【技术领域】

本发明涉及一种包括阀门正时变化装置的发动机，该阀门正时变 化装置改变凸轮轴和安装在凸轮轴上的凸轮轴驱动元件的相位，由此 改变进气门和排气门的打开和关闭的定时。

【背景技术】

提出了一种包括阀门正时变化装置的发动机，该阀门正时变化装 置根据发动机的转速和负荷来改变进气门和排气门打开和关闭的定 时。对于这类阀门正时变化装置，其中一种是，安装在曲轴上的曲柄 端驱动元件和安装在凸轮轴上的凸轮轴驱动元件通过正时链或正时皮 带连接到一起，并通过液压改变凸轮侧元件和凸轮轴的相位(比如， 参见专利文件1)。

【发明内容】

【本发明要解决的问题】

采用这种方式，设置有上述液压型阀门正时变化装置的发动机需 要液压转换阀，液压转换阀将液压切换到提前侧或延迟侧液压室以便 提供液压。这里，因为这种液压转换阀在结构上相对较长，因此，有 这样的顾虑，根据其布置和结构，发动机的尺寸将会变大。

本发明的目的在于提供一种发动机，该发动机能够限制由于液压 转换阀的布置而导致的尺寸过大。

【用于解决问题的手段】

发明权利要求1的特征是，一种设置有阀门正时变化装置的发动 机，构造成通过液压改变安装在凸轮轴上的凸轮轴驱动元件和凸轮轴 的相位，该发动机的特征在于，阀门正时变化装置包括液压转换阀， 其中，杆形阀体插入到圆柱形液压缸中以便能够前移和后退，并且液 压转换阀布置在平行于凸轮轴的气缸盖侧壁的外侧，并且平行于凸轮 轴。

发明权利要求2给发明权利要求1增加的特征是，液压转换阀布 置成，阀体沿凸轮轴方向从凸轮驱动元件一侧延伸到另一侧。

发明权利要求3给发明权利要求2增加的特征是，液压转换阀布 置成，提前侧液压出口位于沿凸轮轴方向的一侧，凸轮轴驱动元件布 置在提前侧液压出口与凸轮轴之间，延迟侧液压出口位于另一侧。

发明权利要求4给发明权利要求3增加的特征是，发动机包括沿 凸轮轴方向的一侧和另一侧上的液压缸，凸轮轴驱动元件布置在液压 缸和凸轮轴之间，液压转换阀包括位于液压缸的一个末端的电磁阀来 驱动阀体前移和后退，电磁阀布置成从凸轮轴的垂直方向看、在一侧 与缸的轴线重叠。

发明权利要求5给发明权利要求4增加的特征是，电磁阀包括一 个沿凸轮轴方向在其外端的供电连接器，该连接器形成为连接方向基 本平行于凸轮轴。

发明权利要求6给发明权利要求1至5中任一个增加的特征是， 液压转换阀支撑在阀座凸台上，该阀座凸台与气缸盖的一个侧壁整体 形成，并且布置为位于包括气缸盖的缸盖罩侧配合表面的平面和包括 气缸体侧配合表面的平面之间。

发明权利要求7给发明权利要求1至5中任一个增加的特征是， 发动机包括一个V形多气缸发动机，其中，气缸确定V形气缸列，并 且在V形气缸列的一侧、用于气缸的液压转换阀与在V形气缸列的另 一侧、用于气缸的液压转换阀都平行于V形气缸列布置。

【本发明的优点】

根据发明权利要求1，液压转换阀，其中，杆形阀体插入到圆柱 形液压缸中以便能够前移和后退，布置在气缸盖的平行于凸轮轴的侧 壁的外侧，并且基本平行于凸轮轴，从而即使是杆形、相对较长的液 压转换阀，当与在上述凸轮轴的垂直方向布置有转换阀的情况相比， 也可以避免发动机尺寸过大。

