本發(fā)明涉及氣門機(jī)構(gòu),特別是提供可變氣門升程(VVL)或氣缸停用(CDA)的氣門機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù):
液壓致動(dòng)閂鎖用在一些搖臂組件上以實(shí)現(xiàn)可變氣門升程(VVL)或氣缸停用(CDA)。例如,一些開關(guān)滾子指狀隨動(dòng)件(SRFF)使用液壓致動(dòng)閂鎖。在這些系統(tǒng)中,來自油泵的加壓油可以用于閂鎖致動(dòng)。加壓油的流量可以在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的監(jiān)督下由油控制氣門(OCV)調(diào)節(jié)。來自相同源的單獨(dú)進(jìn)給提供用于液壓間隙調(diào)節(jié)的油。這意味著每個(gè)搖臂具有兩個(gè)液壓進(jìn)給,這帶來一定程度的復(fù)雜性和設(shè)備成本。這些液壓進(jìn)給的油需求可能接近現(xiàn)有供應(yīng)系統(tǒng)的極限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
可以通過用螺線管致動(dòng)的磁性閂鎖代替液壓閂鎖來減小一些氣門機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中的復(fù)雜性和油的需求。根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,磁性閂鎖(如液壓閂鎖)包含到搖臂組件中。這可以提供適合于在氣門蓋下可用的有限空間的緊湊設(shè)計(jì),但是常規(guī)地為安裝在搖臂組件上的螺線管致動(dòng)的磁性閂鎖供電可以涉及將線對附連到搖臂組件。搖臂組件在較長時(shí)間內(nèi)并且鄰近其它移動(dòng)部件快速往復(fù)移動(dòng)。附連到搖臂組件的線可能被卡住、夾住或疲勞并且因此短路。
本教導(dǎo)涉及一種內(nèi)燃機(jī)。所述內(nèi)燃機(jī)可包括氣缸蓋,具有形成于所述氣缸蓋內(nèi)的座的提升氣門,凸輪軸,安裝到所述凸輪軸的凸輪,以及搖臂組件,所述搖臂組件包括搖臂,凸輪隨動(dòng)件,和包括閂鎖銷的磁性閂鎖。用于所述磁性閂鎖的致動(dòng)器包括螺線管并且可操作以使所述閂鎖銷在第一位置和第二位置之間平移。將所述閂鎖銷致動(dòng)到所述第一位置可以將所述搖臂組件配置成響應(yīng)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)所述提升氣門以產(chǎn)生第一氣門升程曲線。將所述閂鎖銷致動(dòng)到所述第二位置可以將所述搖臂組件配置成響應(yīng)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)所述提升氣門以產(chǎn)生不同于所述第一氣門升程曲線的第二氣門升程曲線,或者可停用所述提升氣門。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述磁性閂鎖安裝到所述搖臂組件的搖臂并且所述致動(dòng)器離開所述搖臂被安裝。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述致動(dòng)器安裝在相對于所述內(nèi)燃機(jī)的所述氣缸蓋固定的位置。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述螺線管安裝到所述氣缸蓋,凸輪承載件,或氣門蓋。離開搖臂安裝允許線位置是靜態(tài)的。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述致動(dòng)器可操作以通過穿過所述致動(dòng)器和所述磁性閂鎖之間的氣隙的磁場使所述閂鎖銷致動(dòng)或保持閂鎖銷位置。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述螺線管可操作以生成磁場。在這些教導(dǎo)中的一些中,永磁體生成磁場。所述致動(dòng)器可以可操作以重定向來自所述永磁體的通量并且由此使所述閂鎖銷致動(dòng)。
在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖的低矯頑鐵磁部分在所述致動(dòng)器的方向上從所述搖臂延伸出來以促進(jìn)所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器之間的相互作用。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖的該部分是所述閂鎖銷的一部分。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖的該部分是剛性地安裝到所述搖臂的極片。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述磁性閂鎖具有獨(dú)立于所述致動(dòng)器穩(wěn)定的接合和非接合配置。這兩個(gè)配置可以對應(yīng)于所述閂鎖銷的所述第一位置和所述第二位置。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述內(nèi)燃機(jī)具有電路,所述電路可操作以用在第一方向或所述第一方向的反向方向上的電流供能所述致動(dòng)器的螺線管。用在所述第一方向上的電流供電的所述螺線管可以可操作以將所述閂鎖銷從所述第一位置致動(dòng)到所述第二位置。用在第二方向上的電流供電的所述螺線管可以操作以將所述閂鎖銷從所述第二位置致動(dòng)到所述第一位置。在這些教導(dǎo)中的其它一些中,電磁性閂鎖組件包括兩個(gè)螺線管,一個(gè)用于閂鎖并且另一個(gè)用于解鎖。所述兩個(gè)螺線管可以具有在相反方向上的繞組。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,永磁體可操作以在所述第一位置和所述第二位置穩(wěn)定所述閂鎖銷。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述永磁體是所述磁性閂鎖的一部分。在這些教導(dǎo)中的其它一些中,所述永磁體是所述致動(dòng)器的一部分。在這些教導(dǎo)中的一些中,沒有由所述螺線管或其它外部源生成的任何磁場,當(dāng)所述閂鎖銷處于所述第一位置時(shí),來自所述永磁體的大部分磁通量遵循第一磁路,并且當(dāng)所述閂鎖銷處于所述第二位置時(shí),來自所述永磁體的大部分磁通量遵循不同于所述第一磁路的第二磁路。所述致動(dòng)器可以可操作以遠(yuǎn)離或朝著這些磁路中的一個(gè)或另一個(gè)重定向所述永磁體的磁通量并且由此使所述閂鎖銷致動(dòng)。在這些教導(dǎo)中的一些中,重定向磁通量包括在形成所述第一磁路和所述第二磁路的一部分的低矯頑鐵磁元件中反轉(zhuǎn)磁極性。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述元件是所述閂鎖銷的一部分。根據(jù)磁通轉(zhuǎn)移原理操作的磁性閂鎖可以制造得緊湊并且因此更適合于安裝在搖臂上。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述磁路中的至少一個(gè)穿過所述致動(dòng)器。穿過所述致動(dòng)器的磁路可以通過所述螺線管的操作來促進(jìn)所述閂鎖銷的致動(dòng)。在這些教導(dǎo)中的一些中,另一磁路不穿過所述致動(dòng)器。不穿過所述致動(dòng)器的磁路可以短得多,具有更低的磁通泄漏,并且允許永磁體將更大的保持力施加到閂鎖銷。
