本發(fā)明涉及使內燃機的進氣門動作的氣門裝置。

背景技術：

作為內燃機(以下，也稱為發(fā)動機)的氣門裝置，已知有變更氣門正時的可變氣門正時機構(variablevalvetiming：vvt)、變更氣門升程量的可變氣門升程機構(variablevalvelift：vvl)等。在日本特開2009－052419中公開了一種氣門裝置，具備：伴隨著凸輪軸的旋轉而擺動，使進氣門動作的擺動臂；以及通過變更擺動臂的擺動范圍，而使進氣門的升程量連續(xù)變化的可變升程機構。

在日本特表2010－520395中公開了將設置有多個凸輪的凸輪推桿(camcarrier：凸輪片)外插于凸輪軸，并使凸輪推桿沿凸輪軸的軸向滑動，由此選擇其中一個凸輪的凸輪切換方式的可變機構。在該可變機構中，通過在凸輪推桿的外周設置螺旋狀的引導槽，并從其外側使換檔銷與引導槽卡合，由此使與凸輪軸一體旋轉的凸輪推桿沿凸輪軸向滑動。

然而，近年來，為了在汽油發(fā)動機中提高熱效率，嘗試實際應用與基于普通的火花點火的燃燒不同的燃燒，例如均質壓燃(homogeneouschargecompressionignition：hcci)燃燒等。這種燃燒在車輛的發(fā)動機所要求的負載以及轉速的全部運轉狀態(tài)下難以實現(xiàn)。因此，提出了切換普通的燃燒和hcci燃燒，即將發(fā)動機的運轉狀態(tài)在普通的運轉模式和與之不同的運轉模式之間進行切換的方案。

然而，在上述變更臂的擺動范圍的可變升程機構中，雖能夠使進氣門的升程量連續(xù)變化，但其升程曲線基本上追隨凸輪的輪廓。因而，難以使也包含有作用角等在內的升程特性整體大幅度變化。因此，難以實現(xiàn)如上所述的運轉模式的切換所要求的進氣門的升程特性的變更。

為此，也考慮在上述變更臂的擺動范圍的可變升程機構組合上述凸輪切換方式的可變機構，使進氣門的升程特性大幅度變化。但是，若這樣組合兩種機構則構造變得復雜，則擔心會產(chǎn)生故障。另外，上述可變升程機構邊從進氣門承受氣門彈簧的反作用力邊進行動作，因此容易產(chǎn)生動作延遲，認為難以獲得hcci燃燒那樣的控制所需的高響應性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種在具備能夠連續(xù)變更進氣門的升程量的可變機構的氣門裝置中，既能夠進行普通的運轉模式和與之不同的運轉模式之間的切換，又能夠提高升程量的控制的響應性，執(zhí)行針對故障的故障保護的技術。

在本發(fā)明中，針對發(fā)動機的每個氣缸設置的兩個進氣門中的一方形成為不變更其升程特性的簡單的結構，并且對于第2進氣門而言組合可變升程機構與凸輪切換機構，由此能夠進行升程特性的大幅度的變更。

本發(fā)明的方式提供內燃機的氣門裝置。所述氣門裝置包括：兩個進氣門，針對所述內燃機的每個氣缸設置，所述兩個進氣門是第1進氣門以及第2進氣門；凸輪軸；第1擺動臂，該第1擺動臂被配置成伴隨著所述凸輪軸的旋轉而擺動，所述第1擺動臂構成為使所述第1進氣門動作；第2擺動臂，該第2擺動臂被配置成伴隨著所述凸輪軸的旋轉而擺動，所述第2擺動臂構成為使所述第2進氣門動作；凸輪片，該凸輪片外插于所述凸輪軸；第1凸輪，該第1凸輪固定于所述凸輪軸，所述第1凸輪被配置成使所述第1擺動臂擺動以便按照所述第1凸輪的輪廓使所述第1進氣門動作；第2凸輪，該第2凸輪設置在所述凸輪軸上，所述第2凸輪被配置成使所述第2擺動臂擺動，所述第2凸輪包括輪廓互不相同的多個凸輪，所述多個凸輪沿所述凸輪軸的軸向排列設置在所述凸輪片上，所述多個凸輪中的一個凸輪構成為通過所述凸輪片的滑動來選擇；以及可變機構，被配置成變更所述第2擺動臂的擺動范圍以使得所述第2進氣門的升程量連續(xù)變化。

