[發明專利]用于內燃機氣門致動的搖臂系統

無效

• 申請號: 200580023500.6
• 申請日: 2005-05-13
• 公開（公告）號: CN101084365A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 詹姆斯·N·烏斯科;史蒂夫·斯列德斯凱;戴維·瓦爾德布格
• 申請（專利權）人: 雅各布斯車輛系統公司
• 主分類號: F01L1/18
• 分類號: F01L1/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王瓊

相關申請的交叉引用

本申請涉及并且要求2004年5月14日提交的名為“RockerArm?System?for?Engine?Valve?Actuation”的美國臨時申請No.60/570,814的優先權，該申請在此整體引為參考。

技術領域

本發明涉及用于致動內燃機中的氣門的系統和方法。特別的是，本發明涉及用于利用一個或者多個搖臂來致動氣門的系統和方法。

背景技術

內燃機通常使用機械的、電氣的或者液壓機械的氣門致動系統來致動內燃機氣門。這些系統可包括由內燃機的曲軸旋轉所驅動的凸輪軸、搖臂和推桿的組合。當凸輪軸用于致動內燃機氣門時，氣門致動的正時可以由凸輪軸上的凸角的尺寸和位置所固定。

對于凸輪軸的每360度旋轉，內燃機完成由四個沖程組成的完整循環(即膨脹、排氣、進氣和壓縮)。在膨脹沖程的大部分過程中，進氣門和排氣門會被閉合或者保持閉合，在所述膨脹沖程中，活塞移動遠離氣缸蓋(即氣缸蓋和活塞頂部之間的空間增加)。在正功操作過程中，燃料在膨脹沖程過程中燃燒，并且正功由內燃機輸出。膨脹沖程在下止點處結束，此時，活塞反向并且排氣門會被開啟用于主排氣事件。凸輪軸上的凸角會被同步，從而當活塞向上移動并且迫使燃燒氣體排出氣缸外時，開啟排氣門用于主排氣事件。在排氣沖程的末端附近，凸輪軸上的另一個凸角會開啟進氣門用于主進氣事件，此時，活塞移動遠離氣缸蓋。當活塞靠近下止點時，進氣門閉合并且進氣沖程結束。當活塞再次向上移動用于壓縮沖程時，進氣門和排氣門都閉合。

上述主進氣門事件和主排氣門事件都需要用于內燃機的正功操作。另外的輔助氣門事件，雖然不需要，但也是適合的。例如，在正功或者其它內燃機操作模式過程中，它可以適合地致動進氣門和/或排氣門用于壓縮釋放(compression-release)內燃機制動、泄放式(bleeder)內燃機制動、廢氣再循環(EGR)或者制動氣體再循環(BGR)。圖8示出了主排氣事件600和輔助氣門事件的實例，所述輔助氣門事件例如壓縮釋放內燃機制動事件610、泄放式內燃機制動事件620、廢氣再循環事件630和制動氣體再循環事件640，其可以由排氣門利用本發明的各種實施例來執行，以致動排氣門用于主氣門事件和輔助氣門事件。同樣示出了可以由進氣門執行的主進氣事件650的實例。

對于輔助氣門事件，廢氣穿過內燃機的流動控制已經被用于提供車輛內燃機制動。通常，內燃機制動系統可以控制廢氣的流動以結合壓縮釋放式制動、廢氣再循環、廢氣壓力調節和/或泄放式制動的原理。

在壓縮釋放式內燃機制動過程中，排氣門可以選擇性地開啟以將產生能量的內燃機至少暫時地轉換成吸收能量的空氣壓縮機。當活塞在它的壓縮沖程過程中向上移動時，收集在氣缸中的氣體會被壓縮。壓縮氣體會反抗活塞的向上運動。當活塞接近上止點(TDC)位置時，至少一個排氣門會開啟以將氣缸中的壓縮氣體釋放到排氣歧管，防止在后續的向下的膨脹沖程中儲存在壓縮氣體中的能量返回到內燃機。在這樣操作的過程中，內燃機會產生減速力以幫助車輛減速?，F有技術的壓縮釋放內燃機制動的一個實例由Cummins的美國專利No.3,220,392(1965年11月)的公開提供，該專利在此引為參考。

在泄放式內燃機制動過程中，除了和/或代替發生在活塞的排氣沖程過程中的主排氣門事件，在其余三個內燃機循環(完整循環泄放式制動)過程中或者在其余三個內燃機循環的一部分(部分循環泄放式制動)的過程中，排氣門(多個)可以保持微微開啟。氣缸中或者外的氣缸氣體的泄放會起到使內燃機減速的作用。通常，在泄放式制動操作中，制動閥(多個)的初始開啟提前于壓縮的上止點(即提前氣門致動)，并且然后升程對于一定時間段保持恒定。這樣，由于提前氣門致動，泄放式內燃機制動需要較小的力來致動氣門(多個)，并且由于連續的泄放而不是壓縮釋放式制動的快速的膨脹排氣(blow-down)，因此產生較小的噪聲。

廢氣再循環(EGR)系統可以允許一部分廢氣在正功操作過程中回流到內燃機氣缸中。EGR可以用于降低在正功操作過程中由內燃機產生的NOx的總量。EGR系統還可以用于在內燃機制動循環過程中控制排氣歧管和內燃機氣缸中的壓力和溫度。通常有兩種類型的EGR系統，即內部的和外部的。外部EGR系統使廢氣穿過進氣門(多個)再循環回到內燃機氣缸中。內部EGR系統使廢氣穿過排氣門(多個)再循環回到內燃機氣缸中。本發明的實施例主要涉及內部EGR系統。