專利名稱：內(nèi)燃機(jī)可變氣門特性控制設(shè)備和三維凸輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)可變凸輪特性控制設(shè)備和在控制設(shè)備中使用的三維凸輪，其中所述控制設(shè)備通過在兩個升程曲線之間改變凸輪的輪廓利用凸輪改變進(jìn)氣門和排氣門之一或二者的氣門特性。
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)通過改變進(jìn)氣門或排氣門的操作角或升程量來正確控制發(fā)動機(jī)特性的可變發(fā)動機(jī)氣門驅(qū)動器是公知的(公開在例如美國專利No.5,870,984中)。
該設(shè)備采用位于凸輪軸上的三維凸輪，并在凸輪軸的轉(zhuǎn)動軸線方向上調(diào)整凸輪軸的位置以連續(xù)改變凸輪輪廓，從而獲得正確的操作角和正確的升程量。
上述三維凸輪的凸輪輪廓如圖34中的曲線圖所示。三維凸輪的氣門特性是通過在具有較小升程最高點(diǎn)的曲線和如在圖34的曲線圖中用實(shí)線表示的僅具有增加的升程總量的曲線之間連續(xù)改變凸輪輪廓來調(diào)整的。對于氣門升程增加(從小最高點(diǎn)曲線向大最高點(diǎn)曲線變化)，氣門操作角向前方和后方擴(kuò)展，所以氣門開啟正時提前并且氣門關(guān)閉正時延遲。相反地，對于氣門升程減少(從大最高點(diǎn)曲線向小升程曲線變化)，氣門操作角減少，所以氣門開啟正時延遲并且氣門關(guān)閉正時提前。
但是，這種改變氣門特性的簡單方式不具有足夠適應(yīng)性以適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)各種特性要求，并且在某些情況下，對理想的發(fā)動機(jī)性能改善不能起到足夠的作用。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種可變氣門特性控制設(shè)備和提供一種控制設(shè)備中使用的三維凸輪，其中該控制設(shè)備根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的要求改變氣門特性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的和其它目的，根據(jù)本發(fā)明一個方面的內(nèi)燃機(jī)可變氣門特性控制設(shè)備包括一凸輪和一控制器，其中所述凸輪具有一至少在第一升程曲線和第二升程曲線之間變化的凸輪輪廓，所述控制器通過在凸輪轉(zhuǎn)動軸線方向上調(diào)整凸輪的位置控制內(nèi)燃機(jī)至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性。第一升程曲線和第二升程曲線至少在氣門操作角內(nèi)的一個相位提供相同的升程量。
至少用于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門和排氣門之一的三維凸輪的凸輪輪廓在第一升程曲線和第二升程曲線之間連續(xù)變化，其中至少在氣門操作角內(nèi)的一個相位所述第二升程曲線提供的升程量與第一升程曲線提供的升程量相同。
因此，至少對于進(jìn)氣門和排氣門之一，三維凸輪在一部分氣門操作角實(shí)現(xiàn)不同的升程量，并且在其它部分的氣門操作角實(shí)現(xiàn)相同的升程量。即，在氣門操作角內(nèi)，盡管操作的凸輪輪廓改變了，但還存在升程量保持不變的相位。因此，有可能選擇各種凸輪輪廓提供相同升程量的相位和根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的特性設(shè)定在其它相位出現(xiàn)的不同升程量。
結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的需要正確控制氣門特性。因此，在內(nèi)燃機(jī)的輸出性能、燃油消耗、燃燒穩(wěn)定性和其它方面可獲得進(jìn)一步的改善。
從下面參考附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述中可以明顯地看到本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相似的參考標(biāo)號用于代表相似的元件，其中

圖1為其中結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的可變氣門特性控制設(shè)備的發(fā)動機(jī)和控制系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖；圖2為根據(jù)第一實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖3為第一實(shí)施例的可變氣門特性控制設(shè)備的縱向剖面圖和液壓系統(tǒng)圖解；圖4為第一實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖5為表示第一實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖6為其中結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的可變氣門特性控制設(shè)備的發(fā)動機(jī)和控制系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖；圖7為根據(jù)第二實(shí)施例的排氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖8為表示第二實(shí)施例的排氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖10為表示第三實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖12為表示第四實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；
圖14為表示第五實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖16為第六實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖17不表示第六實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖18為根據(jù)第七實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖19A為第七實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖19B為圖19A中所示進(jìn)氣凸輪的放大局部視圖；圖20為表示第七實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖21為根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖22為第八實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖23為表示第八實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖24為根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖25為第九實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖26為表示第九實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖27為根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的透視圖；圖28為第十實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖29為表示第十實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖30為本發(fā)明第十一實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖31為表示第十一實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖32為本發(fā)明第十二實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪的凸輪輪廓圖解；圖33為表示第十二實(shí)施例的進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖；圖34為表示相關(guān)技術(shù)進(jìn)氣凸輪獲得的升程曲線的曲線圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述參考圖1描述第一實(shí)施例，圖1為其中結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的可變氣門特性控制設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)11的構(gòu)造示意圖。圖1還示出了用作控制系統(tǒng)的電控單元(在下文中，稱為“ECU”)80的方框圖。
發(fā)動機(jī)11為車輛用直列四缸汽油發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)11具有氣缸體13，氣缸體13備有做往復(fù)運(yùn)動的活塞12、位于氣缸體13下方的機(jī)油盤13a和位于氣缸體13上方的氣缸蓋14。
