專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，利用凸輪相位變更機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)一對(duì)進(jìn) 氣門或一對(duì)排氣門的一對(duì)凸輪中的一方凸輪的相位相對(duì)于另一凸輪而變更。
背景技術(shù)：
在搭載在汽車上的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))中，為了應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣和改善泵 送損失，而在氣缸蓋上搭載可變氣門裝置。
對(duì)于可變氣門裝置，具有這樣的結(jié)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)中大多使用的多氣門(一對(duì)進(jìn)氣 門、一對(duì)排氣門)的氣門間的相位可變，從而改變多氣門打開的期間。例如，提出了這樣一 種裝置在驅(qū)動(dòng)一對(duì)進(jìn)氣門或一對(duì)排氣門的一對(duì)凸輪中，使另一方凸輪的相位相對(duì)于一方 凸輪可變。
該可變氣門裝置在通常的軸部件上一體形成有凸輪的凸輪軸方面難以實(shí)現(xiàn)。所 以，該可變氣門裝置使用裝配凸輪構(gòu)造為使分體的凸輪部件(零件)可轉(zhuǎn)動(dòng)地組裝在軸部 件上的構(gòu)造的凸輪軸，實(shí)現(xiàn)氣門間的相位可變。例如，如專利文獻(xiàn)1、2所揭示的那樣，使用 這樣的結(jié)構(gòu)在由曲柄輸出驅(qū)動(dòng)的軸部件的外側(cè)，效仿配置一對(duì)進(jìn)氣門或一對(duì)排氣門，將成 為基準(zhǔn)側(cè)的第一凸輪固定，并將與其形成一對(duì)的可動(dòng)側(cè)的具有相同凸輪寬度的第二凸輪嵌 合成沿周向可變位，用可動(dòng)葉片機(jī)構(gòu)等凸輪相位變更機(jī)構(gòu)，以第一凸輪相位為基準(zhǔn)變更第 二凸輪相位。
由此，與其它發(fā)動(dòng)機(jī)相同，第一凸輪、第二凸輪的凸輪變位通過挺桿部件(或搖臂 部件等)的從動(dòng)部件而傳遞給各氣門，使一對(duì)進(jìn)氣門或一對(duì)排氣門的打開期間變化較大。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-144521號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開2009-144522號(hào)公報(bào)
發(fā)明所要解決的課題
在軸部件上一體地固定有凸輪的普通凸輪軸中，在第一凸輪與第二凸輪間具有凸 輪軸頸的情況下、第一凸輪與第二凸輪大概是相同的氣門升程或正時(shí)的情況下，由于氣門 升程載荷均等地作用在上述凸輪軸頸寬度上，因此角度偏差不會(huì)變大。但是，在用可變氣門 裝置使第一凸輪與第二凸輪的相位錯(cuò)開的情況下，由于氣門升程載荷因時(shí)間差而作用在凸 輪軸頸寬度方向的前后，因此產(chǎn)生角度偏差。所以，第一凸輪、第二凸輪的凸輪面與挺桿、搖 臂的凸輪抵接部的接觸面積減小，載荷變大，不能保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，成為接觸部的摩擦 增大、不均勻磨損的主要原因。
此外，可變氣門裝置所用的第二凸輪與通常的一體地形成在軸部件上的結(jié)構(gòu)以及 固定在軸部件上的第一凸輪不相同，該第二凸輪可沿軸部件的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，在與軸部件 之間存在使其轉(zhuǎn)動(dòng)所必需的微小間隙。由于該間隙助長(zhǎng)了第二凸輪的角度偏差，因此成為 與挺桿、搖臂的凸輪抵接部的進(jìn)一步的摩擦增大、不均勻磨損的主要原因。另外，由于角度 偏差，而產(chǎn)生該間隙的不穩(wěn)定性，作用于第二凸輪和軸部件的滑動(dòng)面上的不均勻載荷也變 大,也產(chǎn)生因摩擦增大所帶來的反應(yīng)性的惡化和該部位的磨損。
