[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710196614.1
• 申請(qǐng)日: 2003-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN101240723A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江崎修一;淺田俊昭;辻公壽;日下康;片岡顯二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F01L9/04
• 分類號(hào): F01L9/04
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 代易寧;車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或者排氣門由內(nèi)燃機(jī)的曲軸輸出的動(dòng)力所打開和關(guān)閉。然而，近年來人們開始嘗試一種新的方法，即利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門或者排氣門。比如，日本專利公開第8-177536號(hào)揭露了這樣一種氣門驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪軸以打開或關(guān)閉進(jìn)氣門；并且為了驅(qū)動(dòng)EGR閥，也已知一種氣門驅(qū)動(dòng)裝置，利用氣門桿處的螺桿機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為氣門開啟和關(guān)閉的直線運(yùn)動(dòng)(見JP-A?No.10-73178)。

因?yàn)槔寐輻U機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為氣門開啟和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的這種裝置，需要電動(dòng)機(jī)有很高的轉(zhuǎn)速，是一種低效的方法，所以并不適合作為進(jìn)氣門或者排氣門的驅(qū)動(dòng)裝置，因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置需要使氣門高速、周期性地運(yùn)動(dòng)。

而另一方面，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，則可能有效地驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門或排氣門。對(duì)于具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)，這種內(nèi)燃機(jī)通常也都是車輛的動(dòng)力源，排成一排的若干個(gè)氣缸共用一根凸輪軸。如果這根共用的凸輪軸只由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，那么凸輪軸的運(yùn)動(dòng)變化將對(duì)由它所驅(qū)動(dòng)的所有進(jìn)氣門和排氣門的運(yùn)行特性產(chǎn)生影響。因此，通過控制電動(dòng)機(jī)而得到的氣門運(yùn)動(dòng)特性的靈活性并不是很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)，其能夠有效地開閉多缸內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門，并能提高與每個(gè)氣門的運(yùn)行特性相關(guān)的靈活性。

為達(dá)到此目的，本發(fā)明提供一種用于具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)氣缸中的進(jìn)氣門和排氣門，該系統(tǒng)包括多個(gè)氣門驅(qū)動(dòng)裝置，每個(gè)氣門驅(qū)動(dòng)裝置都用于進(jìn)氣門和排氣門的至少其中之一，其中，每個(gè)氣門驅(qū)動(dòng)裝置包括：作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為所驅(qū)動(dòng)的氣門的開閉運(yùn)動(dòng)，并將氣門的開閉運(yùn)動(dòng)通過凸輪傳遞，該氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)，該抑制機(jī)構(gòu)抑制從氣門側(cè)施加于凸輪的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，且該轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)施加一個(gè)反作用轉(zhuǎn)矩給反相凸輪，該反相凸輪設(shè)置在從電動(dòng)機(jī)到凸輪的運(yùn)動(dòng)傳遞路徑上，從而使反作用轉(zhuǎn)矩能夠消除施加到凸輪的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明，可由氣門驅(qū)動(dòng)裝置獨(dú)立地開啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)氣門或排氣門。因此，每個(gè)氣門的運(yùn)行特性的靈活性得以提高。由于利用凸輪或連桿將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為進(jìn)氣門或排氣門的開閉運(yùn)動(dòng)，與使用螺桿機(jī)構(gòu)的情況相比，能夠提高氣門的動(dòng)量與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)量之比。即，在螺桿機(jī)構(gòu)的情況下，如果不將螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)至少若干次，氣門就不能有效地打開和關(guān)閉，但如果使用凸輪或連桿，由于動(dòng)量的一個(gè)周期由電動(dòng)機(jī)的一次旋轉(zhuǎn)來完成，所以最多只通過電動(dòng)機(jī)的一次旋轉(zhuǎn)就能夠以預(yù)定的量開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門或排氣門。因此，能夠有效地驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門或排氣門。

在本發(fā)明的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，可以為每個(gè)氣缸單獨(dú)地提供氣門驅(qū)動(dòng)裝置。如果每個(gè)氣缸以此方式單獨(dú)地具有氣門驅(qū)動(dòng)裝置，則能夠獨(dú)立并自由地設(shè)定每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門或排氣門的運(yùn)行特性而不受其他氣缸的其他進(jìn)氣門或排氣門的影響。因此，能夠以最優(yōu)的運(yùn)行特性為每個(gè)氣缸提供進(jìn)氣門或排氣門。而且，如果每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門和排氣門單獨(dú)地具有氣門驅(qū)動(dòng)裝置，則能夠單獨(dú)地設(shè)定每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門和排氣門的運(yùn)行特性，從而使進(jìn)氣門和排氣門能夠分別具有最優(yōu)的運(yùn)行特性。

在本發(fā)明的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，多個(gè)氣門驅(qū)動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)不同氣缸的進(jìn)氣門和排氣門，而且，一個(gè)或多個(gè)、或所有的氣門驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或多個(gè)氣缸的進(jìn)氣門或排氣門的情況也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在各進(jìn)氣門開啟或各排氣門開啟的時(shí)間不重疊的氣缸中，即使這些氣缸的進(jìn)氣門或排氣門由公共電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，還是能夠在不受由共用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣門或排氣門的工作影響的情況下改變每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門或排氣門的運(yùn)行特性。

當(dāng)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)利用凸輪將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為開啟和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)時(shí)，本發(fā)明的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可包括以下形式。

氣門驅(qū)動(dòng)裝置還可包括氣門特性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變凸輪相位與氣門的升程量和運(yùn)行角度至少之一的相對(duì)關(guān)系。在此情況下，使用氣門特性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)控制與升程量或運(yùn)行角度的調(diào)節(jié)相結(jié)合，能夠更加靈活地改變氣門的運(yùn)行特性。例如，如果由氣門特性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變升程量和運(yùn)行角度，則控制由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪速度，消除運(yùn)行角度的變化，只實(shí)現(xiàn)升程量的變化。