在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖包括兩個(gè)永磁體,所述兩個(gè)永磁體可操作以在所述第一位置和所述第二位置穩(wěn)定所述閂鎖銷。第二永磁體也可以是所述磁性閂鎖的一部分或所述致動(dòng)器的一部分。當(dāng)所述閂鎖銷處于所述第一位置時(shí),來自所述第二永磁體的大部分磁通量遵循第三磁路,并且當(dāng)所述閂鎖銷處于所述第二位置時(shí),來自所述永磁體的大部分磁通量遵循不同于所述第三磁路的第四磁路。所述致動(dòng)器可以可操作以遠(yuǎn)離或朝著這些磁路中的一個(gè)或另一個(gè)重定向所述第二永磁體的磁通量并且由此使所述閂鎖銷致動(dòng)。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述第三磁路和所述第四磁路中的一個(gè)穿過所述致動(dòng)器而另一個(gè)不穿過。在每個(gè)閂鎖銷位置,主動(dòng)磁路中的一個(gè)可以提供導(dǎo)致所述閂鎖銷上的高保持力的短磁通路徑,并且另一磁路可以穿過所述致動(dòng)器并且通過所述螺線管的操作促進(jìn)所述閂鎖銷的致動(dòng)。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,可操作以在其第一位置和第二位置穩(wěn)定所述閂鎖銷的永磁體相對于所述磁性閂鎖安裝在其上的搖臂固定地安裝。將永磁體固定到搖臂意味著不將永磁體固定到閂鎖銷。使永磁體的重量離開閂鎖銷可以增加致動(dòng)速度并且允許使用更小的螺線管。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述永磁體為環(huán)形。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述永磁體在所述閂鎖銷平移的方向上極化。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述永磁體相對于所述閂鎖銷同心地定位。這樣配置的永磁體可以提供緊湊的設(shè)計(jì)。在這些教導(dǎo)中的一些中,存在以面對極性布置的兩個(gè)這樣的永磁體。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述兩個(gè)磁體在所述磁性閂鎖的相對端部處。在這些教導(dǎo)中的一些中,低矯頑鐵磁材料的環(huán)形圈位于所述兩個(gè)磁體之間。所述環(huán)形圈可以為兩個(gè)磁體提供極片。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述磁性閂鎖安裝到所述搖臂組件的搖臂,并且與所述搖臂一起具有相對于所述致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)范圍。所述磁性閂鎖相對于所述致動(dòng)器的位置有時(shí)可能受所述凸輪的位置影響。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述搖臂組件和所述磁性閂鎖配置成使得所述致動(dòng)器不需要在所述閂鎖上可操作,除非在所述閂鎖的運(yùn)動(dòng)范圍的有限部分內(nèi)。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖可操作以在所述接合配置和所述非接合配置中獨(dú)立于所述致動(dòng)器保持閂鎖銷位置穩(wěn)定。只有當(dāng)所述凸輪在基圓上時(shí)才能實(shí)現(xiàn)致動(dòng)。
在這些教導(dǎo)中的一些中,所述搖臂組件配置成使得當(dāng)所述閂鎖銷處于所述非接合配置時(shí),安裝有所述磁性閂鎖的所述搖臂保持基本上靜止??梢元?dú)立于所述致動(dòng)器由所述磁性閂鎖保持所述接合配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,通過彈簧保持所述接合配置。如果當(dāng)搖臂處于一個(gè)特定位置時(shí)致動(dòng)器僅需要在閂鎖上可操作,則更容易實(shí)現(xiàn)在螺線管和磁性閂鎖之間保持足夠接近的結(jié)構(gòu)。在這些教導(dǎo)中的一些中,在所述接合配置中,在所述凸輪的每個(gè)周期中,所述搖臂到達(dá)這樣的位置,其中所述致動(dòng)器可操作以將磁力施加到所述閂鎖銷以克服彈簧力并且將所述閂鎖銷保持在所述非接合配置。
在這些教導(dǎo)的一些方面中,所述致動(dòng)器在所述磁性閂鎖的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)在所述磁性閂鎖上可操作。在這些教導(dǎo)中的一些中,該可操作性是所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器配置成使得它們的相對運(yùn)動(dòng)被限制在相對窄的范圍的結(jié)果。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖可以靠近安裝有所述磁性閂鎖的所述搖臂的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述搖臂在支點(diǎn)上樞轉(zhuǎn),所述提升氣門在所述支點(diǎn)的一側(cè),并且所述致動(dòng)器在所述支點(diǎn)的相對側(cè)。所述支點(diǎn)可以是液壓間隙調(diào)節(jié)器。在這些教導(dǎo)中的一些中,第一和第二閂鎖銷位置中的一個(gè)由彈簧保持。所述致動(dòng)器可操作以生成足夠強(qiáng)度的磁場以克服彈簧力,并且當(dāng)所述磁性閂鎖行進(jìn)通過其運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)保持第一和第二閂鎖銷位置中的另一個(gè)。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,在所述磁性閂鎖的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)所述致動(dòng)器的可操作性由磁路中的一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)接頭保持,所述致動(dòng)器通過所述磁路影響所述磁性閂鎖。所述磁路可以包括所述閂鎖銷。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述閂鎖銷可以與搖臂運(yùn)動(dòng)一起移動(dòng)而不破壞磁路。所述致動(dòng)器和所述磁性閂鎖可以包括形成滑動(dòng)磁性接頭的一個(gè)或多個(gè)極片。所述滑動(dòng)磁性接頭的一部分可以附連到所述致動(dòng)器,而所述滑動(dòng)磁性接頭的另一部分可以附連到所述磁性閂鎖。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁路作為用于來自所述螺線管的磁通量的初級路徑可操作。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁路作為用于來自永磁體的磁通量的初級路徑可操作,所述永磁體在所述接合配置或所述非接合配置中穩(wěn)定所述閂鎖銷。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述滑動(dòng)磁性接頭完成磁路,一個(gè)或多個(gè)永磁體通過所述磁路將所述閂鎖銷穩(wěn)定在其接合配置和非接合配置兩者中。
在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖具有與所述搖臂一起移動(dòng)的第一低矯頑鐵磁部件,所述致動(dòng)器具有第二低矯頑鐵磁部件,并且所述第一部件和所述第二部件中的一個(gè)具有沿著所述第一部件移動(dòng)的方向延伸的表面。該結(jié)構(gòu)可以形成滑動(dòng)磁性接頭并且當(dāng)所述搖臂行進(jìn)通過其運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)允許所述第一部件和所述第二部件保持接近。在這些教導(dǎo)中的一些中,兩個(gè)部件具有沿著相對運(yùn)動(dòng)的方向延伸的表面。為兩個(gè)部件提供沿著相對運(yùn)動(dòng)的方向延伸的表面可以保持兩個(gè)部件之間的接近,并且提供磁通量可以容易地在它們之間穿過的大面積。
在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖具有低矯頑鐵磁部件,當(dāng)所述搖臂移動(dòng)通過其運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)所述低矯頑鐵磁部件的外部分沿著弧行進(jìn),并且所述致動(dòng)器具有低矯頑鐵磁部件,其表面平行于所述弧并且定位成在所述搖臂的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持接近所述弧。所述兩個(gè)部件可以形成用于磁路的滑動(dòng)接頭。
