本發(fā)明涉及一種軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)，屬于發(fā)動機氣門驅動領域。

背景技術：

隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴重，以及人們對車輛的駕駛性和安全性的專注，未來發(fā)動機需要在滿足排放指標的前提下，綜合考慮動力性、經(jīng)濟性、排放性和安全性。這就需要在驅動和制動全工況范圍內，優(yōu)化發(fā)動機性能。而目前備受關注的可變氣門、可變沖程數(shù)、停缸、輔助制動、新型燃燒方式、可變壓縮比、可變EGR等技術大多只在發(fā)動機小范圍運行工況區(qū)域內對其性能進行改善。如現(xiàn)有可變氣門技術只應用于在固定沖程數(shù)發(fā)動機的驅動工況下，并且大多用于汽油機的進氣門來降低泵氣損失?？勺儧_程數(shù)技術在國內外尚處于研究階段，并且只用于驅動工況下?，F(xiàn)有具有停缸技術的車型只能提供停缸功能，因此，對油耗改善程度偏低，大多只能獲得7％左右的油耗降低。另一方面，隨著發(fā)動機保有量的急劇增加，車輛安全性越來越受到人們的重視，越來越多的國家將輔助制動系統(tǒng)列為車輛必備的附件之一。然而目前輔助制動系統(tǒng)大多存在制動部件長時間工作容易過熱、制動效率快速降低、制動效率可控程度低、制動時車輛容易跑偏、制動系統(tǒng)占用有限的車輛空間等問題。在目前發(fā)動機輔助制動技術中，減壓輔助制動技術的制動效果最好，它是在進/排氣門運行情況不變的基礎上，在壓縮上止點附近以較小開度開啟排氣門或者減壓閥來實現(xiàn)減壓制動效果，發(fā)動機每720°曲軸轉角實現(xiàn)一次制動循環(huán)，屬于四沖程制動，其制動效果無法滿足車輛大負載制動時的要求。

針對上述發(fā)動機研究領域的問題，大連理工大學內燃機研究所燃燒課題組基于在驅動-制動全工況范圍內分區(qū)優(yōu)化發(fā)動機性能的思想，提出一種多模式發(fā)動機，并且給出各種模式的應用工況以及對氣門啟閉時刻的要求：在低速大負荷的驅動工況下，采用二沖程驅動模式，以達到提高動力輸出的目的；在其他發(fā)動機驅動工況下，采用四沖程驅動模式，以達到降低燃油消耗和排放物生成的目的；在大負載制動工況下，采用二沖程制動模式，以達到提高制動功率輸出的目的；在小負載制動工況下，采用四沖程制動模式，根據(jù)制動負載的要求，改變制動模式的沖程數(shù)來調節(jié)制動輸出，以達到提高車輛安全性的目的。

目前，實用化了的可變氣門驅動系統(tǒng)大多保留了配氣凸輪，大多采用機械式結構，主要分為：1)凸輪軸調相式，如TOYOTA的VVT系統(tǒng)、BMW的Vanos系統(tǒng)等；2)分階段可變氣門升程式，如Honda的VTEC系統(tǒng)等；3)連續(xù)可變氣門升程式，如BMW的Valvetronic系統(tǒng)、Hyundai的CVVL系統(tǒng)等，這類系統(tǒng)通過控制中間傳動機構來實現(xiàn)發(fā)動機各缸氣門的啟閉正時和最大行程三者的同步調節(jié)。

較有凸輪可變氣門驅動系統(tǒng)而言，無凸輪系統(tǒng)可實現(xiàn)更加靈活的氣門事件，同時結構復雜、成本昂貴，并且需要在可靠性、耐用性和氣門熱膨脹補償控制等方面進行更加深入的研究。這類系統(tǒng)主要包括電磁式和電液式兩類。電磁式系統(tǒng)在運動精確控制、氣門升程可調程度等方面有待進一步改善。較電磁式系統(tǒng)而言，電液式系統(tǒng)具有相對更高的氣門可調靈活度、更高的功率密度、布置靈活等特點，是目前最具潛力的可變氣門驅動系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括共軌供油式和凸輪供油式兩大類。

共軌供油式系統(tǒng)取消了配氣凸輪，通過控制電磁閥的啟閉狀態(tài)和蓄能器內驅動油的壓力，調節(jié)氣門的啟閉正時和最大行程。Ford公司、Lucas公司等對此進行過研究，未來仍需在系統(tǒng)成本、響應速度、占用空間等方面進行深入的研究。隨著發(fā)動機缸數(shù)、單缸氣門數(shù)以及轉速的增加，該系統(tǒng)還存在：a)共軌管體積龐大、空間布置困難的問題；b)系統(tǒng)中所使用的高速大流量電磁閥的數(shù)量過多，以及由目前電磁閥材料與加工工藝決定的電磁閥成本較高，因此，該系統(tǒng)的整體成本較高。這些問題造成了傳統(tǒng)共軌供油式系統(tǒng)車用化較為困難，這類系統(tǒng)廣泛應用于低速船用二沖程發(fā)動機的排氣門上。

