CN100396891C - 发动机的气门传动装置 - Google Patents
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Abstract
一种发动机的气门传动装置,摇臂(63)上设有气门连接部(63a),在该气门连接部(63)上可调节进退位置地旋合有与一对发动机气门分别抵接的调节螺钉(70),并且,该摇臂(63)具有与气门传动凸轮(69)抵接的凸轮抵接部(65),该摇臂(63)与发动机气门联动地连接,在该摇臂(63)上可转动地连接有:可转动支承于发动机主体的固定位置的第一连杆臂(61)的一端部,以及由可移位的可动支轴(68a)可转动地支承的第二连杆臂(62)的一端部,所述摇臂(63)构成为,使气门连接部(63a)在沿着气门传动凸轮(69)的旋转轴线的方向上的宽度大于其他部分的宽度。从而不仅能够使发动机的气门升程连续变化,还能够在确保气门开闭动作时的跟随性的同时实现气门传动装置的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机的气门传动装置,其具有使作为进气门或排气门的发动机气门的升程量连续变化的升程可变机构。
背景技术
为了使发动机气门的升程量无级地变化,在专利文献1中已经公开了这样的气门传动装置:在摇臂的一端侧具有与发动机气门抵接的气门抵接部,在摇臂的另一端部嵌合有推杆(push rod)的一端,在推杆的另一端与气门传动凸轮之间设置有连杆机构。
但是,在上述专利文献1所公开的气门传动装置中,需要在气门传动凸轮和摇臂之间确保用于配置连杆机构和推杆的较大的空间,因而使气门传动装置大型化。并且由于来自气门传动凸轮的驱动力通过连杆机构和推杆传递至摇臂,因此摇臂相对于气门传动凸轮的跟随性、即发动机气门的开闭动作跟随性不理想。
因此,本申请人已经在专利文献2中提出了这样的发动机的气门传动装置:在摇臂上可转动地连接有第一和第二连杆臂的一端部,第一连杆臂的另一端部可转动地支承于发动机主体,并通过驱动单元使第二连杆臂的另一端部移动,根据该气门传动装置能够实现气门传动装置的小型化,并且将来自气门传动凸轮的动力直接传递至摇臂,能够确保相对于气门传动凸轮的优良的跟随性。
专利文献1:日本专利公报特开平8-74534号
专利文献2:日本专利公报特开2004-36560号
此外,除了需要使气门传动装置小型化,将摇臂的沿着转动轴线的宽度设定得尽量小也很重要,然而在通过单一的摇臂驱动一对发动机气门打开时,两发动机气门之间的距离基本上决定于燃烧室的形状、尺寸,为了与两气门连接而设置于摇臂的气门连接部的宽度也根据两发动机气门之间的距离来确定,因此为了尽量减小摇臂的所述宽度,理想的是在构成摇臂时使所述气门连接部的宽度最大。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的,目的在于提供一种发动机的气门传动装置,其不仅能够使发动机气门的升程量连续地变化,还能在确保开闭动作的跟随性的同时,实现小型化。
为了实现上述目的,本发明的发动机的气门传动装置,其第一特征在于,包括:摇臂,其具有与气门传动凸轮抵接的凸轮抵接部,并且该摇臂与发动机气门联动地连接;第一连杆臂,其一端部与该摇臂可转动地连接,并且其另一端部可转动地支承于发动机主体的固定位置上;第二连杆臂,其一端部与所述摇臂可转动地连接,并且其另一端部由可移位的可动支轴可转动地支承;以及驱动单元,其与可动支轴连接,能够使所述可动支轴的位置改变,以便使发动机气门的升程量连续地变化,所述摇臂包括气门连接部以及第一和第二支承部,在所述气门连接部上可调节进退位置地旋合有与一对发动机气门分别抵接的调节螺钉,所述第一和第二支承部可转动地与第一和第二连杆臂的一端部连接,所述摇臂构成为:所述气门连接部在沿着所述气门传动凸轮的旋转轴线的方向上的宽度大于其他部分的宽度。
本发明在第一特征的结构的基础上,第二特征在于,所述第一连杆臂的另一端部通过支轴可转动地支承于支承壁,该支承壁以配置于该第一连杆臂的另一端部的两侧的方式设置于所述发动机主体,在第一连杆臂的另一端部与所述两支承壁之间,分别插装有插装物。
本发明在第二特征的结构的基础上,第三特征在于,所述插装物是以这样的方式设置于发动机主体与所述摇臂之间的扭转弹簧:对所述摇臂向使所述凸轮抵接部与所述气门传动凸轮抵接的一侧施力。
本发明在第一特征的结构的基础上,第四特征在于,所述第一支承部形成为大致U字状,并从两侧夹持作为所述凸轮抵接部的滚子,所述滚子由第一支承部可旋转地支承。
本发明在第四特征的结构的基础上,第五特征在于,在第一连杆臂的一端部上设有一对连接部,该一对连接部从两侧夹持所述摇臂的第一支承部,两连接部通过连接轴与第一支承部可转动地连接,所述滚子通过所述连接轴轴支承于所述第一支承部。
本发明在第一特征的结构的基础上,第六特征在于,所述摇臂形成为使第一和第二支承部的宽度相同。
本发明在第一特征的结构的基础上,第七特征在于,在第一支承部上设置有第一连接孔和在第二支承部上设置有第二连接孔,所述第一连接孔和第二连接孔的相对位置沿着所述两发动机气门的开闭动作方向布置,该连接孔中贯穿有连接轴,所述连接轴分别应用于可转动地与第一和第二连杆臂的一端部连接,相对于在所述两发动机气门侧与两连接孔的外缘相切的切线,在与所述两发动机气门相反的一侧,配置有连接壁的至少一部分,第一和第二支承部之间通过该连接壁连接起来。
本发明在第七特征的结构的基础上,第八特征在于,在所述连接壁的这样的位置上形成有凹部:在所述第二连杆臂的另一端部最接近摇臂侧的状态下、与所述第二连杆臂的另一端部对置的位置。
本发明在第七特征的结构的基础上,第九特征在于,在所述连接壁上形成有重量减轻部。
本发明在第一特征的结构的基础上,第十特征在于,在模具成型的摇臂的互为相反侧的上下表面上形成有彼此交错的重量减轻部。
根据第一特征,能够通过使可动支轴无级移位来使发动机气门的升程量连续变化,并且第一和第二连杆臂的一端部与摇臂可转动地直接连接,因而能够减小配置两连杆臂的空间,从而能够实现气门传动装置的小型化,由于来自气门传动凸轮的动力直接传递至摇臂的凸轮抵接部,因此能够确保相对于气门传动凸轮的良好的跟随性。并且,摇臂驱动一对发动机气门开闭,摇臂具有气门连接部以及第一和第二支承部,在气门连接部上可调节进退位置地旋合有与两气门分别抵接的调节螺钉,第一和第二支承部可转动地与第一和第二连杆臂的一端部连接,而该摇臂构成为:气门连接部在沿着气门传动凸轮的旋转轴线的方向上的宽度大于其他部分的宽度,因此,能够尽量减小摇臂在沿着气门传动凸轮的旋转轴线的方向上的宽度,从而能够实现气门传动装置的小型化。
根据第二特征,支承壁以配置于第一连杆臂的另一端部的两侧的方式设置于发动机主体上,而在第一连杆臂的另一端部与该支承壁之间插装有插装物,因此通过选择插装物,能够通过插装物来吸收第一连杆臂和两支承壁之间的尺寸公差,从而使第一连杆臂的定位变得容易。
根据第三特征,通过以对摇臂向使凸轮抵接部与气门传动凸轮抵接的方向施力的扭转弹簧作为所述插装物,能够容易地吸收所述尺寸公差,并且能够使凸轮抵接部与气门传动凸轮可靠地抵接,从而能够提高气门升程量的控制精度。
根据第四特征,通过形成为大致U字状的第一支承部可旋转地支承滚子,能够使包括滚子的摇臂整体结构小型化。
