度停止向上述执行机构21通电，由此在上述始终运转摇臂25即将返回上述非摆动位置之前使上述连结销54开始后退，从而解除上述始终运转摇臂25与上述间歇摇臂27的连结。根据该结构，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，顺利地进行连结解除。
另外，在上述结构中，也可以是，停止向上述执行机构通电的时期在上述曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后0°～180°的范围内。根据该结构，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，顺利地进行连结销的连结解除。
发明效果
本发明具有检测曲柄轴的旋转角度的曲柄角传感器、和根据该曲柄角传感器所检测出的曲柄角度控制执行机构的工作的控制装置，因此，根据曲柄角度并通过控制装置控制执行机构的工作，由此在适于对始终运转摇臂和间歇摇臂进行连结或解除连结的定时顺利地进行连结或解除连结。
另外，控制装置根据曲柄角传感器所检测出的曲柄角度向执行机构通电，由此在始终运转摇臂从非摆动位置刚开始摆动之后使连结销开始前进，从而连结始终运转摇臂和间歇摇臂，因此，在始终运转摇臂刚开始摆动之后使连结销成为推压在始终运转摇臂的侧面的状态，在始终运转摇臂返回非摆动位置时，使连结销一举前进而能够顺利地进行连结。
另外，控制装置在曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后600°～720°的范围内开始向执行机构通电，因此，即使受到内燃机温度的影响而导致向执行机构供给的电流值和润滑连结销的润滑油的粘性发生变化，也能够使连结销在始终运转摇臂开始摆动后前进而推压在始终运转摇臂的侧面。
另外，控制装置根据曲柄角传感器所检测出的曲柄角度向执行机构通电，由此在始终运转摇臂刚返回非摆动位置之后使连结销开始前进，从而连结始终运转摇臂和间歇摇臂，因此，最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，在始终运转摇臂刚返回非摆动位置之后使连结销开始前进，由此能够在始终运转摇臂开始下次摆动之前完成连结。
另外，控制装置根据曲柄角传感器所检测出的曲柄角度停止向执行机构通电，由此在始终运转摇臂即将返回非摆动位置之前使连结销开始后退，从而解除始终运转摇臂与间歇摇臂的连结，因此，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，顺利地进行连结解除。
另外，停止向执行机构通电的时期在曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后0°～180°的范围内，因此，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，顺利地进行连结销的连结解除。
附图说明
图1是表示本发明的内燃机的汽缸盖的侧视图。
图2是表示汽缸盖的俯视图
图3是表示汽缸盖的燃烧室的仰视图。
图4是表示摆动切换装置的说明图。
图5是表示凸轮、第1、第2进气摇臂及进气阀的侧视图。
图6是表示摆动切换装置的作用的作用图。
图7是说明基于连结销的连结定时的好坏和实施例1的连结定时的曲线图。
图8是说明连结销与第2进气摇臂的侧面接触的状态的作用图。
图9是表示连结销开始进入第2进气摇臂的销孔的状态的作用图。
图10是说明实施例2及比较例1的基于连结销的连结定时的曲线图。
图11是说明基于连结销的连结解除定时的好坏和实施例3的连结解除定时的曲线图。
图12是说明比较例2及比较例3的基于连结销的连结解除定时的曲线图。
附图标记说明
10  汽缸盖
12  可变气门装置
21  电磁执行机构(执行机构)
22  凸轮轴
22c 进气凸轮
25  第1进气摇臂(始终运转摇臂)
26  进气阀(阀)
