двигатель с регулируемым клапанным механизмом

Формула изобретения

1. Двигатель, снабженный регулируемым клапанным механизмом, включающим в себя механизм изменения фазы газораспределения, присоединенный к распределительному валу для изменения фазы кулачка активации клапана, установленного на распределительном валу, относительно коленчатого вала, причем распределительный вал приводится во вращение усилием, передаваемым от коленчатого вала первому концу распределительного вала,

при этом механизм изменения фазы газораспределения расположен на втором конце распределительного вала, противоположном первому концу, находясь вне головки блока цилиндров, и

двигатель содержит деталь кожуха, прикрепленную к головке блока цилиндров, чтобы закрывать, по меньшей мере, нижний участок механизма изменения фазы газораспределения.

2. Двигатель по п.1, в котором

механизм изменения фазы газораспределения представляет собой гидравлический привод, а

управляющий клапан для управления подачей и выпуском гидравлического масла в механизм изменения фазы газораспределения и из него прикреплен к детали кожуха.

3. Двигатель по п.1 или 2, в котором

головка блока цилиндров и деталь кожуха открыты сверху,

причем открытая верхняя часть детали кожуха располагается на одном уровне с открытой верхней частью головки блока цилиндров, и

двигатель содержит крышку головки блока цилиндров, выполненную с возможностью закрытия открытой верхней части головки блока цилиндров и открытой верхней части детали кожуха.

4. Двигатель по п.1 или 2, в котором на детали кожуха установлено средство регистрации для регистрации фазы кулачка, подвергаемой управлению изменения фазы посредством механизма изменения фазы газораспределения.

5. Двигатель по п.2, в котором маслосток для дренирования управляющего клапана проходит в головку блока цилиндров.

6. Двигатель по пп.1, 2 или 5, в котором стенка, разделяющая пространство в детали кожуха и пространство в головке блока цилиндров, имеет маслопровод, соединяющий пространство в детали кожуха и пространство в головке блока цилиндров.

7. Двигатель по п.6, в котором

механизм изменения фазы газораспределения имеет цилиндрическую внешнюю форму и располагается коаксиально распределительному валу, и

деталь кожуха имеет дугообразную внутреннюю поверхность стенки, проходящую по внешней периферии механизма изменения фазы газораспределения.

8. Двигатель по п.7, в котором деталь кожуха имеет направляющее средство, предусмотренное на внутренней поверхности стенки для направления гидравлического масла из пространства в детали кожуха в маслопровод при вращении механизма изменения фазы газораспределения.

9. Двигатель по п.3, в котором

деталь кожуха открыта сверху и имеет внутреннее пространство в форме полуцилиндра, закрывая нижнюю половину механизма изменения фазы газораспределения, и

крышка головки блока цилиндров имеет дугообразную внутреннюю поверхность стенки, проходящую по внешней периферии механизма изменения фазы газораспределения, и закрывает открытую верхнюю часть детали кожуха.

10. Двигатель по пп.1, 2 или 5, в котором деталь кожуха является деталью, отдельной от головки блока цилиндров и прикрепленной к головке блока цилиндров.

11. Двигатель по п.2, в котором

механизм изменения фазы газораспределения обеспечен на каждом конце распределительного вала, поддерживаемого с возможностью вращения множеством подшипников, выполненных за одно целое с головкой блока цилиндров,

каждый из двух масляных каналов для подачи гидравлического масла на два механизма изменения фазы газораспределения на противоположных концах распределительного вала включает в себя канал, сформированный в головке блока цилиндров, и канал, сформированный в распределительном валу, причем каналы в головке блока цилиндров, образующие два масляных канала, проходят в разных подшипниках и соединяются со своими соответствующими маслопроводами в распределительном вале,

один из двух масляных каналов, который подает гидравлическое масло в первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения, включает в себя кольцевую канавку, сформированную на внешней периферийной поверхности распределительного вала, а другой из двух масляных каналов, который подает гидравлическое масло во второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения, включает в себя кольцевую канавку, сформированную на внутренней периферийной поверхности подшипника.

12. Двигатель по п.11, в котором

двигатель имеет множество впускных клапанов для каждого цилиндра, и

первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения предусмотрен для изменения фазы всех впускных клапанов, а второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения предусмотрен для изменения фазы некоторых из впускных клапанов.

13. Двигатель по п.12, в котором подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал во второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения, имеет больший внутренний диаметр, чем подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал в первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к двигателю, снабженному механизмом изменения фазы газораспределения, способному изменять фазу кулачка.

Уровень техники

В последние годы, все больше двигателей снабжаются механизмом изменения фазы газораспределения, составляющим регулируемый клапанный механизм, который может изменять хронирование открытия/закрытия клапана (фазы газораспределения). Кроме того, было предложено использовать такой механизм изменения фазы газораспределения в двигателе, имеющем множественные клапаны для каждого цилиндра, для изменения времени открытия/закрытия только одного или нескольких из множественных клапанов, в зависимости от условий эксплуатации двигателя.

Распределительный вал, используемый в таком клапанном механизме двигателя, сконструирован путем установки отдельных кулачков на деталь вала таким образом, чтобы кулачки могли вращаться относительно детали вала. Механизм изменения фазы газораспределения, например, в форме гидравлического привода, например, лопаточного привода, располагается на конце распределительного вала для изменения сдвига фазы некоторых из кулачков относительно детали вала и, таким образом, для изменения распределения или сдвига фазы некоторых из клапанов относительно других клапанов (см. Патентный Документ 1).

Патентный Документ

Патентный Документ 1: публикация выложенной заявки на патент Японии № 2009-144521

Задачи изобретения

В общем случае, распределительный вал располагается в головке блока цилиндров двигателя. Головка блока цилиндров полностью открыта сверху из соображений сборки и обслуживания клапанного механизма, включающего в себя распределительный вал, и крышка головки блока цилиндров установлена с возможностью отделения поверх головки блока цилиндров с использованием болтов, чтобы закрывать открытую верхнюю часть головки блока цилиндров.

Если клапанный механизм включает в себя механизм изменения фазы газораспределения, как описано в Патентном Документе 1, клапанный механизм как целое имеет увеличенный осевой размер по сравнению с традиционными двигателями, не имеющими механизма изменения фазы газораспределения. Это приводит к необходимости подготавливать новую головку блока цилиндров с увеличенным осевым размером, чтобы в нем поместился клапанный механизм, включающий в себя механизм изменения фазы газораспределения.

Необходимость в головке блока цилиндров с увеличенным осевым размером может привести к тому, что для ее изготовления потребуется станочное оборудование большего размера. Кроме того, если размер двигателя головки блока цилиндров значительно изменяется в зависимости от того, обеспечен ли механизм изменения фазы газораспределения, это затрудняет изготовление обоих типов головок блока цилиндров на одной производственной линии, что, в свою очередь, приводит к снижению производительности или дополнительным капиталовложениям в оборудование.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя, снабженного регулируемым клапанным механизмом, включающим в себя механизм изменения фазы газораспределения, который не приводит к значительному увеличению размера головки блока цилиндров.