根据发明权利要求2，因为液压转换阀布置成阀体沿凸轮轴方向 从凸轮驱动元件一侧端延伸到另一侧，所以杆形液压转换阀可以布置 成有效利用气缸盖沿凸轮轴方向的延伸部分，这要归因于凸轮轴驱动 元件的布置，并且，可以避免液压转换阀沿凸轮轴方向向外突出，从 而能够避免发动机沿凸轮轴方向的尺寸过大。

同样根据发明权利要求3，因为液压转换阀布置成提前侧液压出 口位于沿凸轮轴方向的一侧，凸轮轴驱动元件插入到提前侧液压出口 与凸轮轴之间，延迟侧液压出口位于另一侧，所以可以防止发动机沿 凸轮轴方向的尺寸过大。

根据发明权利要求4，因为液压转换阀这样布置，设置在液压缸 的一个末端的电磁阀，与位于凸轮轴驱动元件的一侧的液压缸重叠， 所以可以避免沿凸轮轴前移后退驱动阀体的电磁阀向外突出，从而能 够避免发动机沿凸轮轴方向的尺寸过大。

根据发明权利要求5，因为用于给电磁阀供电的连接器形成于沿 凸轮轴方向电磁阀的外端，使得连接方向基本平行于凸轮轴，所以可 以防止连接到连接器的供电导线在凸轮轴垂直方向上突出，也能够避 免发动机的尺寸过大。

根据发明权利要求6，因为液压转换阀位于包括气缸盖的缸盖罩 侧配合表面的平面和包括气缸体侧配合表面的平面之间，所以当阀门 工作机构和液压转换阀装配到气缸盖的时候，可以提高可操作性。也 就是，当将阀门工作机构等装配到气缸盖的时候，其中气缸盖的缸盖 罩侧或气缸体侧配合表面朝下并位于装配基座等上，其中液压转换阀 位于两个配合表面之间，使得不会导致液压转换阀与装配基座等干涉 的问题，从而消除了液压转换阀导致的装配可操作性变差的问题。

此外，在气缸盖中形成油道是容易的。

根据发明权利要求7，因为在V形气缸列的一侧、用于气缸的液 压转换阀与在V形气缸列另一侧、用于气缸的液压转换阀都平行于V 形气缸列，所以V形发动机的V形气缸列可以用来布置两个液压转换 阀而没有妨碍。

【附图说明】

图1为根据本发明实施例的发动机整体结构的横截面侧视图；

图2为发动机主要部分的局部横截面侧视图；

图3为发动机相位变化机构的侧视图；

图4为发动机凸轮轴部分的横截面俯视图；

图5为发动机液压转换阀的横截面正视图；

图6为发动机液压供应通道的横截面侧视图。

【具体实施方式】

以下将参考附图说明本发明的实施例。

图1至6是说明根据本发明实施例的发动机的视图，图1是沿正 时链部分的横截面的侧视图，图2是发动机基本部分的横截面侧视图， 图3是相位可变机构一部分的横截面侧视图，图4和5是凸轮轴横截 面的俯视图和正视图，和图6是液压供给通道的横截面侧视图。

附图中，附图标记1代表有下列结构的水冷4冲程V形四缸发动 机。曲轴箱3连接到气缸体2的下配合表面2a，气缸体2由前气缸2c 和后气缸2d组成，前气缸2c和后气缸2d确定了V形气缸列；前后 气缸盖4、5通过缸盖螺栓连接到前后气缸2c、2d的上配合表面2b、 2b；前后缸盖罩6、7安装在前后气缸盖4、5上。此外，因为前后气 缸侧的结构基本相同，所以以下主要说明在前气缸侧的结构。

前后气缸2c、2d分别由左右气缸孔(第一和第二气缸)2e、2f 组成，左右气缸孔2e、2f沿凸轮轴方向两个一组排成两组。气缸盖4、 5通过缸盖螺栓14a至14d夹紧固定到气缸体2，缸盖螺栓14a至14d 环绕在左右气缸孔2e、2f周围布置。缸盖螺栓14a、14d布置在凸轮 室外部，凸轮轴10、11布置在凸轮室内，缸盖螺栓14b、14c布置在 凸轮室内部。凸轮室内的缸盖螺栓14b、14c基本刚好位于凸轮轴10、 11的轴承部分下方，缸盖螺栓14b头部所处的螺栓孔4d也用作下述 液压供应通道。