可變氣門裝置有這種情況時(shí)，就有可變性能不穩(wěn)定的問題。由此，考慮采用修正角 度偏差的加工、提高裝配精度、耐角度偏差的耐磨損性較高的材料和表面處理，但無論哪一 種成本都很高，故需要替代的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，其能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，提 高對(duì)于可改變相位的可動(dòng)凸輪的角度偏差的耐受性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案I的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，使設(shè)在一氣缸上的一 對(duì)進(jìn)氣門的氣門間的相位或一對(duì)排氣門的氣門間的相位可變，該內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置具 有軸部件，該軸部件被內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出驅(qū)動(dòng)；第一凸輪，該第一凸輪設(shè)置在所述軸部件 的外側(cè)、具有對(duì)所述一對(duì)進(jìn)氣門的一方或所述一對(duì)排氣門的一方進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的凸輪面；第二 凸輪，該第二凸輪沿周向可變位地設(shè)置在所述軸部件的外側(cè)、具有對(duì)所述進(jìn)氣門的另一方 或所述排氣門的另一方進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的凸輪面；以及凸輪相位變更機(jī)構(gòu)，該凸輪相位變更機(jī)構(gòu) 使所述第二凸輪的相位相對(duì)于所述第一凸輪變更，所述第二凸輪的凸輪面以比所述第一凸 輪的凸輪面的凸輪寬度大的凸輪寬度尺寸形成。
技術(shù)方案2的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置中，所述軸部件構(gòu)成為在由管部件形成的外 凸輪軸內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地收納有內(nèi)凸輪軸，所述第一凸輪設(shè)置在所述外凸輪軸的外周部，且所述 第二凸輪設(shè)置成可繞所述外凸輪軸的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，通過所述外凸輪軸與所述內(nèi)凸輪軸的相對(duì) 變位，使所述第二凸輪的相位可以以所述第一凸輪為基準(zhǔn)改變。
技術(shù)方案3的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置中，所述第一凸輪以比同一機(jī)種的內(nèi)燃機(jī)所 用的、具有與軸部件成一體的凸輪的凸輪軸的凸輪寬度大的凸輪寬度尺寸而形成。
發(fā)明效果
采用技術(shù)方案I的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，維持第一凸輪、第二凸輪的凸輪面的 角度偏差所形成的與挺桿、搖臂的凸輪抵接部的接觸面積，保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，抑制接觸 部的摩擦增大以及不均勻磨損，使得角度偏差所產(chǎn)生的作用在第二凸輪和軸部件的滑動(dòng)面 上的不均勻載荷的最大值變小。
所以，能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，提高對(duì)于可改變相位的凸輪的角度偏差的耐受性。
采用技術(shù)方案2的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，由于外凸輪軸由彎曲剛性低的管部件 形成，因此，利用凸輪寬度尺寸大的第二凸輪能夠使從第二凸輪向外凸輪軸施加的力分散。
