用于閥驅(qū)動(dòng)切換的油壓控制閥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明一個(gè)例子的油壓控制閥系統(tǒng)具有在發(fā)動(dòng)機(jī)不同位置的相同的或可互換的油壓控制閥，以控制三缸以上機(jī)組的切換機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。在本發(fā)明的一個(gè)方案中，四個(gè)可互換油壓控制閥被用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)中。使用可互換油壓控制閥使設(shè)計(jì)成本最小化，減少組裝時(shí)間，降低維修或更換費(fèi)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能增強(qiáng)。
【專利說明】用于閥驅(qū)動(dòng)切換的油壓控制閥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的油壓控制閥系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及具有多個(gè)相 同的或可互換的油壓控制閥的油壓控制閥系統(tǒng)，每個(gè)控制閥給多種發(fā)動(dòng)機(jī)切換機(jī)構(gòu)提供相 同的輸出壓力。

【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)研究出多種用于改變內(nèi)燃機(jī)閥門升程特征的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)通常被稱為可變 氣門正時(shí)（VVT)或可變氣門驅(qū)動(dòng)（VVA)，該系統(tǒng)提高了燃料油經(jīng)濟(jì)性，減少了排放，并且在 速度范圍內(nèi)提高駕駛員舒適性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)例子的油壓控制閥系統(tǒng)具有在發(fā)動(dòng)機(jī)不同位置的相同的或可互 換的油壓控制閥，以控制三缸以上機(jī)組的切換機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。在本發(fā)明的一個(gè)方案中，四個(gè)可 互換油壓控制閥被用于六缸發(fā)動(dòng)機(jī)中。使用可互換油壓控制閥使設(shè)計(jì)成本最小化，減少組 裝時(shí)間，降低維修或更換費(fèi)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能增強(qiáng)。
[0004] 具有第一、第二、第三、第四、第五、第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓控制閥配置被 公開。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸具有與切換搖臂可操作地接觸的第一和第二進(jìn)氣閥。油壓控制閥配 置包含第一、第二、第三和第四油壓控制閥。第一油壓控制閥與第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第 二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第二氣缸的第一切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通。第二 油壓控制閥與第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第二氣缸的第二切 換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通。
[0005] 第三油壓控制閥與第四發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第五 氣缸的第一切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通。第四油壓控制閥與第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的 第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第五氣缸的第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力 連通。
[0006] 第一、第二、第三和第四油壓控制閥每個(gè)被配置以提供相同的輸出壓力給各切換 搖臂的切換機(jī)構(gòu)作為預(yù)定輸入壓力。在一個(gè)例子中，第一、第二、第三和第四油壓控制閥中 的每一個(gè)是可互換的。第一、第二、第三和第四油壓控制閥是彼此相同的油壓控制閥。