根据第五特征,通过共同的连接轴实现第一连杆臂的一端部与第一支承部的可转动的连接,以及所述第一支承部对所述滚子的轴支承,能够减少部件数量,并且能够使气门传动装置进一步小型化。
根据第六特征,由于第一和第二支承部的宽度相同,因此能够使摇臂形状简化,并实现小型化。
根据第七特征,摇臂的第一和第二支承部通过连接壁彼此连接,而所述连接壁设置成:相对于与设置在两支承部上的一对连接孔在发动机气门侧的外缘相切的切线,在与发动机气门相反的一侧,设有该连接壁的至少一部分,因此能够提高第一和第二支承部的刚性。
根据第八特征,能够使第二连杆臂的另一端部移位到尽量靠近摇臂侧的位置,从而能够实现气门传动装置的小型化,并能够将发动机气门的最大升程量设定得尽可能地大。
根据第九特征,能够通过连接壁提高摇臂的刚性,并抑制摇臂重量的增加。
根据第十特征,通过在摇臂的互为相反侧的上下表面上交替地形成重量减轻部,能够使摇臂轻量化。并且,在摇臂模具成型时还形成各重量减轻部,由于使彼此相邻的重量减轻部的拔模斜度彼此为相反的方向,因此彼此相邻的重量减轻部的内侧面朝同一方向倾斜,从而在彼此相邻的重量减轻部之间,形成于摇臂的臂部的厚度大致均匀,通过厚度大致均匀的壁部能够维持摇臂的刚性。
附图说明
图1是第一实施例的发动机的局部纵截面图,是沿图2中的1-1线的截面图(实施例1)。
图2是沿图1中的2-2线的截面图。(实施例1)
图3是沿图2中的3-3线的方向的视图。(实施例1)
图4是升程可变机构的侧视图。(实施例1)
图5是升程可变机构的分解立体图。(实施例1)
图6是沿图4中的6-6线的放大截面图。(实施例1)
图7是沿图3中的箭头7的方向的视图。(实施例1)
图8A是气门升程较大时的升程可变机构的作用说明图。(实施例1)
图8B是气门升程较小时的升程可变机构的作用说明图。(实施例1)
图9是表示发动机气门的升程曲线的图。(实施例1)
图10是图3的主要部分放大图。(实施例1)
图11是表示控制臂转角与传感器臂转角之间的关系的曲线图。(实施例1)
图12是第二实施例的发动机的局部纵截面图,是沿图13中的12-12线的截面图。(实施例2)
图13是沿图12中的箭头13的方向的视图。(实施例2)
图14是沿图13中的14-14线的截面图。(实施例2)
图15是沿图12的主要部分放大图。(实施例2)
图16是从图15中的箭头16的方向观察进气侧摇臂的仰视图。(实施例2)
图17是沿图15中的17-17线的截面图。(实施例2)
图18是升程可变机构的立体图。(实施例2)
图19是沿图15中的19-19线的截面图。(实施例2)
标号说明
10:发动机主体;19:作为发动机气门的进气门;44a:支承壁;49、50:连接孔;51:凹部;52、117、118:重量减轻部;54、122:作为插装物的扭转弹簧;61、112:第一连杆臂;61a、112a:连接部;62、113:第二连杆臂;63、111:摇臂;63a、111a:气门连接部;63b、111b:第一支承部;63c、111c:第二支承部;63d:连接壁;64、66:连接轴;65、114:作为凸轮抵接部的滚子;67、119:支轴;68a、134:可动支轴;69:气门传动凸轮;70:调节螺钉;72:作为驱动装置的致动器电动机;E:发动机;L:切线。
具体实施方式
以下,根据附图所示的本发明的实施例对本发明的实施方式进行说明。
实施例1
图1~图11表示本发明的第一实施例。
首先在图1中,直列多气缸的发动机E的发动机主体10包括:气缸体12,其内部设有缸膛11;气缸盖14,其与气缸体12的顶面相接合;气缸盖罩16,其与气缸盖14的顶面相接合,在各缸膛11中,可滑动地嵌合有活塞13,与各活塞13的顶部面对的燃烧室15,形成在气缸体12与气缸盖14之间。
在气缸盖14上,设置有能够与各燃烧室15连通的进气口17和排气口18,各进气口17由一对作为发动机气门的进气门19分别进行开闭,各排气口18由一对排气门20分别进行开闭。进气门19的顶杆19a可滑动地嵌合在设于气缸盖14的导管21中,通过在弹簧座22与抵接在气缸盖14上的弹簧座23之间设置的气门弹簧24,各进气门19受到向关闭气门的方向的作用力,其中所述弹簧座22设置于顶杆19a的上端部。此外,各排气门20的顶杆20a,可滑动地嵌合在设于气缸盖14的导管25中,通过在弹簧座26与抵接在气缸盖14上的弹簧座27之间设置的气门弹簧28,各排气门20受到向关闭气门的方向的作用力,其中,弹簧座26设置于顶杆20a的上端部。
一并参照图2,在气缸盖14上,一体地设置有支承件44,其具有配置在各气缸两侧的支承壁44a,在各支承壁44a上接合有端盖45、47,端盖45、47协同构成进气凸轮支承件46和排气凸轮支承件48。于是,在进气凸轮支承件46上,可旋转地支承有进气凸轮轴31,在排气凸轮支承件48上,可旋转地支承有排气凸轮轴32,进气门19由进气凸轮轴31通过升程可变机构33驱动,排气门20由排气凸轮轴32通过升程-正时可变机构34驱动。
驱动排气门20的升程-正时可变机构34已为大家所知,此处说明其概要。排气摇臂轴35由排气凸轮支承件48中的支承壁44a支承,在该排气摇臂轴35上,枢轴支承有一对低速用摇臂36、36的一端部,以及单一的高速用摇臂37的一端部,设置在排气凸轮轴32上的两个低速用凸轮39、39与轴支承在低速用摇臂36、36的中间部上的滚子38、38抵接,设置在排气凸轮轴32上的高速用凸轮41与轴支承在高速用摇臂37的中间部上的滚子40抵接。此外,与排气门20的顶杆20a的上端抵接的调节螺钉42,可调节进退位置地旋合在低速用摇臂36、36的另一端。
而且,两低速用摇臂36、36和高速用摇臂37通过油压控制,可以切换连接和解除连接,在发动机E低速运转时,当解除低速用摇臂36、36和高速用摇臂37的连接时,低速用摇臂36、36由对应的低速用凸轮39、39驱动,排气门20以低升程、低开角进行开闭。此外,在发动机E高速运转时,当将低速用摇臂36、36与高速用摇臂37连接起来时,高速用摇臂37由对应的高速用凸轮41驱动,通过与高速用摇臂37接合的低速用摇臂36、36,排气门20以高升程、高开角进行开闭。这样,通过升程-正时可变机构34,分两级控制排气门20的升程和正时。
接下来,一并参照图3~图7,并同时对升程可变机构33的结构进行说明,该升程可变机构33包括:进气侧摇臂63,其具有作为凸轮抵接部的滚子65,该滚子65与设置在进气凸轮轴31上的进气侧气门传动凸轮69抵接;第一连杆臂61,其一端部与该进气侧摇臂63可转动地连接,并且,其另一端部可转动地支承在发动机主体10的固定位置上;第二连杆臂62,其一端部与上述进气侧摇臂63可转动地连接,并且其另一端部可转动地支承在可移位的可动支轴68a上。
在进气侧摇臂63的一端部设置有气门连接部63a,其上可调节进退位置地旋合有调节螺钉70、70,该调节螺钉70、70从上方与一对进气门19中的顶杆19a的上端抵接。此外,进气侧摇臂63的另一端部形成为向进气门19的相反侧敞开的大致U字状,在进气侧摇臂63的另一端部上,设置有:第一支承部63b,其将第一连杆臂61的一端部可转动地连接到进气侧摇臂63的另一端部上;第二支承部63c,其将第二连杆臂62的一端部可转动地连接到进气侧摇臂63的另一端部上,并且第二支承部63c配置在第一支承部63b的下方。而且,与进气凸轮轴31的进气侧气门传动凸轮69滚动接触的滚子65配置成由大致U字状的第一支承部63b夹持,并且滚子65与第一连杆臂61的一端连接部同轴地轴支承在第一支承部63b上。
