滑动凸轮轴组件

文档序号:1412741 发布日期:2020-03-10 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 滑动凸轮轴组件 (Sliding camshaft assembly ) 是由 B·R·卡恩 H·W·阮 D·切托尔 于 2019-05-29 设计创作,主要内容包括:本公开涉及一种凸轮轴组件,该凸轮轴组件包括基轴、具有圆柱凸轮和多个凸角组的可轴向移动结构以及致动器。圆柱凸轮限定具有扩大区和收敛区的单个控制槽。致动器包括具有第一和第二销的致动器本体。第一和第二销中的每个销均可相对于致动器本体在内缩位置与外伸位置之间移动。当第二销沿扩大区的第二侧的至少一部分行进然后进入收敛区时,可轴向移动结构可从第一位置移动到第二位置。当第一销沿扩大区的第一侧的至少一部分行进时,在进入收敛区之前,可轴向移动结构也可从第二位置移动到第一位置。(The present disclosure relates to a camshaft assembly including a base shaft, an axially moveable structure having a cylindrical cam and a plurality of lobe sets, and an actuator. The cylindrical cam defines a single control slot having an enlarged region and a converging region. The actuator includes an actuator body having first and second pins. Each of the first and second pins is movable relative to the actuator body between a retracted position and an extended position. The axially moveable structure may be moveable from the first position to the second position as the second pin travels along at least a portion of the second side of the enlarged region and then enters the converging region. The axially moveable structure may also be moveable from the second position to the first position prior to entering the converging region as the first pin travels along at least a portion of the first side of the enlarged region.)

滑动凸轮轴组件

技术领域

本公开涉及一种用于车辆发动机的滑动凸轮轴。

背景技术

目前生产的机动车辆(如现代汽车)一开始就装备有动力系统(powertrain),其作用是推动车辆并给车载车辆电子器件供电。动力系统包含动力传动系统(drivetrain),但常常被错误地分类为动力传动系统,其通常是由原动机(如发动机)组成,该原动机将驱动功率经过多速变速器输送至车辆的最终传动系统(例如,后差速器、车轴、和车轮)。以往汽车通常是由往复活塞式内燃发动机(ICE)提供动力,因为这种发动机具有随时可用性、相对较低的成本、轻量化、和整体效率。作为一些例子,这种发动机包括二冲程和四冲程圧缩点火式柴油发动机、四冲程火花点火汽油发动机、六冲程发动机结构、和旋缸发动机。另一方面,混合动力车辆采用替代的动力源(如电动机-发电机)来推动车辆,从而使对发动机动力的依赖程度最小化并且提高总体燃料经济性。

典型的顶置阀内燃发动机包括带气缸孔的发动机缸体,各气缸孔都具有可在其中往复运动的活塞。联接到发动机缸体上表面的是气缸盖,该气缸盖与活塞和气缸孔共同地形成可变容积燃烧室。这些往复式活塞用于将通过点燃燃烧室中的燃料与空气混合物所产生的压力转变成旋转力以驱动曲轴。气缸盖限定进气口,经过这些进气口选择性地将由进气歧管所提供的空气引入各燃烧室。也限定在气缸盖中的是排气口,经过这些排气口选择性地将排气和燃烧的副产物从燃烧室排出到排气歧管。排气歧管相应地收集排气并将它们加以混合以便再循环到进气歧管中,输送至涡轮驱动的涡轮增压器,或者从ICE中经由排气系统排出。

气缸盖(或多个气缸盖,如果发动机具有多排气缸)可容纳ICE的配气机构:进气阀、排气阀、摇臂、推杆、和(在某些情况下)凸轮轴。配气机构是动力传动子系统的一部分,负责在任何给定时间点控制夹带燃料的空气及进入和离开发动机燃烧室的排气的量。通过直接地或间接地利用旋转凸轮轴上的凸轮凸角来调节阀升程和正时(这是通过驱动进气阀和排气阀来完成的),来改变发动机转矩和功率输出。不同的发动机转速通常需要不同的阀正时和升程,以获得最佳性能。通常,低发动机转速要求阀在较短时间段内打开相对较小的量,而高发动机转速要求阀在较长时段内打开相对较大的量,以获得最佳性能。通过附加在不同的凸轮轮廓之间进行选择以便以不同速度和负荷不同地驱动阀的能力,发动机能够在更大的发动机操作条件范围内更好地优化性能。

发明内容

本公开提供了一种滑动凸轮轴组件,该滑动凸轮轴组件包括基轴、具有圆柱凸轮和多个凸角组的可轴向移动结构,及致动器。圆柱凸轮限定具有扩大区和收敛区的单控制槽。致动器包括具有第一和第二销的致动器本体。第一和第二销各自都相对于致动器本体在内缩位置与外伸位置之间移动。当第二销沿扩大区的第二侧的至少一部分行进然后进入收敛区时,可轴向移动结构可从第一位置移动到第二位置。在进入收敛区之前,当第一销沿扩大区的第一侧的至少一部分行进时,可轴向移动结构也可从第二位置移动到第一位置。