27  第2进气摇臂(间歇摇臂)
28  进气阀(阀)
54  连结销
65  曲柄角传感器
66  控制装置
100 内燃机
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一个买施方式。
图1是表示本发明的内燃机100的汽缸盖10的侧视图。
构成内燃机100的汽缸盖10具有：汽缸盖主体11；安装在该汽缸盖主体11上的可变气门装置12；和安装在汽缸盖主体11的近前侧的外侧壁11a上的火花塞13。此外，附图标记21是安装在外侧壁11a的上部的电磁执行机构，附图标记22是凸轮轴，电磁执行机构21及凸轮轴22是包含于可变气门装置12的部件。
内燃机100主要包括：曲柄箱、能够旋转地支承在曲柄箱中的曲柄轴、安装在曲柄箱上的汽缸体20、能够移动地插入汽缸体20内的活塞、连结曲柄轴和活塞的连杆、安装在汽缸体上的汽缸盖10、和覆盖汽缸盖10的端部开口的盖罩，内燃机100是搭载在车辆、工业机械等上的动力源。
汽缸盖主体11具有：安装在汽缸体20上的下端面11c、安装盖罩(未图示)的上端面11d、安装进气装置(未图示)的进气连接口11e、和安装排气装置(未图示)的排气连接口11f。此外，为了便于说明，将汽缸盖10的设有排气连接口11f的一例(附图右侧)作为内燃机100的前部，并用箭头FR表示内燃机100的前方(以下相同)。此外，附图标记11h是在进气连接口11e上开口的进气口，附图标记11j是在排气连接口11f上开口的排气口，附图标记11w是设置在汽缸盖主体11的外侧壁11a上的多个散热片，附图标记14是将电磁执行机构21固定在汽缸盖主体11的外侧壁11a上的螺栓，附图标记22a(以黑点表示)是沿纸面的表里方向延伸的凸轮轴22的轴线。
图2是表示汽缸盖10的俯视图。
汽缸盖10通过一端嵌入在汽缸体20(参照图1)中的4根双头螺栓16A～16D及4个螺母17而紧固在汽缸体20的上端面上。
汽缸盖主体11的上端面11d为形成在汽缸盖主体11的轮廓内侧的环状的部分，在该上端面11d上一体地设有供双头螺栓16A、16C穿过的凸台部11m、11n的上表面。
在汽缸盖主体11的与外侧壁11a相对的外侧壁11s侧配置有安装在凸轮轴22的端部的凸轮链轮23，并且在汽缸盖主体11上开设有供搭挂在凸轮链轮23上的正时链条24穿过的正时链条用开口11t。
可变气门装置12具有：凸轮轴22；通过形成在该凸轮轴22上的进气凸轮22c而摆动的第1进气摇臂25；通过该第1进气摇臂25而开闭的第1进气阀26(同时参照图3)；一端在形成于凸轮轴22上的基圆22d上滑动的第2进气摇臂27；构成为能够被该第2进气摇臂27的另一端推压的第2进气阀28(同时参照图3)；为了以使第1进气摇臂25及第2进气摇臂27摆动自如的方式支承这些第1进气摇臂25及第2进气摇臂27而安装在汽缸盖主体11上的进气侧摇臂轴31；通过形成在凸轮轴22上的排气凸轮22e而驱动的排气摇臂32；通过该排气摇臂32而开闭的排气阀33(同时参照图3)；为了以使排气摇臂32摆动自如的方式支承排气摇臂32而安装在汽缸盖主体11上的排气侧摇臂轴34；和对第2进气摇臂27的间歇(摆动停止)和摆动进行切换的摆动切换装置36。
第1进气摇臂25在一端部具有滚轮37A，该滚轮37A边与凸轮轴22的进气凸轮22c接触边旋转，由此第1进气摇臂25边摆动运动边通过另一端部使第1进气阀26开闭。第2进气摇臂27在一端部具有滑动爪部37B，该滑动爪部37B与旋转的凸轮轴22的基圆22d接触，由此第2进气摇臂27保持间歇状态并抑制摆动方向的晃动。
排气摇臂32配置在双头螺栓16A、16B之间，并且与双头螺栓16A相比配置得更靠双头螺栓16B，在排气摇臂32的一端部具有滚轮39，该滚轮39边与凸轮轴22的排气凸轮22e接触边旋转，由此排气摇臂32边摆动运动边通过另一端部使排气阀33开闭。
图3是表示汽缸盖10的燃烧室35的仰视图，是从汽缸盖主体11的下端面11c侧观察到的图。