另外,进气侧摇臂63形成为在沿着进气侧气门传动凸轮69的转动轴线的方向上,上述气门连接部63a的宽度大于其它部分的宽度,第一和第二支承部63b、63c的宽度形成为相同的宽度。
第一连杆臂61大致形成为U字状,其具有:一对第一连接部61a、61a,从两侧夹持进气侧摇臂63;圆筒状的固定支承部61b;一对臂部61c、61c,连接两个第一连接部61a、61a与固定支承部61b之间。
第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a、61a,通过圆筒状的第一连接轴64,与上述进气侧摇臂63的另一端部的第一支承部63b可转动地连接,第一连接轴64贯穿并固定在设于进气侧摇臂63的第一支承部63b上的第一连接孔49中,上述滚子65也通过第一连接轴64轴支承在第一支承部63b上。此外,第一支承部63b中的与上述进气凸轮轴31对置的部分的外侧面、与第一连杆臂61中的第一连接部61a、61a的外侧面,形成为以第一连接轴64的轴线为中心的圆弧状,并且在从侧面观察时成重叠的状态。
配置在第一连杆臂61下方的第二连杆臂62,在其一端部具有第二连接部62a,并且在其另一端部具有可动支承部62b,第二连接部62a配置成由形成为大致U字状的第二支承部63c所夹持。在第二支承部63c上设置有第二连接孔50,该第二连接孔50与第一支承部63b的第一连接孔49,沿上述两个进气门19的开闭动作方向即上下方向排列,第二连接部62a通过贯穿并固定在第二连接孔50中的第二连接轴66,可转动地与第二支承部63c连接。
即,进气侧摇臂63在另一端侧上部具有与进气侧气门传动凸轮69抵接的上述滚子65,该进气侧摇臂63的一端部与一对进气门19联动地连接,上方的第一连杆臂61在其一端部所具有的第一连接部61a、61a,与配置于第一连杆臂61下方的第二连杆臂62在其一端部所具有的第二连接部62a,上下并列地、并且可相对转动地与摇臂63的另一端部连接。
另外,在所述进气侧摇臂63上一体地设置有一对连接壁63d,所述一对连接壁63d连接大致U字状的第一和第二支承部63b、63c之间。并且,连接壁63d形成为:相对于在上述两个进气门19侧与第一和第二连接孔49、50的外缘相切的切线L,连接壁63d的至少一部分配置在与上述两个进气门19相反的一侧,并且该连接壁63d连接第一和第二支承部63b、63c之间。
另外,在连接壁63d上形成有凹部51,该凹部51配置于这样的位置:在第二连杆臂62的另一端部的可动支承部62b最接近进气侧摇臂63侧的状态下与可动支轴68a对置的位置。另外,在上述连接壁63d上,形成有例如从外侧面向内侧凹陷的重量减轻部52。
第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b,通过固定支轴67可转动地支承在支承壁44a上,所述支承壁44a以构成设置于发动机主体10的进气凸轮支承件46的下部的方式配置在所述固定支承部61b的两侧,固定支轴67固定支承于所述两个支承壁44a。
特别注意图6,在上述支承壁44a上,一体地突出设置有一对支承凸起53、53,所述支承凸起53、53向第一连杆臂61的固定支承部61b侧突出。在这些支承凸起53上设置有:能够与上述固定支承部61b的两端面滑动接触的小直径轴部53a,以及阶梯部53b,该阶梯部53b包围小直径轴部53a的基端部,并且在固定支承部61b的两端面上隔开间隔地对置,固定支轴67固定支承在支承凸起53上,并且与小直径轴部53a同轴地贯穿小直径轴部53a。
另外,两个进气门19由气门弹簧24向关闭气门的方向施加弹力,当通过进气侧摇臂63向打开气门的方向驱动被向关闭气门的方向施加弹力的两个进气门19时,进气侧摇臂63的滚子65通过气门弹簧24的作用,与进气侧气门传动凸轮69抵接,但在进气门19的关闭状态下,气门弹簧24的弹力并不作用在进气侧摇臂63上,由此滚子65离开进气侧气门传动凸轮69,在进气门19略微打开时,存在气门升程量的控制精度降低的可能性。因此,在气门弹簧24外另行设置扭转弹簧54,该扭转弹簧54是插设在第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b的两表面与支承凸起53之间的插装物,所述支承凸起53突出设置于在固定支承部61b的两侧配置的支承壁44a上,通过该扭转弹簧54,进气侧摇臂63被向使所述滚子65与进气侧气门传动凸轮69抵接的方向施力。
所述扭转弹簧54配置成通过所述支承凸起53的小直径轴部53a围绕所述固定支轴67,并且所述扭转弹簧54设置于发动机主体10与进气侧摇臂63之间。即围绕所述小直径轴部53a的扭转弹簧54的一端与卡定销55卡合,而扭转弹簧54的另一端插入并卡合在与进气侧摇臂63一体地动作的中空的第一连接轴64内,所述卡定销55埋设于所述支承凸起53的阶梯部53b。
另外,第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b形成为圆筒状,在侧视时固定支承部61b的外周配置在卷绕成螺旋状的所述扭转弹簧54的外周的内侧,在固定支承部61b的轴向两端部,分别沿周向隔开间隔地突出设置有多个例如一对凸部56、57,所述凸部56、57用于阻止扭转弹簧54倒向固定支承部61b侧,这些凸部56、57避开第二连杆臂62的动作范围进行配置。
在发动机主体10上固定配置有作为油供给单元的油喷射器58,第一和第二连接轴64、66将第一和第二连杆臂61、62的一端部的第一连接部61a和第二连接部62a,连接到进气侧摇臂63的另一端部,并且第一和第二连接轴64、66配置在上下并列的位置上,油喷射器58朝向第一和第二连接轴64、66中的上方的连接轴供油。在本实施例中,油喷射器58朝向第一和第二连接轴64、66中的作为上方的连接轴的第一连接轴64供油,该油喷射器58固定地安装在设置于发动机主体10上的进气凸轮支承件46中的端盖45上。
并且,在进气侧摇臂63的另一端侧的上部,设置有第一支承部63b,该第一支承部63b形成为大致U字状,并且从两侧夹持滚子65,第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a,通过轴支承上述滚子65的第一连接轴64,与第一支承部63b可转动地连接,上述油喷射器58配设在上述端盖45上,并且朝向第一连杆臂61的第一连接部61a与第一支承部63b的重叠面供油。
可动支轴68a可转动地支承第二连杆臂62在其另一端部所具有的可动支承部62b,该可动支轴68a设置在曲柄部件68上。该曲柄部件68构成为:在配置于与第二连杆臂62的动作平面平行的平面上的连接板68b的两端,设有向相反的方向突出的上述可动支轴68a和支轴68c,并且上述可动支轴68a和支轴68c与连接板68b成直角,上述支轴68c可旋转地支承在支承孔16a内,支承孔16a设置在发动机主体10上的气缸盖罩16上。
这样,当进气侧摇臂63处于图4所示的上升位置时,亦即进气门19处于关闭状态时,在枢轴支承进气侧摇臂63的下部的第二连接轴66的轴线C上,同轴地配置有曲柄部件68的支轴68c(参照图5),从而,当曲柄部件68绕支轴68c的轴线摆动时,可动支轴68a就在以支轴68c为中心的圆弧A(参照图4)上移动。