在這些教導(dǎo)中的一些中,作為用于來自所述螺線管或永磁體的磁通量的初級路徑可操作的磁路包括在所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器之間跨越的氣隙。所述閂鎖和所述致動(dòng)器可以配置成使得所述氣隙的寬度在第一搖臂運(yùn)動(dòng)范圍上變化不超過50%。磁路可以包括在所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器之間跨越的兩個(gè)氣隙。從所述磁性閂鎖行進(jìn)到所述致動(dòng)器的磁通量可以穿過第一氣隙,并且從所述致動(dòng)器行進(jìn)到所述磁性閂鎖的磁通量可以穿過第二氣隙。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述兩個(gè)氣隙的寬度的變化在搖臂運(yùn)動(dòng)期間通過滑動(dòng)磁性接頭被限制。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,安裝到搖臂的磁性閂鎖包括閂鎖銷,所述閂鎖銷的一部分由低矯頑鐵磁材料形成并且在所述致動(dòng)器的方向上從所述搖臂突出。激勵(lì)所述螺線管可以可操作以這樣的方式致動(dòng)所述閂鎖銷使得所述閂鎖銷的突出部分和所述致動(dòng)器之間的可變氣隙減小。在這些教導(dǎo)中的一些中,來自所述致動(dòng)器的極片在所述閂鎖銷附近延伸,由此來自所述螺線管的磁通量在穿過所述可變氣隙返回到所述致動(dòng)器之前遵循直接從所述極片傳到所述閂鎖銷的磁路。在一些替代的教導(dǎo)中,所述極片在形成所述磁性閂鎖的一部分的極片附近延伸;所述磁性閂鎖的極片在所述閂鎖銷的附近延伸;并且來自所述螺線管的磁通量在穿過所述可變氣隙返回到所述致動(dòng)器之前遵循從所述致動(dòng)器的極片到所述磁性閂鎖的極片并從那里進(jìn)入所述閂鎖銷的磁路。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述磁性閂鎖安裝到第一搖臂,并且第二搖臂在所述第二搖臂的運(yùn)動(dòng)范圍的過程中在所述第一搖臂和所述致動(dòng)器之間經(jīng)過。然而,可以在所述致動(dòng)器和所述磁性閂鎖的閂鎖銷之間形成磁路。而且,在這些教導(dǎo)中的一些中,在所述第二搖臂的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)磁路可以被保持并且穩(wěn)定閂鎖銷位置。在這些教導(dǎo)中的一些中,極片安裝到完成包括所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器的磁路的所述第二搖臂。在這些教導(dǎo)中的一些中,安裝到所述致動(dòng)器或所述第一搖臂的極片圍繞所述第二搖臂經(jīng)過以完成包括所述磁性閂鎖和所述致動(dòng)器的磁路。
所述致動(dòng)器的有效性取決于其相對于所述磁性閂鎖的定位。由于制造公差導(dǎo)致的定位變化的影響可以通過一個(gè)或多個(gè)滑動(dòng)磁性接頭改善。根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,所述致動(dòng)器包括從所述致動(dòng)器延伸以接合所述搖臂組件的側(cè)部的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件。這些構(gòu)件可以促進(jìn)所述致動(dòng)器相對于所述閂鎖銷的定位。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述構(gòu)件接合所述搖臂組件而不附連到所述搖臂組件。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述構(gòu)件接合所述搖臂組件的支點(diǎn)。
本教導(dǎo)中的一些涉及操作內(nèi)燃機(jī)的方法。在這些教導(dǎo)中的一些中,發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣門機(jī)構(gòu),其中搖臂組件具有安裝到搖臂的磁性閂鎖。所述閂鎖為所述搖臂組件提供接合配置和非接合配置。根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括在所述接合配置和所述非接合配置中的一個(gè)中用所述磁性閂鎖操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)。激勵(lì)離開所述搖臂安裝的致動(dòng)器的螺線管以使所述磁性閂鎖改變其配置。然后在所述接合配置和所述非接合配置中的另一個(gè)中用所述磁性閂鎖進(jìn)一步操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)。在這些教導(dǎo)中的一些中,激勵(lì)所述螺線管被限制到凸輪周期的預(yù)定部分。所述凸輪循環(huán)的預(yù)定部分可以對應(yīng)于所述凸輪在基圓上的時(shí)間。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述螺線管生成穿過所述致動(dòng)器和所述閂鎖之間的氣隙以作用于所述閂鎖的磁場。
這些教導(dǎo)中的一些涉及磁性閂鎖在接合配置和非接合配置兩者中穩(wěn)定的情況。根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括在使用永磁體將安裝到搖臂的磁性閂鎖保持在接合配置的同時(shí)操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)。激勵(lì)離開所述搖臂安裝的致動(dòng)器的螺線管以重定向來自所述磁體的磁通量并且使所述磁性閂鎖切換到非接合配置。然后在所述永磁體將所述磁性閂鎖保持在所述非接合配置的情況下進(jìn)一步操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)。然后可以再次激勵(lì)所述螺線管,這次是以相反方向的電流,以再次重定向來自所述磁體的磁通量并且使所述磁性閂鎖切換回到所述接合配置
已主要在安裝到搖臂的磁性閂鎖和離開搖臂安裝的致動(dòng)器方面描述了本公開的教導(dǎo)。然而,本教導(dǎo)中的一些可應(yīng)用于氣門機(jī)構(gòu),其中磁性閂鎖安裝到搖臂組件的另一部分,并且致動(dòng)器離開該部分被安裝。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖安裝到相對于所述氣缸蓋可移動(dòng)的部分,并且所述致動(dòng)器安裝到相對于所述氣缸蓋固定的部分。在這些教導(dǎo)中的一些中,所述磁性閂鎖安裝到液壓間隙調(diào)節(jié)器或升降器的可移動(dòng)部分。所述致動(dòng)器可以安裝到所述氣缸蓋本身。
本概述的主要目的是以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明人的概念中的某一些以便于理解以下更詳細(xì)的描述。該概述不是對可以被認(rèn)為是“發(fā)明”的發(fā)明人的每個(gè)概念或發(fā)明人的概念的每個(gè)組合的全面描述。發(fā)明人的其它概念將通過以下詳細(xì)描述以及附圖傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。本文中公開的細(xì)節(jié)可以以各種方式被一般化、縮小和組合,發(fā)明人聲稱作為其發(fā)明的最終陳述針對以下權(quán)利要求被保留。
附圖說明
圖1是根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面的內(nèi)燃機(jī)的俯視部分剖視圖。
圖2示出了沿著圖1的線2-2的橫截面。
