帶有包括楔狀體鎖定元件的鎖定元件的空轉(zhuǎn)氣門驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】帶有包括楔狀體鎖定元件的鎖定元件的空轉(zhuǎn)氣門驅(qū)動系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2011 年 7 月 27 日提交的、題為 “Combined Engine Braking AndPositive Power Engine Lost Mot1n Valve Actuat1n System” 的共同待決美國專利申請N0.13/192, 330的部分繼續(xù)申請，該在先申請要求2010年7月27日提交的、題為“Combined Engine Braking And Positive Power Engine Lost Mot1n Valve Actuat1nSystem”的美國專利申請N0.61/368，248的優(yōu)先權(quán)，這些申請的教導(dǎo)都被以引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開總體上涉及用于驅(qū)動內(nèi)燃機中的一個或多個發(fā)動機氣門的系統(tǒng)和方法。具體地，本公開的實施例涉及利用空轉(zhuǎn)系統(tǒng)進行氣門驅(qū)動的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃機中的氣門驅(qū)動被需要以使發(fā)動機產(chǎn)生正功率，并且也可被用于產(chǎn)生輔助氣門動作。在正功率期間，進氣門可被打開以允許燃料和空氣進入氣缸進行燃燒。一個或多個排氣門可被打開以允許燃燒氣體從氣缸逃逸。進氣、排氣、和/或輔助氣門也可以在正功率期間在排氣再循環(huán)(EGR)的不同時刻被打開以改進排放。
[0005]發(fā)動機氣門驅(qū)動在發(fā)動機不用于產(chǎn)生正功率時也可以被用于產(chǎn)生發(fā)動機制動和制動氣體再循環(huán)(BGR)。在發(fā)動機制動期間，一個或多個排氣門可被選擇性打開以至少暫時將發(fā)動機轉(zhuǎn)換成空氣壓縮機。這樣做時，發(fā)動機產(chǎn)生減速馬力以幫助車輛減速。這能夠為操作者提供對車輛的增加的控制并且大大減少對車輛剎車片的磨損。
[0006]發(fā)動機氣門可被驅(qū)動以產(chǎn)生壓縮釋放式制動和/或泄氣式制動。壓縮釋放式發(fā)動機制動器或緩速器的操作是已知的。當(dāng)活塞在其壓縮沖程期間向上移動時，被捕獲在氣缸中的氣體被壓縮。壓縮氣體對抗活塞的向上運動。在發(fā)動機制動操作期間，隨著活塞接近上止點(TDC)，至少一個排氣門被打開以將氣缸中的壓縮氣體釋放到排氣總管，防止存儲在壓縮氣體中的能量在隨后的膨脹下行沖程中被返回到發(fā)動機。這樣，發(fā)動機產(chǎn)生減速馬力以幫助車輛減速?，F(xiàn)有技術(shù)的壓縮釋放式發(fā)動機制動器的例子通過被以引用方式并入本文的美國專利N0.3，220，392的公開內(nèi)容提供了。
[0007]泄氣式發(fā)動機制動器的操作很久以來已經(jīng)已知了。在發(fā)動機制動過程中，除了正常排氣門升程之外，排氣門在全部剩余的發(fā)動機循環(huán)期間(全循環(huán)泄氣式制動)或在循環(huán)的一部分期間(部分循環(huán)泄氣式制動)可被保持持續(xù)輕微打開。部分循環(huán)泄氣式制動和全循環(huán)泄氣式制動的主要區(qū)別在于前者在大部分進氣沖程期間沒有排氣門升程。利用泄氣式發(fā)動機制動器的系統(tǒng)和方法的例子在被以引用方式并入本文的美國專利N0.6，594，996的公開內(nèi)容中提供了。
[0008]制動氣體再循環(huán)(BGR)的基本原理也已經(jīng)已知了。在發(fā)動機制動期間，從發(fā)動機氣缸至排氣總管的發(fā)動機排氣的氣體壓力大于進氣總管的氣體壓力。BGR操作允許這些排氣的一部分在氣缸活塞的進氣和/或膨脹沖程期間向回流到發(fā)動機氣缸內(nèi)。特別地，BGR可通過當(dāng)發(fā)動機氣缸活塞位于進氣和/或膨脹沖程結(jié)束時的下止點位置附近時打開排氣門實現(xiàn)。在發(fā)動機制動循環(huán)期間氣體到發(fā)動機氣缸內(nèi)的再循環(huán)可被利用以提供很大益處。
