具有汽缸停用的閥門(mén)升程控制裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有汽缸停用的閥門(mén)升程控制裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年9月3日提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02014217531.3的優(yōu)先權(quán)，在此出于所有目的將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門(mén)升程控制裝置的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸中的一系列氣體交換閥門(mén)以提供氣體流動(dòng)通過(guò)這些汽缸。一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣閥打開(kāi)以允許具有或不具有燃料的增壓空氣進(jìn)入汽缸，同時(shí)一個(gè)或更多個(gè)排氣閥打開(kāi)以允許燃燒后的物質(zhì)(例如排氣)離開(kāi)汽缸。進(jìn)氣閥和排氣閥可以是經(jīng)由附接至旋轉(zhuǎn)凸輪軸的凸輪凸角直接或間接提供的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的提升閥。該旋轉(zhuǎn)凸輪軸可以由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸提供動(dòng)力。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)狀況的改變，一些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可變地運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和排氣閥以增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。進(jìn)氣閥和排氣閥以及它們相應(yīng)的凸輪凸角和凸輪軸的可變運(yùn)轉(zhuǎn)可以總體上被稱(chēng)為凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括多種方案，例如凸輪廓線(xiàn)切換、可變凸輪正時(shí)、閥停用、可變閥正時(shí)和可變閥門(mén)升程。因此，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各種系統(tǒng)和方法以實(shí)現(xiàn)更希望的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。解決汽缸停用和/或可變閥門(mén)升程的另一些嘗試包括使用液壓裝置。存在許多嘗試通過(guò)液壓裝置來(lái)控制閥門(mén)，以這種方式，閥能夠僅在預(yù)定步驟中打開(kāi)或根本不打開(kāi)。
[0005]然而，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到此類(lèi)系統(tǒng)的潛在問(wèn)題。作為一個(gè)實(shí)例，液壓裝置利用復(fù)雜的液壓回路，這些液壓回路被設(shè)計(jì)為傳送高壓液壓流體和低壓液壓流體以運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而按所希望的起作用。此外，液壓裝置可能與其他閥門(mén)升程控制裝置(例如，凸輪軸)連用，這可能導(dǎo)致封裝問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)例中，以上描述的問(wèn)題可以通過(guò)一種方法來(lái)解決，該方法包括在第一和第二方向上可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)非對(duì)稱(chēng)凸輪軸以便可變地調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)汽缸中的一個(gè)或更多個(gè)閥，其中在第二方向上驅(qū)動(dòng)到第一位置停用第一汽缸。以此方式，可以經(jīng)由公共閥門(mén)升程控制裝置獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)汽缸閥。
[0007]作為一個(gè)實(shí)例，在第二方向上將非對(duì)稱(chēng)凸輪軸驅(qū)動(dòng)到第一位置以?xún)H停用汽缸組中的單個(gè)汽缸。可以響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載減小，進(jìn)一步在第二方向上驅(qū)動(dòng)該凸輪軸以停用剩余汽缸中的一個(gè)或更多個(gè)?？梢酝ㄟ^(guò)在第一方向上可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)凸輪軸來(lái)重新啟動(dòng)被停用的汽缸，其中第一方向與第二方向相反。以此方式，該閥門(mén)升程控制裝置借助于單個(gè)結(jié)構(gòu)在一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可變閥門(mén)升程控制和汽缸關(guān)閉的組合。在低動(dòng)力需求情況下減小瞬時(shí)最大容許閥門(mén)升程以及在甚至更低動(dòng)力需求情況下連續(xù)關(guān)閉各個(gè)汽缸是可能的。因此，與常規(guī)設(shè)備中相比，燃料消耗更經(jīng)濟(jì)。
