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CN1271317C - 内燃机 - Google Patents

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CN1271317C CNB031035086A CN03103508A CN1271317C CN 1271317 C CN1271317 C CN 1271317C CN B031035086 A CNB031035086 A CN B031035086A CN 03103508 A CN03103508 A CN 03103508A CN 1271317 C CN1271317 C CN 1271317C
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oily channel
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Abstract

提供了一种内燃机，该内燃机包括：可变配气正时机构(22)，它设置在凸轮轴(11)的端部上并且通过油压来致动从而改变配气正时；油压控制阀(30)，它控制油压；和油通道(27或者28)，它流体连接在油压控制阀和可变配气正时机构之间；其中，油压控制阀(30)被安装在缸盖罩(19)上；及其中，油通道(27或者28)包括：第一油通道部分(27a或者28a)，它形成于凸轮轴(11)上，并且与可变配气正时机构(22)连通；第二油通道部分(27b或者28b)，它形成于缸盖罩(19)上，并且与油压控制阀(30)连通；和第三油通道部分(27c或者28c)，它形成于凸轮托架(15)中，并且使第一油通道部分和第二油通道部分之间连通。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种这样的内燃机：该内燃机在凸轮轴的端部上具有可变配气正时机构，该机构根据油压的变化而改变配气正时。
背景技术
下面这样的内燃机是公知的并且适合用于机动车辆中：该内燃机在凸轮轴(该凸轮轴用来驱动进气阀和/或排气阀)的端部具有可变配气正时机构，该可变配气正时机构借助油压来致动，从而改变进气阀和/或排气阀的配气正时。在日本专利临时公开No.4-109007中所公开的内燃机中，用来控制可变配气正时机构的油压的油压控制阀设置成高于凸轮轴，而该凸轮轴形成有与可变配气正时机构连通的油通道，因此使供给到可变配气正时机构中的液压油中不含有气泡。
此外，在上述日本专利公开中所公开的内燃机中，缸盖罩(凸轮载体)盖住缸盖的上部，而在该缸盖上部处设置着凸轮轴，该缸盖罩与凸轮托架形成一体，而这些凸轮托架与缸盖配合，从而在它们之间可旋转地支撑凸轮轴。即，固定到缸盖上的、同时在它们之间设置着凸轮轴的凸轮托架与缸盖罩形成一体。
发明内容
总之，缸盖罩以浮动的状态而被连接到缸盖上，从而主要抑制了从缸盖侧传递振动。但是，在缸盖罩具有若干成一体的凸轮托架的情况下，如日本专利公开No.4-109007所公开的一样，它需要缸盖罩在这些托架部分处牢牢地固定到缸盖上，因此难以得到浮动结构并且可能损坏隔音和隔振的性能。此外，成一体的凸轮托架需要缸盖罩提高强度和刚性，因此导致重量增大和缸盖罩的厚度增大。
相应地，本发明的目的是提供一种内燃机，该内燃机克服了上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种内燃机，它包括：凸轮轴，它驱动发动机气门；凸轮托架，它被固定到缸盖上，并且在它们之间可旋转地支撑凸轮轴；缸盖罩，它盖住缸盖的上部，在该缸盖中设置着凸轮轴和凸轮托架；可变配气正时机构，它设置在凸轮轴的端部上并且通过油压来致动从而改变配气正时；油压控制阀，它控制油压；及油通道，它流体连接在油压控制阀和可变配气正时机构之间，其中，油压控制阀被安装在缸盖罩上，并且油通道包括：第一油通道部分，它形成于凸轮轴上，并且与可变配气正时机构连通；第二油通道部分，它形成于缸盖罩上，并且与油压控制阀连通；和第三油通道部分，它形成于凸轮托架中，并且使第一油通道部分和第二油通道部分之间连通。