曲軸15，即發(fā)動機(jī)11的輸出軸，由發(fā)動機(jī)11的下部可轉(zhuǎn)動地支承。曲軸15通過連桿16與活塞12連接?；钊?2的往復(fù)運(yùn)動通過連桿16轉(zhuǎn)換成曲軸15的轉(zhuǎn)動。在每個活塞12的上方形成有燃燒室17。燃燒室17與進(jìn)氣道18和排氣道19相連。進(jìn)氣道18和燃燒室17之間的連通由相應(yīng)的進(jìn)氣門20建立和中斷。排氣道19和燃燒室17之間的連通由相應(yīng)的排氣門21建立和中斷。
進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22和排氣側(cè)凸輪軸23在氣缸蓋14內(nèi)平行地延伸。進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22由氣缸蓋14支承，使得進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22可以轉(zhuǎn)動并在其軸線方向上移動。排氣側(cè)凸輪軸23由氣缸蓋14支承，使得排氣側(cè)凸輪軸23可以轉(zhuǎn)動，但不能在軸線方向上移動。
進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的一端備有可變氣門特性控制裝置24，控制裝置24具有正時鏈輪24a。排氣側(cè)凸輪軸23的一端備有正時鏈輪25?？勺儦忾T特性控制裝置24的正時鏈輪25和正時鏈輪24a通過正時鏈條26與固定在曲軸15上的鏈輪15a相連。曲軸15的轉(zhuǎn)動，即輸出軸的轉(zhuǎn)動，通過鏈輪15a和正時鏈條26傳遞到正時鏈輪24a、25，使得進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22和排氣側(cè)凸輪軸23隨曲軸15的轉(zhuǎn)動同步轉(zhuǎn)動。
可變氣門特性控制裝置24對進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22進(jìn)行操作，以在進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線方向上調(diào)整進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的位置。
進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22備有進(jìn)氣凸輪27，其中的每一個都與位于每個進(jìn)氣門20上端的相應(yīng)氣門挺柱20a接觸。排氣側(cè)凸輪軸23備有排氣凸輪28，其中的每一個都與位于每個排氣門21上端的相應(yīng)排氣挺柱21a接觸。當(dāng)進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22和排氣側(cè)凸輪軸23與曲軸15同步轉(zhuǎn)動時，進(jìn)氣門20根據(jù)進(jìn)氣凸輪27的凸輪輪廓開啟和關(guān)閉，排氣門21根據(jù)排氣凸輪28的凸輪輪廓開啟和關(guān)閉。
每個排氣凸輪28的凸輪輪廓沿排氣側(cè)凸輪軸23的轉(zhuǎn)動軸線是一致。另一方面，如圖2中所示，每個進(jìn)氣凸輪27的凸輪輪廓在凸輪表面27a上沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線(由箭頭S表示)連續(xù)變化。即，進(jìn)氣凸輪27為三維凸輪。下面詳細(xì)描述進(jìn)氣凸輪27的凸輪輪廓。
然后參考圖3詳細(xì)描述可變氣門特性控制裝置24，該裝置用于通過沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線移動進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22來調(diào)整進(jìn)氣凸輪27的氣門特性。
可變氣門特性控制裝置24的正時鏈輪24a基本由中空的圓柱形部分51、從圓柱形部分51外周邊表面延伸的盤形部分52和在盤形部分52的外周邊表面上形成的許多外齒53構(gòu)成，其中進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22穿過圓柱形部分51。正時鏈輪24a的圓柱形部分51由氣缸蓋14的軸頸軸承14a和凸輪軸軸承蓋14b可轉(zhuǎn)動地支承。進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22以這種方式穿過圓柱形部分51延伸，即進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的軸線可在F/R方向上移動。
封蓋54通過螺栓55固定在正時鏈輪24a上以覆蓋進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的一端。在封蓋54內(nèi)部周邊表面的與進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的端部相對應(yīng)的位置上按圓周方向布置有許多內(nèi)齒57。每一個內(nèi)齒57在進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線方向上直線延伸。
圓柱形齒圈62通過中空的螺栓58和銷59固定在進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的末端。齒圈62的外周邊表面?zhèn)溆信c封蓋54的內(nèi)齒57嚙合的直齒63。每個直齒63沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線直線延伸。因此，齒圈62與進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22一起可在F/R方向上沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22的轉(zhuǎn)動軸線移動。
在如上所述構(gòu)造的可變氣門特性控制裝置24中，當(dāng)發(fā)動機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)使曲軸15產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動通過正時鏈條26傳遞到正時鏈輪24a上時，進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22由可變氣門特性控制裝置24轉(zhuǎn)動。當(dāng)進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22轉(zhuǎn)動時，進(jìn)氣門20開啟和關(guān)閉。
當(dāng)齒圈62被機(jī)構(gòu)(在下面描述)向正時鏈輪24a(按箭頭R所示方向)移動時，進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22與齒圈62一起向方向R移動。其結(jié)果是，每個氣門挺柱20a上的凸輪隨動件20b的接觸位置在相應(yīng)的進(jìn)氣凸輪27的凸輪表面27a上從凸輪表面27a的R側(cè)部分向F側(cè)部分移動。當(dāng)齒圈62向封蓋54(按箭頭F所示方向)移動時，進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22一起向方向F移動，使得每個凸輪隨動件20b的接觸位置從每個進(jìn)氣凸輪27的凸輪表面27a的F側(cè)部分向R側(cè)部分移動。
下面描述用于液壓控制齒圈62的移動的可變氣門特性控制裝置24的構(gòu)造。
齒圈62的盤形環(huán)狀部分62a的外周邊表面以這種方式與封蓋54的內(nèi)周邊表面緊密接觸，即齒圈62可在F/R方向上沿其軸線滑動。因此，封蓋54的內(nèi)部空間被分為第二升程曲線側(cè)液壓腔65和第一升程曲線側(cè)液壓腔66。進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22中具有分別與第二升程曲線側(cè)液壓腔65和第一升程曲線側(cè)液壓腔66相連的第二升程曲線控制液體通道67和第一升程曲線控制液體通道68。
第二升程曲線控制液體通道67通過中空的螺栓58與第二升程曲線側(cè)液壓腔65相連，并通過凸輪軸軸承蓋14b的內(nèi)部和氣缸蓋14的內(nèi)部與油控制閥70相連。第一升程曲線控制液體通道68通過穿過正時鏈輪24a的圓柱形部分51延伸的液體通道72與第一升程曲線側(cè)液壓腔66相連，并通過凸輪軸軸承蓋14b的內(nèi)部和氣缸蓋14的內(nèi)部與油控制閥70相連。
供給通道74和排泄通道76與油控制閥70連通。供給通道74通過油泵13b與機(jī)油盤13a相連。排泄通道76與機(jī)油盤13a直接相連。
油控制閥70具有電磁線圈70a。當(dāng)給電磁線圈70a去磁時，根據(jù)油控制閥70內(nèi)部的出入口連通狀態(tài)，工作液體通過油控制閥70和第一升程曲線控制液體通道68從機(jī)油盤13a向可變氣門特性控制裝置24的第一升程曲線側(cè)液壓腔66供給(如圖3中第一升程曲線控制液體通道68中的箭頭所示)。液體通過第二升程曲線控制液體通道67(如圖3中第二升程曲線控制液體通道67中的箭頭所示)和油控制閥70及排泄通道76從可變氣門特性控制裝置24的第二升程曲線側(cè)液壓腔65返回機(jī)油盤13a。其結(jié)果是，齒圈62在封蓋54內(nèi)向第二升程曲線側(cè)液壓腔65方向移動以使進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22向方向F移動。因此，每個凸輪隨動件20b在相應(yīng)凸輪表面27a上的接觸位置向每個進(jìn)氣凸輪27的面向方向R的端面27c(在下文中稱為后端面)靠近。