燃烧室35由以下部分形成：形成在汽缸体20(参照图1)上的汽缸孔的内周面；能够移动地插入到该汽缸孔内的活塞的顶面；和形成在汽缸盖10的汽缸盖主体11的下端面11c上的燃烧室壁11V。
在燃烧室壁11v上配置有：用于开闭进气口11h(参照图1)的燃烧室侧开口的第1进气阀26、第2进气阀28；和用于开闭排气口11j(参照图1)的燃烧室侧开口的排气阀33。第1进气阀26、第2进气阀28的各自的伞部26a、28a以沿着凸轮轴22(参照图2)的轴线22a的方式接近地排列，排气阀33的伞部33a的外径为比第1进气阀26的伞部26a、第2进气阀28的伞部28a的外径大的大径，排气阀33的伞部33a相对于凸轮轴22的轴线22a配置在第1进气阀26的伞部26a、第2进气阀28的伞部28a的相反侧。
火花塞13具有：与汽缸盖主体11螺纹结合的壳体41；配置在该壳体41内的绝缘子42；设置在该绝缘子42的前端部的中心电极43；和以与该中心电极43相对地从壳体41的前端部弯曲的方式延伸的接地电极41a，配置有中心电极43及接地电极41a的火花塞13的前端部指向燃烧室35的中央部。
图4是表示摆动切换装置36的说明图。
摆动切换装置36包括：安装在汽缸盖主体11的外侧壁11a上的电磁执行机构21；与移动自如地支承在外侧壁11a上且配置在电磁执行机构21上的柱塞52的前端接触的推杆53；移动自如地插入第1进气摇臂25内且与推杆53的前端接触的连结销54；与该连结销54相邻且移动自如地插入第2进气摇臂27内的截面コ状的推压片56；产生将该推压片56向连结销54推压的推压力的压缩螺旋弹簧57；为了使连结销54移动自如地收纳该连结销54而设置在第1进气摇臂25内的汽缸体58，为了使推压片56移动自如地收纳该推压片56而设置在第2进气摇臂27内的汽缸体61；检测设置在内燃机100(参照图1)中的曲柄轴的旋转角度即曲柄角度的曲柄角传感器65；和根据从该曲柄角传感器65输出的曲柄角度信号控制电磁执行机构21的工作的控制装置66。
电磁执行机构21在其壳体内具有磁芯、卷缠在磁芯上的线圈、和配置在线圈内侧的可动铁心，通过向线圈通电而在线圈周围产生磁场，与可动铁心一体地设置的柱塞52向其轴向(第1进气摇臂25侧)移动。
柱塞52配置在凸轮轴22的一端侧，柱塞52的轴线52a与凸轮轴22的轴线22a平行地配置。
推杆53为移动自如地插入到在外侧壁11a上开设的杆穿插孔(未图示)中的部件，包括：笔直地形成的杆部53a；和比该杆部53a大径且以与连结销54的端面接触的方式一体地设置在杆部53a的端部的推压部53b。若将推杆53的轴线记作53d，则轴线53d配置在柱塞52的轴线52a的延长线上。
在第1进气摇臂25中，筒状的汽缸体58被压入到在侧面上开设的臂孔部25a中，连结销54移动自如地插入在该汽缸体58上设置的销孔58a中。
连结销54包括：插入到汽缸体58内的大径部54a；和与该大径部54a的端部一体地形成并贯穿汽缸体58的底壁58b而向推杆53侧延伸的小径部54b。连结销54的轴线54c相对于推杆53的轴线53d向凸轮轴22侧偏置地配置。
在第2进气摇臂27中，筒状的汽缸体61被压入到在侧面上开设的臂孔部27a中，截面コ状的推压片56移动自如地插入在该汽缸体61上设置的销孔61a内，在该推压片56的底壁56a与汽缸体61的底壁61b之间设有压缩螺旋弹簧57。压缩螺旋弹簧57通过其弹力将推压片56的端面56b向连结销54的前端面54d推压。
图5是表示凸轮轴22、第1、第2进气摇臂25、27及第1进气阀26的侧视图。
第1、第2进气摇臂25、27(第2进气摇臂27配置在第1进气摇臂25的背面侧)摆动自如地安装在进气侧摇臂轴31上，设置在第1进气摇臂25的一端的滚轮37A边与凸轮轴22的进气凸轮22c接触边旋转，设置在第2进气摇臂27的一端的滑动爪部37B在凸轮轴22的基圆22d上滑动。