[0007] 根據(jù)部分實(shí)施例，附接于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約30度曲柄 角到大約300度曲柄角打開。附接于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約270度曲 柄角到大約540度曲柄角打開。附接于第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約510度 曲柄角到大約60度曲柄角打開。附接于第四發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約150 度曲柄角到大約420度曲柄角打開。附接于第五發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約 390度曲柄角到大約660度曲柄角打開。附接于第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大 約630度曲柄角到大約180度曲柄角打開。第一、第二、第三和第四油壓控制閥中每一個(gè)驅(qū) 動(dòng)與第一、第二、第三、第四、第五和第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的兩個(gè)不同發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相關(guān)聯(lián)的切 換搖臂。
[0008] 在另一個(gè)例子中，第一和第二氣缸的第一切換窗口從大約275度到30度曲柄角打 開。第二和第三氣缸的第二切換窗口從大約515度到270度曲柄角打開。第四和第五氣缸 的切換窗口從大約395度到150度曲柄角打開。第五和第六氣缸的切換窗口從大約635度 至IJ 390度曲柄角打開。第一油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第一和第二氣缸相 關(guān)聯(lián)的切換搖臂。第二油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第二和第三氣缸相關(guān)聯(lián) 的切換搖臂。第三油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第四和第五氣缸相關(guān)聯(lián)的切 換搖臂。第四油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第五和第六氣缸相關(guān)聯(lián)的切換搖 臂。
[0009] 根據(jù)其他特征，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓控制閥系統(tǒng)包括第一、第二、和第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣 缸。每個(gè)氣缸具有與切換搖臂可操作地接觸的第一和第二進(jìn)氣閥。油壓控制閥系統(tǒng)包括第 一油壓控制閥和第二油壓控制閥。第一油壓控制閥與第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖 臂的切換機(jī)構(gòu)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通。第二油壓 控制閥與第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第二切 換搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通。
[0010] 按其他特征，第一和第二油壓控制閥每個(gè)被配置以提供相同的輸出壓力給切換搖 臂的切換機(jī)構(gòu)作為預(yù)定輸入壓力。第一和第二油壓控制閥是可互換的。第一和第二油壓控 制閥是彼此相同的油壓控制閥。第一和第二油壓控制閥處于打開狀態(tài)大約270度曲柄角。 切換窗口延遲大約5度曲柄角?？偳袚Q窗口大約480度曲柄角。
[0011] 根據(jù)其他例子，提供了操作與被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)各搖臂中的多個(gè)切換機(jī)構(gòu)流體連通 的油壓控制閥系統(tǒng)的方法。發(fā)動(dòng)機(jī)具有第一、第二和第三氣缸。每個(gè)氣缸分別具有由第一 和第二搖臂驅(qū)動(dòng)的第一和第二進(jìn)氣閥。設(shè)置有第一油壓控制閥。第一油壓控制閥與（i)第 一氣缸的第一搖臂、（ii)第一氣缸的第二搖臂、以及（iii)第二氣缸的第一搖臂壓力連通。 設(shè)置有第二油壓控制閥。第二油壓控制閥與（i)第三氣缸的第一搖臂、（ii)第三氣缸的第 二搖臂、以及（iii)第二氣缸的第二搖臂壓力連通。第一油壓控制閥被起動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)第一 氣缸的第一和第二搖臂以及第二氣缸的第一搖臂。第二油壓控制閥被起動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)第三 氣缸的第一和第二搖臂以及第二氣缸的第二搖臂。
[0012] 按其他特征，第一油壓控制閥被起動(dòng)以在第一氣缸的第一和第二搖臂處以及第二 氣缸的第一搖臂處提供第一壓力。第二油壓控制閥被起動(dòng)以在第三氣缸的第一和第二搖臂 處以及第二氣缸的第二搖臂處提供第二壓力。第一和第二壓力基本相等。
