專利名稱：內(nèi)燃機的閥驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動一個閥的閥驅(qū)動裝置，該閥在內(nèi)燃機中打開和關(guān)閉一個進氣口或排氣口，特別是，本發(fā)明涉及一種使用直接驅(qū)動式閥提器的閥驅(qū)動裝置，使用該提升器能夠能夠在保護閥的足夠提升量的同時使之小型化和減輕重量，以改進其工作效率。
使用直接驅(qū)動式閥的提升器的閥驅(qū)動裝置已經(jīng)被公開，例如，在日本的未審批的專利出版物No.Hei 10-331709中。直接驅(qū)動式閥提升器包括與設置在內(nèi)燃機汽缸頭上邊的凸輪和可滑動地放置在汽缸頭內(nèi)的導向部分相接觸的挺桿部分，該閥提升器在凸輪與閥之間以這樣一種狀態(tài)來設置，當凸輪旋轉(zhuǎn)以便沿汽缸頭滑動導向部分時，由凸輪的突出部分推動挺桿部分，因此，閥與閥提升器向著其軸線方向整體地移動因而開啟和關(guān)閉其上設置閥的吸氣口或排氣口。
凸輪的突出部分所接觸的挺桿部分制成基本上是圓形的平板狀，因而與凸輪的突出部分實現(xiàn)線接觸，這樣來設計凸輪的輪廓，使挺桿部分與凸輪的突出部分接觸而不偏離挺桿的直徑范圍并且在挺桿部分獲得可允許的接觸負荷。
例如，為了改進內(nèi)燃機隨空氣吸入量的增加的輸出，就需要增加閥的開口面積，由于為了增加閥的開口面積就需要增加閥的提升量，要這樣來設計挺桿部分以便具有能確保閥足夠提升量的直徑。
為確保對閥所需要的提升量，必須根據(jù)提升量來確定挺桿部分的直徑，但是，由于挺桿部分的直徑設定得較大，導軌部分的直徑就變得較大，其結(jié)果是閥提升器的尺寸就變得較大。另一方面，由于在內(nèi)燃機汽缸頭附近存在各種各樣的機構(gòu)與結(jié)構(gòu)，因此閥提升器在其設置的位置受到限制，所以限制閥提升器的最大尺寸，同時因此當在有限的空間設置閥提升器時確保需要的閥提升量就是一個問題，這樣的問題對小尺寸的內(nèi)燃機是比較苛刻的。
當閥提升器的尺寸只是簡單地做得比較大時，閥驅(qū)動系統(tǒng)的慣性重就變得較大，因此就擔心確保發(fā)動機所需要的性能會變得困難，進一步，當閥驅(qū)動系統(tǒng)的慣性重增加時，推壓閥從而使之關(guān)閉所需彈簧系統(tǒng)的彈性力就要增加，因此，由于挺桿部分和凸輪之間的接觸壓力變高，就引起挺桿部分和凸輪被磨損的問題。
常規(guī)的閥驅(qū)動裝置也遭受到潤滑性能的問題，參照圖25和26將描述這樣的一個問題。圖25和圖26表示一個使用直接驅(qū)動式閥提升器的常規(guī)閥驅(qū)動裝置的示意圖，圖25表示閥提升器未被推下的狀態(tài)而圖26則表示閥提升器被推下的狀態(tài)。
如這些圖中所示，凸輪902設置在內(nèi)燃機汽缸頭901的上邊，而導向孔903限定在汽缸頭901的內(nèi)側(cè)，圓柱閥提升器904的圓柱部分(導向部分)可滑動地設置在導向孔903中，凸輪902緊靠閥提升器904的上表面(挺桿部份)，閥905(吸氣閥或排氣閥)關(guān)于閥提升器904與凸輪902相對設置。
隨著凸輪902的旋轉(zhuǎn)向下推動閥提升器904并往復地在導向孔903中移動，因而重復地打開和關(guān)閉閥905。儲存潤滑油907于其中的油池906圍繞導向孔903的上部而形成，因此當閥提升器904被凸輪902向下推動時，挺桿部分和凸輪902的突出部分二者浸沒在油池906中的潤滑油907中。
在大多數(shù)內(nèi)燃機中，在導向孔903與閥提升器904之間限定一預定的間隙，因此即使在極低溫度時閥提升器904是可操作的，所以，油池906中的潤滑油907由于凸輪902的旋轉(zhuǎn)，閥提升器904垂直往復，潤滑油907的自重等等，而進入間隙，因而潤滑相關(guān)的部分。
如上所述，凸輪902的突出部分與閥提升器904的挺桿部分作線接觸，由于凸輪902的突出部分與挺桿部分之間的接觸部分在挺桿的直徑范圍以內(nèi)移動，因此從凸輪902作用一載荷于其上的挺桿部分的一個位置因而就在往復時隨著反轉(zhuǎn)矩作用到閥提升器904上而變化。
因此當潤滑油907是處于高溫時，閥提升器904與導向孔903之間的間隙變大同時潤滑油的粘度變低，因此由于間隙處的不連續(xù)油膜以及間隙處的磨擦變大而產(chǎn)生噪聲，另一方面，當潤滑油907處于低溫時，閥提升器904與導向孔903之間的間隙變得較小，所以，潤滑油907難以沿導向孔903的側(cè)壁流動同時磨擦力變得更大，因此，可能降低內(nèi)燃機的輸出效率和燃油耗費并且可能造成閥提升器904的磨損等等。
進一步，在大多數(shù)的內(nèi)燃機中，汽缸頭由鋁制成而閥提升器由鐵制成，如上所述，在導向孔903與閥提升器904之間限定一預定的間隙，因此即使在極低溫度時閥提升器904是可操作的。在高溫時，閥提升器904與導向孔903之間的間隙變大，所以在上述對閥提升器904的轉(zhuǎn)矩的作用下，閥提升器904相對于導向孔903傾斜一較大角度；反之，由于閥提升器904的挺桿部分制成板形，因此其外圍部分的剛度高，所以挺桿部分難以變形。
因此，當提升量是最大時，閥提升器904的的姿態(tài)變化到一個大的范圍，同時當閥提升器904撞擊導向孔903的內(nèi)表面時，間隙處的油膜被推到一側(cè)，因而產(chǎn)生大的金屬噪聲，進一步，由于磨擦和磨損程度變得較大，可能降低內(nèi)燃機的輸出效率與燃油耗費。
