专利名称：用于二冲程/四冲程转换的调制组合润滑和控压系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种转换机构，更特别涉及一种如所期望的可在内燃 机的二冲程操作和四冲程操作间转换的转换机构，其中该转换机构可在与 第一凸轮凸角接合用于四冲程及与第二凸轮凸角接合用于二冲程之间转 换。
背景技术：
传统的内燃机按照热力学原理运转，或者二冲程循环或者四冲程循环。 两种类型的内燃机都能够使用包括汽油、柴油、酒精和气体燃料的燃料范 围运转。燃料一般由例如包括汽化器和燃料喷射器的装置引导进内燃机。 油气混合物能被不同的方式点火，包括火花点火和压縮点火。每种内燃机 循环类型具有不同的优点和缺点，不同的功率密度、油耗、尾气排放、噪 声、振动、内燃机尺寸、重量和造价等。
在普通的传动条件下， 一般的车辆由适合车辆的最大性能要求的内燃 机供以动力。例如，客车在小山上超过其他车辆可能在短暂阶段使用内燃 机的最大功率。事实上在其他所有时间，从低速城市驾驶到高速公路巡航， 所要求的功率是可利用的功率的小部分。因此安装具有大排量的特大内燃 机只是用于偶尔的高功率要求。
对于具有大排量的作业车，情形甚至更戏剧化。货物拖运的拖拉机挂 车，运输卡车和其他车辆被设计具有能适应满载的内燃机。当空车行进时，
功率要求实质上减少了。相类似，船用内燃机经常必须从高转速或高功率 运转转换到内燃机长时期空闲地运转的低转速。未使用的排量或过使用的排量导致特大尺寸且具有多重气缸的大内燃机具有的重量和复杂性导致在 大部分运转时期不必要的燃料消耗和过度污染。
现有的内燃机通常受限制在它们的运转是二冲程或四冲程运转。这种 内燃机具有固定的燃料分配系统，被优化用于有限的运转范围。具有固定 的压縮比和对功率、扭矩及内燃机转速所有范围内的性能优化的有限方式， 燃料消耗一般由具体的燃料消耗曲线表征，曲线上有一个最小燃料消耗点。
虽然内燃机设计的某些提高已经处理了这些问题，例如使用涡轮增压 器得到高性能运转，但是满足最大功率要求是以最适宜的燃料消耗为代价 的。
现有的内燃机已经使用了可转换的凸轮从动件来从多凸轮轮廓驱动阀 以提供在阀门间隙中的变化，阔门间隙在一个凸轮轮廓至下一个凸轮轮廓 之间。在摇杆臂或凸轮从动件只具有单个凸轮轮廓运转的常规系统中，一 般惯例是使用液压阀门调整器，调整器被润滑油加压且使用内止回阀以保 持在填充位置。这些液压阀门调整器已经被放置在滑轮上、在头部或摇杆 臂或凸轮从动件本身，它们的应用很普遍。但是，在阀机构中却是不充分 的，那里多重凸轮轮廓通过使用摇杆臂或凸轮从动件来驱动阀，凸轮从动 件通过一些方式从一个轮廓转换到另一个。
在一个二冲程/四冲程的转换阀机构中(公开在美国专利申请公报
2005/0205019)，阀摇轴设有两个纵向的钻孔， 一个钻孔给所有在轴上运行 的摇杆提供润滑，第二个单独的通道连接摇杆转换机构以给液压的活塞提 供控压，活塞锁住和解锁摇杆对。虽然这个结构运行良好(具备单独的润 滑和控制功能)，但是具有两个小钻孔的轴昂贵且难以制造。
另外，由于要求将压力从若干低水平提高至弹簧预载阈值，在该阈值 处活塞和锁定销能开始移动，故锁定机构的响应被减缓了。虽然其它转换 阀机构已经通过提高低压至正好低于弹簧阈值(见美国专利4, 917, 057)克 服了这个困难，这个被动的布置具有非对称响应，因为提高压力超过阈值 迅速，但降低(有更高的背压)缓慢。另外，这个被动系统不能被控制以 改变润滑或控压去适合运转条件。
期望制造转换机构用于将内燃机从二冲程转换至四冲程运转，其中燃 料效率、喷射效率、功率最大。
发明内容
