CN104727875A - 连续可变气门持续时间装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续可变气门持续时间装置，其可包括凸轮轴、凸轮、连接连杆和控制部分，所述凸轮轴可旋转地安装至凸轮承载件；所述凸轮设置于所述凸轮轴上，并相对于所述凸轮轴可相对旋转，所述凸轮的旋转中心可相对于所述凸轮轴的旋转中心变化；所述连接连杆设置于所述凸轮与所述凸轮轴之间，枢转地连接所述凸轮和所述凸轮轴中的至少一者，并将所述凸轮轴的旋转传递至所述凸轮；所述控制部分选择性地改变所述凸轮的旋转中心。

Description

连续可变气门持续时间装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月18日提交的韩国专利申请No.10-2013-0158585的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种连续可变气门持续时间装置。更特别地，本发明涉及一种连续可变气门持续时间装置，其可根据具有简单结构的发动机的操作条件而改变气门的打开持续时间。

背景技术

内燃机通过使燃烧室中的燃料在吸入室内的空气介质中燃烧而产生动力。进气门由凸轮轴操作以吸入空气，并且在进气门打开时将空气吸入燃烧室内。另外，排气门由凸轮轴操作，并且在排气门打开时将燃烧气体从燃烧室排出。

进气门和排气门的最优操作取决于发动机的转速。即，气门的最优升程或最优打开/关闭正时取决于发动机的转速。为了获得取决于发动机的转速的这种最优气门操作，已进行各种研究，例如设计多个凸轮和可根据发动机速度而改变气门升程的连续可变气门升程(CVVL)。

此外，为了获得取决于发动机的转速的这种最优气门操作，已对取决于发动机速度而能够进行不同的气门正时操作的连续可变气门正时(CVVT)装置进行研究。通常的CVVT可改变气门正时，并具有固定的气门打开持续时间。

然而，通常的CVVL和CVVT的结构复杂，且制造成本昂贵。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供一种连续可变气门持续时间装置，其可根据具有简单结构的发动机的操作条件而改变气门的打开持续时间。

在本发明的一个方面，一种连续可变气门持续时间装置可包括凸轮轴、凸轮、连接连杆和控制部分，所述凸轮轴可旋转地安装至凸轮承载件；所述凸轮设置于所述凸轮轴，并相对于所述凸轮轴可相对旋转，所述凸轮的旋转中心可相对于所述凸轮轴的旋转中心变化；所述连接连杆设置于所述凸轮与所述凸轮轴之间，枢转地连接所述凸轮和所述凸轮轴中的至少一者，并将所述凸轮轴的旋转传递至所述凸轮；所述控制部分选择性地改变所述凸轮的旋转中心。

成形为圆柱体的凸轮支撑件形成至所述凸轮，且所述控制部分可包括引导板和控制板，所述控制板包括凸轮轴承，所述凸轮支撑件可旋转地连接至所述凸轮轴承，其中所述控制板沿着所述引导板选择性地移动。

所述引导板连接至所述凸轮承载件，且所述凸轮轴连接在所述凸轮承载件与所述引导板之间。

引导销形成至所述控制板和所述引导板中的一者，且引导所述引导销的引导轨道形成至所述控制板和所述引导板中的另一者。

所述控制部分还可包括控制轴，所述控制轴与所述凸轮轴平行，且偏心凸轮安装至所述控制轴，控制槽形成至所述控制板，以将所述偏心凸轮插入并接合至所述控制槽，且所述控制板相对于所述引导板的相对位置可根据所述控制轴的旋转而改变。

所述引导板连接至所述凸轮承载件，且所述控制轴通过控制轴轴承而连接在所述引导板与所述凸轮承载件之间。

引导孔形成至所述凸轮，所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮轴，枢转头形成至所述连接连杆的第二端，且所述枢转头枢转地且可滑动地插入所述引导孔中。

引导孔形成至所述凸轮轴，所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮，枢转头形成至所述连接连杆的第二端，且所述枢转头枢转地且可滑动地插入所述引导孔中。