通過綜合機械式和共軌供油式系統(tǒng)的優(yōu)勢，凸輪供油式系統(tǒng)受到了研究人員和生產(chǎn)廠商的廣泛關注，如FIAT的Multiair系統(tǒng)、ABB的VCM系統(tǒng)等。這類系統(tǒng)采用凸輪-柱塞式供油器來取代蓄能器，占用空間小，可實現(xiàn)氣門的啟閉正時的獨立調節(jié)，啟閉正時決定行程。這類系統(tǒng)仍需要在以下兩個方面加以改進：a)系統(tǒng)所需供油器和電磁閥的數(shù)量較多，系統(tǒng)整體成本偏高；b)氣門運行可調范圍受到供油和控制裝置的限制，無法實現(xiàn)氣門啟閉正時和行程三者之間的獨立調節(jié)，也實現(xiàn)不了發(fā)動機二沖程驅動模式和二沖程制動模式要求的360°CA/循環(huán)的氣門運行過程等。

由于現(xiàn)有實用化的可變氣門驅動系統(tǒng)大多用于四沖程驅動模式的發(fā)動機，不能滿足多模式發(fā)動機的要求，因此開發(fā)一套可靠性高且滿足多模式發(fā)動機要求的可變氣門驅動系統(tǒng)勢在必行。發(fā)動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式以及四沖程制動模式下，進/排氣門開啟頻率、開啟正時和開啟持續(xù)期均存在極大地差異，這極大地增加了多模式發(fā)動機要求的可變氣門驅動系統(tǒng)的開發(fā)難度。如由于二沖程驅動模式或者二沖程制動模式要求進/排氣門每360°曲軸轉角運行一次，四沖程驅動模式和四沖程制動模式要求進/排氣門每720°曲軸轉角運行一次，因此，這要求需要實現(xiàn)二沖程驅動/制動模式和四沖程驅動/制動模式之間切換的多模式可變氣門驅動系統(tǒng)必須具有實現(xiàn)這兩種氣門運行頻率之間靈活切換的功能。即使是在沖程數(shù)不變的驅動和制動模式下，進/排氣門開啟正時和開啟持續(xù)期仍然存在非常大的差別。如果采用一個凸輪驅動，通過采用機械式連續(xù)可變氣門控制機構來實現(xiàn)小的開啟持續(xù)期的話，氣門最大升程相應降低，充氣效率和泵氣損失等指標較難同時滿足。如果采用液壓氣門控制機構通過泄油來實現(xiàn)小的開啟持續(xù)期的話，高速下液壓氣門控制機構還將出現(xiàn)系統(tǒng)無法充分充油的問題，這將導致該系統(tǒng)無法運用到高速發(fā)動機上。各種模式之間切換時，需要非常大角度的相位調節(jié)，目前常見的葉片式VVT機構無法滿足要求，而可以滿足要求的電動VVT機構成本昂貴，短期無法大范圍普及，因此，需要盡可能降低對氣門開啟正時的調節(jié)范圍的要求，以實現(xiàn)不用VVT或者采用常用的小調節(jié)范圍的VVT的目的。即使是在同一模式下，不同發(fā)動機工況仍然要求氣門驅動系統(tǒng)提供不同的進/排氣門的開啟正時、最大升程以及開啟持續(xù)期。與此同時，系統(tǒng)各部件應該盡可能采用較為成熟技術，以提高系統(tǒng)短期內實用化的可能性來最終獲得良好的應用前景。目前尚未有一款可變氣門驅動系統(tǒng)可以同時滿足以上要求，因此多模式可變氣門驅動系統(tǒng)的開發(fā)迫在眉睫。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：通過設計一種軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)，用于實現(xiàn)：(a)通過使用軸向移動機構來實現(xiàn)發(fā)動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式、四沖程制動模式等多種模式之間的轉換，滿足發(fā)動機在不同模式下對換氣的要求；(b)在每種模式下，通過使用氣門控制機構來進一步優(yōu)化每種模式下不同工況點的發(fā)動機運行情況，達到綜合提高發(fā)動機動力性、燃油經(jīng)濟性、排放性和制動安全性等方面性能的目的；(c)搭配液壓和機械式等多種不同的氣門控制機構來滿足實際應用對可變氣門靈活程度、成本、系統(tǒng)布置等方面的要求，各機構盡可能采用較為成熟技術，以提高系統(tǒng)短期內實用化的可能性，來最終獲得良好的應用前景。