[0008]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化形式介紹一系列概念，并且其細(xì)節(jié)在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。并不旨在確定所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，該主題的范圍僅由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求保護(hù)的主題不局限于解決以上提到的或本披露的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1A示出一種閥門(mén)升程控制裝置的前視圖。
[0010]圖1B示出閥門(mén)升程控制裝置，其中在調(diào)節(jié)軸上具有第一凸輪，其中該調(diào)節(jié)軸正以其最大半徑作用于第一啟動(dòng)桿。
[0011]圖2A示出閥門(mén)升程控制裝置的前視圖，允許最小閥門(mén)升程。
[0012]圖2B示出閥門(mén)升程控制裝置的前視圖，其中閥被關(guān)閉。
[0013]圖3A和圖3B示出閥門(mén)升程控制裝置的前視圖，其中調(diào)節(jié)軸上的第一凸輪以中間半徑作用于第一啟動(dòng)桿。
[0014]圖4示出調(diào)節(jié)軸的側(cè)視圖和前視圖，示出非對(duì)稱(chēng)凸輪軸。
[0015]圖5A示出閥門(mén)升程控制裝置的側(cè)視圖和前視圖，指示該調(diào)節(jié)軸的第一旋轉(zhuǎn)方向。
[0016]圖5B示出閥門(mén)升程控制裝置的側(cè)視圖和前視圖，指示該調(diào)節(jié)軸的第二旋轉(zhuǎn)方向。
[0017]圖6示出用于具有四個(gè)汽缸的汽缸排和/或汽缸組的閥門(mén)升程控制裝置的側(cè)視圖和前視圖。
[0018]圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4、圖5A、圖5B和圖6是按比例繪制的。
[0019]圖7示出一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括汽缸，該汽缸具有能夠耦接到閥門(mén)升程控制裝置的進(jìn)氣閥和排氣閥。
[0020]圖8A、圖8B、圖8C和圖8D示出運(yùn)轉(zhuǎn)凸輪軸的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下描述涉及用于控制閥門(mén)升程控制裝置的系統(tǒng)和方法?；谛D(zhuǎn)程度，閥門(mén)升程控制裝置可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)汽缸的閥位置。圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖3A和圖3B描繪閥門(mén)升程控制裝置的各種旋轉(zhuǎn)程度以調(diào)節(jié)汽缸的閥位置。閥門(mén)升程控制裝置是非對(duì)稱(chēng)的并且包括各種具有偏移半徑的偏心件(eccentricies)(例如，凸輪)，如圖4所示。閥門(mén)升程控制裝置可以在第一方向和第二方向上被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，如圖5A和圖5B所示，以便改變偏心件的徑向效應(yīng)。第二方向是與第一方向相反的方向。閥門(mén)升程控制裝置可以用于汽缸排或汽缸組，如圖6所示。圖7中示出具有閥門(mén)升程控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)。圖8A、圖8B、圖8C和圖8D中示出響應(yīng)于變化的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)閥門(mén)升程控制裝置的方法。
[0022]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1A，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的閥門(mén)升程控制裝置(VIXD)20，其包括至少一個(gè)汽缸排，該汽缸排具有第一汽缸和至少一個(gè)第二汽缸(未不出)，包括凸輪軸2。VIXD20可以用于獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)汽缸中的各個(gè)閥。
[0023]VIXD 20可以與各種汽缸設(shè)備連用。例如，VIXD 20可以與直列四缸、六缸和/或八缸發(fā)動(dòng)機(jī)連用。VLCD 20可以與旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、V6、V8、V10和V12發(fā)動(dòng)機(jī)連用。VLCD 20還可以與火花發(fā)動(dòng)機(jī)連用。
[0024]在一個(gè)實(shí)例中，VLCD 20可以調(diào)節(jié)單個(gè)組的對(duì)應(yīng)汽缸的對(duì)應(yīng)閥的閥位置，而與VIXD 20基本相同的第二 VIXD運(yùn)轉(zhuǎn)單獨(dú)的汽缸組。在這樣的實(shí)例中，多個(gè)VIXD可以相同地或不同地運(yùn)轉(zhuǎn)。以此方式，一個(gè)汽缸組可以與第二汽缸組不同地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]VLCD 20被示出耦接到汽缸的單個(gè)提升閥6。閥6可以是進(jìn)氣閥或排氣閥。此外，汽缸可以包括兩個(gè)或更多進(jìn)氣提升閥和/或兩個(gè)或更多排氣提升閥。因此，凸輪軸2和調(diào)節(jié)凸輪軸1可以包括與位于汽缸上的若干提升閥相對(duì)應(yīng)的若干凸輪。