[0013] 根據(jù)其他特征，發(fā)動(dòng)機(jī)還包括第四、第五和第六氣缸。每個(gè)氣缸具有分別由第一和 第二搖臂驅(qū)動(dòng)的第一和第二進(jìn)氣閥。設(shè)置有第三油壓控制閥。第三油壓控制閥與（i)第四 氣缸的第一搖臂、（ii)第四氣缸的第二搖臂、以及（iii)第五氣缸的第一搖臂壓力連通。設(shè) 置有第四油壓控制閥。第四油壓控制閥與（i)第六氣缸的第一搖臂、ii)第六氣缸的第二 搖臂、以及（iii)第五氣缸的第二搖臂壓力連通。第三油壓控制閥被起動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)第四氣 缸的第一和第二搖臂以及第五氣缸的第一搖臂。第四油壓控制閥被起動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)第六氣 缸的第一和第二搖臂以及第五氣缸的第二搖臂。
[0014] 按其他特征，第三油壓控制閥被起動(dòng)以在第四氣缸的第一和第二搖臂處以及第五 氣缸的第一搖臂處提供第三壓力。第四油壓控制閥被起動(dòng)以在第六氣缸的第一和第二搖臂 處以及第五氣缸的第二搖臂處提供第四壓力。第一、第二、第三和第四壓力基本相等。附接 于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約30到大約300度曲柄角打開。附接于第二 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約270到大約540度曲柄角打開。附接于第三發(fā)動(dòng)機(jī) 氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從大約510到大約60度曲柄角打開。與第一、第二和第三氣缸相 關(guān)聯(lián)的切換搖臂在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中被驅(qū)動(dòng)。第一和第二油壓控制閥是可互換的。第 一、第二、第三和第四閥是可互換的以及彼此相同的。
[0015] 通過下面的詳細(xì)描述本發(fā)明的其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊们宄?。?yīng)當(dāng)明白這些詳細(xì)描述 和具體示例意在展示而不是限制本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 本發(fā)明將通過詳細(xì)描述和附圖被更全面地理解，其中：
[0017] 圖1是按本發(fā)明的一種配置所構(gòu)造的油壓控制閥系統(tǒng)的局部示意圖，示出了具有 一個(gè)油壓控制閥，該油壓控制閥與三個(gè)切換機(jī)構(gòu)連通；
[0018] 圖2是圖1的油壓控制閥處于關(guān)閉位置的示意圖；
[0019] 圖3是圖2的油壓控制閥處于打開位置的示意圖；
[0020] 圖4是描繪了具有四個(gè)相同油壓控制閥的油壓控制閥系統(tǒng)的細(xì)節(jié)示圖，每個(gè)油壓 控制閥將油與六缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的三個(gè)切換機(jī)構(gòu)連通；以及
[0021] 圖5是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)例子的在高升程模式下各種閥正時(shí)事件和切換窗口 周期圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 首先參見圖1，按本發(fā)明一個(gè)示例被構(gòu)造的油壓控制閥系統(tǒng)被示出，且總體上用標(biāo) 記10表示。油壓控制閥系統(tǒng)10總體上包括與發(fā)動(dòng)機(jī)油源16流體連通的油壓控制閥12。 因此，油壓控制閥12由發(fā)動(dòng)機(jī)油源16供油。油壓控制閥12將油連通到與第一、第二和第 三切換搖臂30、32和34分別相關(guān)聯(lián)的第一、第二和第三切換機(jī)構(gòu)20、22和24。因此，油壓 控制閥系統(tǒng)10允許單個(gè)油壓控制閥12調(diào)節(jié)壓力油到切換機(jī)構(gòu)20、22和24的流動(dòng)。從下 面的描述能明白，油壓控制閥系統(tǒng)10可以以給單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)上的搖臂供油的多個(gè)獨(dú)立油壓 控制閥系統(tǒng)的形式被提供。每個(gè)油壓控制閥系統(tǒng)10利用相同或可互換的油壓控制閥12運(yùn) 行。
[0023] 仍參見圖1，切換搖臂30被簡要地描述。能明白的是，搖臂30的配置和功能僅僅 是示范性的，油壓控制閥系統(tǒng)10也適合于其他VVT或VVA配置。例如，適合于容納所述油 壓控制閥系統(tǒng)10的其他閥系和搖臂配置可以在共同擁有且未決的題為"DEVELOPMENT OF A SWITCHING ROLLER FINGER FOLLOWER FOR CYLINDER DEACTIVATION IN GASOLINE ENGINE APPLICATIONS"的美國臨時(shí)專利申請61/722765中找到，其公開內(nèi)容全部納入本文。