根據(jù)上述結構，在發(fā)動機的運轉過程中伴隨著凸輪軸的旋轉，利用第1凸輪使針對每個氣缸設置的第1擺動臂擺動。由此，按照第1凸輪的輪廓使第1進氣門動作。另外，利用第2凸輪使第2擺動臂擺動，并且利用可變機構變更該第2擺動臂的擺動范圍。由此，能夠使第2進氣門的升程量連續(xù)變化。

如此使擺動臂的擺動范圍變化的可變機構邊從上述第2進氣門承受氣門彈簧的反作用力邊進行動作。另一方面，可變機構不從第1進氣門承受反作用力。因而，機械摩擦阻力減小，從而動作的延遲減少。由此，基于可變機構的動作而進行的上述第2進氣門的升程量的控制的響應性提高，從而能夠獲得例如hcci燃燒的控制所需的高響應性。

并且，在外插于凸輪軸的凸輪片上設置有多個上述第2凸輪，通過選擇其中的任一個，能夠使也包含作用角等在內的升程特性整體大幅度變化。因此，能夠進行發(fā)動機的普通的運轉模式和與之不同的運轉模式之間的切換。此外，如上述那樣第1進氣門既不存在其升程量的可變機構又不存在凸輪的切換機構，因此即便這些機構發(fā)生了故障也不會對第1進氣門的動作造成影響，從而實現(xiàn)故障保護。

在上述氣門裝置中，優(yōu)選所述第2凸輪包括普通凸輪和低升程凸輪，所述普通凸輪具有與所述第1凸輪相同的輪廓，所述低升程凸輪的升程量小于所述普通凸輪的升程量。根據(jù)上述結構，普通凸輪的輪廓與上述第1凸輪相同，因此有利于提高負載率高的運轉狀態(tài)下的進氣的填充效率。另外，在低負載等的進氣的流量變少的運轉狀態(tài)下，利用可變機構使由普通凸輪驅動的第2進氣門的升程量減少，由此提高進氣的流速而強化氣缸內的旋流，進而能夠提高燃燒性能。

另一方面，為了形成為與普通不同的運轉模式，在切換為低升程凸輪時，與普通凸輪相比來自進氣門的反作用力變小，因此因機械摩擦阻力而引起的可變機構的動作的延遲進一步減少。由此，與普通不同的運轉模式中的第2進氣門的升程量的控制的響應性進一步提高，從而能夠實現(xiàn)適于例如hcci燃燒的高響應的控制。

在上述氣門裝置中，所述低升程凸輪也可以構成為在所述氣缸的排氣行程中打開所述第2進氣門。當在與普通不同的運轉模式下進行hcci燃燒的情況下，根據(jù)上述結構，第2進氣門在排氣行程中打開，從而氣缸內的排氣的一部分暫時被排出至進氣口之后，在下一次的進氣行程中再次向氣缸內流入。換句話說，通過向進氣系統(tǒng)吹回排氣的一部分，來進行所謂的內部egr。

而且，利用可變機構變更由上述低升程凸輪按壓的第2擺動臂的擺動范圍，從而上述第2進氣門的升程量連續(xù)變化。由此，能夠高精度地調整內部egr氣體的分量、即進氣中所含有的排氣的比例，因此基于高溫的內部egr氣體而進行的氣缸內溫度的控制的精度提高，從而能夠使混合氣體在更適當?shù)臅r刻自燃。換句話說，為了進行hcci燃燒，能夠高精度地控制氣缸內溫度。