采用技術(shù)方案3的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，第一凸輪、第二凸輪是各自最佳的凸 輪寬度，能夠有效地應(yīng)對(duì)隨著分離可變(日文U y卜可變)而產(chǎn)生的角度偏差，能夠 有效抑制摩擦增大所帶來的反應(yīng)性的惡化和不均勻磨損。


圖1是本發(fā)明第I實(shí)施方式的搭載有可變氣門裝置的內(nèi)燃機(jī)的俯視圖。
圖2是沿圖1中1-1線的可變氣門裝置的剖面圖。
圖3是表示一體地形成有凸輪的凸輪軸的剖面圖。
圖4是表示可變氣門裝置各部的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖5是表示可變氣門裝置的可變特性的曲線圖。
圖6是用于說明凸輪寬度變化所帶來的凸輪與挺桿的接觸狀態(tài)差異的示圖。
圖7是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的主要部分的俯視圖。
符號(hào)說明
10一對(duì)進(jìn)氣門
12排氣凸輪
13排氣側(cè)的凸輪軸
14進(jìn)氣側(cè)的凸輪軸
15可變氣門裝置
17雙重軸(軸部件)
17a外凸輪軸
17b內(nèi)凸輪軸
19進(jìn)氣凸輪
20固定凸輪(第一凸輪)
20a固定凸輪的凸輪面
22a凸輪山部(第二凸輪)
22c凸輪山部的凸輪面
25凸輪相位變更機(jī)構(gòu)
a凸輪山部的凸輪寬度
b固定凸輪的凸輪寬度具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)圖1 圖6所示的第I實(shí)施方式來說明本發(fā)明。
圖1所示為內(nèi)燃機(jī)例如多氣缸活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)(以下僅稱為發(fā)動(dòng)機(jī))的俯視圖，圖 2所示為沿圖1中1-1線的剖面圖，該圖中的I表示該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體，2表示搭載在該氣缸體I頭部上的氣缸蓋。
其中，氣缸體I上形成有如圖1及圖2所示那樣沿發(fā)動(dòng)機(jī)前后方向的多個(gè)氣缸 3(圖中僅示出一部分氣缸)。在這些各氣缸3內(nèi)，收納有從曲軸(未圖示)通過連桿(未圖示)分離的可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的各活塞4。
在氣缸蓋2的下面，與各氣缸3對(duì)應(yīng)地分別形成有燃燒室5。在各燃燒室5開設(shè)有進(jìn)行吸氣的一對(duì)進(jìn)氣口 7 (2個(gè))、進(jìn)行排氣的一對(duì)排氣口(未圖示)。在各進(jìn)氣口 7設(shè)有一對(duì)進(jìn)氣門10 (2個(gè))，在該進(jìn)氣門的桿端分別安裝有有底筒形的挺桿9 (從動(dòng)部件)。并且， 形成于各挺桿9頂面9a的球面狀的凸起面(凸輪抵接面)面對(duì)氣缸蓋2的上部。在各排氣口(未圖不)設(shè)有同樣帶有挺桿的一對(duì)排氣門(均未圖不)，同樣，氣門基端部面對(duì)氣缸蓋2的上部。通過這些進(jìn)氣門10、排氣門(未圖示)開閉進(jìn)氣口 7、排氣口(未圖示)。此外，圖中未示出但在各燃燒室5中分別設(shè)有火花塞。
另外，在氣缸蓋2的上部左右設(shè)有由曲軸的軸輸出驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣側(cè)的氣門裝置6a、 同樣的排氣側(cè)的氣門裝置6b，在各氣缸3中重復(fù)進(jìn)行規(guī)定的燃燒沖程(進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程四個(gè)沖程)。這些氣門裝置6a、6b中，排氣側(cè)的氣門裝置6b采用了例如圖3所示的使用通常的凸輪軸13的結(jié)構(gòu)。具體來說，使用一體地形成有排氣凸輪的凸輪軸，詳細(xì)地說使用通過切削加工而使多氣缸的排氣凸輪12與軸13a(軸部件)一起形成的凸輪軸13。該凸輪軸13可自由旋轉(zhuǎn)地組裝在氣缸3排列的方向上，并使各排氣凸輪12 的凸輪面與挺桿頂面的凸起面(未圖示)抵接。由此，將各排氣凸輪12的凸輪變位傳遞給排氣門(未圖不)。
