[发明专利]用于内燃机的可变配气定时机构

说明书

本发明涉及一种可变配气定时机构，该机构按照发动机的运转工况控制发动机进气门配气定时和排气门配气定时中至少一个。

按照发动机运转工况控制发动气门配气定时的一些可变配气定时机构正在使用中。这些可变配气定时机构其中之一型式是不断改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位(偏移角度)。

日本未审查公开专利平1-92504号公开了一种可连续变化相位的可变配气定时机构，该可变配气定时机构中的一个定时轮可相对于一个内转子转动。下面将参考图8对此型式的一个例子进行描述。

一个可变配气定时机构90包括一个配气定时轮91和一个内转子92。定时轮91有若干从其内表面向其中心凸出的凸块911。每对相邻的凸块911构成了油腔912。一些叶片921从内转子92的凸出。各叶片921分别装在对应的某个油腔912内。叶片921和油腔912的壁面构成了压力腔93，每个叶片921的两侧都有这样的压力腔93。定时轮通过一根定时链与曲轴相连。凸轮轴94上有一些通道96，同样内转子92上也有一些通道97。

油经凸轮轴94上的通道96和内转子92上的通道97供应到压力腔93内，压力腔93内作用在叶片921上的液压，使内转子92和凸轮轴94一起相对定时轮92转动。

在一对相对的凸块911上分别钻有一对孔913。每个孔913内都装有一个锁止销95和一个弹簧951。由于后面装有弹簧951，各锁止销都有向定时轮91中心移动的趋势。内转子92上的通道97内有啮合孔922。每个孔922都与一锁止销95对应。各锁止销95都可插入与之对应的孔922内。更具体地说，当叶片921处于某一最大偏移量位置时，某一锁止销会插入与之对应的孔922内，此时叶片921与腔912的某一侧壁接触。当通道97内油压的推力大于弹簧的推力时，与某孔922啮合的锁止销95缩回，脱离啮合。

当发动机起动时，通道96和97内的油末被加压。因此，某锁止销95在后面弹簧的作用下与啮合孔922啮合。这使得叶片921保持在一个最大偏移位置，定时轮91和内转子92间的相对转动被限制。

当发动机的工作使得通道96、97内的油压增至一个足够高的水平时，作用于锁止销95上的油压也相应升高。结果，与孔922啮合的销95被与弹簧弹力反向的油压推回，从而脱离孔922。如果，压力腔93内叶片921两边的压力不等，叶片会向压力腔内压力较低的一侧转动。相应地定时轮92相对内转子92产生了转动。

在该可变配气定时机构90中，定时轮90和曲轴同步旋转。因此，定时轮91和内转子92间的相对转动使得凸轮轴92的转动相位相对于发动机参考旋转相位或曲轴转动相位发生了变动。相应地，配气定时相对于曲柄转角被提前或延迟。

某些上述型式的可变配气机构改变了进气配气定时。如果在起动发动机时，在通过延迟凸轮轴转动相位来延迟进气关闭定时的情况下，燃烧室内的空气—燃料混合物会流回进气管。

发动机起动时转速很低。此时，空—燃混合物向进气管内的回流将会降低有效压缩比，防碍发动机起动。空—燃混合物的温度较低时，其体积较小。此时，发动机的转动就不可能将混合气压缩至一个足够高的水平。这进一步防碍了发动机的起动。

配气定时由适于发动机起动的配气定时延迟就是推迟进气门的关闭时刻。以利用发动机高速转动时的进气惯性增加进气量，提高发动机的功率特性。延迟进气门关闭时刻产生的空—燃混合气回流使泵损失减少。因而发动机的燃油消耗率会降低。

但是，在图8所示的现有技术可变配气定时机构90中，为获得一个满意的发动机起动性能，配气定时在发动机起动时处于其最大延迟位置。因此，该配气定时在发动机运行中不能被进一步延迟。

再有，发动机起动时，过分提前进气门配气定时会加大气门重叠角。这将增加燃烧室内废气再循环的数量(EGR)，进而降低发动机的起动性能。

某些可变配气定时机构用于控制排气门的配气定时。当某一装有该机构的发动机起动时，过分推迟的排气门配气定时也会加大气门重叠角。同样会增加燃烧室内EGR的数量，降低发动机的起动性能。

发动机起动时，一个过分提前的排气门配气定时过早地提前了排气门的开启时刻，因此延长了燃烧冲程中的排气门开启阶段。这会使燃烧冲程中产生的燃烧压力得不到更充分的利用。发动机的起动性能也相应地降低了。

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的可变配气定时机构，该机构可改善发动机的起动性能，阔展发动机工作时配气定时变化的范围，进而提高发动机的功率特性。本发明可以以多种方式实施，包括一种装置和一种方法。