Решение задачи

Для решения этой задачи, изобретение согласно п.1 формулы изобретения предусматривает двигатель, снабженный регулируемым клапанным механизмом, включающим в себя механизм изменения фазы газораспределения, присоединенный к распределительному валу для изменения фазы кулачка активации клапана, установленного на распределительный вал, относительно коленчатого вала, причем распределительный вал приводится во вращение усилием, передаваемым от коленчатого вала первому концу распределительного вала, причем механизм изменения фазы газораспределения располагается на втором конце распределительного вала, противоположном первому концу, находясь вне головки блока цилиндров, и двигатель содержит деталь кожуха, прикрепленную к головке блока цилиндров, чтобы закрывать, по меньшей мере, нижний участок механизма изменения фазы газораспределения.

Согласно изобретению по п.2 формулы изобретения механизм изменения фазы газораспределения представляет собой гидравлический привод, и управляющий клапан для управления подачей и выпуском гидравлического масла в механизм изменения фазы газораспределения и из него прикреплен к детали кожуха.

Согласно изобретению по п.3 формулы изобретения головка блока цилиндров и деталь кожуха открыты сверху, причем открытая верхняя часть детали кожуха располагается на одном уровне с открытой верхней частью головки блока цилиндров, и двигатель содержит крышку головки блока цилиндров, закрывающую открытую верхнюю часть головки блока цилиндров и открытую верхнюю часть детали кожуха.

Согласно изобретению по п.4 формулы изобретения средство регистрации для регистрации фазы кулачка, подвергаемой управлению изменения фазы, осуществляемому посредством механизма изменения фазы газораспределения, установлено на детали кожуха.

Согласно изобретению по п.5 формулы изобретения маслосток для дренирования управляющего клапана проходит в головку блока цилиндров.

Согласно изобретению по п.6 формулы изобретения стенка, разделяющая пространство внутри детали кожуха и пространство внутри головки блока цилиндров, имеет маслопровод, соединяющий пространство внутри детали кожуха и пространство внутри головки блока цилиндров.

Согласно изобретению по п.7 формулы изобретения механизм изменения фазы газораспределения имеет цилиндрическую внешнюю форму и располагается коаксиально распределительному валу, и деталь кожуха имеет дугообразную внутреннюю поверхность стенки, проходящую по внешней периферии механизма изменения фазы газораспределения.

Согласно изобретению по п.8 формулы изобретения деталь кожуха имеет направляющее средство, предусмотренное на внутренней поверхности стенки для направления гидравлического масла из пространства внутри детали кожуха в маслопровод при вращении механизма изменения фазы газораспределения.

Согласно изобретению по п.9 формулы изобретения деталь кожуха открыта сверху и имеет внутреннее пространство в форме полуцилиндра, закрывая нижнюю половину механизма изменения фазы газораспределения, и крышка головки блока цилиндров имеет дугообразную внутреннюю поверхность стенки, проходящую по внешней периферии механизма изменения фазы газораспределения, и закрывает открытую верхнюю часть детали кожуха.

Согласно изобретению по п.10 формулы изобретения деталь кожуха является деталью, отдельной от головки блока цилиндров и прикрепленной к головке блока цилиндров.

Согласно изобретению по п.11 формулы изобретения механизм изменения фазы газораспределения обеспечен на каждом конце распределительного вала, поддерживаемого с возможностью вращения множественными подшипниками, выполненными заодно с головкой блока цилиндров, каждый из двух масляных каналов для подачи гидравлического масла на два механизма изменения фазы газораспределения на противоположных концах распределительного вала включает в себя канал, сформированный в головке блока цилиндров, и канал, сформированный в распределительном вале, каналы в головке блока цилиндров, образующие два масляных канала, проходят в разных подшипниках и соединяются со своими соответствующими маслопроводами в распределительном вале, один из двух масляных каналов, подающий гидравлическое масло в первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения, включает в себя кольцевую канавку, сформированную на внешней периферийной поверхности распределительного вала, и другой из двух масляных каналов, подающий гидравлическое масло во второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения, включает в себя кольцевую канавку, сформированную на внутренней периферийной поверхности подшипника.

Согласно изобретению по п.12 формулы изобретения двигатель имеет множество впускных клапанов для каждого цилиндра, первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения предусмотрен для изменения фазы всех впускных клапанов, и второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения предусмотрен для изменения фазы некоторых из впускных клапанов.

Согласно изобретению по п.13 формулы изобретения подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал для подачи гидравлического масла во второй из двух механизмов изменения фазы газораспределения, имеет больший внутренний диаметр, чем подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал для подачи гидравлического масла в первый из двух механизмов изменения фазы газораспределения.

Результаты изобретения

Согласно изобретению по п.1 формулы изобретения механизм изменения фазы газораспределения располагается вне головки блока цилиндров и внутри детали кожуха; механизм изменения фазы газораспределения не обязан находиться внутри головки блока цилиндров. Таким образом, этот двигатель не приводит к значительному увеличению размера головки блока цилиндров, хотя и снабжен регулируемым клапанным механизмом, включающим в себя механизм изменения фазы газораспределения. Это позволяет уменьшить размер станочного оборудования для изготовления головки блока цилиндров и позволяет двигателю, снабженному механизмом изменения фазы газораспределения, иметь головку блока цилиндров, по существу, такой же формы, как у двигателей без механизма изменения фазы газораспределения, и таким образом, совместно использовать станочное оборудование для изготовления головки блока цилиндров для двигателей последнего типа, тем самым сокращая затраты на оборудование.

Кроме того, двигатель, имеющий вышеописанную конструкцию, позволяет формировать отверстия в кулачках для приема распределительного вала путем сверления при изготовлении головки блока цилиндров, и таким образом, облегчает механическую обработку и обеспечивает повышенную точность отверстий в кулачках, что приводит к снижению трения между вращающимся распределительным валом и отверстиями в кулачках.

Кроме того, когда механизм изменения фазы газораспределения представляет собой гидравлический привод и канал подачи гидравлического масла в механизм изменения фазы газораспределения проходит по поверхностям скользящего контакта подшипника с отверстием в кулачке и распределительным валом, повышенная точность отверстия в кулачке приводит к снижению утечки масла между поверхностями скользящего контакта и улучшению отклика механизма изменения фазы газораспределения.

Кроме того, размещение механизма изменения фазы газораспределения в пространстве, отделенном от головки блока цилиндров, препятствует взбалтыванию смазки, которая в больших количествах присутствует внутри головки блока цилиндров, вращающим приводом. Это уменьшает сопротивление, оказываемое смазкой на вращающий привод, и сокращает долю смазки, которая превращается в туман и смешивается с прорывающимися выхлопными газами, и таким образом, позволяет снизить расход масла.

Согласно изобретению по п.2 формулы изобретения управляющий клапан для управления подачей и выпуском гидравлического масла в механизм изменения фазы газораспределения и из него прикреплен к детали кожуха. Таким образом, работа, предусмотренная при установке управляющего клапана, например снятие заусенцев и очистка, осуществляется только на детали кожуха, меньшей по размеру, чем головка блока цилиндров, что приводит к снижению стоимости механической обработки. Кроме того, размещение управляющего клапана вблизи привода гарантирует удовлетворительный отклик привода.

Согласно изобретению по п.3 формулы изобретения крышка головки блока цилиндров призвана закрывать открытую верхнюю часть головки блока цилиндров и открытую верхнюю часть детали кожуха, что приводит к сокращению количества компонентов. Кроме того, крышка головки блока цилиндров, присоединенная к головке блока цилиндров и детали кожуха в одной плоскости, может удовлетворительно герметизировать головку блока цилиндров и деталь кожуха.