本发明总体涉及用于内燃机的二冲程/四冲程转换阀机构，内燃机中的 气缸必须单独地在己知的定时转换。摇轴有单个的内部油通道沿着其长度 方向形成， 一般阻塞以形成用于每一个气缸阀机构的单独的室。驱动三端 口滑阀的驱动器提供在每一个气缸处，驱动器输送油进入摇轴室。驱动器 一般是线性螺线管，其位置被供给它的脉宽调制电流控制，但驱动器也可 以是移动滑阀的伺服电机或步进电机。这三个端口是控油输出端口 (中央 端口)、油压供给端口 (一端端口)和油压卸除端口 (相反端端口)。这些 端口布置以响应驱动器的控制输入使控压端口能够部分或完全连接到供油 端口或卸油端口。
这样阀能够被调制以提供流动孔，流动孔产生控压正好低于运动阈， 以提供摇杆润滑和最小化改变控压的转换速率，以驱动锁定机构。完全可 用的系统压力将应用(供给端口完全连接至控制端口)以使转换在要求时 尽可能地快。
因为期望解锁摇轴(对控制室降压)时低润滑压力将是种损害，更进 一步级别的控制输入提供给驱动器，驱动器完全连接控压端口至气压卸除 端口，气压卸除端口将油返回集油槽。润滑压力的瞬间损耗不该是有损害 的(因为转换能仅当摇轴卸载和静止时发生)，但由性能的某些损耗，此压 力也能调节至某级别以在卸除活动中提供润滑。 一旦转换活动结束，驱动 器的控制将返回适于润滑的级别，并为下次转换活动准备。
压力传感器可以连接到控制端口以对所有级别的压力(四冲程/润滑， 二冲程/润滑，卸除/无润滑)通过内燃机管理系统实现闭环控制。这将允许 润滑油压力的调节(速度、负载、内燃机温度、转换阈的接近程度)。保持 压(维持二冲程模式)能够被调节以最小化油或电功率，或降低转换压力 阈返回四冲程状态以提升速度。卸除压能够被调节以提供充足的润滑。压 力传感器也能提供关于转换活动的定时信息至内燃机管理系统以协调其它 关键参数。它也可以用于确认车载诊断的转换成功发生。
四冲程至二冲程和返回活动的定时序列示出在图中。
本发明是二冲程/四冲程转换系统，其中摇轴具有单个纵向钻孔延伸其 中以阻塞形成用于每一个气缸阀机构的单独的室。用于每一个气缸的驱动 器驱动可移动地布置在三端口滑阀中的液压活塞，滑阀被摇轴中的钻孔提供油。三个端口是"控油输出端口"(中央端口)、"油压供给端口"(一端 端口)和"油压卸除端口"(相反端端口)。响应驱动器的控制输入，控制 端口能够部分或完全连接至供给端口或卸除端口 。阀被调制正好低于运动 阈，以提供摇杆润滑和最小化改变控压的转换速率，以驱动锁定机构。当 通过完全连接供给端口至控制端口以解锁摇杆时使用完全压力。
与本发明相符，已经意外的发现用于将内燃机从二冲程转换至四冲程 运转的转换机构，其中燃料效率、喷射效率和功率被最大化。
将内燃机从一种冲程类型转换至另一种冲程类型的转换机构，其包括:
第一对销，第一对销中每一个的第一端与压力流体连通且第一对销中 每一个的第二端被弹簧推动；
转换机构，适于将凸轮轴的旋转运动转换至阀的线性运动，此转换机 构容纳第一对销且适合接合凸轮轴的二冲程凸轮面和四冲程凸轮面，通过 压力流体的压力改变导致第一对销的至少一个运动以停止从二冲程凸轮面 和四冲程凸轮面之一至阀的运动改变。
对本领域技术人员而言，本发明的上述及其它优点将从下述对优选实
施例的详细描述并参考附图而变得显然，其中
图1是机构的示意性左侧视图，该机构用于将内燃机从一种冲程类型
转换至另一种冲程类型，包括内燃机阀、摇杆和凸轮轴组件。 图2是图1中示出的组件的示意性顶视图。 图3是图1中示出的组件沿着线3-3的示意性剖视图。 图4是第二实施例的示意性正面视图，示出了用于将内燃机从一种冲
程类型转换至另一种冲程类型的机构，包括剖视的转换梃杆和凸轮轴。
图5是图4中的转换梃杆和凸轮轴沿着线5-5的示意性剖视图。
图6是图4中转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了锁定销所 处的位置能够引起仅从四冲程凸轮的运动转移，且梃杆在基圆位置。
图7是图4、 6中的转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了锁定销 所处的位置能够引起仅从四冲程凸轮的运动转移，且梃杆在完全升起位置。