本發(fā)明所采用的技術方案是：這種軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)包括氣門驅動機構、凸輪軸、凸輪軸軸套、軸向移動機構、氣門控制機構、氣門調節(jié)杠桿。其中，凸輪軸軸套上設置第一凸輪和第二凸輪。第一凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，第二凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，雙凸起凸輪葉片采用型線相同并且相位相差180°凸輪軸轉角的兩個凸起。氣門調節(jié)杠桿具有氣門調節(jié)杠桿輸入端、氣門調節(jié)杠桿輸出端和氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端。軸向移動機構調節(jié)凸輪軸軸套的軸向位置，決定驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端的凸輪是第一凸輪或者是第二凸輪。氣門控制機構直接或通過傳動機構調節(jié)氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端的位置，氣門調節(jié)杠桿輸出端直接或通過傳動機構驅動氣門驅動機構。

在凸輪軸軸套上增加第三凸輪，第三凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片。軸向移動機構調節(jié)凸輪軸軸套的軸向位置，決定直接或通過傳動機構驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端的凸輪是第一凸輪、第二凸輪，或者第三凸輪。

它增加一個氣門驅動機構，即左側氣門驅動機構和右側氣門驅動機構，增加氣門驅動橋。氣門調節(jié)杠桿輸出端先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋最后分別直接或通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構和右側氣門驅動機構。

它增加一個氣門驅動機構、一個氣門控制機構和一個氣門調節(jié)杠桿，即采用左側氣門控制機構、左側氣門調節(jié)杠桿、右側氣門控制機構、右側氣門調節(jié)杠桿、左側氣門驅動機構和右側氣門驅動機構，增加氣門驅動橋。凸輪先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋最后分別直接或通過傳動機構驅動左側氣門調節(jié)杠桿輸入端和右側氣門調節(jié)杠桿輸入端，左側氣門控制機構直接或通過傳動機構調節(jié)左側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端的位置，右側氣門控制機構直接或通過傳動機構調節(jié)右側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端的位置，左側氣門調節(jié)杠桿輸出端直接或通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構，右側氣門調節(jié)杠桿輸出端直接或通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構。

對于兩個凸輪切換，所述凸輪軸軸套上設置有兩個切換槽。所述軸向移動機構采用兩個電磁執(zhí)行機構。或者所述軸向移動機構采用兩個液壓執(zhí)行機構和兩個液壓控制機構。

對于三個凸輪切換，所述凸輪軸軸套上設置有兩個切換槽。所述軸向移動機構采用三個電磁執(zhí)行機構?；蛘咚鲚S向移動機構采用三個液壓執(zhí)行機構和三個液壓控制機構。

所述傳動機構為滑塊、推桿、搖臂、擺臂、四桿機構，或者液壓主從活塞式機構。

本發(fā)明的有益效果是：(a)這種軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)主要包括凸輪軸、軸向移動機構、氣門調節(jié)杠桿、氣門控制機構等，凸輪軸軸套至少包括第一凸輪和第二凸輪，通過使用軸向移動機構，實現(xiàn)了發(fā)動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式、四沖程制動模式等多種模式之間的轉換，從而滿足了發(fā)動機在不同模式下對換氣的要求；(b)在每種模式下，通過使用氣門控制機構，實現(xiàn)了對每種模式下的不同工況點的發(fā)動機運行情況的進一步優(yōu)化，最終全面提高了發(fā)動機動力性、燃油經(jīng)濟性、排放性和制動安全性；(c)本發(fā)明可根據(jù)實際機型，為用戶提供氣門調節(jié)杠桿，具有較好的可變氣門靈活程度和很好的可靠性，在高性價比的基礎上，滿足了發(fā)動機各種運行工況下對進/排氣門運行情況的要求；(d)本發(fā)明通過合理設計，可靠性高、結構緊湊，降低了對系統(tǒng)各部件的要求，各機構盡可能采用較為成熟技術，以提高系統(tǒng)短期內實用化的可能性來最終獲得良好的應用前景。

附圖說明

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖2是雙凸輪驅動雙氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖3是雙凸輪驅動雙氣門運行雙調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖4是三凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖5是杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的一種示例的示意圖。

圖6是具有單凸輪軸軸套的電磁式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖7是具有單凸輪軸軸套的電磁式三凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖8是具有單凸輪軸軸套的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖9是具有兩個凸輪軸軸套的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。

圖10是四沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖11是四沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖12是四沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖13是四沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖14是二沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖15是二沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖16是二沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖17是二沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖18是具有兩組凸輪的單凸輪軸軸套的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)示意圖。