圖3是沿著圖1的線1-1截取的圖1的內(nèi)燃機(jī)的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖4是與圖3相同的視圖,但是閂鎖銷從非接合配置移動(dòng)到接合配置。
圖5是與圖2相同的視圖,但是凸輪上升離開基圓。
圖6是與圖4相同的視圖,但是凸輪上升離開基圓。
圖7示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的內(nèi)燃機(jī)的部分橫截面。
圖8示出了與圖7相同的橫截面,但是閂鎖銷從非接合配置移動(dòng)到接合配置。
圖9示出了沿著圖8的線4-4的橫截面。
圖10示出了沿著圖8的線5-5的橫截面。
圖11示出了沿著圖8的線6-6的橫截面。
圖12示出了沿著圖8的線4-4的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖13示出了沿著圖8的線5-5的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖14示出了沿著圖8的線6-6的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖15示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的內(nèi)燃機(jī)的部分橫截面。
圖16示出了與圖15相同的橫截面,但是閂鎖銷從非接合配置移動(dòng)到接合配置。
圖17示出了沿著圖16的線7-7的橫截面。
圖18示出了沿著圖16的線8-8的橫截面。
圖19示出了沿著圖16的線9-9的橫截面。
圖20示出沿著圖16的線7-7的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖21示出了沿著圖16的線8-8的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖22示出了沿著圖16的線9-9的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖23示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的內(nèi)燃機(jī)的橫截面。
圖24示出與圖23相同的橫截面,但是閂鎖銷從非接合配置移動(dòng)到接合配置。
圖25示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的內(nèi)燃機(jī)的部分橫截面。
圖26示出了沿著圖25的線10-10的橫截面。
圖27示出了與圖25相同的橫截面,但是閂鎖銷從非接合配置移動(dòng)到接合配置。
圖28示出了沿著圖27的線11-11的橫截面。
圖29示出了沿著圖27的線11-11的橫截面。
圖30示出了沿著圖27的線12-12的橫截面。
圖31示出了沿著圖27的線13-13的橫截面,如同在凸輪已上升離開基圓之后出現(xiàn)的。
圖32是根據(jù)本公開的一些方面的操作內(nèi)燃機(jī)的方法的流程圖。
圖33是根據(jù)本公開的一些其它方面的操作內(nèi)燃機(jī)的方法的流程圖。
圖34是根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的內(nèi)燃機(jī)的俯視部分剖視圖。
圖35提供了示出圖34的區(qū)域400中所示的部分的相對定位的側(cè)視圖。
圖36提供了示出在凸輪上升離開基圓之后圖35中所示的部分的相對定位的側(cè)視圖,其中閂鎖處于非接合位置。
圖36提供了示出在凸輪上升離開基圓之后圖35中所示的部分的相對定位的側(cè)視圖,其中閂鎖處于接合位置。
具體實(shí)施方式
在附圖中,一些附圖標(biāo)記由后面跟著字母的數(shù)字組成。在本說明書和隨后的權(quán)利要求中,由相同數(shù)字而沒有字母組成的附圖標(biāo)記相當(dāng)于在附圖中使用并且由后面跟著字母的相同數(shù)字組成的所有附圖標(biāo)記的列表。例如,“永磁體200”與“永磁體200A、200B、200C”相同。
圖1提供了根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面的發(fā)動(dòng)機(jī)100A的一部分的部分剖視俯視圖。圖1的視圖包括搖臂組件115A和致動(dòng)器127A。圖2示出了沿著圖1的線2-2截取的通過致動(dòng)器127A的橫截面。圖3示出了沿著圖1的線1-1截取的發(fā)動(dòng)機(jī)100A的橫截面?zhèn)纫晥D。除了圖1中所示的部分之外圖3的視圖還包括發(fā)動(dòng)機(jī)100A的一些部分。那些附加部分包括提升氣門185,其上安裝有凸輪167的凸輪軸169,液壓間隙調(diào)節(jié)器181,以及氣缸蓋130。
搖臂組件115A包括搖臂103A(外臂),搖臂103B(內(nèi)臂),和液壓間隙調(diào)節(jié)器(HLA)181。凸輪隨動(dòng)件107可以通過軸承165和軸147安裝到搖臂103B。凸輪隨動(dòng)件107是滾子隨動(dòng)件。替代地,凸輪隨動(dòng)件107可以是滑動(dòng)件。磁性閂鎖117A安裝到搖臂103A。閂鎖117A包括閂鎖銷114A,間隔件139A,和彈簧141。閂鎖銷114A包括閂鎖銷主體113A,閂鎖頭111。閂鎖銷114A的一部分135在致動(dòng)器127的方向上從搖臂103A向外突出。突出部分135可以與閂鎖銷主體113A成一體。部分135的至少一部分由低矯頑鐵磁材料形成。
閂鎖銷114A在第一位置和第二位置之間可平移。第一位置可以是在圖3中示出的非接合位置。第二位置可以是在圖4中示出的接合位置。當(dāng)閂鎖銷114A處于接合位置時(shí),搖臂組件115A可以被描述為處于接合配置。當(dāng)閂鎖銷114A處于非接合位置時(shí),搖臂組件115A可以被描述為處于非接合配置。
兩個(gè)搖臂103A和103B可以在軸149上樞轉(zhuǎn)。開口182可以形成于搖臂103A的側(cè)部中以允許其獨(dú)立于搖臂103B在軸149上樞轉(zhuǎn)而沒有來自軸147的干涉,所述軸安裝到搖臂103B并且向外延伸以接合扭轉(zhuǎn)彈簧145。扭轉(zhuǎn)彈簧145作用于軸147以相對于搖臂103A向上偏壓搖臂103B并且保持凸輪隨動(dòng)件107和凸輪167之間的接合。扭轉(zhuǎn)彈簧145可以在耳軸143上安裝到搖臂臂103A。
圖6顯示當(dāng)閂鎖銷114A處于接合位置時(shí)凸輪167上升離開基圓的效果。閂鎖頭111可以接合搖臂103B的唇緣109,其后搖臂103B和搖臂103A可以被約束以一致移動(dòng)。HLA 181可以用作支點(diǎn),搖臂103B和搖臂103A可以在所述支點(diǎn)上一起樞轉(zhuǎn),經(jīng)由象腳151向下驅(qū)動(dòng)氣門185,將氣門彈簧183壓縮抵靠氣缸蓋130,并且提升氣門185離開其座186,其座186在氣缸蓋130內(nèi),具有由凸輪167的形狀確定的氣門升程曲線。氣門升程曲線是顯示作為凸輪軸169的角位置的函數(shù)的氣門185被提升離開其座186的高度的圖的形狀。
圖5顯示當(dāng)閂鎖銷114A處于非接合位置時(shí)凸輪167上升離開基圓的效果。凸輪167仍然向下驅(qū)動(dòng)搖臂103B。但是在非接合配置中,搖臂103A可以保持靜止。扭轉(zhuǎn)彈簧145可以在氣門彈簧183之前屈服,由此搖臂103B僅在軸149上樞轉(zhuǎn)而不用提升氣門185離開其座186。該配置可以提供具有由氣門185控制的孔口的氣缸的停用。替代地,可以有附加凸輪,其獨(dú)立于搖臂103B直接作用于搖臂103A。這些附加凸輪可以提供比凸輪167更低的氣門升程曲線。所以,用于搖臂組件115A的非接合配置可以提供替代的氣門升程曲線,并且搖臂組件115A可以提供切換搖臂。
致動(dòng)器127A可以安裝到氣缸蓋130。致動(dòng)器127A可以例如使用托架129被安裝。替代地,致動(dòng)器127A可以安裝到相對于氣缸蓋130固定的發(fā)動(dòng)機(jī)100上的另一部分。凸輪承載件和氣門蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)100可以包括的部分的示例,其相對于氣缸蓋130是固定的。致動(dòng)器127A離開搖臂組件115A被安裝。替代地,致動(dòng)器127A可以安裝到HLA 181的外套筒173。HLA181的外套筒173可以相對于氣缸蓋130保持固定。即使致動(dòng)器127A離開搖臂組件115A被安裝,它仍然可以包括對準(zhǔn)引導(dǎo)件(未顯示),其延伸以接合HLA181的側(cè)部或搖臂組件115A的另一部分。這樣的引導(dǎo)件可以便于致動(dòng)器127A與閂鎖117A對準(zhǔn)。