因此,在一个实施方案中,根据本公开的示例性滑动凸轮轴组件包括:基轴、具有圆柱凸轮和多个凸角组的可轴向移动结构,以及致动器。基轴沿纵向轴线延伸,并且基轴可构造成围绕纵向轴线旋转。可轴向移动结构构造成相对于基轴沿纵向轴线移动。然而,可轴向移动结构旋转地固定到基轴。可轴向移动结构中的多个凸角组中的各凸角组都包括多个凸轮凸角。可轴向移动结构中的圆柱凸轮限定控制槽,该控制槽是由围绕圆柱凸轮圆周的单路径所限定,使得该单路径由扩大区和收敛区所限定。致动器包括致动器本体以及第一和第二销,这些销各自都可移动地耦合到致动器本体,使得第一和第二销各自都可相对于致动器本体在内缩位置与外伸位置之间移动。第一和第二销构造成沿由控制槽所限定的单路径行进。然而,当基轴围绕纵向轴线旋转时,可轴向移动结构可相对于基轴从第一位置轴向地移动到第二位置,并且第二销处在外伸位置,其中第二销至少部分地位于控制槽中。在此布置方式下,第二销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第二侧的至少一部分行进。类似地,当基轴围绕纵向轴线旋转时,可轴向移动结构可相对于基轴从第二位置轴向地移动到第一位置,并且第一销处在外伸位置,从而将第一销至少部分地设置在控制槽中。在此布置方式下,第一销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第一侧的至少一部分行进。应当理解的是,控制槽的扩大区限定控制槽中的扩大宽度,并且控制槽的收敛区限定控制槽中的窄宽度,其中窄宽度小于扩大宽度。

控制模块可与致动器通信,从而响应于来自控制模块的输入而致动第一和/或第二销,使得第一和/或第二销可在内缩位置与外伸位置之间移动。此外,就限定于可轴向移动结构(在各凸角组内部)上的多个凸轮凸角而言,这种凸轮凸角可至少包括相对于彼此轴向地间隔的第一凸轮凸角和第二凸轮凸角。第一凸轮凸角具有第一最大凸角高度,而第二凸轮凸角具有第二最大凸角高度。第一最大凸角高度可不同于第二最大凸角高度,以便改变阀的排量。

在本公开又一个实施方案中,提供了一种发动机总成,该发动机总成包括内燃发动机、凸轮轴组件,以及致动器。内燃发动机可包括:第一气缸、第二气缸、可操作地耦合到第一气缸的第一阀,以及可操作地耦合到第二气缸的第二阀。第一阀可构造成控制第一气缸中的流体流量,而第二阀构造成控制第二气缸中的流体流量。凸轮轴组件包括基轴和可轴向移动结构。基轴围绕纵向轴线旋转(并沿纵向轴线延伸)。可将可轴向移动结构安装在基轴上,因而可轴向移动结构可相对于基轴沿纵向轴线轴向地移动。然而,可轴向移动结构旋转地固定到基轴。可轴向移动结构包括多个凸角组和圆柱凸轮。各凸角组都包括多个凸轮凸角。各凸角组(多个凸轮凸角)包括相对于彼此轴向地间隔的第一和第二凸轮凸角。各第一凸轮凸角都具有第一最大凸角高度,而各第二凸轮凸角都具有第二最大凸角高度。第一最大凸角高度可以不同于第二最大凸角高度。

可轴向移动结构的圆柱凸轮限定控制槽,该控制槽是围绕圆柱凸轮的圆周的单路径。前述的单路径是由扩大区和收敛区所限定。就致动器而言,该致动器包括致动器本体以及第一和第二销,这些销各自都可移动地耦合到致动器本体。第一和第二销各自都相对于致动器本体在内缩位置与外伸位置之间移动,因而第一和第二销各自都构造成沿由控制槽所限定的单路径行进。

然而,当第二销处在外伸位置从而将第二销至少部分地设置在控制槽中时,随着基轴围绕纵向轴线旋转,可轴向移动结构可相对于基轴从第一位置轴向地移动到第二位置。在此布置方式下,第二销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第二侧的至少一部分行进。类似地,当第一销处在外伸位置从而将第一销至少部分地设置在控制槽中时,随着基轴围绕纵向轴线旋转,可轴向移动结构可相对于基轴从第二位置轴向地移动到第一位置。在此布置方式下,第一销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第一侧的至少一部分行进。应当理解的是,控制槽的扩大区限定控制槽中的扩大宽度,并且控制槽的收敛区限定控制槽中的窄宽度,其中窄宽度小于扩大宽度。前述的凸角组构造成当可轴向移动结构与基轴一起旋转时同步地旋转。就控制模块而言,该控制模块与致动器通信,从而响应于来自控制模块的输入,而致动第一和/或第二销中的至少一个使其在内缩位置与外伸位置之间移动。

