專利名稱：內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，該氣門機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)在不同的時(shí)刻打開和關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門。
背景技術(shù)：
近來，一種配備可變的氣門提升和定時(shí)機(jī)構(gòu)的氣門機(jī)構(gòu)已經(jīng)被開發(fā)并投入實(shí)際使用，該機(jī)構(gòu)中，內(nèi)燃機(jī)(在下文中簡稱“發(fā)動(dòng)機(jī)”)的進(jìn)氣門和排氣門的運(yùn)轉(zhuǎn)特性(打開/關(guān)閉定時(shí)和打開持續(xù)時(shí)間)能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載狀態(tài)和速度狀態(tài)來選擇。
在這樣的氣門機(jī)構(gòu)中，作為用于選擇運(yùn)轉(zhuǎn)特性的這樣的機(jī)構(gòu)之一，已經(jīng)開發(fā)了具有兩種類型凸輪的機(jī)構(gòu)(舉例來說，見申請?zhí)枮?003-343226的日本專利公開)，其中，一種是低速凸輪，它的凸輪外形適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，另一種是高速凸輪，它的凸輪外形適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，凸輪有選擇性地用來打開和關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)氣門。
現(xiàn)在，參看圖3到圖5對前述的氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述。如圖3和圖4中所示，在置于發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸上部的汽缸蓋10上設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣門11和12和兩個(gè)排氣門21和22。為了驅(qū)動(dòng)這些進(jìn)氣門11和12和排氣門21和22而制備了氣門機(jī)構(gòu)30。
氣門機(jī)構(gòu)30具有驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門11和12的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)排氣門21和22的排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括凸輪軸31；固定到凸輪軸31上的凸輪31a到31c；搖臂軸32；由搖臂軸32以搖臂33到35跟隨凸輪31a到31c的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式而支撐的搖臂33到35。另一方面，排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間共用的凸輪軸31，固定到凸輪軸31上的凸輪31d到31e；由搖臂軸36以搖臂37和38(沒有在圖4中圖示)跟隨凸輪31d和31e的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式而支撐的搖臂37和38。
進(jìn)一步，在氣門機(jī)構(gòu)30的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了包括連接切換機(jī)構(gòu)41的可變氣門提升和定時(shí)機(jī)構(gòu)40。下文將描述此可變氣門機(jī)構(gòu)40。
在驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門的搖臂33到35中，在每個(gè)搖臂33和34的一端分別設(shè)置調(diào)整螺栓33a和34a，通過調(diào)整螺栓33a和34a使進(jìn)氣門11和12的氣門桿的端部分別與每個(gè)搖臂33和34的一端接觸。結(jié)果，進(jìn)氣門11根據(jù)搖臂33的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉，進(jìn)氣門12根據(jù)搖臂34的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉。
進(jìn)一步，在搖臂33和34的另一端分別設(shè)置輥33b和34b。輥33b和34b分別與低速凸輪31a和31b接觸，每個(gè)低速凸輪都具有用于發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的低速凸輪外形。當(dāng)搖臂33和34根據(jù)低速凸輪31a和31b的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣門11和12以適合于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性打開。
另一方面，搖臂(第二搖臂)35有一個(gè)能夠與搖臂33和34接合的接合突出35a。設(shè)置在搖臂35另一端的輥35b與具有用于發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的高速凸輪外形的高速凸輪31c相接觸。
此外，如圖5(a)和圖5(b)所示，為搖臂33和34設(shè)置了帶有開口53的油缸50，所設(shè)置的位置使搖臂35的一端與油缸50接觸，且活塞51被安裝在油缸50中。
