用于内燃机的刚性控制即连控轨道阀系统的制作方法

专利名称：用于内燃机的刚性控制即连控轨道阀系统的制作方法
技术领域：
本发明公开通常涉及内燃机领域，并且更具体地，涉及与套筒阀及其它内燃机一起使用的阀系统。
背景技术：
如今在使用的内燃机有许多种。双或四冲程配置的往复活塞内燃机均很常见。这种发动机可以包括一个或多个在独立的气缸中往复运动的活塞，这些气缸以各种各样的不同配置来布置，包括“V”、内联、或水平对置配置。这些活塞通常耦合到机轴，在向下冲程中将燃料/空气混合物的充量(charge)吸入气缸，并在向上冲程中压缩燃料/空气混合物。燃料/空气混合物在活塞冲程顶部附近被火花塞或其它装置点燃，产生的燃烧和膨胀驱动活塞向下，由此将燃料的化学能转化为机轴的机械作业。众所周知，常规的往复活塞内燃机有诸多限制-不仅仅是燃料的大量化学能以热和摩擦的形式被浪费掉。结果，一般的轿车或摩托车发动机中的燃料能量仅有约25%真正转化成了机轴作业来移动车子、为配件产生电力等。对置活塞(opposing-piston或opposed-piston)内燃机可以克服常规的往复内燃机的一些限制。这种发动机通常包括在同一个气缸中的对置活塞对，其往复地朝向彼此或远离彼此运动来减小和增大其间形成的燃烧室的容积。给定对中的每个活塞耦合到不同的机轴，这些机轴由轴承或其它装置耦合在一起以提供公共的动力传动系统并控制发动机正时。每一对活塞确定了公共燃烧容积或气缸，而发动机可以包括许多这样的气缸，机轴连接到多于一个活塞，这取决于发动机的配置。这种发动机在例如申请号为12/624，276的美国专利申请中有公开，该申请的整体通过引用并入本申请。 不同于常规的往复发动机通常使用往复运动的提升阀来将新鲜的燃料和/或空气送入燃烧室并将废气燃烧产物送出燃烧室，包括一些对置活塞发动机在内的有些发动机使用套筒阀来实现此目的。套筒阀通常形成气缸壁的部分或全部。在一些实施例中，套筒阀沿轴来回地往复运动从而在适当时间打开和关闭进气口与排气口，从而将空气或燃料/空气混合物导入燃烧室，并将废气燃烧产物排出该室。在其它实施例中，套筒阀可以绕轴旋转来打开和关闭进气和排气口。如在前面的讨论中举例说明的，常规的往复活塞内燃机和对置活塞内燃机均可以使用一些形式的往复运动阀，将这些往复运动阀打开和关闭(通常以发动机半速)来在发动机循环中的适当时间打开和关闭排气口。常规的阀驱动系统，例如常规的提升阀系统，通常依赖凸轮轴来打开阀而依赖弹簧来关闭阀。另一些系统使用液压或气动系统进行阀驱动。已知地，术语“连控轨道”通常用来指那些其中的阀被机械装置刚性地控制(即，打开或关闭)的阀驱动系统，例如由一个或多个凸轮轴控制打开摇杆和关闭摇杆。不管发动机使用何种阀驱动系统，打开与关闭进气和排气阀对提供需要的正时、升程、耐久、密封、可生产性、适用性等提出了挑战。


图I为适于与根据本技术配置的刚性控制阀系统的不同实施例联用的内燃机的部分剖面等距视图。图2为同样适于与根据本技术配置的刚性控制阀系统的不同实施例联用的内燃机的部分剖面正视图。图3A-3F为一组部分图解侧截面图，其示出了根据本技术的实施例的内燃机的阀正时。图4A和4B为根据本技术的一个实施例配置的刚性控制阀系统的部分剖面侧视图。图5为根据本技术的一个实施例配置的刚性控制凸轮轴的放大端视图。图6A-6C分别为根据本技术的实施例配置的套筒阀摇杆的侧视图、俯视图和等距视图。图7A和7B分别为根据本技术的另一实施例配置的套筒阀摇杆的俯视等距视图和仰视等距视图。图8为根据本技术的实施例配置的柔性摇杆轴的侧截面图。图9A和9B为示出了根据本技术的两个实施例的进气阀升程与活塞正时之间关系的图形。图IOA和IOB为使用本技术的几个方面的刚性控制提升阀驱动系统的侧视图。图IlA和IlB为使用本技术的进一步的几个方面的刚性控制提升阀驱动系统的侧视图。图12A和12B分别为根据本技术的又一实施例配置的刚性控制套筒阀系统的侧视图和底端视图。 图13A和13B为根据本技术的一个实施例配置的具有柔性特征部件的套筒阀摇杆的俯视图。图14A和14B分别为根据本发明的另一实施例配置的另一具有柔性特征部件的套筒阀摇杆的俯视图和侧视图。图15A和15B分别为根据本技术的进一步的实施例配置的又一具有多种特性的套筒阀摇杆的俯视图和侧视图。图16为根据本技术的实施例配置的具有一项或多项配平特性的刚性控制套筒阀驱动系统的侧视图。图17A和17B为根据本技术的实施例配置的具有液压间隙控制特性的柔性摇杆轴的侧截面图。图18为根据本技术的又一实施例配置的柔性筒阀摇杆的等距视图。详细说明以下的公开介绍了与套筒阀、提升阀和其它能够在内燃机(例如，对置活塞内燃机)、蒸汽机、泵等中使用的阀联用的刚性控制或“连控轨道”阀驱动系统的几个实施例。在此公开中术语连控轨道可能被用来指代刚性控制阀驱动系统以便查考。在本技术的一些实施例中，在对置活塞内燃机中用于驱动往复运动的套筒阀的连控轨道系统包括一个打开摇杆，所述打开轴驱动第一套筒阀远离其座从而在发动机周期内的适当时候打开相应的进气通道，还包括一个关闭摇杆，所述关闭摇杆驱动朝所述座往回驱动第一套筒阀从而在适当时候关闭进气通道。类似地，该系统可以包括另一打开摇杆，其驱动第二套筒阀远离其座从而打开相应的排气通道，还包括另一关闭摇杆，其朝所述座往回驱动第二套筒阀从而关闭排气阀。在这些实施例的一个方面，第一凸轮轴可以控制与第一套筒阀关联的打开摇杆和关闭摇杆的运行，相应的第二凸轮轴可以控制与第二套筒阀关联的打开摇杆和关闭摇杆的运行。在本技术的实施例的另一方面，本文中公开的连控轨道阀驱动系统还可以包括对套筒阀施加额外的“保持关闭”力的能力，从而在发动机周期的一部分(例如，燃烧)之内将套筒阀紧压在座上。这一额外的“保持关闭”力可以帮助对抗内部的气压与活塞侧面负荷的合力，以维持足够的气密性，上述合力趋向于使套筒阀发生倾斜离开其座。另外，本文公开的刚性控制阀驱动系统的几个实施例可以包括柔性部件和/或特征部件以便使用这一保持关闭力和/或控制阀系统中的阀间隙(即，凸轮轴、摇杆和/或阀之间的机械间隙)。在一些实施例中，这些柔性特征部件可以与液压系统联用(例如，液压升降杆)来控制间隙。另外，尽管本发明公开的很多实施例是针对刚性控制阀系统，一些实施例也可以包括弹簧系统以帮助一部分的阀驱动，或为了位置控制，或为了保持关闭功能。本技术的这些和其它细节在下文中参照对应的附图有更详细的介绍。在下面的说明及图1-18中阐述了某些细节，以提供对本技术的几个实施例的透彻的理解。介绍通常与内燃机、对置活塞发动机等相关联的公知结构和系统的其它细节没有在下面的公开中阐述，以免不必要地影响对本技术各实施例的说明。 图中示出的很多细节、相对尺寸、角度和其它特征仅为举例说明该技术的特定实施例。于是，其它实施例可以具有其它细节、尺寸、角度和特征而不脱离本发明的精神或范围。另外，本领域普通技术人员可以理解，本发明的进一步的实施例可以无需下述的若干细节而得以实现。在图中，相同的参考数字表示相同，或至少基本相近的元素。为了便于讨论任意具体的元素，任一参考数字的最显著的一个或多个数位指将该元素第一次引入的图片。例如，元素110是参照图I来首次引入并讨论的。图I为具有一对对置活塞102和104的内燃机100的部分剖面等距视图。为了便于参照，可以在此将活塞102、104称为第一或左活塞102及第二或右活塞104。活塞102、104中的每个可运行地分别由相应的连接棒106、108分别耦合到相应的机轴122、124。