在本公开的又一个实施方案中,提供了一种发动机总成,该发动机总成包括内燃发动机,以及可操作地耦合到多个发动机阀的凸轮轴组件。该凸轮轴组件包括基轴、可轴向移动结构、多个凸角组,以及用于每两个气缸的单个致动器。基轴沿纵向轴线延伸并围绕该轴线旋转。可轴向移动结构包括圆柱凸轮和多个凸角组。可轴向移动结构可相对于基轴轴向移动,但仍然旋转地固定到基轴。圆柱凸轮限定控制槽,其中该控制槽限定围绕圆柱凸轮的圆周的单个路径。任选地,凸轮轴组件可包括用于每个致动器的仅一个圆柱凸轮。就单个致动器而言,该致动器包括致动器本体以及第一和第二销,这些销各自都可移动地耦合到致动器本体。第一和第二销各自都可相对于致动器本体在内缩位置与外伸位置之间移动。

应当理解的是,当第二销处在外伸位置从而将第二销至少部分地设置在控制槽中时,随着基轴围绕纵向轴线旋转,前述的可轴向移动结构可相对于基轴从第一位置轴向移动到第二位置。在此布置方式下,第二销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第二侧的至少一部分行进。类似地,当第一销处在外伸位置从而将第一销至少部分地设置在控制槽中时,随着基轴围绕纵向轴线旋转,可轴向移动结构可相对于基轴从第二位置轴向移动到第一位置。在此布置方式下,第一销构造成在进入控制槽的收敛区之前,沿控制槽中的扩大区的第一侧的至少一部分行进。

也应当理解的是,控制槽的扩大区限定控制槽中的扩大宽度,并且控制槽的收敛区限定控制槽中的窄宽度,其中窄宽度小于扩大宽度。前述的凸角组构造成当可轴向移动结构与基轴一起旋转时同步地旋转。就控制模块而言,该控制模块与致动器通信,从而响应于来自控制模块的输入,而致动第一和/或第二销中的至少一个,以便在内缩位置与外伸位置之间移动。前述实施方案的内燃发动机包括多个气缸及可操作地耦合到气缸的多个阀,其中阀构造成控制气缸中的流体流量。

基于以下的详细说明并参照附图,本公开及其具体特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

基于下面的详细描述、

具体实施方式

、权利要求以及附图,本公开的这些及其它特征和优点将是显而易见的,在附图中:

图1是包括发动机总成的车辆的示意图;

图2A是根据本公开的一个示例性、非限制性实施方案的、图1的发动机总成的凸轮轴组件的示意性前视图;

图2B是图2A的圆柱凸轮的示意性侧视图;

图3是根据本公开的示例性、非限制性凸轮轴组件的示意图,其中该凸轮轴组件处在第一位置;以及

图4是图3中的示例性、非限制性凸轮轴组件的示意图,其中该凸轮轴组件处在第二位置。

在对附图的若干视图的整个描述中,类似的附图标记指代类似的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本公开的目前优选的组合物、实施方案和方法,这些构成了目前本发明人已知的实施本公开的最佳方式。附图未必按比例绘制。然而,应当理解的是,所公开的实施方案只是可具体化为各种和替代形态的本公开的示例。因此,本文中所公开的具体细节是不应看作是限制性的,而只是作为本公开的任何方面的代表性基础并且/或者作为用于教导本领域技术人员如何以不同方式利用本公开的代表性基础。

除了在各实例中,或者在另有明确指出的情况下,表示材料的量或反应和/或使用状态的本描述中的所有数值量都应理解成在描述本公开的最宽范围内可为词语“约”所修饰。在指定数值限值内的实施通常是优选的。另外,除非明确地陈述相反的情况:百分比、“份数”、和比值基于重量;将一组或一类物质描述为对于与本公开有关的给定目的是合适的或优选的意指该组或该类的一个或多个成员的组合同样是合适的或优选的;首字母缩略词或其它缩略语的第一次定义适用于相同缩略语在本文中所有随后的使用,并且在细节上作必要的修改的情况下,也适用于最初定义缩略语的正常语法变化;并且,除非明确地指出相反的情况,对特性的度量通过与为相同特征在前面或后面所引述技术相同的技术来确定。

也应当理解的是,本公开并不局限于下述的具体实施方案和方法,因为特定的部件和/或条件当然会发生变化。此外,本文中所使用的术语只是为了描述本公开的具体实施方案的目的,而并非意图以任意方式限制本公开。

也必须指出的是,在本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一个”、“一种和“该”包括复数所指对象,除非上下文中明确地指出。例如,以单数形式对部件的引述意图包括多个部件。