Согласно изобретению по п.4 формулы изобретения средство регистрации для регистрации фазы кулачка, подвергаемой управлению изменения фазы, осуществляемому посредством механизма изменения фазы газораспределения, установлено на детали кожуха. Таким образом, работа, предусмотренная при установке тех компонентов, которые необходимы, когда предусмотрен механизм изменения фазы газораспределения, осуществляется только на детали кожуха, что приводит к снижению стоимости механической обработки.

Согласно изобретению по п.5 формулы изобретения маслосток для дренирования управляющего клапана проходит не в пространство внутри детали кожуха, а в головку блока цилиндров. Это препятствует накоплению гидравлического масла внутри детали кожуха, таким образом, снижая трение, испытываемое работающим механизмом изменения фазы газораспределения.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.6 формулы изобретения, механизм изменения фазы газораспределения располагается внутри детали кожуха. Это позволяет предотвращать утечку гидравлического масла, которое, в принципе, может просачиваться из механизма изменения фазы газораспределения. Поскольку стенка, разделяющая пространство внутри детали кожуха и пространство внутри головки блока цилиндров, имеет маслопровод, соединяющий оба пространства, гидравлическое масло, просачивающееся из механизма изменения фазы газораспределения в пространство внутри детали кожуха, отводится из детали кожуха в пространство внутри головки блока цилиндров. Это позволяет сократить количество гидравлического масла, остающегося внутри детали кожуха, и таким образом, снижает трение между работающим механизм изменения фазы газораспределения и гидравлическим маслом, которое взбалтывается внутри детали кожуха, и улучшает отклик механизма изменения фазы газораспределения.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.7 формулы изобретения, деталь кожуха имеет дугообразную внутреннюю поверхность стенки, проходящую по внешней периферии механизма изменения фазы газораспределения. Это позволяет гидравлическому маслу, возможно остающемуся внутри детали кожуха, плавно перемешиваться вращающимся механизмом изменения фазы газораспределения, и таким образом, препятствует увеличению трения. Кроме того, плавное перемешивание гидравлического масла снижает аэрацию, и таким образом, когда гидравлическое масло возвращается из детали кожуха и повторно используется в механизме изменения фазы газораспределения, оно не демонстрирует значительного снижения давления вследствие аэрации, и таким образом, механизм изменения фазы газораспределения не демонстрирует значительного снижения реактивности. Кроме того, дугообразная форма детали кожуха позволяет уменьшить ее размер и, таким образом, обеспечить компактную конструкцию.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.8 формулы изобретения, направляющая деталь направляет гидравлическое масло, которое взбалтывается внутри детали кожуха вращающимся механизмом изменения фазы газораспределения, в маслопровод и, таким образом, помогает плавно отводить гидравлическое масло через маслопровод. Гидравлическое масло, остающееся внутри детали кожуха, таким образом, быстро отводится, что приводит к быстрому снижению сопротивления, оказываемого на механизм изменения фазы газораспределения гидравлическим маслом.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.9 формулы изобретения, крышка головки блока цилиндров и деталь кожуха совместно закрывают весь периметр механизма изменения фазы газораспределения с относительно малым зазором. Это позволяет обеспечить конструкцию механизма изменения фазы газораспределения, который прост, имеет уменьшенный общий размер и не позволяет гидравлическому маслу оставаться внутри в больших количествах.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.10 формулы изобретения, деталь кожуха, предусмотренная для вмещения механизма изменения фазы газораспределения, представляет собой деталь, отдельную от головки блока цилиндров. Это позволяет спроектировать головку блока цилиндров так, чтобы большинство ее участков имело такие же размеры, как соответствующие участки головки блока цилиндров для двигателей, не требующих механизма изменения фазы газораспределения.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.11 формулы изобретения, масляный канал для подачи гидравлического масла в первый механизм изменения фазы газораспределения включает в себя кольцевую смазочную канавку, сформированную на внешней периферийной поверхности вращающегося распределительного вала, тогда как масляный канал для подачи гидравлического масла во второй механизм изменения фазы газораспределения включает в себя кольцевую смазочную канавку, сформированную на внутренней периферийной поверхности неподвижного подшипника. В кольцевой смазочной канавке, сформированной на внешней периферийной поверхности вращающегося распределительного вала, гидравлическое масло вращается, увлекаемое вращающейся смазочной канавкой, и таким образом, быстро минует открытый конец маслопровода, ведущего в кольцевую смазочную канавку, с образованием масляного канала в первый механизм изменения фазы газораспределения. В кольцевой смазочной канавке, сформированной на внутренней периферийной поверхности неподвижного подшипника, только слои гидравлического масла, примыкающие к вращающемуся распределительному валу, вращаются, увлекаемые вращающимся распределительным валом, и таким образом, гидравлическое масло медленно минует открытый конец маслопровода, ведущего в кольцевую смазочную канавку с образованием масляного канала во второй механизм изменения фазы газораспределения. Это создает разность давлений вблизи открытых концов каналов, ведущих к двум кольцевым смазочным канавкам. В частности, давление масла вблизи открытого конца канала, образующего масляный канал во второй механизм изменения фазы газораспределения, ниже давления вблизи открытого конца канала, образующего масляный канал в первый механизм изменения фазы газораспределения, что упрощает подачу гидравлического масла в кольцевую смазочную канавку, образующую первый масляный канал. Таким образом, гидравлическое масло легче течет во второй механизм изменения фазы газораспределения, чем в первый механизм изменения фазы газораспределения, или, другими словами, второй механизм изменения фазы газораспределения лучше снабжается гидравлическим маслом, чем первый механизм изменения фазы газораспределения, и поэтому быстро активируется.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.12 формулы изобретения, изменение фазы некоторых из впускных клапанов посредством второго механизма изменения фазы газораспределения осуществляется предпочтительнее, чем изменение фазы всех впускных клапанов посредством первого механизма изменения фазы газораспределения. Это гарантирует, например, что когда низкоскоростная работа двигателя с малой нагрузкой приводит к снижению подачи гидравлического масла из масляного насоса, изменение так называемого газораспределения на входных клапанах посредством второго механизма изменения фазы газораспределения осуществляется предпочтительно и быстро для оптимизации хронирования кулачков без задержки, что необходимо для повышения эффективности использования топлива при поддержании высоких дорожных качеств автомобиля.