另外，第1进气摇臂25的另一端与第1进气阀26的上端接触，第2进气摇臂27的另一端与第2进气阀28(配置在第1进气阀26的背面侧)的上端接触。
在附图的状态下，第1、第2进气摇臂25、27分别处于摆动前的状态即位于非摆动位置，第1进气阀26、第2进气阀28分别处于闭阀状态。
为了容易理解其位置，在连结销54上标注十字阴影线。
在图5的状态下，如图4所示，第1进气摇臂25的销孔58a和第2进气摇臂27的销孔61a在轴向上一致，因此，连结销54能够前进到销孔61a内。
在图4中，在内燃机处于低负荷区域的情况下，控制装置66不向电磁执行机构21通电。因此，电磁执行机构21的柱塞52不向第1进气摇臂25侧移动，连结销54通过压缩螺旋弹簧57的弹力经由推压片56被向柱塞52侧推压，并停留在第1进气摇臂25内，连结销54的前端面54d及推压片56的端面56b与第1进气摇臂25和第2进气摇臂27的对接面63(具体而言，第1进气摇臂25的侧面25d与第2进气摇臂27的侧面27d的对接面63)齐平，成为第1进气摇臂25与第2进气摇臂27的连结解除的状态。因此，第1进气摇臂25独立于第2进气摇臂27而继续摆动，第2进气摇臂27不摆动而停留在非摆动位置。即为间歇状态。其结果为，图3所示的第1进气阀26反复开闭，第2进气阀28保持为关闭状态或低升程(lift)。
图6是表示摆动切换装置36的作用的作用图。
例如，在内燃机处于高负荷区域的情况下，控制装置66根据来自曲柄角传感器65的曲柄角信号向电磁执行机构21通电。其结果为，电磁执行机构21的柱塞52如箭头所示那样移动而将推杆53沿轴向推压。于是，推杆53如箭头所示那样向第1进气摇臂25侧移动，连结销54如箭头所示那样移动，抵抗压缩螺旋弹簧57的弹力并将推压片56推出，连结销54的前端面54d从第1进气摇臂25的销孔58a内进入到第2进气摇臂27的销孔61a内。由此，连结销54插入销孔58a、61a双方，第2进气摇臂27与第1进气摇臂25一体地连结，因此，第2进气摇臂27与第1进气摇臂25一起开始摆动，除第1进气阀26(参照图5)以外，第2进气阀28(参照图5)也进行开闭。如以上图4及图6所示，第1进气摇臂25始终摆动，第2进气摇臂27通过摆动切换装置36而在间歇(摆动停止)和摆动之间进行切换。
图7是说明基于连结销的连结定时的好坏和实施例1的连结定时的曲线图。图7的(A)是按各曲柄角度范围A～C、D～F说明相对于发动机的各条件的由连结销形成的两个进气摇臂的连结的好坏的曲线图，纵轴的下部表示进气阀及排气阀的阀升程量，横轴表示曲柄角度(单位为°)。曲柄角度0°及720°是第1进气阀26(参照图3)及排气阀33(参照图3)共同打开的成为阀重叠(valve overlap)的上止点。
条件1的情况为，向电磁执行机构供给的电压V(以下记作“执行机构电压V”)较低，电磁执行机构的温度T(以下记作“执行机构温度T”)较高。
条件2的情况为，执行机构电压V较高，执行机构温度T较低。
图7的(B)是说明在图7的(A)的曲柄角度范围C、F内且在曲柄角度0°(曲柄角度720°)之前开始向电磁执行机构通电时的连结销的移动(实施例1)的曲线图。曲线图中的实线表示连结销的从连结解除位置RE至连结完成位置CO的移动量，虚线表示进气阀的从闭阀位置NL至最大升程量ML的升程量，单点划线表示电磁执行机构的电压。
在图7的(A)中，在条件1下，例如，在内燃机以高旋转、高负荷运转之后紧接着内燃机温度升高，执行机构电压V比较低，另外，由于执行机构温度T升高，所以线圈的电阻增大而在线圈中流通的电流减小，因此，电磁执行机构的推杆的突出力减小。其结果为，将连结销推出的力减弱，因此两个第1、第2进气摇臂难以连结。
另外，在条件2下，例如，在内燃机刚启动之后而预热运转不充分的情况下，执行机构电压V较高，但执行机构温度T较低，因此，对电磁执行机构的柱塞、推杆、连结销、推压片进行润滑的润滑油的粘性增大，连结销难以移动，因此两个第1、第2进气摇臂难以连结。