在上述氣門裝置中，所述低升程凸輪的所述凸輪軸的在所述軸向上的尺寸也可以小于所述普通凸輪的在所述凸輪軸的所述軸向上的尺寸。當如上述那樣切換成低升程凸輪時，來自進氣門的氣門彈簧的反作用力變小。根據(jù)上述結構，能夠減小低升程凸輪與第2擺動臂的滑動接觸面積，從而能夠進一步減小機械摩擦阻力。由此，能夠進一步減少可變機構的動作的延遲，從而能夠進一步提高進氣門的升程量的控制的響應性。

在上述氣門裝置中，所述可變機構也可以與所述第1擺動臂鄰接設置。所述可變機構也可以構成為繞所述可變機構的支軸擺動。所述可變機構也可以包括輸入臂、可動連結部件以及調整部件。所述第2凸輪也可以構成為按壓所述輸入臂。所述可動連結部件也可以構成為連結所述輸入臂與所述第2擺動臂以便變更所述輸入臂與所述第2擺動臂的相對角度。所述調整部件也可以構成為使所述可動連結部件動作來調整所述輸入臂與所述第2擺動臂的相對角度。

根據(jù)上述氣門裝置，在具備能夠連續(xù)變更閥升程量的可變機構的氣門裝置中，針對每個氣缸設置的兩個進氣門中的一方形成為不變更其升程特性的簡單的結構，對于第2進氣門而言組合上述可變機構與凸輪切換機構，由此能夠進行升程特性的大幅度的變更，既能進行普通的運轉模式和與之不同的運轉模式之間的切換，又能提高升程量的控制的響應性，并且還能夠實現(xiàn)針對故障的故障保護。

附圖說明

圖1是實施方式的發(fā)動機的氣門裝置的概要結構圖。

圖2是分離示出可變升程機構以及凸輪切換機構的立體圖。

圖3是進氣側的氣門裝置的剖視圖，并示出最大升程量的狀態(tài)。

圖4是可變升程機構的臂組件的分解立體圖。

圖5是示出最小升程量的狀態(tài)的與圖3相當?shù)膱D。

圖6是示出外插于進氣凸輪軸的凸輪片的構造的局部剖視圖。

圖7是對通過換檔銷與引導槽的卡合來使凸輪片滑動的凸輪切換機構的動作進行說明的圖。

圖8是示出實施方式的氣門裝置中的進氣門的升程特性的變化的說明圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對實施方式進行說明。如圖1中從上方觀察而示意性地示出的那樣，在發(fā)動機1的上部(氣缸蓋)配設有凸輪殼體2，并收納有進氣排氣的氣門系統(tǒng)(氣門裝置)。發(fā)動機1是汽油發(fā)動機，是內燃機的一例。即，如圖1中虛線所示，在以排列成一列的方式設置的三個氣缸3分別設置有兩個進氣門10以及兩個排氣門11，它們由進氣凸輪軸12以及排氣凸輪軸13驅動。

另外，在進氣凸輪軸12以及排氣凸輪軸13的端部(在圖1中為右端部)分別設置有能夠連續(xù)變更氣門正時的可變氣門正時機構(variablevalvetiming：vvt)14。在進氣凸輪軸12針對每個氣缸3設置有能夠連續(xù)變更進氣門10的升程量(最大升程量)的可變升程機構4、以及對驅動進氣門10的凸輪61、62進行切換的凸輪切換機構6。

詳細而言，首先，與各氣缸3的兩個進氣門10中的進氣凸輪軸12的軸線x的方向(凸輪軸向)上的第1側(圖1的左側)的進氣門10(第1進氣門)對應，在進氣凸輪軸12設置有固定凸輪(第1凸輪)12a。而且，伴隨著圖2中箭頭r所示的進氣凸輪軸12的旋轉，上述的固定凸輪12a使擺動臂(第1擺動臂)40擺動，并經(jīng)由搖臂15(參照圖3)使上述第1側的進氣門10動作。