В двигателе, снабженном регулируемым клапанным механизмом по п.13 формулы изобретения, подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал во второй механизм изменения фазы газораспределения, имеет больший внутренний диаметр, чем подшипник, имеющий маслопровод, образующий масляный канал в первый механизм изменения фазы газораспределения. Это приводит к увеличению окружной скорости гидравлического масла в смазочной канавке, к которой ведет первый маслопровод, что препятствует повышению давления масла вблизи открытого конца первого маслопровода. Таким образом, при конструкции, в которой изменение так называемого газораспределения на входных клапанах осуществляется посредством второго механизма изменения фазы газораспределения, изменение газораспределения на входных клапанах осуществляется предпочтительно и быстро. Это обеспечивает увеличение вариантов выбора конструкции и, таким образом, позволяет повысить долговечность, при поддержании высоких дорожных качеств автомобиля и высокой эффективности использования топлива. Это также позволяет уравновесить реактивность двух механизмов изменения фазы газораспределения, предусмотренных на противоположных концах распределительного вала.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию внутри головки блока цилиндров согласно варианту осуществления двигателя, снабженного регулируемым клапанным механизмом;

Фиг.2 - вид в разрезе конструкции распределительного вала впускных клапанов;

Фиг.3 - вид сзади двигателя, иллюстрирующий присоединение крышки привода и крышки головки блока цилиндров;

Фиг.4 - вид в перспективе внешней формы крышки привода;

Фиг.5 - вид в перспективе внутренней конструкции крышки привода;

Фиг.6 - вид в разрезе заслонки, предусмотренной на крышке привода;

Фиг.7 - вид в разрезе конфигурации распределительного вала впускных клапанов и его подшипников;

Фиг.8A - пояснительная схема, иллюстрирующая окружную скорость гидравлического масла в смазочной канавке, сформированной в распределительном вале;

Фиг.8B - пояснительная схема, иллюстрирующая окружную скорость гидравлического масла в смазочной канавке, сформированной в головке блока цилиндров;

Фиг.8C - вид в поперечном разрезе смазочной канавки, сформированной в распределительном вале, иллюстрирующий распределение окружных скоростей гидравлического масла в ней;

Фиг.8D - вид в поперечном разрезе смазочной канавки, сформированной в головке блока цилиндров, иллюстрирующий распределение окружных скоростей гидравлического масла в ней;

Фиг.9A - вид в разрезе, иллюстрирующий пример расположения маслопровода, ведущего в смазочную канавку в головке блока цилиндров;

Фиг.9B - вид в разрезе, иллюстрирующий другой пример расположения маслопровода, ведущего в смазочную канавку в головке блока цилиндров;

Фиг.9C - вид в разрезе, иллюстрирующий другой пример расположения маслопровода, ведущего в смазочную канавку в головке блока цилиндров;

Фиг.9D - вид в разрезе, иллюстрирующий другой пример расположения маслопровода, ведущего в смазочную канавку в головке блока цилиндров; и

Фиг.10 - вид в разрезе, иллюстрирующий обеспечение канавки в крышке привода.

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет описан вариант осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 показан вид сверху, иллюстрирующий конфигурацию внутри головки 2 блока цилиндров согласно варианту осуществления двигателя, снабженного регулируемым клапанным механизмом (далее именуемого просто "двигатель 1"), и на фиг.2 показан вид в разрезе, иллюстрирующий конструкцию распределительного вала 4 впускных клапанов.

Этот вариант осуществления двигателя 1 представляет собой однорядный трехцилиндровый двигатель, снабженный клапанным механизмом DOHC. Согласно фиг.1 распределительный вал 3 выпускных клапанов и распределительный вал 4 впускных клапанов ("распределительный вал" в формуле изобретения), поддерживаемые с возможностью вращения внутри головки 2 блока цилиндров, имеют, соответственно, звездочки 5, 6 распределительного вала, присоединенные к ним. Звездочки 5, 6 распределительного вала соединены с коленчатым валом (не показано) цепью 7.

Для каждого цилиндра 8 двигателя 1 предусмотрены два впускных клапана 9, 10 и два выпускных клапана (не показаны). Распределительный вал 4 впускных клапанов имеет попеременно расположенные первые и вторые кулачки 11, 12 впускного клапана, и два впускных клапана 9, 10 для каждого цилиндра приводятся в действие первыми и вторыми кулачками 11, 12 впускного клапана, соответственно. Другими словами, первые впускные клапаны 9 приводятся в действие первыми кулачками 11 впускного клапана, а вторые впускные клапаны 10 - вторыми кулачками 12 впускного клапана. Выпускные клапаны приводятся в действие кулачками 13 выпускных клапанов, прикрепленными к распределительному валу 3 выпускных клапанов.

Согласно фиг.2 распределительный вал 4 впускных клапанов представляет собой вал двойной конструкции, состоящий из пустотелого наружного распределительного вала 21 и внутреннего распределительного вала 22, вставленного в наружный распределительный вал 21. Внутренний распределительный вал 22 располагается коаксиально внутри наружного распределительного вала 22 с небольшим зазором. Внутренний и наружный распределительные валы, таким образом, поддерживаются с возможностью вращения подшипниками 23a-23e, сформированными заодно с головкой 2 блока цилиндров двигателя 1.

Каждый первый кулачок 11 впускного клапана прикреплен к наружному распределительному валу 21. Каждый второй кулачок 12 впускного клапана ("кулачок активации клапана" в формуле изобретения) установлен с возможностью вращения на наружном распределительном валу 21. Каждый второй кулачок 12 впускного клапана включает в себя приблизительно цилиндрический опорный участок 12a, через который проходит наружный распределительный вал 21, и выступающий участок 12b кулачка, выступающий радиально наружу от опорного участка 12a для приведения в действие соответствующего второго впускного клапана 12. Каждый второй кулачок 12 впускного клапана прикреплен к внутреннему распределительному валу 22 деталью в форме штифта 24, проходящей через опорный участок 12a второго кулачка 12 впускного клапана, наружный распределительный вал 21 и внутренний распределительный вал 22. Деталь в форме штифта 24 установлена в отверстии во внутреннем распределительном валу 22, практически без зазора и прикреплена к опорному участку 12a оставшимся участком на любом конце. Наружный распределительный вал 21 имеет удлиненные отверстия 25, проходящие по окружности, через каждое из которых может проходить деталь в форме штифта 24. Таким образом, первые кулачки 11 впускного клапана вращаются с наружным распределительным валом 21 для приведения в действие соответствующих первых впускных клапанов, тогда как вторые кулачки 12 впускного клапана вращаются с внутренним распределительным валом 22 для приведения в действие соответствующих вторых впускных клапанов.

Согласно фиг.1 распределительный вал 4 впускных клапанов снабжен первым механизмом 30 изменения фазы газораспределения и вторым механизмом 31 изменения фазы газораспределения. Первый и второй механизмы 30, 31 изменения фазы газораспределения представляют собой, например, известные лопаточные гидравлические приводы. Лопаточный гидравлический привод содержит лопаточный ротор, размещенный с возможностью вращения внутри цилиндрического кожуха (крышки) и сконструированный так, что угловое смещение лопаток относительно кожуха изменяется в зависимости от подачи гидравлического масла в кожух.

Первый механизм 30 изменения фазы газораспределения располагается на переднем конце распределительного вала 4 впускных клапанов. В частности, кожух первого механизма 30 изменения фазы газораспределения присоединен к звездочке 6 распределительного вала, и лопаточный ротор первого механизма 30 изменения фазы газораспределения присоединен к переднему концу наружного распределительного вала 21.

Второй механизм 31 изменения фазы газораспределения располагается на заднем конце распределительного вала 4 впускных клапанов. В частности, кожух 31a второго механизма 31 изменения фазы газораспределения присоединен к заднему концу наружного распределительного вала 21, и лопаточный ротор второго механизма 31 изменения фазы газораспределения присоединен к внутреннему распределительному валу 22 с прикрепленными к нему вторыми кулачками 12 впускного клапана.