此外，插入并布置在左右气缸孔2e、2f中的活塞31通过连杆32 连接到曲轴8的曲柄销。曲轴8用轴颈轴承连接，曲轴的在轴向的左 右轴颈部分和两个中间轴颈部分形成于气缸体2的下配合表面2a和 曲轴箱3的上配合表面3a之间。此外，附图标记13代表布置在配合 表面2a、3a之间、平行于曲轴8的平衡轴。

气缸盖4、5的下配合表面4b、5b以凹入的方式形成有燃烧室b， 排气口36和进气口37向燃烧室b敞开。排气门33和进气门34设置 为打开和关闭在燃烧室一侧的其各自的口36、37。挺杆33a、34a布 置在排气门33和进气门34的上端，排气凸轮轴11和进气凸轮轴10 的凸轮尖端11a、10a可旋转的紧靠在挺杆33a、34a的上表面。

排气凸轮轴11和进气凸轮轴10平行于曲轴8布置在气缸盖4、 5的上配合表面4a、5a，进气凸轮轴10布置在V形气缸列的内部， 排气凸轮轴11布置在V形气缸列的外部。凸轮轴分别由四组凸轮轴 承57旋转的支撑。各自的凸轮轴承57布置在相应于左右气缸孔2e、 2f的各自中心的位置上并布置在两侧，在其间插入链条箱c，链条箱 c形成于发动机横向方向的中间区域。凸轮轴承57包括形成于气缸盖 侧的轴承体57a和可拆的用螺栓安装到轴承体的凸轮盖57b。

此外，附图标记48代表用螺纹连接地拧紧在气缸盖4、5大致中 心的火花塞，火花塞48的电极位于燃烧室b的大致中心。此外，附 图标记47代表火花塞孔，火花塞48通过火花塞孔47安装和拆卸。 此外，附图标记24、25代表调节正时链条12、12张力的张力调整部 件。张力调整部件24、25的下端24a、25a由支撑元件40可旋转的支 撑，支撑元件40安装到气缸体2的下配合表面2a。此外，张力调整 部件24、25的上部通过偏置机构26、27偏置，其中张力传递给正时 链条12。

进气口37在V形气缸列内部基本上垂直延伸，节气门体35连接 到进气门上端的连接开口37a的外部。节气门体35中容纳有下游节 气门35a和上游节气门35b，燃油喷射阀38a布置成位于V形气缸列 的内部，向进气门37的燃烧室开口喷射燃油。

用于前后气缸的曲轴链轮9、9形成于曲轴8的轴向中心。此外， 环形凸轮链轮(凸轮轴驱动元件)54安装到进气凸轮轴10的大致轴 向中心，能够改变相对于进气凸轮轴10的相位，凸轮链轮54通过正 时链条12连接到曲轴链轮9。

此外，环形进气侧正时齿轮55安装到进气凸轮轴10的轴向中心， 能够改变相对于进气凸轮轴10的相位。进气侧正时齿轮55通过螺栓 53a夹紧固定到凸轮链轮54，以便能够旋转凸轮链轮54。

进气侧正时齿轮55与排气正时齿轮11a啮合，排气正时齿轮安 装在排气凸轮轴11上，可以随之旋转。采用这种结构，曲轴8的旋 转由正时链条12经凸轮链轮54和进气侧正时齿轮55传递给进气凸 轮轴10，进气凸轮轴10的旋转经正时齿轮55、11b传递给排气凸轮 轴11。排气和进气凸轮轴11、10转动，由此排气门33和进气门34 提前和退后来打开和关闭排气和进气口36、37的排气门开口和进气 门开口。

