專利名稱：裝入氣門室蓋或支承橋中的額外的彈簧和隨動件機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的領域是凸輪軸安排的領域，這類凸輪軸安排提供了可變凸輪軸正時并且該可變凸輪軸正時由一個凸輪軸來驅(qū)動，該凸輪軸由轉(zhuǎn)矩致動的相位器來驅(qū)動。
背景技術：
用于往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機可變凸輪軸正時已經(jīng)被提出用于改發(fā)變動機的排放特性。在共同轉(zhuǎn)讓的巴特菲爾德(Butterfield)等人的美國專利5,002,023中示出了一種類型的可變凸輪軸正時(VCT)凸輪軸安排。巴特菲爾德等人提供了一種凸輪軸正時安排，其中在對進氣凸輪軸的相位調(diào)整進行驅(qū)動所使用的加壓流體由發(fā)動機排氣凸輪軸所經(jīng)歷的扭力之差來驅(qū)動。共同轉(zhuǎn)讓的巴特菲爾德(Butterfield)等人的美國專利5，107，805和辛普森(Simpson)美國專利6，978，749描述了為了增加凸輪軸中的轉(zhuǎn)矩脈動幅值而提供一種凸輪軸安排的方法，該凸輪軸安排對于采用先前在美國專利5，002，023中所描述的轉(zhuǎn)矩脈動相位器VCT系統(tǒng)優(yōu)點而言是更有利的。在一些應用中希望提供一種帶有增大轉(zhuǎn)矩脈動幅值的凸輪軸安排，而在凸輪軸上不需要增加由此可能增加凸輪軸最終長度的額外凸輪。這在試圖使用帶有轉(zhuǎn)矩脈動相位器的可變凸輪軸正時時是特別相關的，其中該凸輪軸被使用于橫置的前輪驅(qū)動車輛的直列6缸型內(nèi)燃發(fā)動機中。發(fā)明概述在此給出本發(fā)明的披露以便清楚地表示以上提到的希望。在一個優(yōu)選實施例中本發(fā)明給出了一種用于往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)矩脈動的可變凸輪正時凸輪軸安排。這種安排包括一個鏈輪。一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元與鏈輪操作性地相關聯(lián)。一個凸輪軸與鏈輪操作性地相關聯(lián)并且該凸輪軸扭轉(zhuǎn)地驅(qū)動一個相位器單元。該凸輪軸具有一個與第一凸輪隨動件相接合的凸輪凸出部以用于控制一個彈簧偏置的氣門的位置。一個與凸輪凸出部相接合的彈簧偏置的第二凸輪隨動件從而對凸輪軸提供了一個扭轉(zhuǎn)輸入。本發(fā)明的另外的可應用性領域?qū)囊韵绿峁┑脑敿氄f明中變得清楚。應該理解，詳細的說明和特定的實例在表明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的同時，旨在僅用于說明的目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。附圖的簡要說明從詳細的說明和這些附圖中本發(fā)明將得到更完全地理解，在附圖中:

圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的示意性截面視圖；圖2是類似圖1的本發(fā)明的一個替代優(yōu)選實施例的視圖；圖3是類似圖1的本發(fā)明的又另一個替代優(yōu)選實施例的視圖；圖4是本發(fā)明的一個凸輪軸的一個實施例的透視圖，該凸輪軸可使用在先前圖1至圖3所示的本發(fā)明的實施例中；圖5是圖4所示的凸輪軸的軸向截面視圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個同心凸輪軸安排的截面視圖，該凸輪軸安排既控制進氣門又控制排氣門；圖7是圖6所示的凸輪軸安排的橫向截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個同心凸輪軸安排的側(cè)面正視圖，該凸輪軸安排具有用于打開和關閉同一個氣門的多個分離的凸出部；圖9是圖8所示的凸輪軸安排的軸向截面視圖；并且圖10是圖8所示的凸輪軸的橫向截面視圖。優(yōu)選實施方式的詳細說明以下的優(yōu)選實施方式的說明在本質(zhì)上僅是示例性的而絕非旨在限制本發(fā)明、其應用、或其用途。