即，也如圖2所示，上述的擺動臂40具備與固定凸輪12a滑動接觸的滾子40a、以及按壓搖臂15的鼻部40b，并擺動自如地外插于搖臂軸41。而且，利用旋轉的固定凸輪12a按壓滾子40a，從而滾子40a繞搖臂軸41擺動，按照該固定凸輪12a的輪廓使上述第1側的進氣門10動作。

與此相對，利用沿軸線x方向排列設置于進氣凸輪軸12上的兩個凸輪(第2凸輪)61、62的任一個使各氣缸3中的軸線x方向的第2側(圖1中的右側)的進氣門10(第2進氣門)動作。即，如后述那樣利用凸輪切換機構6選擇其中一個凸輪61、62，如以下參照圖3進行說明那樣，使臂組件50的輸出臂(第2擺動臂)52擺動，經(jīng)由搖臂15使第2側的進氣門10動作。

在本實施方式中，如上述那樣擺動，利用可變升程機構4變更使各氣缸3的第2側的進氣門10動作的輸出臂52的擺動范圍。由此第2側的進氣門10的升程量連續(xù)變化。除了上述圖2之外，還如圖3～5所示，可變升程機構4具備搖臂軸41、控制軸42以及各氣缸3的臂組件50。

上述搖臂軸41由中空管構成，與進氣凸輪軸12平行、即沿軸線x的方向延伸，作為上述擺動臂40、輸出臂52等的擺動支承軸發(fā)揮功能。另外，向搖臂軸41的中心孔插入控制軸42，該控制軸42由致動器43(僅在圖1中示出)驅動。臂組件50是針對每個氣缸3外插于搖臂軸41，通過控制軸42而動作，并連續(xù)變更進氣門10的升程量的可變機構。

即，在如圖3所示沿軸線x方向觀察時，臂組件50擺動自如地外插于搖臂軸41，并夾設于進氣凸輪軸12的凸輪61、62與搖臂15之間。臂組件50具備供其中一個凸輪61、62滑動接觸的滾子51a、以及按壓搖臂15的鼻部52a。利用其中一個凸輪61、62按壓滾子51a，從而臂組件50繞搖臂軸41擺動，經(jīng)由搖臂15使進氣門10動作。

詳細而言，如圖4中分解示出的那樣，臂組件50具備設置有滾子51a的輸入臂51、以及具有鼻部52a的輸出臂52。上述輸入臂51以及輸出臂52外插于搖臂軸41，以便在沿軸線x方向鄰接排列的狀態(tài)下從外周側覆蓋滑動齒輪53。該滑動齒輪53是將上述輸入臂51與輸出臂52以能夠變更相對角度的方式連結的可動連結部件。

即，滑動齒輪53形成為圓筒狀，能夠滑動地外插于搖臂軸41，在該滑動齒輪53的外周的軸線x方向的第1側以及第2側(圖4的左側以及右側)的端部分別形成有螺旋花鍵53a、53b。上述螺旋花鍵53a、53b分別與形成于輸入臂51以及輸出臂52的內側的螺旋花鍵51b、52b嚙合，從而連結輸入臂51與輸出臂52。

另外，如圖3所示，輸入臂51的滾子51a被空載彈簧16按壓于凸輪61、62(在圖3中為凸輪61)。另一方面，將搖臂15的滾子15a按壓于輸出臂52中的從其基圓到鼻部52a的部分。由此，若輸入臂51伴隨著進氣凸輪軸12的旋轉而擺動，則利用與之一體地擺動的輸出臂52使搖臂15動作，從而升程進氣門10。

而且，若控制軸42沿軸線x方向移位，則滑動齒輪53與之連動地在搖臂軸41上沿軸線x方向移位，使輸入臂51以及輸出臂52相互向相反的方向轉動?；瑒育X輪53利用貫通形成于搖臂軸41的長孔的銷(未圖示)與控制軸42一體地沿軸線x方向移位，該移位通過螺旋花鍵53a、53b與螺旋花鍵51b、52b的嚙合被轉換為輸入臂51以及輸出臂52的周向的移位。