[0009]在許多內(nèi)燃機中，發(fā)動機進氣和排氣門可通過固定輪廓凸輪、并且更具體地通過可以是每個凸輪的一體部分的一個或多個固定凸起部或凸塊來打開和關(guān)閉。如果進氣和排氣門的正時和升程可以改變，則可獲得一些益處，比如增加的性能、提高的燃料經(jīng)濟性、降低的排放、和更好的車輛駕駛性。然而，使用固定輪廓凸輪使得很難調(diào)節(jié)發(fā)動機氣門升程的正時和/或量值，以優(yōu)化它們用于各種發(fā)動機操作環(huán)境。
[0010]在使用固定輪廓凸輪的情況下，調(diào)節(jié)氣門正時和升程的一個方法是在氣門和凸輪之間的配氣機構(gòu)聯(lián)動裝置(valve train linkage)中提供“空轉(zhuǎn)”裝。空轉(zhuǎn)是適用于利用可變長度的機械、液壓、或其它聯(lián)動裝置組件來改變被凸輪輪廓禁止(proscribed)的氣門運動的一類技術(shù)方案的術(shù)語。在空轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，凸輪凸起部可提供在發(fā)動機操作環(huán)境的整個范圍內(nèi)所需的“最大”(最長駐留時間和最大升程)運動?？勺冮L度系統(tǒng)可被包括在配氣機構(gòu)聯(lián)動裝置中，將被打開的氣門的中間體和凸輪提供該最大運動，以減除或減少由凸輪傳授給該氣門的運動的一部分或全部。
[0011]—些空轉(zhuǎn)系統(tǒng)可在高速下操作并且能夠改變發(fā)動機氣門從一個發(fā)動機循環(huán)到另一個發(fā)動機循環(huán)的打開和/或關(guān)閉時間。這種系統(tǒng)在這里被稱為可變氣門驅(qū)動(VVA)系統(tǒng)。VVA系統(tǒng)可以是液壓空轉(zhuǎn)系統(tǒng)或電磁系統(tǒng)。已知的VVA系統(tǒng)的例子在被以引用方式并入本文的美國專利N0.6，510，824中公開了。
[0012]發(fā)動機氣門正時也可以利用凸輪相移改變。凸輪移相器使凸輪凸起部驅(qū)動配氣機構(gòu)元件、比如搖臂的時間相對于發(fā)動機的曲柄角改變。已知的凸輪相移系統(tǒng)的例子在被以引用方式并入本文的美國專利N0.5，934，263中公開了。
[0013]成本、包裝和尺寸是通?？梢詻Q定發(fā)動機氣門驅(qū)動系統(tǒng)的滿意度的因素。可被添加到現(xiàn)有的發(fā)動機的其它系統(tǒng)通常費用過高，并且由于它們的體積尺寸很大可能具有額外的空間要求。業(yè)已存在的發(fā)動機制動系統(tǒng)可避免高成本或額外包裝，但這些系統(tǒng)的尺寸以及附加構(gòu)件的數(shù)量可能通常導(dǎo)致較低的可靠性和尺寸困難。因此通常希望提供一種可以具有低成本、提供高性能和可靠性、但不添加空間或包裝難度的整體式發(fā)動機氣門驅(qū)動系統(tǒng)。
[0014]本公開的系統(tǒng)和方法的實施例在需要正功率的氣門驅(qū)動、發(fā)動機制動氣門動作和/或BGR氣門動作的發(fā)動機中可能是特別有用的。本公開的一些但不必須所有實施例可以提供單獨利用空轉(zhuǎn)系統(tǒng)和/或與凸輪相移系統(tǒng)、第二空轉(zhuǎn)系統(tǒng)、和可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合來選擇性地驅(qū)動發(fā)動機氣門的系統(tǒng)和方法。本公開的一些但不必須所有實施例可以提供在發(fā)動機制動操作期間的改進的發(fā)動機性能和效率。本公開的實施例的其它優(yōu)勢部分在后面的說明書中進行了闡述，部分對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來說從說明書中和/或從在這里描述的教導(dǎo)實踐中是顯而易見的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]響應(yīng)于前述挑戰(zhàn)，申請人具有用于驅(qū)動一個或多個發(fā)動機氣門的系統(tǒng)的各種實施例，該系統(tǒng)包括空轉(zhuǎn)組件，空轉(zhuǎn)組件包括鎖定元件用于選擇性地鎖定和解鎖設(shè)置于配氣機構(gòu)內(nèi)的裝置的鎖定機構(gòu)，使得運動可以同樣選擇性地被施加到，或防止施加到，一個或多個發(fā)動機氣門。在實施例中，鎖定元件包括楔狀體，楔狀體具有根據(jù)圓臺限定并且被配置用于接合形成在殼體上的外槽口的至少一個楔狀體傾斜表面，外槽口包括也根據(jù)圓臺限定的外槽口傾斜表面。在一實施方式中，鎖定機構(gòu)被液壓驅(qū)動。