术语“包括”与“包含”、“具有”、“含有”或“其特征为”是同义词。这些术语是包含性的、开放性的,并且不排除另外的、未列举的元件或方法步骤。

短语“由---组成”排除未在权利要求中具体说明的任何元件、步骤、或成分。短语“基本上由---组成”将权利要求的范围限制于具体说明的材料或步骤,外加不实质性地影响请求专利保护主题的基本和新特征的材料或步骤。

可以可替代地使用术语“包括”、“由---组成”、和“基本上由---组成”。如果使用这三个术语中的一个,现在所公开的和请求专利保护的主题可以包括其它两个术语中的任一个术语的使用。

在整个本申请中,如果引用出版物,这些出版物的全部公开内容以参考的方式并入本申请中,以便更全面地描述本公开所属技术领域的状态。

以下的详细说明在本质上只是示例性的,而并非意图限制本公开或者本公开的应用和使用。此外,也并非意图受到在前面背景技术或下面详细说明中所给出的任何理论的约束。

参照附图,其中在全部附图中,相同的附图标记对应于相同或相似的部件;图1示意性地示出了车辆10,如小轿车、卡车或摩托车。车辆10包括发动机总成12。发动机总成12包括内燃发动机14和控制模块16,这种发动机控制模块(ECU)与内燃发动机14进行电子通信。术语“控制模块”、“模块”、“控件”、“控制器”、“控制单元”、“处理器”和类似术语表示执行一个或多个软件或固件程序或例程的一个或多个专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(优选微处理器)及相关存储器和存储器件(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)的任意一个或各种组合、组合逻辑电路、时序逻辑电路、输入/输出电路和器件、合适的信号调理与缓冲电路,以及提供所描述功能的其它部件。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例程”、“代码”、“算法”及类似术语表示任何控制器可执行指令集(包括校准和查找表)。控制模块16可具有执行以提供期望功能的一组控制例程。例程由例如中央处理单元执行,并且可操作以监测来自传感装置和其它联网的控制模块的输入,并执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。可基于事件或者以有规律的间隔来执行例程。

内燃发动机14包括限定多个气缸20A、20B、20C、和20D的发动机缸体18。换句话说,发动机缸体18包括第一气缸20A、第二气缸20B、第三气缸20C,以及第四气缸20D。尽管图1示意性地示出了四个气缸,但内燃发动机14可包括更多或更少的气缸。气缸20A、20B、20C、和20D彼此间隔,但可沿发动机轴线E大致对准。每个气缸20A、20B、20C、和20D的构造、形状和尺寸设计成接纳活塞(未图示)。这些活塞构造成在气缸20A、20B、20C和20D内部做往复运动。各气缸20A、20B、20C、20D都限定相应的燃烧室22A、22B、22C、22D。在内燃发动机14的运行期间,在燃烧室22A、22B、22C、和22D中使空气/燃料混合物燃烧,从而以往复的方式驱动活塞。通过活塞的往复运动,可驱动可操作地连接到车辆10车轮(未图示)的曲轴(未图示)。曲轴的旋转可以导致车轮旋转,由此推动车辆10。

为了推动车辆10,应将空气/燃料混合物引入燃烧室22A、22B、22C、和22D中。为此,内燃发动机14包括流体联接到进气歧管(未图示)的多个进气口24。在图示的实施方案中,内燃发动机14包括与各燃烧室22A、22B、22C、和22D流体连通的两个进气口24。然而,内燃发动机14可包括用于每个燃烧室22A、22B、22C和22D的更多或更少的进气口24。内燃发动机14包括进气口24,每个气缸20A、20B、20C、20D都有至少一个进气口24。

内燃发动机14进一步包括多个进气阀26,这些进气阀构造成控制经过进气口24的进口充气流量。进气阀26的数量对应于进气口24的数量。各进气阀26都至少部分地位于相应的进气口24内部。具体地,各进气阀26都构造成沿相应的进气口24在打开状态与闭合状态之间移动。在打开状态,进气阀26允许进口充气经由相应的进气口24进入相应的燃烧室22A、22B、22C、或22D。相反地,在闭合状态,进气阀26阻止进口充气经由进气口24进入相应的燃烧室22A、22B、22C、或22D。

如上所述,一旦空气/燃料混合物进入燃烧室22A、22B、22C、或22D,内燃发动机14就可以使空气/燃料混合物燃烧。例如,内燃发动机14可以利用点火系统(未图示)使燃烧室22A、22B、22C、或22D中的空气/燃料混合物燃烧。这种燃烧产生排气。为了排出这些排气,内燃发动机14限定多个排气口28。这些排气口28与燃烧室22A、22B、22C、或22D流体连通。在图示的实施方案中,两个排气口28与各燃烧室22A、22B、22C、或22D流体连通。然而,更多或更少的排气口28可流体联接到各燃烧室22A、22B、22C、或22D。内燃发动机14包括排气口28,每个气缸20A、20B、20C、或20D都有至少一个排气口28。