相反地，當(dāng)使電磁線圈70a磁化時，根據(jù)油控制閥70中的出入口連通狀態(tài)，工作液體以與上述方式相反的方式通過供給通道74、油控制閥70和第二升程曲線控制液體通道67從機(jī)油盤13a向可變氣門特性控制裝置24的第二升程曲線側(cè)液壓腔65供給。而且，液體通過第一升程曲線控制液體通道68、油控制閥70及排泄通道76從可變氣門特性控制裝置24的第一升程曲線側(cè)液壓腔66返回機(jī)油盤13a。其結(jié)果是，齒圈62向第一升程曲線側(cè)液壓腔66方向移動，使得每個凸輪隨動件20b在相應(yīng)凸輪表面27a上的接觸位置向每個進(jìn)氣凸輪27的面向方向F的端面27d(在下文中稱為前端面)移動。
當(dāng)控制給電磁線圈70a的供電以阻止工作液體在油控制閥70的進(jìn)出口之間運(yùn)動時，就能阻止向工作液體向第二升程曲線側(cè)液壓室65和第一升程曲線側(cè)液壓室66的供給或從中排出。因此，工作液體就被保持在第二升程曲線側(cè)液壓室65和第一升程曲線側(cè)液壓室66中，使齒圈62被固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。其結(jié)果是，每個凸輪隨動件20b在相應(yīng)凸輪27a上的接觸位置保持不變，即進(jìn)氣門20的升程曲線保持在由如上所述固定在適當(dāng)位置的齒圈62實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。
如圖1中所示，控制如上所述的油控制閥70的電控單元(ECU)80是作為邏輯操作電路構(gòu)成的，其具有CPU82、ROM83、RAM84、備份RAM85和類似物。
ROM83是存儲器，其存貯各種控制程序、執(zhí)行這種控制程序時參考的映射，等等。CPU82根據(jù)ROM83中存貯的各種控制程序執(zhí)行必要的操作。RAM84是存儲器，用于臨時存貯CPU82的操作結(jié)果、從各種傳感器輸入的數(shù)據(jù)，等等。備份RAM85是永久存儲器，用于存貯即使在發(fā)動機(jī)11停止后也需要保持的數(shù)據(jù)。CPU82、ROM83、RAM84和備份RAM85通過總線86相互連接，并且連接到外部輸入電路87和外部輸出電路88上。
外部輸入電路87與曲軸側(cè)電磁傳感器90、進(jìn)氣凸輪側(cè)電磁傳感器92、水溫傳感器94、車輛速度傳感器96等等相連，其中所述傳感器90用于檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，所述傳感器92用于檢測進(jìn)氣凸輪27的凸輪角和進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22在其轉(zhuǎn)動軸線方向上的移動量，所述水溫傳感器94用于檢測發(fā)動機(jī)11的冷卻水溫度。外部輸入電路88與油控制閥70相連。
該實(shí)施例通過利用如上所述構(gòu)造的ECU80對進(jìn)氣門20進(jìn)行氣門特性控制。即，ECU80通過檢測來自各種傳感器的信號檢測發(fā)動機(jī)11的操作狀態(tài)。為根據(jù)檢測結(jié)果獲得正確的發(fā)動機(jī)11操作狀態(tài)，ECU80控制并驅(qū)動油控制閥70以調(diào)整進(jìn)氣門20的升程曲線。對于升程曲線調(diào)整，ECU80確定進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22在進(jìn)氣側(cè)凸輪軸22轉(zhuǎn)動軸線方向上的位置。然后，ECU80利用油控制閥70對可變氣門特性控制裝置24進(jìn)行反饋控制，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門20的目標(biāo)升程曲線。
下面描述由凸輪輪廓確定的凸輪升程曲線，凸輪輪廓由如圖2中所示的每個進(jìn)氣凸輪27的凸輪表面27a限定。
在每個進(jìn)氣凸輪27中，尖端27b的高度沿進(jìn)氣凸輪27的轉(zhuǎn)動軸線是一致的。后端面27c的凸輪輪廓繞尖端27b的高度線基本對稱，即凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分和氣門關(guān)閉側(cè)部分基本對稱。
相反地，凸輪輪廓在前端面27d是不對稱的。位于前端面27d的凸輪輪廓?dú)忾T關(guān)閉側(cè)部分與位于后端面27c的凸輪輪廓?dú)忾T關(guān)閉側(cè)部分基本相同，而位于前端面27d的凸輪輪廓?dú)忾T開啟側(cè)部分形成的升程曲線(在圖4中用點(diǎn)劃線表示)比位于后端面27c的凸輪輪廓開啟側(cè)部分高。在圖4中，單虛線圓表示零升程的凸輪高度(在其它實(shí)施例的展示中零升程凸輪高度也用虛線圓表示)。因此，如圖5中所示，進(jìn)氣門20可以提供由后端面27c側(cè)凸輪輪廓確定的第一升程曲線(用實(shí)線表示)和由前端面27d側(cè)凸輪輪廓確定的第二升程曲線(用點(diǎn)劃線表示)。
在最高點(diǎn)P，即最大升程，的曲軸轉(zhuǎn)角相位(在下文中簡稱為“相位”)提前側(cè)(P的左側(cè))，第二升程曲線比第一升程曲線高，從而產(chǎn)生了升程量差。
由第二升程曲線確定的每個進(jìn)氣門20的開啟正時Tc1比由第一升程曲線確定的每個進(jìn)氣門20的開啟正時Ta1早。但是，由第二升程曲線確定的進(jìn)氣門20的關(guān)閉正時Td1與由第一升程曲線確定的進(jìn)氣門20的關(guān)閉正時Tb1相同。因此，第二升程曲線的氣門操作角dθ12比第一升程曲線的氣門操作角dθ11大。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪27在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?7c、27d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥70的控制，進(jìn)氣門20的升程曲線可在用圖5中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在圖5中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在上述升程曲線變化控制中，進(jìn)氣門20的開啟正時是變化的，而其關(guān)閉正時是不變的。盡管氣門開啟正時是變化的，但每個進(jìn)氣門20在最高點(diǎn)位置P的升程量和在最高點(diǎn)位置P遲后側(cè)的升程量保持不變。
第一實(shí)施例通過驅(qū)動可變氣門特性控制裝置24為進(jìn)氣門20實(shí)現(xiàn)了兩個升程曲線和在其間連續(xù)變化的升程曲線。在氣門操作角內(nèi)，這兩個升程曲線具有彼此之間升程量不同的相位和彼此之間升程量相同的相位。更具體地，在氣門操作角內(nèi)，升程量在最高點(diǎn)P的提前側(cè)的兩個升程曲線之間不同，但在最高點(diǎn)P的遲后側(cè)的兩個升程曲線之間相同。
由于進(jìn)氣凸輪27具有上述兩個升程曲線，所以可以根據(jù)發(fā)動機(jī)11的特性設(shè)定升程量在兩個升程曲線之間相同的相位和在其它相位兩個升程曲線之間的升程量差。通過用這種方法與發(fā)動機(jī)11的特性進(jìn)行匹配，就能夠始終根據(jù)發(fā)動機(jī)11的操作狀況實(shí)現(xiàn)氣門特性。因此，在發(fā)動機(jī)11的輸出性能、燃油消耗、燃燒穩(wěn)定性等等方面可獲得進(jìn)一步的改善。
特別是，由于由于在最高點(diǎn)P的升程量和每個進(jìn)氣門20的關(guān)閉正時保持不變，所以盡管氣門開啟正時提前或遲后，通過正確的關(guān)閉正時和在最高點(diǎn)P的升程量也可保持正確的壓縮率或正確的容積效率。因此，根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)明使得能夠?qū)崿F(xiàn)怠速時的燃燒穩(wěn)定性、減少排吸損失、根據(jù)發(fā)動機(jī)11的操作狀況由氣門重疊產(chǎn)生的足夠的內(nèi)EGR(EGR廢氣再循環(huán))，等等。
盡管在第一實(shí)施例中，每個進(jìn)氣凸輪27僅在升程量最高點(diǎn)相位的提前側(cè)提供可變的升程量，但還可采用這樣的進(jìn)氣凸輪，即其中的每一個僅在升程量最高點(diǎn)相位的遲后側(cè)提供可變升程量，也就是說，可采用在既不改變進(jìn)氣門的氣門開啟正時也不改變升程量的情況下，允許關(guān)閉正時提前或遲后的進(jìn)氣凸輪。這種構(gòu)造使得能夠提前和推遲進(jìn)氣門的關(guān)閉正時，同時基于進(jìn)氣門的正確開啟正時和主最高升程量，維持燃燒穩(wěn)定性、排吸損失或根據(jù)發(fā)動機(jī)11操作狀況的正確的內(nèi)EGR。其結(jié)果是，可根據(jù)操作狀況正確地調(diào)整壓縮率和容積效率。
下面參考圖6描述本發(fā)明的第二實(shí)施例，圖6為發(fā)動機(jī)111的示意圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同這處在于，可變氣門特性控制裝置125不是提供在進(jìn)氣側(cè)凸輪軸122的正時鏈輪124上，而是與排氣側(cè)凸輪軸123的正時鏈輪125a一體的。
因此，進(jìn)氣側(cè)凸輪軸122不能沿進(jìn)氣側(cè)凸輪軸122的轉(zhuǎn)動軸線移動，而排氣側(cè)凸輪軸123允許沿其轉(zhuǎn)動軸線移動。進(jìn)氣凸輪127的凸輪輪廓沿轉(zhuǎn)動軸線是一致的。另一方面，排氣凸輪128為三維凸輪，其凸輪輪廓沿其轉(zhuǎn)動軸線是變化的。因此，ECU180以相應(yīng)于排氣凸輪128的輪廓的方式控制可變氣門特性控制裝置125。
