[發明專利]氣門系統

有效

• 申請號: 201210106886.9
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102733881A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: C·法布羅
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01L9/02
• 分類號: F01L9/02;F01M1/02;F02D13/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本說明涉及氣門開啟和關閉的控制。

背景技術

通過定位在汽缸的進氣和排氣口內的提升氣門可控制內燃發動機的汽缸進氣和排氣事件。通過由凸輪軸的凸輪凸角提供的機械力可以開啟這些提升氣門。當氣門或自氣門的延伸件(例如挺柱)遇到凸輪軸的基圓部分時氣門關閉。氣門可由于聯接至氣門桿的氣門彈簧的彈簧力而關閉。通常具有液壓阻尼機構以減少由于高氣門關閉力引起的氣門機構組件的噪聲和磨損。這種阻尼機構可包括容納氣門桿的一個充油腔室以提供抵抗氣門的關閉力的壓力并且使氣門軟著陸。

發明內容

本發明人在此已認識到上述方法的多個問題。因為彈簧振動和由于汽缸蓋端口壓力引起的壓力可降低施加的關閉氣門的力，所以要求的靜態彈簧力可以大于關閉氣門的最小力。結果，當想要關閉氣門時它可能會保持開啟。然而，增加彈簧力以抵消汽缸端口壓力會導致額外的問題。在要求高RPM能力的發動機中，可選擇更高的彈簧力以控制隨角速度的平方增加的動態力。這些較高的彈簧力會在正常、較低RPM操作范圍內導致增加且不必要的驅動扭矩。結果，燃料經濟性和組件耐久性可能被損害。此外，對于由于強制進氣(forced?induction)而在進口或排氣口由要求較高端口壓力的發動機，彈簧力還可更高以便抵消更高的端口壓力并關閉氣門。較高的彈簧壓力會導致在低負載、低壓力區域的發動機運行范圍中增加且不必要的驅動扭矩。因此，當施加較高的彈簧力以關閉氣門時，通過發動機增壓提供的發動機效率的改善會在一定程度被抵消。

在一個示例中，上述問題可以通過一種發動機氣門系統至少部分地解決，所述系統包括第一汽缸的第一挺柱孔腔和第二汽缸的第二挺柱孔腔，及與第一挺柱孔腔和第二挺柱孔腔流體連通的雙向油通道。

以此方式，油可在第一和第二挺柱孔腔之間的油通道中流動以向挺柱孔腔中的氣門提供附加的關閉力。例如，第一和第二汽缸在發動機的點火次序上相差180度曲軸轉角的倍數。結果，當在第一挺柱孔腔內的第一氣門開啟時，在第二挺柱孔腔內的第二氣門關閉。在第一氣門開啟時，油可以通過雙向油通道從第一挺柱孔腔流到第二挺柱孔腔。在第二挺柱孔腔內增加的油可以提供關閉第二氣門的關閉力。本公開可提供幾個優點。具體地，通過由雙向油通道提供附加的關閉力，可降低氣門關閉所要求的彈簧力，從而改善在特定的發動機工況中的燃料經濟性和組件耐久性。此外，在挺柱孔腔中的油可以提供阻尼機構以使關閉的氣門柔和地落座并改善組件的耐久性。此外，因為在挺柱內的油壓力隨著發動機的轉速增加，可在期望較高的氣門關閉力的較高發動機轉速下提供較高的氣門關閉力。

提供一種控制氣門運行的方法。該方法包括從第一汽缸的第一挺柱泵油至第二汽缸的第二挺柱而未將油返回至油底殼；并且從第二汽缸的第二挺柱泵油至第一汽缸的第一挺柱而未將油返回至油底殼。在該方法中，其中油通過第一單向油通道在第一方向上被泵送，并且其中油通過第二單向油通道在第二方向上被泵送，第二方向不同于第一方向；其中油通過由凸輪軸提供的力泵送。該方法進一步包括基于發動機溫度限制第一和第二挺柱中的油壓；當從第一汽缸的第一挺柱泵油到第二汽缸的第二挺柱而未將油返回至油底殼時，基于發動機的溫度限制發動機轉速。

在另一示例中，該方法進一步包括當從第一汽缸的第一挺柱泵油至第二汽缸的第二挺柱而未將油返回到油底殼時，基于油的壓力限制發動機轉速。

在另一示例中，一種用于控制氣門運行的方法包括經由在第一汽缸的第一挺柱和第二汽缸的第二挺柱之間流體連通向第一汽缸的第一氣門施加關閉力；及經由在第二汽缸的第二挺柱和第一汽缸的第一挺柱之間流體連通向第二汽缸的第二氣門施加關閉力；其中經由雙向油通道向第一氣門施加關閉力。

在另一示例中，該方法進一步包括響應于發動機轉速調節雙向油通道內的發動機油的壓力，進而調節第一氣門的阻尼。

在另一示例中，經由凸輪凸角開啟第二汽缸的氣門啟動至第一氣門的關閉力，其中第一和第二汽缸在發動機的燃燒次序上相差90度曲軸轉角的倍數。

在另一示例中，經由在容納第一挺柱的第一挺柱孔腔和容納第二挺柱的第二挺柱孔腔之間的單向油通道施加關閉力至第一氣門。

當獨立或結合附圖時，可從以下具體實施例的描述中容易地看出本說明的上述優點和其他優點，以及特征。

應該理解，上面提供的發明內容是為了引入具體實施例中進一步模式的一些概念的簡化形式。這不是為了指明出本發明所要求的主旨的關鍵或重要特征，本發明的范圍由僅權利要求限定。而且，本發明所要求保護的主題不限于解決任何上述缺點或本公開任何部分中提到的缺點的實施方式。