根据本发明的另一个方面，提供了一种内燃机，该内燃机包括：凸轮轴，它驱动发动机气门；可变配气正时机构，它设置在凸轮轴的端部上，并且通过油压来致动从而改变配气正时；油压控制阀，它控制油压；和一对油通道，它们至少延伸通过凸轮轴，并且流体连接(fluidly connecting)在油压控制阀和可变配气正时机构之间，其中油压控制阀的轴线与凸轮轴的轴线大约相交成直角。
附图说明
图1是沿图2的线I-I所截取的剖视图，并且示出了本发明实施例的内燃机。
图2是沿图1的线II-II所截取的剖视图；
图3是该实施例的重要部分的透视图；
图4是该实施例的可变配气正时机构的剖视图；
图5是该实施例的凸轮托架的底视图；
图6是该实施例的缸盖罩的底视图；
图7是沿图3的线VII-VII所截取的剖视图；
图8是该实施例的衬垫的平面视图；及
图9是沿图8的线IX-IX所截取的剖视图。
具体实施方式
参照附图，描述本发明实施例的内燃机。在内燃机的缸盖10上相互并联地设置着进气门凸轮轴11和排气门凸轮轴(未示出)。每个凸轮轴11包括：若干凸轮13，它们用来驱动进气阀和排气阀(未示出)；和若干轴颈部分14。通过螺栓17把凸轮托架15、16固定到缸盖10上，而轴颈部分14放置在它们之间。凸轮托架15、16和缸盖10各自形成有半圆横截面的轴承部分18。同时，凸轮托架15设置成最靠近后面将描述的可变配气正时机构22，即设置成邻近内燃机的前端，该凸轮托架15形成有后面将描述的油通道并且具有一对轴颈部分，该对轴颈部分18设置成相互邻近，从而各自支撑进气门凸轮轴和排气门凸轮轴。如图3所示，其它凸轮托架16相对于每个轴颈部分14相互独立并且设置在进气侧和排气侧上，主要目的是为了紧凑和使重量轻。
凸轮轴11和凸轮托架15、16设置于其中的缸盖10的上部由缸盖罩19盖住。缸盖罩19以浮动状态(floating state)连接到缸盖10的上侧边缘部分上。具体地说，在缸盖罩19的下侧边缘部分和缸盖10的上侧边缘部分之间设置着罩衬垫20，该衬垫具有良好的密封性能和良好的隔振性能。在凸轮轴11的前端共轴线地设置着凸轮链轮21，并且借助于凸轮链轮21和正时链(未示出)把旋转力从曲轴(未示出)传递到凸轮轴11上。
在进气门凸轮轴11的前端上设置着叶片型可变配气正时机构22，该机构22通过油压来致动，从而连续地改变进气阀的配气正时。由于可变配气正时机构22的结构本身是公知的，因此参照图4只作简短描述。可变配气正时机构22包括转子(没有标号)，该转子可以与凸轮轴11一起旋转并且具有若干叶片23。在每个叶片23和可与凸轮链轮21(参照图2)一起旋转的侧壁部分24之间及在每个叶片23的相对侧上限定出提前侧油压室25和延迟侧油压室26。提前侧油压室25借助提前油通道27而流体连接到油压控制阀30上(参照图1)，而延迟侧油压室26借助延迟油通道28而流体连接到油压控制阀30上。借助自由地改变和保持油压室25、26内的油压，从而借助油压控制阀30可以自由地改变和保持凸轮轴11的相位，进气阀的配气正时可以连续地改变并且可以自由地保持。具体地说，借助使提前侧油压室25内的油压相对较高，可以使配气正时提前。借助使延迟侧油压室26内的油压相对较高，可以使配气正时延迟。借助使两个油压室25、26内的油压保持不变，使凸轮轴11相对于凸轮链轮21的旋转保持不变，因此使它可以保持目前的配气正时。
如图1和2所示，上述油压控制阀30被安装在缸盖罩19上，因此在沿着平面视图进行观察时，油压控制阀30的轴线与凸轮轴11的轴线相交成直角。即，缸盖罩19的上壁具有第一厚壁部分31，该部分31形成有阀插入孔32，油压控制阀30被安装和固定在该孔32内。更加具体地说，油压控制阀30包括阀孔30a和阀柱30b，该阀柱30b可以在阀孔30a内进行轴向运动。油压控制阀30被设置成，在平面视图观察时，阀孔30a或者阀柱30b的轴线与凸轮轴11的轴线相交成直角。同时，缸盖罩19的几乎所有上壁部分(而不是第一厚壁部分31)完全不与小尺寸的凸轮托架16等接触，并且被弄成足够薄的壁，从而使重量较轻。凸轮托架15具有第二厚壁部分33，该部分33向着第一厚壁部分31伸出。以浮动状态把第一厚壁部分31连接到第二厚壁部分33上。即，借助在它们之间设置具有良好的密封性能和良好的隔振性能的衬垫34，通过把两个螺栓17拧入到螺纹孔35、36中，使两个厚壁部分31和33相互固定在一起。