圖中：1、缸蓋；2、氣門驅動機構；201、第一氣門驅動機構；202、第二氣門驅動機構；2A、左側氣門驅動機構；2B、右側氣門驅動機構；2-1、一號氣門驅動機構；2-2、二號氣門驅動機構；3、凸輪軸；3-1、一號凸輪軸；3-2、二號凸輪軸；4、凸輪軸軸套；401、第一凸輪；402、第二凸輪；401A、左側第一凸輪；左側402A、第二凸輪；401B、右側第一凸輪；402B、右側第二凸輪403、第三凸輪；404、第一切換槽；405、第二切換槽；4-1、一號凸輪軸軸套；401-1、一號第一凸輪；402-1、一號第二凸輪；404-1、一號第一切換槽；405-1、一號第二切換槽；4-2、二號凸輪軸軸套；401-2、二號第一凸輪；402-2、二號第二凸輪；404-2、二號第一切換槽；405-2、二號第二切換槽；5、軸向移動機構；501、第一電磁執(zhí)行機構；501b、第一電磁執(zhí)行機構切換銷；502、第二電磁執(zhí)行機構；502b、第二電磁執(zhí)行機構切換銷；503、第三電磁執(zhí)行機構；503b、第三電磁執(zhí)行機構切換銷；511、第一液壓執(zhí)行機構；511a、第一液壓執(zhí)行機構驅動口；511b、第一液壓執(zhí)行機構切換銷；511k、第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧；512、第二液壓執(zhí)行機構；512a、第二液壓執(zhí)行機構驅動口；512b、第二液壓執(zhí)行機構切換銷；512k、第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧；521、第一液壓控制機構；521a、第一液壓控制機構驅動口；521p、第一液壓控制機構高壓口；521t、第一液壓控制機構低壓口；522、第二液壓控制機構；522a、第二液壓控制機構驅動口；522p、第二液壓控制機構高壓口；522t、第二液壓控制機構低壓口；53、低壓源；54、高壓源；511-1、一號第一液壓執(zhí)行機構；511a-1、一號第一液壓執(zhí)行機構驅動口；511b-1、一號第一液壓執(zhí)行機構切換銷；511k-1、一號第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧；512-1、一號第二液壓執(zhí)行機構；512a-1、一號第二液壓執(zhí)行機構驅動口；512b-1、一號第二液壓執(zhí)行機構切換銷；512k-1、一號第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧；511-2、二號第一液壓執(zhí)行機構；511a-2、二號第一液壓執(zhí)行機構驅動口；511b-2、二號第一液壓執(zhí)行機構切換銷；511k-2、二號第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧；512-2、二號第二液壓執(zhí)行機構；512a-2、二號第二液壓執(zhí)行機構驅動口；512b-2、二號第二液壓執(zhí)行機構切換銷；512k-2、二號第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧；55、第一共軌腔；56、第二共軌腔；6、氣門控制機構；601、第一氣門控制機構；602、第二氣門控制機構；6-1、一號氣門控制機構；6-2、二號氣門控制機構；6A、左側氣門控制機構；6B、右側氣門控制機構；6TL、調節(jié)凸輪；6GD、調節(jié)軌道；7、氣門調節(jié)杠桿；7a、氣門調節(jié)杠桿輸入端；7b、氣門調節(jié)杠桿輸出端；7c、氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；701、第一氣門調節(jié)杠桿；701a、第一氣門調節(jié)杠桿輸入端；701b、第一氣門調節(jié)杠桿輸出端；701c、第一氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；702、第二氣門調節(jié)杠桿；702a、第二氣門調節(jié)杠桿輸入端；702b、第二氣門調節(jié)杠桿輸出端；702c、第二氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；7-1、一號氣門調節(jié)杠桿；7a-1、一號氣門調節(jié)杠桿輸入端；7b-1、一號氣門調節(jié)杠桿輸出端；7c-1、一號氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；7-2、二號氣門調節(jié)杠桿；7a-2、二號氣門調節(jié)杠桿輸入端；7b-2、二號氣門調節(jié)杠桿輸出端；7c-2、二號氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；7A、左側氣門調節(jié)杠桿；7Aa、左側氣門調節(jié)杠桿輸入端；7Ab、左側氣門調節(jié)杠桿輸出端；7Ac、左側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；7B、右側氣門調節(jié)杠桿；7Ba、右側氣門調節(jié)杠桿輸入端；7Bb、右側氣門調節(jié)杠桿輸出端；7Bc、右側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端；7K、復位彈簧；8、氣門驅動橋。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)。它包括氣門驅動機構2、凸輪軸3、凸輪軸軸套4、軸向移動機構5、氣門控制機構6、氣門調節(jié)杠桿7。圖1是雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。凸輪軸軸套4上設置第一凸輪401和第二凸輪402。第一凸輪401采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，第二凸輪402采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，雙凸起凸輪葉片采用型線相同并且相位相差180°凸輪軸轉角的兩個凸起。氣門調節(jié)杠桿7具有氣門調節(jié)杠桿輸入端7a、氣門調節(jié)杠桿輸出端7b和氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c。軸向移動機構5調節(jié)凸輪軸軸套4的軸向位置，決定驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的凸輪是第一凸輪401或者是第二凸輪402。氣門控制機構6直接或通過傳動機構調節(jié)氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c的位置，氣門調節(jié)杠桿輸出端7b直接或通過傳動機構驅動氣門驅動機構2。所述傳動機構為滑塊、推桿、搖臂、擺臂、四桿機構，或者液壓主從活塞式機構。

