專利名稱：具有氣門落座控制的氣門致動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基本涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)燃燒室氣門的系統(tǒng)和方法。特別的是，本發(fā)明涉及具有氣門落座控制的用來致動一個或多個內(nèi)燃機(jī)氣門的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)燃燒室的氣門例如進(jìn)氣門和排氣門通常被朝著氣門閉合的位置彈性偏壓。在許多內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)氣門可以通過內(nèi)燃機(jī)中的固定輪廓的凸輪開啟和閉合。更具體的是，氣門可以被一個或者多個固定凸角開啟或者閉合，所述凸角可以是每個凸輪的整體部分。在一些情況中，固定輪廓凸輪的使用會使得難以調(diào)整內(nèi)燃機(jī)氣門升程的正時和/或總量。然而適合的是對于不同的內(nèi)燃機(jī)操作狀態(tài)例如不同的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)氣門開啟正時和升程。
給定固定的凸輪輪廓，一種調(diào)節(jié)氣門正時和升程的方法已經(jīng)將“空程(lost motion)”裝置結(jié)合在氣門和凸輪之間的氣門傳動機(jī)構(gòu)的聯(lián)動裝置中?？粘淌菓?yīng)用到一類技術(shù)方案的術(shù)語，這種方案用于利用可變長度的機(jī)械的、液壓的或者其它聯(lián)動裝置來改變由凸輪輪廓決定的氣門運(yùn)動。空程系統(tǒng)包括可變長度的裝置，該裝置包括在凸輪和內(nèi)燃機(jī)氣門之間的氣門傳動機(jī)構(gòu)的聯(lián)動裝置中。凸輪上的凸角(多個)可以提供對于內(nèi)燃機(jī)操作狀態(tài)的范圍所需要的“最大”(最長的停留和最大的升程)運(yùn)動。當(dāng)充分伸長時，可變長度的裝置(或者空程系統(tǒng))可以將全部的凸輪運(yùn)動傳遞給氣門，并且當(dāng)充分收縮時，不會把凸輪的運(yùn)動傳遞給氣門，或者把減少的凸輪運(yùn)動總量傳遞給氣門。通過選擇性地減小空程系統(tǒng)的長度，凸輪傳遞給氣門的運(yùn)動的一部分或者全部可以有效地被減少或者損失。
基于液壓的空程系統(tǒng)可通過使用液壓可伸出和可回退的活塞組件來提供可變長度的裝置。當(dāng)活塞回退到它的液壓腔中時，該裝置的長度減小，并且當(dāng)活塞伸出到液壓腔的外部時，該裝置的長度增加。一個或者多個液壓流體控制閥可以用于控制液壓流體流動到液壓腔中或者流動到液壓腔外。
公知為可變氣門致動(VVA)系統(tǒng)的一種類型的空程系統(tǒng)可以提供多個級別的空程。液壓的VVA系統(tǒng)可以使用高速控制閥來迅速改變腔室中的液壓流體的總量，所述腔室容納液壓的空程活塞?？刂崎y也可以能夠提供腔室中的兩個以上級別的液壓流體，從而允許空程系統(tǒng)獲得了多個長度并且提供可變級別的氣門致動。
通常，內(nèi)燃機(jī)氣門需要非常迅速地開啟和閉合，并且因此氣門復(fù)位彈簧通常相對剛性。如果在一個氣門開啟事件之后保持不受阻止，那么氣門復(fù)位彈簧會使得氣門以充分大的力沖擊它的氣門座，使得破壞氣門和/或它的氣門座。在使用氣門挺桿以跟隨凸輪輪廓的氣門致動系統(tǒng)中，凸輪輪廓提供了內(nèi)置的氣門閉合速度控制。凸輪輪廓可以形成為使得致動凸角與凸輪的基圓平緩地交匯，其作用是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門接近它的氣門座時使內(nèi)燃機(jī)氣門減速。
在液壓的空程系統(tǒng)中，并且特別是在VVA液壓空程系統(tǒng)中，從液壓回路中快速排出流體可以防止氣門經(jīng)歷由凸輪輪廓提供的氣門落座。例如在VVA系統(tǒng)中，與凸輪輪廓提供的時刻相比，通過從空程系統(tǒng)迅速釋放液壓流體，內(nèi)燃機(jī)氣門可以在較早的時刻閉合。當(dāng)流體從空程系統(tǒng)釋放時，氣門復(fù)位彈簧可以使得內(nèi)燃機(jī)的氣門“自由落下”并且以不可接受的高速沖擊氣門座。氣門會以這樣的力沖擊氣門座，所述力最終腐蝕氣門或者氣門座，或者甚至使氣門產(chǎn)生裂縫或者破裂。在這種情況中，需要內(nèi)燃機(jī)氣門落座控制，因為氣門的閉合速度被液壓流體從空程系統(tǒng)中的釋放所控制，而不是由固定的凸輪輪廓所控制。因此，需要一種包括空程系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中的氣門落座裝置，并且最顯著的是在VVA空程系統(tǒng)中。