油缸50被構(gòu)造成使液壓油(這里一般用潤滑油)經(jīng)由油路通道(通路)32b從搖臂軸32提供到油缸50。當(dāng)液壓油被提供到油缸50中時(shí)，活塞51被提供的油升高，如圖5(b)所示，從而關(guān)閉開口53。進(jìn)一步，當(dāng)油缸50中油的壓力被釋放到大氣壓的時(shí)候，活塞51被復(fù)位彈簧52所施加的力向下推，從而打開開口53。
油缸50中的活塞51和用于調(diào)整油缸50中的油的壓力的油壓調(diào)整裝置(沒有圖示)形成連接切換機(jī)構(gòu)41，連接切換機(jī)構(gòu)41選擇在搖臂33和34與搖臂35之間的連接狀態(tài)。連接切換機(jī)構(gòu)41和進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成可變氣門機(jī)構(gòu)40。
具有上述配制以后，當(dāng)通過油壓調(diào)整裝置將油缸50中的油壓排掉時(shí)，在油缸50的開口部分53處形成一個(gè)空間[見圖5(a)]。在這種情況下，當(dāng)搖臂35跟隨高速凸輪31c的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接合突出35a進(jìn)入所形成的空間，但是并不與搖臂33或34接觸，以致?lián)u臂35在空氣中撞擊(搖臂非接合)。因此，搖臂33和34跟隨低速凸輪31a和31b的旋轉(zhuǎn)分別做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，進(jìn)氣門11和12以適合于發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性被打開和關(guān)閉(低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。
另一方面，當(dāng)油缸50中的油壓被油壓調(diào)整裝置提高的時(shí)候，活塞51被升起從而進(jìn)入接合狀態(tài)，且油缸50的開口53被活塞51關(guān)閉[見圖5(b)]。因而，當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)置在搖臂35一端的接合突出35a與活塞51的側(cè)表面(接合表面)54接觸，且使搖臂33和34進(jìn)行蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)(搖臂接合)。此例中，當(dāng)從低速凸輪31a和31b分離時(shí)，搖臂33和34由搖臂35驅(qū)動(dòng)，并且跟隨凸輪軸31c的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，從而以適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性打開和關(guān)閉進(jìn)氣門11和12(高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。
這里，在前述的技術(shù)中，活塞51需要有相對大的直徑，部分因?yàn)樵诘退龠\(yùn)轉(zhuǎn)模式期間(此時(shí)搖臂不接合)必須有足夠大的空間確保搖臂35撞擊空氣，也部分因?yàn)楸仨氂锌臻g用于設(shè)置將活塞51向下推的復(fù)位彈簧52。
然而，大的活塞直徑增加了用于切換運(yùn)轉(zhuǎn)模式(尤其是當(dāng)從高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式向低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換時(shí))的油的體積，從而要求更長的時(shí)間來切換運(yùn)轉(zhuǎn)模式。此外，在活塞51和搖臂35的接合突出35a之間的接合狀態(tài)可能是不完全的，從而當(dāng)活塞51由于驅(qū)動(dòng)氣門的反作用力被升起時(shí)活塞51受到敲擊。結(jié)果，接合突出35a進(jìn)入開口部分，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換到低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
進(jìn)一步，如果活塞51受到敲擊，搖臂33和34與凸輪碰撞，從而引起敲擊聲。如果碰撞強(qiáng)烈，輥34a和34b有可能被損壞。
考慮到前述的問題，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)，通過此氣門機(jī)構(gòu)能可靠地在低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式和高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式間進(jìn)行切換而不發(fā)生延遲。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述的問題，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)，包括一端連接到進(jìn)氣門或者排氣門，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸支撐且由第一凸輪驅(qū)動(dòng)的第一搖臂；與第一搖臂相鄰設(shè)置，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸支撐且由形狀不同于第一凸輪的第二凸輪驅(qū)動(dòng)的第二搖臂；為第一搖臂或者第二搖臂設(shè)置，與通過搖臂軸形成的油路通道以通過油路通道的壁形成的通路的方式相通的油缸；以滑動(dòng)方式適配在油缸中的第一活塞；為留下的第一搖臂和第二搖臂之一在突出條件下設(shè)置，能夠與第一活塞的接合部分接合的接合突出；向第一活塞施加力以將第一活塞推動(dòng)到第一活塞與接合突出不接合的位置的復(fù)位彈簧；和由從油路通道提供的液壓油移動(dòng)，從而抵抗復(fù)位彈簧施加的力將第一活塞移動(dòng)到第一活塞與接合突出相接合的接合位置的第二活塞。