[0016]在另一實施例中，該裝置包括殼體，設(shè)置于殼體中的殼體孔內(nèi)的鎖定機構(gòu)和也設(shè)置于殼體孔內(nèi)的緩沖器。
[0017]在又另一實施例中，外槽口被配置用于當(dāng)鎖定元件與外槽口相接合時允許鎖定元件沿殼體孔的縱向軸線移動。根據(jù)本實施例，外槽口的豎直高度(即，沿縱向軸線的尺寸)可大于鎖定元件的豎直高度，并且可進一步在小于鎖定元件的豎直高度的兩倍或甚至大于鎖定元件的豎直高度的兩倍的范圍內(nèi)。
[0018]應(yīng)理解前述綜述和下面的詳細(xì)解釋僅僅是示例性的和說明性的并且不是所要保護的本發(fā)明。
【附圖說明】
[0019]為了幫助理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考附圖，附圖中，相同的參考字符表示相同的元件。
[0020]圖1是根據(jù)本公開的第一實施例配置的氣門驅(qū)動系統(tǒng)的示圖。
[0021]圖2是根據(jù)本公開的第一實施例配置的主搖臂和鎖定的氣門橫梁的剖面示意框圖。
[0022]圖3是根據(jù)本公開的第一實施例配置的發(fā)動機制動搖臂的剖面示意框圖。
[0023]圖4是根據(jù)本公開的可選實施例的可選發(fā)動機制動氣門驅(qū)動裝置的示意框圖。
[0024]圖5是示意出由本公開的實施例提供的兩循環(huán)發(fā)動機制動操作模式期間的排氣和進氣門驅(qū)動的圖線。
[0025]圖6是示意出由本公開的實施例提供的兩循環(huán)發(fā)動機制動操作模式期間的排氣門驅(qū)動的圖線。
[0026]圖7是示意出由本公開的實施例提供的失效操作模式期間的排氣門驅(qū)動的圖線。
[0027]圖8是示意出由本公開的實施例提供的兩循環(huán)發(fā)動機制動操作模式期間的排氣和進氣門驅(qū)動的圖線。
[0028]圖9是示意出由本公開的實施例提供的兩循環(huán)壓縮釋放式和部分泄氣式發(fā)動機制動操作模式期間的排氣和進氣門驅(qū)動的圖線。
[0029]圖10是根據(jù)本公開的第二可選實施例處于鎖定位置中的解耦用發(fā)動機氣門橫梁或發(fā)動機制動氣門驅(qū)動裝置的剖面示意框圖。
[0030]圖11是根據(jù)本公開的第二可選實施例處于解鎖位置中的解耦用發(fā)動機氣門橫梁或發(fā)動機制動氣門驅(qū)動裝置的剖面示意框圖。
[0031]圖12是在本公開的第二可選實施例中使用的楔狀體鎖定元件的第一示圖。
[0032]圖13是在本公開的第二可選實施例中使用的楔狀體鎖定元件的第二示圖。
[0033]圖14示意出根據(jù)本公開的楔狀體鎖定元件的側(cè)視圖和仰視圖。
[0034]圖15示意出根據(jù)本公開的可選楔狀體鎖定元件的側(cè)視圖。
[0035]圖16和17不意出根據(jù)本公開的具有外槽口的殼體。
[0036]圖18是在本公開的第二可選實施例中使用的楔狀體鎖定元件的剖面的放大示意框圖。
[0037]圖19是本公開的第二可選實施例的所選元件的示圖。
[0038]圖20是以部分切除了的方式示意的本公開的第三可選實施例的示圖。
[0039]圖21和22是在圖20中示出的空轉(zhuǎn)系統(tǒng)的剖面示意框圖。
[0040]圖23是示意出本公開的第四可選實施例的剖面示意框圖，如在搖臂中提供的。
[0041]圖24是示意出圖23所示的空轉(zhuǎn)系統(tǒng)被安裝在推管上的剖面示意框圖。
[0042]圖25是示意出本公開的第五可選實施例的剖面示意框圖。
[0043]圖26是示意出本公開的第六可選實施例的剖面示意框圖。
[0044]圖27是示意出本公開的第七可選實施例的剖面示意框圖。
[0045]圖28是示意出本公開的第八可選實施例的剖面示意框圖。
【具體實施方式】
[0046]現(xiàn)在詳細(xì)參考本公開的系統(tǒng)和方法的實施例，其例子在附圖中示出了。本公開的實施例包括驅(qū)動一個或多個發(fā)動機氣門的系統(tǒng)和方法。
[0047]在圖1中本公開的第一實施例被示出為氣門驅(qū)動系統(tǒng)10。氣門驅(qū)動系統(tǒng)10可包括主排氣搖臂200，用于驅(qū)動排氣門以提供發(fā)動機制動的裝置100，主進氣搖臂400，和用于驅(qū)動進氣門以提供發(fā)動機制動的裝置300。在優(yōu)選實施例中，如圖1中所示，用于驅(qū)動排氣門以提供發(fā)動機制動的裝置100是發(fā)動機制動排氣搖臂，用相同的參考標(biāo)記表示，用于驅(qū)動進氣門以提供發(fā)動機制動的裝置300是發(fā)動機制動進氣搖臂，用相同