提出本發(fā)明以解決內(nèi)燃機使用直接驅(qū)動式閥提升器的常規(guī)閥驅(qū)動裝置的上述各種問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種使用直接驅(qū)動式閥提升器的閥驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置在有限的空間保持閥的足夠提升量以改進工作效率的同時可以小型化和減輕重量。
根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置被設置在凸輪軸上形成的凸輪與提升閥之間，該提升閥設置在在內(nèi)燃機汽缸頭處形成的通道中并向著閥的軸線方向移動以打開或關(guān)閉通道，閥驅(qū)動裝置包括一在汽缸頭上形成的導向孔；以及包括挺桿部分的直接驅(qū)動式閥提升器，該挺桿部分與凸輪接觸并被凸輪壓迫，和具有與挺桿部分聯(lián)結(jié)的一端部并置于導向孔內(nèi)的導向部分，以便在那里自由地滑動以一種互鎖狀態(tài)向著提升閥的軸線方向作為一種由于挺桿部分被凸輪的推動操作。
根據(jù)這樣安排的閥驅(qū)動裝置，由于挺桿部分能夠保證能實現(xiàn)需要的提升量的這一直徑以及導向部分的直徑可以做得小，因此閥提升器可以小型化并減輕重量，因此，就有可能在減少在汽缸頭附近的與閥相關(guān)的元件占有面積的同時保證發(fā)動機的高的輸出效率，進一步，由于與閥相關(guān)的元件可以置于一小的空間中，因此對其它元件安排的自由程度可以改進，此外，由于閥提升器被小型化且減輕重量，閥驅(qū)動裝置可以適應發(fā)動機的高速。
最好是，當由根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置驅(qū)動的提升閥設置在發(fā)動機的吸氣通道處時，就可能通過使用那種小型化和減輕重的閥提升器來增加吸入空氣的量，因此能夠改善發(fā)動機的工作效率。
在發(fā)動機安排成凸輪軸設置在汽缸頭的上邊的這一狀態(tài)的情況中，同時吸氣通道在其一端開向內(nèi)燃機的燃燒室并在其另一端開向汽缸頭的上表面，當在具有這一吸氣通道的汽缸頭中使用閥提升器時閥提升器被限制在其適當位置，但是，除去這一限制外根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置能保證足夠的提升量。
在設置在發(fā)動機的汽缸的每一個中的二個或多個提升閥被驅(qū)動以便由閥提升器打開和關(guān)閉的情況中，由于閥提升器的數(shù)目大，閥提升器也被限制在其位置上，但是，除去這一限制外根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置能夠保證足夠的提升量。
當使用根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置時可以在足夠的空間內(nèi)設置汽缸頭螺釘，更好的是，即使在需要將汽缸頭螺釘設置在靠近閥提升器的情況中，當設置閥提升器以便相對于發(fā)動機汽缸的軸線傾斜時，可以擰緊螺釘而不影響閥提升器。
在根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置中，導向孔設置在其開口邊緣處并帶有一個在其中儲存潤滑油的油池，挺桿部分的直徑至少部分地大于導向部分的直徑同時挺桿部分具有從其外周邊表面向?qū)虿糠值耐庵睆椒较蛲怀龅耐怀霾糠?，根?jù)這樣一種安排，當閥提升器被提起時突出部分在油池內(nèi)移動，因此閥提升器可以小型化和減輕重量，進一步，油池內(nèi)的潤滑油由于突出部分的運動被送到需要的部分，因此潤滑油可以主動地供應到閥提升器的相關(guān)部分。因此，由于磨擦變小，當閥提升器改變其姿態(tài)時由打擊動作引起的噪聲可以降低同時由打擊動作引起的磨損程度也可以減少。因此，發(fā)動機的輸出效率和燃油耗費被改善，同時進一步，發(fā)動機的耐久性與可靠性也得到改善。
在根據(jù)本發(fā)明的這種閥驅(qū)動裝置中，最好在油池的外周表面與挺桿部分的邊緣部分之間設置間隙，因此潤滑油可以飛濺到間隙之外，因此當向下推動閥提升器時，潤滑油被挺桿部分的下表面強迫地送入導向部分與導向孔之間。同時，進一步，潤滑油從間隙飛濺，因此潤滑油被引入挺桿部分的上表面。
進一步，當間隙以這樣的狀態(tài)設置時，即其向著垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向的寬度以及其附近的寬度大于其剩余部分的寬度，潤滑油可以主動地飛濺到凸輪側(cè)邊。
這一技術(shù)優(yōu)點也可以僅在向著垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向的部分及其附近設置間隙的情況中獲得。
類似技術(shù)優(yōu)點也可以在設置閥提升器以便向著垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向相對于垂直方向傾斜的情況中獲得，同時只在二個垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向中的向下方向的部分以及其附近設置間隙。
在根據(jù)本發(fā)明具有前述油池的閥驅(qū)動裝置中，當挺桿部分的直徑小于凸輪基本圓形部分的直徑時，飛濺的潤滑油可以直接地引入到凸輪。
在根據(jù)本發(fā)明的閥驅(qū)動裝置中使用的直接驅(qū)動式閥提升器中，最好設置一個彈性變形促進部分以便當導向部分置于導向孔中時促進導向部分的彈性變形。在此安排中，當閥提升器在其提升動作的過程中變化其姿態(tài)時，可以促進導向部分的彈性變形，因此，當閥提升器改變其姿態(tài)時由打擊動作引起的噪聲可以被抑制同時可以避免磨擦的增加，因此可以改善閥提升器耐久性，并進一步可以改善發(fā)動機的輸出效率與燃油耗費。