缸盖罩19的厚壁部分31和凸轮托架15的厚壁部分33形成有各种各样的油通道部分，这些油通道与油压控制阀30处于连通中。为了使这些油通道容易形成，因此借助钻孔使它们形成于构成部分上从而具有直的形状，或者借助使构成部分的表面凹入来形成，如后面所描述的一样。
具体地说，提前油通道27通常由第一提前油通道部分27a、第二提前油通道部分27b和第三提前油通道部分27c构成，该第一提前油通道部分27a形成于凸轮轴11中并且与可变配气正时机构22连通，而第二提前油通道部分27b形成于缸盖罩19上并且与油压控制阀30连通，而第三提前油通道部分27c形成于凸轮托架15中并且使第一提前油通道部分27a和第二提前油通道部分27b之间连通。类似地，延迟油通道28通常由第一延迟油通道部分28a、第二延迟油通道部分28b和第三延迟油通道部分28c构成，该第一延迟油通道部分28a形成于凸轮轴11中并且与油压控制阀30连通，而第二延迟油通道部分28b形成于缸盖罩19上并且与油压控制阀30连通，而第三延迟油通道部分28c形成于凸轮托架15中并且使第一延迟油通道部分28a和第二延迟油通道部分28b之间连通。
第一提前油通道部分27a和第一延迟油通道部分28a通常延伸通过凸轮轴11的内部并且沿着它的轴向直线地延伸。第二提前油通道部分27b和第二延迟油通道部分28b相互平行地、直线地延伸通过缸盖罩19的内部并且设置在相同的凸轮轴的轴向位置上(即，图1的剖视图所截取的轴向位置上)。此外，第二提前油通道部分27b和第二延迟油通道部分28b设置成相对于基准面38是对称的，该基准面38延伸通过凸轮轴11的中心并且垂直地延伸到缸盖罩的连接表面37上(参照图1)。
第三油通道部分27c、28c各自被形成为从上表面延伸通过凸轮托架15从而到达下表面。第三油通道部分27c、28c由内部油通道部分27d、28d构成，这些内部油通道部分在上端与缸盖罩19的第二油通道部分27b、28b、半圆形横截面的圆周油通道部分27e、28e和连通油通道部分27f、28f连通，其中借助凹入使半圆形横截的圆周油通道部分27e、28e形成于轴承部分18中，并且该圆周油通道部分27e、28e与第一油通道部分27a、28a的端部连通，借助凹入使连通油通道部分27f、28f形成于凸轮托架15的下表面上，并且在内部油通道部分27f、28f和圆周油通道部分27e、28e之间提供了连通。如图1所示，内部油通道部分27d、28d通常设置在相同的轴向位置上并且相对于基准面38接近对称。此外，内部油通道部分27d、28d是倾斜的，从而相对于基准面38形成了接近相同的角度并且包围着凸轮轴11。
如图2和5所示一样，提前侧圆周油通道部分27e和延迟侧圆周油通道部分28e之间的距离D1设置成足够小，以致第一提前侧油通道部分27a和第一延迟侧油通道部分28a具有大约相同的长度。
此外，如图1和7所示一样，供给油通道40把工作油(油压)从油泵(未示出)供给到油压控制阀30中，该供给油通道40包括：第一供给油通道部分40a，它形成于缸盖10中；第二供给油通道部分40b，它与油压控制阀30连通；及第三供给油通道部分40c，它形成于凸轮托架15中并且在第一供给油通道部分40a和第二供给油通道部分40b之间提供连通。两个排出油通道41把工作油从油压控制阀30排出，这两个排出油通道41形成于缸盖罩19的内部从而相互平行地、沿直线地进行延伸，并且在缸盖罩19的下表面上具有开口端。阀柱30b沿着轴向在阀孔30a内进行运动，从而控制第二供给油通道部分40b和第二提前油通道部分27b之间及第二供给油通道部分40b和第二延迟油通道部分28b之间的连通。
此外，将描述这个实施例的结构特征和工作效果。
