液压滚动汽缸停用系统和方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明整体上涉及用于在内燃发动机中选择性地打开和关闭汽缸的气体交换气门(gas-exchange valve)的滚动汽缸停用系统和方法
【背景技术】
[0002]内燃发动机系统可以运转发动机的每个汽缸的一系列气体交换气门以提供通过汽缸的气体流动。一个或多个进气门打开以允许带有或没有燃料的充气进入汽缸，而一个或多个排气门打开以允许燃烧的物质(比如排气)离开汽缸。进气和排气门通常是通过连接至旋转的凸轮轴的凸轮凸角直接或间接地提供的线性运动而致动的提升阀。旋转的凸轮轴可以通过发动机曲轴驱动。一些发动机系统随着发动机状况改变而变化地运转进气和排气门以改善发动机性能。进气和排气门的可变运转以及它们各自的凸轮凸角和凸轮轴可以统称为凸轮致动系统。凸轮致动系统可能涉及多种方案，比如凸轮廓线变换系统、可变凸轮正时、气门停用、可变气门正时和可变气门升程。这样，可以在发动机中执行用于凸轮致动系统的系统和方法以实现更合意的发动机性能。
[0003]在US 8020526显示的一种提供凸轮致动系统的方法中，提供了液压可变配气机构以改变连接至可变配气机构的气体交换气门的控制正时和提升行程。该系统利用一系列液压通道、室、蓄压器、活塞和液压阀以启用气体交换气门。凸轮靠着栗挺柱(pump tappet)旋转以压缩液压流体以致动随动活塞而移动气体交换气门。
[0004]然而，发明人在此认识到US 8020526的方法的潜在问题。首先，US8020526描述的可变配气机构的系统可以主要用于可变气门升程，这可能需要对于发动机曲轴的旋转而精确调时以允许正确的气门事件正时的快速作用的电磁阀O如果电磁阀误正时(mis-timed)小量，那么气门事件可能不会正确地调时，这可能导致不太合意的发动机性能。此外，可变配气机构的系统在传输运动至随动活塞之前首先提供致动至栗挺柱而间接地传递运动至气体交换气门。经由额外部件间接致动气体交换阀门可能产生气门劣化的较高风险。
【发明内容】
[0005]从而在一个示例中，通过一种提升阀运转器可以至少部分解决上述问题，该提升阀包含:包括提升阀接合端和凸轮轴接合端的摇臂，摇臂包括设置在凸轮轴接合端和提升阀接合端之间的枢转腔(pivot pocket);以及选择性地接合枢转腔的液压运转的枢转球。这样，摇臂可以直接连接至凸轮轴的凸轮凸角和液压运转的枢转球两者。枢转球可以进一步连接(例如直接连接)至包含在壳体中的活塞杆，其中活塞可以通过外部系统(比如发动机机油栗)提供的液压流体被选择性地刚性地或柔性地保持在位置上。在具有电磁阀和蓄压器的情况下，当希望气门停用时，可以比US 8020526中的液压阀需要的速度慢的速度运转该电磁阀。
[0006]在一个示例中，提升阀运转器(operator)可以实施为液压滚动汽缸停用系统，其中通过选择性地打开和关闭多个进气门和排气门(通常为提升阀)而改变发动机排量，在其它示例中，提升阀运转器可以用于致动可变气门升程或可变气门正时方法。此外，提升阀运转器可以通过包含蓄压器和电磁阀等的单个控制系统控制一个以上的提升阀。更进一步，提升阀运转器可以配备有在发动机停机并且不再提供增压的机油至提升阀运转器时减少泄漏的机油或其它液压流体的锁销(latch pin)。这样，通过单个控制系统控制多个提升阀可以增加发动机周围可用的封装空间。此外，由于可以减少泄漏的机油量，一旦再起动发动机，包括的锁销可以增加可变气门升程方法的响应时间。
[0007]应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由遵循具体实施例的权利要求书确定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1示意地描述内燃发动机的汽缸的示例；
[0009]图2显示了具有多个汽缸和示例凸轮致动系统的简化内燃发动机；
[0010]图3显示了液压滚动汽缸停用系统的示例；
[0011]图4描述用于运转液压滚动汽缸停用系统的运转方法的流程图；
[0012]图5显示了具有额外机油润滑的液压滚动停用系统的另一个示例；
[0013]图6显示了具有端部枢转(end-pivot)配气机构配置的液压滚动汽缸停用系统；
[0014]图7-9显示了用于打开和关闭多个气体交换气门的液压滚动汽缸停用系统；
[0015]图10-12显示了具有用于减少机油泄漏的锁销以及关联部件的液压滚动汽缸停用系统；
[0016]图13描述用于运转具有锁销的液压滚动停用系统的方法的流程图。
[0017]虽然图2-3以及5-12没有精确地按比例绘制，但是附图可以代表多个部件彼此的示例相对定位，比如轴向上在彼此的上方或下方等。
【具体实施方式】