致動(dòng)器127A可以包括螺線管119,極片131A、131B、131C和131D,間隔件133,以及殼體121。極片131可以由低矯頑鐵磁材料形成。極片131A可以是居中定位在螺線管119內(nèi)的芯。殼體121可以保護(hù)螺線管119免受其周圍環(huán)境的影響并且便于致動(dòng)器127A的安裝。間隔件133可以便于由極片131形成的磁路中的適當(dāng)間隔。因此,間隔件133可以由不是鐵磁性的鋼制成。
彈簧141可以朝著接合位置偏壓閂鎖銷114A并將閂鎖銷114A保持在接合位置。如果在凸輪167處于或接近基圓時(shí)激勵(lì)螺線管119,則來自螺線管119的大部分磁通量可以遵循圖3和4中所示的磁路220E。磁路220E包括極片131A-D,和閂鎖銷114A的低矯頑鐵磁部分135。取決于閂鎖銷114A的位置,磁路220E可以包括在閂鎖銷114A和極片131A之間跨越的氣隙134??梢酝ㄟ^閂鎖銷114A朝著非接合位置的平移而減小氣隙134。減小氣隙134的尺寸減小了磁路220E的磁阻。因此,磁力將趨向于減小氣隙134的尺寸,并且激勵(lì)螺線管119可以可操作以克服彈簧141的力,將閂鎖銷114A平移到其非接合位置,并且將其保持在那里。
閂鎖117A由于安裝到搖臂103A而具有相對于氣缸蓋130和致動(dòng)器127A的運(yùn)動(dòng)范圍。該運(yùn)動(dòng)范圍主要可能是當(dāng)搖臂組件115A處于接合配置時(shí)搖臂103A在HLA 181上樞轉(zhuǎn)的結(jié)果。但是如果閂鎖117A處于非接合配置,則閂鎖117A相對于致動(dòng)器127A的位置可以是基本上固定的。HLA181的延伸和縮回可能引入一些相對運(yùn)動(dòng)。但是排除在啟動(dòng)期間的短暫時(shí)期,由HLA 181引入的運(yùn)動(dòng)范圍可以忽略不計(jì)。只要閂鎖銷114A處于非接合配置,磁路220E可以保持完整,由此螺線管119可以通過該磁路起作用以將閂鎖銷114A保持在非接合配置。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,當(dāng)凸輪167在基圓上時(shí),極片131D可以配置成在多側(cè)(包括兩個(gè)相對側(cè))接近閂鎖銷突起135。這樣的配置在圖2中被顯示并且可以提供磁通量可以容易地在閂鎖銷114A和極片131之間穿過的大面積。如圖6中所示,在搖臂組件115A處于接合配置的情況下當(dāng)凸輪167提升離開基圓時(shí),閂鎖銷突起135可以相對于致動(dòng)器127A上升。在這些教導(dǎo)中的一些中,極片131D具有槽159以適應(yīng)該向上運(yùn)動(dòng)。在一些示例中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)100A關(guān)閉時(shí),HLA181可以下降并且使閂鎖銷突起135顯著下降。在這些教導(dǎo)中的一些中,另一個(gè)槽(未顯示)可以形成于極片131D中以同樣適應(yīng)該運(yùn)動(dòng)。
圖7和8示出了發(fā)動(dòng)機(jī)100B的一部分的橫截面,除了所示的區(qū)別之外,所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)100A相同。發(fā)動(dòng)機(jī)100B提供根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面的另一示例。發(fā)動(dòng)機(jī)100B包括搖臂組件115B和致動(dòng)器127B。圖7和8的視圖包括搖臂組件115B和致動(dòng)器127B的一部分。圖7示出了處于非接合配置的搖臂組件115B,并且圖8示出了處于接合配置的搖臂組件115B。
閂鎖117B包括閂鎖銷114B和極片192A。致動(dòng)器127B包括螺線管119和極片131A、131B和131E。當(dāng)在本公開中使用該術(shù)語時(shí)極片可以是由低矯頑鐵磁材料形成的任何部分。圖9、10和11示出了分別沿著圖8的線4-4、5-5和6-6截取的通過致動(dòng)器127B的橫截面。圖12-14示出了相應(yīng)的橫截面,但是具有由凸輪167上升離開基圓產(chǎn)生的變化,其中搖臂組件115B處于接合配置。
極片131A可以是用于螺線管119的芯。極片131B可以是覆蓋螺線管119的遠(yuǎn)離閂鎖117B的端部的盤。可以有兩個(gè)極片131E。每個(gè)極片131E可以具有半圓柱體的形式,其中它們位于螺線管192附近。螺線管119可以為圓柱形,并且兩個(gè)極片131E可以一起形成圍繞螺線管119的圓柱形殼體。螺線管119可以具有任何合適的形狀。在本教導(dǎo)中的一些中,極片131緊密地配合在螺線管119周圍以增強(qiáng)其效率。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,并且通過比較圖9-14所示的橫截面可以看出,致動(dòng)器127B的極片131E在它們朝著搖臂組件115B延伸時(shí)改變它們的輪廓形狀。在這些教導(dǎo)中的一些中,它們朝著平面形狀平坦化。平面形狀可以在極片131E與極片192A相鄰的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)。如圖9-14中所示,極片131E平坦化為平面形狀允許包括極片192A的閂鎖117B與搖臂103A一起移動(dòng)而不與極片131E干涉。盡管在該示例中,極片192A在其鄰近極片131E延伸時(shí)在橫截面上保持圓柱形,但是在用其它示例示出的本教導(dǎo)中的一些方面中,極片192A被分裂并且平坦化為類似極片131E的平面形狀。這樣的平坦化可以用于提供磁通量可以容易地在致動(dòng)器127的極片131和磁性閂鎖117的極片192之間穿過的大區(qū)域。
在發(fā)動(dòng)機(jī)100B中,如果激勵(lì)螺線管119,則其可以生成遵循圖8中所示的磁路220F的磁通量。磁路220F可以包括致動(dòng)器127B的極片131A、131B和131E,鎖閂117B的極片192A,閂鎖銷114B,和氣隙134。致動(dòng)器127B的操作可以類似于致動(dòng)器127A的操作。一個(gè)區(qū)別在于,由致動(dòng)器127B和磁性閂鎖115B形成的磁路220F將通量從外極片131E通過極片192A傳遞到閂鎖銷114B。磁路220E和220F的結(jié)構(gòu)均在效率和封裝方面具有潛在的優(yōu)勢。
圖15示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的發(fā)動(dòng)機(jī)100C的一部分的橫截面。發(fā)動(dòng)機(jī)100C包括搖臂組件115C和致動(dòng)器127C。搖臂115C包括搖臂103A,其上安裝有具有閂鎖銷114C的磁性閂鎖117C。致動(dòng)器127C可以相對于氣缸蓋130保持在固定位置,同時(shí)在搖臂103A的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)在閂鎖117C上可操作。發(fā)動(dòng)機(jī)100C包括電路(未示出),具有正向極性或反向極性的電壓可以通過所述電路施加到致動(dòng)器127C的螺線管119。致動(dòng)器127C可操作以將致動(dòng)閂鎖117C的閂鎖銷114C從圖16中所示的接合位置致動(dòng)到圖15中所示的非接合位置,和從非接合位置致動(dòng)到接合位置。圖17、18和19示出了分別沿著圖16的線7-7、8-8和9-9截取的通過致動(dòng)器127C的橫截面。圖20-22示出了相應(yīng)的橫截面,但是具有由凸輪167上升離開基圓產(chǎn)生的變化,其中搖臂組件115C處于接合配置。