作為一般的特征，所提供的用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)包括一端連接到進(jìn)氣門或者排氣門，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸支撐且由第一凸輪驅(qū)動(dòng)的第一搖臂；與第一搖臂相鄰設(shè)置，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸支撐且由形狀不同于第一凸輪的第二凸輪驅(qū)動(dòng)的第二搖臂；為第二搖臂設(shè)置，與通過搖臂軸形成的油路通道以通過油路通道的壁形成的通路的方式相通的油缸；以滑動(dòng)方式適配在油缸中的第一活塞；為第一搖臂在突出條件下設(shè)置，能夠與第一活塞的接合部分接合的接合突出；向第一活塞施加力以將第一活塞推動(dòng)到第一活塞與接合突出不接合的位置的復(fù)位彈簧；和由從油路通道提供的液壓油移動(dòng)，從而抵抗復(fù)位彈簧施加的力將第一活塞移動(dòng)到第一活塞與接合突出相接合的接合位置的第二活塞。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)確保了下述有利的效果。也就是說，通過使用第二活塞可以減少切換第一活塞的位置所必需的油的體積，從而使切換第一活塞的位置(尤其是當(dāng)從非接合位置向接合位置切換時(shí))所需的時(shí)間被顯著減少。
結(jié)果，在第一搖臂和第二搖臂之間的接合和非接合被可靠地切換。從而，諸如使第一活塞和接合突出互相部分接觸，之后在升起期間由于驅(qū)動(dòng)氣門的反作用力使第一活塞受到接合突出敲擊的情況被可靠地防止。此外，防止了由于第一活塞受到敲擊引起的在第一搖臂和凸輪之間的碰撞聲或敲擊聲，且顯著地提高了氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的耐用度。
進(jìn)一步，作為優(yōu)選的特征，第二活塞的直徑小于第一活塞的直徑。結(jié)果，切換第一活塞的位置所必需的油的體積被顯著減少，從而切換第一活塞的位置所要求的時(shí)間被大大減少。
此外，由于第二活塞被設(shè)置在搖臂軸內(nèi)，作用在第二活塞上的油沒有被搖臂的運(yùn)動(dòng)影響，從而可以減少切換操作所需的時(shí)間。
通過結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它目標(biāo)和進(jìn)一步的特征將會(huì)更明顯。


圖1(a)是一個(gè)示意剖面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)當(dāng)活塞定位在非接合位置時(shí)的一個(gè)重要部分；圖1(b)是一個(gè)示意剖面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)當(dāng)活塞定位在接合位置時(shí)的一個(gè)重要部分；圖2是一個(gè)示意剖面圖，顯示了根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)的一個(gè)修改實(shí)例；圖3是描述本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖，該圖也是取自圖4的B-B線的剖視圖；圖4是描述本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖，該圖也是顯示油缸頭部的內(nèi)部的示意側(cè)視圖；圖5(a)是描述本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖，顯示了搖臂的非接合狀態(tài)；和圖5(b)是描述本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的示意圖，顯示了搖臂的接合狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下文將參考相關(guān)附圖描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。下述說明將參考上文對現(xiàn)有技術(shù)的說明中使用的圖3到圖5進(jìn)行。
本氣門機(jī)構(gòu)(valve mechanism)的特征是一個(gè)用于切換活塞位置的機(jī)構(gòu)。除此氣門機(jī)構(gòu)以外氣門機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上與先有技術(shù)(已經(jīng)參考圖3到圖5描述)相似。更具體地說，如圖3所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸上的汽缸蓋10配備兩個(gè)進(jìn)氣門11和12和兩個(gè)排氣門21和22。為了驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門11和12和排氣門21和22設(shè)置了氣門機(jī)構(gòu)30。
氣門機(jī)構(gòu)30可被分成兩個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門11和12的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；和驅(qū)動(dòng)排氣門21和22的排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括凸輪軸31；固定到凸輪軸31上的凸輪31a到31c；進(jìn)氣搖臂軸32；和由搖臂軸32以擺動(dòng)方式支撐的搖臂33到35，搖臂33到35隨著凸輪31a到31c的旋轉(zhuǎn)起伏運(yùn)動(dòng)，形成蹺蹺式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括進(jìn)氣和排氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間共用的凸輪軸31；固定到凸輪軸31上的凸輪31d到31e；排氣搖臂軸36；由搖臂軸36以擺動(dòng)方式支撐的搖臂37和38，搖臂33到35隨著凸輪31d到31e的旋轉(zhuǎn)起伏運(yùn)動(dòng)，形成蹺蹺式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
