发动机气门致动系统的制作方法
【技术领域】
[0002]本申请整体涉及发动机气门致动器及相应的方法，特别地利用精确和鲁棒的正时控制的失动机构的致动器。
【背景技术】
[0004]许多系统都可以用于有效地控制发动机气门的正时和升程，以改善发动机性能、燃油经济性、喷射及其他特性。一类系统被称之为失动(lost-mot1n)系统，在美国专利4，671，221、5，193，494、5，839，400、6，053，136、6，553，950、6，918，364、6，981，476、7，819，100、8，578，901、8，820，276和8，776，738中已有披露。上述每一个失动系统都包括凸轮、主活塞、高压腔、发动机气门驱动机构、起到释放阀或触发阀作用的开/关或两通电磁阀、发动机气门和发动机气门回位弹簧。这些系统中的大部分，如美国专利4，671，221、5，193，494、5，839，400、6，053，136、6，553，950、6，918，364、6，981，476、7，819，100和8，578，901所披露的那样，进一步包括至少一个从动活塞，其通过高压腔中的一腔或一柱液体与主活塞分开，并可操作地连接到发动机气门。还可以增加第二从动活塞以驱动第二发动机气门。凸轮在打开的方向上通过可选的挺筒、主活塞、高压腔和从动活塞驱动发动机气门。发动机气门回位弹簧在关闭方向上将发动机气门回位。凸轮廓线通常限定了气门的位移或升程廓线或升程。典型地，电磁阀为常开阀；必须处于关闭状态才可以维持高压腔的高压，并将凸轮凸角转换成发动机气门位移。当电磁阀关闭得不够早，发动机气门将延迟打开，并损失一些总的可获得的气门运动。当电磁阀在凸轮凸角之前打开，高压腔内流体的快速渗出会导致发动机气门坍塌并提早关闭，损失一些运动或升程。
[0005]美国专利4,8,820,276和8，776，738中披露的其他系统进一步包括机械运动传递系统，其进一步包括气门摇臂、枢轴、推杆、杠杆推杆和枢接桥(pivoting bridge)。凸轮通过机械运动传递系统可操作地驱动发动机气门，并与主活塞一起作为可调节的参照点或基础。当主活塞位于其完全伸展的位置时，发动机气门实现其完全升程廓线。当电磁阀关闭太晚或打开太早，发动机气门将损失一些潜在运动。
[0006]当发出如图1所示的控制信号19时，电磁阀的实际阀芯位移20并没有准确地跟随该信号。图1中的控制信号19为了便于呈现进行了理想化，而且电磁阀的实际输入电流会有更多的内含和动态，例如为了更快的响应和低能耗而采用峰值-保持(peak-and-hold)控制方式。对于常开阀来说，当其受到激励就会有效且完全关闭，同时其位移20分别达到关闭阈值Xo和最大值Xmax。对于提升阀(poppet valve)来说，阀头完全入座才能形成有效关闭，即Xo=Xmax。对于滑阀来说，通常会包括重叠量以降低泄漏，因此Xo〈Xmax。气门在关闭延时Tl之后实现有效关闭。在控制气门回位弹簧的操作下，电磁阀关闭后气门以打开延时T2再次打开。延时Tl和T2来源于电磁感应、所有运动体的惯性、粘性力、液压力等。对于失动系统的典型电磁阀来说，电磁感应通常是常温(即暖和热)状态下最主要的因素。粘性力在越冷温度下所起到的作用越重要，甚至在极冷温度下起到最主要作用。电磁感应同时还受线圈温度的影响。粘性力也会随着两个运动部件之间的间隙、磨损和动态偏心而变化。液压力随系统条件而变化，在低温时变化更大。
[0007]对于失动系统的典型电磁阀来说，Tl和T2通常约为几毫秒或更短，取决于设计方案，通常要求较短以具有更好的可控性。在极冷温度下，如零下20°C，T1和T2可能大于10毫秒。
[0008]对于发动机凸轮系统，制造商通常要求发动机气门廓线具有+/-1曲轴角度的精度，即发动机转速为2000rpm和6000rpm时正时分别在+/-0.167ms和+/-0.0556ms范围内。因此，延时Tl和T2的精度控制或预测非常重要。此外，关闭阈值Xo在一定程度上只是一个理论或人为值，流体流量限制在关闭阈值周边均存在。Xo周围位移20的形状，即曲率和斜率同样重要。理想的是对位移20进行可重复地控制和/或预测。
