本發(fā)明大體上涉及可變凸輪系統(tǒng)。

背景技術：

凸輪軸是用于將旋轉運動變換為線性運動的旋轉機械連桿。某些內燃機利用凸輪軸來操作閥，該閥控制來自于汽缸的進氣和排氣。

技術實現(xiàn)要素：

提供了一種用于操作第一發(fā)動機閥和第二發(fā)動機閥的凸輪系統(tǒng)。該凸輪系統(tǒng)包括第一滑動凸角總成和第二滑動凸角總成。

第一滑動凸角總成相對于第一發(fā)動機閥可平移，并且配置成以高升程凸角、低升程凸角和零升程凸角中的一種來操作第一發(fā)動機閥。第二滑動凸角總成相對于第二發(fā)動機閥可平移，并且配置成以高升程凸角或低升程凸角中的一種來操作第二發(fā)動機閥。

移位桶附接至第一滑動凸角總成和第二滑動凸角總成。該移位桶具有配置成在第一方向上平移第一滑動凸角總成和第二滑動凸角總成的第一凹槽，和配置成在與第一方向相反的第二方向上平移第一滑動凸角總成和第二滑動凸角總成的第二凹槽。

移位致動器具有第一銷、第二銷和第三銷。第一銷、第二銷和第三銷各自可選擇性地致動成接合移位桶的第一凹槽和第二凹槽中的一個。

上述特征和優(yōu)點以及本主題的其它特征和優(yōu)點從某些最佳模式和用于實行所公開結構、方法或這二者的其它實施例的以下詳述中能夠容易顯而易見。

附圖說明

圖1是用于車輛的凸輪系統(tǒng)的示意圖，其說明以高升程狀態(tài)可變地致動兩個汽缸組的閥的兩個滑動凸角總成。

圖2是圖1中所示的凸輪系統(tǒng)的移位桶中的第一移位凹槽和第二移位凹槽的示意圓周或解繞視圖。

圖3a是圖1的凸輪系統(tǒng)的示意圖，其說明將第二銷激發(fā)至第一移位凹槽中的移位致動器。

圖3b是說明源于圖3a的低升程狀態(tài)的示意圖。

圖4a是圖1的凸輪系統(tǒng)的示意圖，其說明將第一銷激發(fā)至第一移位凹槽中的移位致動器。

圖4b是說明源于圖4a的汽缸停用狀態(tài)的示意圖。

圖5a是圖1的凸輪系統(tǒng)的示意圖，其說明將第二銷激發(fā)至第二移位凹槽中的移位致動器。

圖5b是說明源于圖5a的低升程狀態(tài)的示意圖。

圖6a是圖1的凸輪系統(tǒng)的示意圖，其說明將第三銷激發(fā)至第二移位凹槽中的移位致動器。

圖6b是說明源于圖6a的高升程狀態(tài)的示意圖。

具體實施方式

在附圖中，所有幾個圖中相同參考標記盡可能對應于相同或類似部件。圖1中示出了用于操作車輛(未示出)的至少一個第一發(fā)動機閥12和至少一個第二發(fā)動機閥14的凸輪系統(tǒng)10。第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14是在內燃機(未示出)的相應的第一和第二汽缸(未示出)或汽缸組內。所示的凸輪系統(tǒng)10也可以在單個汽缸上使用。

凸輪軸組件16由多個軸承18支撐，使得凸輪軸組件16可相對于汽缸組旋轉。如本文所述，凸輪軸組件16的旋轉可變地致動第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14以促進汽缸組內的燃燒和發(fā)動機對機械能的產生。附加軸承18可以結合至凸輪軸組件16中。

第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14是用于控制進入發(fā)動機的燃料和空氣流的正時和量的提升閥。汽缸的結構，諸如閥座、汽缸壁等，在圖中未加以示出。

雖然可關于具體應用或行業(yè)描述本發(fā)明，但是本領域技術人員將認識到本發(fā)明的更廣泛實用性。本領域一般技術人員將認識到，諸如“上面”、“下面”、“向上”、“向下”等術語是描述性地用于圖式，并且并不表示對如由所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍的限制。諸如“第一”或“第二”的任何數(shù)字標記僅是說明性的，且決不旨在限制本發(fā)明的范圍。