Таким образом, первый механизм 30 изменения фазы газораспределения может изменять угловое смещение наружного распределительного вала 21 относительно звездочки 6 распределительного вала, тогда как второй механизм 31 изменения фазы газораспределения может изменять угловое смещение внутреннего распределительного вала 22 относительно наружного распределительного вала 21. Соответственно, первый механизм 30 изменения фазы газораспределения может изменять хронирование открытия/закрытия всех первых и вторых впускных клапанов 9, 10 относительно хронирования открытия/закрытия выпускных клапанов, тогда как второй механизм 31 изменения фазы газораспределения может изменять хронирование открытия/закрытия вторых впускных клапанов 10 относительно хронирования открытия/закрытия первых впускных клапанов 11. Эта функция второго механизма изменения фазы газораспределения называется изменением распределения.

На головке 2 блока цилиндров установлены первый датчик 32 кулачка для регистрации фактического углового смещения наружного распределительного вала 21 и первый OCV (масляный клапан) 33 для управления подачей и отводом гидравлического масла в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения и из него. Первый OCV 33 располагается вблизи первого механизма 30 изменения фазы газораспределения. Гидравлическое масло подается масляным насосом, не показан, прикрепленным к блоку цилиндров двигателя 1, через маслопровод 34, проходящий вертикально в стенке головки 2 блока цилиндров. Первый датчик 32 кулачка используется при управлении, осуществляемом через первый OCV 33, или управлении работой первого механизма 30 изменения фазы газораспределения.

В этом варианте осуществления двигателя 1, особо заслуживает внимания тот факт, что распределительный вал 4 впускных клапанов проходит через заднюю стенку 2a головки 2 блока цилиндров, так что второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, находящийся на ее заднем конце, располагается вне крышки 41 головки блока цилиндров. Задняя стенка 2a головки 2 блока цилиндров включает в себя подшипник 23e для поддержки распределительного вала 4 впускных клапанов вблизи заднего конца.

На фиг.3 показан вид сзади двигателя 1, иллюстрирующий присоединение крышки 40 привода и крышки 41 головки блока цилиндров, на фиг.4 показан вид в перспективе, иллюстрирующий внешнюю форму крышки 40 привода, и на фиг.5 - вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию крышки 40 привода.

Согласно фиг.1 и 3-5 крышка 40 привода ("деталь кожуха" в формуле изобретения) прикреплена к головке 2 блока цилиндров болтами 42. В случае крепления к головке блока цилиндров 4, крышка 40 привода закрывает нижнюю половину второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, имеющую цилиндрическую внешнюю форму, с небольшим зазором.

Крышка 40 привода открыта сверху и прикреплена к головке 2 блока цилиндров, причем ее верхняя часть 40a находится на одном уровне с верхней частью 2b головки 2 блока цилиндров. Крышка 41 головки блока цилиндров, закрывающая верхнюю часть головки 2 блока цилиндров, выступает назад за пределы головки 2 блока цилиндров, закрывая также верхнюю часть крышки 40 привода. Таким образом, крышка 40 привода и часть крышки 41 головки блока цилиндров образуют пространство 43 для размещения второго механизма 31 изменения фазы газораспределения.

Поверхность 40b крышки 40 привода, которая примыкает к головке 2 блока цилиндров, имеет уплотнительную канавку 40c для приема резинового уплотнителя, препятствующего утечке масла из внутреннего пространства 43.

На крышке 40 привода установлены второй OCV ( управляющий клапан в формуле изобретения) 44 для управления подачей и отводом гидравлического масла во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения и из него и второй датчик 45 кулачка ( средство регистрации в формуле изобретения) для регистрации хронирования вращения лопаточного ротора второго механизма 31 изменения фазы газораспределения.

На второй OCV 44 гидравлическое масло подается через маслопровод, сформированный в головке 2 блока цилиндров, не показан, и маслопровод 40g, сформированный в крышке 40 привода. Из второго OCV 44 гидравлическое масло подается во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения через маслопровод 40d, сформированный в крышке 40 привода, маслопровод 71, сформированный в головке 2 блока цилиндров, и маслопровод 72, сформированный в наружном распределительном вале 21. Гидравлическое масло, отводимое из второго OCV 44, возвращается в головку 2 блока цилиндров через маслосток 40h, сформированный в крышке 40 привода, и маслосток 2d, сформированный в задней стенке 2a головки 2 блока цилиндров.

Второй датчик 45 кулачка установлен на крышке 40 привода лицом к окружающей стенке 31b второго механизма изменения фазы газораспределения 31a, присоединенного к лопаточному ротору. Второй датчик кулачка регистрирует фактическое угловое смещение окружающей стенки и, таким образом, внутреннего распределительного вала 22.

Таким образом, второй датчик 45 кулачка может регистрировать фактическое угловое смещение между наружным распределительным валом 21 и внутренним распределительным валом 22 на основании фактического углового смещения внутреннего распределительного вала, зарегистрированного им самим, и фактического углового смещения наружного распределительного вала 21, зарегистрированного первым датчиком 32 кулачка. Это фактическое угловое смещение между наружным и внутренним распределительными валами используется при управлении, осуществляемом через второй OCV 44, или управлении работой второго механизма 31 изменения фазы газораспределения.

Второй датчик 45 кулачка имеет чувствительную поверхность 45a, расположенную чуть выше нижней поверхности пространства 43 внутри крышки 40 привода. Это обеспечивает преимущество, например, в том, что железный порошок, который может поступать в пространство 43, скорее всего, не будет оставаться перед чувствительной поверхностью 45a, что снижает вероятность ложного срабатывания второго датчика 45 кулачка.

На фиг.6 показана пояснительная схема, иллюстрирующая местоположение маслопровода 50 в головке 2 блока цилиндров и местоположение заслонки 52, предусмотренной на крышке 40 привода.

Задняя стенка 2a головки 2 блока цилиндров имеет маслопровод 50, который соединяет пространство 43 внутри крышки 4 привода и пространство 51 внутри головки блока цилиндров. Согласно фиг.6 маслопровод 50 обращен к зазору между внутренней поверхностью периферийной стенки 40e крышки 40 привода и окружающей стенкой 31b второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, в местоположении чуть впереди нижней поверхности зазора в направлении вращения второго механизма 31 изменения фазы газораспределения.

Согласно фиг.5 и 6 крышка 40 привода имеет выступающую вверх заслонку 52 ("направляющее средство" в формуле изобретения) на внутренней поверхности периферийной стенки 40e. Заслонка 50 должна иметь такую высоту, чтобы не контактировать с вращающейся окружающей стенкой 31b второго механизма 31 изменения фазы газораспределения. Заслонка 52 наклонена вверх от задней стенки 40f крышки привода к головке 2 блока цилиндров, причем ее конец со стороны головки 2 блока цилиндров располагается над открытым концом маслопровода 50.

На фиг.7 показан вид в разрезе, иллюстрирующий конфигурацию распределительного вала 4 впускных клапанов и его подшипников.

Согласно фиг.7 гидравлическое масло подается из первого OCV 33 в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения через маслопроводы 61 в головке 2 блока цилиндров и маслопроводы 62 в распределительном вале 4 впускных клапанов. Кольцевые смазочные канавки 64 сформированы на внешней периферийной поверхности шейки 63 кулачка, или части распределительного вала 4 впускных клапанов, контактирующей с подшипником 23a, и открытые концы маслопроводов 61 располагаются на внутренней периферийной поверхности подшипника 23a, сообщаясь со смазочными канавками 64, соответственно. Это позволяет соответствующим маслопроводам 61, 62, сформированным в подшипнике 23a и шейке 63 кулачка, совершающих относительное вращение, всегда соединяться друг с другом.

