CN116420006B - 用于气门升程廓线修改的挺杆组件 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于修改至少一个进气门和/或排气门的升程的气门机构组件。所述气门机构组件包括至少一个挺杆，所述至少一个挺杆容纳在带有至少一个摇臂的摇臂壳体中。所述至少一个挺杆接合到致动器，所述致动器可操作以将所述挺杆从第一配置改变为第二配置，在所述第一配置中，所有凸轮凸角运动被传送到所述摇臂以打开和关闭所述进气门和/或排气门，在所述第二配置中，少于所述凸轮凸角的所有运动被传递到所述摇臂。

Description

用于气门升程廓线修改的挺杆组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年11月10日提交的美国临时申请序列号63/111,702的提交日的权益，所述美国临时申请以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及挺杆组件，以允许修改内燃发动机的一个或多个气缸的进气门和/或排气门的升程廓线。

背景技术

气缸停用已在各种发动机中采用多年，以减少发动机的泵送功来获得提高的燃料经济性。本领域已知的一种类型的气缸停用挺杆组件在图1中示出。在图1中，滚子6在沿循凸轮轴凸角(未示出)的同时围绕轴1旋转。滚子轴1被捕获在外主体2中。内主体5定位在外主体2内。空转弹簧3被捕获在外主体2与内主体5之间。锁定销4在如图所示延伸时将内主体5连接到外主体2。推管(未示出)与定位在内主体5内的推管容座8接合。油在由液压控制阀(未示出)引导时进入油孔通道7以使锁定销4脱离。当锁定销4从外主体2脱离时，凸轮凸角运动被空转弹簧3吸收，并且没有运动传递到推管，从而允许进气门或排气门保持关闭。这种操作状态称为“停用”。当不再向油孔通道7供应油压时，锁定销4将接合外主体2，并再次将外主体2和内主体5的运动联系在一起，以便将凸轮轴升程事件传递到推管以打开对应的进气门或排气门。

经由使用发动机油作为工作流体的液压回路中的压力来调节锁定销4接合或脱离的方式。通常，锁定销4接合，并且仅当专用锁定销槽道中的压力升高到发动机的油枪压力时才脱离。当没有油压可用于实现发动机起动时，此策略实现机械故障保护。液压系统的缺点是，只有当存在足够的油压来移动经弹簧加载的锁定销4以进行脱离时，才能进行气缸停用。这在低发动机操作速度下或者在润滑回路的其他元件（诸如活塞冷却喷嘴、凸轮轴移相器和发动机制动器）具有高油需求的情况下变得特别具有挑战性。可能还需要增加油泵大小，以应对较高的润滑回路需求。由于高的油粘度，使用发动机油还限制寒冷条件期间的潜在使用，并且部件本身受到机油清洁度问题的影响，可能干扰运动零件的紧密间隙。因此，在这个技术领域期望进一步的改进。

发明内容

本文公开了系统、设备和方法，其涉及修改内燃发动机的进气门和/或排气门的升程廓线，诸如用于气缸停用、与标称气门升程持续时间相比持续时间更短的气门升程事件、和/或多级气门升程。在一个实施方案中，机械切换机构用于在针对气门升程的标称操作模式和经修改的气门升程操作模式之间进行选择。因此，不必采用或升级发动机的润滑回路(针对现有发动机)，因为没有对润滑回路提出额外的要求。在液压致动所不允许的操作条件下，诸如在冷起动条件、低速操作或低油压条件期间，气缸也可以在气缸停用模式或经修改的升程模式下操作。同样不需要针对液压回路的可能成本高且难以制造的复杂的钻孔和通路。然而，本公开也可以与液压系统一起采用来操作切换机构。机械切换机构还可以具有内部反馈装置，以确保在被命令时出现气缸停用事件，以简化车载诊断控制。

提供本发明内容是为了介绍对下文在说明性实施方案中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键或本质特征，也不旨在用作限制要求保护的主题的范围的辅助。根据以下描述和附图，另外的实施方案、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。