為了避免內(nèi)燃機(jī)氣門和它的氣門座之間的破壞性的沖擊，氣門落座裝置應(yīng)當(dāng)不管其它氣門傳動機(jī)構(gòu)元件的位置而反抗閉合運(yùn)動。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，內(nèi)燃機(jī)氣門經(jīng)歷氣門落座控制的點應(yīng)當(dāng)相對恒定。換句話說，在內(nèi)燃機(jī)氣門的行程的過程中，氣門落座裝置主動地反抗氣門的閉合運(yùn)動的點應(yīng)當(dāng)對于所有內(nèi)燃機(jī)操作狀態(tài)相對恒定。因此，有利的是將氣門落座裝置定位成使得它可以反抗內(nèi)燃機(jī)氣門的閉合運(yùn)動，不管中間的氣門傳動機(jī)構(gòu)元件例如搖臂、推管(push tube)等的位置。
氣門落座裝置可包括液壓元件，并且因此會需要被支撐在殼體中，并且需要供應(yīng)液壓流體，然而同時，配合在特定內(nèi)燃機(jī)的封裝限制內(nèi)。同樣有利的是將氣門落座裝置設(shè)置在其它液壓空程部件的附近。通過將氣門落座裝置設(shè)置在其它空程部件的附近，可以共用殼體、液壓進(jìn)給裝置和/或儲壓器，從而降低所需要的部件的體積和數(shù)目。
氣門落座裝置可以構(gòu)造成使得它施加給閉合的內(nèi)燃機(jī)氣門的反抗力的顯著部分發(fā)生在氣門的行程的最后幾毫米的過程中。結(jié)果，氣門落座裝置和內(nèi)燃機(jī)氣門或者其它中間元件之間的間隙空間的總量對于氣門落座裝置的正確操作是極為關(guān)鍵的。下面的因素會影響空隙的總量，例如部件的熱膨脹(thermal growth)、氣門磨損、氣門座的磨損以及公差的累積。一些已知的氣門落座裝置具有所需要的手動間隙調(diào)節(jié)裝置或者單獨(dú)的間隙調(diào)節(jié)硬件組件。因此，有利的是具有這樣的氣門落座裝置，該裝置對于內(nèi)燃機(jī)氣門和氣門落座裝置之間的間隙差異可以進(jìn)行自調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的各個實施例可以滿足上述需求中的一個或者多個，并且同樣提供其它優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
申請人已經(jīng)開發(fā)出一種新穎的具有氣門落座控制的氣門致動系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括殼體；空程系統(tǒng)，設(shè)置在所述殼體中；搖臂，具有第一接觸面、第二接觸面和第三接觸面，第一接觸面可操作地接觸內(nèi)燃機(jī)氣門，并且第二接觸面可操作地接觸所述空程系統(tǒng)；和氣門落座裝置，設(shè)置在所述殼體中，可操作地接觸第三接觸面。
申請人還開發(fā)出一種新穎的用于控制內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)氣門的落座速度的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括殼體；間隙活塞(lash piston)，可滑動地設(shè)置在所述殼體中形成的孔中，間隙活塞具有形成在其中的腔；和落座活塞，可滑動地設(shè)置在所述腔中。
應(yīng)當(dāng)理解，上述大致的說明和下面詳細(xì)的描述僅是示例性和描述性的，并且不能限制本發(fā)明。此處引為參考并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的特定實施例，并且與詳細(xì)說明一起起著解釋本發(fā)明的原理的作用。


為了有助于理解本發(fā)明，下面將參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件。附圖僅是示例性的，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限制本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的氣門落座控制系統(tǒng)的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的氣門落座控制系統(tǒng)的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的氣門落座控制系統(tǒng)的剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氣門落座裝置的橫截面詳細(xì)視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氣門落座裝置的橫截面詳細(xì)視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氣門落座裝置的橫截面詳細(xì)視圖。
具體實施例方式