在图示的实施例中，左机轴122可运行地由一组轴承耦合到右机轴，这组轴承同步或者控制活塞运动。在运行中，活塞102和104在由相应的套筒阀构成的同轴对齐的圆柱膛内彼此靠近和远离进行往复运动。更具体地，左活塞102在左或排气套筒阀114中来回地往复运动，右活塞104在相应的右或进气套筒阀116中来回地往复运动。如将在下面更具体介绍的，套筒阀114、116还可以来回地往复运动从而在发动机周期内的适当时候分别打开和关闭相应的进气口 130和相应的排气口 132。图2为具有左活塞202和相对的右活塞204的内燃机200的部分剖面正视图，左活塞202和右活塞204如上文对图I中的发动机100所述地沿公共轴来回地往复运动。左活塞202在排气套筒阀214确定的气缸内往复运动，而右活塞204则在进气套筒阀216确定的气缸内往复运动。正如上述的发动机100，套筒阀216和214在活塞冲程中的适当时候来回地往复运动以分别打开和关闭相应的进气口 230和排气口 232。在图示的实施例中，套筒阀214、216中的每个被枢轴摇杆臂246(或“摇杆246”)打开(也即，分别从其相应的阀座240、242移开)，该枢轴摇杆246具有与相应的凸轮凸部(cam lobe) 250可运行地连接的近端部分以及可运行地耦合到相应的套筒阀的远端部分。该凸轮凸部250可以由适合的凸轮轴承载，在一些实施例中，可以和相应的机轴通过一个或多个以机轴速度一半转动的传动装置可运行地连接。在进气一侧，例如，凸轮凸部250的旋转在一个方向上(例如，从右向左)带动摇杆246的近端部分，这进而使得摇杆246的远端部分在反在如上所述的发动机100或发动机200的运行中，直接作用于套筒阀214、216的环形前缘的至少一部分的气压，以及因连接棒相对于气缸轴的角度而产生的活塞侧面负荷，趋于使套筒阀214、216倾斜或提升而离开它们相应的座240、242。由棒角产生的倾斜力，以及来自燃烧气压的升力，随着气缸膛(bore)的增大而趋于增大。然而,如果套筒阀214、216不充分密封，可能发生许多不合需要的结果，包括阀的烧损、能量损失、低效的油耗、加速耗损等。如在上文中结合图2所讨论的，发动机200使用沿气缸的中心线动作的大螺旋弹簧244来使套筒阀216保持关闭。于是，膛更大的发动机一般需要更大的弹簧来抵消运行中的倾斜/提升力，由此带来的更低的固有频率可以限制具体发动机设计中的运行速度范围。作为替代方式，其它用于驱动套筒阀的系统，例如液压系统，实现起来可能会相对更昂贵，或者会不尽如人意地加大这种发动机的制造和组装的复杂度。如下文中更详细介绍地，本发明公开介绍了以一种能够解决一些上述关心的问题的方式来刚性地控制套筒阀、提升阀、和/或其它阀的连控轨道阀系统的多个不同实施例。图3A-3F为一组侧截面图，其示出了根据本技术的一个实施例的在代表性发动机周期内的套筒阀214、216的运行。在图3A中，左活塞202和右活塞204示为在燃烧室205 中的燃料/空气混合物的压缩过程中处于上止点(top dead center," TDC")。于是,排气套筒阀214与进气套筒阀216均被分别压向它们各自的座240与242，从而在此时关闭排气口 232与进气口 230。在此时或在此时附近，压缩的燃料/空气混合物被一个或多个火花塞306或其它适当的装置点燃。如图3B所示，由此产生的燃烧在动力冲程内将活塞202和204向外朝着它们相应的下止点(bottom dead center, " BDC")位置驱动。排气套筒阀214与进气套筒阀216均在此活塞运动过程中保持关闭。接着转向图3C，当活塞202和204在排气冲程中朝着TDC返回，排气阀214从右向左移动来打开排气口 232并由此使燃烧产物离开气缸。图3D示出了在排气冲程的TDC位置上的活塞202和204。在此时，排气阀214和进气阀216均关闭。再转向图3E，当活塞202和204开始从TDC位置向外朝进气冲程上的BDC位置移动时，进气阀216从左向右移动打开进气口 230，于是空气(或燃料/空气混合物)的新鲜充量可以流入燃烧室205。如果使用直接燃料注入，对于火花点火或迪塞尔(diesel)循环，新鲜空气将通过进气口 230流进气缸，随后通过一个或多个注入器(未示出)注入燃料。作为替代方式，发动机可以包括汽化器来将燃料/空气混合物通过进气口230 (或通过双冲程配置中的类似的输送口)导入燃烧室205。如图3F所示，当活塞202和204开始其朝着压缩冲程上的TDC位置的返回行程，进气阀216从右向左移动关闭进气口230而空气/燃料混合物在气缸内压缩。活塞从这个位置移动到图3A所示的TDC位置，并重复该循环。尽管前文的讨论为了举例说明而介绍了四冲程对置活塞/套筒阀发动机的一个实施例的运行，本领域普通技术人员将理解，本文中介绍的系统和方法及其各个方面都同等地适用于其它类型的发动机(例如，双冲程发动机、柴油发动机，等)和/或其它类型的阀系统。因此，本技术并不限于特定的发动机配置或周期。另外，本技术不限于双冲程和四冲程形式的内燃机，如预期的那样，本文中公开的方法和系统的各实施例和特征还可以与蒸汽机、泵、燃料电池等联用。图4A和4B为根据本技术的一个实施例配置的连控轨道阀驱动系统400的部分剖面侧视图。为了便于参考，结合图2中的发动机200的进气套筒阀216来介绍连控轨道系统400。但是，为了清楚起见，图4A和4B中已经略去了活塞204以及发动机200的几个其它部件。在图4A中，进气阀216处于打开位置，在该打开位置，密封表面442 (例如，环形斜面)已从阀座242 (例如，配套的环形斜面)移开，与例如右活塞204朝着进气冲程上的BDC位置移动来将空气/燃料混合物通过进气口 230 (图2和3E)吸入燃烧室205时可能是一样的。在图4B中，进气阀216移动到关闭位置，在该关闭位置，密封表面442被压向阀座242，与例如右活塞204处于或靠近压缩或排气冲程上的TDC位置时可能是一样的。参照图4A，在图示的实施例中，连控轨道阀系统400包括打开摇杆464和相应的关闭摇杆460。每个摇杆460、464的近端部分承载着可旋转地接触凸轮轴450上的相应凸部表面的凸轮从动件(cam follower)4620更具体地,打开摇杆464的从动件462在打开凸轮凸部456的表面上旋转，且关闭摇杆460的从动件462在关闭凸轮凸部454的表面上旋转。尽管凸轮从动件减小了操作摩擦力，在其它实施例中，凸轮从动件462可以被省略且摇杆460、464可以包括位于其近端部分上的适当的表面(例如，硬化的表面)以用于可滑动地接触凸轮凸部454和456。于是，摇杆460和464可以以多种方式可操作地分别耦合到凸·轮凸部454和456。例如，通过摇杆460、464中的每个的表面与相应凸轮凸部454、456间的直接的滑动接触；通过凸轮从动件(例如，凸轮从动件462)与相应的凸轮凸部454、456间的滚动接触；通过利用例如顶杆、挺杆、垫片、升降杆、和/或其它机械装置等的间接接触，可以将摇杆460和464可操作地耦合到凸轮凸部454和456。凸轮凸部454和456在中心轴452上彼此偏离来在运行中为摇杆464和460提供足够的空隙。在图示的实施例中，关闭摇杆460可操作地绕第一或关闭枢轴470 (例如，支点)旋转，打开摇杆464则可操作地绕第二或打开枢轴472旋转。如下文中将更详细介绍的，每个摇杆枢轴470、472可以包括半球状或类似形状的冠部或头部，所述冠部或头部可旋转地容纳在相应摇杆上的适当形状的凹部中以便摇臂运动。