上述曲柄部件68的支轴68c,从气缸盖罩16的支承孔16a突出,在该支轴68c的末端固定有控制臂71,该控制臂71由安装在气缸盖14的外壁上的、作为驱动单元的致动器电动机72驱动。即,在通过致动器电动机72旋转的丝杠轴73上,啮合有螺母部件74,连结连杆76的一端通过销75枢轴支承在螺母部件74上,该连结连杆76的另一端通过销77、77与控制臂71连接。从而,当使致动器电动机72工作时,螺母部件74沿旋转的丝杠轴73移动,通过经连结连杆76与螺母部件74连接的控制臂71,曲柄部件68绕支轴68c摆动,由此,可动支轴68a在图8A中的位置与图8B中的位置之间移动。
在气缸盖罩16的外壁面上设置有例如旋转编码器那样的旋转角传感器80,在其传感器轴80a的末端固定有传感器臂81的一端。在控制臂71上,形成有沿其长度方向呈直线状延伸的导槽82,在该导槽82中可滑动地嵌合有设置于传感器臂81的另一端的连接轴83。
丝杠轴73,螺母部件74,销75,连结连杆76,销77、77,控制臂71,旋转角传感器80,传感器臂81,以及连接轴83,容纳在从气缸盖14和气缸盖罩16的侧面突出的壁部14a、16b的内侧,覆盖壁部14a、16b的端面的盖78通过螺栓79固定在壁部14a、16b上。
在所述升程可变机构33中,当通过致动器电动机72使控制臂71从图3中的实线位置向逆时针方向转动时,与控制臂71连接的曲柄部件68(参照图5)向逆时针方向转动,如图8A所示,曲柄部件68的可动支轴68a上升。在该状态下,当由进气凸轮轴31的进气侧气门传动凸轮69推压滚子65时,连接固定支轴67、第一连接轴64、第二连接轴66以及可动支轴68a的四节连杆产生变形,进气侧摇臂63从点划线位置向实线位置朝下方摆动,调节螺钉70、70按压进气门19的顶杆19a,从而以高升程打开进气门19。
当通过致动器电动机72,使控制臂71转动到图3中的实线位置时,与控制臂71连接的曲柄部件68向顺时针方向转动,如图8B所示,曲柄部件68的可动支轴68a下降。在该状态下,当由进气凸轮轴31的进气侧气门传动凸轮69推压滚子65时,上述四节连杆产生变形,进气侧摇臂63从点划线位置向实线位置朝下方摆动,调节螺钉70、70按压进气门19的顶杆19a,从而以低升程打开进气门19。
图9表示进气门19的升程曲线,与图8A对应的高升程时的开角、以及与图8B对应的低升程时的开角是相同的,只有升程量发生变化。这样,通过设置升程可变机构33,在不改变进气门19的开角的情况下,可以任意地变更升程量。
另外,在通过致动器电动机72使曲柄部件68摆动,以变更进气门19的升程时,必须检测升程的大小,亦即检测曲柄部件68的支轴68c的转角,并将其反馈到致动器电动机72的控制中。为此,要用旋转角传感器80来检测曲柄部件68的支轴68c的转角。如果只检测曲柄部件68的支轴68c的转角,则只要将旋转角传感器直接连接到上述支轴68c上即可,但由于在低升程的区域,升程量仅稍稍发生变化,进气效率就会发生很大变化,因此,必须高精度地检测曲柄部件68的支轴68c的转角,并将其反馈到致动器电动机72的控制中。相对于此,在高升程的区域,即使升程量发生一些变化,进气效率也不会发生很大变化,因此,对上述转角的检测,并不要求很高的精度。
在图10中用实线表示的控制臂71的位置对应于低升程的区域,从该处起沿逆时针方向摆动的用点划线表示的控制臂71的位置,对应于高升程的区域。在低升程的区域,由于固定在旋转角传感器80的传感器轴80a上的传感器臂81的连接轴83,与控制臂71的导槽82的末端侧(远离轴线C的一侧)卡合,因此,只要控制臂71稍稍摆动,传感器臂81就会产生很大的摆动。亦即,传感器轴80a的转角相对于曲柄部件68的转角的比率很大,旋转角传感器80的分辨率高,从而可以高精度地检测曲柄部件68的转角。
另一方面,在控制臂71摆动到用点划线表示的位置的高升程的区域,由于固定在旋转角传感器80的传感器轴80a上的传感器臂81的连接轴83,与控制臂71的导槽82的基端侧(靠近轴线C的一侧)卡合,因此,即使控制臂71产生很大的摆动,传感器臂81也只是略微摆动。亦即,传感器轴80a的转角相对于曲柄部件68的转角的比率小,曲柄部件68的转角的检测精度比低升程时变低。
如图11的曲线图所示的那样,可知:当控制臂71的转角从低升程状态向高升程状态增加时,由于最初时传感器臂81的角度增加率很高,因此检测精度变高,逐渐地,上述增加率变低,其检测精度也变低。
这样,即使不使用昂贵的检测精度高的旋转角传感器,通过使旋转角传感器80的传感器臂81卡合在控制臂71的导槽82中,就可以确保在需要高检测精度的低升程状态下的检测精度,并且能够有助于降低成本。
此时,使控制臂71的一端侧(接近支轴68c的一侧)与传感器臂81的一端侧(接近旋转角传感器80的一侧)相互接近配置,在控制臂71的一端侧形成有导槽82,因此,可以缩短传感器臂81的长度,可以实现小型化。此外,若在控制臂71的一端侧形成导槽82,则离轴线C的距离变小,导槽82的沿圆周方向的移动量也变小,但由于传感器臂81的长度缩短,因此,可以充分确保传感器臂81的转角,可以确保旋转角传感器80的检测精度。
接下来,对该第一实施方式的作用进行说明,升程可变机构33用于使进气门19的打开气门的升程量连续变化,在该升程可变机构33中,第一和第二连杆臂61、62在其一端部具有第一和第二连接部61a、61a、62a,进气侧摇臂63在其一端部具有与一对进气门19联动地连接的气门连接部63a,第一和第二连接部61a、61a、62a与进气侧摇臂63的另一端部并列并且可相对转动地连接,第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b,可转动地支承在由发动机主体10支承的固定支轴67上,第二连杆臂62的另一端部的可动支承部62b,由可移位的可动支轴68a可转动地进行支承。
从而,通过使可动支轴68a无级移位,可以使进气门19的升程量无级变化,而且,第一和第二连杆臂61、62的一端部与进气侧摇臂63可转动地直接连接,可以减小配置两连杆臂61、62的空间,可以实现气门传动装置的小型化,由于来自进气侧气门传动凸轮69的动力直接传递至进气侧摇臂63的滚子65上,因此,可以确保相对于进气侧气门传动凸轮69的优良的跟随性。此外,可以将进气侧摇臂63、第一和第二连杆臂61、62在沿进气凸轮轴31的轴线方向上的位置配置在基本相同的位置,从而可以实现气门传动装置在沿进气凸轮轴31的轴线方向上的小型化。
并且,进气侧摇臂63具有:气门连接部63a,其上旋合有分别与一对进气门19抵接的调节螺钉70,并且能调节该调节螺钉70的进退位置;第一和第二支承部63b、63c,它们可转动地连接第一和第二连杆臂61、62的一端部,该进气侧摇臂63形成为使沿进气侧气门传动凸轮69的转动轴线的方向上的气门连接部63a的宽度大于其它部分的宽度,因此,可以尽可能地减小进气侧摇臂63在沿进气侧气门传动凸轮69的旋转轴线的方向上的宽度,从而,也就可以实现气门传动装置的小型化。加之,由于进气侧摇臂63使第一和第二支承部63b、63c的宽度形成为相同的宽度,因此,既可以实现进气侧摇臂63的形状的简单化,又可以使进气侧摇臂63小型化。