第二實(shí)施例的許多特征與第一實(shí)施例的特征基本相同。從而，在功能上與第一實(shí)施例等同的第二實(shí)施例的部分和部件用通過在附圖中的第一實(shí)施例的部分和部件的參考標(biāo)號上增加“100”所得到的參考標(biāo)號表示。這些特征就不再描述了。
圖7表示了第二實(shí)施例中的每個排氣凸輪128的外形(輪廓)。
在排氣凸輪128中，尖端128b的高度沿排氣凸輪128的轉(zhuǎn)動軸線是一致的。如圖7中的實(shí)線所示，后端面128c的凸輪輪廓繞尖端128b的高度線是基本對稱的。即，凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分和氣門關(guān)閉側(cè)部分是基本對稱的(實(shí)線)。相反地，位于前端面128d的凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分和氣門關(guān)閉側(cè)部分沿轉(zhuǎn)動軸線是彼此不對稱的。更具體地，位于前端面128d的凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分與位于后端面128c的凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分是基本相同的，而位于前端面128d的凸輪輪廓的氣門關(guān)閉側(cè)部分形成的升程曲線(在圖7中用點(diǎn)劃線表示)比位于后端面128c的凸輪輪廓的氣門關(guān)閉側(cè)部分高。因此，如圖8中所示，排氣凸輪128可提供由后端面128c側(cè)凸輪輪廓確定的第一升程曲線(用實(shí)線表示)和由前端面128d側(cè)凸輪輪廓確定的第二升程曲線(用點(diǎn)劃線表示)。
在最高點(diǎn)P，即最大升程量，的相位的遲后側(cè)，第二升程曲線比第一升程曲線高，從而提供了升程量差。
由第二升程曲線確定的每個排氣門121的關(guān)閉正時Td2比由第一升程曲線確定的排氣門121的關(guān)閉正時Tb2遲后。但是，由第二升程曲線確定的每個排氣門121的開啟正時Tc2與由第一升程曲線確定的開啟正時ta2相同。因此，第二升程曲線的氣門操作角dθ22比第一升程曲線的氣門操作角dθ21大。
這樣，每個排氣凸輪128在沿轉(zhuǎn)動軸線的F/R方向上的端面128c、128d側(cè)上具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定了如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的之間的中間部分上，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥170的控制，排氣門121的升程曲線可在圖8中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在圖8中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在上述升程曲線變化控制中，每個排氣門121的關(guān)閉正時是變化的，而其開啟正時是不變的。盡管氣門關(guān)閉正時是變化的，但每個排氣門121在最高點(diǎn)位置P的升程量和在最高點(diǎn)位置P的提前側(cè)的升程量保持不變。
因此，根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)明能夠在不改變排氣門121在最高點(diǎn)P的升程量或開啟正時的情況下，推遲或提前排氣門121的關(guān)閉正時。其結(jié)果是，由于通過正確的開啟正時和在最高點(diǎn)P的正確的升程量所獲得的適當(dāng)?shù)呐艢猓軌蛲七t或提前排氣門121的關(guān)閉正時，同時維持低噪聲水平和高容積效率。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)怠速時的燃燒穩(wěn)定性、減少排吸損失、根據(jù)發(fā)動機(jī)111的操作狀況由氣門重疊產(chǎn)生的足夠的內(nèi)EGR，等等。
盡管在第二實(shí)施例中，每個排氣凸輪128僅在升程量最高點(diǎn)相位的遲后側(cè)提供可變的升程量，但還可采用這樣的排氣凸輪，即其中的每一個僅在升程量最高點(diǎn)相位的提前側(cè)提供可變升程量。也就是說，可采用在不改變排氣門的氣門關(guān)閉正時或升程量的情況下，允許開啟正時提前或遲后的排氣凸輪。這使得能夠提前和推遲排氣門的開啟正時，同時基于排氣門的正確關(guān)閉正時和最高升程量，維持燃燒穩(wěn)定性、排吸損失或根據(jù)發(fā)動機(jī)11操作狀況的適當(dāng)?shù)膬?nèi)EGR。其結(jié)果是，可以改變排氣，這樣在發(fā)動機(jī)預(yù)熱操作中可以快速提高催化劑的活性。
下面參考圖9描述本發(fā)明的第三實(shí)施例，該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪227的凸輪外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪227中，尖端227b的高度沿進(jìn)氣凸輪227的轉(zhuǎn)動軸線是一致的。位于后端面227c的凸輪輪廓是不對稱的。更具體地，位于后端面227c的凸輪輪廓的氣門關(guān)閉側(cè)部分具有的升程曲線比位于后端面227c的凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分(在圖9中用實(shí)線表示)高。位于前端面227d的凸輪輪廓也不是對稱的。更具體地，位于前端面227d的凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分具有的升程曲線比位于前端面227d的凸輪輪廓?dú)忾T關(guān)閉側(cè)部分(在圖9中用點(diǎn)劃線表示)高。
下面比較位于前端面227d和后端面227c的凸輪輪廓。前端面227d側(cè)凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分(用點(diǎn)劃線表示)具有的升程曲線比后端面227c側(cè)凸輪輪廓的氣門開啟側(cè)部分(用實(shí)線表示)高。前端面227d側(cè)凸輪輪廓的氣門關(guān)閉側(cè)部分(用點(diǎn)劃線表示)具有的升程曲線比后端面227c側(cè)凸輪輪廓的氣門關(guān)閉側(cè)部分(用實(shí)線表示)低。
因此，由前端面227d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Tc3比由后端面227c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Ta3早。由前端面227d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Td3比由后端面227c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Tb3早。
圖10為表示每個進(jìn)氣凸輪227獲得的升程曲線的曲線圖。升程最高點(diǎn)P的相位和在最高點(diǎn)P的升程量在后端面227c側(cè)升程曲線和前端面227d側(cè)升程曲線之間是相同的。在最高點(diǎn)P相位的提前側(cè)，前端面227d側(cè)升程曲線(用點(diǎn)劃線表示)比后端面227c側(cè)升程曲線(用實(shí)線表示)高，從而提供了升程量差。而且，在最高點(diǎn)P相位的遲后側(cè)，后端面227c側(cè)升程曲線(實(shí)線)比前端面227d側(cè)升程曲線(點(diǎn)劃線)高，從而提供了升程量差。
后端面227c側(cè)升程曲線的氣門操作角dθ31與前端面227d側(cè)升程曲線的氣門操作角相等。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪227在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、227d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在用圖10中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在圖10中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在上述升程曲線變化控制中，進(jìn)氣門凸輪227的開啟正時和關(guān)閉正時在同一方向上變化，而進(jìn)氣門操作角正時在寬度或范圍上保持不變。盡管氣門開啟和關(guān)閉正時是變化的，但每個進(jìn)氣凸輪227的升程最高點(diǎn)P的位置和最高位置P的升程量保持不變。
因此，根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)明能夠推遲或提前進(jìn)氣凸輪227的開啟正時和關(guān)閉正時，同時通過正確的氣門操作角范圍和在最高點(diǎn)P的正確升程量保持適當(dāng)?shù)膲嚎s率和適當(dāng)?shù)娜莘e效率。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)怠速時的燃燒穩(wěn)定性、減少排吸損失、根據(jù)發(fā)動機(jī)操作狀況由氣門重疊產(chǎn)生的足夠的內(nèi)EGR，等等。
上述凸輪外形(輪廓)也可適用于排氣凸輪。