另外，進(jìn)氣側(cè)的氣門裝置6a采用與排氣側(cè)的凸輪軸13不同的凸輪軸14，該凸輪軸 14為圖4所示那樣的對(duì)分體的零件進(jìn)行組裝而構(gòu)成的凸輪軸，即所謂的裝配凸輪構(gòu)造。用該凸輪軸14，構(gòu)成圖2所示那樣的分離式的可變氣門裝置15。
S卩，凸輪軸14的軸部件由雙重軸17 (相當(dāng)于本申請(qǐng)的軸部件)形成，雙重軸17是如此構(gòu)成的在例如圖2及圖4所示那樣的由管部件構(gòu)成的外凸輪軸17a內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地收納有構(gòu)成控制部件的由實(shí)心的軸部件構(gòu)成的內(nèi)凸輪軸17b。該雙重軸17也與排氣側(cè)的凸輪軸13相同，沿氣缸3排列的方向配置。該雙重軸17中的一方端部(一側(cè))即外凸輪軸17a的一方端部通過安裝在外凸輪軸17a端的托架37，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在設(shè)置于氣缸蓋2 —方端部(一側(cè))的軸承部18a上。另外，外凸輪軸17a的中間部可自由旋轉(zhuǎn)地支承在設(shè)置于挺桿9、9間的中間的軸承部18b上。由此，兩軸17a、17b能夠一起以同一軸心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，外凸輪軸17a與內(nèi)凸輪軸17b之間可利用間隙而相對(duì)變位。
在外凸輪軸17a上與每個(gè)氣缸的一對(duì)進(jìn)氣門10對(duì)應(yīng)地分別設(shè)有一對(duì)(2個(gè))進(jìn)氣凸輪19。進(jìn)氣凸輪19的構(gòu)成都是將確定基準(zhǔn)相位的固定凸輪20 (相當(dāng)于本申請(qǐng)的第一凸輪)和作為可動(dòng)側(cè)的凸輪凸起22(即可動(dòng)凸輪，相當(dāng)于本申請(qǐng)的第二凸輪)予以組合。
即，作為基準(zhǔn)側(cè)的固定凸輪20設(shè)置在外凸輪軸17a中的與一側(cè)的挺桿、例如圖中左側(cè)的挺桿9對(duì)應(yīng)的外周部分。固定凸輪20由板凸輪形成，通過嵌在外凸輪軸17a外側(cè)而固定，具體來說通過壓入而固定。形成于該固定凸輪20外周面的凸輪面20a與左側(cè)挺桿9 的作為凸起面的頂部9a抵接，固定凸輪20的凸輪變位就被傳遞給左側(cè)進(jìn)氣門10b。
凸輪凸起22具有由板凸輪形成的凸輪山部22a。在該凸輪山部22a上組合有用于確保穩(wěn)定性的部分、即中空的輪轂部22b，構(gòu)成凸輪凸起整體。凸輪山部22a及輪轂部22b 在周向上可自由轉(zhuǎn)動(dòng)(變位)地嵌在外凸輪軸17a外側(cè)，凸輪山部22a配置在其余的右側(cè)挺桿9的正上方。形成于該凸輪山部22a外周面的凸輪面22c與右側(cè)挺桿9的作為凸起面的頂部9a抵接，凸輪山部22a的凸輪變位就被傳遞給右側(cè)進(jìn)氣門10a。
輪轂部22b與內(nèi)凸輪軸17 b利用連接部件、例如利用貫通雙重軸17的直徑方向地壓入的壓入銷24而連接并允許內(nèi)、外軸17a、17b的相對(duì)變位。利用這種連接，使凸輪山部 22a(凸輪凸起22)相對(duì)于固定凸輪20可以進(jìn)行相對(duì)變位。即，如圖4所示，在分別使壓入銷24通過的外凸輪軸17a的周壁部分形成有避讓壓入銷24的孔、例如向滯后角方向延伸的一對(duì)長(zhǎng)孔26，內(nèi)凸輪軸17b相對(duì)于外凸輪軸17a可相對(duì)變位。由此，凸輪山部22a能從作為基準(zhǔn)的固定凸輪20的相位可變到較大的滯后角的相位。另外，圖4中的14a表示形成于內(nèi)凸輪軸17b的壓入孔，14b表示形成于輪轂部22b周壁部分的壓入孔。
在雙重軸17的一方端部安裝有使內(nèi)外軸17a、17b相對(duì)變位的相位變更機(jī)構(gòu)25，其構(gòu)成了可以以固定凸輪20為基準(zhǔn)變更凸輪凸起22的凸輪相位的可變氣門裝置15。
