附加动作气门系统的低温运行的制作方法

文档序号:5248266阅读:236来源:国知局
专利名称:附加动作气门系统的低温运行的制作方法
技术领域
本发明总体涉及一种为内燃机的发动机气门/气阀提供延时关闭运动 的系统,包括可在较大的流体温度/粘度范围内为气门提供受控的发动机气
门回位(落座,seating)和受控的附加动作关闭运动的系统。
背景技术
在现有技术中公知的是,凸轮系统,可以包括例如凸轮轴和摇臂,能 够被用于打开和关闭内燃(IC)发动机的气门。图5中一般性地示出了一 个标准凸轮轮廓发动机气门打开/关闭曲线300a的示例。
在IC发动机的进气沖程中,除了其他参数以外,尤其可以通过改变 发动机气门的关闭正时来优化发动机的性能。发动机气门关闭时的可变气 门正时可以通过例如使用一个液力致动器以平衡气门弹簧的关闭作用力来 实现。正如图5中一般性地示出的那样,发动机气门的延时关闭运动(一 般性地在图中用301表示)经常被称为"附加动作,,。
尽管目前的附加动作系统能够提供所需的发动机气门延时关闭运动, 但是相关流体例如发动机油的温度和粘度的改变都可能会导致发动机气门 关闭正时的不一致。图5—般性地示出了气门回位的变化情况(一般性地 由区段403表示)。

发明内容
因此,存在对于提供一种附加动作系统的需求,该系统能够在较大的 流体温度和/或粘度范围内为气门提供受控的发动机气门回位和受控的附 加动作关闭运动。


下面将通过举例并参考示例性附图的方式来说明本发明的实施例,其

图1是根据实施例给出的用于操作一个或多个附加动作气门的系统示 意图2是根据实施例给出的附加动作气门的剖视图; 图3是图2中线3划定区域的放大视图4是根据实施例给出的附加动作气门系统的局部剖视图;以及
图5是一般性地示出了根据实施例给出的凸轮气门升程正时曲线和附 加动作气门升程正时曲线的图。
具体实施例方式
图1一般性地示出本发明的一个实施例,其示出与附加动作气门系统 100流体连通的液压回路10。液压回路10包括内含流体11的油底壳/机油 盘12,泵14,流体温度传感器16, —个或多个止回阀18, 一个或多个阀 20a、 20b,以及控制器22。阀20a、 20b可以包括电磁阀。根据一实施例, 阀20a和20b可以是弹簧偏置式单螺线管阀,或者,也可以是具有任意期 望的流体流动路径(例如单流动路径或并行流动路径)的双螺线管阀。
附加动作气门系统100的一种实施例可以包括一凸轮系统,总体以75 示出。所示出的凸轮系统75通常包括凸轮轴77和摇臂79。气门系统IOO 一般性地示出为,除了其他部件之外,尤其包括包括附加动作气门体102 的发动机气门壳体支架一一该附加动作气门体102具有一腔104,设置于 腔104内的活塞106,和发动机气门108。腔104通常可以限定一附加动作 致动器容积,该容积接纳一定量的流体11以用于控制发动机气门108的运
动和回位。根据一实施例, 一定量的流体ll经一个或多个端口---般性
地以36和38 (图2和图3)以及40 (图4)示出——送入腔104。
参照图l和图5,液压回路10可以是例如"附加动作"类型的阀系统,其中通过阀20a、 20b中的一个或多个而截留(trapped)在致动器容积104 内的流体11量的协作提供附加动作气门曲线,该曲线一般性地以300b示 出。阀20a、 20b可以移动至打开位置或关闭位置以允许或者阻止流体11 流入或者流出致动器容积104,从而允许发动机气门108在打开/关闭冲程 运动之间自由切换,或者,阻止发动机气门108在打开/关闭冲程运动之间 自由切换。
在打开冲程304之前或者期间的任何时刻,控制器22均可控制阀20a、 20b中的一个或多个——例如阀20a,可将其看作是附加动作致动器阀—— 从打开位置/构型移动至关闭位置/构型。将阀20a移动至关闭位置能够在致 动器容积104内截留一定量的流体ll,以在关闭沖程302期间锁定或者基 本锁定发动机气门108 —段时间。锁定时间的长短可以由控制器22决定或 者选择性地控制。发动机气门108的这种"附加动作"运动一般性地由曲 线300b来表示,并且发动机气门108的"锁定"附加动作沖程一般性地以 301示出。因此,例如,当阀20a关闭时,流体11能够可控制地被截留在 致动器容积104内,并且发动机气门108从锁定或打开位置到关闭位置的 进一步运动可以被延迟,直到阀20a从关闭位置重新配置到打开位置时进 行。
如图1所示,活塞106通常设置在致动器容积104内,位于发动机气 门108和凸轮系统75的摇臂79之间。根据一实施例,活塞106可以与保 持器(未示出)和发动机气门108中的一个或者两个相接合。根据一实施 例,致动器容积104可以直接设置在发动机气门致动器(例如凸轮系统75 和/或摇臂79)和发动机气门108的接合端部之间。因此,应该理解,"附 加动作"型气门系统的致动器容积104可以不与发动机气门108成一体。