最好，彈性變形促進部分設置在挺桿部分和導向部分之間的邊界附近的導向部分處，因而當閥提升器變更其姿態(tài)時導向部分能夠易于沿導向孔彈性變形。
進一步，最好設置在挺桿部分與導向部分之間的邊界附近的彈性彎形促進部分是設置在導向部分的周邊部分的槽，在此情況中，由于槽可以用作進行挺桿部分后表面與導向孔外周邊表面的磨削過程時需要的凹陷部分，因此閥提升器可以易于加工。
附圖的簡要說明

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖2是表示應用圖1所示的閥驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機的主要部分的主視圖；圖3是表示從內(nèi)燃機一汽缸的軸線方向所示的圖2的主要部分的俯視圖；圖4是示意表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖5是示意表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖6是示意表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的側(cè)視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的側(cè)視圖；圖11是表示沿圖7和9中VIII-VIII線所取的閥驅(qū)動裝置的視圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖14是沿圖12中XI-XI線所取的表示閥驅(qū)動裝置的視圖；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖17是沿圖15中XIV-XIV線所取的表示閥驅(qū)動裝置的視圖；圖18是表示根據(jù)本發(fā)明第七實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖19是沿圖18中XVI-XVI線所取的表示閥驅(qū)動裝置的視圖；圖20是表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖21是表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖22是沿圖21中III-III線所取的表示閥驅(qū)動裝置的視圖；圖23是表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的閥驅(qū)動裝置的形態(tài)的主視圖；圖24是沿圖23中V-V線所取的表示閥驅(qū)動裝置的視圖；圖25是表示常規(guī)閥驅(qū)動裝置形態(tài)的主視圖；圖26是表示常規(guī)閥驅(qū)動裝置形態(tài)的主視圖。
最佳實施例的詳細描述現(xiàn)在，將參照附圖給出本發(fā)明最佳實施例的較詳細的描述。
參照圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的閥驅(qū)動裝置。
參照圖1，閥提升器具101包括一個與設置在一內(nèi)燃機的汽缸頭111上邊的凸輪102相接觸的挺桿部分103，與凸輪102的突出部分相接觸的挺桿部分103的一部分制成基本上平的圓板形，凸輪102的突出部分與挺桿部分103進行線接觸，閥提升器101包括一個中空圓柱形連續(xù)到挺桿部分103的下部的導向部分104，導向部分104可滑動地放置在汽缸頭111的導向孔123內(nèi)，導向部分104的直徑r設定成小于挺桿部分103的直徑R。
使用以上形態(tài)，挺桿部分的直徑R這樣來設定以便保證所需要的閥提升器101的提升量，即，這一閥提升器101的提升量確保預定值或大一點的下跌比率以及要求的流量。此外，由于導向部分104的直徑做得較小，因而閥提升器101設計得小型化與重輕，換句話說，就變得有可能提供具有這一直徑R的挺桿部分103以便獲得能夠確保高的發(fā)動機性能的提升量，而同時減少在汽缸頭111附近的與閥相關(guān)的元件的占有面積。進一步，由于與閥相關(guān)的元件可以放置在一個小的空間，對其它元件安排的自由程度可以以空間上的優(yōu)越條件得到改善，此外，由于閥提升器101小型化和重量輕，閥驅(qū)動裝置適合于內(nèi)燃機的高速。
提升閥105(以后只稱之為“閥”)的桿部的端部設置在閥提升器101的導向部分104內(nèi)以便緊靠挺桿部分103的下表面，同時閥105被一個未表示出的彈簧推向上。也就是，閥提升器101設置在凸輪102與閥105之間。凸輪102的突出部分由于凸輪102的旋轉(zhuǎn)而與挺桿部分103進行接觸，以便向下推動閥提升器101，因此閥105與閥提升器101一起抵抗彈簧的推力被向下推，因而打開閥105，由于閥驅(qū)動系統(tǒng)的慣性質(zhì)量因閥提升器101的小型化和重量輕而做得較小，就無需制成較大的彈簧的彈力，因而就難以磨損凸輪102和挺桿部分103。
