具有汽缸停用的阀门升程控制装置的制造方法
【专利说明】具有汽缸停用的阀门升程控制装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年9月3日提交的德国专利申请号102014217531.3的优先权，在此出于所有目的将其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及用于内燃发动机的阀门升程控制装置的方法和系统。
【背景技术】
[0004]内燃发动机系统可以运转发动机的每个汽缸中的一系列气体交换阀门以提供气体流动通过这些汽缸。一个或更多个进气阀打开以允许具有或不具有燃料的增压空气进入汽缸，同时一个或更多个排气阀打开以允许燃烧后的物质(例如排气)离开汽缸。进气阀和排气阀可以是经由附接至旋转凸轮轴的凸轮凸角直接或间接提供的线性运动驱动的提升阀。该旋转凸轮轴可以由发动机曲轴提供动力。随着发动机状况的改变，一些发动机系统可变地运转进气阀和排气阀以增强发动机性能。进气阀和排气阀以及它们相应的凸轮凸角和凸轮轴的可变运转可以总体上被称为凸轮驱动系统。凸轮驱动系统可以包括多种方案，例如凸轮廓线切换、可变凸轮正时、阀停用、可变阀正时和可变阀门升程。因此，可以在发动机中实现凸轮驱动系统的各种系统和方法以实现更希望的发动机性能。解决汽缸停用和/或可变阀门升程的另一些尝试包括使用液压装置。存在许多尝试通过液压装置来控制阀门，以这种方式，阀能够仅在预定步骤中打开或根本不打开。
[0005]然而，发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个实例，液压装置利用复杂的液压回路，这些液压回路被设计为传送高压液压流体和低压液压流体以运转驱动机构，从而按所希望的起作用。此外，液压装置可能与其他阀门升程控制装置(例如，凸轮轴)连用，这可能导致封装问题。
【发明内容】
[0006]在一个实例中，以上描述的问题可以通过一种方法来解决，该方法包括在第一和第二方向上可旋转地驱动非对称凸轮轴以便可变地调节一个或更多个汽缸中的一个或更多个阀，其中在第二方向上驱动到第一位置停用第一汽缸。以此方式，可以经由公共阀门升程控制装置独立调节各个汽缸阀。
[0007]作为一个实例，在第二方向上将非对称凸轮轴驱动到第一位置以仅停用汽缸组中的单个汽缸。可以响应于发动机负载减小，进一步在第二方向上驱动该凸轮轴以停用剩余汽缸中的一个或更多个。可以通过在第一方向上可旋转地驱动凸轮轴来重新启动被停用的汽缸，其中第一方向与第二方向相反。以此方式，该阀门升程控制装置借助于单个结构在一个系统中实现可变阀门升程控制和汽缸关闭的组合。在低动力需求情况下减小瞬时最大容许阀门升程以及在甚至更低动力需求情况下连续关闭各个汽缸是可能的。因此，与常规设备中相比，燃料消耗更经济。
[0008]应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍一系列概念，并且其细节在【具体实施方式】中被进一步描述。并不旨在确定所要求保护主题的关键或必要特征，该主题的范围仅由【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不局限于解决以上提到的或本披露的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0009]图1A示出一种阀门升程控制装置的前视图。
[0010]图1B示出阀门升程控制装置，其中在调节轴上具有第一凸轮，其中该调节轴正以其最大半径作用于第一启动杆。
[0011]图2A示出阀门升程控制装置的前视图，允许最小阀门升程。
[0012]图2B示出阀门升程控制装置的前视图，其中阀被关闭。
[0013]图3A和图3B示出阀门升程控制装置的前视图，其中调节轴上的第一凸轮以中间半径作用于第一启动杆。
[0014]图4示出调节轴的侧视图和前视图，示出非对称凸轮轴。
[0015]图5A示出阀门升程控制装置的侧视图和前视图，指示该调节轴的第一旋转方向。
[0016]图5B示出阀门升程控制装置的侧视图和前视图，指示该调节轴的第二旋转方向。
[0017]图6示出用于具有四个汽缸的汽缸排和/或汽缸组的阀门升程控制装置的侧视图和前视图。
[0018]图1A、图1B、图2A、图2B、图3A、图3B、图4、图5A、图5B和图6是按比例绘制的。
[0019]图7示出一个发动机，该发动机包括汽缸，该汽缸具有能够耦接到阀门升程控制装置的进气阀和排气阀。