图8是图4中的转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了锁定销 所处的位置能够引起仅从二冲程凸轮的运动转移，且梃杆在基圆位置。图9是图4、 8中的转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了锁定 销所处的位置能够引起仅从二冲程凸轮的运动转移，且梃杆在完全升起位置。
图10是图4中的转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了机械类 型的空隙调节器。
图11是图4中的转换梃杆和凸轮轴的示意性正面视图，示出了液压类 型的空隙调节器。
图12是第三实施例的示意性侧剖视图，示出了用于将内燃机从一种冲 程类型转换至另一种冲程类型的机构，该机构包括凸轮从动件和摇杆臂组 件。
图13是图12中的组件沿着线13-13的示意性剖视图。
图14是第四实施例的示意性局部剖视图，示出了用于将内燃机从一种
冲程类型转换至另一种冲程类型的机构，该机构包括凸轮从动件和摇杆臂组件。
图15是具有以横截面示出的滑阀的螺线管驱动器的正视图，定位用于
依照本发明在图14中示出的机构的四冲程运转。 图16示出了图15中的滑阀为二冲程运转定位。 图17示出了图15中的滑阀在二冲程运转和四冲程运转间的过渡。 图18a至18d是依照本发明应用于图15中的螺线管驱动器的电压、控
压、阀位置、锁定销位置的图。
具体实施例方式
现参考图1，大致在IO处示出依照本发明的机构或内燃机阀驱动组件 的示意性左侧视图，该机构用于将内燃机从一种冲程类型转换至另一种冲 程类型。内燃机阀12使其一端座于气缸座14中。阀12的另一端抵靠摇杆 组件18的摇杆臂16。形成在摇杆组件18中的孔径20在其中容纳中空的摇 轴22。提供的阀12的数目依赖在汽车内燃机(未示出)中提供的气缸数 而改变。
如在图2中清晰图解的， 一对间隔的从动臂24、 26以远离阀12的方 向从摇杆组件18向外延伸。从动臂24、 26之间布置有连接件27。从动辊 28、 30分别布置在每一个从动臂24、 26的远端上。从动辊28和四冲程凸轮面32可操作地接合，从动辊30和二冲程凸轮面34可操作地接合。四冲 程凸轮面32和二冲程凸轮面34布置在凸轮轴36的外表面上。
图3示出了图1中的内燃机阀驱动组件IO沿着线3-3的示意性剖视图。 摇轴22具有径向孔38形成其中。径向孔38提供摇轴22的中空部分与加 压流体室40之间的连通，加压流体室40形成在摇杆组件18的连接件27 中。第一锁定销42和第二锁定销44布置在加压流体室40的相反端。第三 锁定销43邻近第一锁定销42布置在第二锁定销44的相对侧上。第四锁定 销45邻近第二锁定销44布置在朝向第一锁定销42的一侧上。第一复位弹 簧46至少有一部分布置于形成在从动臂24中的孔中，第一复位弹簧46推 动第三锁定销43和第一锁定销42朝向加压流体室40的中间部分或朝向第 二锁定销44。第二复位弹簧48至少有一部分布置于形成在从动臂26中的 孔中，第二复位弹簧48推动第二锁定销44和第四锁定销45朝向加压流体 室40的中间部分或朝向第一锁定销42。
在运转中，内燃机一般运转于标准模式，四冲程和二冲程模式之一。 为了例证的目的，标准运转将考虑四冲程运转。阀12的运转将受控于摇杆 组件18。当凸轮轴36旋转时，导致四冲程凸轮面32的凸角33旋转360度。 当四冲程凸轮面32的凸角33经过从动辊28下面时，导致摇杆组件18围 绕摇轴22旋转。因而，导致摇杆臂16的远端向下运动导致阀12打开。当 四冲程凸轮面32的凸角33运动超过从动辊28时，导致摇杆臂16向上运 动导致阀12关闭。阀12通过二冲程凸轮面34的凸角35的运转，和四冲 程凸轮面32的凸角33的描述相同。
