连续可变阀升程装置.pdf

本发明涉及一种连续可变阀升程装置，其包括输出凸轮驱动单元，其用于传输旋转；输出凸轮，其接受来自所述输出凸轮驱动单元的旋转并围绕轴线以预定角度旋转；输出凸轮位置控制单元，其用于控制所述输出凸轮的旋转轴线；以及阀开启单元，其通过所述输出凸轮而操作。

1、  一种连续可变阀升程装置，其包括：
输出凸轮驱动单元，其用于传输旋转；
输出凸轮，其接受来自所述输出凸轮驱动单元的旋转并围绕轴线以预定角度旋转；
输出凸轮位置控制单元，其结合到所述输出凸轮并构造成控制所述输出凸轮的轴线的位置；以及
阀开启单元，其由所述输出凸轮操作。

2、  根据权利要求1所述的连续可变阀升程装置，其中所述输出凸轮位置控制单元包括：
控制本体；
输出凸轮枢轴，其设置于所述控制本体并与所述输出凸轮连接，从而形成所述输出凸轮的轴线；
引导部分，其引导所述控制本体；以及
控制单元，其与所述控制本体连接并控制所述控制本体的位置。

3、  根据权利要求2所述的连续可变阀升程装置，其中所述输出凸轮驱动单元包括：
第一偏心轴，其构造成将旋转传输到所述输出凸轮；以及
第一连接连杆，其构造成将所述第一偏心轴与所述输出凸轮连接，其中所述第一偏心轴设置于所述第一连接连杆的第一端部并与所述第一连接连杆的第一端部的内表面接合。

4、  根据权利要求3所述的连续可变阀升程装置，其中所述第一偏心轴和所述第一连接连杆基本设置于所述输出凸轮内。

5、  根据权利要求2所述的连续可变阀升程装置，其中所述输出凸轮驱动单元包括：
输入凸轮，其用于将旋转传输到所述输出凸轮；以及
输入凸轮接触辊子，其设置于所述输出凸轮并接触所述输入凸轮。

6、  根据权利要求5所述的连续可变阀升程装置，其中所述输出凸轮驱动单元包括输出凸轮弹性部分，所述凸轮弹性部分对所述输出凸轮提供朝向所述输入凸轮的回复力，以利于所述输入凸轮接触辊子与所述输入凸轮接触。

7、  根据权利要求2所述的连续可变阀升程装置，其中所述控制单元包括：
第二偏心轴，其构造成控制所述控制本体的位置；以及
第二连接连杆，其将所述第二偏心轴与所述控制本体连接，其中所述第二偏心轴设置于所述第二连接连杆的第一端部，并与所述第二连接连杆的第一端部的内表面接合。

8、  根据权利要求2所述的连续可变阀升程装置，其中所述控制单元包括：
控制凸轮，其用于控制所述控制本体的位置；以及
控制凸轮接触辊子，其设置于所述控制本体并接触所述控制凸轮。

9、  根据权利要求8所述的连续可变阀升程装置，其中所述控制单元还包括控制本体弹性部分，所述控制本体弹性部分对所述控制本体施加朝向所述控制凸轮的回复力，以利于所述控制凸轮接触所述控制凸轮接触辊子。