使用根據(jù)第一實施例的閥驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機將參照圖2和圖3加以描述，如圖2所示，內(nèi)燃機的汽缸體112裝有汽缸113，活塞114設置在汽缸113內(nèi)以便在其中往復，在活塞114的頂面限定一凹形的穴114a，因此穴114a產(chǎn)生這樣一個逆下跌流，即汽缸內(nèi)113以內(nèi)的吸入空氣幾乎正好在上面流動，吸氣閥座115與排氣閥116設置在汽缸113的燃燒室110內(nèi)，吸氣閥座115可由吸氣閥(閥105)打開與關(guān)閉，同時排氣閥座116可由排氣閥118(閥105)打開和關(guān)閉。
汽缸體112借助于汽缸頭螺釘109連接到汽缸頭111上，閥提升器101沿氣缸頭111內(nèi)的吸氣閥117(或排氣閥118)的軸線傾斜設置，導向部分104可滑動地由汽缸頭111支承，吸氣閥117(或排氣閥118)以這樣的狀態(tài)設置在閥提升器101內(nèi)，即通過保持器119和彈簧120在關(guān)閉閥117(或118)的方向上推動它，每一個吸氣閥117和排氣閥118以預定的相對于汽缸113軸線的角度θ設置在汽缸頭111上，吸氣閥117的角度θ可以與排氣閥118的角度θ相同或者不同。
閥提升器101以這樣一種狀態(tài)安排，即導向部分104(見圖1)的直徑r比挺桿部分103(見圖1)的直徑R小，同時閥提升器101以傾斜的狀態(tài)設置。因此，可以任意地保證平面視圖內(nèi)的空間同時增加了吸氣閥117和排氣閥118的角度θ的自由程度，例如圖2中所示排氣閥118，在閥提升器101和排氣閥118(或吸氣閥117)之間可設置墊片131。
氣缸頭111沿汽缸113的軸線方向或垂直地設置與吸氣閥座115溝通的吸氣口121以及與排氣閥座116溝通的排氣口122。由于吸氣口121沿汽缸的軸線或垂直地設置，以及吸氣口117相對于汽缸軸線以給定的角度θ設置，從吸氣口121吸入的空氣正好向下地流入汽缸113，因此，活塞114的穴114a能產(chǎn)生這樣一個逆下跌流，即汽缸113的吸入空氣幾乎正好向上流動。燃油直接地噴射入燃燒室110，同時由于吸入空氣的逆下跌流可以實行層化的燃燒。
如圖3所示，閥提升器101的挺桿部分103和汽缸頭螺釘109以這樣一種狀態(tài)設置，即汽缸頭螺釘109的螺釘支承面的直徑d以及通過軸向地延伸具有直徑R的吸氣閥117(或排氣閥118)的挺桿部分103而獲得的實際的柱形，當從螺釘支承面的平面看時，是重疊的。當閥的提升量為0，沿汽缸頭螺釘109的軸線看時，汽缸頭螺釘109與挺桿部分103不重疊，也就是滿足以下關(guān)系P+R＞p-d式中p是汽缸頭螺釘109的節(jié)距而P是挺桿部分103的節(jié)距。
由于閥提升器101以相對于汽缸113的軸線傾斜的狀態(tài)設置，即使當從螺釘支承面的平面看時汽缸頭螺釘109的螺釘支承面的直徑d和實際的柱形重疊，可以擰緊汽缸頭螺釘109而不影響閥提升器101，進一步，由于汽缸頭螺釘109的螺釘支承面的直徑d當從螺釘支承面的平面看時與實際的柱形重疊，汽缸頭螺釘109的節(jié)距p可以作得較小以便獲得能保證高的發(fā)動機性能的足夠閥提升量(大提升量)，即使內(nèi)燃機的位移量小。
在以上描述的第一實施例中，所給出的將本發(fā)明應用內(nèi)燃機上的型式的例子描述為閥提升器101相對汽缸113的軸線是傾斜的(即，相對于垂直方向向著垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向)，而且燃料直接噴射到燃燒室110中。但是，本發(fā)明不局限于第一實施例的結(jié)構(gòu)而可以應用于其它形式的內(nèi)燃機。更具體地，可以將本發(fā)明應用到閥提升器101垂直設置的內(nèi)燃機上，即，平行于汽缸113的軸線，或者只要閥提升器101的挺桿部分被凸輪102推向下，空氣-燃油混合物就引入到燃燒室110中。還有，閥提升器101的節(jié)距P與汽缸頭螺釘109的節(jié)距p之間的關(guān)系不局限于以上描述的例子，但可采用其它的關(guān)系，因此當從螺釘支承面的平面看時汽缸頭螺釘109的螺釘支承表面與實際的柱形不重疊。
閥提升器101設置在凸輪軸處形成的凸輪102與吸氣閥117(或排氣閥118)之間，該吸氣閥117(或排氣閥118)設置在內(nèi)燃機汽缸頭110中形成的吸氣口121(或排氣口122)處，并沿閥117(或118)的桿移動以便打開和關(guān)閉吸氣口121(或排氣口122)，使用閥提升器101的閥驅(qū)動裝置設置在限定于汽缸頭111中的導向孔123，和直接驅(qū)動式閥提升器中。該直接驅(qū)動式閥提升器包括與凸輪102接觸并被凸輪102向下推動的挺桿部分103，以及在其一端連結(jié)到挺桿部分103上并置于導向孔123中的導向部分104，以便在那里沿吸氣閥117(或排氣閥118)的軸線以一種互鎖的狀態(tài)滑動，即挺桿部分103的被凸輪102向下推的動作。進一步，導向部分104的直徑r作得比挺桿部分103的直徑R小。根據(jù)上述構(gòu)造，挺桿部分103的直徑設定為這樣的值，以保證為獲得預定值或更大的下跌比率和要求的流量所必需的閥提升器101的提升量。進一步，由于導向部分104的直徑作得小，因此，閥提升器101可以小型化和減輕重量。
因而，有可能在保證發(fā)動機高性能的同時減少汽缸頭111附近的與閥相關(guān)的元件的占有面積。還有，由于與閥相關(guān)的元件可以置于小的空間中，為其它元件安排的自由程度就可以改善。此外，由于閥提升器101是小型化并重量輕，閥驅(qū)動裝置能適用于內(nèi)燃機的高速。