另外,设置于进气侧摇臂63的第一支承部63b,形成为大致U字状,并且从两侧夹着滚子65,滚子65可转动地支承在第一支承部63b上,因此,可以小型地构成包括滚子65的进气侧摇臂63整体。并且,在第一连杆臂61的一端部,设置有从两侧夹着第一支承部63b的一对第一连接部61a,并且两个第一连接部61a通过第一连接轴64与第一支承部63b可转动地连接,滚子65通过第一连接轴64轴支承在第一支承部63b上,因此,通过共同的第一连接轴64来实现第一连杆臂61的一端部与第一支承部63b的可转动的连接,以及上述滚子65在第一支承部63b上的轴支承,从而,在实现部件个数减少的同时,可以使气门传动装置进一步小型化。
在进气侧摇臂63的第一和第二支承部63b、63c上,沿两进气门19的开闭动作方向并列地设置有第一和第二连接孔49、50,在该第一和第二连接孔49、50中贯穿有第一和第二连接轴64、66,第一和第二连接轴64、66用于分别将第一和第二连杆臂61、62的一端部可转动地连接到第一和第二支承部63b、63c上,连接壁63d设置成:相对于在两个进气门19侧与第一和第二连接孔49、50的外缘相切的切线L,连接壁63d的至少一部分配置在与两个进气门19相反的一侧,通过该连接壁63d第一和第二支承部63b、63c之间被连接起来,因此,可以提高第一和第二支承部63b、63c的刚性。
此外,在连接壁63d上形成有凹部51,凹部51在第二连杆臂62的另一端部的可动支承部62b最接近进气侧摇臂63侧的状态下,与上述可动支承部62b对置,可以使第二连杆臂62的可动支承部62b移位到尽可能地接近进气侧摇臂63侧的位置,从而,既可以使气门传动装置小型化,又可以将进气门19的最大升程量尽可能地设定得大。
另外,由于在连接壁63d上形成有重量减轻部52,因此能够通过连接壁63d提高刚性,并且抑制进气侧摇臂63的重量增加。
第一和第二连接轴64、66将第一和第二连杆臂61、62的一端部连接到进气侧摇臂63上,油喷射器58朝向第一和第二连接轴64、66中的上方的第一连接轴64侧供油,并且该油喷射器58固定配置在发动机主体10上,对第一和第二连杆臂61、62中的上方的第一连杆臂61与进气侧摇臂63之间进行润滑后的油流向下方,从而对下方的第二连杆臂62与进气侧摇臂63之间进行润滑。从而,可以通过简单且部件个数少的润滑结构,对进气侧摇臂63与第一和第二连杆臂61、62的连接部一起进行润滑,可以保证顺畅的气门传动动作。
并且,形成为大致U字状的第一支承部63b,从两侧夹着滚子65,并且设置在上述进气侧摇臂63上,第一连杆臂61的一端部的第一连接部61a,通过轴支承滚子65的第一连接轴64,与第一支承部63b可转动地连接,上述油喷射器58配设在发动机主体10上,并朝向第一连杆臂61与第一支承部63b的重叠面供油,因此,还可以润滑滚子65的轴支承部。
由于将油喷射器58配设在以可旋转地支承进气凸轮轴31的方式设置于发动机主体10的进气凸轮支承件46的端盖45上,因此,能够利用用于对进气凸轮轴31与进气凸轮支承件46之间进行润滑的油路,从油喷射器58供给充分高压且充分量的油,其中上述进气凸轮轴31上设置有进气侧气门传动凸轮69。
另外,进气门19被气门弹簧24向关闭气门的方向施力,但进气侧摇臂63通过与气门弹簧24不同的扭转弹簧54,被向使滚子65与进气侧气门传动凸轮69抵接的方向施力,因此,即使在进气门19关闭的状态下,进气侧摇臂63的滚子65也不会离开进气侧气门传动凸轮69,可以提高进气门19略微打开时的气门升程量的控制精度。
扭转弹簧54是围绕固定支轴67的螺旋状的扭转弹簧,从而能够减小扭转弹簧54的设置空间,并实现气门传动装置的小型化。
并且,支承固定支轴67的一对支承凸起53、53,以从两侧夹持第一连杆臂61的另一端部的方式设置在发动机主体10的进气凸轮支承件46的支承壁44a上,并且扭转弹簧54以围绕两支承凸起53、53的方式插设在发动机主体10的支承壁44a与第一连杆臂61的另一端部之间,因此,通过扭转弹簧54来吸收第一连杆臂61与两支承壁44a之间的尺寸公差,第一连杆臂61的定位变得容易,而且,通过一对支承凸起53、53来限制第一连杆臂61的另一端部的固定支承部61b的移动,并且可以使扭转弹簧54为紧凑的配置,且可以避免由扭转弹簧54的收缩而产生的影响波及到固定支轴67。
在第一连杆臂61的另一端部,设置有圆筒状的固定支承部61b,在从侧面观察时,固定支承部61b的外周配置在扭转弹簧54的外周的内侧,该固定支承部61b由固定支轴67可转动地支承,但在固定支承部61b的轴向的两端部,分别沿周向隔开间隔地突出设置有多个凸部56、57,所述多个凸部56、57用于阻止上述扭转弹簧54倒向固定支承部61b侧。从而,既可以抑制固定支承部61b的大型化,又可以防止扭转弹簧54的上述倾倒,可以提高固定支承部61b的支承刚性。
并且,由于上述凸部56、57避开第二连杆臂62的动作范围进行配置,因此,尽管凸部56、57设置在固定支承部61b上,也能够充分地确保第二连杆臂62的动作范围。
另外,气门升程可变机构33具有曲柄部件68,该曲柄部件68是通过在连接板68b的两端上突出设置可动支轴68a以及具有与该可动支轴68a平行的轴线的支轴68c而形成,并且支轴68c可转动地支承在发动机主体10的气缸盖罩16上,因此,通过使曲柄部件68绕支轴68c的轴线转动,就可以容易地使可动支轴68a移位,从而可以使通过致动器电动机72使可动支轴68a移位的机构简化。
实施例2
图12~图19表示本发明的第二实施例,对于与上述第一实施例对应的部分赋予相同的标号。
首先,在图12~图14中,在气缸盖14上以配置于各气缸两侧的方式紧固有作为支承壁的上部支承件98,在各上部支承件98上从上方紧固有端盖99、100,端盖99、100共同构成进气侧凸轮支承件101和排气侧凸轮支承件102。而且,在构成进气侧凸轮支承件101的上部支承件98与端盖99之间可旋转地支承有进气凸轮轴31,在共同构成排气侧凸轮支承件102的上部支承件98和端盖100之间可旋转地支承有排气凸轮轴103。
排气侧摇臂轴104由上部支承件98进行支承,排气侧摇臂105的一端部由该排气侧摇臂轴104可摆动地支承,在排气侧摇臂105的另一端部可调节进退位置地分别旋合有一对调节螺钉42,这些调节螺钉42与排气门20的顶杆20a的上端抵接。另外,在排气侧摇臂105的中间部上设有轴108,该轴108与排气侧摇臂轴104平行,排气侧气门传动凸轮107设置于排气凸轮轴103,滚子106与该排气侧气门传动凸轮107滚动接触,在滚子106与所述轴108之间插装有滚子轴承109,该滚子106轴支承在排气侧摇臂105上。
而且,排气侧摇臂105的摆动支承部即排气侧摇臂轴104,配置于排气门20与排气侧摇臂105的联动连接部即调节螺钉42的外侧。
各进气门19由进气凸轮轴31通过升程可变机构110进行驱动,该升程可变机构110包括:进气侧摇臂111,其具有作为凸轮抵接部的滚子114,该滚子114与设置于进气凸轮轴31的进气侧气门传动凸轮69抵接;第一连杆臂112,其一端部可转动地与所述进气侧摇臂111连接,并且其另一端部可转动地支承于发动机主体10的固定位置;以及第二连杆臂113,其一端部可转动地与进气侧摇臂111连接,而另一端部由可移位的可动支轴134可转动地进行支承。