10、  根据权利要求2所述的连续可变阀升程装置，其中所述引导部分包括接触所述控制本体的至少一个侧表面的多个引导辊子。

11、  根据权利要求10所述的连续可变阀升程装置，其中所述引导辊子的直径不同，以便补偿所述辊子的位置误差。

12、  根据权利要求11所述的连续可变阀升程装置，其中接触所述输出凸轮的所述阀开启单元的上部形状以及接触所述引导辊子的所述控制本体的侧表面为同心圆。

13、  根据权利要求12所述的连续可变阀升程装置，其中所述阀开启单元包括摆臂和摆臂辊子。

14、  根据权利要求12所述的连续可变阀升程装置，其中所述阀开启单元包括具有凸起的上部表面的挺杆。

15、  根据权利要求11所述的连续可变阀升程装置，其中所述同心圆的直径长度是无限的。

16、  根据权利要求15所述的连续可变阀升程装置，其中所述阀开启单元包括具有平坦上部表面的摆臂。

17、  根据权利要求15所述的连续可变阀升程装置，其中所述阀开启单元包括具有平坦上部表面的挺杆。

18、  一种发动机，其包括根据权利要求1所述的连续可变阀升程装置。

19、  一种客车，其包括根据权利要求18所述的发动机。

连续可变阀升程装置
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2008年1月22日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2008-0006866号的优先权和权益，该专利申请的全文通过该引用而纳入本文用于所有目的。
技术领域
[0002]本发明涉及一种可变阀升程装置。更特别地，本发明涉及一种可变阀升程装置，在该可变阀升程装置中设置有液压管线，从而可以提高耐用性和性能。
背景技术
[0003]汽车发动机的典型的燃烧室设置有用于提供空气/燃料混合物的进气阀以及用于排放燃烧废气的排气阀。进气和排气阀通过连接到曲轴的阀升程装置而开启和闭合。
[0004]常规的阀升程装置由于固定的凸轮形状而具有固定的阀升程量。因此，不可以调节导入或排出的气体的量。
[0005]如果阀升程装置设计为用于较低的驱动速度，则阀开启时间和量不足以用于较高的速度。另一方面，如果阀升程装置设计为用于较高的速度，则情况相反。
[0006]该发明背景部分所公开的信息仅用于加深对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息形成已为本领域的技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0007]本发明的各个实施例致力于提供一种可以实现不同升程操作范围的可变阀升程装置。
[0008]而且，本发明致力于提供一种可变阀升程装置，其可以实现为具有紧凑的配置和数量较少的元件。
[0009]根据本发明的一个示例性实施例的一种可变阀升程装置，其可以包括输出凸轮驱动单元，其用于传输旋转；输出凸轮，其接受来自所述输出凸轮驱动单元的旋转并围绕轴线或中心以预定角度旋转；输出凸轮位置控制单元，其配合到所述输出凸轮并构造成控制所述输出凸轮的旋转轴线的位置；以及阀开启单元，其通过所述输出凸轮而操作。
[0010]所述输出凸轮位置控制单元可以包括：控制本体；输出凸轮枢轴，其连接到所述控制本体并与所述输出凸轮的旋转轴线连接；引导部分，其引导所述控制本体；以及控制单元，其与所述控制本体连接并控制所述控制本体的位置。
[0011]所述输出凸轮驱动单元可以包括：第一偏心轴，其构造成将旋转传输到所述输出凸轮；以及第一连接连杆，其构造成将所述第一偏心轴与所述输出凸轮连接，其中所述第一偏心轴设置于所述第一连接连杆的第一端部并与所述第一连接连杆的第一端部的内表面接合。所述第一偏心轴和所述第一连接连杆可以设置于所述输出凸轮内。
[0012]所述输出凸轮驱动单元可以包括输入凸轮，其用于将旋转传输到所述输出凸轮；以及输入凸轮接触辊子，其设置于所述输出凸轮并接触所述输入凸轮。所述输出凸轮驱动单元还可以包括输出凸轮弹性部分，其对所述输出凸轮施加朝向所述输入凸轮的回复力，以利于输入凸轮接触所述输入凸轮接触辊子。