一個圖中所示的特征可以與任何圖中所示的特征組合、為該特征取代或由該特征修飾。除非另有說明，否則沒有特征、元件或限制與任何其它特征、元件或限制互斥。另外，沒有特征、元件或限制是操作所絕對需要的。圖中所示的任何具體配置僅是說明性的且所示的具體配置并不限制權利要求書或說明書。

雖然已經參考包括火花點火和壓縮點火發(fā)動機的內燃機的技術描述并說明了凸輪系統(tǒng)10，但是凸輪系統(tǒng)10的結構和功能也可在其它技術領域中使用。凸輪系統(tǒng)10可適用于任何凸輪驅動閥技術，包括用于控制其它流體或固體的流動的閥。例如，塑料模制設備可以利用固體或液體塑料至模具中的迭代注入。另外，凸輪系統(tǒng)10可以用于控制其它迭代結構、技術或組件，諸如致動制造裝置。一般來說，凸輪從旋轉移動提供迭代和可控物理致動，且凸輪系統(tǒng)10可以結合任何此類系統(tǒng)利用。

如圖1中所示，凸輪系統(tǒng)10包括固定軸20，其可相對于第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14旋轉，但是不能另外水平平移或垂直移動(如圖中所見)。第一滑動凸角總成22相對于第一發(fā)動機閥12和固定軸20可平移，且第二滑動凸角總成24相對于第二發(fā)動機閥14和固定軸20可平移。第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24可以用花鍵連接或者鍵合以與固定軸20共同旋轉。

第一滑動凸角總成22配置成以高升程凸角26、低升程凸角27和零升程凸角28中的一種來操作第一發(fā)動機閥12。第二滑動凸角總成24配置成以高升程凸角26或兩個低升程凸角27中的任一個中的一種來操作第二發(fā)動機閥14，該兩個低升程凸角施加基本上相同位移，并且在某些配置中可以組合為單個低升程凸角27。本文所述且圖中所示的任何個別凸角可以在數(shù)值上稱作第一、第二、第三等。

如本文所述，第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24的平移選擇性地將高升程凸角26、低升程凸角27和零升程凸角28與第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14對準。具體凸角的對準選擇性地改變第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14的移位。

凸角僅在圖中示意地說明，使得所示的凸角僅表示第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14的相對最大位移。因此，高升程凸角26施加大于低升程凸角27的運動至第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14。零升程凸角28基本上沒有施加升程至第一發(fā)動機閥12，使得可以選擇性地停用第一發(fā)動機閥12。

第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24相對于第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14單獨地可平移。然而，在所示配置中，第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24由移位桶30連接成共同平移，該移位桶附接至第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24。

基于高升程凸角26、低升程凸角27和零升程凸角28相對于第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14的對準，凸輪系統(tǒng)10以多種可變凸輪級或狀態(tài)操作，包括：高升程狀態(tài)、低升程狀態(tài)和汽缸停用或主動燃料管理狀態(tài)。每種操作狀態(tài)改變進入第一汽缸組和第二汽缸組的空氣和燃料的量，從而改變發(fā)動機的操作。

又參考圖2，示出了移位桶30的圓周或解繞視圖。圖2的視圖說明移位桶30，表現(xiàn)為其外部已經滾動至扁平平面上。如圖2中所示且圖1中部分可見，移位桶30具有結合至公共凹槽36中的第一凹槽32和第二凹槽34。

如圖1中所示，移位致動器40固定地設置在移位桶30附近。移位致動器40具有第一銷42、第二銷44和第三銷46。移位致動器40選擇性地部署、激發(fā)或致動第一銷42、第二銷44和第三銷46，從而接著可以接合移位致動器30的第一凹槽32和第二凹槽34中的一個。

第一凹槽32和第二凹槽34配置成以相反方向作用。因此，將一個銷激發(fā)至第一凹槽32中使第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24在第一方向上平移(如圖中所說明，向左)；且將一個銷激發(fā)至第二凹槽34中使第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24在相反方向上平移(如圖中所說明，向右)。在所示配置中，移位致動器40是用于所有第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14的單個致動器，而非具有與第一汽缸組有關的一個致動器和與第二汽缸組有關的另一個致動器。

現(xiàn)在參考圖3a至6b且繼續(xù)參考圖1至2，示出了凸輪系統(tǒng)10的附加視圖，其說明移位致動器40與移位桶30之間的相互作用以將凸輪系統(tǒng)10置于三種狀態(tài)中的一種狀態(tài)中。基于第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24的位置，凸輪系統(tǒng)10以高升程狀態(tài)、低升程狀態(tài)或汽缸停用狀態(tài)操作。