下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的氣門落座控制系統(tǒng)10的第一實施例，本發(fā)明的一個實例在圖1中示出。系統(tǒng)10可包括一個或者多個氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300，元件300可操作地連接到空程系統(tǒng)100、氣門落座裝置200和至少一個內(nèi)燃機(jī)氣門400。空程系統(tǒng)100可以從運(yùn)動傳遞裝置500接受輸入。氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300可以將氣門致動運(yùn)動傳遞給內(nèi)燃機(jī)氣門400。內(nèi)燃機(jī)氣門400可以被致動以產(chǎn)生各種內(nèi)燃機(jī)氣門事件，例如但不限于主進(jìn)氣、主排氣、壓力釋放制動、泄放式制動、廢氣再循環(huán)、提前排氣門開啟和/或閉合、提前進(jìn)氣開啟和/或閉合、居中提升(centered lift)等。內(nèi)燃機(jī)氣門400可包括排氣門、進(jìn)氣門或輔助氣門。
運(yùn)動傳遞裝置500可包括凸輪(多個)、推管(多個)、搖臂(多個)或者其它用于傳遞線性致動運(yùn)動的機(jī)械的、機(jī)電的、液壓的、或者氣動的裝置的任意組合。運(yùn)動傳遞裝置500可以從內(nèi)燃機(jī)的部件接受運(yùn)動，并且將運(yùn)動作為輸入傳遞給空程系統(tǒng)100。
空程系統(tǒng)100可包括將運(yùn)動傳遞裝置500連接到氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300的任何結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)并且能夠選擇性地?fù)p失所述通過運(yùn)動傳遞裝置500傳遞給它的運(yùn)動的部分或者全部?？粘滔到y(tǒng)100例如可包括可變長度的機(jī)械連桿、液壓回路、液壓機(jī)械連桿、機(jī)電連桿、和/或任何其它設(shè)置在運(yùn)動傳遞裝置500和氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300之間的并且適用于獲得一個以上的操作長度的連桿。如果空程系統(tǒng)100結(jié)合液壓回路，那么它可以包括用于調(diào)節(jié)液壓回路中的流體的壓力或者總量的裝置，例如起動閥(多個)、單向閥(多個)、儲壓器(多個)和/或其它用于從液壓回路釋放液壓流體或者向液壓回路增加液壓流體的裝置。
內(nèi)燃機(jī)氣門400可以設(shè)置在套筒420內(nèi)，套筒420依次設(shè)置在氣缸蓋410中。內(nèi)燃機(jī)氣門400可適用于相對于套筒420上下滑動，并且可以被氣門彈簧450偏壓到閉合位置。氣門彈簧450可以被壓縮在氣缸蓋410和氣門彈簧保持器440之間，從而將內(nèi)燃機(jī)氣門400偏壓到內(nèi)燃機(jī)氣門座430中，所述保持器440可以連接到氣門桿的端部。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門400與內(nèi)燃機(jī)氣門座430接觸時，內(nèi)燃機(jī)氣門400有效地處于閉合位置。
一個或者多個氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300可以從空程系統(tǒng)100接受力，并且可以將這個力傳遞到內(nèi)燃機(jī)氣門400。一個或者多個氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300還可以把氣門彈簧450的力傳遞返回到空程系統(tǒng)100和/或氣門落座裝置200，所述氣門彈簧450的力把內(nèi)燃機(jī)氣門400偏壓到閉合位置。
氣門落座裝置200可操作地連接到氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300。當(dāng)氣門落座裝置200被啟動時，它可以提供抵抗力來通過氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300抵抗內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧450的偏壓。在一個優(yōu)選實施例中，氣門落座裝置200恒定地被啟動。然而應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)用戶需要時，可以使氣門落座裝置200不起作用，從而它不會操作以使內(nèi)燃機(jī)氣門400落座。當(dāng)使氣門落座裝置200不起作用時，內(nèi)燃機(jī)氣門400可以在內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧450的偏壓和/或空程裝置100的作用下落座。