在上述条件1及条件2下，在成为阀重叠状态的上止点(曲柄角度0°(＝720°))以前、且在包含曲柄角度范围C、F双方的曲柄角度处，如图7的(B)所示的实施例1那样，当在曲柄角度A1处接通执行机构电压V来使电磁执行机构工作时，在进气阀在曲柄角度VO处刚从闭阀位置NL升程之后，即在处于间歇状态的第2进气摇臂刚从非摆动位置摆动之后，连结销在曲柄角度720°处从连结解除位置RE开始移动并与第2进气摇臂的侧面接触(关于该状态，在图8的(A)、(B)中详细说明)。换言之，在第2进气摇臂开始摆动后，连结销与第2进气摇臂的侧面接触。此外，从曲柄角度A1至曲柄角度720°的范围，是从执行机构电压V的接通(通电开始)至连结销开始移动的时滞，这是由于从电流开始流通至积存连结销的移动力的时滞、或摆动切换装置36(参照图4)的各部件之间的间隙等而产生的。
在连结销与第2进气摇臂的侧面接触后，进气阀的升程量逐渐增大并在曲柄角度A2处成为最大升程量ML，然后，升程量逐渐减小并在闭阀的曲柄角度VC之前的曲柄角度A3处，连结销开始进入第2进气摇臂侧的销孔中(关于该状态，在图9中详细说明)，在进气阀关闭的曲柄角度VC之后的曲柄角度A4处，连结销完全进入到第2进气摇臂的销孔中，第1进气摇臂和第2进气摇臂连结。
作为上述的接通执行机构电压V、即开始向电磁执行机构通电的曲柄角度(连结定时)，如图7的(A)所示，适于从曲柄角度600°至720°(阀重叠的上止点)的范围。
像这样，在进气阀开阀后(第2进气摇臂摆动后)使连结销与第2摇臂的侧面接触，在进气阀的升程量减小而即将闭阀之前、即在第1摇臂的摆动量减小而即将到达非摆动位置之前，使连结销开始进入第2摇臂的销孔中，由此，能够使非摆动时间成为最大限度移动时间，能够顺利地进行连结销的移动，从而能够迅速地进行第1进气摇臂与第2进气摇臂的连结。
图8是说明连结销与第2进气摇臂的侧面接触的状态的作用图，图8的(A)是侧视图，图8的(B)是图8的(A)的B-B线剖视图。
在图8的(A)中，凸轮轴22如箭头J所示那样旋转，当进气凸轮22c与第1进气摇臂25的滚轮37A接触时，第1进气摇臂25以进气侧摇臂轴31为中心如箭头K所示那样摆动，使第1进气阀26如箭头L所示那样升程。
其结果为，如图8的(B)所示，由于第2进气摇臂27在非摆动位置处于间歇状态，所以第1进气摇臂25的销孔58a相对于第2进气摇臂27的销孔61a向空心箭头M的方向错位，然后，连结销54如箭头N所示那样移动，连结销54的前端面54d与第2进气摇臂27的侧面27d接触。
图9是表示连结销54开始进入第2进气摇臂27的销孔61a中的状态的作用图。
在第1进气摇臂54摆动而即将到达非摆动位置之前、即在进气阀即将闭阀之前，如空心箭头P所示那样，连结销54开始进入第2进气摇臂27的销孔61a中。然后，在第1进气摇臂25刚到达非摆动位置之后，连结销54完全进入到第2进气摇臂27的销孔61a中。
图10是说明实施例2及比较例1的基于连结销的连结定时的曲线图，示出了连结两个进气摇臂时的执行机构电压、进气阀升程量及连结销移动量与曲柄角度的关系。图10的(A)是说明在图7的(A)的曲柄角度范围C、F内且在刚到曲柄角度0°(曲柄角度720°)之后开始向电磁执行机构通电时的连结销的移动(实施例2)的曲线图。图10的(B)是说明在图7的(A)的曲柄角度范围A、B、D、E内开始向电磁执行机构通电时的连结销的移动(比较例1)的曲线图。
在图10的(A)的实施例2中，在进气阀即将在曲柄角度VC处闭阀之前、即在第1进气摇臂的摆动量最大后摆动量逐渐减小而即将到达非摆动位置之前的曲柄角度A5处，接通执行机构电压。其结果为，在刚达到曲柄角度VC之后、即在第1进气摇臂刚返回非摆动位置之后，连结销在曲柄角度A6处开始移动并开始进入第2进气摇臂的销孔中，连结销在曲柄角度A7处到达连结完成位置CO，第1进气摇臂和第2进气摇臂连结。此时的执行机构电压为接通。