链条箱c形成于曲轴箱3、气缸体2和气缸盖4、5的对应左右气 缸孔2e、2f的那些部分上，从而提供了曲柄室d和凸轮室e之间的连 通。排气侧和进气侧正时齿轮11a、55、凸轮链轮54、正时链条12 和曲轴链轮9从气缸轴向看位于链条箱c内部。此外，附图标记41 代表空气导入室，其穿过链条箱c，将二次空气导入排气系统，附图 标记45代表通风室，油雾在通风室中从漏出的气体中分离出来，附 图标记46代表覆盖通风室45和空气导入室41的共同的盖子。

实施例中的发动机1包括改变进气门34打开和关闭定时的阀门 正时变化装置50。阀门正时变化装置50包括相位变化机构51和液压 转换阀52，相位变化机构51改变进气凸轮轴10、凸轮链轮54和进 气侧正时齿轮55相位，通过液压转换阀52将相位变化机构51切换 到提前液压室A或延迟后液压室B进行供应。

相位变化机构51以下列方式构造。环形内转子56的内缘表面油 密封地装配在凸台部分10d的外缘表面，凸台部分10d基本位于进气 凸轮轴10的轴向中心部分，以凸缘的方式增大直径而设置。内转子56 通过螺栓53b夹紧固定到凸缘部分10c的一侧，凸台部分10d的轴向 边缘的凸缘部分10c在直径上进一步增大。此外，凸轮链轮54的内 缘表面54a油密封地滑动接触内转子56的外缘表面56a，以便能相对 旋转。凸轮链轮54的内缘表面54a在八个位置以凹入的方式形成凹 槽54b，结果各自凹槽54b之间的部分确定了向内凸出的凸台部分 54c，凸台部分54c的内表面与内转子56的外缘表面56a滑动接触。 此外，密封元件可以插入到凸台部分54c和外缘表面56a之间。此外， 螺栓53a通过凸台部分54c嵌入。

此外，进气侧正时齿轮55的内缘表面55a油密封地与凸缘部分10c 的外缘表面滑动接触，使其能相对旋转。此外，环形盖板59设置为 覆盖凹槽54b，通过将螺栓53b螺纹连接地旋入到正时齿轮55，盖板 59这样固定使得凸台部分54c插入到位于盖板59和正时齿轮之间。 如此，由凸轮链轮54的凹槽54b包围的空间、内转子56的外缘表面、 进气侧正时齿轮55和盖板59限定了一个液压室60。

此外，叶片58植入内转子56的外缘表面，以便位于液压室60 内。叶片58径向向外偏置，使其与凸轮链轮54的凹槽54b的内缘表 面滑动接触，液压室60由叶片58分隔成提前液压室A和延迟液压室 B。

采用这种结构，当液压供给提前液压室A的时候，凸轮轴10相 对于图4中的凸轮链轮54和进气侧正时齿轮55逆时针旋转，使得进 气门34在打开和关闭的正时上向提前侧变化。

此外，内转子56上凹槽58安装的那些部分，可以做成径向向外 突出，使得突出部分起到叶片的作用。在这种情况下，密封元件插入 到突出部分和凹槽54b内缘表面之间。

液压转换阀52平行于凸轮轴10布置在内壁4g外部的气缸盖4 上，内壁4g朝向V形气缸列，平行于凸轮轴10。此外，液压转换阀 52位于包括气缸盖4缸盖罩侧配合表面4a的平面和包括气缸体侧配 合表面4b的平面之间，也就是，不从平面向气缸轴线突出。

特别的，阀座凸台4c、5c与气缸盖4、5的V形气缸列侧的内壁 形成一个整体，从而位于V形气缸列内，液压转换阀52插入到阀座 凸台4c、5c的支撑孔4c’、5c’中。

液压转换阀52大致为杆形，包括：圆柱形液压缸60，插入并布 置在液压缸60中能够前移和后退的杆形阀体61，以及布置在液压缸 60一端驱动阀体61前移和后退的电磁线圈(电磁阀)62。