在正功率內(nèi)燃機(jī)模式或者當(dāng)空程系統(tǒng)100沒有被啟動以損失運(yùn)動時，運(yùn)動可以通過氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300從運(yùn)動傳遞裝置500被傳遞給內(nèi)燃機(jī)氣門400。同樣，內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧450的力可以通過氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300從內(nèi)燃機(jī)氣門彈簧450傳遞給空程系統(tǒng)100和/或氣門落座裝置200。然而，當(dāng)空程系統(tǒng)100發(fā)揮作用以損失運(yùn)動傳遞裝置500的運(yùn)動時，內(nèi)燃機(jī)氣門400通常會封閉在“自由落下”中，這是一種內(nèi)燃機(jī)氣門400會以不適當(dāng)?shù)母咚俳佑|內(nèi)燃機(jī)氣門座430的狀態(tài)。為了減小當(dāng)空程系統(tǒng)100在損失運(yùn)動時內(nèi)燃機(jī)氣門400閉合的速度，可以使用氣門落座裝置200。
氣門落座裝置200可以通過利用氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300反抗內(nèi)燃機(jī)氣門400的運(yùn)動來降低內(nèi)燃機(jī)氣門400接觸內(nèi)燃機(jī)氣門座430的速度。氣門落座裝置200可以優(yōu)選以逐漸的方式降低內(nèi)燃機(jī)氣門400的落座速度，并且特別是在行程的最后幾毫米中，從而降低內(nèi)燃機(jī)氣門400和內(nèi)燃機(jī)氣門座430上的磨損和破壞。
本發(fā)明的第二實施例示于圖2中，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件。參考圖2，氣門傳動機(jī)構(gòu)元件300可包括搖臂310。搖臂310可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在軸315上，并且可包括第一接觸面301、第二接觸面302和第三接觸面303，第一接觸面用于可操作地接觸內(nèi)燃機(jī)氣門400，第二接觸面用于可操作地接觸空程系統(tǒng)100，第三接觸面用于可操作地接觸氣門落座裝置200。搖臂310可以圍繞軸315樞轉(zhuǎn)，從而將來自樞轉(zhuǎn)點一側(cè)的運(yùn)動傳遞到另一側(cè)。這樣，搖臂310可以從空程系統(tǒng)100和/或氣門落座裝置200接受輸入運(yùn)動，并且可以將這個運(yùn)動傳遞給內(nèi)燃機(jī)氣門400。用類似的方式，搖臂310還可以將來自內(nèi)燃機(jī)氣門400的運(yùn)動傳遞給空程系統(tǒng)100和/或傳遞給氣門落座裝置200。
第三接觸面303可以定位成使得在內(nèi)燃機(jī)氣門的行程過程中，氣門落座裝置主動反抗氣門的閉合運(yùn)動的點對于所有內(nèi)燃機(jī)操作狀態(tài)是相對恒定的。如圖2所示，第二接觸面302可以設(shè)置在第一接觸面301和第三接觸面303之間。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，第三接觸面303可以設(shè)置在搖臂310上的任何部位處，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門400處于閉合位置時，其具有唯一的位置。
在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，系統(tǒng)10另外可包括控制回路600?？刂苹芈?00可以為空程系統(tǒng)100和氣門落座裝置200提供控制輸入，用于啟動空程系統(tǒng)100和氣門落座裝置200和/或用于使空程系統(tǒng)100和氣門落座裝置200不發(fā)揮作用?？刂戚斎肟梢允且簤毫黧w、電信號、機(jī)械致動、氣動致動、機(jī)電致動、液壓機(jī)械致動和/或任何其它用于控制系統(tǒng)的操作的輸入。
在本發(fā)明的一個實施例中，控制回路600可以包括液壓流體供應(yīng)回路。控制回路600可以向氣門落座裝置200提供恒定的流體壓力，從而它被啟動，并且可以致動以降低內(nèi)燃機(jī)氣門400的落座速度。取決于內(nèi)燃機(jī)的操作模式，控制回路600可以選擇性地啟動空程系統(tǒng)100。當(dāng)空程系統(tǒng)100啟動時，它可以損失從運(yùn)動傳遞裝置500接收的運(yùn)動的全部或者部分，并且因此不向搖臂310提供運(yùn)動，并且因此不向內(nèi)燃機(jī)氣門400提供運(yùn)動。