内燃发动机14进一步包括与燃烧室22A、22B、22C、或22D流体连通的多个排气阀30。各排气阀30都至少部分地位于相应的排气口28内部。具体地,各排气阀30都构造成沿相应的排气口28在打开状态与闭合状态之间移动。在打开状态,排气阀30允许排气经由相应的排气口28从相应的燃烧室22A、22B、22C、或22D流出。车辆10可包括排气系统(未图示),该排气系统构造成接收并处理来自内燃发动机14的排气。在闭合状态,排气阀30阻止排气经由相应的排气口28离开相应的燃烧室22A、22B、22C、或22D。

如下面详细地论述,进气阀26和排气阀30(图1)通常也可以称为发动机阀66(图3~图4)或简单地“阀”。各阀66(图3~图4)可操作地与气缸20A、20B、20C、或20D耦合或相关联。因此,阀66(图3~图4)构造成控制流动到相应气缸20A、20B、20C、或20D的流体流量(即,对于进气阀26,空气/燃料混合物,对于排气阀30,排气)。可操作地耦合到第一气缸20A的阀66可以称为第一阀。可操作地耦合到第二气缸20B的阀66可以称为第二阀。可操作地耦合到第三气缸20C的阀66可以称为第三阀。

参照图1,发动机总成12进一步包括构造成控制进气阀26和排气阀30的操作的配气系统32。具体地,配气系统32可以至少部分地基于内燃发动机14的操作条件(例如,发动机转速),使进气阀26和排气阀30在打开状态与闭合状态之间移动。配气系统32包括大致平行于发动机轴线E的一个或多个凸轮轴组件33(参见图3~图4)。在图示的实施方案中,配气系统32包括两个凸轮轴组件33。一个凸轮轴组件33构造成控制进气阀26的操作,而另一个凸轮轴组件33可以控制排气阀30的操作。然而,可以想到配气系统32可包括更多或更少的凸轮轴组件33。

参照图3~图4,除了凸轮轴组件33外,配气系统组件32进一步包括与控制模块16通信的多个致动器34A、34B(如电磁线圈)。致动器34A、34B可以以电子方式连接到控制模块16,因此可与控制模块16电子通信。控制模块16可以是配气系统32的一部分。在图示的实施方案中,配气系统32包括第一、第二致动器34A、34B。第一致动器34A可操作地与第一和第二气缸20A、20B相关联,并且可以致动以控制第一和第二气缸20A、20B的进气阀26的操作。第二致动器34B可操作地与第三和第四气缸20C和20D相关联,并且可以致动以控制第三和第四气缸20C和20D的进气阀26的操作。第三致动器34C可操作地与第一和第二气缸20A和20B相关联,并且可以致动以控制第一和第二气缸20A和20B的排气阀30的操作。第四致动器34C可操作地与第二和第三气缸20C和20D相关联,并且可以致动以控制第二和第三气缸20C和20D的排气阀30的操作。致动器34A、34B和控制模块16可认为是凸轮轴组件33的一部分。

参照图2,配气系统32包括如上所述的凸轮轴组件33和致动器34A、34B。凸轮轴组件33包括沿纵向轴线X 37延伸的基轴35。因此,基轴35沿纵向轴线X 37延伸。基轴35也可称为支撑轴,并且包括第一轴端部36和与第一轴端部36相反的第二轴端部38。

此外,凸轮轴组件33包括连接到基轴35的第一轴端部36的耦合器(未图示)。该耦合器可以用于可操作地将基轴35联接到发动机14的曲轴(未图示)。发动机14的曲轴可以驱动基轴35。因此,当为例如发动机14的曲轴所驱动时,基轴35可以围绕纵向轴线X 37旋转。基轴35的旋转导致整个凸轮轴组件33围绕纵向轴线X 37旋转,假设该基轴沿纵向轴线X 37延伸。因此,基轴35可操作地耦合到内燃发动机14。凸轮轴组件33可另外地包括耦合到固定结构(如发动机缸体18)的一个或多个轴承(未图示),如轴颈轴承。轴承(未图示)可沿纵向轴线X相互间隔。

凸轮轴组件33进一步包括安装在基轴35上的一个或多个可轴向移动结构44。可轴向移动结构44也可称为凸角组组件。可轴向移动结构44构造成相对于基轴35沿纵向轴线X37轴向移动。然而,可轴向移动结构44旋转地固定到基轴35。因此,可轴向移动结构44与基轴35同步地旋转。基轴35可包括花键特征48,该花键特征用于维持可轴向移动结构44与基轴35的角度对准以及用于在基轴35与可轴向移动结构44之间传递驱动扭矩。

在图示的实施方案中,凸轮轴组件33包括两个可轴向移动结构44。可以想到的是,凸轮轴组件33可包括更多或更少的可轴向移动结构44。无论量任何,可轴向移动结构44沿纵向轴线X 37彼此轴向地间隔。可轴向移动结构44也可称为“滑动构件”,因为这些构件可以沿基轴35滑动。