下面參考圖11描述第四實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪327的凸輪外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪327中，尖端327b的高度沿進(jìn)氣凸輪327的轉(zhuǎn)動軸線是變化的。即，前端面327d的尖端327b高度(用點(diǎn)劃線表示)比后端面327c的尖端327b的高度(用實(shí)線表示)高。在任何升程曲線中，氣門開啟正時Ta4、Tc4和氣門關(guān)閉正時Tb4、Td4保持不變。由于氣門關(guān)閉正時和開啟正時保持不變，所以即使升程曲線變化，氣門操作角dθ41、dθ42也保持不變。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪327在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、327d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在用圖12中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在圖12中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
這樣實(shí)現(xiàn)的進(jìn)氣門的兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)P周圍的相位提供不同的升程量，并在其它相位提供相同的升程量。因此，在該升程曲線變化控制中，可能只改變最高點(diǎn)P周圍相位的氣門升程，同時維持進(jìn)氣門操作角的范圍和相位。而且，即使升程量變化，升程最高點(diǎn)P的位置也保持不變。因此，可能根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況，在不改變進(jìn)氣門開啟和關(guān)閉正時的情況下，將凸輪摩擦或容積效率調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹怠?br> 盡管在第四實(shí)施例中，上述凸輪外形(輪廓)應(yīng)用于進(jìn)氣門，但類似的凸輪外形(輪廓)也可應(yīng)用于排氣凸輪，這樣就能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況，在不改變排氣門的開啟和關(guān)閉正時的情況下，將凸輪摩擦或容積效率調(diào)整到適當(dāng)值。
下面參考圖13描述本發(fā)明的第五實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪427的凸輪外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪427中，尖端427b的高度沿進(jìn)氣凸輪427的轉(zhuǎn)動軸線是變化的。即，前端面427d的尖端427b高度(用點(diǎn)劃線表示)比后端面427c的尖端427b的高度(用實(shí)線表示)高。由這兩個端面?zhèn)韧馆嗇喞_定的升程曲線彼此還具有下述不同之處。由后端面427c側(cè)凸輪輪廓確定的開啟正時Ta5比由前端面427d側(cè)凸輪輪廓確定的開啟正時Tc5提前。由后端面427c側(cè)凸輪輪廓確定的關(guān)閉正時Tb5比由前端面427d側(cè)凸輪輪廓確定的關(guān)閉正時Td5遲后。
即，如圖14中所示，這兩個升程曲線在最高點(diǎn)P附近的相位提供不同的升程量。在相位θa、θb，兩個升程曲線中的升程量是相同的。在相位θa、θb以外，即在相位θa的提前側(cè)和相位θb的遲后側(cè)，兩個升程曲線之間的升程大小關(guān)系與在最高點(diǎn)P附近相位發(fā)生的升程大小關(guān)系相反。因此，由后端面427c側(cè)升程曲線(用實(shí)線表示)確定的氣門操作角dθ51比由前端面427d側(cè)升程曲線(用點(diǎn)劃線表示)確定的氣門操作角dθ52寬。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪427在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、427d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在用圖14中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在圖14中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在上述構(gòu)造中，根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況通過移動進(jìn)氣凸輪427以使凸輪隨動件接觸位置向每個進(jìn)氣凸輪427的后端面427c移動，同時實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門的開啟正時提前和關(guān)閉正時遲后。其結(jié)果是，進(jìn)氣門的操作角擴(kuò)大，所以能夠減少發(fā)動機(jī)的排吸損失。而且，在氣門操作角擴(kuò)大的同時進(jìn)氣門的升程減小，所以進(jìn)氣凸輪427的摩擦減小。因此，改善了燃油消耗。
相反地，通過移動進(jìn)氣凸輪427以使每個凸輪隨動件20b的接觸位置向每個進(jìn)氣凸輪427的前端面427d移動，同時實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門開啟正時的遲后和關(guān)閉正時的提前。其結(jié)果是，進(jìn)氣門的操作角減少，同時氣門升程增加。通過上述方式在適當(dāng)?shù)牡哪繕?biāo)相位范圍內(nèi)使進(jìn)氣門開啟到大的開啟程度，可以產(chǎn)生高發(fā)動機(jī)輸出。
下面參考圖15描述本發(fā)明的第六實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處在于進(jìn)氣凸輪527的外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪527中，在圖16中用點(diǎn)劃線表示的前端面527d的凸輪輪廓在整個周邊上具有零或更小的升程，即，不提供氣門升程。因此，在前端面527d基本不存在尖端527b。用實(shí)線表示的后端面527c的凸輪輪廓提供氣門升程和氣門操作角dθ61，并限定尖端527b。因此，隨著與后端面527c(實(shí)線)的距離的減小，尖端527b的高度從零開始增加。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪527在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、527d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在用圖17中用實(shí)線表示的第一升程曲線和在整個范圍上不提供升程的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
因此，當(dāng)通過驅(qū)動可變氣門特性控制裝置將凸輪隨動件移動到前端面527d側(cè)凸輪輪廓時，進(jìn)氣門根本不開啟。因此，在必要時，能夠通過完全關(guān)閉發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門來實(shí)現(xiàn)完全停止氣缸操作。
而且，由于可以在不改變氣門開啟/關(guān)閉正時的情況下只改變升程量，所以能夠通過利用進(jìn)氣門來控制進(jìn)氣量。
如果該實(shí)施例應(yīng)用于每缸兩個進(jìn)氣門的發(fā)動機(jī)，則可使用如上所述的進(jìn)氣凸輪527和具有確定操作角的進(jìn)氣凸輪作為每個氣缸的兩個進(jìn)氣凸輪。在這種構(gòu)造中，通過驅(qū)動可變氣門特性控制裝置，可以使每個氣缸的兩個進(jìn)氣門提供不同的升程量以提供不同的進(jìn)氣量，使得能夠在每個氣缸中產(chǎn)生渦流。
盡管在第六實(shí)施例中，進(jìn)氣凸輪具有使進(jìn)氣門根本不開啟的凸輪輪廓，但進(jìn)氣門和排氣凸輪可具有使進(jìn)氣門和排氣門保持完全關(guān)閉的凸輪輪廓。這種構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步完全停止氣缸的操作。還可采用這樣的構(gòu)造，即只有排氣門才具有使排氣門根本不打開的凸輪輪廓，以實(shí)現(xiàn)完全停止氣缸操作。
下面參考圖18描述本發(fā)明的第七實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪627的凸輪外形(輪廓)。在圖18中，每個進(jìn)氣凸輪627具有主尖端627b和在氣門開啟側(cè)形成的副尖端627e。
參見圖19A和19B(放大局部視圖)，副尖端627e的高度在提前端面627d側(cè)是增加的(用點(diǎn)劃線表示)。隨著與后端面627c(用實(shí)線表示)的距離的減少，副尖端627e的高度減少。其它部分的輪廓，包括主尖端627b，在前端面627d和后端面627c之間沒有變化。由于副沿著627e高度的不同，由前端面627d側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Tc7比由后端面627c側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Ta7提前。由兩個端面凸輪輪廓確定的氣門關(guān)閉正時Tb7、Td7是相同的。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪627在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、627d具有兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定如上所述的兩個不同升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在第一升程曲線和第二升程曲線之間連續(xù)變化，其中所述第一升程曲線如在用圖20中用實(shí)線所示具有主最高點(diǎn)MP和較低的副最高點(diǎn)SP，所述第二升程曲線如在用圖20中用點(diǎn)劃線所示具有主最高點(diǎn)MP和較高的副最高點(diǎn)SP。