[0009]MultiAir和UniAir品牌的失动气门系统正在Fiat和Chrysler汽车上投入生产，其相对于可变气门正时系统的核心优势在于无需使用节气门即可控制进气量，从而减少栗气损失并获得5%或更大的燃油经济性提高。然而，由于存在上述低温操作的困难，在发动机预热过程中，应用车辆仍然使用节气门控制进气。应对这些困难的任何改进都将有助于扩宽这种失动系统在其他先进燃烧模式中的应用，如HCCI(均质压燃)。
[0010]因此，仍然需要一种精确和鲁棒地控制触发阀的方法和装置。
发明概述
本发明意于提供一种精确和鲁棒地控制失动系统中触发阀的方法和装置。
[0012]简单地说，在本发明一方面，发动机气门致动系统的一个优选实施例包括:a)凸轮轴，具有多个凸轮；
b)第一控制轴； c )第二控制轴;和
d)多个气门致动单元，每个致动单元进一步包括:
(i )至少一套发动机气门和发动机气门回位弹簧；
(ii )失动t旲块，进一步包括可折置的尚压室，将一个凸轮廊线和尚压室的折置运动可操作地转换为至少一个发动机气门的相应运动;和(iii)液压回路，进一步包括:
与高压腔流体连通的第二通道；
与油源流体连通的第一通道；
平行设置的第一触发阀和第二触发阀，每个都是二通阀，且连接在第一通道和第二通道之间，以控制第一通道和第二通道之间的流体连通，并分别受第一控制轴和第二控制轴的控制;和
与第一通道流体连通的蓄能器。
[0013]在一个优选实施例中，其中失动模块进一步包括:
主活塞，可滑动地设置在高压室的一端，并与一个凸轮可操作地连接；
至少一个从动活塞，可滑动地设置在高压室的另一端，并与至少一个发动机气门可操作地连接。
[0014]在一个优选实施例中，其中液压回路进一步包括沿着第一通道的供油单向阀，由此允许从油源的单向流动。
[0015]在一个优选实施例中，其中每个第一触发阀和第二触发阀都是旋转式。
[0016]在一个优选实施例中，第一触发阀包括第一阀腔，具有至少一个朝向第一通道的开口和至少一个朝向第二通道的开口，且其内容纳有第一控制轴内；和
第二触发阀包括第二阀腔，具有至少一个朝向第一通道的开口和至少一个朝向第二通道的开口，且其内容纳有第二控制轴内。
[0017]在一个优选实施例中，(a)第一触发阀进一步包括至少一个位于第一阀腔壁上的第一通道平衡凹陷；和形成在第一控制轴上的至少两个流道；
由此通过第一控制轴在每旋转一周时打开一次和关闭一次第一通道和第二通道之间的流体连通;和
(b)第二触发阀进一步包括
至少一个位于第二阀腔壁上的第一通道平衡凹陷；和形成在第二控制轴上的至少两个流道；
由此通过第二控制轴在每旋转一周时打开一次和关闭一次第一通道和第二通道之间的流体连通。
[0018]在一个优选实施例中，(a)第一触发阀进一步包括
位于第一阀腔壁上的至少一个第一通道平衡凹陷和至少一个第二通道平衡凹陷；和形成在第一控制轴上的至少两个流道；
由此通过第一控制轴在每旋转一周时打开两次和关闭两次第一通道和第二通道之间的流体连通;和
(b)第二触发阀进一步包括
位于第二阀腔壁上的至少一个第一通道平衡凹陷和至少一个第二通道平衡凹陷；和形成在第二控制轴上的至少两个流道；
由此通过第二控制轴在每旋转一周时打开两次和关闭两次第一通道和第二通道之间的流体连通。
[0019]在一个优选实施例中，每个第一触发阀和每个第二触发阀都是线性设计；
第一控制轴包括多个控制凸角;和
第二控制轴包括多个控制凸角。
[0020]在一个优选实施例中，每个第一触发阀和每个第二触发阀都包括一个复位弹簧，由此重置打开流体连通；
当受第一控制轴的控制凸角之一致动时，第一触发阀实施关闭；
当受第二控制轴的控制凸角之一致动时，第二触发阀实施关闭。
[0021 ]在一个优选实施例中，其中失动模块进一步包括:
可调节活塞，可滑动地位于高压腔一端;和
运动机构，可操作地将可调节活塞与至少一个发动机气门连接，由此当高压腔的油被释放时，减少少一个发动机气门的打开动作。
[0022]本发明相对于其他失动发动机气门致动系统具有显著的优势。通过使用两个控制轴在电动马达的致动下控