内燃机具有的燃烧系统适于二冲程和四冲程运转，通过阀12从凸轮轴 36或曲柄每转一次而运转一次改变到凸轮轴36每转一次而运转两次，内燃 机能够从一种运转模式改变至另一种模式。这是通过转换内燃机阀12从跟 随四冲程凸轮面32至跟随二冲程凸轮面34而完成。第一锁定销42运转以 锁定并接合从动臂24用于四冲程模式。第二锁定销44运转以锁定并接合 从动臂26用于二冲程模式。第三锁定销43确保第一锁定销42的正确对齐， 以接合从动臂24用于四冲程模式。第四锁定销45确保第二锁定销44的正 确对齐，以接合从动臂26用于二冲程模式。在示出的实施例中，当第一锁 定销42和第二锁定销44之一接合各自的从动臂24、 26时，第一锁定销42 和第二锁定销44的另一个脱离各自的从动臂24、 26。第一锁定销42和第二锁定销44的接合和脱离通过基于内燃机管理系 统的信号被电磁阀控制的液压的应用而完成。比如，压力流体例如内燃机 油，提供给摇轴22的中空部分。压力流体进入径向孔38和加压流体室40 并推动第一锁定销42和第三锁定销43逆着第一复位弹簧46的力而运动， 推动第二锁定销44和第四锁定销45逆着第二复位弹簧48的力而运动。在 示出的实施例中，当期望运转于四冲程模式，压力流体导致第一锁定销42 逆着第一复位弹簧46的力的方向运动以接合从动臂24。同样地导致第二锁 定销44逆着第二复位弹簧48的力的方向运动以脱离从动臂26。第二锁定 销44和第四锁定销45间的分离便利了从动臂26的脱离。当期望运转于二 冲程模式，压力流体的流动或压力减少且第二复位弹簧48的力导致第二锁 定销44运动到图3示出的位置并接合从动臂26。同样地导致第一锁定销 42和第三锁定销43运动到图3示出的位置因而脱离从动臂24。第一锁定 销42和第三锁定销43间的分离便利了从动臂24的脱离。
现参考图4、图5，大致在50处示出代表本发明第二实施例的机构或 者转换梃杆组件的示意性正面视图，该机构用于将内燃机从一种冲程类型 转换至另一种冲程类型。梃杆组件50布置在凸轮轴52和阀杆54之间。梃 杆组件50包括内梃杆56和外梃杆58。.阀柱塞60布置在内梃杆56和外梃 杆58之间，实质上与它们同心的。内梃杆56抵靠凸轮轴52的四冲程凸轮 面62，外梃杆58抵靠一对二冲程凸轮面64。应理解到，内梃杆56能够抵 靠二冲程凸轮面且外梃杆58能够抵靠四冲程凸轮面，这不脱离本发明的范 围和精神。内梃杆止动环66妨碍内梃杆56从阀柱塞60中分离。外梃杆止 动件68形成在外梃杆58的与内梃杆止动环66相反的端上，妨碍阀柱塞60 从外梃杆58中分离。
通过内梃杆复位弹簧70，内梃杆56保持和四冲程凸轮面62的接触。 外梃杆复位弹簧72的一端推动外梃杆58以保持和凸轮轴52的二冲程凸轮 面64的接触。外梃杆复位弹簧72的另一端抵靠弹簧保持件74。
侧孔76形成在内梃杆56的相反侧，孔78形成在阀柱塞60中，孔80 形成在外梃杆58中，侧孔76与孔78、孔80对齐。锁定销复位弹簧82布 置在内梃杆56的孔76中。每个锁定销复位弹簧82的一端容纳在锁定销柱 塞84中。锁定销86布置在锁定销柱塞84的相反于锁定销复位弹簧82的 侧上，并可滑动地容纳在孔76、 78、 80中。 一对锁定销保持件88防止每个锁定销86摆脱外梃杆58滑动。每个锁定销保持件88中形成有中心孔径 90，且和压力流体源(未示出)连通。润滑及空隙调节孔径92也形成在外 梃杆58.和阀柱塞60中。如图5清晰地所示，抗旋转销94布置在阀柱塞60 壁中，并抵靠内梃杆56和外梃杆58。
在运转中，内燃机一般运转于标准模式，四冲程和二冲程模式之一。 为了例证的目的，标准运转将考虑为四冲程运转。阀杆54的驱动受控于梃 杆组件50。当凸轮轴52旋转时，导致四冲程凸轮面62的凸角96旋转360 度。当四冲程凸轮面62的凸角96旋转进内梃杆56时，导致内梃杆56向 下运动，因而导致阀杆54向下运动并打开阀(未示出)。当四冲程凸轮面 62的凸角96运动超过内梃杆56时，导致内梃杆56向上运动，因而导致阀 杆54向上运动并关闭阀。凸角98导致阀杆54的向下运动是通过一对二冲 程凸轮面64的凸角98，导致外梃杆58向下运动，类似于对四冲程凸轮面 62的凸角96的描述。外梃杆复位弹簧72导致梃杆组件50保持和凸轮轴 52的凸角96、 98接触，并当凸角96、 98己经经过各自的内梃杆56和外梃 杆58时，梃杆组件50返回图4所示位置。