枢孔分别形成至所述凸轮轴和所述凸轮，且枢转头形成至所述连接连杆的两端，并分别枢转地插入所述枢孔中。

枢孔形成至所述凸轮，枢孔所形成至的枢转帽连接至所述凸轮轴，且枢转头形成至所述连接连杆的两端，并分别枢转地插入所述枢孔中。

引导槽形成至所述凸轮，枢孔形成至所述凸轮轴，且所述连接连杆的第一端可滑动地插入所述引导槽中，枢转头形成至所述连接连杆的第二端，且所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。

引导槽形成至所述凸轮，枢孔所形成至的枢转帽连接至所述凸轮轴，且所述连接连杆的第一端可滑动地插入所述引导槽中，枢转头形成至所述连接连杆的第二端，且所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。

引导槽形成至所述凸轮轴，枢孔所形成至的枢转帽可滑动地插入所述引导槽中，且所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮，枢转头形成至所述连接连杆的第二端，且所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。

如上所述，根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置可根据具有简单结构的发动机的操作条件而改变气门的打开持续时间。

根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的尺寸可减小，因此可减小气门机构的整个高度。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和设备所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的分解立体图。

图2为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的图。

图3为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的一个示例性连接连杆的图。

图4为显示了取决于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的气门持续时间变化的图。

图5和图6为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的其他示例性连接连杆的图。

图7和图8为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的其他示例性连接连杆的图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、取向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的数个图形，附图标记引用本发明的相同的或等同的部分。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

在如下详细描述中，仅简单地通过说明的方式显示和描述了本发明的某些示例性实施方案。

本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。

与说明书无关的部分将省略以清楚描述本发明，相同或类似的元件在整个说明书中由相同的附图标记表示。

在附图中，为了清晰，夸大了层、膜、板、区域等的厚度。

应了解，当诸如层、膜、区域或基材的元件被称为“在另一元件上”，其可直接在另一元件上，或者也可存在中间元件。

相反，当元件被称为“直接在另一元件上”，则不存在中间元件。

在整个说明书中，除非明确做出相反描述，词语“包括”以及变体应理解为暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图1为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的分解立体图，并且图2为显示了根据本发明一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的图。

参照图1和图2，根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置包括凸轮轴20、凸轮30、连接连杆(参照图3中的70)和控制部分，所述凸轮轴20可旋转地安装至凸轮承载件10；所述凸轮30设置于凸轮轴20上，并且相对于凸轮轴20可相对旋转，所述凸轮30的旋转中心相对于凸轮轴20的旋转中心为可变的；所述连接连杆设置于凸轮30与凸轮轴20之间，枢转连接凸轮30和凸轮轴20中的至少一者，并将凸轮轴20的旋转传递至凸轮30；所述控制部分选择性地改变凸轮30的旋转中心。

连接连杆的结构和功能将在下文描述。

成形为圆柱体的凸轮支撑件32形成至凸轮30，控制部分包括引导板50和控制板40，所述控制板40包括凸轮轴承44，所述凸轮支撑件32可旋转地连接至凸轮轴承44。

控制板选择性地沿着引导板50移动。

引导板50连接至凸轮承载件10，凸轮轴20通过凸轮轴轴承22连接在凸轮承载件10与引导板50之间。

引导销46可形成至控制板40和引导板50中的一者，引导引导销46的引导轨道52或54可形成至控制板和引导板中的另一者。

在图中，引导销46从控制板40上突出，多个引导轨道52和54形成至引导板50，但不限于此。相反，引导销46可从引导板50上突出，多个引导轨道52和54可形成至控制板40。另外，可形成一个引导轨道52或54以引导引导销46。

凸轮轴20通过凸轮轴轴承22可旋转地设置于引导板50上，凸轮30通过凸轮支撑件32和凸轮轴承44可旋转地设置于控制板40上。当控制板40通过引导板50引导而移动时，凸轮轴20相对于凸轮30的旋转中心的相对旋转中心改变，以改变凸轮30相对于凸轮轴20的转速的相对转速。

控制部分与凸轮轴20平行，且还包括控制轴60，偏心凸轮62设置于所述控制轴60上。控制槽42形成至偏心凸轮62所插入处的控制板40，控制板40相对于引导板50的位置的相对位置可根据控制轴60的旋转位置而变化。