像这样，通过在进气阀即将闭阀之前使电磁执行机构工作，能够在进气阀刚闭阀之后顺利地将连结销插入到销孔中，从而能够迅速地连结第1进气摇臂和第2进气摇臂。
在图10的(B)的比较例1中，当在曲柄角度A8(例如，曲柄角度540°(参照图7的(A)))处接通执行机构电压V而使电磁执行机构工作时，在连结销在曲柄角度A9处开始移动后，进气阀在曲柄角度VO处开始升程，因此，连结销在第1进气摇臂开始摆动前就开始进入第2进气摇臂的销孔中的可能性提高。若连结销在该时刻开始进入第2进气摇臂的销孔中，则之后紧接着进气阀的升程量增大，因此，连结销在轴直角方向上被第1、第2进气摇臂夹持而在连结销上作用有剪应力，从而存在连结销以开始进入第2进气摇臂的销孔中的状态被阻止移动的情况，或者存在开始进入销孔中的连结销被弹开而从第2进气摇臂的销孔脱落的情况。在连结销被弹开的情况下，与之相伴地产生声音。
像这样，在连结销开始移动后第2摇臂开始摆动时，成为仅连结销的前端部分稍微插入第2进气摇臂的销孔的入口的状态的可能性提高，由于伴随有上述的连结销的移动中断和声音的产生，所以不适于连结。这是容易在图7的(A)所示的曲柄角度范围A、B、D、E内、尤其是在曲柄角度范围B、E内产生的现象。
与之相对，在图7的(B)所示的实施例1中，由于在第2进气摇臂开始摆动后连结销开始移动，所以连结销不会进入第2进气摇臂的销孔中而是与第2进气摇臂的侧面接触，在作为等待状态在第2进气摇臂返回非摆动位置时，使连结销一举前进而顺利地进行连结，因此，不会发生比较例1那样的连结销的移动中断、一端开始进入销孔中的连结销被弹开而从销孔脱落的情况。
图11是说明基于连结销的连结解除定时的好坏和实施例3的连结解除定时的曲线图。图11的(A)是按各曲柄角度范围R、S、U说明两个进气摇臂的基于连结销的连结解除的好坏的图，纵轴下部表示进气阀及排气阀的阀升程量，横轴表示曲柄角度(单位为°)。与图7的(A)同样地，曲柄角度0°及720°是成为阀重叠的上止点。图11的(B)是说明图11的(A)的曲柄角度范围U内的连结销的移动(实施例3)的曲线图。
在图11的(A)中，基于连结销的连结解除仅为使执行机构电压断开，在断开执行机构电压时，连结销通过压缩螺旋弹簧57(参照图4)的大的弹力而返回，因此，对于连结解除定时，几乎不会受到在图7的(A)的连结定时中所说明的那样的执行机构电压V、执行机构温度T的影响。
如图11的(B)的实施例3所示，若在包含于曲柄角度范围U的曲柄角度A15处断开执行机构电压V(通电停止)，则在进气阀将要结束升程的曲柄角度VC之前，作用于插入第1进气摇臂及第2进气摇臂中的连结销的剪应力变得非常小，因此，连结销在曲柄角度A16处从连结完成位置CO开始移动并逐渐从第2进气摇臂的销孔脱落，在曲柄角度A17处完全从销孔脱落而到达连结解除位置RE。
作为上述的断开执行机构电压V、即停止向电磁执行机构通电的曲柄角度(连结解除定时)，如图11的(A)所示，适于从曲柄角度0°至180°的范围。
像这样，通过在作用于连结销的剪应力基本消失之前的定时解除基于连结销的连结，能够将全部非摆动时间用于移动，从而能够顺利地进行连结解除。
图12是说明比较例2及比较例3的基于连结销的连结解除定时的曲线图，是表示解除两个进气摇臂的连结时的执行机构电压、进气阀升程量及连结销移动量与曲柄角度的关系的曲线图。图12的(A)是说明图11的(A)的曲柄角度范围R内的连结销的移动(比较例2)的曲线图。图12的(B)是说明图11的(A)的曲柄角度范围S内的连结销的移动(比较例3)的曲线图。
如图12的(A)的比较例2所示，若在包含于曲柄角度范围R(参照图11的(A))的曲柄角度A18处断开执行机构电压V，则连结销在曲柄角度A19处从连结完成位置CO开始移动而逐渐从第2进气摇臂的销孔脱落，并在曲柄角度A20处完全从销孔脱落而到达连结解除位置RE。但是，在连结销从销孔脱落的中途，进气阀在曲柄角度VO处开始升程，在曲柄角度VC处结束升程，因此，在该升程中连结销被第1、第2进气摇臂夹持而受到剪应力，所以连结销在中途沿着虚线所示的移动路径的可能性提高，从而无法顺利地进行连结解除。