内燃机具有的燃烧系统适于二冲程和四冲程运转，通过阀杆54从凸轮 轴52或曲柄每转一次而驱动一次改变到凸轮轴52每转一次而驱动两次， 内燃机能够从一种运转模式改变至另一种模式。这是通过梃杆组件50从跟 随四冲程凸轮面62转换至跟随二冲程凸轮面64而完成。在示出的实施例 中，锁定销86运转以使阀柱塞60从外梃杆58中解锁并脱离以用于四冲程 模式。相反地，锁定销86运转以使阀柱塞60锁定并接合外梃杆58以用于 二冲程模式。
锁定销86的接合和脱离通过电磁阀将液压应用到锁定销86而完成， 电磁阀受控于内燃机管理系统。压力流体例如内燃机油，比如来自压力流 体源，通过孔径90提供给锁定销86。压力流体导致锁定销86向内运动并 使阀柱塞60脱离外梃杆58以用于四冲程模式。压力流体进入径向孔孔径 90并逆着锁定销复位弹簧82的力推动锁定销86。因而，当期望运转在四 冲程模式，压力流体导致锁定销86从图4所示位置向内运动并使阀柱塞60 脱离外梃杆58。因此，当外梃杆58被二冲程凸轮面64的凸角98向下推动 时，外梃杆58在阀柱塞60的外部上自由滑动并不导致阀杆54的驱动。在 示出的实施例中，当期望运转在二冲程模式，压力流体的流动或压力减少了且锁定销复位弹簧82的力导致锁定销86运动到图4示出的位置并使阀 柱塞60接合外梃杆58。因此，当外梃杆58被二冲程凸轮面64的凸角98 向下推动时，导致外梃杆58和阀柱塞60都向下运动且导致阀杆54的驱动。 如同能清楚理解的，设计锁定销86 —次只能使内梃杆56接合阀柱塞60或 外梃杆58接合阀柱塞60。应注意，当外梃杆58因外梃杆止动件68而脱离 时，导致外梃杆58和内梃杆56、柱塞60—起运动。另外，锁定销86形成 有倒角，如果受控转换运动太慢或不足以完成安全锁定，倒角用于驱动锁 定销86至完全锁定位置。
图6、 7、 8和9图解梃杆组件50在运转时的位置。图6示出梃杆组件 50在四冲程模式的基础位置，图7示出梃杆组件50在四冲程模式的完全升 起位置，图8示出梃杆组件50在二冲程模式的基础位置，图7示出梃杆组 件50在二冲程模式的完全升起位置。
图10、 11示出图4、 5中的梃杆组件50，包括两种不同空隙调节器类 型的例子。图10使用空隙垫片100手动补偿梃杆组件50和阀杆54间的间 隙。图11使用液压止回球和弹簧类型空隙调节组件102补偿梃杆组件50 和阀杆54间的间隙。可以理解其它空隙类型可被使用而不脱离本发明的范 围和精神。
图12、 13图解了本发明的第三实施例。大致在IIO示出了机构或凸轮 从动件和摇杆臂组件的示意性截面侧视图，该机构将内燃机从一种冲程类 型转换至另一种冲程类型。阀杆112抵靠摇杆臂组件114的一端。活塞116 布置在形成于摇杆臂组件114中的液压空隙调节腔118中。活塞116被弹簧 120推动以接合阀杆112。通过第一管道124提供液压空隙调节腔118和梭 销腔122之间的流体连通。排放孔126提供梭销腔122和大气之间的流体 连通。液压空隙调节腔118和连通第一供油装置(未示出)的第一轴向延 伸供油管道130的连通由第二管道128提供。如图所示，第一供油管道130 形成于摇轴132中且包括环形的径向延伸通道阵列。其它提供给第二管道 128和液压空隙调节腔118的路线能够如所期望地使用。止回阀134布置在 第二管道128中。