圖2是雙凸輪驅動雙氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。它增加一個氣門驅動機構2，即左側氣門驅動機構201和右側氣門驅動機構202，增加氣門驅動橋8。氣門調節(jié)杠桿輸出端7b先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋8最后分別直接或通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構201和右側氣門驅動機構202。實現(xiàn)了第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202的同步調節(jié)。

圖3是雙凸輪驅動雙氣門運行雙調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。它增加一個氣門驅動機構2、一個氣門控制機構6和一個氣門調節(jié)杠桿7，即采用左側氣門控制機構601、左側氣門調節(jié)杠桿701、右側氣門控制機構602、右側氣門調節(jié)杠桿702、左側氣門驅動機構201和右側氣門驅動機構202，增加氣門驅動橋8。凸輪先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋8最后分別直接或通過傳動機構驅動左側氣門調節(jié)杠桿輸入端701a和右側氣門調節(jié)杠桿輸入端702a，左側氣門控制機構601直接或通過傳動機構調節(jié)左側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端701c的位置，右側氣門控制機構602直接或通過傳動機構調節(jié)右側氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端702c的位置，左側氣門調節(jié)杠桿輸出端701b直接或通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構201，右側氣門調節(jié)杠桿輸出端702b直接或通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構202。實現(xiàn)了第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202的獨立調節(jié)。

圖4是三凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。在凸輪軸軸套4上增加第三凸輪403，第三凸輪403采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片。軸向移動機構5調節(jié)凸輪軸軸套4的軸向位置，決定直接或通過傳動機構驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的凸輪是第一凸輪401、第二凸輪402，或者第三凸輪403。設置更多個凸輪的情況與此類似，不再重復。

氣門調節(jié)杠桿7采用杠桿機構，包括杠桿7GG，杠桿7GG的三個支點分別為氣門調節(jié)杠桿輸入端7a、氣門調節(jié)杠桿輸出端7b和氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c。根據(jù)實際需要還可包括復位彈簧7K。圖5是杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的一種示例的示意圖。氣門調節(jié)杠桿輸入端7a設置在杠桿7GG的中間支點上，氣門調節(jié)杠桿輸出端7b和氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c分別設置在杠桿7GG的其他兩個支點上。還可以是氣門調節(jié)杠桿輸出端7b設置在杠桿7GG的中間支點上，氣門調節(jié)杠桿輸入端7a和氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c分別設置在杠桿7GG的其他兩個支點上，或者是氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c設置在杠桿7GG的中間支點上，氣門調節(jié)杠桿輸入端7a和氣門調節(jié)杠桿輸出端7b分別設置在杠桿7GG的其他兩個支點上。

氣門控制機構6可采用多種方式。氣門控制機構6采用氣門控制機構6采用機械、電液、電磁、電機或者電氣機構作為控制部件，采用液壓部件、調節(jié)軌道、調節(jié)桿或者四桿機構作為執(zhí)行部件。如氣門控制機構6可包括機械、電液、電磁、電機或者電氣機構作為控制部件6GD，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c同時與控制機構的輸出端和調節(jié)軌道6GD相接觸，氣門控制機構6調節(jié)控制機構的輸出端的輸出量，從而實現(xiàn)氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c被控制機構的輸出端推動，沿著調節(jié)軌道6GD運行。如圖5所示，氣門控制機構6可包括輸出端采用調節(jié)凸輪6TL的控制機構和調節(jié)軌道6GD的結構，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c同時與調節(jié)凸輪6TL和調節(jié)軌道6GD相接觸，氣門控制機構6的控制機構改變調節(jié)凸輪6TL的相位，從而實現(xiàn)氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c被調節(jié)凸輪6TL推動，沿著調節(jié)軌道6GD運行。氣門控制機構6還可包括機械、電液、電磁、電機或者電氣等控制部件和調節(jié)桿，調節(jié)桿通過調節(jié)桿第一鉸接點與缸蓋1固定鉸接，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c設置在調節(jié)桿或者其支桿上，控制機構調節(jié)調節(jié)桿繞著調節(jié)桿第一鉸接點轉動，從而改變氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c的位置。氣門控制機構6還可包括機械、電液、電磁、電機或者電氣等控制部件和四桿機構。如四桿機構包括第一調節(jié)桿、第二調節(jié)桿和第三調節(jié)桿，第一調節(jié)桿與缸蓋1固定鉸接，第一調節(jié)桿與第二調節(jié)桿鉸接，第二調節(jié)桿與第三調節(jié)桿鉸接，第三調節(jié)桿與缸蓋1固定鉸接，控制機構調節(jié)第一調節(jié)桿或者第三調節(jié)桿的旋轉角度，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c與其余兩個調節(jié)桿中的一個桿或者其余兩個調節(jié)桿中的一個桿的支桿相接觸。如氣門控制機構6還可以包括第一調節(jié)桿、第二調節(jié)桿和調節(jié)滑塊，第一調節(jié)桿與缸蓋1固定鉸接，第一調節(jié)桿與調節(jié)滑塊鉸接，調節(jié)滑塊沿著固定軌道移動。氣門控制機構6控制第一調節(jié)桿的旋轉角度，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c與第二調節(jié)桿、調節(jié)滑塊或者它們中的一個的支桿相接觸?；蛘邭忾T控制機構6控制調節(jié)滑塊的移動量，氣門調節(jié)杠桿調節(jié)端7c與第一調節(jié)桿、第二調節(jié)桿或者它們中的一個的支桿相接觸。在實際應用中，上述部件需要根據(jù)實際需要進行變形。如調節(jié)桿可以用偏心輪代替。調節(jié)凸輪6TL可以用推桿、杠桿的非固定支點或者偏心輪等代替。

