CN105658917B - 内燃机的气门机构 - Google Patents

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Abstract

内燃机的气门机构具备：支承轴；主臂，其被所述支承轴支承为能够摆动；两个副臂，该两个副臂在所述支承轴的轴向上配置于所述主臂的两侧；连结支承部，其将所述两个副臂连结于所述主臂，且将所述两个副臂支承为能够摆动，凸轮，其具备基圆部；以及滚动件，其经由连结支承部而能够旋转地设置于主臂，所述两个副臂的每一个，在一端具备按压驱动气门的驱动部，并且在另一端具备供间隙调节器的柱塞接触的接触部，所述支承轴被固定于内燃机主体而不能移动，所述接触部具有曲面，该曲面与在所述柱塞的顶端部形成的平坦面可滑动地接触，所述曲面具有圆弧状的曲面形状，所述圆弧状的曲面形状的中心轴线被设定为在所述凸轮以所述基圆部与所述滚动件抵接的状态下与所述主臂的摆动中心轴线一致。

Description

内燃机的气门机构
技术领域
本发明涉及内燃机的气门机构。
背景技术
专利文献1中公开了一种在以摇臂轴为摆动支点可动的摆臂的两侧安装有摇臂的发动机的气门驱动装置。在该装置中，通过摆臂与凸轮的旋转相应地进行摆动，从而各个摇臂同时驱动气门(进气门或排气门)。在该装置中，通过将摆臂支承为能够上下运动，能够将气门定时变更为多个。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-101434
发明内容
发明要解决的问题
摇臂的一端部通常抵接有间隙调节器的柱塞，气门间隙被自动调整。然而，在如上述装置那样将摆臂支承为能够上下运动的情况下，间隙调节器的调整也影响到摆臂。其结果，使摆臂发生倾斜，由此可能引起产生异常噪声等异常。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种能够避免主臂的姿势恶化、并且能够适当地调整气门间隙的内燃机的气门机构。
用于解决问题的手段
本发明涉及一种内燃机的气门机构，该内燃机的气门机构具备：支承轴；主臂，其被所述支承轴支承为能够摆动；两个副臂，该两个副臂在所述支承轴的轴向上配置于所述主臂的两侧；连结支承部，其将所述两个副臂连结于所述主臂，且将所述两个副臂支承为能够摆动，凸轮，其具备基圆部；以及滚动件，其经由连结支承部而能够旋转地设置于主臂，所述两个副臂的每一个，在一端具备按压驱动气门的驱动部，并且在另一端具备供间隙调节器的柱塞接触的接触部，所述支承轴被固定于内燃机主体而不能移动，所述接触部具有曲面，该曲面与在所述柱塞的顶端部形成的平坦面可滑动地接触，所述曲面具有圆弧状的曲面形状，所述圆弧状的曲面形状的中心轴线被设定为在所述凸轮以所述基圆部与所述滚动件抵接的状态下与所述主臂的摆动中心轴线一致。
发明的效果
根据本发明，能够避免主臂的姿势恶化，并且能够适当地调整气门间隙。
附图说明
图1是内燃机的气门机构的剖视图。
图2是内燃机的气门机构的立体图。
图3是内燃机的气门机构的侧视图。
图4是表示凸轮切换机构的第1图。
图5是表示凸轮切换机构的第2图。
图6是表示可动凸轮的图。
具体实施方式
使用附图对本发明的实施例进行说明。
图1是内燃机的气门机构(以下，称为气门机构)1的剖视图。图2是气门机构1的立体图。图3是气门机构1的侧视图。在图2、图3中，将气门机构1连同气门11以及间隙调节器12一起表示。在图3中，将气门机构1还连同凸轮C一起表示。