现参考图13，示出了图12中的凸轮从动件和摇杆臂组件110沿着线 13-13的示意性剖视图。具有环形的径向延伸通道阵列的第二轴向延伸供油 管道136形成于摇轴132中，并和第二供油装置(未示出)连通。第三管道138提供第二供油管道136和梭销腔122之间的流体连通。梭销活塞140 往复移动地布置在梭销腔122邻近第三管道138的一端。梭销142的第一 端抵靠梭销活塞140。梭销142的第二端抵靠梭销复位活塞144。在梭销142 的第一端和第二端间的一点处，在梭销142上形成有圆周槽146。沿着朝向 梭销腔122的连通第三管道138的那端的方向，梭销复位活塞148推动梭 销复位活塞144、梭销142、梭销活塞140。四冲程从动臂150和二冲程从 动臂152各自抵靠凸轮轴(未示出)的四冲程和二冲程凸轮面。四冲程从 动臂150和二冲程从动臂152适合彼此独立地运转，如描述在凸轮从动件 和摇杆臂组件110的运转。
在运转中，通过转换与四冲程从动臂150和二冲程从动臂152的接合， 凸轮从动件和摇杆臂组件110便利内燃机(未示出)四冲程或二冲程运转 的选择。凸轮从动件和摇杆臂组件110也允许通过合并液压空隙调节装置 以符合制造公差变化，液压空隙调节器包括活塞116和弹簧120，当在四冲 程从动臂150和二冲程从动臂152间转换时，液压空隙调节器失效。在图 12、 13中，梭销142被梭销复位弹簧148推动有助于四冲程从动臂150接 合，梭销142示出在失效位置。
在正常运转条件下，如图所示，内燃机运行于四冲程模式，这决定于 通过梭销142与四冲程从动臂150的接合。由于梭销复位弹簧148的推动， 梭销142和梭销活塞140保持在该位置。因而，阀杆112的驱动将受控于 四冲程从动臂150。加压油通过第一供油管道130，经由第二管道128提供 给液压空隙调节腔118。例如，加压油供给的控制能够使用任意传统的控制 方法比如车载计算机和控制阀系统完成。止回阀134妨碍油通过第二管道 128回流，以防止液压空隙调节腔118在运转时的降压。
当期望或要求转换至二冲程运转模式时，加压油通过第二供油管道136 经由第三管道138提供给梭销腔122。例如，使用任意传统控制方法比如车 载计算机和控制阀系统完成加压油供给的控制。加压油引入梭销腔122逆 着梭销复位弹簧148的力推动梭销活塞140、梭销142和梭销复位活塞144， 使它们逆着梭销复位弹簧148的力运动。在梭销142行程的一点处，槽146 对齐并连通第一管道124和排放孔126。此对齐本质上允许梭销142担当滑 阀，允许液压空隙调节腔118降压并使液压空隙调节器失效。 一旦到达梭 销活塞140、梭销142和梭销复位活塞144的完全行程，四冲程从动臂150通过梭销142脱离且二冲程从动臂152通过梭销142接合。槽146、第一管 道124、排放孔126间的连通也被中断，因而允许液压空隙调节腔118重新 加压以再次致动液压空隙调节器继续功能，该功能占据或补偿阀杆112和 摇杆臂组件114之间的间隙。
颠倒上述以完成返回四冲程模式。提供给梭销腔122的油被中断并排 出，因而减轻压力并允许梭销复位弹簧148导致梭销复位活塞144、梭销 142和梭销活塞140在梭销腔122中运动，该运动沿着梭销复位弹簧148的 力的方向。槽146再次对齐并连通第一管道124和排放孔126以允许液压 空隙调节腔118降压并使液压空隙调节器失效。 一旦到达在梭销复位活塞 144、梭销142和梭销活塞140的完全行程，四冲程从动臂150通过梭销142 再次接合且二冲程从动臂152通过梭销142脱离。槽146、第一管道124、 排放孔126间的连通也被中断，因而允许液压空隙调节腔118重新加压以 再次致动液压空隙调节器。
第四实施例包括用于内燃机二冲程/四冲程转换阀机构的转换机构，该 内燃机的气缸必须在已知定时单独地转换。该转换机构示出于图14，其中 在摇杆组件160中容纳中空的摇轴162。 一对间隔的从动臂164、 166从摇 杆组件160以远离阔摇臂168的方向向外延伸。从动臂164、 166之间布置 有连接件170。如上所述，从动臂164能够接合四冲程凸轮面(未示出)且 从动臂166能够接合二冲程凸轮面(未示出)。