具体参照图3,各可轴向移动结构44都包括相互联接的第一凸角组46A、第二凸角组46B、第三凸角组46C,以及第四凸角组46D以及圆柱凸轮。第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D也可称为凸轮组。如上所述,另外,各可轴向移动结构44都仅包括单个圆柱凸轮56。各圆柱凸轮56都限定控制槽60。各可轴向移动结构44都可以是整体结构。因此,同一可轴向移动结构44的第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D可以相对于基轴35同时地移动。尽管如此,凸角组46A、46B、46C、46D旋转地固定到基轴35。因此,凸角组46A、46B、46C、46D可以与基轴35同步地旋转。尽管各附图示出了各可轴向移动结构44都包括四个凸角组46A、46B、46C、46D,但应当理解的是,各可轴向移动结构44都可包括更多或更少的凸角组。因此,可将各可轴向移动结构安装在基轴上,使得可轴向移动结构可相对于基轴轴向地移动,同时可轴向移动结构也旋转地固定到基轴。

第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D各自都仅包括一组凸轮凸角50。在各可轴向移动结构44中,可将圆柱凸轮56设置在第二凸角组46B与第三凸角组46C之间。各可轴向移动构件44仅包括一个圆柱凸轮56。圆柱凸轮56轴向地设置在第三凸角组46C与第四凸角组46D之间。第二和第三凸角组46B、46C的两组凸角50彼此轴向地间隔。第一凸轮凸角具有第一最大凸角高度,而第二凸轮凸角具有第二最大凸角高度。应当理解的是,第一最大凸角高度不同于第二最大凸角高度。

如图所示,可轴向移动结构包括圆柱凸轮和多个凸角组,其中每个凸角组都进一步包括多个凸轮凸角。圆柱凸轮限定控制槽,该控制槽由围绕圆柱凸轮的圆周63的单路径61所限定,其中单路径61是由扩大区67和收敛区69所限定。与传统的多路径控制槽相反,在操作状态下,单路径61的控制槽更加可靠和持久。应注意的是,传统的多路径槽可包括中央突出部,该突出部划分圆柱凸轮中的两个控制槽路径,使得这样突出部会有破裂的倾向,因为当把控制销引导入两个控制槽中的一个中时控制销将负荷传递到中央突出部。

各组凸轮凸角50都包括第一凸轮凸角54A和第二凸轮凸角54B。第一和第二凸轮凸角54A、54B相对于彼此轴向地间隔。凸轮凸角54A、54B具有典型的凸轮凸角型,该凸角型具有在两个分离的步骤中限定不同阀升程的轮廓。第一和第二凸轮凸角(分别是54A和54B)可具有不同的凸角高度,如下面详细地论述。各可轴向移动结构44中的圆柱凸轮56都包括圆柱凸轮本体58,并且限定延伸到圆柱凸轮本体58中的控制槽60。

参照图3和图4,各致动器34A、34B都包括致动器本体62A、62B,并且第一和第二销64A、64B可移动地联接到致动器本体62A、62B。各致动器34A、34B的第一和第二销64A、64B都彼此轴向地间隔,并且可以彼此独立地移动。具体地,第一和第二销64A、64B中的每个销都可以响应于来自控制模块16的输入或命令,相对于相应的致动器本体62A、62B,在内缩位置71与外伸位置73之间移动(图1)。在内缩位置71,第一或第二销64A或64B不位于控制槽60中。相反地,在外伸位置73,第一或第二销64A或64B可以至少部分地设置在控制槽60中。因此,第一和第二销64A、64B可以响应于来自控制模块16的输入或命令(图1),朝向圆柱凸轮56的控制槽60和远离圆柱凸轮56的控制槽60移动。因此,各致动器34A、34B的第一和第二销64A、64B可以相对于相应的圆柱凸轮56在大致垂直于纵向轴线X 37的方向上移动。

再次参照图3~4图,致动器34A、34B包括致动器本体62A、62B,并且第一和第二销64A、64B各自都可移动地联接到致动器本体62A、62B,使得第一和第二销64A、64B中的每个销都可相对于致动器本体62A、62B在内缩位置71与外伸位置73之间移动,其中第一和第二销64A、64B构造成沿由控制槽60所限定的单路径61行进。控制模块16与致动器34A、34B通信,使得第一和第二销64A、64B中的每个销都构造成响应于来自控制模块16的输入74,在内缩位置71和外伸位置73之间移动。

应当理解的是,当基轴35围绕纵向轴线37旋转时,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第一位置75(图4)轴向地移动到第二位置77(图3),第二销64B处在外伸位置73,第二销64B至少部分地位于控制槽60中,并且第二销64B构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第二侧80B的至少一部分85行进。此外,也应当理解的是,当基轴35围绕纵向轴线37旋转时,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第二位置77(图3)轴向地移动到第一位置75(图4),第一销64A处在外伸位置73,第一销64A至少部分地位于控制槽60中,并且第一销64A构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第一侧80A的至少一部分85行进。再次参照图2~图4,控制槽60的扩大区67限定扩大宽度70并且控制槽60的收敛区69限定小于扩大宽度70的窄宽度72。扩大宽度70在扩大区67内部逐渐地变化。