參見圖1、圖4和圖5，根據(jù)本發(fā)明的一個往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)矩脈動的可變凸輪正時凸輪軸安排7具有一個凸輪軸10。一個鏈輪12與凸輪軸10相連接并且與其操作性地相關聯(lián)。鏈輪12可以由一個撓性張緊的力傳輸構件，如皮帶或鏈條(未示出)來驅(qū)動，該力傳輸構件與一個鏈輪(未示出)相接合并與內(nèi)燃發(fā)動機14的曲軸相連接。鏈輪12與一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元15操作性地相關聯(lián)，該相位器單元包括一個滑閥16。滑閥16由一個電子控制單元(未示出)控制從而允許凸輪軸12所經(jīng)歷轉(zhuǎn)矩的振幅尖峰驅(qū)動該相位器單元15并由此允許凸輪軸10相對于鏈輪12成角度地可調(diào)節(jié)。回顧共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5，002，023 ;美國專利7，699，031 ;美國專利7，318，401 ;美國專利7，231，896 ;美國專利7，214，153以及美國公開專利申請2010/0170458可以獲得更多的了解是不同的相位器單元以及這些相位器單元的屬性被用來實現(xiàn)凸輪軸相對鏈輪的可變角位移。一系列的凸出部18連接在凸輪軸10上。這些凸出部18—般應用三組凸出部，每組凸出部為兩個，這三組凸出部彼此大致120度定位并且如示的凸輪軸10—般將用于V6發(fā)動機的雙進氣門或雙排氣門。這些凸輪凸出部18與一個第一凸輪隨動件22相接合。凸輪隨動件22是通過一個彈簧24來偏置的并通過該隨動件的桿28來控制進氣門或排氣門
26。氣門26打開或關閉到氣缸內(nèi)部的一個開口 30，該開口進而與一個進氣通道或排氣通道32相連接。盡管凸輪軸10所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)矩在許多實例中由于這些凸出部之間的角位移的均勻性而具有振幅脈動，但這些凸輪軸扭轉(zhuǎn)振動不可能經(jīng)歷一個驅(qū)動該相位器單元16是最佳的振幅。先于本發(fā)明，為了提供額外的扭轉(zhuǎn)輸入，在凸輪軸上增加了一種具有與凸出部18的構形類似或者不同構形的補充凸輪凸出部。這典型地需要增加凸輪軸的長度，而在一些構形中這是不可取的。這種解決方案在上述的美國專利5，107,805以及美國專利6，978，749 (在凸輪軸上增加了額外的凸出部)中示出。為了消除對額外凸輪凸出部的需要，本發(fā)明增加了一個次級凸輪隨動件36。該次級凸輪隨動件36典型地通過一個彈簧40來偏置。次級凸輪隨動件36 —般與一個支承橋或氣門室蓋38相連接。如圖1中所示，凸輪隨動件22和36彼此平移地對齊。在類似零件給定類似編號的圖2中所示出的一個凸輪軸安排17中，一個次級凸輪隨動件43相對于凸輪隨動件22的平移路徑成角度地平移。在類似物件給定類似參考號的圖3中示出了一種凸輪軸安排47，該凸輪軸安排具有一個初級搖臂式凸輪軸隨動件50和一個次級搖臂式凸輪軸隨動件52。額外地，在實施例7、17和47的其他應用中可以使用多個次級凸輪隨動件。參見圖6和圖7，一個凸輪軸安排67具有同心的內(nèi)部凸輪軸68和外部凸輪軸70。一個軸銷72與內(nèi)部凸輪軸68可固定地相連接。軸銷72延伸穿過在外部凸輪軸70中提供的槽縫74。軸銷72還與進氣門凸輪凸出部76可固定地相連接。進氣凸輪凸出部76都是旋轉(zhuǎn)地連接在外部凸輪軸70的外徑上。排氣凸輪凸出部78可扭轉(zhuǎn)地固定地連接在外部凸輪軸70上。該外部凸輪軸70相對一個鏈輪82扭轉(zhuǎn)地固定。類似上述美國專利公布2010/01070458所描述的一個相位器單元允許內(nèi)部軸68具有相對于鏈輪82的角位移。因此，使用了凸輪軸安排67的氣缸的正時可允許進氣門相對于排氣門正時的可變正時。可以利用的可變氣門正時屬性的更多詳細的說明可在美國專利公開號2010/0170458的回顧中找到。凸輪軸安排67典型地將把次級隨動件提供成與進氣凸輪凸出部76中的一者接觸。