[0013]所述控制单元可以包括：第二偏心轴，其构造成控制所述控制本体的位置；以及第二连接连杆，其将所述第二偏心轴与所述控制本体连接，其中所述第二偏心轴设置于所述第二连接连杆的第一端部，并与所述第二连接连杆的第一端部的内表面接合。
[0014]所述控制单元可以包括：控制凸轮，其用于控制所述控制本体的位置；以及控制凸轮接触辊子，其设置于所述控制本体并接触所述控制凸轮。所述控制单元还可以包括控制本体弹性部分，其对所述控制本体施加朝向所述控制凸轮的回复力，以利于所述控制凸轮恒定地接触所述控制凸轮接触辊子。
[0015]所述引导部分可以包括接触所述控制本体的至少一个侧表面的多个引导辊子。所述引导辊子的直径可以不同，以便补偿所述辊子的位置误差。
[0016]接触所述输出凸轮的所述阀开启单元的上部形状以及接触所述引导辊子的所述控制本体的侧表面可以为同心圆。所述阀开启单元可以包括摆臂和摆臂辊子。所述阀开启单元可以包括具有凸起的(crowning)上部表面的挺杆。
[0017]所述同心圆的直径长度可以是无限的。所述阀开启单元包括具有平坦上部表面的摆臂。所述阀开启单元可以包括具有平坦上部表面的挺杆。
[0018]根据本发明的各个实施例，可变阀升程装置可以实现为具有紧凑的配置和数量较少的元件。
[0019]当根据输出凸轮枢轴的控制而阀升程较小时，阀的开启定时得以提前。
[0020]阀升程的控制可以根据所述输出凸轮的微小的设计变化或者控制本体的位置而实现，并且可以实现CDA模式。
[0021]通过纳入本文的附图以及与附图一起用于说明本发明的某些原理的随后的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
附图说明
[0022]图1为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的正视图。
[0023]图2显示根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的高升程模式和低升程模式。
[0024]图3为根据本发明的一个实施例的引导辊子和控制本体的示例性视图。
[0025]图4显示根据本发明的一个实施例的补偿性的方法。
[0026]图5为根据本发明的一个实施例的阀轮廓的视图。
[0027]图6显示根据本发明的一个实施例的控制器角度的最大升程。
[0028]图7为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的正视图。
[0029]图8为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的正视图。
[0030]图9为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的正视图。
[0031]图10为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的正视图。
[0032]图11为根据本发明的一个实施例的连续可变阀升程装置的侧视图。
具体实施方式
[0033]现将详细参照本发明的各个实施例，其实例显示于附图中且说明于下文。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将发明限制于那些示例性实施例。相反地，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可被包括于如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同结构以及其它的实施例。
[0034]图1为根据本发明的连续可变阀升程装置的正视图。连续可变阀升程装置包括输出凸轮驱动单元100，用于传输轴或类似物的机械旋转。所述装置还包括输出凸轮200，其接受来自输出凸轮驱动单元100的旋转并围绕中心或旋转轴线以预定角度旋转；输出凸轮位置控制单元300，其用于对输出凸轮200的位置进行控制；以及阀开启单元400，其由输出凸轮200操作。