換句話說，控制軸42是使滑動齒輪53動作來調整輸入臂51以及輸出臂52的相對角度的調整部件，其軸線x方向的移位由臂組件50中的滑動齒輪53轉換為輸入臂51以及輸出臂52的周向的移位。由此輸入臂51與輸出臂52的角度發(fā)生變化，從而如以下說明那樣連續(xù)變更進氣門10的升程量。

例如，在控制軸42向軸線x方向的第2側(圖1、圖2、圖4的右側)最大限度地移動的狀態(tài)下，如圖3所示，輸入臂51的滾子51a與輸出臂52的鼻部52a之間的角度(相對相位差)變?yōu)樽畲?。由此，如圖3的右側所示，在利用凸輪61下壓輸入臂51的滾子51a的狀態(tài)下，搖臂15的移位量變?yōu)樽畲?，進氣門10以最大的升程量進行動作。

若控制軸42從該狀態(tài)向軸線x方向的第1側(圖1、圖2、圖4的左側)移動，則輸入臂51的滾子51a與輸出臂52的鼻部52a之間的角度逐漸變小。而且，當如圖5所示角度變?yōu)樽钚r，如該圖的右側所示，即便在利用凸輪61下壓輸入臂51的滾子51a的狀態(tài)下，搖臂15的移位量也變小，進氣門10以最小的升程量進行動作。

在本實施方式中，如上述那樣利用凸輪切換機構6切換經(jīng)由可變升程機構4驅動進氣門10的凸輪61、62。即，如上述圖2、圖4所示，在進氣凸輪軸12以與設置于各氣缸3的固定凸輪12a的軸線x方向的第2側(圖2、圖4的右側)鄰接的方式外插有具有輪廓不同的兩個凸輪61、62的圓筒狀的凸輪片60。

在圖示的例子中，兩個凸輪61、62中的左側(軸線x方向的第1側)的凸輪61具有與固定凸輪12a相同的輪廓(以下，稱為普通凸輪61)，右側(軸線x方向的第2側)的凸輪62是升程量比凸輪61小的低升程凸輪62。該低升程凸輪62被設置為不是在氣缸3的進氣行程中打開進氣門10，而是在排氣行程中打開進氣門10。

作為一個例子，基于低升程凸輪62而產(chǎn)生的進氣門10的升程量通常為凸輪61的一半以下，來自氣門彈簧10a的反作用力相應地變小，從而機械摩擦阻力變小。另外，在本實施方式中，低升程凸輪62的寬度(軸線x方向的尺寸)也比普通凸輪61小，由此也使機械摩擦阻力變小。此外，上述普通凸輪61以及低升程凸輪62的基圓直徑相同，并形成為相互連續(xù)的圓弧面。

而且，也如圖6所示，兩個凸輪61、62作為一體形成為環(huán)狀，與圓筒狀的套筒63的端部嵌合，由此構成凸輪片60。如圖3所示，在凸輪片60(套筒63)的內周形成有花鍵的內齒，該內齒與形成于進氣凸輪軸12的外周的花鍵的外齒嚙合。由此凸輪片60被外插于進氣凸輪軸12而一體旋轉，并且沿軸線x方向滑動。

另外，為了使凸輪片60滑動而在該凸輪片60的外周如以下所述地設置有供換檔銷65a卡合的引導槽64。即，在本實施方式中，在上述套筒63中的軸線x方向的另一端部形成有比普通凸輪61外徑小、比低升程凸輪62大的環(huán)狀的擴徑部63a，在該擴徑部63a的外周設置有遍及整周沿周向延伸的引導槽64。

另一方面，如上述的圖2、圖3所示，在進氣凸輪軸12的斜上方針對每個氣缸3配設有對換檔銷65a進行進退驅動的致動器65，例如利用沿軸線x方向延伸的支柱(未圖示)支承于凸輪殼體2。該致動器65例如利用電磁螺線管驅動換檔銷65a，在其接通狀態(tài)下?lián)Q檔銷65a進入而與上述引導槽64卡合。