凸輪相位變更機(jī)構(gòu)25使用轉(zhuǎn)動(dòng)葉片結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)葉片結(jié)構(gòu)例如如圖2及圖4所示，在沿周向具有多個(gè)滯后角室30的圓筒形殼體31內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地收納從軸部32外周部呈放射狀地突出有多個(gè)葉片33的葉片部34，并由各葉片33對(duì)各滯后角室30內(nèi)進(jìn)行分隔。另外，殼體31的外周部上設(shè)有正時(shí)鏈輪39。該鏈輪39通過正時(shí)鏈條40而與安裝在排氣側(cè)的凸輪軸13端的正時(shí)鏈輪13a —起連接在曲軸(未圖示)上。殼體31利用固定螺栓36 與外凸輪軸17a端的托架37(圖2所示)連接，其余葉片部34的軸部32利用固定螺栓38 與內(nèi)凸輪軸17b的軸端連接，當(dāng)葉片33在滯后角室30內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)變位時(shí)，內(nèi)凸輪軸17b相對(duì)于外凸輪軸17a進(jìn)行相對(duì)變位。
進(jìn)一步地說，凸輪山部22a的凸輪相位利用設(shè)置成使殼體31和葉片部34之間連接的回復(fù)用彈簧部件42(僅圖2示出)的施力，與作為基準(zhǔn)的固定凸輪20的凸輪相位一致。 另外，各滯后角室30通過形成于殼體31、托架37和軸承部18a的各油路43(圖2僅示出一部分)與油控制閥44(以下稱為0CV44)、油壓供給部45(例如由具有供給油的油泵的裝置構(gòu)成)連接。即，在進(jìn)氣側(cè)的凸輪軸14中，向各滯后角室30內(nèi)供給油時(shí)，可以進(jìn)行分離可變使凸輪山部22a從固定凸輪20向滯后角方向變位。
對(duì)分離可變進(jìn)行說明，來自曲軸的軸輸出經(jīng)正時(shí)鏈條40、正時(shí)鏈輪39、殼體31和托架37而傳遞給外凸輪軸17a，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)固定凸輪20，通過挺桿9使左側(cè)的進(jìn)氣門IOb開閉。這里，當(dāng)油壓從0CV44供給到各滯后角室30的相反側(cè)的提前角室(未圖示)時(shí)，由于凸輪山部22a利用與回復(fù)用彈簧部件42的施力的協(xié)動(dòng)而如圖5中A狀態(tài)那樣與固定凸輪 20的凸輪相位一致，因此，右側(cè)進(jìn)氣門IOa在保持與左側(cè)固定凸輪20相同的相位的狀態(tài)下進(jìn)行開閉。當(dāng)油壓供給部45的油壓通過0CV44而向滯后角室30內(nèi)供給時(shí)，葉片33隨著油壓輸出而在滯后角室30內(nèi)從初始位置向滯后角側(cè)變位。此時(shí)，通過油壓的輸出控制，當(dāng)例如葉片33變位直到滯后角室30內(nèi)的中途時(shí)，內(nèi)凸輪軸17b向滯后角方向變位直至中途位置。此時(shí)的變位通過壓入銷24而傳遞給凸輪凸起22，使凸輪山部22a向滯后角方向變位。 于是，如圖5中B狀態(tài)所示，作為基準(zhǔn)的左側(cè)進(jìn)氣門IOb的開閉時(shí)期原樣不變，而只改變右側(cè)進(jìn)氣門IOa的開閉時(shí)期。即，右側(cè)進(jìn)氣門IOa從左側(cè)進(jìn)氣門IOb開閉期間的中途隨著凸輪山部22a的凸輪輪廓而開閉。另外，根據(jù)油壓的輸出控制而使葉片33變位到最滯后角位置時(shí)，如圖5中C狀態(tài)所示左側(cè)進(jìn)氣門IOb的開閉時(shí)期原樣不變，右側(cè)進(jìn)氣門IOa保持與左側(cè)進(jìn)氣門IOb開閉時(shí)期交錯(cuò)的狀態(tài)，并在由左側(cè)進(jìn)氣門IOb的最滯后角的時(shí)期進(jìn)行開閉。SP， 左右進(jìn)氣門10的氣門開啟期間與發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)相對(duì)應(yīng),在從最小氣門開啟期間α至最大氣門開啟期間β的范圍內(nèi)可變(分離可變)。