在阀体61外缘表面凹入成形的是临近轴向中心位置的导入凹槽 61a和位于导入凹槽两端的排出凹槽61b、61c。此外，导入孔60a、 延迟侧出口60b、提前侧出口60c和排出孔60d、60e成形于液压缸60 的壁中，连通内部和外部。此外，排出孔60d、60e通过排出通道(图 中未示)与油底壳内部连通。此外，附图标记62a代表回位弹簧，使 阀体61向延迟端位置(图5中实线标明的位置)偏置。

液压转换阀52布置成导入孔60a基本位于发动机1沿凸轮轴方 向的中心，也就是，沿凸轮轴方向与凸轮链轮54基本相同的位置。 此外，延迟侧出口60b与提前侧出口60c布置在凸轮链轮54的一侧 和另一侧附近。

此外，导入孔60a、延迟侧出口60b和提前侧出口60c布置在上 述位置，结果阀体61布置成轴向桥接凸轮链轮54，电磁线圈62布置 成与左气缸孔2e的轴线重叠，从凸轮轴垂直方向看左气缸孔2e位于 凸轮链轮54左侧。此外，电磁线圈62和连接器63位于从气缸孔轴 向看与左气缸孔2e和凸轮轴的轴线垂直方向的突出平面中。

此外，在电磁线圈62轴端整体成形的是用于外部连接来向电磁 线圈62供电的连接器63。连接器63形成使得供电导线连接的方向与 凸轮轴平行，并朝向凸轮轴的轴向外端。

相位变化机构51的液压供应系统与凸轮轴润滑系统部分的共 用。具体的说，连接到油泵(图中未示)的油道64a在气缸体2的V 形气缸列底部附近分支到前后液压缸分支通道64b、64b，各自的液压 缸分支通道64b与布置在气缸盖4、5下配合表面附近的液压缸分支 通道64c连通。液压缸分支通道64c的一端通过排气侧缸盖螺栓孔4e 从排气凸轮轴侧分支通道64d与排气凸轮轴11的凸轮轴承57连通， 还通过进气凸轮轴侧分支通道64e与进气凸轮轴10的凸轮轴承57连 通。

液压缸分支通道64c的另一端与滤油器室64f连通，滤油器室64f 与阀座凸台4c的下部整体成形，滤油器室64f的出口64g与液压缸60 的导入孔60a连通。此外，圆柱形滤油器69布置在滤油器室64f中。 可以通过除去打开和关闭滤油器室64f外部开口的盖69b对滤油器69 进行比如更换等的维修保养。此外，附图标记69a代表当出口64g钻 孔的时候封闭工作孔的插塞式螺栓(plug bolt)。

此外，液压缸60的延迟侧出口60b通过延迟侧缸盖通道64h连 通到进气侧缸盖螺栓孔4d，该缸盖螺栓孔4d通过连通孔10e连通到 进气凸轮轴10内的延迟侧凸轮轴通道10f，并且进一步通过供应孔10g 连通到延迟液压室B。同样，提前侧出口60c通过提前侧缸盖通道 64h’、提前侧缸盖螺栓孔4d’、连通孔10e’、提前侧凸轮轴通道10f’和 供应孔10g’连通到提前液压室A。

当电源关闭，并且发动机转速最多处于预定转速的时候，根据本 实施例的装置处于如图5所示的状态，其中，进气门34打开和关闭 的定时处于不提前状态(为方便起见，指延迟(滞后)状态)。更具 体的说，液压转换阀52的阀体61通过回位弹簧62a移动到退后端位 置，如图5所示，使得导入凹槽61a和延迟侧出口60b互相连通。因 此，液压通过延迟侧出口60b、延迟侧缸盖通道64h、进气侧缸盖螺 栓孔4d、延迟侧凸轮轴通道10f和供应孔10g供应给延迟液压室B。 在相位变化机构51中，延迟液压室B变到如图3所示的最大开度位 置，进气凸轮轴10相对于凸轮链轮54处于顺时针方向旋转的位置， 进气门打开和关闭的定时处于延迟状态。