凸輪軸安排67典型地使用在四缸發(fā)動機或二分之一的V8發(fā)動機中。在另一個實施例中，該凸輪軸安排67將僅控制進氣門或僅控制排氣門。多個實例用于每個氣缸帶有四個氣門的發(fā)動機，其中，該凸輪軸安排具有用于一半進氣門(或排氣門)的內(nèi)部軸以及控制另外的進氣門(或排氣門)的外部軸。圖8、圖9和圖10展示了一個類似之前描述的凸輪軸安排67的凸輪軸安排。凸輪軸安排87具有同心的內(nèi)部凸輪軸88和外部凸輪軸89。內(nèi)部凸輪軸88通過多個軸銷90而與多個凸輪凸出部91相連接。多個凸輪凸出部91在外部凸輪軸89上是旋轉(zhuǎn)的。凸輪凸出部92都是可固定地連接在外部凸輪軸89上并進而與鏈輪94可扭轉(zhuǎn)地固定地相連接。再者，功能類似于相位器單元84的一個相位器單元93允許內(nèi)部凸輪軸88具有相對于鏈輪94的角度可調(diào)節(jié)的移動。凸輪軸安排88重要之處在于它具有用來提升一個給定的凸輪隨動件以及用來降低同一個凸輪隨動件的多個分離的凸輪。因此，在大多數(shù)情況下，一個次級隨動件將與一個凸輪凸出部91相接合。盡管凸輪凸出部91只通過一個第一隨動件在單個角度方向上經(jīng)歷扭轉(zhuǎn)輸入，但是通過利用圖1、圖2或圖3所示的次級隨動件，在凸輪軸中產(chǎn)生了由內(nèi)部軸88提供的一個扭轉(zhuǎn)輸入，該內(nèi)部軸能夠使相位器單元93由凸輪軸來驅(qū)動。盡管未示出，但本發(fā)明可應用在巴特菲爾德等人的美國專利5，002，023中所示的凸輪軸安排，其中該凸輪軸(當相位器單元被扭轉(zhuǎn)地固定到其上時)對這些排氣門進行控制并且其中存在一個由該相位器定相的次級鏈輪。該次級鏈輪通過一個輔助皮帶來驅(qū)動該進氣凸輪軸。本發(fā)明的說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此，不背離本發(fā)明精髓的多種變體是旨在處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這類變體不得被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)矩脈沖式VCT凸輪軸安排，包括: 一個鏈輪； 一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元，該相位器單元與所述鏈輪操作性地相關聯(lián)； 一個凸輪軸，該凸輪軸與所述鏈輪操作性地相關聯(lián)并且扭轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述相位器單元；一個與所述凸輪軸相連接的凸輪凸出部與一個第一凸輪隨動件相接合以用于控制一個彈簧偏置的氣門的位置；以及 一個與所述凸輪凸出部彈簧偏置和接合的第二凸輪隨動件，該第二凸輪隨動件用于對所述凸輪軸施加一個扭轉(zhuǎn)輸入。
2.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述第一凸輪隨動件是一種搖臂式凸輪隨動件。
3.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述第二凸輪隨動件是一種搖臂式凸輪隨動件。
4.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述第二凸輪隨動件連接在一個支承橋上。
5.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述第二凸輪隨動件連接在一個氣門室蓋上。`
6.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述凸輪隨動件彼此平移地對齊。
7.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述第一凸輪隨動件和第二凸輪隨動件彼此相對成角度地平移。
8.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述凸輪軸是一種同心的凸輪軸安排，該同心的凸輪軸安排具有一個相對于所述鏈輪成角度地可調(diào)節(jié)的第一凸輪軸和一個同心的第二凸輪軸。