這樣的使凸輪凸起22相對(duì)于固定凸輪20產(chǎn)生相位的可變氣門裝置15由于凸輪凸起22是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此產(chǎn)生該裝置15特有的問題。
S卩，組裝在雙重軸17上的凸輪凸起22與固定凸輪20不同，為了尋求能夠在外凸輪軸17a的外周面上轉(zhuǎn)動(dòng)，而在與外凸輪軸17a之間存在使凸輪凸起22轉(zhuǎn)動(dòng)所必需的微小間隙。而且，由于在間隙上增加了當(dāng)凸輪凸起22和外凸輪軸17a的零件公差以及組裝雙方的零件時(shí)產(chǎn)生的裝配公差，因此，凸輪山部22a容易在較大的范圍內(nèi)變位，凸輪面22c的姿勢(shì)容易變化(不穩(wěn)定)。即，如圖6(a)所示，凸輪面22c相對(duì)于凸輪軸中心容易產(chǎn)生角度偏差。
此外，在圖5中的B、C狀態(tài)中，由于在這種狀況下氣門升程載荷按照時(shí)間差進(jìn)行作用，故會(huì)產(chǎn)生角度偏差。即，在軸上一體地固定有凸輪的普通凸輪軸 中，在位于固定凸輪位置的第一凸輪與位于凸輪凸起的第二凸輪之間具有凸輪軸頸的情況，由于第一凸輪與第二凸輪為大概相同的氣門升程和正時(shí)，氣門升程載荷均等地作用于上述凸輪軸頸寬度上，因此，角度偏差不會(huì)變大。但是，在可變氣門裝置15中，在使第一凸輪即固定凸輪20與第二凸輪即凸輪凸起22的相位錯(cuò)開的情況下，由于氣門升程載荷因時(shí)間差而作用在凸輪軸頸18b 的寬度方向的前后，故產(chǎn)生較大的角度偏差。
所以，如圖6(a)所示，當(dāng)凸輪面22c產(chǎn)生角度偏差時(shí)，可能發(fā)生挺桿9的凸輪抵接面的規(guī)定位置即作為凸起面的頂部9a與凸輪寬度端部的接觸。另外，還會(huì)發(fā)生氣門升程不能按照所設(shè)計(jì)的凸輪執(zhí)行。一旦發(fā)生這種情況，則如圖6(a)所示，凸輪面22c與挺桿9的凸輪抵接部的接觸面積減少，載荷變得較高，不能確保良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，因此，成為該接觸部的摩擦增大和不均勻磨損的主要原因。
因此，不考慮成對(duì)的固定凸輪20、凸輪山部22a的凸輪寬度相同這一情況，而是如圖1、圖2及圖4所示，將可改變相位的凸輪山部22a的凸輪面22c的凸輪寬度尺寸a做得比固定凸輪20的凸輪面20a的凸輪寬度尺寸b大，使凸輪寬度尺寸不同。即，凸輪山部22a 的凸輪面22c以比固定凸輪20的凸輪面20a大的凸輪寬度形成山部(a > b)。
于是，如圖6(b)所示，即使產(chǎn)生角度偏差，也可避免挺桿9的凸輪抵接面的作為凸起面的頂面9a與凸輪山部22a的凸輪寬度端部的接觸。因此，維持了凸輪面22c的由角度偏差所形成的與頂面9a(凸輪抵接部)的接觸面積。由此，能夠分散凸輪端部22a與頂面 9a中接觸部的載荷，最大載荷也會(huì)下降。這對(duì)于隨著分離可變而產(chǎn)生的角度偏差也是相同的，即對(duì)于當(dāng)氣門升程載荷因時(shí)間差而作用于凸輪軸頸寬度方向的前后時(shí)產(chǎn)生的角度偏差也是相同的。
也就是說，當(dāng)加大凸輪山部22a的凸輪寬度時(shí)，凸輪山部22a的凸輪面22c中對(duì)應(yīng)于角度偏差的允許范圍增加。而且，由于凸輪山部22a自身的穩(wěn)定性也增加，故能夠抑制用于使凸輪山部22a轉(zhuǎn)動(dòng)的間隙以及裝配公差的影響。
所以，能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，提高對(duì)于可改變相位的凸輪的角度偏差的耐受性。因此，凸輪軸14能與以往的凸輪一樣組裝在氣缸蓋2上(圖2)，能夠抑制麻煩的校準(zhǔn)作業(yè)以及在此之前的提高各零件的加工精度的需求(不需要加工精度)。此外，對(duì)角度偏差所形成的凸輪山部22a(第二凸輪)與外凸輪軸17a(軸部件)的滑動(dòng)面進(jìn)行作用的不均勻載荷的最大值也變小，還能抑制摩擦增大所帶來的反應(yīng)性的惡化和不均勻磨損。而且，由于能夠通過加大凸輪寬度尺寸來抑制凸輪山部22a的傾斜，所以，能夠抑制主要因?yàn)橥馆喩讲?2a的不穩(wěn)定性而造成的摩擦和不均勻磨損的產(chǎn)生，可確保良好的可變性能。此外，由于能夠得到符合設(shè)計(jì)的氣門升程，因此不會(huì)發(fā)生性能下降和NVH的惡化。而且，由于外凸輪軸17a由彎曲剛性低的管部件形成，因此，當(dāng)凸輪山部22a的凸輪寬度變大時(shí)，會(huì)分散從凸輪山部22a 向外凸輪軸17a傳遞的力，保持良好的可變性能。