[0024] 雖然僅詳細(xì)地畫出了切換搖臂30,但是搖臂32和34被相似地構(gòu)造。切換搖臂30 包含三凸角凸輪40、間隙調(diào)節(jié)器42、閥44、彈簧46和彈簧保持器48。三凸角凸輪40具有 第一和第二高升程凸角50、52和低升程凸角54。切換搖臂30具有外臂56和內(nèi)臂58。在 運(yùn)行期間，高升程凸角50, 52接觸外臂56,而低升程凸角54接觸內(nèi)臂58。凸角50、52和54 引起外臂56和內(nèi)臂58周期性的向下運(yùn)動(dòng)。向下運(yùn)動(dòng)通過內(nèi)臂58被傳遞給閥44,從而打開 閥44。切換搖臂30的切換機(jī)構(gòu)20在高升程模式和低升程模式之間切換。能明白的是，切 換機(jī)構(gòu)22和24被相似地配置。切換機(jī)構(gòu)20在低和高升程模式之間的驅(qū)動(dòng)源于與油壓控 制閥12連通的壓力油。在所示的具體示例中，油壓控制閥12輸送較高壓力下的油以將切 換機(jī)構(gòu)20切換到低升程模式。在一個(gè)例子中，切換機(jī)構(gòu)20包含為了協(xié)同運(yùn)動(dòng)而有選擇地 將內(nèi)臂和外臂鎖定的閂組件。切換搖臂30通過改變所述臂所提供的升程來切換進(jìn)氣閥的 打開和關(guān)閉。其他配置是可以想到的。例如，盡管上述配置是關(guān)于一種鎖定的默認(rèn)狀態(tài)，此 時(shí)油被輸送給切換機(jī)構(gòu)20以將運(yùn)行狀態(tài)從鎖定變?yōu)榻怄i，但是所述配置可以逆向，從而使 得所述默認(rèn)狀態(tài)是解鎖，此時(shí)油被輸送給切換機(jī)構(gòu)20以將運(yùn)行狀態(tài)從解鎖變?yōu)殒i定。
[0025] 在高升程模式下，外臂56被鎖定到內(nèi)臂58。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，高升程凸角50、 52周期地向下推動(dòng)外臂56。因?yàn)橥獗?6被鎖定到內(nèi)臂58,高升程運(yùn)動(dòng)從外臂56被傳遞給 內(nèi)臂58,然后傳給閥44。
[0026] 當(dāng)切換搖臂30處于未切換模式時(shí)，外臂56不鎖定到內(nèi)臂58,因此外臂56所展現(xiàn) 出的高升程運(yùn)動(dòng)不會(huì)被傳遞給內(nèi)臂58。作為代替，低升程凸角54接觸內(nèi)臂58并產(chǎn)生被 傳遞給閥44的低升程運(yùn)動(dòng)。當(dāng)未與內(nèi)臂58解鎖時(shí)，外臂56圍繞軸60樞轉(zhuǎn)，但不會(huì)傳遞 運(yùn)動(dòng)給閥44。切換搖臂30即相關(guān)閂組件的進(jìn)一步說明可以在共同擁有且共同未決的題為 "SWITCHING ROCKER ARM"的美國專利申請2011/0226208中找到，其被全部納入本文。
[0027] 參見圖2和3,油壓控制閥12的其他特征被描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員能明白，油壓控 制閥12的描述僅僅是示范性的，其他配置可用于從發(fā)動(dòng)機(jī)油源16給切換搖臂30、32和34 的各切換機(jī)構(gòu)20、22和24分別輸送油。一般地，油壓控制閥12具有限定了空腔72的閥體 70。閥體限定了高壓油入口 74和出口 76。在所示的例子中，出口 76給分支成離散輸油管 線82、84和86的輸油主管線80輸油。輸油管線82、84和86分別與切換機(jī)構(gòu)20、22和24 流體連通。旁通油管線88持續(xù)地給各切換機(jī)構(gòu)20、22和24輸送標(biāo)稱油壓，而不考慮油壓 控制閥12的運(yùn)行狀態(tài)。旁通油管線88所提供的油壓不足以使切換機(jī)構(gòu)20、22和24發(fā)生 改變。
[0028] 油壓控制閥12包括在第一位置（圖2)和第二位置（圖3)之間驅(qū)動(dòng)的螺線管柱塞 90。當(dāng)油壓控制閥12處于"OFF"狀態(tài)，高壓油入口 74被螺線管柱塞90堵住。每個(gè)切換機(jī) 構(gòu)20、22和24在這種狀態(tài)下不會(huì)接收到加壓油。圖3示出了油壓控制閥12處于"0N"狀 態(tài)。在這種狀態(tài)下，柱塞90從入口 74退出，允許高壓油從入口 74經(jīng)空腔72流到出口 76。 切換機(jī)構(gòu)20、22和24在這種狀態(tài)下通過各自的輸油管線82、84和86接收加壓油。
[0029] 繼續(xù)參見圖1-3并額外參考圖4,油壓控制閥系統(tǒng)10將被更詳細(xì)地描述，并被應(yīng)用 在具有編號(hào)為一到六的六氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)100中。發(fā)動(dòng)機(jī)100具有兩個(gè)氣缸列102和104,每 個(gè)氣缸列具有三個(gè)氣缸。如圖所示，油壓控制閥12經(jīng)過輸油管線82、84和86給切換搖臂 30、32和34的相應(yīng)切換機(jī)構(gòu)20、22和24輸油。
