用于致動發(fā)動機閥的一體式主從活塞的制作方法
【專利說明】用于致動發(fā)動機閥的一體式主從活塞
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]本申請要求保護在2013年2月25提交的第N0.61/769，171號臨時美國專利申請的權(quán)益，其教導通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領域
[0003]本申請總體涉及內(nèi)燃機，且具體地涉及用于致動發(fā)動機閥的設備和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃機通常使用機械、電氣、或液壓機械閥致動系統(tǒng)以致動發(fā)動機閥。這些系統(tǒng)可包括由發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的凸輪軸、搖臂和推桿的組合。當凸輪軸用于致動發(fā)動機閥時，閥致動的時機可由凸角在凸輪軸上的尺寸和位置固定。
[0005]對于凸輪軸的每個360度旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機完成由四沖程(S卩，膨脹、排氣、進氣、和壓縮)構(gòu)成的全循環(huán)。在活塞遠離氣缸蓋移位(即，氣缸蓋和活塞頭之間的體積增加)的膨脹沖程的大部分期間，進氣和排氣閥可關閉且維持關閉。在正功操作期間，燃料在膨脹沖程期間燃燒且正功由發(fā)動機傳遞。膨脹沖程在下止點結(jié)束，此時活塞倒轉(zhuǎn)方向且排氣閥可打開以用于主要排氣動作。隨著活塞向上移位且將燃燒氣體推出氣缸，在凸輪軸上的凸角可同步以打開排氣閥以用于主要排氣動作。
[0006]雖然不要求，但是可以是期望附加輔助閥動作，且已知提供排氣氣體通過內(nèi)燃機的流動控制以提供車輛發(fā)動機制動。例如，可以期望致動用于壓縮釋放(CR)發(fā)動機制動、泄流發(fā)動機制動、排氣氣體再循環(huán)(EGR)、制動氣體再循環(huán)(BGR)、或其他輔助閥動作的排氣閥。仍然，也可以期望總體分類為可變閥致動(VVA)動作的其他正功閥運動，諸如但不限于進氣閥早開(EIVC)、進氣閥晚關(LIVC)、排氣閥早開(EEVO)。
[0007]在壓縮釋放類型發(fā)動機制動期間，排氣閥可選擇性地打開以至少臨時地將產(chǎn)生功率的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)換成吸收功率的空氣壓縮機。隨著活塞在活塞的壓縮沖程期間向上行進，困在氣缸中的氣體可受到壓縮，由此對抗活塞的向上運動。隨著活塞靠近上止點(TDC)位置，至少一個排氣閥可打開以將壓縮氣體從氣缸釋放到排氣歧管，從而防止存儲在壓縮氣體中的能量在后續(xù)膨脹下沖程中返回到發(fā)動機。這樣做，發(fā)動機可生成減速功率以幫助減速車輛。
[0008]在泄流類型發(fā)動機制動期間，作為在活塞的排氣沖程期間發(fā)生的主排氣閥動作的補充或替換，一個或多個排氣閥可在剩下三個發(fā)動機循環(huán)(全循環(huán)泄流制動)期間或在剩下三個發(fā)動機循環(huán)(局部循環(huán)泄流制動)的一部分期間保持稍微打開。氣缸氣體流入和流出氣缸可作用以減速發(fā)動機。通常，一個或多個制動閥(即，用于完成制動作用的那些閥)在泄流制動操作中的初始打開在壓縮TDC( S卩，閥早致動)之前，而后抬舉保持恒定一段時間。因此，泄流類型發(fā)動機制動器可由于閥早致動要求較低的力以致動一個或多個閥，且由于壓縮釋放類型制動器的連續(xù)流動而非快速放氣而產(chǎn)生較小噪音。
[0009]EGR系統(tǒng)可允許排放氣體的一部分在正功操作期間流回發(fā)動機氣缸中，以典型地導致在正功操作期間由發(fā)動機生成的氮氧化物(NOx)的量減少。EGR系統(tǒng)也能夠用于在發(fā)動機制動循環(huán)期間控制在排氣歧管和發(fā)動機氣缸中的壓力和空氣。內(nèi)部EGR系統(tǒng)通過一個或多個排氣閥和/或一個或多個進氣閥使排放氣體再循環(huán)回到發(fā)動機氣缸中。