Аналогично, гидравлическое масло подается из второго OCV 34 во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения через маслопроводы 71 в головке 2 блока цилиндров и маслопроводы 72 в наружном распределительном вале 21. В отличие от рассмотренного выше варианта, кольцевые смазочные канавки 73 сформированы на внутренней периферийной поверхности подшипника 23e, и открытые концы маслопроводов 72 располагаются на внешней периферийной поверхности шейки 74 кулачка, или части распределительного вала 4 впускных клапанов, контактирующей с подшипником 23e, сообщаясь со смазочными канавками 73, соответственно. Это позволяет соответствующим маслопроводам 71, 72, сформированным в подшипнике 23e и шейке 74 кулачка, совершающих относительное вращение, всегда соединяться друг с другом.

В настоящем варианте осуществления двигателя 1, подшипник 23e, имеющий маслопроводы 71, ведущие ко второму механизму 31 изменения фазы газораспределения, имеет больший внутренний диаметр, чем подшипник 23a, имеющий маслопроводы 61, ведущие к первому механизму 30 изменения фазы газораспределения.

Как описано выше, в настоящем варианте осуществления, второй механизм 31 изменения фазы газораспределения для изменения сдвига фазы между впускными клапанами 9 и 10 располагается позади головки 2 блока цилиндров, и таким образом, вне головки 2 блока цилиндров, и, находясь внутри крышки 40 привода, отделен от головки 2 блока цилиндров. Это позволяет настоящему варианту осуществления двигателя 1 иметь головку 2 блока цилиндров, по существу, такого же продольного размера, как у традиционных двигателей без второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и таким образом, позволяет станочному оборудованию для изготовления головки 2 блока цилиндров иметь малый размер. Это также позволяет настоящему варианту осуществления двигателя 1 иметь головку блока цилиндров, по существу, такой же формы, как у двигателей без второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и таким образом, совместно использовать станочное оборудование для изготовления головки блока цилиндров с такими двигателями, что приводит к снижению затрат на оборудование.

Кроме того, подшипник 23e для поддержки распределительного вала 4 впускных клапанов вблизи заднего конца сформирован в задней стенке 2a головки 2 блока цилиндров, что, при изготовлении головки 2 блока цилиндров, позволяет формировать путем сверления с задней стороны головки 2 блока цилиндров не только отверстие в кулачке для подшипника 23e, но и отверстия в кулачках для других подшипников 23a-23d для распределительного вала 4 впускных клапанов, и таким образом, облегчает сверление для подшипников 23a-23e и обеспечивает повышенную точность отверстий в кулачках, что приводит к снижению трения между вращающимся распределительным валом 4 впускных клапанов и отверстиями в кулачках. Кроме того, поскольку каналы гидравлического масла, ведущие в механизм 31 изменения фазы газораспределения, проходят через поверхности скользящего контакта подшипника 23e и шейки 74 кулачка, повышенная точность отверстия в кулачке для подшипника 23e приводит к снижению утечки гидравлического масла между поверхностями скользящего контакта, и таким образом, препятствует снижению реактивности первого механизма 30 изменения фазы газораспределения.

Кроме того, крышка 41 головки блока цилиндров призвана закрывать открытую верхнюю часть головки 2 блока цилиндров и открытую верхнюю часть крышки 40 привода, что приводит к сокращению количества компонентов. Кроме того, верхняя часть 40a крышки 40 привода находится на одном уровне с верхней частью 2a головки 2 блока цилиндров, что позволяет присоединять крышку 41 головки блока цилиндров так, чтобы ее нижняя часть находилась на одном уровне с верхними частями 40a и 2a, и таким образом, удовлетворительно герметизировать крышку головки 2 блока цилиндров и крышку 40 привода.

Кроме того, второй OCV 44 для управления подачей и отводом гидравлического масла во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения и из него прикреплен к крышке 40 привода. Это означает, что работа, предусмотренная при установке второго OCV 44, осуществляется не на головке 2 блока цилиндров, а на крышке 40 привода относительно малого размера, что, в свою очередь, означает, что работу, например снятие заусенцев и очистку, можно проводить без особых усилий и с малыми затратами.

Кроме того, второй датчик 45 кулачка для регистрации сдвига фазы между первыми и вторыми кулачками 11 и 12 впускного клапана или просто фазы вторых кулачков 12 впускного клапана также установлен на крышке 40 привода. Это означает, что работа, предусмотренная при установке тех периферийных устройств, которые требуются в случае обеспечения второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, осуществляется только на крышке 40 привода, что приводит к снижению стоимости механической обработки.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления, второй механизм 31 изменения фазы газораспределения располагается в пространстве 43 внутри крышки 40 привода, а именно, в пространстве, отделенном от пространства 51 внутри головки 2 блока цилиндров задней стенкой 2a. Второй механизм 31 изменения фазы газораспределения в форме гидравлического привода подвержен утечке гидравлического масла вследствие его конструкции. Однако, даже если гидравлическое масло просачивается из второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, крышка 40 привода препятствует вытеканию гидравлического масла. Кроме того, поскольку пространство, где находится второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, отделено от пространства 51 внутри головки блока цилиндров 51, смазка, разбрызгиваемая в пространстве 51 внутри головки 2 блока цилиндров, не может проникать в пространство 43 внутри крышки 40 привода.

Кроме того, в настоящем изобретении пространство 43 внутри крышки 40 привода и пространство 51 внутри головки 2 блока цилиндров соединены маслопроводом 50. Таким образом, даже если гидравлическое масло просачивается из второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, просочившееся гидравлическое масло отводится из пространства 43 внутри крышки 40 привода в пространство 51 внутри головки 2 блока цилиндров через маслопровод 50, что приводит к снижению количества гидравлического масла, остающегося внутри крышки 40 привода.

Маслосток для дренирования второго OCV 44 проходит не в пространство 43 внутри крышки 40 привода, а в пространство 51 внутри головки 2 блока цилиндров. Таким образом, дренирование второго OCV 44 не приводит к тому, что внутри крышки 40 привода остается гидравлическое масло.

Уменьшение количества гидравлического масла, остающегося внутри крышки 40 привода, приводит к снижению трения между вторым механизмом 31 изменения фазы газораспределения, который вращается с распределительным валом 4 впускных клапанов, и перемешиваемым гидравлическим маслом, и улучшению отклика второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и таким образом, улучшению отклика вторых впускных клапанов 10 на операцию изменения фазы.

Кроме того, крышка 40 привода имеет дугообразную внутреннюю поверхность периферийной стенки 40e, проходящую по окружающей стенке 31b второго механизма 31 изменения фазы газораспределения. Это позволяет гидравлическому маслу, которое, возможно не удовлетворительно отводится из крышки 40 привода и остается в ней, плавно перемешиваться благодаря вращению второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и, таким образом, препятствует увеличению трения. Плавное перемешивание гидравлического масла также снижает аэрацию, и, таким образом, когда гидравлическое масло возвращается из крышки 40 привода и повторно используется во втором механизме 31 изменения фазы газораспределения или в других механизмах, оно не демонстрирует значительного снижения давления вследствие аэрации, и, таким образом, второй механизм 31 изменения фазы газораспределения или другие механизмы не демонстрируют значительного снижения реактивности.