[0030] 發(fā)動(dòng)機(jī)100具有編號(hào)為IX，Y的進(jìn)氣閥，其中X表不氣缸編號(hào)，Y是對應(yīng)于第一或 第二閥的1或2。進(jìn)氣閥IX，Y有選擇地驅(qū)動(dòng)以允許空氣進(jìn)入氣缸燃燒室。發(fā)動(dòng)機(jī)100還 包括編號(hào)為EX，Y的排氣閥，其中X表不氣缸編號(hào)，Y是對應(yīng)于第一或第二閥的1或2。排氣 閥ΕΧ，Υ有選擇地驅(qū)動(dòng)以允許排氣離開氣缸燃燒室。
[0031] 輸油管線82、84和86允許油壓控制閥12與搖臂30、32和34的相應(yīng)切換機(jī)構(gòu)20、 22和24保持可操作的壓力連通。雖然切換機(jī)構(gòu)20、22和24通常被描述為并入搖臂30, 32 和34,但是它們可以并入其他結(jié)構(gòu)比如間隙調(diào)節(jié)器（參見間隙調(diào)節(jié)器42,圖1)。此外，雖然 目前的描述具體涉及到配合進(jìn)氣閥使用的油壓控制閥系統(tǒng)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員明白相似 的系統(tǒng)可以配合排氣閥使用。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，油壓控制閥系統(tǒng)10被復(fù)制為油壓控制閥系統(tǒng)110、210和310。因此， 第二油壓控制閥112通過油管182、184和186給切換搖臂130、132和134的切換機(jī)構(gòu)120、 122和124輸油。類似地，第三油壓控制閥212通過油管282、284和286給切換搖臂230、 232和234的切換機(jī)構(gòu)220、222和224輸油。另外，第四油壓控制閥312通過油管382, 384 和386給切換搖臂330, 332和334的切換機(jī)構(gòu)320, 322和324輸油。總言之，油壓控制閥 12、112、212、和312的每個(gè)給十二個(gè)切換搖臂中的三個(gè)輸油。此外，根據(jù)本發(fā)明的其他方 案，可互換的油壓控制閥被相似地并入以利于排氣閥的打開。另外，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)100被示出 帶有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)列102和104,但發(fā)動(dòng)機(jī)100可以具有一個(gè)、三個(gè)或四個(gè)列。在直列式發(fā)動(dòng) 機(jī)配置中，兩個(gè)相同且可互換的油壓控制閥可以控制三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的六個(gè)進(jìn)氣閥。
[0033] 圖5是表示圖4中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100的閥-正時(shí)事件和切換窗口時(shí)段的圖。簡 要地，切換窗口一般被定義為在高升程模式和低升程模式之間切換的曲柄角窗口或可用時(shí) 間。如圖5所示，被附接到第一氣缸的進(jìn)氣閥I U1和11>2從大約30到大約300度曲柄角打 開。被附接到第二氣缸的進(jìn)氣閥1 2>1和12,2從大約270到大約540度曲柄角打開。被附接 到第三氣缸的進(jìn)氣閥1 3>1和13,2從大約510到大約60度曲柄角打開。被附接到第四氣缸的 進(jìn)氣閥1 4>1和14,2從大約150到大約420度曲柄角打開。被附接到第五氣缸的進(jìn)氣閥1 5>1 和15,2從大約390到大約660度曲柄角打開。被附接到第六氣缸的進(jìn)氣閥16>1和1 6,2從大 約630到大約180度曲柄角打開。
[0034] 第一和第二氣缸的切換窗口從大約275到大約30度曲柄角打開。第二和第二氣缸 的切換窗口從大約515到大約270度曲柄角打開。第四和第五氣缸的切換窗口從大約395 到大約150度曲柄角打開。第五和第六氣缸的切換窗口從大約635到大約390度曲柄角打 開。
[0035] 繼續(xù)參見圖5,第一和第二氣缸的總切換窗口是475度曲柄角。相似地，第二和第 三氣缸、第四和第五氣缸、第五和第六氣缸的總切換窗口是475度曲柄角。任何指定氣缸的 切換窗口僅受到避免臨界移位所需要的切換窗口延遲的限制。下面對臨界移位進(jìn)行大概描 述。在現(xiàn)有技術(shù)中的在高升程模式和低升程模式之間切換的系統(tǒng)中，在高升程模式期間鎖 閂可能滑動(dòng)并僅部分地與搖臂接合但不對性能產(chǎn)生不利影響。但是，如果該鎖閂繼續(xù)滑動(dòng) 并完全脫開，閥簧促使在軸承和凸輪軸之間產(chǎn)生沖擊。這種滑動(dòng)被稱為臨界移位。這種不 利影響可能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)變、磨損以及發(fā)動(dòng)機(jī)部件的倒圓。被重復(fù)的臨界移位能妨礙發(fā)動(dòng) 機(jī)可靠地運(yùn)行。