但是，在其它实施例中，摇杆460、464可以可操作地绕其它装置旋转，例如圆柱形销、杆、转轴或任何其他合适的支点、构件或结构。如下文中参照例如图6A-7B更详细介绍的，摇杆460与464中的每个可以包括两个围绕圆柱形套筒阀216以U形方式延伸的臂，且每个臂可以包括置于其远端部分上的相应的滑动件466。在图示的实施例中，滑动件466可滑动地抵在进气阀216的环形凸缘444的相对侧。滑动件466可以包括枢转地或者以其它方式承载在相应摇杆臂的远端部分上的各种适当的形状和材料。因此，在图示的实施例中，套筒阀216可操作地通过摇杆460、464耦合到凸轮轴450。但是，在其它实施例中，套筒阀216可以通过其它方式可操作地耦合到凸轮轴450，这些其它方式包括，例如，凸轮凸部454、456与套筒阀216的一个或多个凸缘或其它特征之间的直接滑动接触；凸轮凸部454和456与套筒阀216间通过例如推杆、凸轮从动件、垫片、挺杆和其它机械装置等实现的直接接触。一并参照图4A和4B，凸轮轴450 (在任一方向)的旋转提供了打开方向与关闭方向上的进气阀216的刚性控制。如图4A所示，例如，当打开摇杆从动件462位于进气凸部456的尖端或突出部分时(最大升程)，关闭摇杆从动件462位于关闭凸部454的底部且进气阀216完全打开。相反，当关闭摇杆从动件462位于或靠近关闭凸部462的最大升程区域时，打开摇杆从动件462位于进气凸部456的底部且进气阀216完全关闭。但是，贯穿这个周期，进气阀凸缘444被限制在对置的滑动件216之间且阀运动被刚性地控制。如上文参照例如图2所讨论的，在发动机运行的趋于将阀216抬离其座242的某些部分中，轴向力与倾斜力不利于进气阀216(以及排气阀214)。因此，需要在发动机周期的这些部分中(例如，在燃烧过程中)向进气阀216(以及排气阀214)施加额外的“保持关闭”力来抵消这些离座力。在本技术的一个方面中，这一额外的“保持关闭力”由添加到凸轮轴450的关闭凸部454的轮廓的额外的“隆起”或凸起部来提供，该“隆起”或凸起部使升程增大到超过使阀216的密封表面442接触阀座242的所需。这一特征将参照图4在下文中更详细地讨论。图5为凸轮轴450的放大的端视图。在图示的实施例中，关闭凸部454包括与中心轴564相隔第一距离的第一表面部分561以及与中心轴相隔大于第一距离的第二距离的第二表面部分562。图5中的虚线代表如果关闭凸部454在整个压缩冲程和动力冲程中只是几乎不用或不用压强或力而使进气阀216保持关闭(也即，与座242接触或接近相接)，关闭凸部454所应具有的理论形状(也即，圆环)。但是，如该视图所示，关闭凸部454的第 二表面部分562定义了增大的轮廓，这一增大的轮廓在发动机周期的一部分中提供了关闭摇杆460的额外的升程L(例如，最大升程)。更具体地，在图示的实施例中，第二表面部分562大致位于凸轮凸部的对应于压缩冲程上的TDC的部分的中心位置，并在两面均具有适度平滑的过渡斜面。增大的升程L使得关闭摇杆460在这个区域内对进气阀216施加更大的力，进气阀216继而以更大的力和压强来对着阀座242驱动阀密封表面442以抵消发动机运行中任何因气体压强、连接棒角度等而生的离座力。但是，这个额外的“保持关闭”力并非在整个周期内都是需要的。因此，例如，当对面的阀在被打开时，可以以相对轻地将各阀压向它们的座。在相对较轻的压强的期间，关闭凸轮凸部454与相应从动件462之间的减小的接触压强可以提供机会使在移动的表面间形成油膜，油膜可以降低操作摩擦力，提高耐磨度，并延长使用寿命。但是，如本领域普通技术人员将理解的，增大图5所示的关闭凸轮凸部454的轮廓或升程将导致关闭摇杆460与凸轮凸部454之间的干扰，而这一干扰会向与关闭阀有关联的所有部件施加更大的压力。这一额外的压力不但会带来更大的摩擦力，如果这些部件并不是被设计来承受这些负荷的话，还可能导致这些部件的破坏或损毁。本技术考虑多种不同的在发动机的运行周期的一部分里(例如，在燃烧过程中)提供进气和排气阀216、214上这一额外的“保持关闭”力的手段，而不以部件寿命、磨损、或发动机性能为代价。如在下文中更详细介绍的，除了其它以外，这些手段包括，使用在最大负载点或其附近偏斜的柔性关闭摇杆和/或柔性摇杆枢轴。术语柔性，如在本文中很多地方使用的一样，可以指在被施以已知的力时发生偏移或者移动，并在力减小时迅速或立刻恢复到其最初形状或状态的支撑物、结构和/或机械装置。这样的特征可以包括弹性元件(例如，可压缩弹簧、橡胶等)、伸缩元件、弹力元件等。图6A-6C分别为根据本技术的实施例配置的柔性关闭摇杆660的一组侧、俯及等距视图。一并参照图6A-6C，柔性摇杆660包括与远端部分602隔开的近端部分601。近端部分601可以包括具有相对的孔668的U形钩部分670，相对的孔668配置为容纳栓从而可旋转地支持其间的凸部从动件462 (图4A和4B)。远端部分602可以包括配置为绕套筒阀的一侧延伸的第一臂664a，以及配置为绕套筒阀的相对侧延伸的相应的第二臂664b。此夕卜，每个臂664的远端部分可以包括凹部666或类似特征，配置为可移动地保持滑动件466或其它用于可滑动地接触套筒阀上的凸缘444 (图4A、B)的装置。柔性关闭摇杆660可以进一步包括接合特征662，例如形状为半球状的凹部，配置为枢转地容纳摇杆枢轴470 (图4A、B)的冠部，从而将摇杆660可操作地耦合到摇杆枢轴470。关闭摇杆660可以使用本领域已知的多种适当的方法来由多种适当的材料制成。这样的材料可以包括，例如，各种金属如锻造的，低合金，中碳钢或具有高屈变力的高碳钢。在图示实施例的一个方面中，关闭摇杆660的臂664和/或其它部分可以被定型、被改变尺寸或者被设计来凭借关闭凸轮凸部454(图4和5)的增大的升程L提供所需量的额外的“保持关闭”力。例如，例如，摇杆硬度可以被设计为在凸轮冲突最大时提供足够的曲度来保持进气阀216以足够的力贴着座242关闭，又不会在该阀系统的部件中出现永久变形、损坏或不可接受的程度的摩擦。在一个实施例中，这可以通过用合适的材料(例如，弹簧钢)来制造摇杆660，这种材料的硬度提供的最大应力水平充分地低于该材料的疲劳界限。图7A和7B分别为根据本技术的另一实施例配置的关闭摇杆760的俯仰等距视 图。如下文参照图8所介绍的，不同于上述的关闭摇杆660，关闭摇杆760并不是设计来进行明显的弯曲或偏斜的，而是设计为相当地坚固。因此，在这个实施例中，由关闭凸部454的额外的保持关闭升程L引起的冲突被柔性摇杆枢轴吸收和反作用。一并参照图7A和7B，关闭摇杆760的很多方面在结构和功能上与上文中详述的关闭摇杆660至少基本类似。例如，摇杆760可以包括第一或近端部分701，该部分701具有带有配置为承载凸轮从动件462 (图4A和4B)的相应的杆768的U形钩部分769。另外，关闭摇杆760还可以包括具有第一和第二臂764a，b的第二或远端部分702，第一和第二臂764a,b围绕套筒阀的相对侧延伸，且臂764可以包括凹部766 (例如，圆柱形凹部)和/或其它适当的特征(例如，阿克塞尔销(axel pin))来枢转地支撑滑动件466。但是，如图7B中恰到好处地示出的，在这个实施例中，每个摇杆臂764包括相应的凸缘770,凸缘770的形状和尺寸被确定来为关闭摇杆762提供足够的硬度以减小或最小化运行中的不合需要的偏转。如同样由该视图示出的，关闭摇杆760的下侧可以包括半球状或类似形状的凹部762，其被配置为容纳相应摇杆枢轴的冠部。图8为根据本技术的一个实施例配置的柔性摇杆枢轴组件870的部分侧截面图。