一并参照图15~图17,在进气侧摇臂111的一端部上设有气门连接部111a,调节螺钉70、70可调节进退位置地旋合于该气门连接部111a,所述调节螺钉70、70从上方与一对进气门19的顶杆19a的上端抵接。另外,在进气侧摇臂111的另一端部上彼此相连地设置有第一支承部111b以及配置于第一支承部111b下方的第二支承部111c,第一和第二支承部111b、111c形成为向进气门19的相反侧敞开的大致U字状。
在进气侧摇臂111的第一支承部111b上通过第一连接轴115和滚子轴承116轴支承有滚子114,该滚子114与进气凸轮轴31的进气侧气门传动凸轮69滚动接触,滚子114配置成由大致U字状的第一支承部111b夹持。
一并参照图18,进气侧摇臂111通过轻合金的铸造等模具成形,该进气侧摇臂111在沿着进气侧气门传动凸轮69的转动轴线的方向上,使所述气门连接部111a的宽度大于其他部分的宽度,第一和第二支承部111b、111c的宽度相同。
进气侧摇臂111的气门连接部111a的上表面中央部上形成有例如大致三角形的重量减轻部117,在气门连接部111a的作为所述上表面的相反侧的面的下表面两侧,形成有与所述重量减轻部117交替配置的一对重量减轻部118、118。
另外,所述重量减轻部117、118、118,在进气侧摇臂111模具成形时同时成形,上方的重量减轻部117的拔模斜度为这样的方向:随着朝向气门连接部111a的上表面,重量减轻部117的开口面积增大,与此相对,下方的重量减轻部118、118的拔模斜度为这样的方向:随着朝向气门连接部111a的下表面,重量减轻部118、118的开口面积增大,因此,重量减轻部117的内侧面的倾斜方向,与重量减轻部118、118的内侧面的倾斜方向相同,在彼此相邻的重量减轻部117、118,117、118之间,形成于气门连接部111a的壁部111d、111d的厚度大致均匀。
一并参照图19,第一连杆臂112整体形成为大致U字状,在其一端侧具有一对连接部112a、112a,所述连接部112a、112a从两侧夹持进气侧摇臂111的第一支承部111b,第一连杆臂112通过第一连接轴115可转动地与第一支承部111b连接,所述第一连接轴115将滚子114轴支承在进气侧摇臂111上。另外,固定支轴119可转动地支承第一连杆臂112的另一端部,该固定支轴119由紧固于气缸盖14的上部支承件98进行支承。
第二连杆臂113配置于第一连杆臂112的下方,该第二连杆臂113的一端部配置成:由进气侧摇臂111的大致U字状的第二支承部111c夹持,并通过第二连接轴120可转动地与第二支承部111c连接。
在第一连杆臂112的另一端部两侧,在上部支承件98、98上,一体地突出设有支承凸起121、121,所述支承凸起121、121支承固定支轴119,通过这些支承凸起121能够限制第一连杆臂112的另一端部在沿着所述固定支轴119的轴线方向上的移动。
另外,两进气门19通过气门弹簧24被向气门关闭方向施力,在通过进气侧摇臂111向气门打开方向驱动被向气门关闭方向施加弹力的两进气门19时,进气侧摇臂111的滚子114通过气门弹簧24的作用而与进气侧气门传动凸轮69接触,但是在进气门19关闭的状态下,气门弹簧24的弹力不作用在进气侧摇臂111上,滚子114离开进气侧气门传动凸轮69,从而存在进气门19略微打开时气门升程量的控制精度降低的可能性。因此,除气门弹簧24之外,另设有扭转弹簧122,该扭转弹簧122是插装在第一连杆臂112的另一端部两表面与所述支承凸起121、121之间的插装物,所述支承凸起121、121配置于第一连杆臂112的另一端部两侧,通过该扭转弹簧122,进气侧摇臂111被向使所述滚子114与进气侧气门传动凸轮69抵接的方向施力。
所述扭转弹簧122围绕所述支承凸起121,并且设置于发动机主体10与进气侧摇臂111之间。即,扭转弹簧122的一端与所述支承凸起121卡合,扭转弹簧122的另一端插入并卡合在与进气侧摇臂111一体地动作的中空的第一连接轴115内。
第一连杆臂112的另一端部形成为圆筒状,在侧视时,第一连杆臂112的另一端部的外周配置在所述扭转弹簧122的外周的内侧,该扭转弹簧122卷绕成螺旋状,在第一连杆臂112的另一端部的轴向两端上,分别沿周向隔开间隔地突出设置有多个例如一对凸部123、124,所述凸部123、124用于阻止扭转弹簧122倒向第一连杆臂112侧。因此,能够避免第一连杆臂112的另一端部的大型化,并防止扭转弹簧122的所述倾倒,从而提高第一连杆臂112的另一端部的支承刚性。
并且,所述凸部123、124避开第二连杆臂113的动作范围进行设置,因而尽管凸部123、124设置于第一连杆臂112的另一端部,也能够充分确保第二连杆臂113的动作范围。
进气侧凸轮支承件101设置于发动机主体10,在该进气侧凸轮支承件101的端盖99上安装有油喷射器125,该油喷射器125朝向进气侧摇臂111的另一端侧上部供油。
另外,在多个上部支承件98中的一个上,设有引导来自未图示的油泵的油的通道126。另外,与进气凸轮轴31的下半部对置地,在各上部支承件98的上部设置有圆弧状的凹部127,所述通道126与各凹部127中的一个连通。另一方面,在进气凸轮轴31上同轴地设有油通道128,在对应于各进气侧凸轮支承件101的部分,在进气凸轮轴31上设有连通孔129,该连通孔129内端与油通道128连通,而外端朝向进气凸轮轴31的外表面开口,在各进气侧凸轮支承件101与进气凸轮轴31之间,通过所述连通孔129供给润滑用油。
端盖99与上部支承件98一起构成进气侧凸轮支承件101,在所述端盖99的下表面上设有凹部130,所述凹部130使与所述凹部127连通的通道形成于所述下表面与上部支承件98的上表面之间,通道131设置于端盖99,并与凹部130连通,油喷射器125与通道131相连地安装在端盖99上。
这样,油喷射器125安装在以可旋转地支承进气凸轮轴31的方式设置于发动机主体10的进气凸轮支承件46的端盖99上,因此,能够利用用于对进气凸轮轴31与进气侧凸轮支承件101之间进行润滑的油道,从油喷射器125供给足够高压且足够量的油。
另外,第一和第二连接轴115、120将第一和第二连杆臂112、113的一端部连接到进气侧摇臂111上,油从油喷射器125朝向第一和第二连接轴115、120中的位于上方的第一连接轴115侧供给,因此,对第一连杆臂112与进气侧摇臂111之间进行润滑后的油,流向下方的第二连杆臂113侧。
而且,使可动支轴134和第二连接轴120的一部分面向中间部的油导入孔132、133,设置在第二连杆臂113上,并且设置在与连接可动支轴134和第二连接轴120的轴线的直线正交的方向上,各油导入孔132、133的一端朝向第一连接轴115侧开口。因此,从第一连杆臂112流向下方的油,有效地导入到第二连杆臂113与可动支轴134和第二连接轴120之间,从而能够通过简单且零件数量少的润滑结构,对进气侧摇臂111与第一和第二连杆臂112、113的连接部,以及第二连杆臂113与可动支轴134之间进行润滑,能够确保顺畅的气门传动动作。
可动支轴134可转动地支承第二连杆臂113的另一端部,该可动支轴134设置于控制轴135,该控制轴135是以由排成一列的多个气缸共用的方式支承于发动机主体10的单一的控制轴135,该控制轴135构成为曲柄状,并对应于各气缸分别具有:配置于进气侧摇臂111两侧的曲柄臂135a、135a;轴颈部135b、135b,它们与两曲柄臂135a、135a的基端部外表面垂直相连,并且可转动地支承于发动机主体10;以及,连接两曲柄臂135a、135a之间的连接部135c,可动支轴134以连接两曲柄臂135a、135a之间的方式与控制轴135连接。