[0010]BGR系統(tǒng)可允許在發(fā)動機制動操作期間排放氣體的一部分流回到發(fā)動機氣缸中。排放氣體在進氣沖程期間再循環(huán)回到發(fā)動機氣缸中例如可增加在氣缸中的可用于壓縮釋放制動的氣體的質(zhì)量。因此，BGR可增加由制動動作實現(xiàn)的制動效果。
[0011]傳統(tǒng)發(fā)動機制動器通常具有專用構(gòu)件，諸如，將運動從專用制動凸輪傳遞到制動閥的搖臂或殼體。例如，康明斯發(fā)動機公司的ISX15L發(fā)動機制動器具有專用凸輪搖臂制動器，其中，唯一目的是將制動運動從制動凸輪傳遞到制動閥。不幸地，這種已知的傳統(tǒng)系統(tǒng)要求用于裝配的專用構(gòu)件和額外空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本申請描述了一種用于致動與給定發(fā)動機氣缸關聯(lián)的第一和第二發(fā)動機閥的設備。具體地，所述設備可包括搖臂(所述搖臂可包括排氣或進氣搖臂)，所述搖臂在搖臂的運動接收端處從主閥致動運動源接收運動。主活塞孔在運動接收端處形成在搖臂中，定位在主活塞孔內(nèi)的主活塞配置成從輔助閥致動運動源接收運動。從活塞孔在搖臂的閥致動端處形成在搖臂中，定位在從活塞孔內(nèi)的從活塞配置成向第一發(fā)動機閥提供輔助閥致動運動。液壓回路設置在搖臂中以連接主活塞孔和從活塞孔，以及止回閥布置在搖臂內(nèi)，所述止回閥配置成將液壓流體供應到液壓回路。在各種實施方式中，可采用凸輪滾柱/挺桿或球/孔窩以從主要和輔助閥作用運動源接收運動，在這些示例中，所述主要和輔助閥作用運動源可分別包括凸輪或推桿。主活塞孔可形成在從搖臂側(cè)向延伸的主活塞殼座中。主閥致動器可配置在用于第一和第二發(fā)動機閥的搖臂的閥致動端上。在一個實施方式中，主閥致動器沿閥致動端比起從活塞相對于搖臂的運動接收端更遠側(cè)地定位。搖臂還可包括搖臂軸孔和定位在搖臂軸孔的表面上的液壓流體供應端口。液壓流體供應通路能夠提供液壓流體供應端口和止回閥之間的流體連通。
[0013]附加地，所述設備的各種實施方式可結(jié)合在諸如內(nèi)燃機的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括搖臂軸、主閥致動運動源和輔助閥致動運動源。所述系統(tǒng)還可包括配置成將液壓流體供應到止回閥的至少一個流體供應裝置，一個或多個所述流體供應裝置可在適當控制器的指揮下操作。
【附圖說明】
[0014]在這個申請中描述的特征通過在所附權(quán)利要求中的特征性列出。這些特征將通過考慮以下結(jié)合附圖的詳細說明變得明顯。現(xiàn)在僅以示例的方式參考附圖描述一個或多個實施方式，其中，相同的附圖標記代表相同的元件且其中:
[0015]圖1是依據(jù)本申請的設備的右下透視圖；
[0016]圖2是依據(jù)本申請的設備的右視圖，且還示出設備可有益地采用的各種系統(tǒng)構(gòu)件；
[0017]圖3是依據(jù)本申請的設備的俯視圖，且還示出設備可有益地采用的各種系統(tǒng)構(gòu)件；
[0018]圖4是依據(jù)本申請的設備的俯視局部剖視圖，且還示出設備可有益地采用的各種系統(tǒng)構(gòu)件；
[0019]圖5是在圖4中的示出的設備的放大俯視局部剖視圖，尤其示出止回閥和控制閥的特征；
[0020]圖6是依據(jù)本申請的設備的右側(cè)局部剖視圖，尤其示出從活塞組件的特征；
[0021]圖7是依據(jù)本申請的設備的右側(cè)局部剖視圖，尤其示出主活塞組件的特征；以及
[0022]圖8和9示出依據(jù)本申請的各種實施方式的用于示例性閥動作操作的各種凸輪設計和閥運動。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)在參照圖1-3，示出依據(jù)本申請的設備100的示例性實施方式。具體地，設備100包括具有運動接收端104和閥致動端106的搖臂102。搖臂102可依據(jù)設計選擇配置為排氣搖臂或進氣搖臂。搖臂102在其中形成有搖臂軸孔108，所述孔由表面110限定且配置成接收搖臂軸302 (圖3)。搖臂軸孔108的尺寸被選定為允許搖臂圍繞搖臂軸旋轉(zhuǎn)。液壓流體供應端口 112形成在表面110上且定位成接收由形成在搖臂軸302中的控制流體通路304提供的流體，諸如，發(fā)動機油。<