這樣，通過換檔銷65a進入而與引導槽64卡合，從而也如以下參照圖7進行說明那樣，伴隨著進氣凸輪軸12的旋轉，在凸輪片60的外周面上換檔銷65a相對沿周向移動，并且沿軸線x方向即如圖6中箭頭所示那樣傾斜地移動。此時，實際上，凸輪片60相對于換檔銷65a旋轉并且沿軸線x方向滑動。

以下，為了便于說明而將圖6、圖7中的左側以及右側(軸線x方向的第1側以及第2側)簡稱為左側以及右側。首先，如圖6所示，引導槽64由使在套筒63的擴徑部63a的外周面上靠近左側以及靠近右側的部位分別線性地沿周向延伸的直槽部64a、64b、以及將上述直槽部64a、64b彼此連結的s字形的彎曲槽部64c、64d構成。

而且，參照圖3等如上述那樣在利用普通凸輪61經(jīng)由臂組件50以及搖臂15使進氣門10在進氣行程中進行打開動作時，即，在凸輪片60位于右側的通常位置時，如圖6所示左側的直槽部64a與致動器65的換檔銷65a對置。若在該狀態(tài)下使致動器65開啟而使換檔銷65a進入，則如圖7的上段所示換檔銷65a與引導槽64的左側的直槽部64a卡合。

這樣與直槽部64a卡合的換檔銷65a伴隨著圖2中箭頭r所示的進氣凸輪軸12以及凸輪片60的旋轉而向圖中下側移動并到達彎曲槽部64c，并如圖7的中段所示沿彎曲槽部64c傾斜地移動。換句話說，換檔銷65a相對于凸輪片60的外周面相對向右側移動，由此，實際上，向左側按壓凸輪片60使之滑動。

若這樣凸輪片60向左側滑動，并如圖7的下段所示換檔銷65a到達右側的直槽部64b，則凸輪片60被切換至左側的低升程位置，因此在此使換檔銷65a后退，解除與引導槽64的卡合。在該低升程位置選擇低升程凸輪62，并經(jīng)由臂組件50以及搖臂15使進氣門10在排氣行程中動作。

此外，如此從通常位置被切換至低升程位置的凸輪片60的滑動量s(如圖6所示)跟普通凸輪61與低升程凸輪62之間的間隔相同。另外，在本實施方式中，在進氣凸輪軸12與套筒63之間設置有在通常位置或者低升程位置分別保持凸輪片60的鎖定機構，不過對此未予圖示。另外，上述引導槽64的深度在左側以及右側的直槽部64a、64b各自的中途幾乎為零，在此如上述那樣換檔銷65a后退，從而與引導槽64的卡合被順暢地解除。

并且，雖省略詳細說明，但能夠通過與如上述那樣從通常位置向低升程位置切換相反地，使致動器65的換檔銷65a與處于低升程位置的凸輪片60的引導槽64卡合，來使凸輪片60向右側滑動，由此使凸輪片60返回到通常位置。即，只要在使換檔銷65a與引導槽64的右側的直槽部64b卡合并沿彎曲槽部64d到達左側的直槽部64a之后，使換檔銷65a后退即可。

作為如此控制致動器65的控制裝置，使用發(fā)動機1的ecu。ecu基于從發(fā)動機1的曲軸轉角傳感器、檢測進氣凸輪軸12的位置的凸輪轉角傳感器等輸入的信號，取得與引導槽64有關的位置信息，決定如上述那樣使換檔銷65a與引導槽64卡合的時刻，控制致動器65。

－進氣門的升程特性的變化－

接下來，還參照圖8對組合上述的可變升程機構4以及凸輪切換機構6的動作，并變更每個氣缸3的進氣門10的升程特性的氣門系統(tǒng)的動作進行說明。該圖8的左側用實線示出的升程曲線ex表示排氣門11的升程特性，在右側用實線或者虛線示出的升程曲線in1、in2表示第1側以及第2側的進氣門10的升程特性。