因此,参照图3~图4,根据本公开的示例性滑动凸轮轴组件33包括:基轴35、具有圆柱凸轮56和多个凸角组46A、46B、46C、46D的可轴向移动结构44,以及致动器34A、34B。基轴35沿纵向轴线37延伸,并且基轴35可构造成围绕纵向轴线37旋转。可轴向移动结构44构造成沿纵向轴线37相对于基轴35移动。然而,可轴向移动结构44旋转地固定到基轴35。可轴向移动结构44中的多个凸角组46A、46B、46C、46D中的各凸角组46A-46D都包括多个凸轮凸角54A、54B。可轴向移动结构44中的圆柱凸轮56限定由围绕圆柱凸轮56的圆周63的单路径61所限定的控制槽60,因而单路径61由扩大区67和收敛区69所限定。致动器34A、34B包括致动器本体62A、62B连同第一和第二销64A、64B,这些销各自都可移动地联接到致动器本体62A、62B,使得第一和第二销64A、64B中的每个销都可相对于致动器本体62A、62B在内缩位置71与外伸位置73之间移动。第一和第二销64A、64B构造成沿由控制槽60所限定的单路径61行进。然而,当基轴35围绕纵向轴线37旋转时可轴向移动结构44可相对于基轴35从第一位置75(图4)轴向地移动到第二位置77(图3),并且第二销64B处在外伸位置73,其中第二销64B至少部分地位于控制槽60中。在此布置方式下,第二销64B构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第二侧80B的至少一部分85行进。类似地,当基轴35围绕纵向轴线37旋转时,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第二位置77(图3)轴向地移动到第一位置75(图4),并且第一销64A处在外伸位置73,使得第一销64A至少部分地位于控制槽60中。在此布置方式下,第一销64A构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第一侧80A的至少一部分85行进。如图2A所示,应当理解的是,控制槽60的扩大区67限定控制槽60中的扩大宽度70,并且控制槽60的收敛区69限定控制槽60中的窄宽度72,其中窄宽度72小于扩大宽度70。扩大宽度70在扩大区67内部逐渐地变化。

参照图1、图3、和图4,控制模块16可与致动器34A、34B通信,从而致动第一和/或第二销64A、64B,以便响应于来自控制模块16的输入74,第一和/或第二销64A、64B可在内缩位置71与外伸位置73之间移动。此外,就限定在可轴向移动结构44上的多个凸轮凸角54A、54B(在各凸角组46A~46D内部)而言,这种凸轮凸角54A、54B可包括至少相对于彼此轴向地间隔的第一凸角54A和第二凸轮凸角54B。第一凸轮凸角54A具有第一最大凸角高度76,而第二凸轮凸角54B具有第二最大凸角高度78。第一最大凸角高度76可不同于第二最大凸角高度78,以便改变阀的排量。

在本公开的又一个实施方案,提供了发动机总成12(图1),该发动机总成包括内燃发动机14、凸轮轴组件33,以及致动器34A、34B,参见图3~图4。如图1、图3和图4所示,内燃发动机14可包括:第一气缸20A、第二气缸20B、可操作地联接到第一气缸20A的第一阀66A,以及可操作地联接到第二气缸20B的第二阀66B。第一阀66A可构造成控制第一气缸20A中的流体流量,同时第二阀66B构造成控制第二气缸20B中的流体流量。凸轮轴组件33包括基轴35和可轴向移动结构44。基轴35围绕纵向轴线37旋转(并沿纵向轴线37延伸)。可将可轴向移动结构44安装在基轴35上,使得可轴向移动结构44可相对于基轴35沿纵向轴线37轴向地移动。然而,可轴向移动结构44旋转地固定到基轴35。可轴向移动结构44包括多个凸角组46A、46B、46C、46D和圆柱凸轮56。各凸角组46A-46D都包括多个凸轮凸角54A、54B。各凸角组46A-46D(多个凸轮凸角54A、54B)都包括相对于彼此轴向地间隔的第一和第二凸轮凸角54A、54B。各第一凸轮凸角54A都具有第一最大凸角高度76,而各第二凸轮凸角54B都具有第二最大凸角高度78。第一最大凸角高度76可不同于第二最大凸角高度78。

如图2A所示,可轴向移动结构44的圆柱凸轮56限定控制槽60,该控制槽60是围绕圆柱凸轮56的圆周63(图2B)的单路径61。前述的单路径61由扩大区67和收敛区69所限定。就致动器34A、34B而言,致动器34A、34B包括致动器本体62A、62B以及第一和第二销64A、64B,这些销各自都可移动地联接到致动器本体62A、62B。第一和第二销64A、64B中的每个销都相对于致动器本体62A、62B在内缩位置71与外伸位置73之间移动,使得第一和第二销64A、64B中的每个销都构造成沿由控制槽60所限定的单路径61行进。