本發(fā)明的第三實施例在圖3中示出，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件?？粘滔到y(tǒng)100和氣門落座裝置200可以設(shè)置在殼體700中。在一個實施例中，空程系統(tǒng)100可包括可伸縮的挺桿組件，該組件具有主活塞110和副活塞120。主活塞110可滑動地設(shè)置在孔710中，孔710形成在殼體700中，從而它可以在孔710中來回滑動，同時保持與殼體700液壓密封。副活塞120可滑動地設(shè)置在主活塞110內(nèi)，從而它可以相對于孔710滑動，同時保持與主活塞110液壓密封。液壓流體可以通過通道610選擇性地供應(yīng)到主活塞110和副活塞120之間的空程系統(tǒng)100。
在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3所示，副活塞120另外可以包括延伸部分125，其具有第一端和第二端，第一端接觸副活塞120，第二端接觸搖臂310的第二接觸面302?？商鎿Q的是，可以考慮，副活塞120可以直接接觸搖臂310。其它用于通過空程系統(tǒng)100向搖臂310提供運(yùn)動的適合裝置被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)。
在如圖3所示的本發(fā)明的實施例中，運(yùn)動傳遞裝置500包括推管組件510。推管組件510可接觸主活塞110的一端并且向主活塞110的所述端傳遞運(yùn)動。推管510可以從一個或者多個凸輪(未示出)接受內(nèi)燃機(jī)氣門致動運(yùn)動。在一個可替換實施例中，凸輪可以直接作用在主活塞110上，而不需要推管510。
控制回路600的元件，例如啟動閥(未示出)，可以設(shè)置在通道610中。當(dāng)需要運(yùn)動傳遞時，啟動閥會被閉合，從而流體被收集在主活塞110和副活塞120之間，產(chǎn)生液壓鎖定。來自推管510的運(yùn)動通過主活塞110和副活塞120被傳遞給搖臂310，搖臂310依次使得內(nèi)燃機(jī)氣門400開啟。當(dāng)不需要運(yùn)動傳遞時，起動閥被開啟，并且允許流體流動到主活塞110和副活塞120之間的空間中或者外部。施加給主活塞110的運(yùn)動的全部或者一部分然后被“損失”。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的氣門落座裝置200的剖視圖。氣門落座裝置200可包括間隙活塞210和落座活塞220，活塞210可滑動地設(shè)置在殼體700中形成的第二孔720中，活塞220可滑動地設(shè)置在間隙活塞210中形成的腔206內(nèi)。間隙活塞210可以適用于相對于孔720滑動，同時保持與孔720的密封。落座活塞220可以適用于在腔206內(nèi)滑動，同時保持與間隙活塞210密封。
具有第一端和第二端的彈簧250將落座活塞相對于孔720沿著向上的方向偏壓，所述第一端接觸殼體700，第二端接觸落座活塞220。落座活塞220在腔206內(nèi)的向下的移動可以被形成在間隙活塞210中的保持環(huán)206限制。
在本發(fā)明的一個實施例中，止動盤(check disk)230可以設(shè)置在間隙活塞210和從落座活塞220延伸的活塞頭225之間。流體槽205和流體開口208可以形成在止動盤230上方的間隙活塞210內(nèi)。具有第一端和第二端的彈簧240將止動盤230偏壓遠(yuǎn)離活塞頭225，緊靠形成在間隙活塞210中的臺肩212，所述第一端接觸落座活塞220，第二端接觸止動盤230。在這個位置，止動盤可以基本覆蓋流體開口208。
液壓流體供應(yīng)裝置可以通過形成在殼體700中的液壓通道620連通到氣門落座裝置200。液壓通道620可以在孔720處終止，并且可以通過形成在間隙活塞210中的環(huán)形空間215將流體連通到流體槽205。在操作過程中，流體可以通過泄放孔235、流體開口208和流體槽205在腔206和液壓通道620之間連通，所述孔235形成在止動盤230中。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，通過通道620供應(yīng)的一些流體會經(jīng)過形成在間隙活塞210和殼體700之間的密封而泄漏到間隙活塞210下面的間隙腔207中。間隙腔207中的流體產(chǎn)生的壓力會使得間隙活塞210在孔720內(nèi)上升。這會使得間隙活塞210的上表面211接觸搖臂310的第三接觸面303，消除可能存在于氣門落座裝置200和搖臂310之間的任何間隙。
下面將參考圖3和圖4描述系統(tǒng)10的操作。當(dāng)需要運(yùn)動傳遞時，液壓流體通過通道610供應(yīng)給空程系統(tǒng)100。流體會填充主活塞110和副活塞120之間的空間?？刂苹芈?00會閉合設(shè)置在通道610中的啟動閥(未示出)，防止流體流動到空程系統(tǒng)100的外部并且產(chǎn)生液壓鎖定。結(jié)果，傳遞給主活塞110的運(yùn)動被傳遞給副活塞120。副活塞120依次通過搖臂310將運(yùn)動傳遞給內(nèi)燃機(jī)氣門400。