9.如權利要求8所述的凸輪軸安排，其中所述第一凸輪軸定位在所述第二凸輪軸之內(nèi)并且所述第二凸輪軸與所述鏈輪可扭轉(zhuǎn)地固定地相連接。
10.如權利要求8所述的凸輪軸安排，該凸輪軸安排具有一個所述凸輪軸以及所述另一個凸輪軸，該一個所述凸輪軸帶有多個用來打開氣門的凸出部并且該所述另一個凸輪軸帶有多個用來關閉所述相同氣門的凸出部。
11.如權利要求8所述的凸輪軸安排，該凸輪軸安排具有一個凸輪軸以及所述另一個凸輪軸，該一個凸輪軸帶有多個用于排氣門的凸出部并且該所述另一個凸輪軸帶有多個用于進氣門的凸出部。
12.如權利要求11所述的凸輪軸安排，其中所述第二凸輪隨動件與用于進氣門的一個凸出部相接合。
13.如權利要求1所述的凸輪軸安排，其中所述鏈輪被驅(qū)動，這是通過與發(fā)動機曲軸相連的一個鏈輪相接合的一個撓性張緊的扭轉(zhuǎn)力傳輸構件實現(xiàn)的。
14.一種往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)矩脈沖式VCT凸輪軸安排，包括； 一個鏈輪； 一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元，該相位器單元與所述鏈輪可操作性地相關聯(lián)； 一個與所述鏈輪相連接并且扭轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述相位器單元的第一凸輪軸，所述第一凸輪軸具有多個用于打開和關閉排氣門的凸出部； 一個通過所述相位器單元而相對于所述第一凸輪軸成角度地可調(diào)節(jié)并且相對于所述第一凸輪軸是同心的第二凸輪軸，所述第二凸輪軸具有多個與進氣門操作性地相關聯(lián)的凸輪凸出部； 一個第一凸輪隨動件，該第一凸輪隨動件與所述第二凸輪軸凸輪凸出部中的至少一者操作性地相接合以用于控制所述進氣門中的一者的位置；以及 一個與所述凸輪凸出部中的至少一者相接合的第二彈簧偏置的凸輪隨動件，該第二彈簧偏置的凸輪隨動件與所述第一凸輪隨動件操作性地相關聯(lián)以用于對所述第二凸輪軸施加扭轉(zhuǎn)輸入。
15.一種轉(zhuǎn)矩脈沖式VCT凸輪軸安排，包括: 一個鏈輪； 一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元，該相位器單元與所述鏈輪可操作性地相關聯(lián)； 一個與所述鏈輪相連接并且扭轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述相位器單元的第一凸輪軸，所述第一凸輪軸具有多個用于對彈簧偏置的氣門的關閉位置進行控制的凸出部； 一個通過所述相位器單元而相對于所述第一凸輪軸成角度地可調(diào)節(jié)并且相對于所述第一凸輪軸是同心的第二凸輪軸，所述第二凸輪軸具有多個用于對所述氣門的打開位置進行控制的凸出部； 一個與所述第一凸輪軸和第二凸輪軸中的所述凸輪凸出部中的一者相接合的凸輪隨動件，該凸輪隨動件用于對該位置的一個彈簧偏置的氣門進行控制；以及 一個與所述第二凸輪軸的至少一個凸輪凸出部彈簧相接合的第二凸輪隨動件，該第二凸輪隨動件用于對所述 第二凸輪軸施加扭轉(zhuǎn)輸入。
全文摘要
提供了一種用于往復活塞式內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)矩脈動的可變凸輪正時凸輪軸安排。這種安排包括一個鏈輪。一個轉(zhuǎn)矩脈動的相位器單元與該鏈輪操作性地相關聯(lián)。一個凸輪軸與該鏈輪操作性地相關聯(lián)并且該凸輪軸扭轉(zhuǎn)地驅(qū)動該相位器單元。該凸輪軸具有一個與第一凸輪隨動件相接合的凸輪凸出部，以用于對一個彈簧偏置氣門的位置進行控制。一個彈簧偏置的第二凸輪隨動件與該凸輪凸出部相接合從而對該凸輪軸提供扭轉(zhuǎn)輸入。
文檔編號F01L1/344GK103154448SQ201180048019
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權日2010年10月21日
發(fā)明者M·M·威格斯滕, P·莫特, C·J·布盧塔 申請人:博格華納公司