把油压控制阀30连接到缸盖罩19上。第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27c、28c构成了连接在油压控制阀30和可变配气正时机构22之间的两个油通道27、28的一部分，而该第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27c、28c各自形成于缸盖罩19和凸轮托架15中。在这种方法中，油通道27、28可以借助简单的结构来形成，该简单结构使用缸盖罩19和凸轮托架15，而该缸盖罩19盖住缸盖10的上部，而凸轮托架15可旋转地支撑凸轮轴11。此外，由于凸轮托架15和缸盖罩19相互独立地形成，与凸轮托架和缸盖罩相互形成一体的情况相比，可以抑制振动从缸盖10传递到缸盖罩19中，因此具有较好的隔音和隔振性能。此外，缸盖罩19和凸轮托架15可以由不同的材料形成，如缸盖罩19可以由较轻的、经济的树脂材料形成。此外，由于油通道27、28局部形成于一个凸轮托架15中，而该托架15最靠近可变配气正时机构22，并且油压控制阀30刚好设置在那个凸轮托架15的上方，油通道27、28可以形成足够短，并且它可以改善可变配气正时机构22的响应。
由于油压控制阀30安装在缸盖罩19上，因此在平面视图中观察时，油压控制阀30的轴线与凸轮轴11的轴线相交成直角，形成于缸盖罩19和凸轮托架15中的大部分的第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27c、28c可以设置在基本相同的轴向位置上，但是各自位于提前侧和延迟侧上，因此使油通道27、28形成得更加短，并且具有相等的长度。更加具体地说，如果油压控制阀设置成使油压控制阀的轴线与凸轮轴的轴线平行，那么连接到油压控制阀上的提前和延迟油通道中的一个不可避免地变长了一个量：该量与连接到油压控制阀上的油通道部分之间的距离相一致。与这个相反的是，由于在这个实施例中油压控制阀30设置成使油压控制阀30的轴线与凸轮轴11的轴线相交，因此第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27d、28d可以各自是直的并且设置在基本相同的轴向位置上。相应地，油通道27、28可以具有基本相同的长度，并且形成得足够短。
由于油通道27、28的一些部分(更加具体地说，是形成于缸盖罩19和凸轮托架15中的第二和第三油通道部分中的绝大部分)相对于基准面38接近对称，因此容易使油通道27、28变得更短并且长度相等。此外，由于油通道27、28接近对称，因此可以进一步抑制提前侧和延迟侧之间的响应差别。
由于具有良好的密封性能和良好的隔振性能的衬垫34被设置在凸轮托架15和缸盖罩19之间，因此肯定可以防止振动从凸轮托架15传递到缸盖罩19中。
如图8和9所示，衬垫34具有三层结构：即具有防尘过滤器42和两个薄片43，在这两个薄片之间设置着防尘过滤器42。过滤器42在孔44和孔45中露出，从而在第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27c、28c之间提供连通，而孔45在第二供给油通道部分40b和第三供给油通道部分40c之间提供连通。即，过滤器42设置在第二油通道部分27b、28b和第三油通道部分27c、28c之间及第二供给油通道部分40b和第三供给油通道部分40c之间。在这种方法中，借助于简单结构并且在没有增大构成零件的数目的情况下，为油通道提供了防尘功能。
如图3和8所示一样，衬垫34和凸轮托架15具有两个定位孔50和两个定位突出部51，这两个定位突出部51各自被安装在定位孔50内。相应地，在装配时，借助把衬垫34的定位孔50安装在定位突出部51上，衬垫34相对于凸轮托架15容易地、安全地定位，因此可以提高装配工作的效率和可靠性。
由于较小尺寸的凸轮托架16和缸盖罩19部分(该部分没有为可变配气正时机构22形成有任何油通道)根本不相互接触，因此缸盖罩19的上壁的大部分可以是足够薄的壁并且重量更轻。此外，在上述方式中是薄壁的缸盖罩19的上壁与第一厚壁部分31形成一体，而厚壁部分31具有相对较大的重量。借助于第一厚壁部分31的质量减振作用，可以抑制发出声音，因此可以提高隔音和隔振的性能。即，形成有油通道等的第一厚壁部分31适合用作减振体。
日本专利申请No.P2002-28435(2002年2月5日提交)的全部内容在这里引入以作参考。