液壓流體同樣通過通道620被供應(yīng)到氣門落座裝置200。流體流動穿過環(huán)形空間215進(jìn)入流體槽205中。如上所述，一些流體會泄漏到間隙腔207中，并且使得間隙活塞210的上表面211接觸搖臂310的第三接觸面303，消除任何系統(tǒng)間隙。
因為運(yùn)動從空程系統(tǒng)100傳遞給搖臂310，因此搖臂310沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)，并且在第一接觸面301處致動內(nèi)燃機(jī)氣門400。當(dāng)搖臂310順時針旋轉(zhuǎn)以開啟內(nèi)燃機(jī)氣門400時，搖臂310上的第三接觸面303會移動遠(yuǎn)離間隙活塞210。
這時，通過環(huán)形空間215進(jìn)入流體槽205的流體會向下推動止動盤230，并且向上推動間隙活塞210。液壓壓力使得間隙活塞210向上移動，并且使得落座活塞220向下移動，將止動盤230從它的緊靠臺肩212的座分開，并且允許流體進(jìn)入腔206。落座活塞220繼續(xù)向下移動，直到它撞擊保持環(huán)260。這時，止動盤230下面的液壓壓力和彈簧240的偏壓使得止動盤230返回到它的緊靠臺肩212的座，覆蓋流體開口208，并且將流體收集在腔206中。氣門落座裝置200現(xiàn)在被充填(charged)，并且準(zhǔn)備好進(jìn)行它的落座功能。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門400閉合時，搖臂310會逆時針旋轉(zhuǎn)，直到搖臂310上的第三接觸面303接觸間隙活塞210的上表面211。間隙活塞210然后會被迫使向下，向它下面的液壓流體加壓。間隙活塞210的向下的力擠壓所述腔207的區(qū)域，增加腔207中的壓力，并且迫使落座活塞220向上。落座活塞220的向上運(yùn)動擠壓腔206的區(qū)域，迫使流體流動穿過泄放孔235。同時，彈簧250的偏壓迫使落座活塞220在腔206內(nèi)向上。由于泄放孔235的相對小的尺寸，流體從腔206流動穿過泄放孔235產(chǎn)生了減速力，減速力降低了間隙活塞210的向下運(yùn)動的速度，并且依次，降低搖臂310的運(yùn)動的速度，并且最終降低內(nèi)燃機(jī)氣門400的落座速度。離開腔206的流體可穿過環(huán)形空間215和通道620流動到控制回路600。
液體流動穿過泄放孔235的速度以及相應(yīng)的產(chǎn)生的減速力的大小取決于穿過該孔的流動區(qū)域。穿過該孔的流動區(qū)域通過活塞頭225和泄放孔235的距離來調(diào)節(jié)。當(dāng)搖臂310首先接觸氣門落座裝置100時，并且間隙活塞210開始向下移動時，活塞頭225和泄放孔235之間的距離以及因此的流動區(qū)域的尺寸最大。閉合內(nèi)燃機(jī)氣門的高的速度產(chǎn)生了穿過泄放孔235的高的流動速度，并且產(chǎn)生顯著的減速力。當(dāng)氣門減速并且接近它的氣門座時，活塞頭225和泄放孔235之間的距離以及因此穿過該孔的流動區(qū)域逐漸變小。由于較小的落座速度和較小的流動區(qū)域，產(chǎn)生了更加恒定的減速壓力。
氣門落座裝置200的另一個實施例參考圖5示出，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件。氣門落座裝置200另外可包括設(shè)置在孔720中的靜止的襯套元件213、以及可滑動地設(shè)置在襯套元件213中的接觸銷214。在圖5所示的位置中，接觸銷214可具有第一端和第二端，其中第一端與搖臂310的第三接觸面303接觸，第二端與間隙活塞210接觸。彈簧270可以將間隙活塞210和落座活塞220偏壓緊靠接觸銷214。
在本發(fā)明的一個實施例中，銷214下面的液壓流體壓力會作用在銷214上，從而在整個搖臂行程過程中，銷214保持與搖臂310接觸。在這個實施例中，在銷214和搖臂310之間沒有沖擊。因此，可以降低與氣門落座裝置200相關(guān)的噪聲。在一個可替換實施例中，銷214可具有有限的行程，從而在搖臂310的旋轉(zhuǎn)過程中，銷214和搖臂310可以分開。銷214的尺寸和/或材料成分可以設(shè)計成使得當(dāng)銷214和搖臂310重新連接時發(fā)生的沖擊力被降低。
下面將描述圖5所示的氣門落座裝置200的操作。液壓流體通過通道620被供應(yīng)到氣門落座裝置200。流體流入銷214下面的流體槽205中。這時，進(jìn)入流體槽205的流體會向上推動銷214。因為銷214的直徑與孔720的直徑相比相對小，因此由于銷214的向上運(yùn)動而作用在搖臂310上的力以及隨后搖臂的旋轉(zhuǎn)可以被減小。結(jié)果，同樣減小了沿著氣門開啟方向作用在閉合的內(nèi)燃機(jī)氣門400上的不必要的力。