尤其如圖1所示，通過分別作成最適合的凸輪寬度，S卩、使固定凸輪20的凸輪寬度尺寸b比同一機(jī)種的發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的、具有與軸部件成一 體的凸輪的凸輪軸的凸輪寬度尺寸、例如圖3所示的具有與軸13a成一體的排氣凸輪12的凸輪軸13的排氣凸輪12的凸輪面凸輪寬度尺寸c大、比未圖示的同一機(jī)種的發(fā)動(dòng)機(jī)的不進(jìn)行分離可變的系列中所用的進(jìn)氣凸輪一體化的進(jìn)氣凸輪軸的進(jìn)氣凸輪的凸輪面的凸輪寬度尺寸大(a > c，b > c)，由此， 即使對(duì)于將分體的零件組裝而構(gòu)成的固定凸輪20，也可不受到裝配公差的影響，而且還能夠應(yīng)對(duì)隨著分離可變而產(chǎn)生的角度偏差。
另外，這種效果，即使在將挺桿9的凸輪抵接面的凸起面設(shè)在凸輪面22c側(cè)的情況下也同樣可以得到，這是不言而喻的。
圖7表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式。
本實(shí)施方式并非如第I實(shí)施方式那樣在使固定凸輪20(第一凸輪)和凸輪凸起 22(第二凸輪)組裝后的雙重軸17 (軸部件)的一方端部設(shè)置相位變更裝置25、可對(duì)應(yīng)固定凸輪20改變凸輪凸起22的相位的可變氣門裝置15，而是進(jìn)一步，在增加了可使固定凸輪 20的相位和凸輪凸起22的相位一體變化的功能的可變氣門裝置50上應(yīng)用本發(fā)明。
S卩，可變氣門裝置50構(gòu)成為在使固定凸輪20(第一凸輪)和凸輪凸起22(第二凸輪)組裝后的雙重軸17 (軸部件)的一方端部、例如在發(fā)動(dòng)機(jī)后部側(cè)的端部連接有結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式相同的相位變更機(jī)構(gòu)25，在另一方的發(fā)動(dòng)機(jī)前部側(cè)的端部連接有用稱為VVT 的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片構(gòu)造而形成的第二相位變更機(jī)構(gòu)51，除了外凸輪軸17a與內(nèi)凸輪軸17b的相對(duì)變位所產(chǎn)生的相位可變外，根據(jù)外凸輪軸17a與內(nèi)凸輪軸17b的一體轉(zhuǎn)動(dòng)變位，還可以使固定凸輪20與凸輪凸起22的相位一體地改變。
如此，即使將本發(fā)明應(yīng)用于可變氣門裝置50，也能起到與第I實(shí)施方式同樣的效果。但在圖7中，對(duì)于與第I實(shí)施方式相同的部分標(biāo)上相同的符號(hào)，省略說明。
雖然結(jié)束了以上關(guān)于本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置的說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。
例如，在上述實(shí)施方式中，例舉了由挺桿承載凸輪變位而對(duì)氣門進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造， 但并不限于此，由其它的從動(dòng)部件例如搖臂部件承載凸輪變位而對(duì)氣門進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造也可以應(yīng)用本發(fā)明。