然而,当第二销64B处在外伸位置73使得第二销64B至少部分地位于控制槽60时,随着基轴35围绕纵向轴线37旋转,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第一位置75(图4)轴向地移动到第二位置77(图3)。在此布置方式下,第二销64B构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第二侧80B的至少一部分85行进。类似地,当第一销64A处在外伸位置73使得第一销64A至少部分地位于控制槽60中时,随着基轴35围绕纵向轴线37旋转,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第二位置77轴向地移动到第一位置75。在此布置方式下,第一销64A构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第一侧80A的至少一部分85行进。再次参照图2A,应当理解的是,控制槽60的扩大区67限定控制槽60中的扩大宽度70,并且控制槽60的收敛区69限定控制槽60中的窄宽度72,其中窄宽度72小于扩大宽度70。扩大宽度70在扩大区67内部逐渐地变化。前述的凸角组46A、46B、46C、46D构造成当轴向移动结构44与基轴35一起旋转时同步地旋转,参照图3~图4。就控制模块16(图1)而言,控制模块16与致动器34A、34B(图3~图4)通信,从而响应于来自控制模块16的输入74,致动第一和/或第二销64A、64B中的至少一个在内缩位置71与外伸位置73之间移动。

在本公开的又一个实施方案中,提供了一种发动机总成12(图1),该发动机总成包括内燃发动机14及可操作地联接到多个发动机阀66的凸轮轴组件33。如图3~图4所示,凸轮轴组件33包括:基轴35、可轴向移动结构44、多个凸角组46A、46B、46C、46D,及用于每两个气缸20A、20B、20C、20D的单致动器34A、34B。基轴35沿纵向轴线37延伸并围绕该轴线旋转。可轴向移动结构44包括圆柱凸轮56及多个凸角组46A、46B、46C、46D。可轴向移动结构44可相对于基轴35轴向地移动但仍然旋转地固定到基轴35。如图2A所示,圆柱凸轮56限定控制槽60,其中控制槽60限定围绕圆柱凸轮56的圆周63的单路径61(图2B)。任选地,凸轮轴组件33可包括每个致动器34A、34B的仅一个圆柱凸轮56。就单个致动器34A、34B而言,致动器34A、34B包括致动器本体62A、62B以及第一和第二销64A、64B,这些销各自都可移动地联接到致动器本体62A、62B。第一和第二销64A、64B中的每个销都可相对于致动器本体62A、62B在内缩位置71与外伸位置73之间移动。

应当理解的是,当第二销64B处在外伸位置73使得第二销64B至少部分地位于控制槽60中时,随着基轴35围绕纵向轴线37旋转,前述可轴向移动结构44可相对于基轴35从第一位置75(图4)轴向地移动到第二位置77(图3)。在此布置方式下,第二销64B构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第二侧80B的至少一部分85行进。类似地,当第一销64A处在外伸位置73使得第一销64A至少部分地位于控制槽60中时,随着基轴35围绕纵向轴线37旋转,可轴向移动结构44可相对于基轴35从第二位置77(图3)轴向地移动到第一位置75(图4)。在此布置方式下,第一销64A构造成在进入控制槽60的收敛区69之前,沿控制槽60中的扩大区67的第一侧80A的至少一部分85行进。

再次参照图2A,也应当理解的是,控制槽60的扩大区67限定控制槽60中的扩大宽度70,控制槽60的收敛区69限定控制槽60中的窄宽度72,其中窄宽度72小于扩大宽度70。扩大宽度70在扩大区67内部逐渐地变化。前述的凸角组46A、46B、46C、46D构造成当可轴向移动结构44与基轴35一起旋转时同步地旋转。就控制模块16而言(图1),控制模块16与致动器34A、34B通信,从而响应于来自控制模块16的输入74,致动第一和/或第二销64B中的至少一个销在回缩位置71与外伸位置73之间移动。前述实施方案的内燃发动机14(图1)包括多个气缸20A~20D及可操作地联接到气缸20A~20D的多个阀66,其中阀66构造成控制气缸20A~20D中的流体流量。

虽然在前面的详细描述中已提供了至少一个示例性实施方案,但应当理解的是存在大量的变型。也应当理解的是,一个示例性实施方案或多个示例性实施方案只是例子,而并非意图以任何方式限制本公开的范围、适用性、或形态。相反,前面的详细描述将给本领域技术人员提供用于实施一个示例性实施方案或多个示例性实施方案的方便的路线图。应当理解的是,在不背离在所附权利要求及其法律等同物中所陈述本公开范围的前提下,可以对各元件的功能和的布置方式做出各种变更。

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