磁性閂鎖117C包括第一永磁體200A,第二永磁體200B,以及極片192C、192D、192E和192F。閂鎖銷114C可以包括閂鎖銷主體113C,閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209安裝到所述閂鎖銷主體。致動(dòng)器127C包括螺線管119和極片131F、131B和131E。如圖15和16中所示,磁性閂鎖117C形成磁路220A和220D。磁性閂鎖117C和致動(dòng)器127C一起形成磁路220B和220C。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,致動(dòng)器127C的極片和閂鎖117C的極片在它們彼此接近以完成磁路的區(qū)域中形成幾乎平面的表面。如圖17-22的橫截面所示,極片192C和192B在它們靠近極片131延伸時(shí)朝著平面形狀平坦化。類似地,極片131E在它們朝著它們鄰近極片192定位的位置延伸時(shí)朝著平面形狀平坦化。極片131F可以在其形成螺線管119的芯處為圓柱形,但是當(dāng)其延伸到鄰近極片192B定位時(shí),其表面平坦化以形成矩形橫截面。
致動(dòng)器127C可以可操作以在搖臂組件115C的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)幫助閂鎖117C保持閂鎖銷114C的位置,即使閂鎖銷114C處于接合位置,其中致動(dòng)器127C和閂鎖115C之間的相對運(yùn)動(dòng)最高。即使當(dāng)未激勵(lì)螺線管119時(shí),致動(dòng)器127C也可以通過完整的磁路220在鎖閂115C上可操作,永磁體200A和200B通過所述磁路穩(wěn)定鎖閂鎖銷114C的位置。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,閂鎖銷114C在第一位置或在第二位置穩(wěn)定,所述第一位置提供圖15中所示的搖臂組件115C的非接合配置,所述第二位置提供圖16中所示的搖臂組件115C的接合配置。這里所指的穩(wěn)定性是位置穩(wěn)定性。穩(wěn)定位置可以對應(yīng)于在有界范圍上可變的勢能中的局部最小值。可以通過在沒有外部動(dòng)力的情況下生成的恢復(fù)力穩(wěn)定位置。如果閂鎖銷114C由于小的擾動(dòng)而從該位置移位,則恢復(fù)力將趨向于將閂鎖銷114C返回到其穩(wěn)定位置?;謴?fù)力可以由彈簧、永磁體或其組合提供。在發(fā)動(dòng)機(jī)100C中,恢復(fù)力由永磁體200A和200B提供。
永磁體200A和200B在接合和非接合配置中穩(wěn)定閂鎖銷114C的位置。當(dāng)閂鎖銷114C處于非接合配置時(shí),沒有來自螺線管119或任何外部源的磁場,磁路220A提供來自永磁體200A的磁通量的初級路徑。來自磁體的磁通量的初級路徑是來自該磁體的大部分通量采取的路徑。磁路220A從永磁體220A的北極,通過極片192D,通過閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209,通過致動(dòng)器127C的極片131A、131B和131C,通過磁性閂鎖115C的極片192B和192C,到達(dá)永磁體220A的南極。磁路220C提供來自永磁體200B的磁通量的初級路徑。磁路220C從永磁體220B的北極,通過極片192D,通過閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209,通過極片192D,到達(dá)永磁體220B的南極。磁路220C比磁路220A短并且不穿過致動(dòng)器127C。
如果當(dāng)閂鎖銷114C處于非接合配置時(shí)用正向方向的電流激勵(lì)螺線管119,則所產(chǎn)生的磁場可以在整個(gè)磁路220A中反轉(zhuǎn)低矯頑鐵磁材料中的磁極性。這極大地增加了磁路220A對來自永磁體200A的磁通的磁阻。磁路220C也可能受影響。來自永磁體200A和200B的磁通量可以遠(yuǎn)離磁路220A和220C移動(dòng),并且閂鎖銷114C上的凈磁力可以朝著圖16中所示的接合配置驅(qū)動(dòng)它。
在螺線管119已從其電源斷開連接之后,閂鎖銷114C可以到達(dá)接合配置并且保持在那里。當(dāng)閂鎖銷114C處于接合配置時(shí),沒有來自螺線管119或任何外部源的磁場,磁路220D提供來自永磁體200B的磁通量的初級路徑。磁路220D從永磁體220B的北極,通過極片192D,通過閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209,通過磁性閂鎖115C的極片192B和192C,通過致動(dòng)器127C的極片131A、131B和131C,通過極片192E到達(dá)永磁體220A的南極。在接合配置中,磁路220B提供來自永磁體200A的磁通量的初級路徑。磁路220B從永磁體220A的北極,通過極片192D,通過閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209,通過極片192F和192G,到達(dá)永磁體220A的南極。磁路220B比磁路220D短并且不穿過致動(dòng)器127C。
根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面,永磁體200A和200B固定地安裝到搖臂103A并且以面對的極性布置。極片192D位于面對的極之間。永磁體200A和200B以及極片192D可以是在形狀上為環(huán)形并且安裝成相對于閂鎖銷114C同心。盡管這提供了緊湊和有效的設(shè)計(jì),但是可以用其它形狀和配置代替。
閂鎖銷114C的低矯頑鐵磁部分209可以具有階梯狀邊緣。閂鎖115C的極片192可以成形為與該邊緣配合。在致動(dòng)期間,磁通量可以穿過閂鎖銷114C和極片192之間的氣隙。階梯狀邊緣可以增加磁力,閂鎖銷114C通過所述磁力從第二位置致動(dòng)到第一位置。
如圖17-23中所示,極片192C和131E形成滑動(dòng)磁性接頭。在閂鎖銷114C處于接合位置的情況下當(dāng)搖臂103A行進(jìn)通過其運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)極片192C和131E之間的距離變化小于50%。當(dāng)搖臂103A移動(dòng)時(shí),極片192C在大致豎直方向上移動(dòng)。極片192C具有在該運(yùn)動(dòng)方向上延伸的表面,由此其可以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持其接近極片131E。該表面也平行于由極片192C的外表面行進(jìn)的弧。平行于弧線意味著平行于該弧線的切線。
當(dāng)在本公開中使用時(shí),磁路中的滑動(dòng)接頭可以指電路中的兩個(gè)部分之間的氣隙,其中當(dāng)兩個(gè)部分相對于彼此移動(dòng)時(shí)氣隙在尺寸上不會(huì)顯著變化。保持小于50%的變化通常不顯著。在這些教導(dǎo)中的一些中,形成滑動(dòng)接頭的部分中的一個(gè)具有鄰近氣隙的表面,所述表面大致平行于所述部分中的一個(gè)相對于另一個(gè)自由移動(dòng)的方向。
極片192B和131F形成另一滑動(dòng)磁性接頭。在閂鎖銷114C處于接合位置的情況下當(dāng)搖臂103A行進(jìn)通過其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)時(shí)極片192B和131F之間的距離變化小于50%。當(dāng)搖臂103A移動(dòng)時(shí),極片192B在大致豎直方向上移動(dòng)。極片192B具有在該運(yùn)動(dòng)方向上延伸的表面,由此其可以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持其接近極片131F。極片131F也具有在該運(yùn)動(dòng)方向上延伸的表面,其也可以足以通過極片192B的行程保持該接近。為每個(gè)極片提供在運(yùn)動(dòng)方向上延伸的表面允許兩個(gè)表面保持接近并且在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)提供用于磁通量傳遞的大區(qū)域。由于磁通量必須完成磁路,因此在本教導(dǎo)中的一些中致動(dòng)器127和閂鎖117形成至少兩個(gè)滑動(dòng)磁性接頭。