[0020]图8A、图8B、图8C和图8D示出运转凸轮轴的方法。
【具体实施方式】
[0021]以下描述涉及用于控制阀门升程控制装置的系统和方法。基于旋转程度，阀门升程控制装置可以改变发动机的一个或更多个汽缸的阀位置。图1A、图1B、图2A、图2B、图3A和图3B描绘阀门升程控制装置的各种旋转程度以调节汽缸的阀位置。阀门升程控制装置是非对称的并且包括各种具有偏移半径的偏心件(eccentricies)(例如，凸轮)，如图4所示。阀门升程控制装置可以在第一方向和第二方向上被可旋转地驱动，如图5A和图5B所示，以便改变偏心件的径向效应。第二方向是与第一方向相反的方向。阀门升程控制装置可以用于汽缸排或汽缸组，如图6所示。图7中示出具有阀门升程控制装置的发动机。图8A、图8B、图8C和图8D中示出响应于变化的发动机运转来运转阀门升程控制装置的方法。
[0022]现在转向图1A，一种用于内燃发动机的阀门升程控制装置(VIXD)20，其包括至少一个汽缸排，该汽缸排具有第一汽缸和至少一个第二汽缸(未不出)，包括凸轮轴2。VIXD20可以用于独立地驱动一个或更多个汽缸中的各个阀。
[0023]VIXD 20可以与各种汽缸设备连用。例如，VIXD 20可以与直列四缸、六缸和/或八缸发动机连用。VLCD 20可以与旋转发动机、V6、V8、V10和V12发动机连用。VLCD 20还可以与火花发动机连用。
[0024]在一个实例中，VLCD 20可以调节单个组的对应汽缸的对应阀的阀位置，而与VIXD 20基本相同的第二 VIXD运转单独的汽缸组。在这样的实例中，多个VIXD可以相同地或不同地运转。以此方式，一个汽缸组可以与第二汽缸组不同地运转。
[0025]VLCD 20被示出耦接到汽缸的单个提升阀6。阀6可以是进气阀或排气阀。此外，汽缸可以包括两个或更多进气提升阀和/或两个或更多排气提升阀。因此，凸轮轴2和调节凸轮轴1可以包括与位于汽缸上的若干提升阀相对应的若干凸轮。
[0026]凸轮轴2与第一汽缸和至少第二汽缸处于非刚性(non-positive)连接。换言之，凸轮轴2可以驱动第一汽缸而不驱动第二汽缸。以此方式，凸轮轴2被设计为处于非刚性连接(例如，经由包括启动杆(activat1n lever) 3的每个汽缸的非锁定连接，该启动杆安装在可移动布置在汽缸盖上的支撑轴承5上)。第二杆4在大地测量学上位于启动杆3下方并作用于提升阀6。第二杆4是机械上适于将启动杆3的偏转运动转换成提升阀6的线性运动的杆。第二杆4可以是指形随动件、滚轮型指形随动件、摇臂或滚轮摇臂。
[0027]凸轮轴2位于启动杆3的第一侧上，并且调节轴1被布置在启动杆3的第二侧上，其中第二侧与第一侧相对。这使得调节轴1在第一方向或第二方向上旋转时能够借助其凸轮抵抗凸轮轴2的力以推动启动杆3。启动杆3包括以凸轮轴2的表面为旋转轴线的旋转运动(例如，启动杆3倾斜地移动到凸轮轴2的主体)。在此过程中，支撑在支撑轴承5上的启动杆3的那端沿着汽缸盖在一个方向上移动，并且与第二杆4操作性连接且物理耦接到第二杆4的那端在反方向上移动(例如，像跷跷板的运动)。
[0028]在一个实例中，凸轮轴2和调节轴1可以被机械耦接并经由曲轴调节。替代地，凸轮轴2和调节轴1可以经由来自控制器的指令运转(例如，被电气控制)。额外地或替代地，凸轮轴2和调节轴1可以被曲轴、控制器或其组合控制。
[0029]启动杆3经由凸轮轴2和调节轴1驱动。第二杆4基于启动杆3的驱动而作用于提升阀6。以此方式，第二杆4可以对抗阀弹簧7的力而作用于相应汽缸的提升阀6(例如，每个汽缸包括第二杆和启动阀，它们通过凸轮轴2和调节轴1独立于发动机的其他汽缸可调节)。替代地，基于凸轮轴2和调节轴1的旋转，第二杆4可以被超过启动杆3施加的力的阀弹簧7的力驱动。在一个实例中，可以通过在第一方向上旋转调节轴来克服阀弹簧7的力，由此使提升阀6移动到更打开的位置。
[0030]旋转凸轮轴2和调节轴1以调节相应汽缸(例如，第一汽缸)的提升阀6的阀门升程。调节轴1可以修正启动杆3相对于每个汽缸中的汽缸盖的角位置，并且其上的凸轮具有不同的设计，如下文将描述的。在一个实例中，启动杆3的角位置随着提升阀6的阀门升程移动到最大阀门升程位置而增大。
[0031]提升阀6被第二杆4直接打开，其中阀打开对抗弹簧7的力而发生。提升阀6与启动杆3处于操作性连接，该启动杆被可移动地安装在汽缸盖的支撑轴承5上。启动杆3被凸轮轴2上的凸轮对抗弹簧7的弹簧力而偏转。例如，凸轮轴2的旋转运动引起启动杆3的偏转运动。启动杆3的偏转改变启动杆