由于閥提升器101相對于汽缸113的軸線是傾斜的，即便如果汽缸頭螺釘109的支承面之間的節(jié)距作得短于挺桿部分103的寬度(P+D)，汽缸頭螺釘109可以被緊固，而不影響挺桿部分103。進一步，由于吸氣閥117以相對于汽缸113的軸線的角θ來設置，但是本發(fā)明可以用于具有垂直式的吸氣口的內(nèi)燃機，該種內(nèi)燃機幾乎在燃燒室110的正上方部分產(chǎn)生逆下跌流，同時在燃燒室110內(nèi)直接地噴射燃油。無需說在內(nèi)燃機中不需要大的閥提升器的提升量，提升器可以進一步小型化和減輕重量而不改變提升量。
將參照圖5和圖6描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一種閥驅(qū)動裝置。
圖4表示一種閥提升器未被推下的狀態(tài)，圖5表示閥提升器被推下的狀態(tài)。
參照這些圖，凸輪212設置在內(nèi)燃機的汽缸頭211的上邊而汽缸頭211限定有導向孔213，閥提升器214的圓柱導向部分215可滑動地沿著并置于導向孔213中，挺桿部分216設置在導向部分215的上部，挺桿部分216向著導向部分215的外直徑方向從其圓周部分突出以形成突出部分230，挺桿部分216連續(xù)到導向部分215的上部以形成一傘形，挺桿部分216在其與凸輪212的突出部分接觸的部分構(gòu)成基本上平的圓板形，凸輪212與挺桿部分216進行線接觸，挺桿部分216的外周邊部分的全部可以不從導向部分215突出，但是僅挺桿部分216外周邊部分的一部分可以通過改變其直徑從導向部分215突出。
閥217(吸氣閥或排氣閥)的桿部以這樣一種狀態(tài)設置在閥提升器214的導向部分215內(nèi)，即桿部的端部緊靠挺桿部分216的下表面，閥217被未表示的彈簧向上推，也就是，閥提升器214設置在凸輪212與閥217之間，凸輪212的突出部分通過凸輪212的旋轉(zhuǎn)與挺桿部分216接觸以推動閥提升器214向下，因此閥217與閥提升器214一起被向下推動以抵抗彈簧的推力，因此打開閥217。
其中儲存潤滑油219的油池218用作一個油池部分在導向孔213的上部(挺桿216側(cè)邊)的周圍形成，挺桿部分216設置在油池218內(nèi)從而在挺桿部分216的外周邊與油池216的外周邊與油池218的內(nèi)壁之間形成一小的間隙，也就是這樣來安排，當提起閥提升器214時挺桿部分216在油池218內(nèi)移動，如圖4所示，設定油池218的深度d以便滿足以下表達式d≥D-S，式中D是當提升器214未被推向下時從挺桿部分216的上表面到油池218的底表面的長度。
與圖6所示的第三實施例的閥驅(qū)動裝置一樣，閥驅(qū)動裝置安排成這種狀態(tài)，當閥317相對于汽缸的軸線是傾斜時(即，向著相對于垂直方向的垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向)，至少挺桿部分316的后面的一部分當閥提升器314被提起時處于油面以下。
根據(jù)安排成前述狀態(tài)的閥驅(qū)動裝置，載荷從凸輪施加到圖5(圖6)中的挺桿部分216(316)的右側(cè)面上直到閥提升器214(314)提升動作開始之后閥提升器的提升量達到最大值。因此，產(chǎn)生與凸輪212(312)旋轉(zhuǎn)方向相同的方向的作用于閥提升器214(314)的轉(zhuǎn)矩。結(jié)果，閥提升器214(314)傾斜向圖5(圖6)中的左側(cè)，同時因此在左側(cè)的導向部分215(315)與導向孔213(313)之間的間隙變得比在其上部的要大。在此狀態(tài)中當上部的間隙變大時，油池218(318)中潤滑油219(319)被正在間隙上方的挺桿部分216(316)的后表面推向下(向著圖5(圖6)中箭頭A所示的方向)，因而潤滑油219(319)被充滿到間隙中。
同時，潤滑油219(319)被推出挺桿部分216(316)的外周邊部分和油池218(318)之間的間隙(向著圖5(圖6)中箭頭B的方向)，而且潤滑油219(319)被引入到凸輪212(312)的側(cè)面。油池218(318)內(nèi)的潤滑油219(319)被傘形的挺桿部分216(316)攪動同時渣子等被閥提升器214(314)提升動作排出。
在閥提升器達到最上面位置以實現(xiàn)閥提升器的最大提升量之后，轉(zhuǎn)矩以已經(jīng)作用于其上的相反方向作用到閥提升器214(314)上，因此閥提升器214(314)向著圖與5(圖6)中的左邊傾斜。在這一情況中，雖然導向部分215(315)和導向孔213(313)之間在左側(cè)的間隙在其上部變小，由于充滿間隙中的潤滑油219(319)實現(xiàn)擠壓作用，閥提升器214(314)不是很快地改變其姿態(tài)。
在上述閥驅(qū)動裝置中，在提升閥提升器214(314)的時候，油218(318)內(nèi)的潤滑油219(319)被挺桿部分216(316)的后面推入導向部分215(315)和導向孔213(313)之間的間隙中，在這種狀態(tài)中，潤滑油219(319)供應到導向部分215(315)和導向孔213(313)之間的間隙不考慮潤滑油219(319)的粘度。進一步，由于潤滑油219(319)被推出挺桿部分216(316)外周邊部分與油池218(318)之間的間隙同時潤滑油219(319)引入到凸輪212(313)的側(cè)邊，潤滑油219(319)供應到凸輪212(312)與挺桿部分216(316)之間的接觸表面。
因此，由于間隙處的磨擦和接觸表面變小，當閥提升器214(314)改變其姿態(tài)時由于打擊動作引起的噪聲可以降低同時由打擊動作引起的磨損程度也能減少。因此，發(fā)動機的輸出效率和燃油耗費得到改善，同時進一步也改善了發(fā)動機的耐久性與可靠性。
參照圖7至11將說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的閥驅(qū)動裝置。