為氣門機(jī)構(gòu)30的進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置帶有連接切換機(jī)構(gòu)41的可變氣門提升和定時(shí)機(jī)構(gòu)40。
更具體地，在用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門的搖臂33到35中，搖臂(第一搖臂)33和34在它的一端具有調(diào)整螺栓33a和34a，且使調(diào)整螺栓33a和34a與進(jìn)氣門11和12的端部接觸。進(jìn)氣門11根據(jù)搖臂33的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉，進(jìn)氣門12根據(jù)搖臂34的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)打開和關(guān)閉。
輥33b和34b被置于搖臂33和34的另一端。使輥33b和34b分別與以用于發(fā)動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)的低速凸輪外形形成的低速凸輪(第一凸輪)31a和31b接觸。當(dāng)搖臂33和34跟隨凸輪31a和31b做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣門11和12以適合于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性打開和關(guān)閉。
另一方面，搖臂(第二搖臂)35具有其被設(shè)置在它的一端且能與搖臂33和34接合的接合突出35a。使設(shè)置在它的另一端的輥35b與形成為具有用于發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的高速凸輪外形形成的高速凸輪(第二凸輪)31c接觸。
此外，如圖1(a)和圖1(b)所示，在面對搖臂35一端的搖臂33和34的一部分上形成具有其開口153的油缸150，且活塞151(第一活塞)安裝在油缸150中。在該實(shí)例中，開口153決不應(yīng)限制于本實(shí)施例的形狀，開口153可以具有任何形狀，只要能提供使接合突出35a可進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)以便進(jìn)行蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)的空間即可。
進(jìn)一步，油路通道32a的走向通過搖臂軸32，液壓油(這里一般使用潤滑油)從油壓源提供到油路通道32。此外，進(jìn)氣搖臂軸32具有沿著它的徑向形成的通路32b，通過該通路32b油路通道32a與油缸150相通。
此外，直徑小于活塞151直徑的銷(第二活塞)60以銷60能來回移動(dòng)的方式插入通路32b。該銷60被形成為具有稍微小于通路32b直徑的直徑。當(dāng)液壓油的壓力低的時(shí)候，銷60被保持在進(jìn)氣搖臂軸32中。另一方面，當(dāng)液壓油的壓力提高的時(shí)候，銷60能被部分推出搖臂軸32，維持通路32b中的流體密封性。
進(jìn)一步，銷60的上端被形成圓形，且最好該上端形成球面的一部分。
如果銷60被部分地推出通路32b，銷60的上端與活塞151接觸，且抵抗復(fù)位彈簧152施加的力將活塞151向上推。結(jié)果，如圖1(b)所示，活塞151移動(dòng)到使活塞151關(guān)閉開口153的位置。
如果通過使油路通道32a的內(nèi)部暴露到空氣中使油壓減小，活塞151和銷60如圖1(a)所示被復(fù)位彈簧152所施加的力推下，從而開口153被打開。
油缸150中的活塞151，與活塞151接觸且選擇活塞151的位置的銷60，和用于調(diào)整通路32b內(nèi)油壓的未圖示的油壓調(diào)整裝置形成選擇搖臂33和34與搖臂35之間的連接狀態(tài)的連接切換機(jī)構(gòu)41。連接切換機(jī)構(gòu)41和進(jìn)氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成可變氣門提升和定時(shí)機(jī)構(gòu)40。
具有這樣的配置以后，當(dāng)油路通道32a中的油壓減少時(shí)，活塞151向下移動(dòng)[見圖1(a)]，從而在油缸150的開口153處提供一個(gè)空間。在這種情況下，如果搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，接合突出35a進(jìn)入上述空間但并不與搖臂33或34接觸，從而搖臂35撞擊空氣(搖臂的非接合)。因此，搖臂33和34分別根據(jù)它們對應(yīng)的凸輪31a和31b的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)氣門11和12被驅(qū)動(dòng)以適合于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性打開和關(guān)閉(低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。