气门机构1具备支承轴2、主臂3、副臂4、滚动件轴5、滚动件6以及E型卡环7。支承轴2固定于支承部10而不能移动。支承部10是内燃机主体的一部分，具体而言，例如是汽缸盖或凸轮架。在此，为了将支承轴2固定于支承部10而不能移动，在本实施例中，在内燃机主体所具备的汽缸盖上形成支承部10并固定有支承轴2。虽然这种方式需要准备具备支承部10的汽缸盖，但能够实现刚性较高的固定。另外，作为其他的例子，例如可以在凸轮壳上形成支承部并固定支承轴2。如果将支承部形成于凸轮壳，则可以不准备专用的汽缸盖，能够谋求汽缸盖的通用化。主臂3被支承轴2支承为能够摆动。主臂3具备两个臂部3a。臂部3a各自被设置成彼此相对。主臂3被设置成用各个臂部3a的一端部将支承部10夹入。支承轴2被设置成贯通各个臂部3a的将支承部10夹入的一端部。
副臂4在支承轴2的轴向上配置于主臂3的两侧。两个副臂4的每一个，在一端具备按压驱动气门11的驱动部4a，并且在另一端具备供间隙调节器12的柱塞12a接触的接触部4b。接触部4b具有曲面4ba，该曲面4ba与在柱塞12a的顶端部形成的平坦面12aa可滑动地接触。曲面4ba具体而言具有圆弧状的曲面形状。进一步具体而言，曲面4ba具有圆弧状的曲面形状，所述圆弧状的曲面形状的中心轴线被设定为在凸轮C以基圆部C1与滚动件6抵接的状态下与主臂3的摆动中心轴线P一致。此外，在本实施例中，副臂4侧的接触部4b为曲面4ba，将柱塞12a的顶端部设为平坦面12aa，但也可以将两者均设为曲面，还可以将副臂4侧的接触部4b设为平坦面，将柱塞12a的顶端部设为曲面。另外，也可以将两者均设为平坦面。
滚动件轴5设置成在臂部3a的另一端部贯通各个臂部3a，并且在副臂4的中央部贯通各个副臂4。滚动件轴5将两个副臂4分别连结于主臂3，且将两个副臂4中的每个支承为能够摆动。具体而言，滚动件轴5将两个副臂4中的每个连同主臂3一起以能够摆动的方式连结。另外，将两个副臂4支承为能够绕滚动件轴5摆动。滚动件轴5相当于连结支承部。
滚动件6是凸轮从动件，以能够旋转的方式设置于主臂3。具体而言，滚动件6经由滚动件轴5以能够旋转的方式设置于主臂3。滚动件6配置于各个臂部3a的内侧。滚动件6具体而言设有多个(此处为两个)。凸轮C单独地抵接于多个滚动件6。滚动件6与凸轮C滚动接触，从而抑制在滚动件6与凸轮C之间产生的摩擦。E型卡环7设于滚动件轴5的两端部。E型卡环7设于各个副臂4的外侧，整体上限定主臂3以及各个副臂4在滚动件轴5上的配置。
气门11是进气门或排气门。间隙调节器12将气门11的气门间隙调整为零。间隙调节器12具体而言，例如是HLA(液压间隙调节器)。气门机构1可以被理解成是还具备间隙调节器12的结构。
接着，说明气门机构1的主要的作用效果。在气门机构1中，支承轴2被固定于支承部10而不能移动。因此，在气门机构1中，可在构造上避免主臂3的姿势恶化。另外，在气门机构1中，接触部4b具有曲面4ba，该曲面4ba与平坦面12aa可滑动地接触。因此，气门机构1在容许平坦面12aa和曲面4ba之间的滑动的同时调整气门间隙，从而也能够适当地调整气门间隙。
在假设柱塞12a具有圆弧状的曲面来代替平坦面12aa的情况下，考虑到与曲面4ba的接触，需要防止柱塞12a旋转。在这一点上，对于上述结构的气门机构1，还能够容许柱塞12a的旋转。其结果，还能够抑制柱塞12a的偏磨损。