在图示的实施例中，枢轴组件870包括大致为圆柱形的主体或外壳880，主体或外壳880具有用于将枢轴组件870安装进曲轴箱或其它适当的安装结构806的一部分(例如，曲轴箱靠近相应套筒阀的部分)中的多个外部螺纹872。螺纹872还可以接受六角螺母874或其它锁定装置来让枢轴组件870在使用中保持在位置上。在其它实施例中，其它的接合特征例如卡环等可以被用于让枢轴组件870保持在需要的位置上。在图示的实施例中，枢轴组件870包括可滑动地容纳在外壳880中的孔882中的圆柱形支撑件878。一个或多个偏心机构884(例如，压缩的螺旋弹簧、一摞膜片式弹簧垫圈等)被压缩在支撑件878的底座的凸缘886与对面的帽876之间，其中帽876可螺旋地或以其它方式与外壳880接合。在图示的实施例中，支撑件878包括枢转地容纳在形成于关闭摇杆760内的凹部762中的半球状头部或冠部879。在其它实施例中，支撑件878可以包括用于可旋转地或枢转地与关闭摇杆760接合的其它特征。这样的其它特征可以包括，例如，枢转轴、球面轴承，等。调整外壳880相对于安装结构806的位置可以在不同于“保持关闭”位置的时候(例如，当关闭摇杆承受相当低的负荷或没有负荷的时候)控制关闭摇杆系统中的间隙或空隙。在这些时候容许间隙就允许了油膜在各个滑动表面上重新形成以实现更长的磨损期，如下文所述。在一个实施例中，例如，所述一个或多个偏心机构884和相关特征可以被适当的液压间隙单元所取代。使用液压间隙调节系统有可能减少部件和组装的成本。举例来说，这种液压系统可以包括止回阀，止回阀使流体流入枢轴机构878后面的气缸而不会在需要减小间隙时(例如，阀减速、阀重新加速、以及保持关闭时)漏出。相反地，可以控制止回阀来减小压力并实现在关联的 凸轮基本无负荷时的细微的阀/凸轮间隙。例如，该系统可以被配置为在排气冲程和/或在阀门打开加速时提供关闭摇杆与关闭凸轮凸部之间的细微间隙。尽管上述讨论专注于将液压系统与柔性枢轴系统联用，在其它的实施例中，也可以将类似的液压系统与柔性摇杆系统联用，其中用于填充液压气缸的可用时间有所不同。此外，在其它的实施例中，类似的气动系统可以用来在整个发动机周期内适宜地控制阀间隙。一并参照图4A、4B和8，在运行中，响应于关闭凸轮凸部454的旋转，关闭摇杆760在枢轴机构878上来回枢转。当凸轮凸部454到达图4B所示的位置时，阀216完全关闭且由增加的升程L (图5)带来的随后的冲突增大了关闭摇杆760上的弯曲负荷。偏心机构884通过驱动枢轴机构凸缘886贴着外壳880来对这一负荷作出反应，直到关闭凸部454施加足够的保持关闭力来克服偏心机构884内的预先加压。当此事发生时,枢轴机构878上的压缩力使得凸缘886抬离其座并进一步压缩偏心机构884。但是，由增加的凸轮升程L和压缩的偏心机构884提供的额外的保持关闭力足以在闻尚座负荷期间防止进气阀216尚座。尽管为了举例说明而将上述讨论呈现在进气阀216的情况下，本领域普通技术人员无疑地理解，本文中介绍的系统和方法的各实施例和方面也同样适用于与排气阀联用，例如排气阀214。因此，本发明公开并不限于任何特定的阀、发动机、或泵配置，而是延及任何包含具有类似性能要求的类似部分的系统。常规的连控轨道阀系统众所周知地具有发动机低速时的低摩擦与发动机高速时的相对高的摩擦。这一属性可能很大程度上源于在凸轮凸部与摇杆之间使用滑动接触表面。另外，滚子凸轮从动件不常用在常规的连控轨道系统中。但是，在本技术的各实施例中，本文所公开的连控轨道阀驱动系统有可能因在所有发动机速度下施加给阀的相对高的“保持关闭”力而引入在所有发动机速度下的相对高的摩擦。因此，在这样的实施例中，滚子凸轮从动件，例如上述的凸轮从动件462，至少在关闭摇杆上，是合乎需要的。另外，如下文中参照例如图16更详细描述的，在发动机工作时，凸轮从动件的额外的质量沿与阀相反的方向运动并可以因此抵消阀所引入的惯性负载，并借此降低发动机的整体振动。图9A和9B分别示出了根据本技术的两个实施例的进气阀升程与机轴/活塞正时之间关系的第一和第二图900A和900B。首先参照图9A，沿垂直轴910测量阀升程并沿水平轴912测量机轴正时。在这个实施例的一个方面中，第一图900A包括示出了连控轨道阀系统的进气阀位置的第一曲线902a，该连控轨道阀系统使用例如上文参照图8所介绍的柔性摇杆枢轴878的柔性关闭摇杆枢轴，以及例如图5所示的关闭凸部454的具有额外“保持关闭”升程的凸轮凸部。如曲线902a所示，进气阀(例如，进气阀216)在进气冲程上的TDC之前开始打开，大致在进气冲程下至中间时斜升至完全打开位置906，恰在BDC之后斜降至关闭之前。于是，当进气阀到达压缩冲程(270° )上的TDC附近的完全关闭位置时，柔性摇杆枢轴被提离其座并且关闭凸轮凸部上的“保持关闭”升程凭借柔性摇杆枢轴施加于关闭摇杆的压缩力来驱动阀更紧地抵住相应的阀座。这一额外的“保持关闭”升程L由虚线曲线908a示出。接着参照图9B，在这一实施例的一个方面中，第二图900B包括示出了连控轨道阀系统的进气阀位置的第二曲线902b，该连控轨道阀系统使用例如参照图6A-6C介绍的柔性关闭摇杆660的柔性关闭摇杆。在这一实施例的另一方面中，可以将冲突升程L,设计在完全打开位置906上的打开凸轮凸部和/或关闭凸轮凸部中以应对关闭摇杆发生在高发动机速度时完全打开位置906的偏转。这一冲突升程L'由虚线曲线908b示出，曲线908b图解了在被关闭凸轮凸部轮廓唯一地控制时的进气阀位置。于是，虚线908b和实线902b之间的关系图示了朝着完全打开位置906运动的进气阀的惯性与更硬的打开摇杆所施加的力相结合使得关闭摇杆正比于存在于完全打开位置906上的打开凸轮凸部和关闭凸轮凸部 之间的冲突升程L'。因此，冲突升程L'避免了阀惯性在完全打开位置906所导致的柔性关闭摇杆的偏转所引起的打开摇杆与打开凸轮凸部之间的不紧密接触。但是，如虚线曲线910所示，当阀到达压缩冲程上TDC附近的完全关闭位置时，保持关闭升程L再一次被柔性关闭摇杆的偏转所吸收，柔性关闭摇杆继而向进气阀座施加额外的保持关闭力以抵消任何的离座力。如本领域普通技术人员理解的，在上述的柔性摇杆的实施例中，在发动机速度相对低时，打开与关闭摇杆在进气冲程的TDC和BDC位置之间会有冲突。尽管这将给系统增加摩擦，当阀从关闭运动的加速过渡到关闭运动的减速时，储存在关闭摇杆中的弹簧储能被返回给系统。但是，如上文中参照图9B所介绍的，通过设计关闭摇杆在完全打开位置上的阀所施加的惯性负荷下偏转，可以设计在发动机达到顶峰设计速度时从系统中排除这一同样的冲突，其中的惯性负荷的量与冲突升程L,带来的冲突大致相同。通过上述方式，关闭凸轮凸部可以控制阀来跟随打开凸轮凸部的轮廓而在打开摇杆与打开凸轮凸部之间没有明显的冲突或不紧密接触。如上面所看到的，存储在柔性摇杆系统或柔性摇杆枢轴系统中的许多能量将被返回给阀控制系统，减去摩擦。如参照排气冲程上的TDC和进气冲程上的BDC区域中的第二图900B上的曲线所图示的，在阀打开加速与阀关闭减速中，在打开与关闭摇杆之间无需任何冲突。因此，离开冲突区域的操作摩擦可以显著地减小，并为油能再供应到阀/凸轮凸部接触面上提供机会。如就图6A-6C的柔性摇杆660为例所提及的，关闭摇杆凸部可以设计为具有额外的“保持关闭”升程，其设法将阀推过阀座。关闭凸轮凸部中增大的升程所带来的阀上增大的力将是，除了其它元件以外，关闭摇杆的硬度的函数。