控制轴135的各轴颈部135b可转动地支承于上部支承件98与下部支承件136之间,该上部支承件98与发动机主体10的气缸盖14相接合,该下部支承件136从下方与上部支承件98相接合。下部支承件136与气缸盖14分体形成,并紧固于上部支承件98,在气缸盖14的上表面上设有用于配置下部支承件136的凹部137。
而且,在上部和下部支承件98、136与轴颈部135b之间插装有滚子轴承139,该滚子轴承139可以分为两半,以便插装到控制轴135的轴颈部135b与上部和下部支承件98、136之间,所述控制轴135由多个气缸共用,并具有多个曲柄臂135a、135a和连接部135c。
另外,在上部和下部支承件98、136上形成有控制轴用支承凸起部140,该控制轴用支承凸起部140朝向控制轴135的曲柄臂135a侧突出,并用于使所述轴颈部135b贯穿其中。另一方面,上部支承件98和端盖99彼此接合以便共同构成进气侧凸轮支承件101,在该上部支承件98和端盖99上朝向进气侧摇臂111突出地形成有凸轮轴用支承凸起部141,该凸轮轴用支承凸起部141用于使进气凸轮轴31贯穿其中,在上部支承件98上一体突出设置有肋142,该肋142连接控制轴用支承凸起部140和凸轮轴用支承凸起部141之间。
在所述肋142内设置有将油导向滚子轴承139侧的通道143,该通道143连通于上部支承件98的上表面的凹部127。
另外,排气侧摇臂105的摆动支承部设置于气缸盖14,并配置于排气侧摇臂105与排气门20的联动连接部的外侧,与此相对,固定支轴119和可动支轴134配设于气缸盖14,并配置于进气侧摇臂111与进气门19的联动连接部的内侧。
而且,火花塞144朝向燃烧室15安装于气缸盖14,在进气侧和排气侧之间,在气缸盖14上,安装有用于插入火花塞144的火花塞筒145,该火花塞筒145倾斜配置成随着朝向上方而逐渐接近排气门20侧。
控制轴135在进气门19与所述火花塞筒145之间,以使连接部135c的外表面与所述火花塞筒145对置的方式配置,在连接部135c的外表面上形成有空隙槽146,该空隙槽146用于避免与火花塞筒145的干涉。
当进气门19处于打开状态时,将第二连杆臂113连接到进气侧摇臂111上的第二连接轴120,与控制轴135的轴颈部135b处于同轴位置,当控制轴135绕轴颈部135b的轴线摆动时,可动支轴60在以轴颈部135b的轴线为中心的圆弧上移动。
控制轴135所具有的轴颈部135b中的一个,从设置于气缸盖罩16的支承孔16a突出,与第一实施例一样,固定于该轴颈部135b末端的控制臂71,由安装于气缸盖14的外壁的致动器电动机72进行驱动。
根据该第二实施例,在用于使进气门19的气门打开升程量连续变化的升程可变机构110中,第一和第二连杆臂112、113的一端部并列且可以相对转动地与进气侧摇臂111连接,该进气侧摇臂111具有与一对进气门19联动地连接的气门连接部111a,第一连杆臂112的另一端部由固定支轴119可转动地支承,该固定支轴119支承于发动机主体10,第二连杆臂113的另一端部由可移位的可动支轴134可转动地支承。
因此,能够通过使可动支轴134无级地移位来使进气门19的升程量连续变化,不需要节气门就能够对进气量进行控制。并且第一和第二连杆臂112、113的一端部可转动地与进气侧摇臂111直接连接,因而能够减小配置两连杆臂112、113的空间,能够实现气门传动装置的小型化,并且由于来自进气侧气门传动凸轮69的动力直接传递至进气侧摇臂111的滚子114,因此能够确保相对于进气侧气门传动凸轮69的良好的跟随性。此外,能够将进气侧摇臂111、以及第一和第二连杆臂112、113在沿着进气凸轮轴31的轴线的方向上的位置配置于大致相同的位置,从而能够使进气侧气门传动装置在沿着进气凸轮轴31的轴线的方向上实现小型化。
另外第一连杆臂112的一端部通过第一连接轴115可转动地与进气侧摇臂111连接,滚子114通过第一连接轴115轴支承于进气侧摇臂111,因此,通过共同的第一连接轴115来实现第一连杆臂112的一端部与进气侧摇臂111的可转动的连接,以及所述滚子114在进气侧摇臂111上的轴支承,从而能够减少部件数量并使进气侧气门传动装置进一步小型化。
在进气侧和排气侧气门传动装置中的具有升程可变机构110的进气侧气门传动装置中,固定支轴119和可动支轴134配置在进气侧摇臂111与进气门19的联动连接部的内侧,排气侧气门传动装置所具有的排气侧摇臂105的摆动支承部,配置于排气侧摇臂105与排气门20的联动连接部的外侧,因此,即使为了使燃烧室15小型化,以获得良好的燃烧,而将进气门19和排气门20的夹角α(参照图12)设定得较小,也能够避免气缸盖14的大型化,并能够防止进气侧和排气侧气门传动装置的相互干涉。
另外,排气侧气门传动装置包括:具有排气侧气门传动凸轮107的排气凸轮轴103;以及排气侧摇臂105,其通过排气侧摇臂轴104可摆动地支承于发动机主体10,以便跟随排气侧气门传动凸轮107摆动,并且该排气侧摇臂105与排气门20联动地连接,火花塞筒145配置于进气侧和排气侧气门传动装置之间,并以这样的倾斜方式安装于气缸盖14:随着朝向上方而逐渐接近排气侧气门传动装置,因此能够在避免火花塞筒145与进气侧和排气侧气门传动装置干涉的情况下配置火花塞筒145,并可有助于使气缸盖14整体进一步小型化。
另外,升程可变机构110具有控制轴135,该控制轴135以可使可动支轴134绕与其轴线平行的轴线发生角位移的方式与可动支轴134连接,并且该控制轴135在进气侧摇臂111的两侧支承于发动机主体10,通过双支承能够提高控制轴135的支承刚性,并能够精密地进行进气门19的升程量可变控制。
并且由于单一的所述控制轴135以由排成一列的多个气缸共用的方式支承于发动机主体10,因此能够避免部件个数增加,从而能够使发动机小型化。
控制轴135构成为曲柄状,并包括:配置于进气侧摇臂111两侧的曲柄臂135a、135a;轴颈部135b、135b,其与两曲柄臂135a、135a的基端部外表面垂直相连,并且该轴颈部135b、135b可转动地支承于发动机主体10;以及连接部135c,其连接两曲柄臂135a、135a之间,可动支轴134以连接两曲柄臂135a、135a之间的方式与控制轴135连接,因此能够增大被驱动产生角位移的控制轴135的刚性。
所述控制轴135的轴颈部135b,可转动地支承在上部支承件98与下部支承件136之间,该上部支承件98与发动机主体10的气缸盖14接合,该下部支承件136从下方与上部支承件98接合,从而能够提高控制轴135在发动机主体10上的组装性,并且由于与气缸盖14为不同个体的下部支承件136紧固在上部支承件98上,因此能够提高支承控制轴135时的气缸盖14的设计自由度。
另外,在上部和下部支承件98、136与轴颈部135b之间插装有可分成两半的滚子轴承139,因此能够降低在控制轴135的支承部上的摩擦损失,并且能够提高控制轴135的组装性。