如上所述在升程曲線中提供副最高點(diǎn)SP在副最高點(diǎn)SP和主最高點(diǎn)MP之間形成一個波谷，使得能夠防止進(jìn)氣門與相應(yīng)的活塞干涉。因此，能夠在不產(chǎn)生進(jìn)氣門與活塞之間的干涉危險(xiǎn)的情況下增加內(nèi)EGR。
而且，可以通過調(diào)整在副最高點(diǎn)SP處的升程量來調(diào)整氣門開啟正時。因此，和在第一實(shí)施例中一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)怠速時的燃燒穩(wěn)定性、減少排吸損失、根據(jù)發(fā)動機(jī)11操作狀況由氣門重疊產(chǎn)生的足夠的內(nèi)EGR，等等。
上述齒輪外形(輪廓)也可應(yīng)用于排氣凸輪。
下面參考圖21描述本發(fā)明的第八實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪727的凸輪外形(輪廓)。
在圖22中用點(diǎn)劃線表示的前端面727d側(cè)上，進(jìn)氣凸輪727具有主尖端727b的形成在氣門開啟側(cè)上的副尖端727e。在圖22中用實(shí)線表示的后端面727c側(cè)上，副尖端727e基本消失。其它部分的輪廓在前端面727d和后端面727c之間沒有變化。由于形成了副尖端727e，由前端面727d側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Tc8比由后端面727c側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Ta8提前。由兩個端面凸輪輪廓確定的氣門關(guān)閉正時Tb8、Td8是相同的。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪727在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、727d具有上述兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定兩個不同的升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在第一升程曲線和第二升程曲線之間連續(xù)變化，其中所述第一升程曲線如在用圖23中用實(shí)線所示僅具有主最高點(diǎn)MP，所述第二升程曲線如在用圖23中用點(diǎn)劃線所示具有主最高點(diǎn)MP和副最高點(diǎn)SP。
如上所述在升程曲線中提供副最高點(diǎn)SP在副最高點(diǎn)SP和主最高點(diǎn)MP之間形成一個波谷，使得能夠防止進(jìn)氣門與相應(yīng)的活塞干涉。因此，根據(jù)需要通過使升程曲線從不帶副最高點(diǎn)SP的升程曲線向帶副最高點(diǎn)SP的升程曲線轉(zhuǎn)換，能夠在不產(chǎn)生進(jìn)氣門與活塞之間的干涉危險(xiǎn)的情況下增加內(nèi)EGR。
而且，可以通過調(diào)整在副最高點(diǎn)SP處的升程量或選擇帶或不帶副最高點(diǎn)SP的升程曲線來調(diào)整氣門開啟正時上述齒輪外形(輪廓)也可應(yīng)用于排氣凸輪。
下面參考圖24描述本發(fā)明的第九實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪827的凸輪外形(輪廓)。
在圖25中用點(diǎn)劃線表示的前端面827d側(cè)，進(jìn)氣凸輪827具有主尖端827b和形成在氣門開啟側(cè)的副尖端827e。在圖25中用實(shí)線表示的后端面827c側(cè)，副尖端827e基本消失。盡管副尖端827e的外形與第八實(shí)施例的基本相同，但第九實(shí)施例的不同之處在于，主尖端827b在前端面827d側(cè)比在后端面827c側(cè)低。
由于上述主尖端827b和副尖端827e的外形，由前端面827d側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Tc9和氣門關(guān)閉正時Td9分別比由后端面827c側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Ta9和氣門關(guān)閉正時Tb9提前。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪827在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、827d具有上述兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定兩個不同的升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在第一升程曲線和第二升程曲線之間連續(xù)變化，其中所述第一升程曲線如在用圖26中用實(shí)線所示僅具有主最高點(diǎn)MP，所述第二升程曲線如在用圖26中用點(diǎn)劃線所示具有主最高點(diǎn)MP和副最高點(diǎn)SP。
由于主最高點(diǎn)MP處升程量的變化在方向上與在副最高點(diǎn)SP處升程量的變化相反，所以可以同時提前或推遲氣門開啟正時和氣門關(guān)閉正時。因此，在氣門操作角范圍變化不大的情況下，可以提前或推遲進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉正時。其結(jié)果是，基于正確的氣門操作角范圍，能夠同時提前或推遲氣門開啟正時和氣門關(guān)閉正時，同時維持適當(dāng)?shù)膲嚎s率和適當(dāng)?shù)娜莘e效率。因此，該實(shí)施例使得能夠?qū)崿F(xiàn)怠速時的燃燒穩(wěn)定性、減少排吸損失、根據(jù)發(fā)動機(jī)操作狀況由氣門重疊產(chǎn)生的足夠的內(nèi)EGR，等等。
上述凸輪外形(輪廓)也可應(yīng)用于排氣凸輪。
下面參考圖27描述第十實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪927的凸輪外形(輪廓)。
在圖28中用點(diǎn)劃線表示的前端面927d側(cè)，進(jìn)氣齒輪927具有主尖端927b和形成在氣門開啟側(cè)的副尖端927e。在圖28中用實(shí)線表示的后端面927c側(cè)，副尖端927e基本消失。盡管副尖端927e的外形與第八實(shí)施例基本相同，但第十實(shí)施例的不同之處在于，主尖端927b在前端面927d側(cè)比在后端面927c側(cè)高。
由于主尖端927b和副尖端927e的上述外形，由前端面927d側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Tc10比由后端面927c側(cè)凸輪輪廓確定的氣門開啟正時Ta10提前，而由前端面927d側(cè)凸輪輪廓確定的氣門關(guān)閉正時Td10比由后端面927c側(cè)凸輪輪廓確定的氣門關(guān)閉正時Tb10遲后。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪927在沿轉(zhuǎn)動軸線的端面?zhèn)?27c、927d具有上述兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定兩個不同的升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在第一升程曲線和第二升程曲線之間連續(xù)變化，其中所述第一升程曲線如在用圖29中用實(shí)線所示僅具有主最高點(diǎn)MP，所述第二升程曲線如在用圖29中用點(diǎn)劃線所示具有主最高點(diǎn)MP和副最高點(diǎn)SP。
從后端面927c側(cè)凸輪輪廓向前端面927d側(cè)凸輪輪廓移動增加在主最高點(diǎn)MP處的升程量和在副最高點(diǎn)SP處的升程量，并且將氣門操作角從小氣門操作角dθ101改變到大氣門操作角dθ102。因此，可向氣缸內(nèi)引入大量進(jìn)氣，同時防止進(jìn)氣門與活塞干涉。其結(jié)果是，可進(jìn)一步改善發(fā)動機(jī)輸出性能。
上述凸輪外形(輪廓)也可應(yīng)用于排氣凸輪。
下面參考圖28描述本發(fā)明的第十一實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪1027的凸輪外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪1027中，尖端1027b的高度在進(jìn)氣凸輪1027的轉(zhuǎn)動軸線方向上變化。尖端1027b的高度在后端面1027c側(cè)(用實(shí)線表示)減少。后端面1027c側(cè)的升程曲線是不對稱的。更具體地，后端面1027c側(cè)升程曲線的氣門關(guān)閉側(cè)部分比升程曲線的氣門開啟側(cè)部分高。尖端1027b的高度在前端面1027d側(cè)(用點(diǎn)劃線表示)是增加的。前端面1027d側(cè)的升程曲線是不對稱的。更具體地，前端面1027d側(cè)升程曲線的氣門開啟側(cè)部分比升程曲線的氣門關(guān)閉側(cè)部分高。