圖6是具有單凸輪軸軸套的電磁式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。凸輪軸軸套4上設置有第一凸輪401、第二凸輪402、第一切換槽404、第二切換槽405、第一電磁執(zhí)行機構501和第二電磁執(zhí)行機構502。第一電磁執(zhí)行機構501具有第一電磁執(zhí)行機構切換銷501b。第二電磁執(zhí)行機構502具有第二電磁執(zhí)行機構切換銷502b。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的是第一凸輪401，當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501被激勵，第二電磁執(zhí)行機構502不被激勵時，第一電磁執(zhí)行機構切換銷501b下行并伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的凸輪由第一凸輪401切換至第二凸輪402。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的是第二凸輪402，當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501不被激勵，第二電磁執(zhí)行機構502被激勵時，第二電磁執(zhí)行機構切換銷502b下行并伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動。驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的凸輪由第二凸輪402切換至第一凸輪401。當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501和第二電磁執(zhí)行機構502均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。第一切換槽404和第二切換槽405完全分離。第一切換槽404右側過渡段和第二切換槽405左側過渡段還可以相重合。

圖7是具有單凸輪軸軸套的電磁式三凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。凸輪軸軸套4上增加第三凸輪403。增加第三電磁執(zhí)行機構503。第三電磁執(zhí)行機構503具有第三電磁執(zhí)行機構切換銷503b。第一切換槽404右側過渡段和第二切換槽405左側過渡段相重合。當前驅動氣門驅動調節(jié)機構輸入端7a的是第二凸輪402，當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501被激勵，第二電磁執(zhí)行機構502和第三電磁執(zhí)行機構503均不被激勵時，第一電磁執(zhí)行機構驅動銷501b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第二凸輪402切換成第三凸輪403。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a是第三凸輪403，當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501和第三電磁執(zhí)行機構503均不被激勵，第二電磁執(zhí)行機構502被激勵時，第二電磁執(zhí)行機構驅動銷502b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第三凸輪403切換成第二凸輪402。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a是第二凸輪(402)，當?shù)谌姶艌?zhí)行機構503被激勵，第一電磁執(zhí)行機構501和第二電磁執(zhí)行機構502均不被激勵時，第三電磁執(zhí)行機構驅動銷503b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第二凸輪402切換成第一凸輪401。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a是第一凸輪401，當?shù)谝浑姶艌?zhí)行機構501和第三電磁執(zhí)行機構503均不被激勵，第二電磁執(zhí)行機構502被激勵時，第二電磁執(zhí)行機構驅動銷502b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第一凸輪(401)切換成第二凸輪402。第一電磁執(zhí)行機構501、第二電磁執(zhí)行機構502和第三電磁執(zhí)行機構503均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。

圖8是具有單凸輪軸軸套的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。液壓式軸向移動機構包括兩套液壓執(zhí)行機構、兩套液壓控制機構、高壓源54和低壓源53。液壓執(zhí)行機構采用往復活塞式機構，包括第一液壓執(zhí)行機構511和第二液壓執(zhí)行機構512。第一液壓執(zhí)行機構511包括第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a、第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b和第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧511k。第二液壓執(zhí)行機構512包括第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a、第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b和第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧512k。液壓控制機構包括第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522。第一液壓控制機構521包括第一液壓控制機構高壓口521p、第一液壓控制機構低壓口521t和第一液壓控制機構驅動口521a。第二液壓控制機構522包括第二液壓控制機構高壓口522p、第二液壓控制機構低壓口522t和第二液壓控制機構驅動口522a。第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構高壓口521p和第二液壓控制機構高壓口522p均與高壓源54相連。第一液壓控制機構低壓口521t和第二液壓控制機構低壓口522t均與低壓源53相連。第一液壓控制機構521不被激勵時，第一液壓控制機構高壓口521p被堵塞，第一液壓控制機構低壓口521t與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第一液壓控制機構521被激勵時，第一液壓控制機構低壓口521t被堵塞，第一液壓控制機構高壓口521p與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓控制機構522不被激勵時，第二液壓控制機構高壓口512p被堵塞，第二液壓控制機構低壓口522t與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓控制機構低壓口522t被堵塞，第二液壓控制機構高壓口512p與第二液壓控制機構驅動口522a相連。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的是第一凸輪401，并且第一液壓控制機構521被激勵，第二液壓控制機構522不被激勵時，第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第一凸輪401切換成第二凸輪402。當前驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a的是第二凸輪402，第一液壓控制機構521不被激勵，第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節(jié)杠桿輸入端7a由第二凸輪402切換成第一凸輪401。第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。液壓式軸向移動機構進行三凸輪切換時，需要增加一個液壓執(zhí)行機構和液壓控制機構即可。此處不再重復。