另外,在相互接合的上部和下部支承件98、136上,形成有朝向控制轴135的曲柄臂135a侧突出的控制轴用支承凸起部140,贯穿控制轴用支承凸起部140的轴颈部135b可转动地支承于上部和下部支承件98、136之间,因此能够进一步提高控制轴135的支承刚性。
另外,在上部支承件98与从上方接合于上部支承件98的端盖99上,形成有朝向进气侧摇臂111突出的凸轮轴用支承凸起部141,进气凸轮轴111贯穿凸轮轴用支承凸起部141,可旋转地支承在上部支承件98与端盖99之间,因此能够将用于支承进气凸轮轴111的部件数量抑制在最小限度,能够提高进气凸轮轴111的支承刚性。
另外,连接控制轴用支承凸起部140和凸轮轴用支承凸起部141之间的肋142突出设置于上部支承件98,因此能够进一步提高控制轴135和进气凸轮轴31的支承刚性。
控制轴135在进气门19和设置于气缸盖14的火花塞筒145之间配置成,使连接部135c的外表面与火花塞筒145对置,在所述连接部135c的外表面上形成有用于避免与火花塞筒145产生干涉的空隙槽146,因此,能够将火花塞筒145配置成使其更加接近进气侧气门传动装置侧,能够实现发动机的小型化。
在进气侧摇臂111中,在其气门连接部111a的互为相反侧的上下表面上,形成有交错的重量减轻部117、118、118,因此能够实现进气侧摇臂111的轻量化。
并且,在进气侧摇臂111模具成型时还形成各重量减轻部117、118、118,而彼此相邻的重量减轻部117、118,117、118的拔模斜度彼此反向,因此彼此相邻的重量减轻部117、118,117、118的内侧面向同一方向倾斜,所以在彼此相邻的重量减轻部117、118,117、118之间形成于进气侧摇臂111的壁部111d、111d的厚度大致均匀,通过厚度大致均匀的壁部111d、111d能够保持进气侧摇臂111的刚性。
另外,进气门19的升程量通过升程可变机构110能够无级地变化,因此即使在具有零件数量较多、容易成为使气门传动装置重量增大的原因的升程可变机构110的气门传动装置的情况下,通过使进气侧摇臂111轻量化,也能够使气门传动装置轻量化,能够增大极限转速。
以上对本发明实施例进行了说明,但是本发明不限于上述实施例,在不脱离本发明要求保护的范围内能够对本发明进行各种设计变更。
Claims (10)
1.一种发动机的气门传动装置,其包括:
摇臂(63、111),其具有与气门传动凸轮(69)抵接的凸轮抵接部(65、114),并且该摇臂(63、111)与发动机气门(19)联动地连接;
第一连杆臂(61、112),其一端部与该摇臂(63、111)可转动地连接,并且其另一端部可转动地支承于发动机主体(10)的固定位置上;
第二连杆臂(62、113),其一端部与所述摇臂(63、111)可转动地连接,并且其另一端部由可移位的可动支轴(68a、134)可转动地支承;以及
驱动单元(72),其与可动支轴(68a、134)连接,能够使所述可动支轴(68a、134)的位置改变,以便使发动机气门(19)的升程量连续地变化,
所述摇臂(63、111)包括气门连接部(63a、111a)以及第一和第二支承部(63b、63c;111b、111c),在所述气门连接部(63a、111a)上可调节进退位置地旋合有与一对发动机气门(19)分别抵接的调节螺钉(70),所述第一和第二支承部(63b、63c;111b、111c)可转动地与第一和第二连杆臂(61、62;112、113)的一端部连接,所述摇臂(63、111)构成为:所述气门连接部(63a、111a)在沿着所述气门传动凸轮(69)的旋转轴线的方向上的宽度大于其他部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
所述第一连杆臂(61、112)的另一端部通过支轴(67、119)可转动地支承于支承壁(44a、98),该支承壁(44a、98)以配置于该第一连杆臂(61、112)的另一端部的两侧的方式设置于所述发动机主体(10),在第一连杆臂(61、112)的另一端部与所述两支承壁(44a、98)之间,分别插装有插装物(54、122)。
3.根据权利要求2所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
所述插装物(54、122)是以这样的方式设置于发动机主体(10)与所述摇臂(63、111)之间的扭转弹簧:对所述摇臂(63、111)向使所述凸轮抵接部(65、114)与所述气门传动凸轮(69)抵接的一侧施力。
4.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
所述第一支承部(63b、111b)形成为大致U字状,并从两侧夹持作为所述凸轮抵接部的滚子(65、114),所述滚子(65、114)由第一支承部(63b、111b)可旋转地支承。
5.根据权利要求4所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
在第一连杆臂(61、112)的一端部上设有一对连接部(61a、112a),该一对连接部(61a、112a)从两侧夹持所述摇臂(63、111)的第一支承部(63b、111b),两连接部(61a、112a)通过连接轴(64、115)与第一支承部(63b、111b)可转动地连接,所述滚子(65、114)通过所述连接轴(64、115)轴支承于所述第一支承部(63b、111b)。
6.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
所述摇臂(63、111)形成为使第一和第二支承部(63b、63c;111b、111c)的宽度相同。
7.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
在第一支承部(63b)上设置有第一连接孔(49),且在第二支承部(63c)上设置有第二连接孔(50),所述第一连接孔和第二连接孔的相对位置沿着所述两发动机气门(19)的开闭动作方向布置,所述连接孔(49、50)中贯穿有连接轴(64、66),所述连接轴(64、66)分别用于可转动地与第一和第二连杆臂(61、62)的一端部连接,相对于在所述两发动机气门(19)侧与两连接孔(49、50)的外缘相切的切线(L),在与所述两发动机气门(19)相反的一侧,配置有连接壁(63d)的至少一部分,第一和第二支承部(63b、63c)之间通过该连接壁(63d)连接起来。
8.根据权利要求7所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
在所述连接壁(63d)的这样的位置上形成有凹部(51):在第二连杆臂(62)的另一端部最接近摇臂(63)侧的状态下、与所述第二连杆臂(62)的另一端部对置的位置。
9.根据权利要求7所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
在所述连接壁(63d)上形成有重量减轻部(52)。
10.根据权利要求1所述的发动机的气门传动装置,其特征在于,
在模具成型的摇臂的互为相反侧的上下表面上,形成有彼此交错的重量减轻部(117、118)。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080625 Termination date: 20110113 |