[0036] 圖5中所示的切換窗口滯后于閥門的打開，以避免在燃燒循環(huán)中的不正確時(shí)刻輸 送壓力給搖臂。這種滯后避免了發(fā)動(dòng)機(jī)中的臨界移位，比如之前所描述的臨界移位。在所示 的例子中，切換窗口滯后于進(jìn)氣閥的打開大約5度。圖4中所示的油壓控制閥系統(tǒng)10、112、 212和312提供橫跨多個(gè)氣缸的最大化切換窗口（見圖5)，從而是在燃燒循環(huán)期間驅(qū)動(dòng)切 換機(jī)構(gòu)的可能性最大化。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高速或低溫下時(shí)這樣是理想的，因?yàn)橛蛪嚎刂崎y 在高速下用更少的時(shí)間來驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)。在低溫下，油粘性增加同時(shí)切換時(shí)間增加。作為 一個(gè)例子，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的總切換窗口是大約480度曲柄角到大約715度曲柄角時(shí)，認(rèn)為發(fā) 動(dòng)機(jī)可靠運(yùn)行。相比在三個(gè)氣缸上使用兩種不同油壓控制閥的油壓控制閥系統(tǒng)，這能多出 大約百分之五到大約百分之五十的時(shí)間來驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)。增大的窗口能提高寒冷天氣或高 速下的性能。
[0037] 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，發(fā)動(dòng)機(jī)中油的粘性上升，引起切換時(shí)間增加。圖5中所示的切換 窗口允許發(fā)動(dòng)機(jī)有更多的時(shí)間來驅(qū)動(dòng)切換機(jī)構(gòu)，這增強(qiáng)了低溫下或高速下的性能。
[0038] 如本文中所述，本發(fā)明的油壓控制閥系統(tǒng)僅要求一種油壓控制閥配置。具體地，油 壓控制閥12、112、212和312是彼此相同且可互換的。在發(fā)動(dòng)機(jī)100上使用可互換的油壓 控制閥使得與設(shè)計(jì)和組裝相關(guān)的時(shí)間與成本最小化。所以，油壓控制閥12、112、212和312 具有一致的性能屬性。
[0039] 被用于圖4所示布置中的油壓控制閥也可以是可互換的，比如具有相同規(guī)格的一 組油壓控制閥，比如借助具體部件編號(hào)的通用制造部件被共享。當(dāng)聯(lián)接到指定壓力源比如 發(fā)動(dòng)機(jī)油源16時(shí)，相同的油壓控制閥給發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸施加一致的壓力輸出。根據(jù)本發(fā)明的油 壓控制閥配置具有兩組兩個(gè)相同的油壓控制閥。兩個(gè)油壓控制閥12和112被用于一個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)列102。兩個(gè)油壓控制閥212和312被用于其他發(fā)動(dòng)機(jī)列104。兩個(gè)油壓控制閥212 和312的配置與兩個(gè)油壓控制閥12和112基本對稱。
[0040] 通過在發(fā)動(dòng)機(jī)100上設(shè)置四個(gè)相同或可互換的閥12、112、212和312,實(shí)現(xiàn)了相同 的閥特性。例如，相同的特性包括作為輸入壓力函數(shù)的穩(wěn)態(tài)輸出壓力；閥打開/關(guān)閉特性比 如打開或關(guān)閉的速度；在打開或關(guān)閉中的任意延遲，以及與閥的打開和關(guān)閉相關(guān)的油流的 瞬間表現(xiàn)。能明白的是，油壓控制閥具有在規(guī)格范圍內(nèi)的彼此不同的配置，從而根據(jù)本發(fā)明 的方案使用。
[0041] 前面實(shí)施例的描述被用于說明和展示。其不具有排他性或限制發(fā)明。具體實(shí)施例 的單個(gè)元件或特征基本上不限于具體實(shí)施例，而是在可適用的情況下可以互換并且能被用 于指定的實(shí)施例，即使沒有具體示出或描述過。同樣也可以以多種方式變化。這些變化不 被認(rèn)為是脫離本發(fā)明，所有的這些改動(dòng)都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓控制閥系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有第一、第二、第三、第四、第五、 第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸具有與切換搖臂可操作地接觸的第一和第二進(jìn)氣閥，所 述油壓控制閥系統(tǒng)包括： 與第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第二氣缸的第一切換搖臂 的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通的第一油壓控制閥； 與第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第二氣缸的第二切換搖臂 的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通的第二油壓控制閥； 與第四發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第五氣缸的第一切換搖臂 的切換機(jī)構(gòu)成操作地壓力連通的第三油壓控制閥； 與第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)以及第五氣缸的第二切換搖臂 的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通的第四油壓控制閥。