圖7和8表示一種閥提升器未被推下的狀態(tài)而圖9和10表示閥提升器被推下的狀態(tài)，圖11是表示沿圖7和圖9的VIII-VIII線切去閥驅(qū)動裝置的一部分的圖示。
如這些圖所示，挺桿部分416從其圓周部分向?qū)虿糠?15的外直徑方向伸出以形成突出部分(430)，油池421用作在其中儲存潤滑油419的油池部分在導向孔413上部的周邊處形成。如圖7、9和11所示，油池421設置帶有缺口的部分422，該缺口部分通過部分地去除油池內(nèi)周壁的相對部分而形成一個對垂直于凸輪412旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向(圖中的左和右方向)的凸形。如圖8和10所示，油池421的部分(即，主要沿凸輪412的旋轉(zhuǎn)中心的軸線部分)除去帶缺口的部分422通過其間的小的間隙對著挺桿部分416。
根據(jù)以這種狀態(tài)安排的閥驅(qū)動裝置，當提起閥提升器414時，油池421中的潤滑油419被挺桿部分416的后表面推入導向部分415與導向孔413之間的間隙中，因此潤滑油419供應到導向部分415與導向孔413之間的間隙，進一步，潤滑油419被從挺桿部分416的外周邊部分與油池421之間的間隙主要沿凸輪412的旋轉(zhuǎn)中心的軸線推出并引到凸輪412的側(cè)邊上。油池412的潤滑油419被傘形的挺桿部分416攪動同時渣子等被閥提升器214的提升動作排出，當閥提升器414被提起時，潤滑油419被從缺口部分422推出到挺桿部分416的上表面，同時很多的潤滑油419引入到凸輪412與挺桿部分416之間的接觸表面上，因而凸輪412與挺桿部分416之間的接觸表面被充分潤滑。
因此，由于間隙和接觸表面處的磨擦變得較小，當閥提升器414改變其姿態(tài)時由打擊動作引起的噪聲可被減少同時由打擊動作引起的磨損程度也可以降低。因此，發(fā)動機的輸出效率和燃油耗費得到改善，同時進一步，發(fā)動機的耐久性和可靠性也得到改善。
參照圖12至14將描述根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的閥驅(qū)動裝置。
圖12表示閥提升器未被推向下的情況而圖13則表示閥提升器被推下的情況，圖14是表示沿圖12中XI-XI線閥驅(qū)動裝置的一部分被切去的圖示。
如這相圖所示，相對于汽缸的軸線傾斜地設置閥517(即，相對于垂直方向向著垂直于凸輪的旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向)，挺桿桿部分516從其圓周部分向著導向部分515的外直徑方向伸出以形成突出部分(530)。用作儲存潤滑油519的油池部分的一個油池526在導向孔513的上部的周邊部分處形成。油池526設置有缺口部分527，該缺口部分是由部分地去除油池內(nèi)周壁的一部分而形成的在傾斜的內(nèi)側(cè)(圖中的左側(cè))的凸形向著垂直于凸輪512旋轉(zhuǎn)中心軸線的方向，油池526的部分除去缺口部分527通過其間的小的間隙對著挺桿部分516。
根據(jù)安排成這種狀態(tài)的閥驅(qū)動裝置，當提起閥提升器514時，潤滑油519從缺口部分527推出到挺桿部分516的上表面，同時潤滑油519引入到凸輪512和挺桿部分516之間的接觸表面上。進一步，特別是，當發(fā)動機在高速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，缺口部分527內(nèi)的潤滑油在高壓下被挺桿部分516擠壓，因此，潤滑油519向著汽缸頭511的壁表面等處飛濺。于是，這樣飛濺的潤滑油519在壁表面等處撞擊起來同時引入到凸輪512的突出部分，該凸輪的基礎圓形部分的直徑小于挺桿部分516的直徑，因此，凸輪512和挺桿部分516之間的接觸部分被充分地潤滑。
因此，由于接觸表面可以避免高摩擦與高磨損程度，因此改善了發(fā)動機的輸出效率與燃油耗費同時進一步改善了發(fā)動機的耐久性與可靠性。
參照圖15至17將說明本發(fā)明的第六實施例，圖15和16是表示根據(jù)第六實施例的閥驅(qū)動裝置的圖解安排的主視圖，其中圖15表示閥提升器未被推下的狀況而圖16則表示推下閥提升器的狀況，圖17是表示沿圖15中XIV-XIV線閥驅(qū)動裝置的一部分被切去的圖示。
如圖15和16所示，凸輪631設置在發(fā)動機的氣缸頭611的上邊，挺桿部分616的直徑r做得比凸輪631的基礎圓形部分的直徑R要小，挺桿部分616從其圓周部分向?qū)虿糠?15的外直徑方向伸出以形成突出部分(630)，用作油池部分在其中儲存潤滑油619的油池632在導向孔613上部的周邊形成。如圖17所示，油池632設置直徑放大的部分633，該部分通過部分地以一橢圓形以這樣的狀態(tài)除去油池內(nèi)周壁的相對的二部分而形成，即其主軸線部分指向垂直于凸輪631(在圖中的左和右方向)的旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向，油池632部分的每一部分除去直徑放大部分633通過其間的一小間隙對著挺桿部分616。
根據(jù)以這種狀態(tài)安排的閥驅(qū)動裝置，當提起閥提升器614時，潤滑油619從直徑放大的部分633推出到挺桿部分616的上表面，同時潤滑油619引入到凸輪631和挺桿部分616之間的接觸表面上。進一步，特別是，當發(fā)動機在高速范圍旋轉(zhuǎn)時，直徑放大的部分633內(nèi)的潤滑油619被挺桿部分616擠壓并飛濺，在這種情況中，由于挺桿部分616的直徑r做得比凸輪631的基礎圓形部分的直徑R要小，因此飛濺的潤滑油619直接地被引入到凸輪631的突出部分上。因此，凸輪631與挺桿部分616之間的接觸部分被充分地潤滑。