彈簧270的偏壓使得間隙活塞210向上移動，接觸銷214并且從系統(tǒng)中消除間隙。作用在銷214上的流體壓力會使銷214偏壓，從而在整個搖臂的行程過程中，它保持與搖臂310接觸。如上所述，在這個實施例中，搖臂到銷的沖擊會被減小或者消除，這依次可以導(dǎo)致在氣門落座操作過程中噪聲的降低。
當(dāng)搖臂310沿著氣門開啟方向旋轉(zhuǎn)時，并且第三接觸面303向上移動時，銷214同樣向上移動。這依次允許間隙活塞210向上移動。間隙活塞210的向上移動增大了腔207的體積，并且因此減小了腔207中的液壓流體的壓力。腔207中減小的壓力以及落座活塞220上方的壓力使得落座活塞220向下移動。落座活塞220繼續(xù)向下移動，直到它撞擊保持環(huán)260或者用于彈簧250的基座，如圖5所示。這時，止動盤230下面的液壓壓力以及彈簧240的偏壓使得止動盤230返回到它的緊靠臺肩212的座，覆蓋流體開口208，并且把液體收集在腔206中。氣門落座裝置200這時被充填，并且準(zhǔn)備好執(zhí)行它的落座功能。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門400閉合時，搖臂310會沿著氣門閉合的方向旋轉(zhuǎn)。搖臂310的旋轉(zhuǎn)迫使銷214向下，接觸間隙活塞210。由于間隙活塞210和銷214之間的沖擊發(fā)生在孔720中的槽205上方的充有油的區(qū)域中，因此產(chǎn)生的噪聲的一部分或者全部會被減輕。間隙活塞210然后會被迫使向下，向它下面的液壓流體加壓。間隙活塞210的向下的力擠壓腔207的區(qū)域，增加了腔207中的液壓壓力，并且迫使落座活塞220向上。落座活塞220的向上運(yùn)動擠壓腔206的區(qū)域，迫使腔206中的流體穿過泄放孔235。同時，彈簧250的偏壓迫使落座活塞220在腔206內(nèi)向上。由于泄放孔235的相對小的尺寸，流體從腔206流動穿過泄放孔235產(chǎn)生了減速力，減速力降低了間隙活塞210的向下的運(yùn)動速度，并且依次降低了搖臂310的運(yùn)動速度，并且最終降低了內(nèi)燃機(jī)氣門400的落座速度。離開腔206的流體會穿過環(huán)形空間215和通道620流動到控制回路600。
在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖6所示，沒有止動盤235，氣門落座裝置200也可以操作。流體開口208的尺寸可以減小，從而活塞頭225基本覆蓋開口208。這樣，流體開口208可以如同泄放孔235一樣操作，并且提供必要的氣門落座減速力。
在本發(fā)明的一個實施例中，氣門落座裝置200和空程系統(tǒng)100可以定位成共用控制回路600。儲壓器可以設(shè)置在氣門落座裝置200和空程系統(tǒng)100之間。儲壓器可以吸收多余的液壓流體，并且當(dāng)每個系統(tǒng)需要時，將這些流體重新供應(yīng)到氣門落座裝置200和空程系統(tǒng)100。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，通過將空程系統(tǒng)100定位在氣門落座裝置200附近，可以獲得許多其它的優(yōu)點。例如，氣門落座裝置200和空程系統(tǒng)100可以定位成共用流體供應(yīng)部件和/或殼體。另外，氣門落座控制系統(tǒng)10的整體重量可以降低。
對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)的情況下，可以對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、配置和/或操作作出許多改進(jìn)和修改。例如，當(dāng)不需要空程功能時，可以考慮氣門落座裝置200的實施例可以設(shè)置在沒有空程系統(tǒng)100的系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種具有氣門落座控制的用于致動內(nèi)燃機(jī)中的至少一個內(nèi)燃機(jī)氣門的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括殼體；空程系統(tǒng)，設(shè)置在所述殼體中；搖臂，具有第一接觸面、第二接觸面和第三接觸面，第一接觸面可操作地接觸內(nèi)燃機(jī)氣門，并且第二接觸面可操作地接觸所述空程系統(tǒng)；和氣門落座裝置，設(shè)置在所述殼體中，可操作地接觸第三接觸面。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣門落座裝置還包括間隙活塞，可滑動地設(shè)置在所述殼體中形成的孔中，所述間隙活塞具有形成在其中的腔；和落座活塞，可滑動地設(shè)置在所述腔中。