尽管参照本发明的某实施例在上面描述了本发明，但是本发明不局限于上述实施例。根据上面教导，上述实施例的改进和变型对于本领域的普通技术人员来讲是显而易见的。例如，本发明可以应用到这样的内燃机中：在该内燃机中，可变配气正时机构只用于排气阀侧，或者同时用于排气阀侧和进气阀侧。本发明的范围参照下面的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种内燃机，它包括：
凸轮轴(11)，它驱动发动机气门；
凸轮托架(15)，它被固定到缸盖(10)上，并且在它们之间可旋转地支撑凸轮轴；
缸盖罩(19)，它盖住缸盖的上部，在该缸盖中设置着凸轮轴和凸轮托架；
可变配气正时机构(22)，它设置在凸轮轴的端部上并且通过油压来致动从而改变配气正时；
油压控制阀(30)，它控制油压；及
油通道(27或者28)，它流体连接在油压控制阀和可变配气正时机构之间；
其特征在于：油压控制阀(30)被安装在缸盖罩(19)上；及
其中，油通道(27或者28)包括：
第一油通道部分(27a或者28a)，它形成于凸轮轴上，并且与可变配气正时机构(22)连通；
第二油通道部分(27b或者28b)，它形成于缸盖罩(19)上，并且与油压控制阀(30)连通；和
第三油通道部分(27c或者28c)，它形成于凸轮托架(15)中，并且使第一油通道部分和第二油通道部分之间连通。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，油压控制阀(30)的轴线与凸轮轴(11)的轴线相交成大约直角。
3.如权利要求1或者2所述的内燃机，其特征在于，油压控制阀(30)包括阀孔(30a)和阀柱(30b)，该阀柱在阀孔内可轴向运动，该轴线与阀柱的轴线相一致。
4.如权利要求1所述的内燃机，还包括衬垫(34)，该衬垫设置在凸轮托架(15)和缸盖罩(19)之间。
5.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于，衬垫(34)具有过滤器(42)，该过滤器设置在第二油通道部分(27b或者28b)和第三油通道部分(27c或者28c)之间。
6.如权利要求1所述的内燃机，还包括油通道(28或者27)，该油通道流体连接在油压控制阀(30)和可变配气正时机构(22)之间，其中第二所述油通道(28或者27)包括：第一油通道部分(28a或者27a)，它形成于凸轮轴(11)上，并且与可变配气正时机构(22)连通；第二油通道部分(28b或者27b)，它形成于缸盖罩(19)上，并且与油压控制阀(30)连通；和第三油通道部分(28c或者27c)，它形成于凸轮托架(15)中，并且使第二所述油通道的第一油通道部分和第二油通道部分之间连通，并且第一所述油通道(27或者28)的第二油通道部分(27b或者28b)和第三油通道部分(27c或者28c)的绝大部分和第二所述油通道(28或者27)的第二油通道部分(28b或者27b)和第三油通道部分(28c或者27c)的绝大部分被设置成相对于基准面(38)是对称的，该基准面(38)包括凸轮轴(11)的轴线。
7.如权利要求6所述的内燃机，其特征在于，可变配气正时机构(22)包括：叶片(23)，它可与凸轮轴(11)一起进行旋转；和一对油压室(25，26)，这些油压室位于叶片的相对侧上，第一所述油通道(27或者28)与这些油压室中的一个相连通，而第二所述油通道(28或者27)与另一个油压室相连通。
8.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，凸轮托架(15)具有轴承部分(18)，该部分与缸盖(10)的相应轴承部分(18)相配合，从而在它们之间支撑凸轮轴(11)的轴颈部分(14)。
9.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，缸盖罩(19)以浮动状态安装在缸盖(10)上。
10.如权利要求1所述的内燃机，还包括凸轮托架(16)，该托架与缸盖(10)配合，从而在它们之间可旋转地支撑凸轮轴(11)，第二所述凸轮托架(16)保持不与缸盖罩(19)接触。
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