圖9是具有兩個凸輪軸軸套的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節(jié)的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)的示意圖。液壓式軸向移動機構包括四套液壓執(zhí)行機構、兩套液壓控制機構、高壓源54和低壓源53。液壓執(zhí)行機構包括一號第一液壓執(zhí)行機構511-1和一號第二液壓執(zhí)行機構512-1、二號第一液壓執(zhí)行機構511-2和二號第二液壓執(zhí)行機構512-2。一號第一液壓執(zhí)行機構511-1包括一號第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a-1、一號第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b-1和一號第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧511k-1。一號第二液壓執(zhí)行機構512-1包括一號第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a-1、一號第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b-1和一號第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧512k-1。二號第一液壓執(zhí)行機構511-2包括二號第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a-2、二號第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b-2和二號第一液壓執(zhí)行機構復位彈簧511k-2。二號第二液壓執(zhí)行機構512-2包括二號第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a-2、二號第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b-2和二號第二液壓執(zhí)行機構復位彈簧512k-2。液壓控制機構包括第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522。其中，第一液壓控制機構521包括第一液壓控制機構高壓口521p、第一液壓控制機構低壓口521t和第一液壓控制機構驅動口521a。第二液壓控制機構522包括第二液壓控制機構高壓口522p、第二液壓控制機構低壓口522t和第二液壓控制機構驅動口522a。一號第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a-1和二號第一液壓執(zhí)行機構驅動口511a-2均直接或者通過第一共軌腔55與第一液壓控制機構驅動口521a相連。一號第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a-1和二號第二液壓執(zhí)行機構驅動口512a-2均直接或者通過第二共軌腔56與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構高壓口521p和第二液壓控制機構高壓口522p均與高壓源54相連。第一液壓控制機構低壓口521t和第二液壓控制機構低壓口522t均與低壓源53相連。第一液壓控制機構521不被激勵時，第一液壓控制機構高壓口521p被堵塞，第一液壓控制機構低壓口521t與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第一液壓控制機構521被激勵時，第一液壓控制機構低壓口521t被堵塞，第一液壓控制機構高壓口521p與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓控制機構522不被激勵時，第二液壓控制機構高壓口512p被堵塞，第二液壓控制機構低壓口522t與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓控制機構低壓口522t被堵塞，第二液壓控制機構高壓口512p與第二液壓控制機構驅動口522a相連。當前驅動一號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-1的是一號第一凸輪401-1，驅動二號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-2的是二號第一凸輪401-2，并且第一液壓控制機構521被激勵，第二液壓控制機構522不被激勵時，一號第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b-1下行并且伸入一號第一切換槽404-1內，推動一號凸輪軸軸套4-1向左移動，驅動一號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-1的凸輪由一號第一凸輪401-1切換到一號第二凸輪402-1；同時，二號第一液壓執(zhí)行機構驅動銷511b-2下行并且伸入二號第一切換槽404-2內，推動二號凸輪軸軸套4-2向左移動，驅動二號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-2的凸輪由二號第一凸輪401-2切換到二號第二凸輪402-2。當前驅動一號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-1的是一號第二凸輪402-1，驅動二號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-2的是二號第二凸輪402-2，并且第一液壓控制機構521不被激勵，第二液壓控制機構522被激勵時，一號第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b-1下行并且伸入一號第二切換槽405-1內，推動一號凸輪軸軸套4-1向右移動，驅動一號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-1的凸輪由一號第二凸輪402-1切換到一號第一凸輪401-1；同時，二號第二液壓執(zhí)行機構驅動銷512b-2下行并且伸入二號第二切換槽405-2內，推動二號凸輪軸軸套4-2向右移動，驅動二號氣門調節(jié)杠桿輸入端7a-2的凸輪由二號第二凸輪402-2切換到二號第一凸輪401-2。