圖23和24示出了發(fā)動(dòng)機(jī)100D,其提供了一個(gè)示例,其中作為離開搖臂103A安裝的致動(dòng)器127D的一部分的永磁體200C可操作以穩(wěn)定安裝在搖臂103A上的閂鎖117D的閂鎖銷114D的位置。閂鎖銷114D具有接合和非接合位置,其中其位置是穩(wěn)定的。
當(dāng)閂鎖銷114D處于非接合位置時(shí),閂鎖銷114D通過永磁體200C保持在那里,其中磁路220G提供永磁體200C的磁通量的初級路徑。磁路220G從磁體200C的北極通過致動(dòng)器127D的極片131B、131C,通過磁性閂鎖115D的極片192C,通過閂鎖銷114D,通過致動(dòng)器137D的極片131A和131F到達(dá)磁體200C的南極。磁路220G可以通過滑動(dòng)磁性接頭在搖臂103A的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)被保持,但是在該示例中不是必要的,原因是當(dāng)閂鎖銷114D處于非接合位置時(shí)搖臂103A保持靜止。
如果當(dāng)閂鎖銷114D處于非接合位置時(shí)用合適的第一方向的電流激勵(lì)螺線管119,則磁路220G中的極性可以反轉(zhuǎn)。來自永磁體200C的磁通可以被重定向到在圖24中示出的磁路220H。磁路220H從磁體200C的北極通過致動(dòng)器127D的極片131B、131C和131F到達(dá)磁體200C的南極。磁路220H不穿過閂鎖銷114D。用第一方向的電流激勵(lì)螺線管119破壞閂鎖銷114D和極片192A之間的磁吸引,允許彈簧141將閂鎖銷114D驅(qū)動(dòng)到接合位置并且保持在那里。
當(dāng)閂鎖銷114D移動(dòng)到接合配置時(shí),其將氣隙134引入到磁路220G中。氣隙134極大地增加磁路220G的磁阻。所以,可能幾乎沒有來自永磁體200C的磁通量趨向于轉(zhuǎn)移回到磁路220G,直到用與第一方向相反的電流激勵(lì)螺線管119。當(dāng)這樣激勵(lì)螺線管119時(shí),可以在吸引來自永磁體200C的通量的方向上重新建立磁路220G中的極性。永磁體200C和螺線管119然后可以協(xié)作以磁性地致動(dòng)閂鎖銷114D回到非接合配置,其中閂鎖銷114D可以由永磁體200C單獨(dú)穩(wěn)定地保持。
閂鎖117C和117D中的致動(dòng)可以通過磁通轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)發(fā)生。磁通轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括將來自永磁體的磁通從第一磁路重定向到第二不同磁路。在這些教導(dǎo)中的一些中,第一和第二磁路共用由低矯頑鐵磁材料形成的結(jié)構(gòu)元件。該結(jié)構(gòu)元件中的第一磁極性有利于磁通量沿著第一磁路行進(jìn),而第二磁極性有利于磁通量沿著第二磁路行進(jìn)。第二磁路的可用性可以減小致動(dòng)閂鎖銷遠(yuǎn)離由永磁體保持的位置所需的能量,所述永磁體的磁通遵循第一磁路。
螺線管119可以被認(rèn)為是電磁體。在以上示例中,螺線管119被定位成具有面向搖臂組件115的極,包括閂鎖銷114。圖25-31示出了包括搖臂組件106E和致動(dòng)器127E的內(nèi)燃機(jī)100E。發(fā)動(dòng)機(jī)100E提供了一個(gè)示例,其中螺線管119被定位成其極偏離閂鎖銷114E的軸線。該配置可以便于在氣門蓋下方封裝致動(dòng)器127E。圖25示出了非接合配置。圖27顯示接合配置。圖26示出了通過圖25的線10-10截取的致動(dòng)器127E的橫截面。圖28和29示出了通過圖27的線11-11和12-12截取的閂鎖127E的橫截面。圖30示出了通過圖27的線13-13截取的橫截面。圖31示出了在凸輪167已上升離開基圓上升之后的該橫截面。
永磁體200A和200B都可以在接合配置中穩(wěn)定閂鎖銷114E。在接合配置中,來自永磁體200A的大部分磁通遵循磁路220I,并且來自永磁體200B的大部分磁通遵循磁路220K。磁路220I從永磁體200A的北極前進(jìn),通過極片192J,通過閂鎖銷114E的低矯頑鐵磁部分209,通過極片192E和192I,并且終止于永磁體200A的南極。磁路220I可以是完全包含在磁性閂鎖117E內(nèi)的短磁路。磁路220K從永磁體200B的北極前進(jìn),通過極片192D,通過閂鎖銷114E的低矯頑鐵磁部分209,通過磁性閂鎖117E的極片192E、192I和192J,穿過窄氣隙并向前通過致動(dòng)器127E的極片131I、131A和131H,穿過另一窄氣隙到達(dá)磁性閂鎖117E的極片192G,并且然后通過極片192H到達(dá)永磁體200B的南極。磁路220I形成兩個(gè)滑動(dòng)磁性接頭。致動(dòng)器127E的極片131H和131I可以在形狀上為平面。磁性閂鎖117E的極片192G和192J可以是四分之一圓柱體。極片192H和192I可以是平面的。極片192H可以封閉磁性閂鎖117E內(nèi)的空間。極片192I可以具有開口,閂鎖銷114E平移通過所述開口。
用合適方向的電流激勵(lì)螺線管119可以重定向來自永磁體200A和200B的磁通,并且使閂鎖銷114E平移到非接合位置。如圖23中所示在非接合配置中,在螺線管119已從其電源斷開之后,兩個(gè)永磁體200A和200B可以再次穩(wěn)定閂鎖銷114E的位置。在非接合配置中,來自永磁體200A的大部分磁通遵循磁路220J,并且來自永磁體200B的大部分磁通遵循磁路220L。磁路220J從永磁體200A的北極前進(jìn),通過極片192D,通過閂鎖銷114E的低矯頑鐵磁部分209,通過磁性閂鎖117E的極片192H和192G,穿過窄氣隙131H并且然后通過致動(dòng)器127E的極片131A和131I,穿過另一窄氣隙到達(dá)磁性閂鎖117E的極片192J,并且然后通過極片192I到達(dá)永磁體200A的南極。磁路220L從永磁體200B的北極前進(jìn),通過極片192D,通過閂鎖銷114E的低矯頑鐵磁部分209,通過極片192E和192I到達(dá)永磁體200B的南極。通過向螺線管119施加極性相反的電壓可以反轉(zhuǎn)將閂鎖銷114E致動(dòng)到非接合位置的過程。
圖32是提供根據(jù)本教導(dǎo)的一些方面的示例的方法300的流程圖。方法300開始于動(dòng)作301,其激勵(lì)螺線管119以磁性地脫離磁性閂鎖117。螺線管119安裝在相對于氣缸蓋130固定的位置。在這些教導(dǎo)中的一些中,該位置離開搖臂組件115。在這些教導(dǎo)中的一些中,該位置是不相對于氣缸蓋130移動(dòng)的搖臂組件115的一部分。磁性閂鎖117可以在搖臂組件115的移動(dòng)部分上。在這些教導(dǎo)中的一些中,磁性閂鎖117安裝到搖臂103。在這些教導(dǎo)中的一些中,螺線管119生成從致動(dòng)器127跨越到閂鎖的磁場以施加致動(dòng)閂鎖銷114的磁力。激勵(lì)螺線管119可以包括將螺線管119耦合到電壓源。
在本教導(dǎo)中的一些中,僅在凸輪169在基圓上時(shí)致動(dòng)磁性閂鎖117??梢允褂萌魏魏线m的方法來控制致動(dòng)定時(shí)。在這些教導(dǎo)中的一些中,僅當(dāng)凸輪169在基圓上時(shí)生成致動(dòng)磁性閂鎖117的信號。例如,信號可以由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(未顯示)生成。在這些教導(dǎo)中的一些中,一旦接收到致動(dòng)磁性閂鎖117的信號,控制器延遲將螺線管119與能量源接合,直到凸輪169到達(dá)基圓上。在這些教導(dǎo)中的一些中,在凸輪169到達(dá)基圓之前激勵(lì)螺線管119以在閂鎖銷117上預(yù)加負(fù)荷,并且由此一旦到達(dá)基圓位置就加速致動(dòng)。