另外，如图12的(B)的比较例3所示，若在包含于曲柄角度范围S(参照图11的(A))的曲柄角度A21处断开执行机构电压V，则连结销在曲柄角度A22处从连结完成位置CO开始移动而逐渐从第2进气摇臂的销孔脱落，并在曲柄角度A23处完全从销孔脱落而达到连结解除位置RE。但是，此时也与图12的(A)同样地，在连结销从销孔脱落的中途，进气阀在连接角度VO处开始升程，在曲柄角度VC处结束升程，因此，在该升程中连结销从第1、第2进气摇臂受到剪应力而无法顺利地进行连结解除。
如上述图2～图4所示，在可变气门装置12中，在汽缸盖10上设有通过设置在凸轮轴22上的进气凸轮22c而摆动来将第1进气阀26、第2进气阀28开闭的、相邻的摇臂即第1进气摇臂25及第2进气摇臂27，第1、第2进气摇臂25、27由通过进气凸轮22c而始终运转的始终运转摇臂(第1进气摇臂25)、和经由连结销54与该始终运转摇臂连结或解除连结的间歇摇臂(第2进气摇臂27)构成，在汽缸盖10的外壁上设有作为使连结销54在始终运转摇臂、间歇摇臂之间进退的执行机构的、电磁执行机构21，其中，该可变气门装置12具有检测曲柄轴的旋转位置的曲柄角传感器65、和根据该曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度控制电磁执行机构21的工作的控制装置66。
根据该结构，根据曲柄角度并通过控制装置66控制电磁执行机构21的工作，由此能够在适于对始终运转摇臂和间歇摇臂进行连结或连结解除的定时顺利且迅速地进行连结或连结解除，从而能够防止连结销被弹开而发出声音。
另外，如图2～图4及图7的(A)、(B)所示，控制装置66根据曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度向电磁执行机构21通电，由此在始终运转摇臂从非摆动位置刚开始摆动之后使连结销开始前进，从而连结始终运转摇臂和间歇摇臂，因此，在始终运转摇臂刚开始摆动之后使连结销54成为推压在始终运转摇臂的侧面的状态，在始终运转摇臂返回非摆动位置时，随着销孔58a、61a的彼此对齐，使推压在始终运转摇臂的侧面的连结销54一举前进，从而能够顺利地进行连结。
另外，由于控制装置66在曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后600°～720°的范围内开始向电磁执行机构21通电，因此即使受到内燃机温度的影响，导致向电磁执行机构21供给的电流值和润滑连结销54的润滑油的粘性发生变化，也能够使连结销54在始终运转摇臂开始摆动后前进而推压在始终运转摇臂的侧面。因此，在始终运转摇臂开始摆动时，连结销不会开始与间歇摇臂连结，能够防止连结销在始终运转摇臂的摆动中途被弹开而产生声音
另外，如图2～图4及图10的(A)所示，控制装置66根据曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度向电磁执行机构21通电，由此在始终运转摇臂刚返回非摆动位置之后使连接销54开始前进，从而连结始终运转摇臂和间歇摇臂，因此，最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动时的曲柄角度的间隔，在始终运转摇臂刚返回非摆动位置之后使连结销54开始前进，由此能够在始终运转摇臂开始下次摆动之前完成连结。
另外，即使受到内燃机温度的影响而导致向电磁执行机构21供给的电流值和润滑连结销的润滑油的粘性发生变化，也能够使连结销54在始终运转摇臂返回非摆动位置后顺利地前进，从而能够迅速地进行连结。