對于具有多個凸輪軸軸套4的系統(tǒng)而言，液壓式軸向移動機構需要一套第一液壓控制機構521和一套第二液壓控制機構522，以及需要與凸輪軸軸套數(shù)量相等的第一液壓執(zhí)行機構511，這些第一液壓執(zhí)行機構511的驅動口均直接或者通過第一共軌腔55與第一液壓控制機構驅動口521a相連；需要與凸輪軸軸套數(shù)量相等的第二液壓執(zhí)行機構512，這些第二液壓執(zhí)行機構512的驅動口均直接或者通過第二共軌腔56與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構521控制所有的第一液壓執(zhí)行機構511同步運行，實現(xiàn)所有的凸輪軸軸套4的同步向左移動；第二液壓控制機構522控制所有的第二液壓執(zhí)行機構512同步運行，實現(xiàn)所有的凸輪軸軸套4的同步向右移動，最終實現(xiàn)所有的凸輪軸軸套4上的第一凸輪401和第二凸輪402之間的切換。

對于用于多模式發(fā)動機的可變氣門驅動系統(tǒng)而言，根據(jù)實際應用要求發(fā)動機具有哪些模式來選擇凸輪葉片的類型。圖10是四沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖11是四沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖12是四沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖13是四沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。圖14是二沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖15是二沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖16是二沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖17是二沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。如以滿足低速大扭矩動力輸出為主的車輛可采用四沖程驅動模式和二沖程驅動模式，那么，進氣側的凸輪選擇圖10和圖14，排氣側的凸輪選擇圖11和圖15。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性為主的車輛可采用四沖程驅動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪選擇圖10和圖16，排氣側的凸輪選擇圖11和圖17。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛還可采用四沖程驅動模式、四沖程制動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖10、圖12和圖16，排氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖11、圖13和圖17。如以同時需要滿足低速大扭矩動力輸出和滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛采用四沖程驅動模式、二沖程驅動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖10、圖14和圖16，排氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖11、圖15和圖17。由于沖程數(shù)不變的情況下，進/排氣門運行頻率不變，那么，進/排氣門有可能采用一個凸輪來驅動，通過氣門控制機構單獨或者與設置在凸輪軸驅動端4內的凸輪軸相位調節(jié)機構相配合來為具體工況點提供相應的氣門開啟正時和開啟持續(xù)期。沖程數(shù)不變的情況，驅動模式和制動模式對進/排氣門的氣門開啟正時、開啟持續(xù)期、氣門最大升程的要求均存在非常大的差別，氣門開啟正時的差別越大，要求的凸輪軸相位調節(jié)機構的可調范圍越大，一旦超出常用的如葉片式VVT機構的調節(jié)范圍，需要價格昂貴的電動VVT；如果采用一個凸輪驅動，通過采用機械式連續(xù)可變氣門控制機構來實現(xiàn)小的開啟持續(xù)期的話，氣門最大升程會相應降低，可能出現(xiàn)無法同時滿足不同模式對開啟持續(xù)期和最大升程的要求，無法實現(xiàn)最佳換氣。二沖程驅動模式和二沖程制動模式下，或者在四沖程驅動模式和四沖程制動模式下，進氣門的開啟正時和開啟持續(xù)期相差不大，排氣門的開啟正時和開啟持續(xù)期相差較大。因此，沖程數(shù)不變的情況，采用一個還是兩個凸輪還需要根據(jù)實際情況來確定。

對于用于單一模式發(fā)動機的可變氣門驅動系統(tǒng)而言，如四沖程驅動模式，進氣側的凸輪選擇圖10。在不同工況下，選擇兩到三個不同凸輪。如在低速低負荷工況下采用具有小開啟持續(xù)期和小升程的凸輪，在中高速高負荷工況下采用具有大開啟持續(xù)期和大升程的凸輪。再如，低速下同一氣缸的兩個進氣門異步運行，即一個進氣門以大的氣門升程和開啟持續(xù)期運行，另一個進氣門以小的氣門升程和開啟持續(xù)期運行，可增強缸內氣流運動，提高發(fā)動機的性能，因此，可通過采用如圖18的結構，在低速下用的左側凸輪和右側凸輪具有不同凸輪型線，或者左側氣門控制機構6A和右側氣門控制機構6B采用不同的控制量等方法來實現(xiàn)。

圖18是具有兩組凸輪的單凸輪軸軸套的軸向移動式多模式杠桿式可變氣門驅動系統(tǒng)示意圖。增加一個氣門驅動機構2，即采用左側氣門驅動機構2A和右側氣門驅動機構2B。增加一個第一凸輪401和一個第二凸輪402，即采用左側第一凸輪401A、左側第二凸輪402A、右側第一凸輪401B和右側第二凸輪402B。凸輪軸軸套處于左側位置時，左側第一凸輪401A直接或者通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構2A，右側第一凸輪401B直接或者通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構2B。凸輪軸軸套處于右側位置時，左側第二凸輪402A直接或者通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構2A，右側第二凸輪402B直接或者通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構2B。