另一方面，當(dāng)油路通道32a中的油壓增大的時(shí)候，活塞151被向上推并突出到油缸150中，且油缸150的開口153被活塞151關(guān)閉[見圖1(b)]。因此，當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)置在搖臂35一端的接合突出35a與活塞151接觸，從而使搖臂33和34通過活塞151被潤滑。此時(shí)，分別從它們相應(yīng)的凸輪31a和31b分離的搖臂33和34被搖臂35驅(qū)動(dòng)，根據(jù)高速凸輪31c的旋轉(zhuǎn)做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且使進(jìn)氣門11和12以適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性打開和關(guān)閉(高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。
在這里，銷60的上端具有圓形或球面的一部分的形狀，以便減少在高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式中由于搖臂33和34的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的銷60的滑動(dòng)阻力。
具有本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)的如此配置以后，當(dāng)油路通道32a中的油壓被油壓調(diào)整裝置增加時(shí)，銷60被向上推并提升活塞151。結(jié)果，活塞151突出到油缸150中[見圖1(b)]，從而將活塞151的接合表面154定位在油缸150的開口153處。因此，當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂35一端的接合突出35a與接合表面154接觸，并且使搖臂33和34通過活塞151潤滑。即，連接切換機(jī)構(gòu)41進(jìn)入連接狀態(tài)，并且進(jìn)氣搖臂33和34以及搖臂35整體做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而根據(jù)高速凸輪31c的凸輪外形打開和關(guān)閉進(jìn)氣門11和12。即，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
當(dāng)油路通道32a中的油壓減少時(shí)，活塞151和銷60被復(fù)位彈簧152所施加的力推下[見圖1(a)]。結(jié)果，在油缸150的開口153處形成空間。因此，當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂35一端的接合突出35a進(jìn)入這樣形成的空間且不與搖臂33和34接觸。這樣使連接切換機(jī)構(gòu)41進(jìn)入分離狀態(tài)，且搖臂33和34獨(dú)立于搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。即，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中，進(jìn)氣門11和12根據(jù)低速凸輪31a或低速凸輪31b的凸輪外形被驅(qū)動(dòng)而打開和關(guān)閉。
尤其是，在本機(jī)構(gòu)中，因?yàn)檫B接切換機(jī)構(gòu)41以所謂的兩級(jí)活塞形式構(gòu)造，其中活塞151的位置根據(jù)銷60的位置變化選擇，所以能可靠地切換活塞151的位置。
也就是說，活塞151的位置通過在更靠近油路通道的銷60的底部表面產(chǎn)生的油壓選擇，不必靠在活塞151的底部表面直接產(chǎn)生的油壓。因此，能提高在活塞151的位置變化時(shí)的響應(yīng)。
進(jìn)一步，在活塞151的位置直接被油壓改變(尤其是，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式從低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換到高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí))的情況下，作為底部表面面積S1(對應(yīng)于(活塞直徑R1)與活塞沖程L的乘積獲得的油的體積是必需的。這里，如果用于改變活塞151位置所需要的油的體積能夠被減少，就能減少改變活塞位置151所需的時(shí)間。即，減少所必需的油體積就能通過利用較小的液壓油體積改變活塞151的位置，從而在活塞151位置改變時(shí)的響應(yīng)被提高。
然而，考慮到活塞151要求的硬度，難以減小活塞151的直徑，因此也難以減少用于改變活塞151位置所需的油的體積。
考慮到這個(gè)因素，本發(fā)明采用配備設(shè)置在活塞151下面的小直徑銷60的兩級(jí)活塞結(jié)構(gòu)。具有如此構(gòu)造以后，用于移動(dòng)活塞151所必需的油的體積就作為底部表面面積S2(對應(yīng)于銷60的直徑)與沖程L的乘積而獲得。因此，本構(gòu)造的有利之處在于，通過使銷60的直徑小于活塞151的直徑，用于改變活塞151位置(尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換到高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí))所需的時(shí)間被縮短。
進(jìn)一步，當(dāng)使油從搖臂軸32的油路通道32a經(jīng)由通路32b流進(jìn)油缸50時(shí)，搖臂的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)容易導(dǎo)致油的流動(dòng)紊亂，因此存在用于改變活塞151位置所需的時(shí)間難以減少的可能性。