控压室172形成在臂164、 166和连接件170中。液压活塞174安置在 室172的形成在从动臂164中的一部分中。中空的锁定销176安置在室172 的形成在连接件170中的一部分中并抵靠活塞174。弹簧杯178安置在室 172的形成在从动臂166中的一部分中并抵靠锁定销176。复位弹簧180具 有一端容纳在杯178中且相反端抵靠室172在从动臂166中的端壁182。孔 径184形成在端壁182中且孔径186形成在杯178中，以使活塞174抵靠 销176的表面通过销176的内部、孔径186和室172保持杯178和弹簧180 的那部分与孔径184流体连通。
为能够运转，参考图14-18，摇轴162包括单个沿着其长度方向形成的 内部油通道188， 一般阻塞此通道用于为每个气缸阀机构形成单独的室。驱 动3端口滑阀192的驱动器190设置在每个将油送入摇轴室172的气缸处。 此驱动器190 —般是线性螺线管，其位置被供给它的脉宽调制电流控制，但驱动器190也可以是移动滑阀的伺服电机或步进电机。这三端口是控油 输出端口 (中央端口) 194、油压供给端口 (一端端口) 196和油压卸除端 口 (相反端端口) 198.。这些端口布置以响应驱动器190的控制输入使控油 端口 194能够部分或完全连接到供油端口 196或卸油端口 198。
这样阀能够被调制以提供流动孔，流动孔产生控压正好低于运动阈， 以提供摇杆润滑和最小化改变控压的转换速率，以驱动锁定机构。完全可 用的系统压力将应用(供油端口 196完全连接到控油端口 194)以使转换在 要求时尽可能地快。
因为当期望解锁摇轴(对控制室降压)时低润滑压力将是种损害，更 进一步级别的控制输入提供给驱动器190，驱动器190将控压端口 194完全 连接至气压卸除端口 198，气压卸除端口 198将油返回集油槽。润滑压的瞬 间损耗不该是有损害的(因为转换能仅当摇轴卸载和静止时发生)，但由性 能的某些损耗，此压力也能调节至某级别以在卸除活动中提供润滑。 一旦 转换活动结束，驱动器的控制将返回适于润滑的级别，并为下次转换活动 准备。
压力传感器可以连接到控制端口以对所有级别的压力(四冲程/润滑， 二冲程/润滑，卸除/无润滑)通过内燃机管理系统实现闭环控制。这将允许 润滑的压力调节(速度、负载、内燃机温度、转换阈的接近程度)。保持压 (维持二冲程模式)能够被调节以最小化油或电功率，或降低转换回四冲 程态的压力阈以提升速度。卸除压能够被调节以提供充足的润滑。压力传 感器也能提供关于转换活动的定时信息至内燃机管理系统以协调其它关键 参数。它也可以用于确认车载诊断的转换成功发生。
四冲程至二冲程和返回活动的定时序列图解在图18a-d中，其中四冲程
运转态中，润滑一般对应示出在图15的滑阀192位置。二冲程运转态，润 滑一般对应示出在图16的滑阔192位置。转换在二冲程和四冲程之间的运 转态，润滑一般对应示出在图17的滑阀192位置。
注意图中所示顺序的端口布置是重要的，因为在卸除压到润滑压的路 径上控制压不允许经历完全压，因为这将刚好取消刚好完成的转换。
依照专利法的规定，本发明已经描述了被认为是代表它的优选实施例。 但是，应该注意到本发明能够不同于具体的图解和描述去实施而不脱离它 的精神或范围。
权利要求
1. 将内燃机从一种冲程类型转换至另一种冲程类型的机构，其包括摇轴，其包括单个润滑通道；和至少一个转换机构，其适于将凸轮轴的转动转换成阀的线性运动，所述转换机构容纳与来自所述润滑通道的压力流体连通的控压室，并在所述控压室的至少一部分中包括液压活塞，由此压力流体压力的改变导致所述液压活塞的运动，以停止从二冲程凸轮面和四冲程凸轮面之一至阀的运动转换。
2. 根据权利要求1所述的机构， 驱动器控制。
3. 根据权利要求2所述的机构， 电机或步进电机组成。