为了解决此问题，关闭摇杆可以设计为具有足够的弯曲来提供所需的关闭力以获得阀的充分密封，但不足以损坏阀系统内的任何部分。作为例子，假设在一个实施例中，需要在阀上提供1500牛顿的保持关闭力以提供充分密封。一种办法是设计一种关闭摇杆，其每O. 01毫米的偏转提供约100牛顿的力。这样的系统需要关闭摇杆、凸轮凸部和阀座之间O. 15毫米(约O. 006英寸)的冲突以提供所需的1500牛顿的保持关闭力。但是，提供这样小的冲突，需要关闭凸轮、摇杆、阀和阀座之间的物理关系熟知至+/_几个O. 01毫米之间。这需要对加工和组装的容差做有效的控制，还需控制所有元件的温度。但是，如果摇杆设计为每O. I毫米的偏转提供100牛顿的力，那就需要I. 5毫米的偏转来提供1500牛顿的额外的关闭力。在这种情况下，+/-0. I毫米的加工容差只产生所需的1500牛顿密封力的+/-100牛顿的变化。此外，即使存在工作环境中的热变化所导致的容差，仍可以相当容易地用常规的加工技术来加工出容差在O. I毫米以内的关闭摇杆。继续上述的例子，但是，在高发动机速度时，当关闭摇杆使打开阀减速并随后停下时，关闭摇杆系统上的力可能达到500牛顿或更大。这一负荷可能导致关闭摇杆系统在其翻转阀的方向时产生约O. 5毫米的偏转。这额外的O. 5毫米会提供当阀在高发动机速度时到达完全打开位置时在打开摇杆系统与关闭摇杆系统之间的O. 5毫米的相应的间隙。当这一间隙在阀行程的关闭减速部分中被占据时，该间隙可以带来相当大的冲击负荷。但是，如参照图9B在上文中说明的，由阀的惯性所导致的额外的间隙可以通过将偏转设计到凸轮 凸部的轮廓中来得到解决。更具体地，在来自阀的惯性力相对低的低发动机速度时，借助相应的凸轮凸部形状来将冲突设计到打开与关闭摇杆系统中，以在阀打开加速与减速周期内提供500牛顿的力。但是，在高发动机速度时，由于阀上的惯性负荷使得关闭摇杆系统偏转了等于或至少基本等于该冲突的距离，这一冲突消失不见。作为结果，在高发动机速度时，摇杆系统上几乎没有或完全没有冲突负荷。类似的布置也可以与上述的柔性摇杆枢轴系统联用。更具体地，该柔性摇杆枢轴组件870可以设计来在保持关闭力而非(明显地)高发动机速度时的阀减速惯性的作用下发生偏转。尽管对本技术的各种刚性控制(即，连控轨道)阀驱动系统的上述讨论是在与对置活塞发动机联用的套筒阀的环境下作出的，上文介绍的系统的特征和原理也可以与其它类型的刚性控制阀系统联用。例如，图IOA和IOB为根据本技术的实施例的用于与提升阀联用的连控轨道阀驱动系统的侧视图。图IOA显示了常规的连控轨道阀系统1000A，其中打开摇杆1064和关闭摇杆1060分别绕着打开轴1072和关闭轴1070枢转。凸轮轴1050包括打开凸部1056和关闭凸部1054a。打开凸部1056的旋转使得打开摇杆1064的远端部分向下推在提升阀1016的杆1017上，从而以常规方式打开阀1016。相反，关闭凸部1054a的旋转导致关闭摇杆1060的叉状端部1061与提升阀1016上的轴环1018接合，并向上驱动提升阀1016朝着关闭位置返回。在常规的连控轨道系统中，凸轮凸部、摇杆和阀杆接合特征的加工和组装所具有的精度必须保持适当的阀密封所要求的非常接近的容差而无冲突，所述冲突有可能导致打滑、磨损、甚至阀系统中的部件的破损。图IOB显示了根据本技术的一个实施例配置的具有柔性关闭摇杆1062的连控轨道提升阀系统1000B。与图IOA所示的系统相反，图IOB的系统包括的关闭凸轮凸部1054b具有增大的轮廓部分或增大的升程L,，其在发动机运行中引起打开与关闭摇杆系统之间的冲突。但是，在这一实施例的一个方面中，摇杆1062为柔性摇杆,其可以在所有发动机速度下忍受这一偏转而不会受损或不适宜的磨损。在这一实施例的一个方面中，柔性关闭摇杆1062使得可以以与常规的连控轨道系统相比不那么精确的容差来对阀系统进行加工和组装，而仍在提升阀1016上提供充裕的关闭力。另外，将会理解地，尽管柔性摇杆1062被设计来偏转并吸收打开与关闭凸轮凸部之间的冲突，但是柔性摇杆1062有足够的刚度以避免在高发动机速度时由提升阀1016上的惯性负荷所引起的不适宜的偏转。图IlA和IlB分别为根据本技术的实施例配置的具有柔性摇杆枢轴的连控轨道提升阀系统1100A和1100B的侧视图。连控轨道系统1100A和1100B的许多特征和部件在结构和功能上可以至少基本与上文参照图IOA介绍的相应部件类似。但是，在图示的实施例中，阀系统1100A包括关闭摇杆1160，其配置为可操作地在柔性摇杆枢轴1178上枢转。柔性摇杆枢轴1178在结构和功能上可以至少基本与上文参照图8介绍的柔性枢轴组件870类似。因此，柔性摇杆枢轴1178可以降低连控轨道系统1100A所需的加工与组装精度，而不带来系统部件上过度的磨损或负荷。应当注意，与上述的套筒阀系统不同，没有为便于阀的着座而在相应的连控轨道提升阀系统中提供图IOB中的关闭凸轮凸部1054b的额外的冲突U以及由柔性摇杆枢轴1178提供的额外的压缩力，因为常规的往复活塞发动机的内部气压有助于阀的着座。更恰当地讲，上述的柔性摇杆部件被提供以使得相应的提升阀系统以更低的加工容差来构建和组装，于是成本更低，寿命更长。 接着转到图11B，连控轨道提升阀驱动系统1100B与上文参照图IlA介绍的阀驱动系统1100A的结构和功能基本类似。但是，在图示的实施例中，关闭摇杆1160a和打开摇杆1164的近端部分承载了滚子凸轮从动件1162以进一步减小系统中的摩擦。这样的从动件可以用在本文介绍的柔性摇杆系统和本文介绍的柔性摇杆枢轴系统上以减小摩擦。图12A和12B分别为根据本技术的又一实施例配置的连控轨道套筒阀驱动系统的侧视图和部分截面底端视图。阀驱动系统1200的许多部件和特征在结构和功能上至少基本上与上文参照图4A和4B介绍的阀驱动系统400的相应部件和特征类似。例如，系统1200包括控制打开摇杆1260和关闭摇杆1264的运动的凸轮轴1250，打开与关闭摇杆继而控制套筒阀1216的打开与关闭行程。但是，与上述的系统400相反，在系统1200中，打开摇杆1264与关闭摇杆1260并不与套筒阀1216上的外边缘接合。更恰当地讲，在图示的实施例中，套筒阀1216包括形成于套筒阀1216的底部的相对侧上的第一孔1290a和第二孔1290b。在这一实施例中，打开摇杆1264包括具有相应滑动件的第一臂1265a和第二臂1265，滑动件与各个孔1290的较低表面接合。类似地，关闭摇杆1260包括间隔的一对臂1267a、b，臂1267a和b在其远端部分上承载着与套筒阀1216的较低边缘接合的滑动件1266。如图12B所示，活塞1204包括靠近活塞销1207的侧挖空1205 (例如，形如“滑动件”活塞)来为打开摇杆1264的臂1265的远端部分提供适当的空隙。在运行中，打开摇杆1264驱动套筒阀1216离开阀座来通过倚靠孔1290的较低边缘部分来打开阀，而关闭摇杆1260在相反方向上驱动套筒阀来通过倚靠套筒阀1216的较低边缘部分来关闭阀。通过上述方式，摇杆接合并不要求套筒阀1216的凸缘或其它特征(例如图4A和4B中的凸缘444)。图13A和13B分别为根据本技术的实施例配置的套筒阀摇杆1360a和1360b的俯视图。摇杆1360a、b的许多特征在结构和功能上可以至少基本上与上述的一个或多个摇杆(例如，摇杆660)类似。例如，每个摇杆1360可以包括承载着可旋转凸轮从动件1362的近端部分，以及具有配置为围绕相应套筒阀的相对侧延伸的两个间隔的臂1364a、b的远端部分 1302。