引导板50连接至凸轮承载件10，凸轮轴60通过凸轮轴轴承64连接在凸轮承载件10与引导板50之间。

在下文，参照图1和图2，将描述根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作。

如图2中(a)所示，在常规条件(不发生凸轮轴20和凸轮30的旋转中心之间的相对位置改变)下，凸轮30旋转，且相位角与凸轮轴20的相位角相同，气门持续时间不改变。

如图2中(b)所示，当控制轴60旋转以将控制板400移动至图的右边方向时，凸轮轴20和凸轮30的旋转中心之间的相对位置改变。由于连接连杆70(其将在下文描述)，凸轮30以变化转速旋转以实现气门持续时间改变，例如以实现短的持续时间。

如图2中(c)所示，当控制轴60旋转以将控制板400移动至图的左边方向时，凸轮轴20和凸轮30的旋转中心之间的相对位置改变。由于连接连杆70(其将在下文描述)，凸轮30以变化转速旋转以实现气门持续时间改变，例如以实现长的持续时间。

图3为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的一个示例性连接连杆的图。

参照图3，引导孔34形成至凸轮30，连接连杆70的第一端固定至凸轮轴20，枢转头72形成至连接连杆70的第二端，且枢转头72枢转地且可滑动地插入引导孔34中。

在凸轮轴20的旋转过程中，凸轮30与连接连杆70一起旋转。由于枢转头72枢转地且可滑动地插入引导孔34中，因此当凸轮轴20和凸轮30的旋转中心之间的相对距离从预定距离改变时，凸轮20的转速为可变的。即，气门持续时间改变。

图4为显示了取决于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的气门持续时间变化的图。

参照图4，引导孔102形成至凸轮轴100，连接连杆80的第一端固定至凸轮轴90，枢转头82形成至连接连杆80的第二端，且枢转头82枢转地且可滑动地插入引导孔102中。

如图4所示，当凸轮轴100和凸轮90的旋转中心之间的相对距离改变时，且当凸轮轴100的转速恒定时，凸轮90的转速为可变的。

在图4中，当凸轮轴100的相位角在90度处改变时，从相位a至相位b以及从相位b至相位c，凸轮90的转速比凸轮轴100的转速相对更快，然后从相位c至相位d以及从相位d至相位a，凸轮90的转速比凸轮轴100的转速相对更慢。即，气门持续时间改变。

即，尽管如实线所示实现总体的气门属性，但在短持续时间模式下，气门持续时间如虚线所示改变。

图5和图6为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的其他示例性连接连杆的图。

图5并参照图6，枢孔134和122分别形成至凸轮轴130和凸轮120上，枢转头112形成至连接连杆110的两端，并分别枢转地插入枢孔134和122中。

用于将枢孔形成至凸轮轴130的过程可能不易于进行，因此可将在该处形成枢孔134的枢转帽132连接至凸轮轴130以易于制造，并可将枢转头112分别插入枢孔134和122中。

图5和图6为显示了应用于分别显示短持续时间和长持续时间的根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的其他示例性连接连杆的图。

如图5所示，根据凸轮轴130和凸轮120的相对位置，从相位a至相位b以及从相位b至相位c，凸轮120的相对转速比凸轮轴130的转速更快，然后从相位c至相位d以及从相位d至相位a，凸轮120的相对转速比凸轮轴130的转速更慢，从而实现短的持续时间。

如图6所示，根据凸轮轴130和凸轮120的相对位置，从相位a至相位b以及从相位b至相位c，凸轮120的相对转速比凸轮轴130的转速更慢，然后从相位c至相位d以及从相位d至相位a，凸轮120的相对转速比凸轮轴130的转速更快，从而实现长的持续时间。

图7和图8为显示了应用于根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的其他示例性连接连杆的图。

如图7所示，引导槽152形成至凸轮150上，枢孔164形成至凸轮轴160，连接连杆140的第一端可滑动地插入引导槽152中，枢转头142形成至连接连杆140的第二端，枢转头142枢转地插入枢孔164中。

用于将枢孔形成至凸轮轴160的过程可能不易于进行，因此可将在该处形成枢孔164的枢转帽162连接至凸轮轴160以易于制造，并可将枢转头142插入枢孔164中。

如图8所示，引导槽192可形成至凸轮轴190，枢孔196所形成至的枢转帽194可被可滑动地插入引导槽192中，连接连杆170的第一端可固定至凸轮180，枢转头172可形成至连接连杆170的第二端，且枢转头172可被枢转地插入枢孔196中。