气门机构1具体而言，构成为曲面4ba具有圆弧状的曲面形状，所述圆弧状的曲面形状的中心轴线被设定为在凸轮C以基圆部C1与滚动件6抵接的状态下与主臂3的摆动中心轴线P一致。该结构的气门机构1还能够在该中心轴线与摆动中心轴线P之间的分开距离的关系上减少平坦面12aa与曲面4ba之间的切点移动。其结果，还能够抑制平坦面12aa与曲面4ba之间的滑动。
气门机构1具有多个滚动件6，该多个滚动件6可旋转地设于主臂3，凸轮C单独地抵接于该多个滚动件6。该结构的气门机构1还能够通过与构成为具有多个(此处为两个)凸轮C的凸轮切换机构50组合使用，来使气门11的气门特性(例如提升量、开阀次数)为可变。接着，对这一点进行说明。
图4是表示凸轮切换机构50的第1图。图5是表示凸轮切换机构50的第2图。图6是表示可动凸轮Cb的图。在图4、图5中，将凸轮切换机构50连同气门机构1和凸轮轴60一起表示。图4、图5均以后述的第1状态表示凸轮切换机构50。图6也同样。固定凸轮Ca、可动凸轮Cb均是构成多个(此处为两个)凸轮C的凸轮。
凸轮切换机构50具备凸轮基部51、支点销52以及锁定机构53。凸轮基部51是概略圆柱状的旋转体，在凸轮基部51形成有固定凸轮Ca。凸轮基部51设置成与凸轮轴60分体，且固定于凸轮轴60而不能移动。凸轮基部51也可以设为与凸轮轴60一体。在凸轮基部51设有缝隙S。缝隙S设置成与固定凸轮Ca邻接。
在缝隙S中设有可动凸轮Cb。可动凸轮Cb是凸轮凸起部，具有沿凸轮轴60的轴向延伸的销孔H1。销孔H1是对销Pn1进行保持的保持孔。可动凸轮Cb以在第1状态和第2状态之间摆动而转换的方式连结于凸轮基部51，所述第1状态是可动凸轮Cb处于自凸轮基部51的外周(具体而言，此处为固定凸轮Ca的外周)突出的位置的状态，所述第2状态是可动凸轮Cb处于比第1状态下的位置低的位置的状态。对于第2状态，将在后面进行说明。
可动凸轮Cb具体而言具有呈日文假名く字状弯曲的形状，其一端部被支点销52支承为能够旋转。而且，在可动凸轮Cb的另一端部设有销孔H1。凸轮基部51中隔着缝隙S处在与固定凸轮Ca相反的一侧的部分形成有销孔H2和油路R。销孔H2沿凸轮轴60的轴向延伸。油路R连通于销孔H2的底部。
可动凸轮Cb在如后述那样锁定机构53的锁定被解除了的状态下，被未图示的施力部件(例如复位弹簧)向第1状态施力。在第1状态下，销孔H1和销孔H2沿凸轮轴60的轴向排列。施力部件的施力可以设定为使得可动凸轮Cb能够受到来自滚动件6的反作用力而向第2状态转换的范围内的施力。
锁定机构53除了具备销孔H1、销孔H2以及油路R之外，还具备销Pn1、Pn2和弹簧Sp。销Pn1是锁定部件，被销孔H1、H2中的至少销孔H1保持。销Pn2被销孔H1、H2中的销孔H2保持。弹簧Sp设于销孔H1的底部和销Pn1之间。弹簧Sp在第1状态下对销Pn1施力，以使销Pn1插入销孔H2。
锁定机构53的锁定动作如下。即，首先在第1状态下，销孔H1和销孔H2沿凸轮轴60的轴向排列。此时，弹簧Sp对销Pn1施力，从而销Pn1与销Pn2一起移动，被销孔H1以及销孔H2保持。其结果，可动凸轮Cb被锁定。因此，锁定机构53在第1状态下将可动凸轮Cb锁定。销孔H2是在第1状态下与销Pn1沿轴向排列的锁定孔。