[0018]下文的具体实施例提供关于多个液压滚动汽缸停用系统及其运转方法的信息。图1显示了内燃发动机的汽缸的示例，而图2显示了具有示例凸轮致动系统的简化内燃发动机。图3图示了图1中的发动机可以使用的选择性地停用气体交换气门的液压滚动汽缸停用系统。图4显示了用于运转图3中的停用系统及其它类似系统的方法的流程图。图5显示了图1中的发动机可以使用的停用系统的另一个示例，而图6显示了图1中的发动机可以使用的具有端部枢转配气机构配置的停用系统。图7-9显示了设置用于致动一个以上的气体交换气门的停用系统。图10-12显示了具有用于减少机油泄漏的锁销的停用系统，而图13描述解释图10-12中的停用系统的运转的流程图。同样，在一个示例中，图1中的发动机可以使用这些系统。此外，发动机可以使用这些系统的组合，比如连接至第一汽缸的一个图3中的停用系统以及连接至第二汽缸的第二停用系统。
[0019]图1描述了显示多缸内燃发动机10的一个汽缸的示意图。可以通过包括控制器12的控制系统以及通过来自车辆操作者132经由输入装置130的输入至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
[0020]发动机10的燃烧汽缸30可以包括活塞36位于其中的燃烧汽缸壁32。活塞36可连接至曲轴40以将活塞的直线往复运转转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间的传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以经由飞轮连接至曲轴40以实现发动机10的起动运转。
[0021]燃烧汽缸30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由各自的进气门52和排气门54与燃烧汽缸30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
[0022]在该示例中，进气门52和排气门54可经由各自的凸轮驱动系统51和53通过凸轮驱动进行控制。凸轮驱动系统51和53分别可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12运转以改变气门运转的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、气门停用(VDT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一种或多种。可分别通过位置传感器55和57或者经由凸轮轴传感器确定进气门52和排气门54的位置。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门驱动进行控制。例如，可替代地汽缸30可以包括经由电动气门驱动进行控制的进气门和经由包括CPS、VDT和/或VCT系统的凸轮驱动进行控制的排气门。
[0023]燃烧汽缸30包括设置在进气通道42中的配置为提供已知的将燃料喷射进燃烧汽缸30上游的进气道的进气道喷射的燃料喷射器66。燃料喷射器66与从控制器12经由电子驱动器68接收的脉冲宽度信号FPW成比例地向其中喷射燃料。可替代地或额外地，在一些实施例中，例如，燃料喷射器可以安装在燃烧汽缸的侧面或燃烧汽缸的顶部以提供已知的使燃料进入燃烧汽缸30的直接喷射。可以通过包括燃料箱、燃料栗和燃料导轨的燃料传输系统(未显不)将燃料传输至燃料喷射器66。
[0024]进气道42可以包括具有节流板64的节气门62。在此特定示例中，可以通过控制器12经由提供至节气门62包含的电动马达或驱动器的信号改变节流板64的位置，该配置可称之为电子节气门控制(ETC)。这样，可以运转节气门62以改变提供至除了其它汽缸之外的汽缸30的进气。进气通道42可以包括质量空气流量(MAF)传感器120和歧管空气压力(MAP)传感器122用于提供各自的信号MAF和MAP至控制器12。
[0025]点火系统88可以在选择的运转模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。尽管显示了火花点火部件，但是在一些实施例中，可以以压缩点火模式运转燃烧室30或者发动机10的一个或多个其它燃烧室，不管有没有点火火花。
[0026]排气传感器126显示为连接至催化剂转化器70上游的排气通道48。传感器126可以是任何适用于提供排气空燃比的指示的传感器，比如线性氧传感器或通用或宽域排气氧(UEGO)传感器、双态氧传感器或排气氧(EGO)传感器、加热型排气氧传感器(HEG0，加热型EG0)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或碳氧化合物(CO)传感器。排气系统可以包括起燃催化剂和车底催化剂(underbody catalysts)以及排气歧管、上游和/或下游空燃比传感器。在一个示例中，催化剂转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，其每者具有多个催化剂砖。在一个示例中，催化剂转化器70可以是三元催化剂。
[0027]图1中控制器12显示为微型计算机，包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O) 104、在该特定示例中用于可执行的程序和校准值的电子存储媒介显示为只读存储器(ROM)芯片106、随机存取存储