如图7和图8所示的连接连杆140和170可被分别可滑动地和/或枢转地连接至凸轮150和180和凸轮轴160和190，因此凸轮150和180相对于凸轮轴160和190的相对转速可为可变的。因此气门持续时间可根据凸轮轴160和190与凸轮150和180之间的相对旋转中心的改变而变化。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置可使用简单的连接连杆而改变气门持续时间，以提高发动机的燃料消耗效率和性能。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (13)

1.一种连续可变气门持续时间装置，其包括：

凸轮轴，所述凸轮轴能够旋转地安装至凸轮承载件；

凸轮，所述凸轮设置到所述凸轮轴，并相对于所述凸轮轴能够相对旋转，所述凸轮的旋转中心能够相对于所述凸轮轴的旋转中心变化；

连接连杆，所述连接连杆设置于所述凸轮与所述凸轮轴之间，枢转地连接所述凸轮和所述凸轮轴中的至少一者，并将所述凸轮轴的旋转传递至所述凸轮；和

控制部分，所述控制部分选择性地改变所述凸轮的旋转中心。

2.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中成形为圆柱体的凸轮支撑件形成至所述凸轮；且

其中所述控制部分包括：

引导板；和

控制板，所述控制板包括凸轮轴承，所述凸轮支撑件能够旋转地连接至所述凸轮轴承，其中所述控制板沿着所述引导板选择性地移动。

3.根据权利要求2所述的连续可变气门持续时间装置，其中所述引导板连接至所述凸轮承载件，且所述凸轮轴连接在所述凸轮承载件与所述引导板之间。

4.根据权利要求3所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导销形成至所述控制板和所述引导板中的一者；且

其中引导所述引导销的引导轨道形成至所述控制板和所述引导板中的另一者。

5.根据权利要求2所述的连续可变气门持续时间装置，

其中所述控制部分还包括控制轴，所述控制轴与所述凸轮轴平行，且偏心凸轮安装至所述控制轴，且

其中控制槽形成至所述控制板，以将所述偏心凸轮插入并接合至所述控制槽，且所述控制板相对于所述引导板的相对位置根据所述控制轴的旋转而能够改变。

6.根据权利要求5所述的连续可变气门持续时间装置，其中所述引导板连接至所述凸轮承载件，且所述控制轴通过控制轴轴承而连接在所述引导板与所述凸轮承载件之间。

7.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导孔形成至所述凸轮；且

其中所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮轴，且枢转头形成至所述连接连杆的第二端，所述枢转头枢转地且能够滑动地插入所述引导孔中。

8.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导孔形成至所述凸轮轴；且

其中所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮，且枢转头形成至所述连接连杆的第二端，所述枢转头枢转地且能够滑动地插入所述引导孔中。

9.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中枢孔分别形成至所述凸轮轴和所述凸轮；且

其中枢转头形成至所述连接连杆的两端，并分别枢转地插入所述枢孔中。

10.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中枢孔形成至所述凸轮；

其中枢孔所形成至的枢转帽连接至所述凸轮轴；且

其中枢转头形成至所述连接连杆的两端，并分别枢转地插入所述枢孔中。

11.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导槽形成至所述凸轮；

其中枢孔形成至所述凸轮轴；且

其中所述连接连杆的第一端能够滑动地插入所述引导槽中，且枢转头形成至所述连接连杆的第二端，所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。

12.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导槽形成至所述凸轮；

其中枢孔所形成至的枢转帽连接至所述凸轮轴；且

其中所述连接连杆的第一端能够滑动地插入所述引导槽中，且枢转头形成至所述连接连杆的第二端，所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。

13.根据权利要求1所述的连续可变气门持续时间装置，

其中引导槽形成至所述凸轮轴；

其中枢孔所形成至的枢转帽能够滑动地插入所述引导槽中；且

其中所述连接连杆的第一端固定至所述凸轮，且枢转头形成至所述连接连杆的第二端，所述枢转头枢转地插入所述枢孔中。