在高升程狀態(tài)中，第一滑動凸角總成22以高升程凸角26致動第一發(fā)動機閥12，且第二滑動凸角總成24以高升程凸角26致動第二發(fā)動機閥14。在低升程狀態(tài)中，第一滑動凸角總成22以低升程凸角27致動第一發(fā)動機閥12，且第二滑動凸角總成24以低升程凸角27致動第二發(fā)動機閥14。在汽缸停用狀態(tài)中，第一滑動凸角總成22以零升程凸角28致動第一發(fā)動機閥12，且第二滑動凸角總成24以低升程凸角27致動第二發(fā)動機閥14。

圖3a示出處于高升程狀態(tài)中但移位致動器40將第二銷44激發(fā)至第一移位凹槽32中的凸輪系統(tǒng)10。因此，第二銷44和第一移位凹槽32將使得第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24平移至左側(如圖中所見)。圖3b示出圖3a中所示的致動結果。在圖3b中，凸輪系統(tǒng)10已經通過致動移位致動器40的第二銷44而置于低升程狀態(tài)中。

在第二銷44通過第一移位凹槽32移動至公共移位凹槽36(發(fā)生在凸輪組件16的大約一次旋轉期間)之后，第二銷44從移位桶30縮回或彈出。公共凹槽36可以包括配置成釋放或推開與其接合的任何銷的縮回特征，諸如斜面或其它結構。例如且無限制，公共凹槽36的端部(在底部處，如圖2中所見)可以使公共凹槽36漸縮或傾斜至零深度，使得銷接著將靠在移位桶30的表面上。

替代地或結合公共凹槽36中的縮回特征，移位致動器40可以配置成縮回已經部署至移位桶30中的任何銷。例如且無限制，復位彈簧可以將第一銷42、第二銷44和第三銷46持續(xù)地偏置返回至移位致動器40中，使得銷的致動或部署僅在施用有與彈力相反的致動力時才能繼續(xù)進行。

圖4a示出處于低升程狀態(tài)中但移位致動器40將第一銷42激發(fā)至第一移位凹槽32中的凸輪系統(tǒng)10。因此，第一銷42和第一移位凹槽32將使得第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24平移至左側(如圖中所見)。圖4b示出圖4a中所示的致動結果。

在圖4b中，凸輪系統(tǒng)10已經通過致動移位致動器40的第一銷42而置于汽缸停用狀態(tài)中。注意在汽缸停用狀態(tài)中，第一發(fā)動機閥12處于零升程或位移處，使得第一汽缸組不產生任何機械能。然而，第二發(fā)動機閥14處于低升程或位移處，使得第二汽缸組產生機械能。

圖5a示出處于汽缸停用狀態(tài)中但移位致動器40將第二銷44激發(fā)至第二移位凹槽34中的凸輪系統(tǒng)10。因此，第二銷44和第二移位凹槽34將使得第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24平移至右側(如圖中所見)。圖5b示出圖5a中所示的致動結果。

在圖5b中，凸輪系統(tǒng)10已經通過致動移位致動器40的第二銷44而置于低升程狀態(tài)中。注意，將第二銷44激發(fā)至第一移位凹槽32或第二移位凹槽34中造成凸輪系統(tǒng)10以低升程狀態(tài)操作。

圖6a示出處于低升程狀態(tài)中但移位致動器40將第三銷46激發(fā)至第二移位凹槽34中的凸輪系統(tǒng)10。因此，第三銷46和第二移位凹槽34將使得第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24平移至右側(如圖中所見)。圖6b示出圖6a中所示的致動結果。在圖6b中，凸輪系統(tǒng)10已經通過致動移位致動器40的第三銷46而置于高升程狀態(tài)中。

如由圖5a至6b所說明，將移位致動器40的第二銷44和第三銷46連續(xù)致動至第二移位凹槽34中使凸輪系統(tǒng)10經由低升程狀態(tài)從汽缸停用狀態(tài)移動至高升程狀態(tài)。類似地，如由圖3a至4b所說明，將移位致動器40的第二銷44和第一銷42連續(xù)致動至第一移位凹槽32中使凸輪系統(tǒng)10經由低升程狀態(tài)從高升程狀態(tài)移動至汽缸停用狀態(tài)。