[0035]输出凸轮位置控制单元300包括控制本体310；输出凸轮枢轴320，其设置于控制本体200且枢转地与控制凸轮200连接，以作为输出凸轮200旋转的轴线或中心；引导部分330，其用于引导其上的控制本体310；以及控制单元340，其枢转地与控制本体310连接并且对控制本体310的位置进行控制。
[0036]引导部分330包括多个引导辊子，这些引导辊子接触控制本体310的上部表面311。
[0037]输出凸轮驱动单元100包括用于将旋转传输到输出凸轮200的第一偏心轴110以及将第一偏心轴110与输出凸轮200连接的第一连接连杆120。第一偏心轴110定位于第一连接连杆的第一端部。第一偏心轴110的第二端部枢转地与输出凸轮200的第一端部连接。如图所示，所述偏心轴的部分可以基本定位于所述连接连杆的第一端部内或由其环绕。
[0038]控制单元340包括第二偏心轴341，其设置成用以对控制本体310的位置进行控制；以及第二连接连杆342，其用于将第二偏心轴341与控制本体310连接。第二偏心轴341定位于第二偏心轴341的第一端部，且第二偏心轴341的第二端部枢转地与控制本体310的第一端部连接。输出凸轮200的第二端部可旋转地基本与控制本体310的中间部分连接。
[0039]图2显示根据本发明的各个实施例的连续可变阀升程装置的高升程模式和低升程模式。
[0040]参考图2，将说明根据本发明的连续可变阀升程装置的操作。在图2(a)中，显示了根据本发明的连续可变阀升程装置的高升程模式。
[0041]在连续可变阀升程装置的高升程模式中，由于第二偏心轴341的旋转，控制本体310更为远离第二偏心轴341。另外，输出凸轮枢轴320相对地更为远离第二偏心轴341。因此，在高升程模式中阀开启单元400的阀升程变化ΔH相对较大，并且阀开启定时也相对较长，以适合于发动机的较高性能。
[0042]在图2(b)中，显示了根据本发明的连续可变阀升程装置的低升程模式。在低升程模式，由于第二偏心轴341的旋转，控制本体310相对接近于第二偏心轴341。另外，输出凸轮枢轴320相对接近于第二偏心轴341。因此，在低升程模式中阀开启单元400的阀升程变化ΔL相对较小，并且阀开启定时也相对较短，以适合于发动机的较低性能。
[0043]输出凸轮200接触阀开启单元400的部分可以根据发动机所需性能而成型，性能包括但不限于升程量、升程定时等。本领域的技术人员将从前文了解，所述输出凸轮的设计可以按照不同方式而进一步修改。
[0044]图3为根据本发明的引导辊子和控制本体的示例性视图。在图3(a)中显示了引导部分330的引导辊子以及控制本体310，并且“C”表示摆臂辊子411的中心或轴线。
[0045]R1、R2和R3分别表示从点“C”到摆臂辊子411、控制本体上部表面311以及引导辊子330的半径距离，并基本形成同心圆。
[0046]如果控制本体310沿着引导辊子330移动，能够以所述配置使公差最小化。也即，升程变化可以稳定地保持，从而可以增强发动机性能的可靠性。
[0047]图3(b)显示根据本发明的一个示例性变型，其中阀开启单元401的上部表面412、控制本体312的上部表面313以及引导部分330的引导辊子平行设置。
[0048]在图3(b)的配置中，当控制本体312沿着平行设置的引导辊子330移动时，能够以所述配置使公差最小化，该公差可以由控制本体312的移动而引起。能够设想所述同心圆的直径长度是无限的。
[0049]图3(c)显示根据本发明的另一个示例性变型，其中挺杆402代替图3(a)中的阀开启单元400。挺杆上部表面413、控制本体314的上部表面315以及引导部分330的引导辊子形成围绕任意中心D的同心圆。如果控制本体314沿着如图3(c)所示的引导辊子330移动，能够使公差最小化。
[0050]图3(d)显示有一个示例性实施例，其中挺杆403代替图3(b)中的阀开启单元401。挺杆上部表面414、控制本体316的上部表面317以及引导部分330的引导辊子平行设置。如上所述，当控制本体316沿着平行设置的引导辊子330移动时，能够以所述配置使公差最小化，该公差可以由控制本体316的移动而引起。
[0051]图4显示根据本发明的各个实施例的补偿性的方法。引导部分330的引导辊子、控制本体或摆臂的位置误差可以在制造工艺中产生，并且该误差会使部件废弃以及使成本增加。然而，如图4(a)和(b)所示，引导辊子331和332的尺寸调节或引导辊子333和334的位置调节可以矫正误差。