4. 根据权利要求2所述的机构， 体送入所述压力室的三端口滑阔。其中流经所述润滑通道的压力流体被 其中所述驱动器由线性螺线管、伺服 其中驱动器进一步包括用于将压力流
5. 根据权利要求2所述的机构，其中转换机构提供给内燃机的每一个 气缸，由此所述驱动器在已知定时单独地转换每一个气缸。
6. 根据权利要求4所述的机构，其中所述三端口滑阔进一步地包括控 制流体输出端口 ，其居中于流体压力供给端口和流体压力卸除端口之间。
7. 根据权利要求6所述的机构，其中响应所述驱动器的控制输入，所 述控制压力端口至少部分地连接至所述流体供给端口或所述流体卸除端口 之一。
8. 将内燃机从一种冲程类型转换至另一种冲程类型的机构，其包括摇轴，具有沿着其长度方向形成的单个润滑通道；至少一个转换机构，适于将凸轮轴的转动转换成阀的线性运动，所述 转换机构容纳与来自所述润滑通道的压力流体连通的控压室，并在所述控 压室的至少一部分中包括液压活塞；以及摇杆组件，与所述润滑通道流体连通且具有操作性地接合阀的摇杆臂，第一从动臂操作性地接合四冲程凸轮面且第二摇杆臂操作性地接合二冲程 凸轮面；由此压力流体压力的改变导致所述液压活塞的运动，以停止从二 冲程凸轮面和四冲程凸轮面之一至阀的运动转换。
9. 根据权利要求8所述的机构，其中流经所述润滑通道的压力流体被 驱动器控制。
10. 根据权利要求9所述的机构，其中所述驱动器由线性螺线管、伺服 电机或步进电机组成。
11. 根据权利要求9所述的机构，其中所述驱动器进一步包括用于将压 力流体送入所述压力室的三端口滑阀。
12. 根据权利要求9所述的机构，其中转换机构提供给内燃机的每一个 气缸，由此所述驱动器在已知定时单独地转换每一个气缸。
13. 根据权利要求11所述的机构，其中所述三端口滑阀进一步地包括 控制流体输出端口 ，其居中于流体压力供给端口和流体压力卸除端口之间。
14. 根据权利要求13所述的机构，响应来自所述驱动器的控制输入， 所述控制压力端口至少部分地连接至所述流体供给端口或所述流体卸除端 口中的一个。
15. 将内燃机从一种冲程类型转换至另一种冲程类型的机构，其包括 摇杆组件，其与提供给内燃机的每一个气缸相联，每一个摇杆组件具有操作性地接合阀的摇杆臂，第一从动臂操作性地接合四冲程凸轮面且第 二摇杆臂操作性地接合二冲程凸轮面；更进一步地包括转换机构，适于将 凸轮轴的转动转换成阀的线性运动，所述转换机构容纳与来自所述润滑通 道的压力流体连通的控压室并在所述控压室的至少一部分中包括液压活 塞；以及摇轴，包括与每一个摇杆组件流体连通的单个润滑通道； 由此压力流体压力的改变导致所述液压活塞的运动，以停止从二冲程 凸轮面和四冲程凸轮面之一至阀的运动转换。
16. 根据权利要求15所述的机构，其中流经所述润滑通道的压力流 体被驱动器控制。
17. 根据权利要求16所述的机构，其中驱动器由线性螺线管、伺服 电机或步进电机组成。
18. 根据权利要求16所述的机构，其中所述驱动器进一步包括用于将 压力流体送入所述压力室的三端口滑阀。
19. 根据权利要求16所述的机构，其中转换机构提供给内燃机的每一 个气缸，由此所述驱动器在已知定时单独地转换每一个气缸。
20. 根据权利要求18所述的机构，其中所述三端口滑阀进一步地包括 居中于流体压力供给端口和流体压力卸除端口之间的控制流体输出端口 ， 响应来自所述驱动器的控制输入，所述控制压力端口至少部分地连接至所 述流体供给端口或所述流体卸除端口中的一个。
全文摘要
如所期望的可在内燃机的二冲程运转和四冲程运转间转换的转换机构，其中该转换机构可在与第一凸轮凸角接合用于四冲程运转及与第二凸轮凸角接合用于二冲程运转之间转换。
文档编号F01L1/46GK101443536SQ200780015621
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月1日 优先权日2006年5月1日
发明者R·J·韦克曼 申请人:里卡多公司