参照图1-3,才艮据一实施例,示出了流体11通过第一流体供应管路50a 流入致动器容积104的运动。在工作过程中,流体ll通过第一流体供应管 路50a流至阀20a并通过第一端口 36和第二端口 38流入致动器容积104。 如图2和图3所示,由于第一端口 36和第二端口 38的相对定位,第一端 口 36可以称作底部端口而第二端口 38可以称作顶部端口。在工作过程中,顶部端口 38以例如大约1升/分钟的流量向致动器容 积104内提供流体来控制发动机气门108的回位速度,而底部端口 36以例 如大约22升/分钟的流量向致动器容积104内提供流体来设定发动机气门 108的关闭速度。才艮据一实施例,对于大约等于l-14mm范围内的发动机 气门升程到底部端口 36是流体连通的,而对于所有的发动机气门升程到顶 部端口 38都是流体连通的。尽管上面的内容讨论了大约等于l-14mm的发 动机气门提升范围,但是应该理解本发明不局限于l-14mm的范围而是可 包括任何期望的范围。
才艮据一实施例,底部端口 36和顶部端口 38可以包括直径可变的孔37 和孔39,其根据流体11的温度来修正流入致动器容积104内的流体量。 流体温度的反馈通过流体温度传感器16提供,而对孔37和39直径的控制 由控制器22提供。
参照图1和图4,根据一实施例,示出了流体11通过第二流体供应管 路50b流入致动器容积108的运动。在工作过程中,流体11流经第二流体 供应管路50b和阀20b以通过第三端口 40 (也可以称作低温端口 )将流体 11供应到致动器容积104。如图所示,第二流体供应管路50b位于阀20b 的进给侧用于从油底壳12向阀20b供应流体11。相对于第一端口 36和第 二端口 38的位置而言,阀20b如图所示位于第二流体供应管路50b和第 三端口40之间。这样,通过第二流体供应管路50b在第一阀开口 41处向 阀20b提供流体11,使得流体11可以流入阀20b并通过较低的阀开口 43 和较高的阀开口45流出。如图所示,较低的阀开口 43和较高的阀开口 45 与第三端口40流体连通。-
在工作过程中,阀20b可以被称作低温开/关阀并在附加动作气门系统 100在低温下工作时使用。根据一实施例,阀20b可以在附加动作气门系 统100的低温工作过程中从最初的关闭状态移动至打开状态,以补偿、至 少是部分补偿由不同的流体工作温度所导致的油/流体11的不同粘度,从 而给发动机气门108提供更加稳定的回位303和延时运动/锁定401。
例如,在冬天,可能需要在环境温度是例如-40。F时发动一辆汽车,相应地,流体温度传感器16可以检测来自泵14的流体11的工作温度并提 供给控制器22。如果流体ll的检测温度低于预定的工作温度,控制器22 就可以给阀20b提供信号以驱动阀20b从初始的关闭状态移动至打开状 态,以增加从第二流体供应管路50b通过阀20b流入第三端口 40的流体 流量,来补偿通过第一流体供应管路50a流向底部端口 36和顶部端口 38 的流体ll的流量的下降。
随着流体11温度的上升(也就是随着流体11粘度的上升),温度传 感器16提供一温度信号给控制器22,从而控制器22可以比较增加的流体 温度读数来确定增加的温度是否超过预定的工作温度。由此,控制器22 然后可以控制阀20b从打开状态移动至关闭状态,以减少流向致动器容积 104的流体11的流量,以便至少部分地补偿通过第一流体供应端口/管路 50a流向底部端口 36和顶部端口 38的流体11的流量的增加。
因此,温度传感器16能够在闭环控制系统中作为反馈环节,用于控制 与流体11相关联的工作温度/粘度变化时输送给气门系统100的流体11。 这样,由于环境温度可能影响流体ll的粘度,阀20b就可以根据由温度传 感器16检测的流体11的工作温度而开启或关闭。因此,能够减少或消除 可能导致发动机气门的回位403不稳定和/或延时关闭运动401不稳定的流 体ll粘度变化的影响。
已经具体示出并参照上述实施例说明了本发明,所述实施例仅仅是例 举了实施本发明的一些最佳方式。本领域普通技术人员应该理解,这里说 明的本发明实施例的各种可选方案都可以用于实现本发明而不背离由权利 要求限定的本发明的精神和范围。应该理解,权利要求限定了本发明的范 围,且因此涵盖了处于这些权利要求范围内的所有方法和装置及其等同方 案。本发明的说明书应该被理解为包括了本文所述要素/因素的所有新颖的 和非显而易见的組合,并且可在本申请或者以后的申请中针对这些要素的 任何新颖的和非显而易见的组合提出权利要求。另外,上述实施例是说明 性的,对于可在本申请或以后的申请中要求保护的所有可能的组合来说, 没有哪个单独的特征或要素是绝对必要的。
权利要求
1. 一种与附加动作气门系统(100)流体连通的液压回路(10),包括至少一个第一阀(20a),所述第一阀允许第一流体供应管路(50a)中的流体(11)通过第一流体端口(36)和第二流体端口(38)流入附加动作致动器容积(104);和至少一个第二阀(20b),所述第二阀允许第二流体供应管路(50b)中的流体(11)流入第一流体端口(36)、第二流体端口(38)和第三流体端口(40)中的至少一个。