考慮到這個(gè)因素，本發(fā)明采用設(shè)置在搖臂軸32中的銷60。此設(shè)置能可靠地提供液壓油，從而減少用于改變活塞151位置所需的時(shí)間。這是因?yàn)殇N60被直接從固定到發(fā)動(dòng)機(jī)體上的搖臂軸32的油路通道32a提供油壓，從而此油本身不會(huì)隨著搖臂的蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生波動(dòng)。
結(jié)果，先有技術(shù)的如下問題被解決。即，活塞151和搖臂35的接合突出35a部分接合，活塞151在被提升的過程中由于驅(qū)動(dòng)氣門的反作用力而受到接合突出35a的敲擊，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)最終進(jìn)入到低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式。另外，搖臂33和34與凸輪之間由于活塞151受到敲擊而產(chǎn)生的碰撞或敲擊聲音的發(fā)生能夠被抑制，因此輥34a和34b的耐用性被顯著提高。
另外，由于銷60的上端是圓形或者采用球形表面的一部分的形狀，銷60與搖臂33和34之間的滑動(dòng)阻力能夠被減少，因此進(jìn)一步高速度的旋轉(zhuǎn)成為可能。
接下來，下文將參考圖2描述本實(shí)施例的一個(gè)修改例。在本修改例中，油缸150和活塞151的位置與以上實(shí)施例中的不同。
更具體的，在上述實(shí)施例中，油缸150，活塞151，銷60和復(fù)位彈簧152為由低速凸輪31a和31b驅(qū)動(dòng)的搖臂34和35而設(shè)置(見圖3)。在修改例中，油缸150，活塞151，銷60和復(fù)位彈簧152為被相鄰于搖臂33設(shè)置并由高速凸輪軸31c(見圖1)驅(qū)動(dòng)的第二搖臂35而設(shè)置，并且接合突出33’和34’為搖臂33和34而設(shè)置。除這些方面以外，本修改例的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例相似。
這樣的修改結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了與上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同的效果和優(yōu)點(diǎn)。即，搖臂軸32的油壓增大提升了銷60，然后銷60向上推活塞151。當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂33和34通過活塞151被可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)(高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。
進(jìn)一步，如果在油路通道32中的油壓降低，活塞151和銷60向下移動(dòng)，結(jié)果在油缸150的開口處形成空間。當(dāng)搖臂35做蹺蹺板式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂33和34的接合突出33‘和34’進(jìn)入這樣產(chǎn)生的空間，并且搖臂33和34根據(jù)低速凸輪31a或低速凸輪31b的凸輪外形被可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)(低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式)，不受到搖臂35的影響。
此外，用于移動(dòng)活塞151所必需的油的體積作為銷60的底部表面S2(對應(yīng)于銷60的直徑)與沖程量L的乘積被給予。因此，通過使銷60的直徑小于活塞151的直徑，活塞151的切換時(shí)間被縮短。
具有這種配置以后，就能夠防止如下事故。即，在活塞151與接合突出33’和34’部分接合后，活塞151受到接合突出33’和34’的敲擊，因此發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式。搖臂33和34與凸輪之間由于活塞151受到敲擊而產(chǎn)生的碰撞和敲擊聲音的發(fā)生能夠被抑制，因此耐用性被顯著提高。
這里，如圖2所示，被設(shè)置在油缸150內(nèi)的活塞151與銷60之間的連通外界的通氣開口155減少了活塞151和銷60的反壓強(qiáng)，從而切換時(shí)間被顯著減少。
如上所述描述了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例和它的修改實(shí)例，但是本發(fā)明決不限于上述實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的精神的條件下建議進(jìn)行各種變化和修改。例如，第二活塞(銷)60的長度可取決于活塞151的沖程量或者油路通道32a的直徑，或者取決于通路32b的長度改變。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一搖臂(33，34)，該搖臂的端部連接到進(jìn)氣門(11，12)或者排氣門(21，22)，所述第一搖臂由搖臂軸(32)以擺動(dòng)的方式支撐且由第一凸輪(31a，31b)驅(qū)動(dòng)；鄰近于所述第一搖臂(33，34)設(shè)置的第二搖臂(35)，所述第二搖臂(35)由搖臂軸(32)以擺動(dòng)的方式支撐且由形狀與第一凸輪(31a，31b)不同的第二凸輪(31c)驅(qū)動(dòng)；為所述第一搖臂(33，34)設(shè)置的油缸(150)，所述油缸與通過所述搖臂軸(32)形成的油路通道(32a)通過穿過油路通道(32a)的壁形成的通路(32b)連通；以可滑動(dòng)的方式安裝在上述油缸(150)中的第一活塞(151)；為所述第二搖臂(35)在突出條件下設(shè)置的接合突出(35a)，所述接合突出(35a)能夠與所述第一活塞(151)的接合部分(154)相接合；復(fù)位彈簧(152)，該復(fù)位彈簧向所述第一活塞(151)施加力以將所述第一活塞(151)推動(dòng)到所述第一活塞不與所述接合突出(35a)相接合的位置；和第二活塞(60)，該第二活塞由從油路通道(32a)提供的液壓油移動(dòng)，從而將所述第一活塞(151)移動(dòng)到所述第一活塞(151)與所述接合突出(35a)接合的接合位置，所述移動(dòng)克服所述復(fù)位彈簧(152)施加的力而進(jìn)行。