但是，在图示的实施例的一个方面中，可以看到凸轮从动件1362稍稍偏离了摇杆臂1364的中线1301。如参照图4A所提及的，这样做的原因是因为连控轨道凸轮轴上的相应凸轮凸部彼此偏离使得关闭和打开摇杆可以被一根凸轮轴调节。但是，这一偏离可以引入每个摇杆比1364的相应基座部分1368内的不均匀的扭力。在本技术的一个实施例中，每个基座部分1368的扭转刚度可以被设计以使得在发动机运行中两个摇杆臂1364中的每个在套筒阀上施加相同的力。更具体地，在图13A所示的实施例中，摇杆1360a可以包括以加工、浇筑或其它方式形成于每个基座部分1368中的一个或多个拉长凹部或凸部，来为这两个基座部分提供相同的扭转硬度。在图13A中，凹部1392a在第一方向上成角度从而在对具体摇杆应用(例如，其为关闭摇杆还是打开摇杆)最为有利的方向上提供独特的刚度。但是，如图13B所示，凹部1392还可以形成在相反方向上。另外，在其它实施例中，凹部或凹槽1392可以定向在其它方向和/或配置上，例如基本直地沿着摇杆臂及做部分1368以在运行中限制或至少减少摇杆1360的侧向移动(也即，从一侧向另一侧)。在图示的实施例中，臂1364可以是中空的。但是，在其它实施例中，臂1364可以为实心。图14A和14B分别为根据本技术的另一实施例配置的具有扭转特征的套筒阀摇 杆1460的俯视图和侧视图。更具体地，这些示了具有摇杆臂基座部分1468a、b的摇杆1460,其中材料通过基座部分的环状切口或局部颈缩(necking down)而从基座部分移除，从而调节或调整扭转硬度，以使得每个摇杆臂1464在发动机运行中提供相同或基本相同的硬度。匹配大致为管状的基座部分1468的扭转硬度可以在发动机运行中在每个摇杆臂1464上提供相等的负荷。另外，基座部分1468还可以设计来提供需要的量的偏转和“保持关闭”力来在发动机周期的所选部分中密封相应的套筒阀。臂1464还可以被设计(例如，具有减少的横截面)来为负荷下所需的偏转出力。接下来参照图15A和15B，这些图显示了根据本技术的又一实施例配置的套筒阀摇杆1560。更具体地，在图示的实施例中，摇杆1560可以由金属片形成(例如，通过冲压)，摇杆臂1565a、b上具有返回凸缘(return flange) 1565a、b以提供所需的硬度和偏转。另夕卜，可以通过弯曲金属垂片或耳1567a、b来形成用于将摇杆1560定位在其相应的枢转轴或轴(spindle)上的通孔1569以形成围绕通孔1569的管状部分。摇杆臂1564的远端部分1502可以形成为具有轻微的弧1598来提供远端部分与相应套筒阀上的接合凸缘或其它结构之间的最小化的滑动摩擦。在往复套筒阀发动机中，套筒阀的动质量可以明显高于，例如，常规内燃机中的提升阀的相应质量。作为结果，这种套筒阀系统在发动机运行中可以产生比常规提升阀系统更大的不平衡力，导致更大的噪声、振动、以及不平顺性(NVH)。举例来说，在一个实施例中，希望加速和减速套筒阀所需的失去平衡力近似为主活塞力的25%。因此，在常规提升阀系统中，阀机构的惯性力因其相对低的质量可能相对不明显，这些力可以保证在套筒阀系统的设计中的紧密关注以最小化或至少减小整体的NVH。图16显示了连控轨道套筒阀驱动系统，其中套筒阀1616的有效质量被添加到相应关闭摇杆1660和打开摇杆1664的相对端的额外质量所抵消。摇杆1660和1664的许多特征可以在结构和功能上与上述的摇杆(例如，摇杆660)至少基本类似。例如，每个摇杆1660和1664中由凸轮轴1650上的相应凸部所控制。在图不的实施例中，每个摇杆1660与1664中分别绕着相应的轴(shaft or spindle) 1670和1672枢转。但是，在其它实施例中，摇杆1660和1664可以绕着其它结构，例如柔性枢轴来枢转。在图不的实施例中，摇杆1660和1664的近端部分承载了相对大的凸轮从动件1662，该凸轮从动件具有比所需的相应地更大的质量。由于滚子凸轮从动件1662转换到与套筒阀1616相对的方向上，其趋于使套筒阀1616的增大的有效质量引起的惯性失衡效果缓和。在其它实施例中，抵消质量可以被添加或者可操作地耦合到使用其它手段的摇杆1660与1664的近端部分，其它手段例如增大在该区域内的摇杆质量、接合到其它往复运动的质量，等等。当然，如被注意到的，在有意地向例如图16所示的中央枢轴摇杆臂增加重量的同时，可能减小了净惯性振动力，各个摇杆臂绕其各自的枢轴的旋转惯性将必然增大，因此为整个阀机构增加有效质量并有相应的能量损失。图17A和17B为根据本技术的另一实施例配置的柔性枢轴组件1770的侧截面图。柔性枢轴组件1770的许多部件和特征在结构和功能上与上文参照图8介绍的柔性枢轴组件870的相应部件和特征至少基本类似。例如，在图示的实施例中，柔性枢轴组件1770包 括枢转机构1778，其具有枢转地容纳在摇杆1760(例如，关闭摇杆)的相应凹部中的头部(例如，形状为球状的头部)或冠部1779。但是，在这一特定实施例的一个方面中，枢轴组件1778可滑动地收容在液压升降机1790的圆柱形孔中。液压升降机1790包括可滑动地容纳在圆柱形收容孔1782中的升降机主体1791。升降机主体1791包括被偏心结构1784推着抵住停止表面1780的凸缘1786。偏心机构1784可以是或可以包括螺旋弹簧、一摞膜片式弹簧垫圈等。液压升降机1790在结构和功能上可以与本领域普通技术人员所知的与内燃机阀机构联用的常规液压升降机至少基本类似。因此，油或其它适当的液压流体从油道1792通过一个或多个孔1794流入升降机主体1790。如已知的，压强相对较高的油流入枢轴机构1778下的室，所述室被内部的弹簧(未示出)向着图17A所示的延伸的位置偏置。在以下的一个实施例中，上述的柔性摇杆枢轴/液压升降机组合可以用来在凸轮负荷相对较低的周期内降低或消除阀驱动系统中的间隙。首先参照图17A，在这个图中，在阀运行中的相对“无负荷”或轻负荷部分中(即，当摇杆接触凸轮凸部的基圆时)，摇杆1760接触凸轮凸部(未示出)。此时，油或其它液压流体(未示出)以极小的阻力通过一个或多个孔1794进入升降机主体1791，并驱动摇杆枢轴冠部1779靠着摇杆1760从而保持摇杆与凸轮凸部以“零”间隙(即，空隙)轻接触。接着转到图17B，这幅图显示了当摇杆1760处于相对较高的负荷下(例如，发动机周期里摇杆1760与凸轮凸部之间存在冲突的保持关闭部分中，或在“惯性事件”中(例如，当阀靠近完全打开位置时))的柔性枢轴组件1770。这一高负荷使得摇杆1760在枢转机构1778上以类似的较大的力向下推动。但是，正如常规的阀升降机，由于内部止回阀或类似特征，这个力无法驱动大量的油流出升降机主体1791。作为结果，枢轴机构1778不缩回到升降机主体1791内。取而代之地，当升降机1790上的负荷增加时，凸缘1786移动远离停止表面1780并压缩偏心机构1784，由此导致枢转机构1778偏转并控制阀驱动系统内的总的力。因此，将液压升降机1790和柔性偏心机构1784合并可以得到无需维护或至少少量维护的刚性控制阀系统，其可以为充分的“保持关闭”阀密封提供预订的柔性，而在阀系统中只有极小或没有间隙。如果与上文参照图17A和17B所介绍类似的液压间隙调节系统也与连控轨道阀系统(例如参照图4A和4B介绍的系统)中的摇杆(例如,打开摇杆)联用，必要地或至少有利地，在关闭侧柔性枢转机构上提供比在打开侧更强的机械效益以保证阀位置受控且知道何时两个摇杆都运行在它们各自的凸轮凸部基圆上。