另一方面，当发动机转速超过预定转速的时候，阀体61被电磁 线圈62推向提前侧，以便连通导入凹槽61a和提前侧出口60c，从而 液压通过提前侧出口60c、提前侧缸盖通道64h’、提前侧缸盖螺栓孔 4d’、连通孔10e’、提前侧凸轮轴通道10f’和供应孔10g’供应给提前液 压室A。然后提前液压室A膨胀，进气凸轮轴10相应的如图3中的 逆时针方向旋转，也就是，相对箭头a方向旋转，其中，进气凸轮轴 10旋转，由此进气门34打开和关闭的定时提前。此外，延迟液压室 B中的油沿与供应液压时相反方向流动，从排出凹槽61b经过排出孔 60d，被回收到油底壳中。

根据本实施例，在这个装置中，采用这种方式操作，液压转换阀 52布置成基本平行于凸轮轴10，位于气缸盖4的内壁4g的外侧，从 而即使当液压转换阀52为杆形并且相对较长的时候，也能将其容纳 在发动机宽度方向中，由此当液压转换阀在垂直于凸轮轴的方向布置 时，它也不会突出到发动机的外侧，从而避免了发动机的尺寸过大。

同样，因为液压转换阀52布置成阀体61沿凸轮轴方向从凸轮链 轮54的一侧延伸到另一侧，具体地说，延迟侧液压出口60b位于沿 凸轮轴方向的一侧，提前侧液压出口60c位于另一侧，所以杆形液压 转换阀52可以布置的有效利用气缸盖4在凸轮轴方向上的延伸部分， 这归因于凸轮链轮54的布置，因而可以避免液压转换阀52在凸轮轴 方向上的向外突出，从而能够避免发动机在凸轮轴方向上的尺寸过 大。

同样，连接并布置在液压缸60一端的电磁线圈位于朝向位于凸 轮链轮54一侧的左气缸孔2e的位置上，由此可以避免前后推动杆形 阀体61的电磁线圈62在凸轮轴方向上的向外突出，这能够避免发动 机在凸轮轴方向上的尺寸过大。

同样，因为给电磁线圈62供电的连接63成形于沿凸轮轴方向 的外端，其连接方向基本平行于凸轮轴，并且连接器63位于V形气 缸列的外端并且方向向外，而液压转换阀52布置在V形气缸列内狭 小的位置上，所以将供电导线连接到连接器63的工作是容易的。还 能防止被连接的供电导线在垂直凸轮轴方向上突出，这也能避免发动 机尺寸过大。

因为液压转换阀52布置成位于包括气缸盖4的缸盖罩侧配合表 面4a的平面和包括气缸体侧配合表面4b的平面之间，所以可以提高 阀门操作机构和液压转换阀52装配到气缸盖4的可操作性。也就是， 当阀门操作机构等装配到气缸盖4的时候，其中，使气缸盖4的缸盖 罩侧或气缸体侧的配合表面4a、4b朝向下并位于装配基座或类似物 上，其中液压转换阀52位于两个配合表面4a、4b之间，使得不会导 致液压转换阀52与装配基座等干涉的问题，从而消除了液压转换阀52 导致的装配可操作性变差的问题。

同样，因为用于支撑液压转换阀52的阀座凸台4c的下端面4f 位于曲轴一侧，与气缸盖4的气缸体侧配合表面4b平齐，所以下端 面4f可以与气缸体侧配合表面4b同时进行加工，使得加工过程并没 有增加阀座凸台的下端面4f的加工。

此外，不采用插塞式螺栓69a插入出口64g的工作孔，而可以采 用塞球与工作孔压入配合，达到堵塞的作用。在这种情况下，可以通 过将下端面布置在配合表面4b之上来省去下端面4f的加工。

【专利文件1】JP-A-07-293210