另外，如图2～图4及图11的(A)、(B)所示，控制装置66根据曲柄角传感器65所检测出的曲柄角度停止向电磁执行机构21通电，由此在始终运转摇臂即将返回非摆动位置之前使连结销54开始后退，从而解除始终运转摇臂与间歇摇臂的连结，或者，控制装置66在始终运转摇臂刚越过成为最大摆动量时的曲柄角度之后的曲柄角度处停止向电磁执行机构21通电，从而解除始终运转摇臂与间歇摇臂的连结，因此，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动的间隔，顺利地进行连结解除。
另外，停止向电磁执行机构21通电的时期在曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后0°～180°的范围内，因此，能够最大限度地利用直至始终运转摇臂开始下次摆动时的曲柄角度的间隔，顺利地进行连结销54的连结解除。
上述实施方式只表示本发明的一个方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行任意变形及应用。
例如，在上述实施方式中，在将图2所示的排气摇臂32作为始终运转摇臂、并与该排气摇臂32相邻地设置间歇摇臂的情况下的连结或连结解除也与以上所示的第1、第2进气摇臂25、27(参照图2)中的连结或连结解除同样地，能够在规定的曲柄角度范围内进行控制。
另外，在图4中分别在第1、第2进气摇臂25、27上设置汽缸体58、61，并分别在这些汽缸体58、61上设置销孔58a、61a，但不限于此，也可以不在第1、第2进气摇臂25、27上设置汽缸体58、61而直接将销孔设置在第1、第2进气摇臂25、27中。

Claims (6)

1.一种可变气门装置，在汽缸盖(10)上设有通过设置在凸轮轴(22)上的凸轮(22c)而摆动来开闭阀(26、28)的相邻的摇臂(25、27)，这些摇臂(25、27)由通过所述凸轮(22c)而始终运转的始终运转摇臂(25)、和经由连结销(54)与该始终运转摇臂(25)连结或解除连结的间歇摇臂(27)构成，在上述汽缸盖(10)的外壁上设有使连结销(54)在所述始终运转摇臂(25)与所述间歇摇臂(27)之间进退的执行机构(21)，
所述可变气门装置的特征在于，
具有检测曲柄轴的旋转位置的曲柄角传感器(65)、和根据该曲柄角传感器(65)所检测出的曲柄角度控制所述执行机构(21)的工作的控制装置(66)。
2.如权利要求1所述的可变气门装置，其特征在于，
所述控制装置(66)根据所述曲柄角传感器(65)所检测出的曲柄角度向所述执行机构(21)通电，由此在所述始终运转摇臂(25)从非摆动位置刚开始摆动之后使所述连结销(54)开始前进，从而连结所述始终运转摇臂(25)和所述间歇摇臂(27)。
3.如权利要求2所述的可变气门装置，其特征在于，
所述控制装置(66)在所述曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后600°～720°的范围内开始向所述执行机构通电。
4.如权利要求1所述的可变气门装置，其特征在于，
所述控制装置(66)根据所述曲柄角传感器(65)所检测出的曲柄角度向所述执行机构(21)通电，由此在所述始终运转摇臂(25)刚返回所述非摆动位置之后使所述连结销(54)开始前进，从而连结所述始终运转摇臂(25)和所述间歇摇臂(27)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的可变气门装置，其特征在于，
所述控制装置(66)根据所述曲柄角传感器(65)所检测出的曲柄角度停止向所述执行机构(21)通电，由此在所述始终运转摇臂(25)即将返回所述非摆动位置之前使所述连结销(54)开始后退，从而解除所述始终运转摇臂(25)与所述间歇摇臂(27)的连结。
6.如权利要求5所述的可变气门装置，其特征在于，
停止向所述执行机构通电的时期在所述曲柄角度成为阀重叠状态的上止点后0°～180°的范围内。
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