2. 權(quán)利要求1的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一、第二、第三和第四油壓控制閥被配置以提 供相同的輸出壓力給各切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)作為預(yù)定輸入壓力。
3. 權(quán)利要求1的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一、第二、第三和第四油壓控制閥是可互換 的。
4. 權(quán)利要求1的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一、第二、第三和第四油壓控制閥是彼此相同 的油壓控制閥。
5. 權(quán)利要求1的油壓控制閥系統(tǒng)，其中附接于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥從 大約30度曲柄角到大約300度曲柄角打開，附接于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥從大約270度 曲柄角到大約540度曲柄角打開，附接于第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥從大約510度曲柄角到 大約60度曲柄角打開，附接于第四發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥從大約150度曲柄角到大約420度 曲柄角打開，附接于第五發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥從大約390度曲柄角到大約660度曲柄角打 開，附接于第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣閥從大約630度曲柄角到大約180度曲柄角打開，其中第 一、第二、第三和第四油壓控制閥中的每個(gè)油壓控制閥驅(qū)動(dòng)與第一、第二、第三、第四、第五 和第六發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的兩個(gè)不同發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相關(guān)聯(lián)的切換搖臂。
6. 權(quán)利要求5的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一和第二氣缸的第一切換窗口從大約275度 到30度曲柄角打開，第二和第三氣缸的第二切換窗口從大約515度到270度曲柄角打開， 第四和第五氣缸的切換窗口從大約395度到150度曲柄角打開，第五和第六氣缸的切換窗 口從大約635度到390度曲柄角打開，其中 ： (i) 第一油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第一和第二氣缸相關(guān)聯(lián)的切換搖 臂； (ii) 第二油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第二和第三氣缸相關(guān)聯(lián)的切換 搖臂； (iii) 第三油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第四和第五氣缸相關(guān)聯(lián)的切換 搖臂； (iv) 第四油壓控制閥驅(qū)動(dòng)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中與第五和第六氣缸相關(guān)聯(lián)的切換 搖臂。
7. -種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓控制閥系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有第一、第二、第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸， 每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸具有與切換搖臂可操作地接觸的第一和第二進(jìn)氣閥，所述油壓控制閥系統(tǒng) 包括： 與第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一切換 搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通的第一油壓控制閥；以及 與第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第二切換 搖臂的切換機(jī)構(gòu)可操作地壓力連通的第二油壓控制閥。