[0052]图5为根据本发明的各个实施例的阀轮廓的视图。
[0053]如果阀升程模式由高升程模式改变为低升程模式，如图5所示，在低升程模式中的阀轮廓的峰值点比在高升程模式中的峰值点更为提前。
[0054]图6显示根据本发明的控制器角度的最大升程。
[0055]如图6所示，在较小升程范围内升程变化较小，使得可以易于将阀升程控制在较低负载范围内，并且还可以使发动机易于控制。
[0056]本发明的各个实施例显示于图7至图11中。
[0057]图7的连续可变阀升程的输出凸轮驱动单元7100包括输入凸轮7110，其用于将旋转传输到输出凸轮7200；输入凸轮接触辊子7120，其设置于输出凸轮7200的第一端部并接触输入凸轮7110；以及输出凸轮弹性部分7210，以利于当输出凸轮7200由输入凸轮7110致动时，利于输入凸轮7110接触输入凸轮接触辊子7120。输出凸轮弹性部分7210通常产生朝向输入凸轮7110的回复力。
[0058]输出凸轮驱动单元7100使用与常规凸轮相似的输入凸轮7110，从而仅仅需要对常规阀系(valve train)进行微小的设计变化，并且可以降低生产成本。
[0059]根据本发明的连续可变阀升程装置的其它元件与上文相似，所以这些重复的说明被省略。
[0060]图8的连续可变阀升程装置的控制单元8340包括控制凸轮8341，其用于对控制本体8310的位置进行控制；控制凸轮接触辊子8342，其设置于控制本体8310的第一端部并接触控制凸轮8341；以及控制本体弹性部分8210，以利于控制凸轮8341恒定地接触控制凸轮接触辊子8342。控制凸轮接触部分8210通常向着控制凸轮8341施加回复力。
[0061]连续可变阀升程装置的其它元件与上文相似，所以这些重复的说明被省略。
[0062]图9的连续可变阀升程的输出凸轮驱动单元9100包括输入凸轮9110，其用于将旋转传输到输出凸轮9200；以及输入凸轮接触辊子9120，其设置于输出凸轮9200并且接触输入凸轮9110。
[0063]控制单元9340包括控制凸轮9341，其用于对控制本体9310的位置进行控制；以及控制凸轮接触辊子9342，其设置于控制本体9310的第一端部并且接触控制凸轮9341。
[0064]可以提供输出凸轮弹性部分，以利于使输入凸轮接触输入凸轮接触辊子。还可以提供控制本体弹性部分，用于使控制凸轮恒定地接触控制凸轮接触辊子。然而，如图9所示，可以提供一个输出凸轮弹性部分9210，以作为输出凸轮弹性部分和控制本体弹性部分，从而减少元件的数量。
[0065]连续可变阀升程装置的其它元件与上文相似，所以这些重复的说明被省略。
[0066]图10和图11为根据本发明的各个实施例的连续可变阀升程装置的正视图和侧视图。
[0067]在图10-11的连续可变阀升程装置中，用于传输旋转的第一偏心轴10110以及与第一偏心轴10110连接的第一连接连杆10120设置于输出凸轮10200内。
[0068]输出凸轮10200围绕输出凸轮枢轴10320旋转，并且输出凸轮枢轴10320的位置由输出凸轮位置控制单元10300沿着引导部分10330调节。
[0069]连续可变阀升程装置的其它元件与上文相似，所以这些重复的说明被省略。
[0070]根据图10-11的示例性实施例，连续可变阀升程装置可以通过对常规阀系的微小的设计变化而实现，从而可以大规模生产而无需承受重大花费。
[0071]为了便于说明和准确限定所附权利要求，术语“上部”或“下部”、“前”或“后”、“内部”或“外部”等用来描述示例性实施例关于附图中所显示的这些特征的位置的特征。
[0072]出于阐述和描述的目的，已经公开了本发明的具体的示例性实施例的前述描述。它们并非旨在穷举或者旨在将本发明限制于所公开的精确的形式，并且根据上述技术显然可以有许多修改和变型。所选择和描述的这些示例性实施例用于说明本发明的某些原理和它们的实际应用，从而能使本领域的教导人员制造和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由附于此的权利要求书及其同等物所限定。