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述間隙活塞和所述落座活塞之間的止動盤，所述止動盤具有形成在其中的泄放孔。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括從所述落座活塞延伸的活塞頭。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞頭和所述止動盤之間的距離調(diào)節(jié)液壓流體穿過泄放孔的流動。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣門落座裝置還包括襯套元件，設(shè)置在所述間隙活塞上方的所述殼體中；和銷，可滑動地設(shè)置在所述襯套元件中，所述銷具有與所述間隙活塞接觸的第一端和與所述搖臂接觸的第二端。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述間隙活塞和所述落座活塞之間的止動盤，所述止動盤具有形成在其中的泄放孔。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括流體開口，形成在所述間隙活塞中；和活塞頭，從所述落座活塞延伸，所述活塞頭適用于基本覆蓋所述開口。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空程系統(tǒng)包括主活塞，可滑動地設(shè)置在所述殼體中形成的孔中；和副活塞，可滑動地設(shè)置在所述主活塞中。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二接觸面位于第一和第三接觸面之間。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空程系統(tǒng)和所述氣門落座裝置適用于從共同的流體供應(yīng)源接收液壓流體。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門閉合時，所述氣門落座裝置具有唯一的位置。
13.一種用于控制內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)氣門的落座速度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括殼體；間隙活塞，可滑動地設(shè)置在所述殼體中形成的孔中，所述間隙活塞具有形成在其中的腔；和落座活塞，可滑動地設(shè)置在所述腔中。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述間隙活塞和所述落座活塞之間的止動盤，所述止動盤具有形成在其中的泄放孔。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括從所述落座活塞延伸的活塞頭。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞頭和所述止動盤之間的距離調(diào)節(jié)液壓流體穿過泄放孔的流動。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括襯套元件，設(shè)置在所述間隙活塞上方的所述殼體中；和銷，可滑動地設(shè)置在所述襯套元件中，所述銷具有與所述間隙活塞接觸的第一端和與所述搖臂接觸的第二端。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述間隙活塞和所述落座活塞之間的止動盤，所述止動盤具有形成在其中的泄放孔。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括流體開口，形成在所述間隙活塞中；和活塞頭，從所述落座活塞延伸，所述活塞頭適用于基本覆蓋所述開口。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)氣門閉合時，所述氣門落座裝置具有唯一的位置。
全文摘要
公開了一種可變的氣門致動系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于致動和控制內(nèi)燃機(jī)氣門的落座速度。該系統(tǒng)包括殼體；空程系統(tǒng)，設(shè)置在所述殼體中；搖臂，具有第一接觸面、第二接觸面和第三接觸面，第一接觸面可操作地接觸內(nèi)燃機(jī)氣門，并且第二接觸面可操作地接觸所述空程系統(tǒng)；和氣門落座裝置，設(shè)置在所述殼體中，可操作地接觸第三接觸面。
文檔編號F01L13/00GK1969110SQ200580020173
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者理查德·范德普爾 申請人:雅各布斯車輛系統(tǒng)公司