8. 權(quán)利要求7的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一和第二油壓控制閥每個(gè)被配置以提供相同 的輸出壓力給切換搖臂的切換機(jī)構(gòu)作為預(yù)定輸入壓力。
9. 權(quán)利要求7的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一和第二油壓控制閥是可互換的。
10. 權(quán)利要求7的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一和第二油壓控制閥是彼此相同的油壓控 制閥。
11. 權(quán)利要求7的油壓控制閥系統(tǒng)，其中第一和第二油壓控制閥打開持續(xù)大約270度曲 柄角。
12. 權(quán)利要求11的油壓控制閥系統(tǒng)，其中切換窗口延遲大約5度曲柄角。
13. 權(quán)利要求11的油壓控制閥系統(tǒng)，其中總切換窗口大約480度曲柄角。
14. 一種操作與被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂中的多個(gè)切換機(jī)構(gòu)流體連通的油壓控制閥系統(tǒng)的 方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有第一、第二和第三氣缸，每個(gè)氣缸具有由第一和第二搖臂驅(qū)動(dòng)的第一 和第二進(jìn)氣閥，所述方法包括： 提供第一油壓控制閥，第一油壓控制閥與（i)第一氣缸的第一搖臂、（ii)第一氣缸的 第二搖臂、以及（iii)第二氣缸的第一搖臂壓力連通， 提供第二油壓控制閥，第二油壓控制閥與（i)第三氣缸的第一搖臂、（ii)第三氣缸的 第二搖臂、以及（iii)第二氣缸的第二搖臂壓力連通， 起動(dòng)第一油壓控制閥，從而驅(qū)動(dòng)第一氣缸的第一和第二搖臂以及第二氣缸的第一搖 臂， 起動(dòng)第二油壓控制閥，從而驅(qū)動(dòng)第三氣缸的第一和第二搖臂以及第二氣缸的第二搖 臂。
15. 權(quán)利要求14的方法，還包括： 起動(dòng)第一油壓控制閥以在第一氣缸的第一和第二搖臂處以及第二氣缸的第一搖臂處 提供第一壓力， 起動(dòng)第二油壓控制閥以在第三氣缸的第一和第二搖臂處以及第二氣缸的第二搖臂處 提供第二壓力，其中所述第一和第二壓力基本相等。
16. 權(quán)利要求14的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)還包括第四、第五和第六氣缸，每個(gè)氣缸具有由第 一和第二搖臂驅(qū)動(dòng)的第一和第二進(jìn)氣閥，所述方法還包括： 提供第三油壓控制閥，第三油壓控制閥與（i)第四氣缸的第一搖臂、（ii)第四氣缸的 第二搖臂、以及（iii)第五氣缸的第一搖臂壓力連通， 提供第四油壓控制閥，第四油壓控制閥與（i)第六氣缸的第一搖臂、（ii)第六氣缸的 第二搖臂、以及（iii)第五氣缸的第二搖臂壓力連通， 起動(dòng)第三油壓控制閥，從而驅(qū)動(dòng)第四氣缸的第一和第二搖臂以及第五氣缸的第一搖 臂， 起動(dòng)第四油壓控制閥，從而驅(qū)動(dòng)第六氣缸的第一和第二搖臂以及第五氣缸的第二搖 臂。
17. 權(quán)利要求15的方法，還包括： 起動(dòng)第三油壓控制閥以在第四氣缸的第一和第二搖臂處以及第五氣缸的第一搖臂處 提供第三壓力， 起動(dòng)第四油壓控制閥以在第六氣缸的第一和第二搖臂處以及第五氣缸的第二搖臂處 提供第四壓力，其中第一、第二、第三和第四壓力基本相等。
18. 權(quán)利要求14的方法，還包括： 從大約30到大約300度曲柄角打開附接于第一發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥，從大 約270到大約540度曲柄角打開附接于第二發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥，從大約510 到大約60度曲柄角打開附接于第三發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的第一和第二進(jìn)氣閥，在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒 循環(huán)中驅(qū)動(dòng)與第一、第二和第三氣缸相關(guān)聯(lián)的切換搖臂。
19. 權(quán)利要求14的方法，其中第一和第二油壓控制閥是可互換的。
20. 權(quán)利要求17的方法，其中第一、第二、第三和第四閥是可互換的以及彼此相同的。
【文檔編號(hào)】F02D13/02GK104100322SQ201410200506
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】A·R·祖爾費(fèi)斯 申請人:伊頓公司