首先，在發(fā)動機1的運轉過程中各氣缸3的第1擺動臂40因進氣凸輪軸12的固定凸輪12a而擺動，按照該固定凸輪12a的輪廓使第1側的進氣門10動作。由此，第1側的進氣門10的升程特性形成為圖8的上段所示的升程曲線in1，即便可變升程機構4以及凸輪切換機構6動作也不變化。

與此相對，各氣缸3的第2側的進氣門10的升程特性因上述的可變升程機構4以及凸輪切換機構6的動作而如以下那樣變更。即，首先，若發(fā)動機1處于普通的運轉模式，則利用凸輪切換機構6選擇普通凸輪61，利用與進氣凸輪軸12一體地旋轉的普通凸輪61經(jīng)由臂組件50的輸出臂52以及搖臂15使第2側的進氣門10動作。

此時，輸出臂52的擺動范圍被變更，由此第2側的進氣門10的升程量連續(xù)變化。即，若例如可變升程機構4參照圖3處于上述的最大升程量的狀態(tài)，則第2側的進氣門10的升程特性如圖8的上段中實線的升程曲線in1所示，即，形成為與上述第1側的進氣門10相同。這在提高氣缸3的進氣填充效率方面是有利的，例如在負載高的運轉狀態(tài)、發(fā)動機1的熱重啟動時等是優(yōu)選的。

另外，通過可變升程機構4的動作使第2側的進氣門10的升程特性如圖8的中段中實線以及虛線的升程曲線in2所示地從上述的最大升程量的狀態(tài)連續(xù)變化直至參照圖5敘述的最小升程量的狀態(tài)。由此，第2側的進氣門10的升程量相比第1側變小，因此例如在低負載等的進氣的流量變少的運轉狀態(tài)下，也提高進氣的流速而強化氣缸3內的旋流，由此能夠提高燃燒性能。

接下來，在發(fā)動機1處于與普通不同的運轉模式、例如進行hcci燃燒的運轉模式，并利用所謂的內部egr進行缸內溫度的控制的情況下，作為驅動各氣缸3的第2側的進氣門10的凸輪，利用凸輪切換機構6選擇低升程凸輪62。該低升程凸輪62與進氣凸輪軸12一體地旋轉，經(jīng)由臂組件50的輸出臂52以及搖臂15使第2側的進氣門10在氣缸3的排氣行程中進行打開動作。

而且，在上述的與普通不同的運轉模式中，也如上述那樣各氣缸3的第1側的進氣門10的升程特性不發(fā)生變化，如圖8的下段中實線的升程曲線in1所示，第1側的進氣門10與上述的普通的運轉模式同樣按照固定凸輪12a的輪廓動作。由此，能夠獲得足夠能夠進行hcci燃燒的低負載低旋轉側的運轉的進氣填充效率。

另一方面，各氣缸3的第2側的進氣門10如圖8的下段中虛線的升程曲線in2所示從排氣行程的初始到中期被打開。由此，氣缸3內的排氣的一部分暫時向進氣口排出之后，在接下來的進氣行程中再次向氣缸3內流入。通過這樣將排氣的一部分向進氣系統(tǒng)吹回，來進行所謂的內部egr，從而能夠使缸內溫度形成為適于hcci燃燒的溫度。

即，如此在排氣行程中打開的第2側的進氣門10的升程量通過可變升程機構4的動作而如圖8的下段中虛線的升程曲線in2所示地連續(xù)變化。例如，若減小升程量則內部egr氣體的分量、即進氣中包含的排氣的比例變少，若增大升程量則內部egr氣體的分量變多。通過這樣高精度地調整高溫的內部egr氣體的分量，來高精度地控制缸內溫度，從而能夠形成為適于hcci燃燒的溫度。

如以上說明的那樣，在本實施方式的發(fā)動機1中，將針對每個氣缸3設置的兩個進氣門10中的第1側的進氣門10利用進氣凸輪軸12的固定凸輪12a驅動，并形成為不經(jīng)由可變機構的簡單的結構，另一方面，第2側的進氣門10不僅能夠利用可變升程機構4以及凸輪切換機構6實現(xiàn)其升程特性的大幅度的變更，而且能夠連續(xù)變更升程量。