否则，可以产生可变的阀位置。各类阀弹簧可以并如到上文详述的柔性摇杆/柔性枢轴系统中。举例来说，在一个实施例中，螺旋弹簧，例如上文参照图2所介绍的螺旋弹簧244可以与上述的任何刚性控制阀驱动系统合并。此外，在一些实施例中，螺旋弹簧可以支撑在与相应的套筒阀对置的可移动基座上。在这个实施例中，在打开与关闭动作中，弹簧以常规方式控制阀的运动。但是，在发动机周期的保持关闭部分中，弹簧基座被移向阀(通过，例如，适当的传动螺杆、凸轮、液压、气动或其它系统)以进一步压缩弹簧并提供增强的阀密封。这一额外的压缩在需要的保持关闭期间内增大了座上的阀压力，并未改变发动机周期的其它部分中阀弹簧的“正常”运行。这样的可移动弹簧基座系统可以如上所述地用在“标准”阀驱动系统中，用在例如参照图2所述的阀驱动系统中，和/或用在刚性控制阀驱动系统中，例如上述的一个或多个刚性控制阀驱动系统。这一弹簧配置被考虑为提供阀驱动周期内可观量的柔度及用于可能的加工容差和变化的相对大的容差。图18为根据本技术的进一步的实施例配置的组合式柔性摇杆I860的等距视图。柔性摇杆1860的许多特征可以在结构和功能上与上文详述 的摇杆(例如，图6A-6C中的摇杆660和/或图7A和7B中的摇杆1760)的相应特征至少基本类似。但是，在图示的实施例中，摇杆I860包括朝向近端部分1801放置的第一或凸轮机构1804，以及朝向远端部分1802放置的相应的第二或阀机构1806。正如上文详述的套筒阀摇杆，阀机构1806包括固定在一起并配置为围绕相应套筒阀(未示出)的相对侧延伸的一对相对的臂1864a、b。另外，每个臂1864的远端部分可以承载滑动件1866或其它适当的特征来在套筒阀内或套筒阀上与凸缘或其他适当特征(例如，切口)接口以进行阀的驱动。类似地，凸轮机构1804的近端部分可以包括滚子凸轮从动件1862来减小摇杆1860和相应凸轮凸部之间的摩擦。在图示实施例的一个方面中，凸轮机构1804利用可操作地置于通孔1862内的适当的轴1878 (spindle或shaft)来枢转地稱合到摇杆机构1806。另外,摇杆1860可以进一步包括可操作地置于凸轮机构1804和摇杆机构1806之间(例如，其相对的凸缘)的可压缩机构1884。可压缩机构1884可以包括各类弹性可压缩材料，包括，例如，螺旋弹簧、一个或多个膜片式弹簧垫圈、高硬度橡胶、等等。在运行中，偏心机构1884使得臂1864在凸轮冲突中相对于摇杆机构1804柔性地枢转，以在发动机周期内对相应的套筒阀产生所需的保持关闭力，以便于上文详述的套筒阀的密封。在其它实施例中，根据本技术配置的组合式摇杆可以包括更多或更少的耦合在一起的部件或部分来提供柔性和其它特性，例如三个或更多部分。上述的本发明的各实施例和方面可以合并或利用或包括通过引用并入本申请的各参考文献所公开的系统、功能、部件、方法、概念和/或其它特征，以提供本发明更进一步的实现。本文中提供的本发明的教导可以被用于其它系统，而并不一定是上述的系统。上述的各例子的元素和功能可以被合并以提供本发明的进一步的实现。本发明的一些相互替代的实现包括的元素不仅可以比上述实现更多，还可以比上述实现更少。进一步地，本文中记录的任何特定数字都只是例子相互替代的实现可以使用不同的数值或区间。
由上文，以示范为目的介绍了本发明的特定实施例，但是应该理解，不脱离本发明的各实施例的精神和范围即可做出各种变形。进一步地，本发明的特定实施例相关的各项优势已经在这些实施例的环境中在上文中做了介绍，其它实施例可以显现出这些优势，并非所有实施例都需要显现出这些优势才可以落入本发明的范围之内。因此，本发明不受随附权利要求之外的限制。·
权利要求
1.一种内燃机，包括 燃烧室； 往复套筒阀，配置为与阀座相配合；和 连控轨道阀驱动系统，可操作地耦合到套筒阀，其中在所述内燃机的运行中，所述连控轨道阀驱动系统在驱动所述套筒阀远离所述阀座与朝着所述阀座驱动所述套筒阀之间转换。
2.如权利要求I所述的内燃机，进一步包括与所述燃烧室之间流体连通的通道，其中在所述内燃机的运行中，所述连控轨道阀驱动系统在驱动所述套筒阀远离所述阀座以打开所述通道和朝着所述阀座驱动所述套筒阀以关闭所述通道之间转换。
3.如权利要求2所述的内燃机，其中所述通道为进气通道，配置为将可燃充量导入所述燃烧室。
4.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 第一摇杆臂，其驱动所述套筒阀远离所述阀座；和 第二摇杆臂，其朝向所述阀座驱动所述套筒阀。
5.如权利要求I所述的内燃机，其中所述套筒阀包括外部凸缘，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 第一摇杆臂，其可操作地接合所述凸缘并驱动所述套筒阀远离所述阀座；和 第二摇杆臂，其可操作地接合所述凸缘并朝着所述阀座驱动所述套筒阀。
6.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 打开摇杆臂，其驱动所述套筒阀远离所述阀座以打开与所述燃烧室之间流体连通的通道；和 关闭摇杆臂，其朝着所述阀座驱动所述套筒阀以关闭所述通道。
7.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括可操作地耦合到所述套筒阀的第一和第二凸轮凸部，其中所述第一凸轮凸部的旋转驱动所述套筒阀远离所述阀座，且其中所述第二凸轮凸部的旋转朝着所述阀座驱动所述套筒阀。
8.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括凸轮轴，所述凸轮轴具有可操作地耦合到所述套筒阀的第一和第二凸轮凸部，其中所述第一凸轮凸部的旋转驱动所述套筒阀远离所述阀座，且其中所述第二凸轮凸部的旋转朝着所述阀座驱动所述套筒阀。
9.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 第一凸轮凸部； 第二凸轮凸部； 第一装置，其用于将所述第一凸轮凸部可操作地耦合到所述套筒阀，其中所述第一凸轮凸部的旋转使得所述第一装置驱动所述套筒阀远离所述阀座并打开与所述燃烧室之间流体连通的通道；和 第二装置，其用于将所述第二凸轮凸部可操作地耦合到所述套筒阀，其中所述第二凸轮凸部的旋转使得所述第二装置驱动朝着所述阀座驱动所述套筒阀以关闭所述通道。
10.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 第一凸轮凸部；第二凸轮凸部； 第一摇杆臂，其可操作地置于所述第一凸轮凸部与所述套筒阀之间，其中所述第一凸轮凸部的旋转使得所述第一摇杆臂驱 动所述套筒阀远离所述阀座以打开与所述燃烧室之间流体连通的通道；和 第二摇杆臂，其可操作地置于所述第二凸轮凸部与所述套筒阀之间，其中所述第二凸轮凸部的旋转使得所述第二摇杆臂朝着所述阀座驱动所述套筒阀以关闭所述通道。
11.如权利要求I所述的内燃机，其中所述连控轨道阀驱动系统包括 第一凸轮凸部； 第二凸轮凸部； 第一摇杆臂，其具有与第二端部间隔的第一端部，其中所述第一端部可操作地耦合到所述第一凸轮凸部，其中所述第二端部具有可操作地置于所述套筒阀的第一侧上的第一臂和可操作地置于所述套筒阀的与所述第一侧相对的第二侧上的第二臂，且其中所述第一凸轮凸部的旋转使得所述第一摇杆臂驱动所述套筒阀远离所述阀座以打开与所述燃烧室之间流体连通的通道；和 第二摇杆臂，其具有和第四端部间隔的第三端部，其中所述第三端部可操作地耦合到所述第二凸轮凸部，其中所述第二端部具有可操作地置于所述套筒阀的所述第一侧上的第三臂和可操作地置于所述套筒阀的所述第二侧上的第二臂，且其中所述第二凸轮凸部的旋转使得所述第二摇杆臂朝着所述阀座驱动所述套筒阀以关闭所述通道。