圖1示意地說明具有與移位致動器40(如圖1中所說明)通信的控制系統(tǒng)10或控制器50的凸輪系統(tǒng)10?？刂破?0配置成指令移位致動器40致動第一銷42、第二銷44和第三銷46中的一個。控制器50還可以監(jiān)測凸輪系統(tǒng)10的當前狀態(tài)，且確定哪個狀態(tài)目前對于車輛的操作而言是優(yōu)選的涉及到該控制器。

控制器50可以表示車輛10的整個控制和計算架構，或可以專用于凸輪系統(tǒng)10?？刂破?0包括足夠多存儲器和處理能力來從所有系統(tǒng)接收信號輸入以及將命令、數(shù)據(jù)或指令輸出至所有系統(tǒng)，控制器50通過所有系統(tǒng)來發(fā)出命令或監(jiān)測。

控制器50是配置(即，構造和編程)為調節(jié)車輛的系統(tǒng)和部件的電子裝置?？刂破?0可以配置為中央處理單元(cpu)，其也配置成調節(jié)發(fā)動機或其它原動機的操作。替代地，控制器50可以是僅用于本文所討論的系統(tǒng)的專用控制器。控制器50包括存儲器，其中的至少某些是有形且非暫時性的。存儲器可以是參與提供計算機可讀數(shù)據(jù)或程序指令的任何可記錄介質。此介質可以呈許多形式，包括但不限于非易失性介質和易失性介質。

用于控制器50的非易失性介質可以包括(例如)光盤或磁盤和其它持久存儲器。易失性存儲器可以包括(例如)可以構成主存儲器的動態(tài)隨機訪問存儲器(dram)。此類指令可以由一種或多種傳輸介質(包括同軸電纜、銅線和光纖(包括具有耦合至計算機的處理器的系統(tǒng)總線的導線))傳輸。控制器50的存儲器還可以包括軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、任何其它磁性介質、cd-rom、dvd、任何其它光學介質等。控制器50可被配置或配備有其它所需計算機硬件，諸如高速時鐘；必需品模數(shù)(a/d)和數(shù)模(d/a)電路；輸入輸出電路和裝置(i/o)；以及合適的信號調節(jié)和緩存電路?？刂破?0需要或從而可存取的任何算法可以存儲在存儲器中并且自動地執(zhí)行以提供所需功能。

凸輪系統(tǒng)10還可以包括與移位致動器40和控制器50(如圖1中所說明)通信的傳感器52。傳感器52配置成確定第一銷42、第二銷44和第三銷46中的一個是否已經致動，并且可以是(例如且無限制)霍爾效應傳感器。單個致動器40可以允許凸輪系統(tǒng)僅使用單個傳感器52，而不使用與第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24中的每一個相關聯(lián)的多個傳感器。

在許多配置中，可能難以確定第一滑動凸角總成22和第二滑動凸角總成24的確切位置或第一發(fā)動機閥12和第二發(fā)動機閥14的位移量。這可能導致不確定性，尤其在一個銷激發(fā)但未能接合第一移位凹槽32或第二移位凹槽34或一個銷被命令激發(fā)但并未激發(fā)的時候。

凸輪系統(tǒng)10的具體操作狀態(tài)可以是已知的或基于迭代而確定，使得控制器50記錄來自于基準點的每個狀態(tài)轉變。替代地，凸輪系統(tǒng)10可以通過絕對方法確定操作狀態(tài)，使得控制器50通過例如操作發(fā)動機的狀態(tài)來確定或了解操作狀態(tài)。

第二銷44的成功激發(fā)和接合總是將凸輪系統(tǒng)10置于低升程狀態(tài)中，這與先前操作狀態(tài)無關。因此，第二銷44可以連續(xù)地激發(fā)以確保凸輪系統(tǒng)10處于已知狀態(tài)中(在某種程度上如同起始位置)。注意，第二銷44在凸輪系統(tǒng)10已經在低升程狀態(tài)中時激發(fā)可造成第二銷44僅僅撞擊移位桶30或公共凹槽36，這不能將凸輪系統(tǒng)10移動遠離低升程狀態(tài)。

詳述和附圖或圖支持并且描述本文所討論的主題。雖然已經詳細地描述了某些最佳模式和其它實施例，但是也存在各種替代性設計、配置和實施例。