方法300繼續(xù)動(dòng)作303,在操作搖臂組件115時(shí)使用螺線管119保持解鎖配置。操作搖臂組件115可以包括旋轉(zhuǎn)凸輪軸169。螺線管119可以通過連續(xù)地生成磁場保持解鎖配置,所述磁場從致動(dòng)器127跨越到閂鎖114以施加保持閂鎖114脫離的力。在這些教導(dǎo)中的一些中,來自螺線管119的磁場保持足夠的強(qiáng)度以克服來自彈簧141的力,所述彈簧朝著接合配置連續(xù)地偏壓閂鎖114。在這些教導(dǎo)中的一些中,在動(dòng)作303期間安裝有磁性閂鎖114的搖臂103移動(dòng),但是保持在螺線管119的范圍內(nèi)。在這些教導(dǎo)中的一些中,在動(dòng)作303期間安裝有磁性閂鎖114的搖臂103保持基本靜止。
本公開提供了幾種手段,當(dāng)搖臂組件115正在操作時(shí)螺線管119可以通過所述手段保持閂鎖配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,搖臂組件115配置成當(dāng)在解鎖配置中操作時(shí)保持閂鎖114基本靜止。搖臂組件115A-E可以提供這樣的配置的示例。在這些教導(dǎo)中的一些中,閂鎖114相對于螺線管119的運(yùn)動(dòng)可以足夠小,使得螺線管119通過該運(yùn)動(dòng)保持在閂鎖114上可操作。例如,通過將閂鎖114放置在閂鎖114安裝在其上的搖臂103的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)附近,可以保持運(yùn)動(dòng)較小。搖臂組件115A-E的閂鎖114可以這樣配置。如果閂鎖114重新配置成使得彈簧141保持解鎖配置并且螺線管119保持閂鎖配置,螺線管119在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持閂鎖114的位置的連續(xù)可操作性可能是有利的。在這些教導(dǎo)中的一些中,提供滑動(dòng)磁性接頭以使螺線管119可操作以在安裝有閂鎖114的搖臂113的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持閂鎖配置。
圖33是根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面提供示例的方法310的流程圖。方法310開始于動(dòng)作311,其用第一方向的電流激勵(lì)螺線管119以磁性地脫離磁性閂鎖117。關(guān)于方法300,螺線管119可以安裝在相對于氣缸蓋130固定的位置,而閂鎖117可以在搖臂組件115的移動(dòng)部分上。在這些教導(dǎo)中的一些中,螺線管119生成從致動(dòng)器127跨越到閂鎖117的磁場以施加使磁性閂鎖117脫離的力。在這些教導(dǎo)中的一些中,螺線管119遠(yuǎn)離磁路重定向磁通量,通過所述磁路它將閂鎖117保持在接合配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,動(dòng)作311通過磁通轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)進(jìn)行。
方法310繼續(xù)動(dòng)作313,在操作搖臂組件115時(shí)中斷到螺線管119的電流并且保持閂鎖117的解鎖配置。在這些教導(dǎo)中,獨(dú)立于螺線管119保持解鎖配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,閂鎖銷114通過永磁體200、閂鎖彈簧141或其組合在解鎖配置中被穩(wěn)定。在這些教導(dǎo)中的一些中,即使在已去激勵(lì)螺線管119之后,致動(dòng)器127繼續(xù)可操作以通過提供磁路的一部分來幫助將閂鎖銷114保持在解鎖配置,所述磁路是來自幫助保持解鎖配置的磁體200的磁通量的初級磁路。在這些教導(dǎo)中的一些中,在搖臂組件115操作時(shí)通過滑動(dòng)磁性接頭保持磁路。
方法310繼續(xù)動(dòng)作315,其用與第一方向相反的第二方向的電流激勵(lì)螺線管119以磁性地接合磁性閂鎖117。在這些教導(dǎo)中的一些中,螺線管119生成磁場,所述磁場從致動(dòng)器127跨越到閂鎖117以施加接合閂鎖117的力。在這些教導(dǎo)中的一些中,螺線管119遠(yuǎn)離磁路重定向磁通量,通過所述磁路它將閂鎖117保持在非接合配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,動(dòng)作315通過磁通轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)進(jìn)行
用第一方向的電流激勵(lì)螺線管119可以包括將包括螺線管119的電路(未顯示)連接到DC電壓源(未顯示)。在這些教導(dǎo)中的一些中,為了用相反方向的電流激勵(lì)螺線管119,電路再次連接到電壓源,但具有相反的極性。這可以利用例如H橋?qū)崿F(xiàn)。替代地,取決于在螺線管119中期望正向還是反向電流,可以連接不同的電壓源。在這些教導(dǎo)中的其它一些中,螺線管119可以包括提供具有第一極性的磁場的第一組線圈和提供具有第二極性的磁場的第二、獨(dú)立線圈組。兩個(gè)線圈組可以電隔離并且在不同方向上纏繞。
方法310繼續(xù)動(dòng)作317,在操作搖臂組件115時(shí)中斷到螺線管119的電流并且保持閂鎖117的閂鎖配置。在這些教導(dǎo)中,也獨(dú)立于螺線管119保持閂鎖配置。在這些教導(dǎo)中的一些中,閂鎖銷114通過永磁體200、閂鎖彈簧141或其組合在閂鎖配置中被穩(wěn)定。在這些教導(dǎo)中的一些中,即使在已去激勵(lì)螺線管119之后,致動(dòng)器127繼續(xù)可操作以通過提供磁路的一部分來幫助將閂鎖銷114保持在閂鎖配置,所述磁路是來自幫助保持閂鎖配置的磁體200的磁通量的初級磁路。在這些教導(dǎo)中的一些中,在搖臂組件115操作時(shí)通過滑動(dòng)磁性接頭保持磁路。
圖34示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一些其它方面的發(fā)動(dòng)機(jī)100F。發(fā)動(dòng)機(jī)100F包括致動(dòng)器127F和切換搖臂組件115F。切換搖臂組件115F包括內(nèi)臂103D,外臂103C,和磁性閂鎖117F。磁性閂鎖117F和致動(dòng)器127F可以類似于磁性閂鎖117D和致動(dòng)器127D,它們接口處的它們的極片的形狀除外。磁性閂鎖117F包括極片192K。致動(dòng)器127F包括極片131J。這些極片通過搖臂103C和103D的運(yùn)動(dòng)范圍保持由磁性閂鎖117F和致動(dòng)器127F形成的相鄰和閉合的磁路。
圖35-37示出了對于搖臂組件115F的各種狀態(tài)的極片192K和131J的相對定位。圖35顯示當(dāng)搖臂103C或103D均未被凸輪提升時(shí)的相對定位。圖36顯示在閂鎖117F處于非接合配置的情況下當(dāng)兩個(gè)搖臂103C或103D處于最大升程位置時(shí)的相對定位。圖37顯示在閂鎖117F處于接合配置的情況下當(dāng)兩個(gè)搖臂103C或103D處于最大升程位置時(shí)的相對定位。從這些圖示可以看出,極片192K和131J形成滑動(dòng)磁性接頭,并且能夠在接合和非接合配置中在搖臂103C和103D的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持由磁性閂鎖117F和致動(dòng)器127F形成的磁路閉合而不干涉搖臂運(yùn)動(dòng)。極片192K和131J可以在大表面區(qū)域上保持連續(xù)地接近。從這些示例也可以看出,可以通過將極片安裝到外臂103C來形成類似的磁路。
已經(jīng)根據(jù)某些實(shí)施例和示例顯示和/或描述了本公開的部件和特征。盡管可以僅關(guān)于一個(gè)實(shí)施例或一個(gè)示例描述特定部件或特征,或該部件或特征的寬或窄表述,但是在其寬或窄表述中的所有部件和特征可以與其它部件或特征組合,只要這樣的組合被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)為是合乎邏輯的。