[發明專利]可變氣門驅動系統

有效

• 申請號: 200880024851.2
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101743384A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: B·斯旺邦;B·魯杰羅;R·范德普爾
• 申請（專利權）人: 雅各布斯車輛系統公司
• 主分類號: F01L1/00
• 分類號: F01L1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

相關申請的交叉引用

本申請涉及2007年6月1日提交的、名稱為“可變氣門驅動系統”的 美國臨時專利申請系列號60/924,850，并要求其優先權。

技術領域

本發明一般地涉及用于控制內燃發動機中的發動機燃燒室的系統和方 法。特別地，本發明涉及用于提供一個或多個發動機氣門的可變氣門驅動 的系統和方法。

背景技術

發動機燃燒室氣門、例如進氣門和排氣門通常朝向氣門關閉位置被彈 簧偏壓。在許多內燃發動機中，發動機氣門可以通過發動機中的固定輪廓 的凸輪打開和關閉。更具體地，氣門可以通過一個或多個固定凸角打開和 關閉，所述凸角可以是每個凸輪的整體部分。在某些情況下，固定輪廓凸 輪的使用可以使得調節發動機氣門升程時間和/或升程量變得困難。然而， 可以期望針對例如為不同的發動機速度的多種發動機運行條件調節氣門打 開時間和升程。

假設給定了固定凸輪輪廓，一種調節氣門時間和升程的方法將氣門和 凸輪之間的氣門機構(配氣機構)連接裝置結合到“空程運動(lost?motion)” 裝置中。空程運動是被應用到一類技術方案的術語，所述技術方案用于改 變由帶有可變長度的機械、液壓或其它連接裝置的凸輪輪廓規定的氣門運 動。空程運動系統包括可變長度的裝置，該裝置包括在凸輪和發動機氣門 之間的氣門機構連接裝置中。凸輪上的凸角可以提供發動機運行條件范圍 內所需的“最大”(最長的停留和最大的升程)的運動。當完全展開時，可 變長度裝置(或空程運動系統)可以將全部凸輪運動傳遞至氣門，當完全 收縮時，不傳遞或傳遞減小的量的凸輪運動至氣門。通過選擇性地減小空 程運動系統的長度，凸輪提供給氣門的部分或全部運動可以有效地減小或 失去。

液壓空程運動系統可以通過使用可液壓展開和收縮的活塞組件提供可 變長度的裝置。當活塞被收縮到其液壓室內時，該裝置的長度縮短，當活 塞展開到液壓室外時，該裝置的長度增加。可以使用一個或多個液壓流體 控制氣門以控制液壓流體流入或流出液壓室。

以可變氣門驅動(VVA)系統公知的一種類型的空程運動系統可以提 供多級空程運動。液壓VVA系統可以使用高速控制氣門以快速改變包圍液 壓空程運動活塞的室中的液壓流體量。控制氣門還能夠提供液壓室中的多 于兩級的液壓流體，由此允許空程運動系統獲得多種長度和提供氣門驅動 可變級別。

通常，需要發動機氣門非常快地打開和關閉，因此，氣門復位彈簧通 常相對硬。如果保持在氣門打開動作之后不受約束，那么氣門復位彈簧可 能導致氣門以足夠引起氣門和/或其座損害的力與氣門座撞擊。在使用氣門 挺桿跟隨凸輪輪廓的氣門驅動系統中，凸輪輪廓提供內置的氣門關閉速度 控制。凸輪輪廓可以被形成為使得驅動凸角逐漸與凸輪基圓合并，所述基 圓起到當氣門到達其氣門座時使其減速的作用。

在液壓空程運動系統中，特別地在VVA液壓空程運動系統中，流體從 液壓回路的快速排出可以防止氣門經歷由凸輪輪廓提供的氣門落座。例如 在VVA系統中，發動機氣門可以在比通過從空程運動系統快速釋放液壓流 體而由凸輪輪廓提供的時間早的時間關閉。當流體從空程運動系統釋放時， 氣門復位彈簧可以使發動機氣門“自由下落”，并以不能接受的高速與氣門 座撞擊。氣門以最終使氣門或氣門座磨蝕、甚至使氣門破裂或斷裂的力與 氣門座撞擊。在這樣的情況下，代替通過固定凸輪輪廓，發動機氣門落座 速度可通過控制液壓流體從空程運動系統的釋放而被限制。因此，特別是 在VVA空程運動系統中，包括空程運動系統的發動機需要氣門落座裝置。

為了避免發動機氣門及其座之間的破壞性撞擊，氣門落座裝置應當在 不考慮其它的氣門機構元件的情況下抵抗關閉運動。為了實現該目的，發 動機氣門經歷氣門落座控制的點應當相對恒定。換句話說，在發動機氣門 行進過程中，氣門落座裝置有效地抵抗氣門的關閉運動的點在全部的發動 機運行條件下應當相對恒定。因此，可有利的是，定位氣門落座裝置以使 其可以在不考慮介于其中的氣門機構元件，例如搖臂、推管等的定位的情 況下抵抗發動機氣門的關閉運動。