Кроме того, наличие небольшого зазора между внутренней поверхностью периферийной стенки 40e крышки 40 привода и окружающей стенкой 31b второго механизма 31 изменения фазы газораспределения позволяет сократить количество гидравлического масла, остающегося внутри крышки 40 привода, и, таким образом, снизить сопротивление, оказываемое на вращающийся второй механизм изменения фазы газораспределения гидравлическим маслом.

Кроме того, заслонка 52, предусмотренная на внутренней поверхности периферийной стенки 40b крышки 40 привода, направляет гидравлическое масло, которое взбалтывается внутри крышки 40 привода за счет вращения второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, в маслопровод 50, и таким образом помогает плавно отводить гидравлическое масло из крышки 40 привода через маслопровод 50. Гидравлическое масло, остающееся внутри крышки привода, таким образом, быстро отводится, что приводит к быстрому снижению сопротивления, оказываемого на вращающийся механизм изменения фазы газораспределения гидравлическим маслом.

Крышка 40 привода закрывает нижнюю половину второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и крышка 41 головки блока цилиндров закрывает его верхнюю половину, причем крышка 31 привода и крышка 41 головки блока цилиндров совместно закрывают весь периметр второго механизма 31 изменения фазы газораспределения с относительно малым зазором. Это позволяет обеспечить конструкцию второго механизма изменения фазы газораспределения 3, который прост, имеет уменьшенный общий размер и не позволяет гидравлическому маслу оставаться внутри в больших количествах.

Если чувствительная поверхность 45a второго датчика 45 кулачка содержит магнит, возникает возможность возникновения железного порошка, например, за счет износа внутренних деталей двигателя, который, смешиваясь с гидравлическим маслом, налипает на чувствительную поверхность 45a и приводит к ложному срабатыванию второго датчика кулачка. Однако весь периметр второго механизма изменения фазы газораспределения закрыт с относительно малым зазором, что сокращает количество гидравлического масла, попадающего на чувствительную поверхность 45a, и таким образом, практически предотвращает налипание железного порошка на нее. Кроме того, чувствительная поверхность располагается над заслонкой 52 и впереди заслонки 52 в направлении вращения второго механизма 31 изменения фазы газораспределения. Таким образом, заслонка 45 не позволяет гидравлическому маслу, возможно, содержащему железный порошок, достигать чувствительной поверхности 45 в пространстве 43, снижает вероятность того, что железный порошок остается перед чувствительной поверхностью 45, и таким образом, предотвращает ложное срабатывание второго датчика 45 кулачка.

Как описано выше, в настоящем варианте осуществления двигателя 1, кольцевые смазочные канавки 64, 73 предусмотрены на внутренней периферийной поверхности подшипников 23a, 23e или на внешней периферийной поверхности шеек 63, 74 кулачков, чтобы гидравлическое масло всегда могло течь между распределительным валом 4 впускных клапанов и подшипниками 23a, 23e головки 2 блока цилиндров которые вращаются относительно друг друга. В частности, в настоящем варианте осуществления двигателя 1, кольцевая смазочная канавка 64, соединенная с маслопроводом 61, ведущим к первому механизму 30 изменения фазы газораспределения, сформированным в подшипнике 23a, сформирована на внешней периферийной поверхности шейки 63 кулачка, а кольцевая смазочная канавка 73, соединенная с маслопроводом 71, ведущим ко второму механизму 31 изменения фазы газораспределения, сформированным в подшипнике 23e, сформирована на внутренней периферийной поверхности подшипника 23e. Текучесть, т.е. легкость поступления гидравлического масла в кольцевые смазочные канавки 64, 73, различна в зависимости от того, сформированы ли смазочные канавки 64, 73 в неподвижных подшипниках 23a, 23e или во вращающихся шейках 63, 74 кулачков. Причина этому будет объяснена ниже со ссылкой на фиг.8.

На фиг.8 изображены пояснительные схемы, демонстрирующие окружную скорость гидравлического масла в смазочных канавках 64, 73, причем на фиг.8A показан случай смазочной канавки 64, сформированной в распределительном вале (шейке 63 кулачка), а на фиг.8B показан случай смазочной канавки 73, сформированной в головке блока цилиндров (подшипнике 23e). На этих чертежах, для простоты сравнения, окружные скорости указаны линейно. На фиг.8C показан вид в поперечном разрезе смазочной канавки 64, сформированной в распределительном вале, и на фиг.8D показан вид в поперечном разрезе смазочной канавки 73, сформированной в головке блока цилиндров, и каждый из них демонстрирует распределение скоростей в смазочной канавке.

В кольцевой смазочной канавке 73, сформированной на внутренней периферийной поверхности подшипника 23e, только слои гидравлического масла, примыкающие к вращающемуся распределительному валу, вращаются, увлекаемые вращающимся распределительным валом, и таким образом, гидравлическое масло медленно минует открытый конец маслопровода 71, ведущего в смазочную канавку 73 с образованием масляного канала во второй механизм изменения фазы газораспределения 71. Это создает разность давлений вблизи открытых концов маслопроводов, ведущих в смазочные канавки 73. В частности, давление вблизи открытого конца канала, ведущего во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, ниже давления вблизи открытого конца канала, ведущего в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения, в результате чего гидравлическое масло легче поступает в смазочную канавку 73.

Согласно фиг.8A и 8C в кольцевой смазочной канавке 64, сформированной на внешней периферийной поверхности вращающегося распределительного вала (шейке 63 кулачка), гидравлическое масло также вращается, увлекаемое вращающейся смазочной канавкой 64, и таким образом, гидравлическое масло демонстрирует высокие окружные скорости особенно вблизи стенки канавки (обозначенные b на чертежах). В кольцевой смазочной канавке 64, гидравлическое масло, таким образом, минует открытый конец маслопровода 61 с относительно высокими окружными скоростями (обозначенными a на чертеже).

Напротив, согласно фиг.8B и 8D, в смазочной канавке 73, сформированной в подшипнике 23e, неподвижной части головки 2 блока цилиндров, слои гидравлического масла, более близкие к стороне, противоположной открытому концу маслопровода 71, вращаются, увлекаемые вращающейся шейкой 74 кулачка, вследствие вязкости (что обозначено c на чертеже), но слои гидравлического масла вблизи стенки канавки вращаются медленнее и, таким образом, демонстрируют относительно низкие окружные скорости (что обозначено d на чертеже). В смазочной канавке 73, гидравлическое масло, таким образом, минует открытый конец маслопровода 71 с относительно низкими окружными скоростями (что обозначено d на чертеже).