因此，由于可以避免在接觸表面的高磨擦和高的磨損程度，改善了發(fā)動機的輸出效率與燃油耗費同時進一步也改善了發(fā)動機的耐久性與可靠性。
參照圖18和19將描述根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的閥驅(qū)動裝置。
如這些圖所示，設置閥717以便相對于汽缸的軸線是傾斜的(即，向著垂直于凸輪的旋轉(zhuǎn)中心的軸線相對垂直方向的方向)，挺桿部分716從其圓周部分向著導向部分715的外直徑方向伸出以便形成突出部分(730)，用作油池部分在其中儲存潤滑油719的油池736在導向孔713的上部的周邊處形成，油池736設置一直徑放大的部分737，該部分是通過以一半橢圓形以這樣的狀態(tài)部分地除去油池的內(nèi)周壁的一部分而形成，即其主軸線部分向著垂直于凸輪731旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向置于傾斜的內(nèi)邊上(圖中的左邊)，油池的部分736除去直徑放大部分737通過其間的一小間隙對著挺桿部分716。
根據(jù)以這樣狀態(tài)安排的閥驅(qū)動裝置，當提起閥提升器714時，潤滑油719從直徑放大的部分737推出到挺桿部分716的上表面，同時潤滑油719引入到凸輪731與挺桿部分716之間的接觸表面上，進一步，特別是，當發(fā)動機在高速范圍中旋轉(zhuǎn)時，直徑放大的部分737內(nèi)的潤滑油719被挺桿部分716擠壓并飛濺，在這種情況中，由于挺桿部分716的直徑r作得比凸輪731的基礎圓形部分的直徑R要小，如此飛濺的潤滑油719直接地被引入到凸輪731的突出部分，因此，凸輪731與挺桿716之間的接觸部分被充分地潤滑。
因此，由于在接觸表面能夠避免高磨擦與高的磨損程度，改善了發(fā)動機的輸出效率和燃油耗費同時進一步也改善了發(fā)動機的耐久性與可靠性。
參照圖20至24將描述根據(jù)本發(fā)明第八實施例的閥驅(qū)動裝置。
如這些圖所示，閥提升器811的圓柱形導向部分812置于汽缸頭802的導向孔806內(nèi)以便沿那里自由地滑動。一圓盤形的挺桿部分813整體地設置在導向部分812的上部，挺桿部分813的直徑R大于導向部分812的直徑r，挺桿部分813是這樣成形以便連續(xù)到導向部分812的上部以形成一傘形。
挺桿部分813在一部分構(gòu)成一基本上是平板圓形，該部分與凸輪803的突出部分相接觸，凸輪803的突出部分與挺桿部分813形成線接觸，閥驅(qū)動裝置設定成這樣一種狀態(tài)，即當閥807向下推到最大位置時，也就是，當閥提升器811的提升量達到最大值時，僅僅導向部分812被置于導向孔806內(nèi)(挺桿部分816未被置于導向孔806內(nèi))。
在挺桿部分813的根部在導向部分812的外周邊形成一圓周的槽814用作一彈性變形促進部分r，因此當導向部分812被置于導向孔806內(nèi)時，圓周的槽814促進導向部分812的彈性變形。
根據(jù)這樣構(gòu)造的閥提升器811，如圖21和22所示，載荷從凸輪作用到圖21中挺桿部分813的右側(cè)表面上直到閥提升器811的提升動作開始之后閥提升器811的提升量達到最大值，因此，作用到閥提升器811上的轉(zhuǎn)矩以與凸輪803旋轉(zhuǎn)方向相同的方向而產(chǎn)生，因此，閥提升器811向著圖中的右邊傾斜(也就是，向著垂直于凸輪的旋轉(zhuǎn)中心的軸線相對于垂直方向的方向)同時因此導向部分812與導向孔806之間的間隙在右側(cè)邊在其上部變得較小。
當閥提升器811被以與凸輪803旋轉(zhuǎn)方向相同的方向作用于其上的轉(zhuǎn)矩改變其姿態(tài)時，導向部分812由于設置在導向部分812外周邊的圓周槽814而彈性變形，因此導向部分812的外周配合到導向孔806的內(nèi)周邊，因此，由于導向部分812與導向孔806之間的潤滑油避免被推向一側(cè)同時油膜保持在它們之間，當閥提升器改變其姿態(tài)時，由打擊動作引起的噪聲可被抑制。同時，由打擊動作引起的磨損也可被抑制，因而可降低摩擦。
如圖23和24所示，由于在閥提升器的提升量達到最大值之后，載荷從凸輪作用到圖23中挺桿部分813的左側(cè)表面，作用到閥提升器811上的轉(zhuǎn)矩以與凸輪803旋轉(zhuǎn)方向相反的方向而產(chǎn)生，因此，閥提升器811向著圖中的左邊傾斜。因此導向部分812與導向孔806之間的間隙在左邊在其上部變得較小。
當閥提升器811由于以與凸輪803旋轉(zhuǎn)方向相反的方向作用于其上的轉(zhuǎn)矩而改變其姿態(tài)時，導向部分812由于在導向部分812的外周邊部分設置圓周槽814因此向著與圖21的情況中相反的方向彈性變形，所以導向部分812的外周配合到導向孔806的內(nèi)周中。因此，由于導向部分812與導向孔806之間的潤滑油避免被推向側(cè)邊同時在其間保持油膜，當閥提升器改變其姿態(tài)時由打擊動作引起的噪聲可以被抑制同時也可以抑制由打擊動作引起的摩損，因而能降低摩擦。
進一步，由于圓周的槽814提供一在進行挺桿部分813的后表面和導向孔812的外周邊表面的磨削加工時所需要的凹進部分，因此閥提升器811能比較容易地加工。
權(quán)利要求
