[发明专利]低摩擦垫表面

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的可变气门升程和时长系统，更具体涉及减小配气机构的摩擦以降低燃料消耗。

背景技术

本发明涉及本发明申请人早前开发的可变升程和时长机构(VLD)。它利用了两个可相对彼此改变相位的同心凸轮轴。采用这两个凸轮轴的目的是使赋予气门的升程由每个凸轮轴轮廓所产生的升程总和决定。在任一凸轮轴“离开凸轮”时，没有升程赋予气门。通过改变两个凸轮轴的相位，可以改变累积的升程和时长。无论在进气还是排气时，这都会导致直接改变发动机气门的打开时长和升程。

累积的升程通过利用总合杆来获得，该总合杆具有与两组凸轮均接触的凸轮随动件。如果任一个凸轮随动件位于相关凸轮的基圆上，则总合杆仅会围绕将其连接至气门致动摇臂的枢转轴摇动。如果两个凸轮随动件都与凸轮凸角接触，则总合杆将向下移动并向下推动致动摇臂，继而该致动摇臂绕液压间隙调节器枢转从而打开发动机气门。

VLD系统运行的一项基本特征在于，当(多个)气门闭合且摇臂系统经历其“复位”或“重置”运动时，系统中必须存在空隙。如果该系统被设计成没有空隙，则第二凸轮凸角相对于第一凸轮凸角改变相位以改变主升程动作的效果是，要么在增加气门升程时长时引入空隙，要么在减少气门升程时长时导致复位运动期间出现额外的气门升程。

为了使气门运动符合理论升程曲线，确保系统中存在正确的空隙量是必要的。发动机气缸之间空隙大小的不同将会导致气缸之间气门升程的不一致。这将引起经过发动机各气缸的气流不同，从而可能导致不着火或发动机稳定性较差。

通常，采用接触凸轮轴旋转部分的垫表面来限制液压间隙调节器(HLA)的扩张并由此控制所述空隙。可以通过从所述垫表面上去除材料或通过调节垫表面的位置来设定每个VLD摇臂系统内的空隙。传统上，气门致动摇臂上的垫表面抵靠凸轮凸角侧面的轴环以限制HLA扩张并由此控制空隙。

采用凸轮轴上的表面而不是附接至气缸盖的固定止挡表面来控制间隙，这是有利的，因为这避免了气缸盖几何形状的任何变化影响到VLD摇臂系统的运行空隙。该空隙仅由VLD摇臂系统和凸轮轴限定，从而允许系统中所有其它部件的任何变化都能被HLA补偿。

虽然这种设计在控制间隙方面表现很好，但垫表面和凸轮轴轴环之间的滑动界面导致作用于凸轮轴的小摩擦力矩，这在传统配气机构中不会出现。所述界面还存在磨损的可能性，所述磨损会改变配气机构的空隙，从而可能使气门在摇臂系统的复位运动期间产生升程。

虽然人们认为所述界面的这种摩擦损失很小，但是在燃料经济性方面的法规日趋严格和因此努力提高发动机效率的情况下，消除任何不必要的摩擦损失都是有利的。这对于本身就是用来产生燃料经济性效益的气门升程控制系统而言是尤为重要的。

还须注意的是，与所有可变气门升程系统一样，VLD摇臂系统具有许多不会出现在传统滚柱指轮随动器系统中的附加的部件界面。虽然在低气门升程的设定下运行时VLD系统的摩擦通常小于传统配气机构，但在高升程时这些附加的界面所产生的摩擦将变得更加显著。另外，VLD摇臂系统在高升程下运行时往往会使凸轮轴轴承上的载荷增大，这可能造成凸轮轴的摩擦力矩增大。

发明内容

为了减轻上述缺点，本发明提供如所附权利要求书的权利要求1所述的可变气门致动机构。

从属权利要求进一步提供附加的优点，其公开了：

凸轮轴支承轴承可以是滚动轴承。

垫表面可设置在气门致动摇臂上。

垫表面可以是可拆卸部件，其由将气门致动摇臂连接至总合杆的枢转轴支承。

滚动轴承可位于可拆卸垫件与枢转轴之间。

气门致动摇臂和总合杆之间的枢转连接可以包括滚动轴承。

单个滚动轴承可将垫和气门致动摇臂二者的载荷传递至枢转轴。

滚动轴承可包括圆柱形滚动体。

本发明的优选实施例可进一步包括调节机构，用于改变垫表面所抵靠的固定不动的表面的位置，从而改变摇臂系统的空隙。

调节机构可通过渐进地旋转绕凸轮轴旋转的偏心表面而改变固定不动的表面的位置。

偏心表面可形成为凸轮轴轴承的一部分，且凸轮轴轴承成对地安装，以使用于邻近各气缸盖支座的两个垫表面的止挡位置可被独立地调节。

可将附加部件装配至轴承的外滚道以提供止挡表面。

附加部件可以是滚动轴承。

附加部件可以是用于设定摇臂系统空隙的分级的部分圆柱形表面。

附加部件可以用于将外滚道轴向定位在气缸盖轴颈内。

固定不动的止挡表面可以有效地允许润滑剂进入到凸轮轴支承轴承中。