Разность окружных скоростей гидравлического масла вблизи открытых концов маслопроводов, ведущих к двум смазочным канавкам, приводит к разности гидравлических давлений, которая влияет на легкость, с которой гидравлическое масло течет из маслопроводов 61, 71 в подшипниках 23a, 23e в смазочные канавки 64, 73. В частности, смазочная канавка 73, предусмотренная в головке 64 блока цилиндров, показанная на фиг.8B и 8D, обеспечивает низкое давление масла вблизи открытого конца маслопровода и, таким образом, облегчает втекание гидравлического масла по сравнению со смазочной канавкой 64, предусмотренной в распределительном вале, показанной на фиг.8A и 8C. В настоящем варианте осуществления, согласно которому гидравлическое масло поступает во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения через масляный канал, включающий в себя смазочную канавку 73, предусмотренную в головке 2 блока цилиндров, и поступает в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения через масляный канал, включающий в себя смазочную канавку 64, предусмотренную в распределительном вале 4 впускных клапанов, гидравлическое масло поступает во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения лучше, чем в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения, что повышает отклик второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, обеспечивая изменение распределения.

Таким образом, даже при вращении двигателя на малых оборотах и с малой нагрузкой, приводящем к снижению подачи гидравлического масла из масляного насоса, например, второй механизм 31 изменения фазы газораспределения может изменять распределение с удовлетворительной реактивностью.

Как следует из вышесказанного, в настоящем варианте осуществления, подшипник 23e, имеющий маслопровод, ведущий во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, имеет больший внутренний диаметр, чем подшипник 23a, имеющий маслопровод, ведущий в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения. Таким образом, гидравлическое масло демонстрирует более высокие окружные скорости, в частности, более высокую максимальную окружную скорость в смазочной канавке 73, чем в смазочной канавке 64. Вместо того чтобы демонстрировать такую более высокую максимальную окружную скорость, гидравлическое масло в смазочной канавке 73 демонстрирует, вблизи открытого конца маслопровода, ведущего в нее, низкие окружные скорости и, таким образом, низкое давление, что облегчает поступление гидравлического масла в смазочную канавку 73. Таким образом, гидравлическое масло по-прежнему легче поступает во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, чем первый механизм 30 изменения фазы газораспределения. Это позволяет увеличить диаметр шейки, обеспечивает увеличение вариантов выбора конструкции и, таким образом, позволяет повысить долговечность, при поддержании высоких дорожных качеств автомобиля и высокой эффективности использования топлива. Кроме того, можно регулировать давление масло вблизи открытых концов маслопроводов, ведущих в смазочные канавки, чтобы уравновесить реактивность первого и второго механизмов изменения фазы газораспределения 30 и 31, изменяя расположение смазочной канавки, сформированной в шейке кулачка.

В настоящем варианте осуществления, согласно которому первый и второй механизмы 30, 31 изменения фазы газораспределения снабжаются гидравлическим маслом через маслопровод 34, расположенный вблизи первого механизма 30 изменения фазы газораспределения, масляный канал из масляного насоса в первый механизм 30 изменения фазы газораспределения короче масляного канала из масляного насоса во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, что увеличивает потерю давления в масляном канале во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения по сравнению с масляным каналом в первый механизм 31 изменения фазы газораспределения по причине его большей общей длины. Однако этот недостаток в отношении подачи гидравлического масла компенсируется вышеописанной легкостью поступления гидравлического масла во второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, обусловленной разными конструкциями подшипников 23a, 23e. Таким образом, снижения подачи гидравлического масла можно избежать за счет увеличения диаметра подшипника, масляный канал которого ведет в гидравлическое устройство, более удаленное от источника гидравлического давления. Это обеспечивает увеличение вариантов выбора конструкции в отношении размещения масляного насоса, первого механизма 30 изменения фазы газораспределения и второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, а также размещения масляных каналов.

На фиг.9A-9D показаны виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие примеры размещения маслопровода 61, ведущего в смазочную канавку 73, предусмотренного в головке блока цилиндров (подшипнике 23e).

Как указано выше, в смазочной канавке 74, предусмотренной в головке блока цилиндров, только слои гидравлического масла, более близкие к шейке 74 кулачка, вращаются, увлекаемые вращающейся шейкой 74 кулачка, и таким образом, гидравлическое масло медленно минует подающий конец (открытый конец) канала 71, ведущего в смазочную канавку 73, что облегчает поступление гидравлического масла из маслопровода 71 в смазочную канавку 73. Таким образом, произвольный выбор позиции и направления подачи гидравлического масла в смазочную канавку 73, согласно фиг.9A - 9D, скорее всего, не приводит к короткой подаче гидравлического масла, обеспечивая увеличение вариантов выбора конструкции в отношении размещения маслопровода 71 и других деталей.

На фиг.10 показана структурная схема, иллюстрирующая обеспечение канавки 93 согласно другому примеру направляющего средства.

Согласно вышеописанному варианту осуществления, заслонка 52 предусмотрена на внутренней поверхности периферийной стенки крышки 40 привода в качестве направляющего средства для направления гидравлического масла в маслопровод 50. Вместо заслонки 52, согласно фиг.10, можно обеспечить канавку 53. Аналогично заслонке 52, канавка 52 наклонена вверх от задней стенки 40f к головке 2 блока цилиндров, причем ее конец со стороны головки 2 блока цилиндров 53a обращен к маслопроводу 50.

Аналогично заслонке 52, такая канавка легко направляет гидравлическое масло, находящееся внутри крышки 40 привода, которое взбалтывается вращением второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, и таким образом помогает плавно отводить гидравлическое масло из крышки 40 привода через маслопровод 50.

Хотя в конструкции описанного варианта осуществления крышка 41 головки блока цилиндров закрывает верхнюю половину второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, ее можно модифицировать так, чтобы деталь, отличная от крышки 41 головки блока цилиндров, закрывала верхнюю половину второго механизма 31 изменения фазы газораспределения.

Кроме того, хотя описанный вариант осуществления содержит первый механизм 30 изменения фазы газораспределения, способный изменять фазу всех первых и вторых впускных клапанов 9, 10, помимо второго механизма 31 изменения фазы газораспределения, осуществляющего так называемое изменение распределения или изменение сдвига фазы между первыми и вторыми впускными клапанами 9 и 10, настоящее изобретение применимо к двигателю, содержащему только второй механизм 31 изменения фазы газораспределения, причем в этом случае, звездочка 6 распределительного вала может быть установлена на переднем конце наружного распределительного вала 21. В этом случае также, размещение второго механизма 31 изменения фазы газораспределения позади головки 2 блока цилиндров, и таким образом, вне головки 2 блока цилиндров и закрытие его крышкой 40 привода позволяет уменьшить продольный размер головки 2 блока цилиндров, аналогично описанному варианту осуществления.

Кроме того, хотя описанный вариант осуществления является примером, в котором настоящее изобретение применяется к однорядному трехцилиндровому двигателю с клапанным механизмом DOHC, настоящее изобретение, конечно, применимо к двигателям с SOHC и двигателям с произвольным количеством цилиндров.

Перечень ссылочных позиций

1: двигатель

2: головка блока цилиндров

2d: маслосток

4: распределительный вал впускных клапанов

9: первый впускной клапан

10: второй впускной клапан

23a, 23e: подшипник

30: первый механизм изменения фазы газораспределения

31: второй механизм изменения фазы газораспределения

40: крышка привода (деталь кожуха)

40h: маслосток

41: крышка головки блока цилиндров

42: второй OCV (управляющий клапан)

45: второй датчик кулачка (средство регистрации)

50: маслопровод

52: заслонка (направляющее средство)

53: канавка (направляющее средство)

64, 73: смазочная канавка