2.一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一搖臂(33，34)，該搖臂的端部連接到進(jìn)氣門(11，12)或者排氣門(21，22)，所述第一搖臂由搖臂軸(32)以擺動(dòng)的方式支撐且由第一凸輪(31a，31b)驅(qū)動(dòng)；鄰近于所述第一搖臂(33，34)設(shè)置的第二搖臂(35)，所述第二搖臂(35)由搖臂軸(32)以擺動(dòng)的方式支撐且由形狀與第一凸輪(31a，31b)不同的第二凸輪(31c)驅(qū)動(dòng)；為所述第二搖臂(35)設(shè)置的油缸(150)，所述油缸與通過所述搖臂軸(32)形成的油路通道(32a)通過穿過油路通道(32a)的壁形成的通路(32b)連通；以可滑動(dòng)的方式安裝在所述油缸(150)中的第一活塞(151)；為所述的第一搖臂(33，34)在突出條件下設(shè)置的接合突出(35a)，所述接合突出(35a)能夠與所述第一活塞(151)的接合部分(154)相接合；復(fù)位彈簧(152)，該復(fù)位彈簧向所述第一活塞(151)施加力以將所述第一活塞(151)推動(dòng)到所述第一活塞不與所述接合突出(35a)相接合的位置；和第二活塞(60)，該第二活塞由從油路通道(32a)提供的液壓油移動(dòng)，從而將所述第一活塞(151)移動(dòng)到所述第一活塞(151)與所述接合突出(35a)接合的接合位置，所述移動(dòng)克服所述復(fù)位彈簧(152)施加的力而進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞(60)的直徑小于所述第一活塞(151)的直徑。
4.如權(quán)利要求2所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞(60)的直徑小于所述第一活塞(151)的直徑。
5.如權(quán)利要求3所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞(60)被設(shè)置成使所述第二活塞(60)能夠在通路(32b)中前后移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求4所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞(60)被設(shè)置成使所述第二活塞(60)能夠在通路(32b)中前后移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求3所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞具有圓形的上端部。
8.如權(quán)利要求4所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二活塞具有圓形的上端部。
9.如權(quán)利要求3所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述非接合狀態(tài)的第一活塞和所述第二活塞之間的一部分配備使油缸(150)內(nèi)部與油缸(150)外部連通的通氣開口(155)。
10.如權(quán)利要求4所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述非接合狀態(tài)的第一活塞和所述第二活塞之間的一部分配備使油缸(150)內(nèi)部與油缸(150)外部連通的通氣開口(155)。
全文摘要
本內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)能在低速運(yùn)轉(zhuǎn)模式和高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間可靠地進(jìn)行切換而不發(fā)生延遲。該氣門機(jī)構(gòu)包括一端連接到進(jìn)氣門(11，12)或者排氣門(21，22)，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸(32)支撐且由第一凸輪(31a，31b)驅(qū)動(dòng)的第一搖臂(33，34)；與第一搖臂(33，34)相鄰設(shè)置，以擺動(dòng)的方式由搖臂軸(32)支撐且由形狀不同于第一凸輪(31a，31b)的第二凸輪(31c)驅(qū)動(dòng)的第二搖臂(35)；為所述第一搖臂(33，34)或所述第二搖臂(35)設(shè)置，與通過所述搖臂軸(32)形成的油路通道(32a)以通過油路通道(32a)的壁形成的通路(32b)的方式相通的油缸(150)；以滑動(dòng)方式適配在所述油缸(150)中的第一活塞(151)；為留下的所述第一搖臂(33，34)和所述第二搖臂(35)之一在突出條件下設(shè)置，能夠與所述第一活塞(151)的接合部分(154)相接合的接合突出(35a)；向所述第一活塞(151)施加力以將所述第一活塞(151)推動(dòng)到所述第一活塞與所述接合突出(35a)不接合的位置的復(fù)位彈簧(152)；和由從油路通道(32a)提供的液壓油移動(dòng)，從而抵抗復(fù)位彈簧(152)施加的力將所述第一活塞(151)移動(dòng)到所述第一活塞(151)與所述接合突出(35a)相接合的接合位置的第二活塞(60)。
文檔編號(hào)F01L1/18GK1793620SQ20051013706
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者橫山友, 村田真一 申請人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社