[0026]凸輪軸2與第一汽缸和至少第二汽缸處于非剛性(non-positive)連接。換言之，凸輪軸2可以驅(qū)動(dòng)第一汽缸而不驅(qū)動(dòng)第二汽缸。以此方式，凸輪軸2被設(shè)計(jì)為處于非剛性連接(例如，經(jīng)由包括啟動(dòng)桿(activat1n lever) 3的每個(gè)汽缸的非鎖定連接，該啟動(dòng)桿安裝在可移動(dòng)布置在汽缸蓋上的支撐軸承5上)。第二桿4在大地測(cè)量學(xué)上位于啟動(dòng)桿3下方并作用于提升閥6。第二桿4是機(jī)械上適于將啟動(dòng)桿3的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成提升閥6的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)的桿。第二桿4可以是指形隨動(dòng)件、滾輪型指形隨動(dòng)件、搖臂或滾輪搖臂。
[0027]凸輪軸2位于啟動(dòng)桿3的第一側(cè)上，并且調(diào)節(jié)軸1被布置在啟動(dòng)桿3的第二側(cè)上，其中第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì)。這使得調(diào)節(jié)軸1在第一方向或第二方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠借助其凸輪抵抗凸輪軸2的力以推動(dòng)啟動(dòng)桿3。啟動(dòng)桿3包括以凸輪軸2的表面為旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(例如，啟動(dòng)桿3傾斜地移動(dòng)到凸輪軸2的主體)。在此過(guò)程中，支撐在支撐軸承5上的啟動(dòng)桿3的那端沿著汽缸蓋在一個(gè)方向上移動(dòng)，并且與第二桿4操作性連接且物理耦接到第二桿4的那端在反方向上移動(dòng)(例如，像蹺蹺板的運(yùn)動(dòng))。
[0028]在一個(gè)實(shí)例中，凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1可以被機(jī)械耦接并經(jīng)由曲軸調(diào)節(jié)。替代地，凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1可以經(jīng)由來(lái)自控制器的指令運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，被電氣控制)。額外地或替代地，凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1可以被曲軸、控制器或其組合控制。
[0029]啟動(dòng)桿3經(jīng)由凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1驅(qū)動(dòng)。第二桿4基于啟動(dòng)桿3的驅(qū)動(dòng)而作用于提升閥6。以此方式，第二桿4可以對(duì)抗閥彈簧7的力而作用于相應(yīng)汽缸的提升閥6(例如，每個(gè)汽缸包括第二桿和啟動(dòng)閥，它們通過(guò)凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)的其他汽缸可調(diào)節(jié))。替代地，基于凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1的旋轉(zhuǎn)，第二桿4可以被超過(guò)啟動(dòng)桿3施加的力的閥彈簧7的力驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，可以通過(guò)在第一方向上旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)軸來(lái)克服閥彈簧7的力，由此使提升閥6移動(dòng)到更打開(kāi)的位置。
[0030]旋轉(zhuǎn)凸輪軸2和調(diào)節(jié)軸1以調(diào)節(jié)相應(yīng)汽缸(例如，第一汽缸)的提升閥6的閥門(mén)升程。調(diào)節(jié)軸1可以修正啟動(dòng)桿3相對(duì)于每個(gè)汽缸中的汽缸蓋的角位置，并且其上的凸輪具有不同的設(shè)計(jì)，如下文將描述的。在一個(gè)實(shí)例中，啟動(dòng)桿3的角位置隨著提升閥6的閥門(mén)升程移動(dòng)到最大閥門(mén)升程位置而增大。
[0031]提升閥6被第二桿4直接打開(kāi)，其中閥打開(kāi)對(duì)抗彈簧7的力而發(fā)生。提升閥6與啟動(dòng)桿3處于操作性連接，該啟動(dòng)桿被可移動(dòng)地安裝在汽缸蓋的支撐軸承5上。啟動(dòng)桿3被凸輪軸2上的凸輪對(duì)抗彈簧7的彈簧力而偏轉(zhuǎn)。例如，凸輪軸2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起啟動(dòng)桿3的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。啟動(dòng)桿3的偏轉(zhuǎn)改變啟動(dòng)桿