由此，能夠對基于火花點火的普通的運轉模式、與例如hcci燃燒之類的與普通不同的運轉模式進行切換，并且能夠在上述雙方的運轉模式中提高進氣門10的升程量的控制的響應性。這是因為：可變升程機構4的臂組件50不承受來自上述第1側的進氣門10的氣門彈簧10a的反作用力，因機械摩擦阻力而引起的動作的延遲減少。

特別是，在與普通不同的運轉模式中，由凸輪切換機構6選擇的低升程凸輪62的升程量較小，因此來自第2側的進氣門10的氣門彈簧10a的反作用力也相應地變小，低升程凸輪62的凸輪寬度變窄，與此相伴機械摩擦阻力進一步變小。因此，臂組件50的動作的延遲進一步減少，從而能夠獲得hcci燃燒的控制所需的高響應性。

此外，在本實施方式中，如上述那樣針對每個氣缸3設置的第1側的進氣門10既不經(jīng)由可變升程機構4又不經(jīng)由凸輪切換機構6地被固定凸輪12a驅動，因此即便某個機構發(fā)生故障也不會對第1側的進氣門10的動作造成影響。換句話說，能夠實現(xiàn)針對可變升程機構4、凸輪切換機構6的故障的故障保護。

實施方式并不受上述結構任何限定。實施方式只不過是例示而已，對于用途等也并無限定。例如，上述實施方式中的可變升程機構4的結構只不過是一個例子而已，只要利用可變機構變更伴隨著凸輪軸的旋轉而擺動的臂的擺動范圍，由此使進氣門的升程量連續(xù)變化即可。

另外，并不限定于如上述實施方式那樣利用擺動臂40、輸出臂52使搖臂15動作，并經(jīng)由此使進氣門10動作的構造(搖臂式)。例如也可以為利用擺動臂40、輸出臂52按壓進氣門10的頂部的所謂的直動式構造。

另外，凸輪切換機構6并不限定于上述實施方式。例如，也可以在外插于進氣凸輪軸12的凸輪片60的外周，代替上述實施方式那樣的引導槽64，轉而設置日本特開2009－052419中記載的y字形的引導槽等、公知的各種形狀的引導槽。另外，并不限定于引導槽，也可以設置與換檔銷65a卡合而使凸輪片60滑動的形狀的引導部。

并且，在上述實施方式中，雖在凸輪片60設置普通凸輪61以及低升程凸輪62，并且該低升程凸輪62的凸輪寬度比普通凸輪61窄，但并不限定于此，低升程凸輪62的凸輪寬度也可以與普通凸輪61相同。另外，并不限定于低升程凸輪62，雖作用角與普通凸輪61不同，但可以設置升程量相同的凸輪，也可以設置零升程的凸輪。

另外，雖在上述實施方式中將低升程凸輪62設置為在氣缸3的排氣行程中打開進氣門10，但并不限定于此，例如可以設置為從排氣行程到進氣行程打開進氣門10，也可以設置為即便在進氣行程中也在與普通凸輪61大不相同的期間打開進氣門10。普通凸輪61也無需如上述實施方式那樣形成為與固定凸輪12a相同的輪廓。

此外，在上述實施方式中，作為一個例子，對將本發(fā)明的氣門裝置應用于直列三氣缸的汽油發(fā)動機1的情況進行了說明，但并不限定于此，例如本發(fā)明也可以應用于直列四氣缸、或五氣缸以上的汽油發(fā)動機，并且，并不限定于汽油發(fā)動機，本發(fā)明也可以應用于使用酒精燃料的發(fā)動機。

根據(jù)本氣門裝置，在發(fā)動機的氣門系統(tǒng)具備能夠連續(xù)變更進氣門的升程量的升程可變機構的情況下，能夠進行普通的燃燒狀態(tài)和與之不同的燃燒狀態(tài)的切換，并且能夠提高控制的響應性，因此例如適用于進行hcci燃燒等的發(fā)動機而效果提高。