在由搖臂部件驅(qū)動(dòng)氣門的情況下，可以構(gòu)成如下的結(jié)構(gòu)在搖臂部件的凸輪側(cè)具有一個(gè)凸輪抵接面，在氣門側(cè)具有叉狀的氣門驅(qū)動(dòng)部，由一個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)多個(gè)氣門， 不過，在該結(jié)構(gòu)時(shí)，凸輪寬度尺寸是指實(shí)際凸輪寬度除以驅(qū)動(dòng)氣門數(shù)后的每一氣門的尺寸 (=實(shí)際凸輪軸/驅(qū)動(dòng)氣門數(shù))。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式那樣的使一對(duì)進(jìn)氣凸輪的相位相對(duì)變更的可變氣門裝置，也可應(yīng)用于未圖示的使一對(duì)排氣凸輪的相位相對(duì)變更的可變氣門裝置。
另外， 所應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)還可以為具有在上述可變氣門裝置上另外組合有使用一體形成有凸輪的凸輪軸驅(qū)動(dòng)氣門這一構(gòu)造的氣門系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，使設(shè)在一氣缸上的一對(duì)進(jìn)氣門的氣門間的相位或一對(duì)排氣門的氣門間的相位可變，該內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置的特征在于， 具有軸部件，該軸部件被內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出驅(qū)動(dòng)； 第一凸輪，該第一凸輪設(shè)置在所述軸部件的外側(cè)、具有對(duì)所述一對(duì)進(jìn)氣門的一方或所述一對(duì)排氣門的一方進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的凸輪面； 第二凸輪，該第二凸輪沿周向可變位地設(shè)置在所述軸部件的外側(cè)、具有對(duì)所述進(jìn)氣門的另一方或所述排氣門的另一方進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的凸輪面；以及 凸輪相位變更機(jī)構(gòu)，該凸輪相位變更機(jī)構(gòu)使所述第二凸輪的相位相對(duì)于所述第一凸輪變更， 所述第二凸輪的凸輪面以比所述第一凸輪的凸輪面的凸輪寬度大的凸輪寬度尺寸形成。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，其特征在于，所述軸部件構(gòu)成為在由管部件形成的外凸輪軸內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地收納有內(nèi)凸輪軸， 所述第一凸輪設(shè)置在所述外凸輪軸的外周部，且所述第二凸輪設(shè)置成可繞所述外凸輪軸的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)， 通過所述外凸輪軸與所述內(nèi)凸輪軸的相對(duì)變位，使所述第二凸輪的相位可以以所述第一凸輪為基準(zhǔn)改變。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，其特征在于，所述第一凸輪以比同一機(jī)種的內(nèi)燃機(jī)所用的、具有與軸部件成一體的凸輪的凸輪軸的凸輪寬度大的凸輪寬度尺寸而形成。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門裝置，在軸部件(17)的外側(cè)設(shè)置有第一凸輪(20)、以及設(shè)置為可在周向上變位的與該第一凸輪成對(duì)的第二凸輪(22a)，在使第二凸輪的相位相對(duì)于第一凸輪變更的構(gòu)造中，構(gòu)成為第二凸輪的凸輪面(22c)為比第一凸輪的凸輪面的凸輪寬度(b)大的凸輪寬度尺寸(a)。
文檔編號(hào)F01L1/04GK103038458SQ201080038680
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者吉賀大輔, 村田真一 申請(qǐng)人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社