锁定机构53的锁定解除动作如下。即，当使液压经由油路R作用于销Pn2时，销Pn2克服弹簧Sp的施力而与销Pn1一起移动。其结果，销Pn1被销孔H1、H2中的销孔H1保持，并且销Pn2被销孔H2保持。其结果，可动凸轮Cb的锁定被解除。油路R是使液压作用以使销Pn1在第1状态下脱离销孔H2的路径。
接着，说明凸轮切换机构50的可变动作例。在以固定凸轮Ca的气门11的提升量小于可动凸轮Cb的气门11的提升量的方式分别设定固定凸轮Ca以及可动凸轮Cb的凸轮轮廓的情况下，凸轮切换机构50如以下这样进行动作。即，在将可动凸轮Cb锁定了的状态下，利用可动凸轮Cb驱动气门11。另外，在将可动凸轮Cb的锁定解除了的状态下，利用固定凸轮Ca驱动气门11，使可动凸轮Cb进行无效运动(lost motion)。第2状态是可动凸轮Cb进行无效运动的状态。
在设定为固定凸轮Ca和可动凸轮Cb的凸轮轮廓分别在每一燃烧循环内使气门11开阀两次的情况下，凸轮切换机构50如以下这样进行动作。即，在将可动凸轮Cb锁定了的状态下，固定凸轮Ca和可动凸轮Cb在不同的定时驱动气门11。另外，在将可动凸轮Cb的锁定解除了的状态下，利用固定凸轮Ca驱动气门11，使可动凸轮Cb进行无效运动。
在固定凸轮Ca是不使气门11提升的零提升凸轮的情况下，凸轮切换机构50还能够在将可动凸轮Cb的锁定解除了的状态下使气门11为停止工作的状态。气门机构1通过与凸轮切换机构50组合使用，从而具体而言例如能够以上述那样的方式使气门11的气门特性为可变。
也可以是，锁定机构53还具备：第2锁定孔，其形成于凸轮基部51，在第2状态下与销Pn1沿凸轮轴60的轴向排列；第2弹簧，其进行施力而使得在第2状态下销Pn1自第2锁定孔退避；以及第2路径，其形成于凸轮基部51，使液压作用而使得在第2状态下销Pn1被插入于第2锁定孔。在该情况下，可以将销孔H2设为第1锁定孔，将弹簧Sp设为第1弹簧，将油路R设为第1路径。
上述实施方式只是用于实施本发明的一例。因而，本发明不限于上述实施方式，能够在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。
附图标记说明
气门机构 1
支承轴 2
主臂 3
副臂 4
驱动部 4a
接触部 4b
曲面 4ba
滚动件轴 5
滚动件 6
支承部 10
气门 11
间隙调节器 12
柱塞 12a
平坦面 12aa
凸轮 C
基圆部 C1

Claims (1)

1.一种内燃机的气门机构，
具备：
支承轴；
主臂，其被所述支承轴支承为能够摆动；
两个副臂，该两个副臂在所述支承轴的轴向上配置于所述主臂的两侧；
连结支承部，其将所述两个副臂连结于所述主臂，且将所述两个副臂支承为能够摆动，
凸轮，其具备基圆部；以及
滚动件，其经由连结支承部而能够旋转地设置于主臂，
所述两个副臂的每一个，在一端具备按压驱动气门的驱动部，并且在另一端具备供间隙调节器的柱塞接触的接触部，
所述支承轴被固定于内燃机主体而不能移动，
所述接触部具有曲面，该曲面与在所述柱塞的顶端部形成的平坦面可滑动地接触，
所述曲面具有圆弧状的曲面形状，所述圆弧状的曲面形状的中心轴线被设定为在所述凸轮以所述基圆部与所述滚动件抵接的状态下与所述主臂的摆动中心轴线一致。
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