12.如权利要求I所述的内燃机，其中所述套筒阀包括圆柱形膛，且其中所述内燃机进一步包括可操作地置于所述圆柱形膛中的往复活塞。
13.如权利要求I所述的内燃机，其中所述套筒阀为具有第一圆柱形膛的第一套筒阀，且其中所述内燃机进一步包括 第二往复套筒阀，其具有与所述第一圆柱形膛同轴对齐的第二圆柱形膛； 第一活塞，其可操作地置于所述第一圆柱形膛中；和 第二活塞，其可操作地置于所述第二圆柱形膛中，其中所述第一活塞和第二活塞在其间确定所述燃烧室。
14.一种内燃机，包括 燃烧室； 往复阀，其配置为与阀座配合以打开和关闭与所述燃烧室之间液体连通的通道；凸轮轴，其可操作地耦合到所述阀并配置为绕中心轴旋转；和凸轮凸部，其由所述凸轮轴承载并具有外部轮廓，所述外部轮廓至少部分地由第一表面部分和第二表面部分确定，其中所述第一表面部分与所述中心轴间隔第一距离且所述第二表面部分与所述中心轴间隔大于所述第一距离的第二距离，其中在所述凸轮轴绕所述中心轴旋转时，所述第一表面部分将所述阀置为与所述阀座接触或近接触，并以至多第一力来将所述阀压向所述阀座，且其中所述第二表面部分以大于所述第一力的第二力来将所述阀压向所述阀座。
15.如权利要求14所述的内燃机，其中所述第二表面部分确定所述凸轮凸部的最大升程的范围。
16.如权利要求14所述的内燃机，其中所述凸轮凸部的所述第一表面部分确定了圆形轮廓，且其中所述凸轮凸部的所述第二表面部分确定了靠近所述圆形轮廓的凸起的轮廓。
17.如权利要求14所述的内燃机 其中所述凸轮凸部为阀关闭凸轮凸部； 其中所述凸轮轴进一步承载阀打开凸轮凸部；以及 且其中所述阀打开凸轮凸部具有外部轮廓，所述外部轮廓至少部分由在所述凸轮轴的旋转时将所述阀移动远离所述阀座的第三表面部分确定。
18.如权利要求14所述的内燃机，其中所述往复阀位具有圆柱形膛的套筒阀，且其中所述内燃机进一步包括配置为在所述圆柱形膛中往复运动的活塞。
19.如权利要求14所述的内燃机，其中所述往复阀为具有圆柱形膛的套筒阀，且其中所述内燃机进一步包括 活塞，其配置为在所述膛内的下止点(BDC)位置与上止点(TDC)位置之间往复运动，且其中所述凸轮凸部的第二表面部分在所述活塞大致在所述TDC位置时以所述第二力将所述凸轮阀压向所述阀座。
20.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括 支占.摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，且枢转地耦合到所述支点；和 用于响应所述凸轮轴的旋转来往复运动所述支点的装置。
21.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括 柔性支撑部；和 摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，且枢转地耦合到所述柔性支撑部，其中所述摇杆臂响应所述凸轮轴的旋转而压缩所述柔性支撑部。
22.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括 柔性支撑部，其具有头部；和 摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，并枢转地被所述柔性支撑部的所述头部支撑，其中所述摇杆臂在所述凸轮轴的旋转中响应与所述第二表面部分的接触而压缩所述头部。
23.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括 支撑机构，其可滑动地置于膛中； 偏心机构，其可操作地抵着所述支撑机构放置；和 摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，并枢转地耦合到所述支撑机构，其中所述摇杆臂在所述凸轮轴的旋转中响应于与所述第二表面部分的接触而驱动所述支撑机构进入所述膛并压缩所述偏心机构。
24.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括柔性摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，其中所述柔性摇杆臂配置为在所述凸轮轴的旋转中响应与所述第二表面部分的接触而发生偏转。
25.如权利要求14所述的内燃机，进一步包括柔性摇杆臂，其可操作地置于所述阀和所述凸轮凸部之间，其中所述柔性摇杆臂在所述凸轮轴的旋转中响应与所述第二表面部分的接触而发生偏转，且其中所述摇杆臂每偏转约0.01毫米至约O. I毫米向所述阀施加约100牛顿的力。
26.一种用于操作具有可操作地置于套筒阀的圆柱形膛中的往复活塞的内燃机的方法，其中所述套筒阀的所述膛至少部分地确定了燃烧室，所述方法包括 移动所述套筒阀远离阀座以打开进入所述燃烧室的通道； 当所述通道打开，向所述膛内的下止点(BDC)位置移动所述活塞来将可燃充量吸入所述燃烧室； 向所述阀座移动所述套筒阀； 以第一力将所述套筒阀压向所述阀座来关闭所述进入所述燃烧室的通道； 在以所述第一力将所述套筒阀压向所述阀座时，向所述膛内的上止点(TDC)位置移动所述活塞来压缩所述燃烧室内的所述可燃充量； 当所述活塞到达所述TDC位置，以大于所述第一力的第二力将所述套筒阀压向所述阀座；和 在以所述第二力将所述套筒阀压向所述阀座时，点燃所述可燃充量来向所述BDC位置驱动所述活塞。
27.如权利要求26所述的方法，其中移动所述套筒阀远离所述阀座包括以第一凸轮凸部来驱动所述套筒阀，且其中向所述阀座移动所述套筒阀包括以第二凸轮凸部来驱动所述套筒阀。
28.如权利要求26所述的方法，其中所述内燃机包括可操作地耦合到所述套筒阀的凸轮凸部，其中以所述第一力将所述套筒阀压向所述阀座包括以所述凸轮凸部的第一表面部分来向所述阀座驱动所述套筒阀，且其中以所述第二力将所述套筒阀压向所述阀座包括以所述凸轮凸部的第二表面部分来向所述阀座驱动所述套筒阀，所述第二表面部分具有所述第一表面部分更大的升程。
29.如权利要求26所述的方法，其中所述内燃机包括枢转地置于所述套筒阀和凸轮凸部之间的摇杆，其中以所述第一力将所述套筒阀压向所述阀座包括偏转所述摇杆达第一量，且其中以所述第二力来将所述套筒阀压向所述阀座包括偏转所述摇杆达大于所述第一量的第二量。
全文摘要
本文公开了用于内燃机的刚性控制即连控轨道阀系统。在一个实施例中，与内燃机联用的刚性控制往复套筒阀系统包括由相应的打开与关闭凸轮凸部控制的打开与关闭摇杆。在这个实施例的一个方面中，冲突可以被设计到这一阀控制系统中来提供额外的“保持关闭”力从而在发动机周期的一个部分中保持阀向着阀座关闭。在这一实施例的另一方面中，刚性控制阀系统可以包括柔性部件和系统、液压系统、气动系统、和/或机械弹簧系统来控制阀间隙、利于密封，等等。
文档编号F01L1/02GK102889103SQ20111030303
公开日2013年1月23日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者詹姆斯M.克利维斯, 迈克尔.霍克斯, 威廉姆H.安德森 申请人:品纳科动力有限公司