2. 如权利要求1所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(10),其特征在于,所述附加动作气门系统(100)包括至少一个 设置在发动机气门壳体支架内的发动机气门(108),所述发动机气门壳体 支架包括具有腔(104)的附加动作气门体(102),在所述腔(104)内设 置有活塞(106 )。
3. 如权利要求2所述的与附加动作气门系统(100 )流体连通的液 压回路(10),其特征在于,所述腔(104)是设置于发动机气门(108) 和凸轮系统(75)之间的流体致动器容积(104)。
4. 如权利要求3所述的与附加动作气门系统(100 )流体连通的液 压回路(10),其特征在于,所述流体致动器容积(104)直接设置于凸轮 系统(75)和发动机气门(108)的接合端部之间。
5. 如权利要求2所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(IO),其特征在于,所述第一阀(20a)是附加动作致动器阀,所 述附加动作致动器阀从打开位置/构型移动至关闭位置/构型以允许流体(11)流动或者在所述腔(104)内截留一定量的流体(11)。
6. 如权利要求5所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(IO),其特征在于,所述第一端口 (36)设定所述发动机气门(108) 的关闭速度,而所述第二端口 (38)控制所述发动机气门(108)的回位速度。
7. 如权利要求5所述的与附加动作气门系统(100 )流体连通的液 压回路(IO),其特征在于,所述第一端口 (36)提供流向所述致动器容 积(104)的第一流量的流体(11),而所述第二端口 (38)提供流向所述 腔(104)的第二流量的流体(11)。
8. 如权利要求5所述的与附加动作气门系统(100 )流体连通的液 压回路(10),其特征在于,所述第一流量是大约22升/秒的流体(11) 的流量,而所述第二流量是大约l升/秒的流体(11)的流量。
9. 如权利要求2所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(IO),其特征在于,所述第二阀(20b)是低温开/关阀,当所述 附加动作气门系统(100)在低温下运行时,所述低温开/关阀从打开位置/ 构型移动至关闭位置/构型以允许流体(11)流至腔(104)。
10. 如权利要求9所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(10),还包括检测流体(11)的温度的流体温度传感器(16),和 用于从流体温度传感器(16)接收流体(11)的温度信号来打开或关 闭所述第二阀(20b)的控制器(22)。
11. 如权利要求9所述的与附加动作气门系统(100)流体连通的液 压回路(IO),其特征在于,所述第二阀(20b)包括第一阀开口 (41)以 用于允许流体(11)通过所述第二流体供应管路(50b )流动;所述第二阀(20b)包括较低的阀开口(430和较高的阀开口 (45)以用于允许流体(11) 流入所述第三流体端口 (40)。
12. —种控制与附加动作气门系统(100 )流体连通的液压回路(10 ) 的方法,其中将第一流体供应管路(50a)和第二流体供应管路(50b)内 流体(11)的势能提供给附加动作致动器容积(104),其中,流体(11) 流过与所述第一流体供应管路(50a)串联连接的第一阀(20a)和与所述 第二流体供应管路(50b)串联连接的第二阀(20b),所述方法包括以下 步骤在所述第一流体供应管路(50a)内提供流体(11); 检测在所述第一流体供应管路(50a)内流动的流体(11)的温度; 如果流体(11)的检测温度低于预定的流体温度,则将第二阀(20b) 从最初的关闭状态移动至打开状态以增加流入所述附加动作致动器容积 (104)的流体流量。
13.如权利要求12所述的方法,还包括以下步骤 检测在所述第一流体供应管路(50a)内流动的流体(11)的温度;并且如果流体(11)的检测温度高于预定的流体温度,则将第二阀(20b) 从打开状态移动至最初的关闭状态。
全文摘要
本发明公开了一种与附加动作气门系统(100)流体连通的液压回路(10)。该与附加动作气门系统(100)流体连通的液压回路(10)包括至少一个第一阀(20a)和至少一个第二阀(20b),所述第一阀允许第一流体供应管路(50a)内的流体(11)通过第一流体端口(36)和第二流体端口(38)流入附加动作致动器容积(104);所述第二阀允许第二流体供应管路(50b)内的流体(11)流入第一流体端口(36)、第二流体端口(38)和第三流体端口(40)。本发明还公开了一种控制与附加动作气门系统(100)流体连通的液压回路(10)的方法。
文档编号F01L9/02GK101297103SQ200680039586
公开日2008年10月29日 申请日期2006年10月23日 优先权日2005年10月24日
发明者D·A·斯特雷奇 申请人:伊顿公司
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