1.一種使用直接驅(qū)動式閥提升器的閥驅(qū)動裝置，該閥提升器設置在在凸輪軸上形成的凸輪(102，212，312，412，512，631，731，803)與提升閥(105，117，118，217，317，417，517，617，717，807)之間，該提升閥設置在在內(nèi)燃機的汽缸頭(112，211，311，411，511，611，711，802)上形成的通道(121、122)中并在所述的閥的軸向方向移動以便打開和關(guān)閉所述通道，所述裝置包括在所述汽缸頭上形成的導向孔(123，213，313，413，513，613，713，806)；以及一直接驅(qū)動式的閥提升器(101，214，314，414，514，614，714，811)，其包括與所述凸輪進行接觸并被所述凸輪壓迫的挺桿部分(103，216，316，416，516，616，716，813)，以及具有結(jié)合到所述挺桿部分上的一端并置于所述導向孔內(nèi)的導向部分(104，215，315，415，515，615，715，812)，以便以一種互鎖狀態(tài)自由地在其中向所述提升閥的軸向方向滑動，作為所述挺桿部分被所凸輪推動的動作，其中所述導向部分的直徑(r)制作得比所述挺桿部分的直徑(R)要小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述通道至少包括所述內(nèi)燃機的一個吸氣通道(121)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述凸輪軸設置在所述汽缸頭的一上邊，同時所述吸氣通道在其一端開向所述內(nèi)燃機的一燃燒室而在其另一端開向所述汽缸頭的一上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于至少二個設置在所述吸氣通道中的所述提升閥是設置在所述內(nèi)燃機的汽缸的每一個中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述導向孔在其開口邊緣處設置一用于儲存潤滑油在其中的油池(218，318，421，526，632，736)，所述挺桿部分的直徑至少部分地大于所述導向部分的直徑同時所述挺桿部分具有一從所述的導向部分的外周表面向著所述導向部分外直徑方向伸出的突出部分(230，330，430，530，630，730)，以及當所述閥提升器被提起時，所述突出部分在所述油池內(nèi)移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于在所述油池的所述外周邊表面與所述挺桿部分的邊緣部分之間設置間隙，因此潤滑油可以飛濺到所述間隙之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述間隙以這樣一種狀態(tài)安排，即其向著垂直于所述凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向的寬度及其附近的寬度大于其剩余部分處的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述間隙僅在向著垂直所述的凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向的部分及其附近設置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于設置所述閥提升器以便向著垂直于所述凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線的方向相對于垂直方向傾斜，同時所述間隙僅在向著垂直于所述凸輪旋轉(zhuǎn)中心的軸線方向的兩個方向中的朝著向下方向的部分及其附近設置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述挺桿部分的直徑小于所述凸輪的基礎圓形部分的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥驅(qū)動裝置，進一步包括當所述導向部分置于所述導向孔內(nèi)時為促進所述導向部分彈性變形的彈性變形促進部分(814)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述彈性變形促進部分設置在所述挺桿部分與所述導向部分之間邊界附近的所述導向部分處。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述彈性變形促進部分是一個設置在所述導向部分的周邊部分的槽。
全文摘要
在一種使用直接驅(qū)動式閥提升器的閥驅(qū)動裝置中,該提升器設置在在凸輪軸上形成的凸輪與提升閥之間,該提升閥設置在在內(nèi)燃機汽缸頭上形成的通道中并朝向閥的軸線方向移動以打開和關(guān)閉該通道,閥驅(qū)動裝置包括:在汽缸頭上形成的導向孔;和具有挺桿部分的直接驅(qū)動式閥提升器,該挺桿部分與凸輪進行接觸并被凸輪壓迫,以及具有結(jié)合到挺桿部分去的一端部并置于導向孔內(nèi)的導向部分以便自由地向著提升閥的軸線方向以互鎖狀態(tài)在其中滑動作為挺桿部分被凸輪的推動動作,其中導向部分的直徑制作得比挺桿部分的直徑要小。
文檔編號F01L1/14GK1276467SQ0010904
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月7日
發(fā)明者村田真一, 東博文, 宮本秀樹 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社