如圖31中的升程曲線圖所示，后端面1027c側(cè)凸輪輪廓和前端面1027d側(cè)凸輪輪廓在相位θc1提供相同的升程量。在相位θc1的提前側(cè)，前端面1027d側(cè)凸輪輪廓(點(diǎn)劃線)提供的升程量比后端面1027c側(cè)凸輪輪廓(實(shí)線)提供的大。在相位θc1的遲后側(cè)，后端面1027c側(cè)凸輪輪廓(實(shí)線)提供的升程量比前端面1027d側(cè)凸輪輪廓(點(diǎn)劃線)提供的大。
因此，由前端面1027d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Tc11比由后端面1027c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Ta11提前。而且，由前端面1027d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Td11比由后端面1027c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Tb11提前。
前端面1027d側(cè)凸輪輪廓和后端面1027c側(cè)凸輪輪廓在同一相位獲得最大的升程量，即最高點(diǎn)P。但是，前端面1027d側(cè)凸輪輪廓在最高點(diǎn)P獲得的升程量比后端面1027c側(cè)凸輪輪廓在最高點(diǎn)P獲得的升程量大。
后端面1027c側(cè)凸輪輪廓的氣門操作角范圍和前端面1027d側(cè)凸輪輪廓的氣門操作角范圍是相同的。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪1027在轉(zhuǎn)動軸線方向上的端面?zhèn)?027c、1027d具有上述兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定兩個不同的升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在圖31中用實(shí)線表示的第一升程曲線和圖31中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在該升程曲線變化控制中，調(diào)整最高點(diǎn)P處的進(jìn)氣門升程量并在同一方向上改變氣門開啟正時和氣門關(guān)閉正時，同時進(jìn)氣門的操作角范圍保持不變。盡管氣門開啟及關(guān)閉正時和最高點(diǎn)P處的升程量是變化的，但進(jìn)氣門最高點(diǎn)P的位置(相位)不變。
這樣，該實(shí)施例在不改變氣門操作角范圍的情況下，能夠調(diào)整在最高點(diǎn)P處的進(jìn)氣門升程量并且同時提前或推遲進(jìn)氣門的開啟正時和關(guān)閉正時。因此，基于適當(dāng)?shù)臍忾T操作角范圍，能夠調(diào)整最高點(diǎn)P處的升程量并同時提前或推遲氣門開啟和關(guān)閉正時，同時保持適當(dāng)?shù)膲嚎s率和適當(dāng)?shù)娜莘e效率。因此，能根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況更細(xì)微地調(diào)整發(fā)動機(jī)的燃燒特性。
下面參考圖32描述本發(fā)明的第十二實(shí)施例，其與第一實(shí)施例的不同之處僅在于進(jìn)氣凸輪1127的凸輪外形(輪廓)。
在進(jìn)氣凸輪1127中，尖端1127b的高度沿進(jìn)氣凸輪1127的轉(zhuǎn)動軸線變化。尖端1127b的高度在圖32中用實(shí)線表示的后端面1127c側(cè)是減少的。后端面1127c側(cè)的升程曲線是基本對稱的。尖端1127b的高度在圖32中用點(diǎn)劃線表示的前端面1127d側(cè)是增加的。前端面1127d側(cè)的升程曲線按下面的方式形成。即，前端面1127d側(cè)升程曲線的氣門開啟側(cè)部分比升程曲線的氣門關(guān)閉側(cè)部分高。
如圖33中的升程曲線圖所示，后端面1127c側(cè)凸輪輪廓和前端面1127d側(cè)凸輪輪廓僅在相位θc2的提前側(cè)提供不同的升程量。在相位θc2的提前側(cè)，前端面1127d側(cè)凸輪輪廓(點(diǎn)劃線)提供的升程量比后端面1127c側(cè)凸輪輪廓(實(shí)線)提供的大。
因此，由前端面1127d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Tc12比由后端面1127c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門開啟正時Ta12提前。但是，由前端面1127d側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Td12和由后端面1127c側(cè)凸輪輪廓確定的進(jìn)氣門關(guān)閉正時Tb12是相同的。
前端面1127d側(cè)凸輪輪廓和后端面1127c側(cè)凸輪輪廓在同一相位獲得最大的升程量，即最高點(diǎn)P。但是，前端面1127d側(cè)凸輪輪廓在最高點(diǎn)P獲得的升程量比后端面1127c側(cè)凸輪輪廓在最高點(diǎn)P獲得的升程量大。在相位θc2的提前側(cè)，前端面1127d側(cè)升程曲線和后端面1127c側(cè)升程曲線提供不同的升程量；更具體地，前端面1127d側(cè)升程曲線比后端面1127c側(cè)升程曲線高。在相位c2的遲后側(cè)，后端面1127c側(cè)升程曲線和前端面1127d側(cè)升程曲線重合。因此，與由后端面1127c側(cè)升程曲線確定的氣門操作角dθ121相比，由前端面1127d側(cè)升程曲線確定的氣門操作角dθ122在提前側(cè)擴(kuò)大。
這樣，每個進(jìn)氣凸輪1127在轉(zhuǎn)動軸線方向上的端面?zhèn)?127c、1127d具有上述兩個凸輪輪廓，這兩個凸輪輪廓確定兩個不同的升程曲線。在兩個端面的中間部分，凸輪輪廓從兩個凸輪輪廓之一向另一個凸輪輪廓連續(xù)變化。因此，通過油控制閥的控制，進(jìn)氣門的升程曲線可在圖33中用實(shí)線表示的第一升程曲線和圖33中用點(diǎn)劃線表示的第二升程曲線之間連續(xù)變化。
在該升程曲線變化控制中，進(jìn)氣門在最高點(diǎn)P的升程量和進(jìn)氣門的開啟正時是變化的，而進(jìn)氣門的關(guān)閉正時保持不變。盡管氣門開啟正時和在最高點(diǎn)P的升程量變化了，但進(jìn)氣門的最高點(diǎn)P的位置(相位)不變。
因此，該實(shí)施例能夠在既不改變其最高點(diǎn)位置也不改變其關(guān)閉正時的情況下，同時改變進(jìn)氣門在最高點(diǎn)P的升程量和開啟正時。因此，基于適當(dāng)?shù)臍忾T關(guān)閉正時，能夠調(diào)整在最高點(diǎn)P的升程量并提前或推遲氣門開啟正時，同時維持適當(dāng)?shù)膲嚎s率和適當(dāng)?shù)娜莘e效率。因此，能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況更細(xì)微地調(diào)整發(fā)動機(jī)的燃燒特性。
上述本發(fā)明的實(shí)施例采用的進(jìn)氣(或排氣)凸輪都具有兩個不同的升程曲線，使得能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的特性設(shè)定兩個升程曲線提供相同升程量的相位和在該相位以外的其它相位由這兩個升程曲線提供的不同升程量。因此，能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況獲得與發(fā)動機(jī)特性的匹配并始終實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臍忾T特性。因此，在發(fā)動機(jī)輸出性能、燃油消耗、燃燒穩(wěn)定性等方面可獲得進(jìn)一步的改善。
在通過利用可變氣門特性控制裝置24轉(zhuǎn)換升程曲線的過程中，上述實(shí)施例通過在進(jìn)氣凸輪的轉(zhuǎn)動軸線方向上移動三維進(jìn)氣(排氣)凸輪在兩個升程曲線之間連續(xù)改變使凸輪輪廓。因此，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作狀況高精度地控制氣門特性。
在上述實(shí)施例中，凸輪輪廓還可在兩個升程曲線之間階梯式變化。而且，還可使用兩個以上的升程曲線。
在實(shí)施例中，當(dāng)在凸輪軸的轉(zhuǎn)動軸線方向上移動凸輪軸時，還可相對轉(zhuǎn)動凸輪軸。在這種情況下，凸輪軸通常具有的凸輪輪廓是考慮凸輪軸的相對轉(zhuǎn)動后預(yù)先設(shè)定的。
盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解為，本發(fā)明不局限于公開的實(shí)施例或構(gòu)造。相反地，本發(fā)明旨在包括各種變型和等效裝置。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)(11)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一的氣門特性，其特征在于，在氣門操作角(dθ)內(nèi)，這兩個升程曲線具有兩個升程曲線提供不同升程量的相位，和兩個升程曲線提供相同升程量的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)(P)的相位的提前側(cè)和最高點(diǎn)的相位的遲后側(cè)之一提供不同的升程量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)(P)的相位提供相同的升程量，并在最高點(diǎn)相位以外的其它相位提供不同的升程量，并且，兩個升程曲線在最高點(diǎn)相位的提前側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系與兩個升程曲線在最高點(diǎn)相位的遲后側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)(P)附近的相位提供不同的升程量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線在最高點(diǎn)(P)附近的相位提供不同的升程量，并且，在最高點(diǎn)(P)附近相位的提前側(cè)和遲后側(cè)的每一側(cè)上，由兩個升程曲線在兩個升程曲線提供相同升程量的相位的提前側(cè)所提供的升程量之間的大小關(guān)系與由兩個升程曲線在兩個升程曲線提供相同升程量的相位的遲后側(cè)所提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線在最高點(diǎn)以外的其它相位提供相同的升程量，并且，由兩個升程曲線在相位的提前側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系與由兩個升程曲線在相位的遲后側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)以外的其它相位的提前側(cè)和相位的遲后側(cè)之一提供不同和升程量。
8.內(nèi)燃機(jī)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性，其特征在于，兩個升程曲線之一提供氣門升程，但兩個升程曲線中的另一個不提供氣門升程。
9.內(nèi)燃機(jī)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性，其特征在于，兩個升程曲線之一具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，兩個升程曲線中的另一個沒有副最高點(diǎn)或者具有至少一個副最高點(diǎn)，其中該副最高點(diǎn)的數(shù)量少于兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)的數(shù)量。
10.內(nèi)燃機(jī)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的至少一個副最高點(diǎn)低。
11.內(nèi)燃機(jī)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的主最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的主最高點(diǎn)高，并且兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的至少一個副最高點(diǎn)低。
12.內(nèi)燃機(jī)的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，該設(shè)備能夠通過在至少兩個升程曲線之間改變凸輪的凸輪輪廓來相對凸輪改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的主最高點(diǎn)和至少一個副最高點(diǎn)分別比兩個升程曲線中的另一個的主最高點(diǎn)和至少一個副最高點(diǎn)高。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的可變氣門特性控制設(shè)備(24，125)，其特征在于，凸輪是三維凸輪，其凸輪輪廓沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化，并且，該設(shè)備能夠通過沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線調(diào)節(jié)三維凸輪的位置來相對三維凸輪連續(xù)改變至少進(jìn)氣門和排氣門之一的氣門特性。
14.至少與內(nèi)燃機(jī)(11)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，在氣門操作角(dθ)內(nèi)，兩個升程曲線具有兩個升程曲線提供不同升程量的相位和兩個升程曲線提供相同升程量的相位。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)(P)的相位的提前側(cè)和最高點(diǎn)的相位的遲后側(cè)之一提供不同的升程量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)(P)的相位提供相同的升程量，并在最高點(diǎn)相位以外的其它相位提供不同的升程量，并且，由兩個升程曲線在最高點(diǎn)相位的提前側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系與由兩個升程曲線在最高點(diǎn)相位的遲后側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
17.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)附近的相位提供不同的升程量。
18.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線在最高點(diǎn)附近的相位提供不同的升程量，并且，在最高點(diǎn)附近相位的提前側(cè)和遲后側(cè)的每一側(cè)上，由兩個升程曲線在兩個升程曲線提供相同升程量的相位的提前側(cè)所提供的升程量之間的大小關(guān)系與兩個升程曲線在兩個升程曲線提供相同升程量的相位的遲后側(cè)所提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
19.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線在最高點(diǎn)以外的其它相位提供相同的升程量，并且，由兩個升程曲線在相位的提前側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系與由兩個升程曲線在相位的遲后側(cè)提供的升程量之間的大小關(guān)系相反。
20.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的三維凸輪(27，28)，其特征在于，兩個升程曲線僅在最高點(diǎn)以外的其它相位的提前側(cè)和相位的遲后側(cè)之一提供不同的升程量。
21.至少與內(nèi)燃機(jī)(11)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，兩個升程曲線之一提供氣門升程，但兩個升程曲線中的另一個不提供氣門升程。
22.至少與內(nèi)燃機(jī)(11)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，兩個升程曲線之一具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，兩個升程曲線中的另一個沒有副最高點(diǎn)或者具有至少一個副最高點(diǎn)，其中該副最高點(diǎn)的數(shù)量少于兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)的數(shù)量。
23.至少與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的至少一個副最高點(diǎn)低。
24.至少與內(nèi)燃機(jī)(11)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的主最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的主最高點(diǎn)高，并且兩個升程曲線之一的至少一個副最高點(diǎn)比兩個升程曲線中的另一個的至少一個副最高點(diǎn)低。
25.至少與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門(20)和排氣門(21)之一結(jié)合使用的三維凸輪(27，28)，該三維凸輪具有沿凸輪的轉(zhuǎn)動軸線在兩個升程曲線之間連續(xù)變化的凸輪輪廓，其特征在于，兩個升程曲線中的每一個都具有一個主最高點(diǎn)(MP)和至少一個副最高點(diǎn)(SP)，并且，兩個升程曲線之一的主最高點(diǎn)和至少一個副最高點(diǎn)分別比兩個升程曲線中的另一個的主最高點(diǎn)和至少一個副最高點(diǎn)高。
全文摘要
實(shí)現(xiàn)氣門特性根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的需要而變化的可變氣門特性控制設(shè)備和可變氣門控制設(shè)備中使用的三維凸輪。在進(jìn)氣門的情況下,三維凸輪通過驅(qū)動可變氣門特性控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)兩個升降曲線和在這兩個升程曲線之間連續(xù)攣的升程曲線。在氣門操作角內(nèi)這兩個升程曲線在最高點(diǎn)的遲后側(cè)(應(yīng)為提前側(cè))提供不同的升程量,而在最高點(diǎn)的遲后側(cè)提供相同的升程量。
文檔編號F01L1/34GK1266941SQ0010379
公開日2000年9月20日 申請日期2000年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月10日
發(fā)明者守谷嘉人, 菊岡振一郎, 中野修司, 永長秀男 申請人:豐田自動車株式會社