附图说明

图1是用于内燃发动机的现有技术气缸停用挺杆的局部截面透视图。

图2是内燃发动机系统的示意图。

图3是包括气门升程系统的图2的内燃发动机的一部分的等距视图。

图4是用于内燃发动机的一个实施方案气门升程系统的等距视图。

图5是用于内燃发动机的单个气缸的一个实施方案气门升程机构的等距视图。

图6是图5的气门升程机构的顶视图。

图7是图5的气门升程机构的底视图。

图8A和图8B分别是图5的气门升程机构的气门升程挺杆的等距视图和剖视图。

图9A和图9B分别是图5的气门升程机构的气门升程挺杆的等距视图和另一剖视图。

图10是图5的气门升程机构的分解图。

图11A至图11C示出气门升程挺杆的各种操作模式。

图12是带有模式感测功能的图5的气门升程机构的另一个实施方案的等距视图。

图13示出了用于本公开的气门升程机构的经修改的气门升程的示例。

图14示出了用于顶置凸轮轴型内燃发动机的另一个实施方案气门升程系统。

图15是用于图14的气门升程系统的一个实施方案气门升程机构的等距视图。

图16是图15的气门升程机构的顶视图。

图17是图15的气门升程机构的底视图。

图18A和图18B分别是图15的气门升程机构的气门升程挺杆的等距视图和剖视图。

图19A和图19B分别是图15的气门升程机构的气门升程挺杆的等距视图和另一剖视图。

图20是图15的气门升程机构的分解图。

图21A至图21C示出了图15的气门升程挺杆的各种操作模式。

具体实施方式

出于促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考附图中所示的实施方案，并且将使用特定语言来描述所述实施方案。然而将理解，不意图由此限制本发明的范围，本文设想到本发明的相关领域的技术人员通常将想到的所示实施方案的任何更改和进一步修改以及本文中所示的本发明原理的任何进一步应用。

图2示出了根据本申请的一个实施方案的内燃发动机系统100。系统100包括具有进气系统104和排气系统106的内燃发动机102。发动机102可以是任何类型的发动机，并且在一个具体实施方案中是包括多个气缸108的柴油发动机，所述多个气缸各自容纳活塞。气缸108接收进气流124并燃烧向其提供的燃料以从气缸中的每一个产生排气流126。在图示的实施方案中，发动机102包括与进气歧管120和排气歧管122连接的六个气缸。发动机102可以是具有单个气缸组的直列式发动机，但是其他实施方案包括V形气缸布置、W型发动机或具有一个或多个气缸的任何发动机布置。设想提供发动机102作为用于车辆(未示出)的动力传动系统的一部分。

参考图3，示出了用于发动机102的一个气缸的气门升程系统的一个实施方案。发动机102包括曲轴130、活塞140、凸轮轴150和包括气门升程系统170的气门打开机构190。活塞140容纳在气缸108中的相应一个中，并且利用连杆132可旋转地连接到曲轴130，使得活塞140的往复运动使曲轴130旋转，如本领域所已知。曲轴130还包括第一曲轴齿轮134，并且第一曲轴齿轮134连接到第二凸轮轴齿轮136，所述第二凸轮轴齿轮连接到凸轮轴150。曲轴130的旋转使凸轮轴150以例如曲轴130的一半速度旋转，其中第一曲轴齿轮134、第二凸轮轴齿轮136提供齿轮减速，如本领域所已知。其他实施方案设想了曲轴130与凸轮轴150之间的其他类型的连接，诸如链条或皮带驱动、和/或其他传动比。

发动机102的每个气缸108容纳一个活塞140，所述活塞连接到曲轴130和凸轮轴150。每个气缸108还包括至少一个进气门142，所述至少一个进气门由连接到凸轮轴150的进气凸轮凸角152的气门打开机构190打开和关闭。进气门142的打开允许充气流通过进气开口142a进入相应气缸108的燃烧室。在图示的实施方案中，进气门142包括由进气十字头144连接的第一进气门和第二进气门。进气十字头144连接到进气摇臂148，所述进气摇臂响应于以下而可围绕摇臂轴线旋转：在进气凸轮凸角152的进气门打开凸角在推管146的端部处抵靠进气凸轮从动件145经过时，进气凸轮凸角152的进气门打开凸角推动进气推管146。

每个气缸108还包括至少一个排气门172。利用气门打开机构190打开至少一个排气门172允许由充气流的燃烧产生的排气通过排气开口172a逸出相应气缸108的燃烧室。在图示的实施方案中，排气门172包括由排气十字头174连接的第一排气门和第二排气门。每个排气门172还包括气门弹簧176，所述气门弹簧由排气摇臂178通过排气十字头174致动，以响应于排气凸轮凸角154上的排气门打开凸角作用在排气推管180上而打开和关闭排气门172。

在图示的实施方案中，排气推杆180延伸穿过发动机102的缸体中的孔腔，并利用排气凸轮从动件182接合到排气凸轮凸角154。排气凸轮从动件182接合到排气推管180的端部。排气推管180响应于作用在排气凸轮从动件182上的排气凸轮凸角154的旋转而平移，并通过挺杆200起作用以使排气摇臂178围绕摇臂轴184枢转。针对进气推管146提供了类似的布置。

气门升程系统170还包括在推管146、180中的每一个上采用气门升程挺杆200a、200b的每个气门打开机构190。每个挺杆200a、200b可操作以在以下时间提供进气门142和/或排气门172的可变升程：期望与标准或标称升程廓线不同的升程廓线时，诸如在气缸停用或米勒循环期间，如下文进一步讨论的。

参考图4，存在气门升程系统170的实施方案。如上文所讨论，第二凸轮轴齿轮136由第一曲轴齿轮134以一定传动比驱动。第二凸轮轴齿轮136使包含进气凸轮凸角152和排气凸轮凸角154的凸轮轴150旋转。进气凸轮从动件145沿循进气凸轮凸角152的凸角廓线。排气凸轮从动件182沿循排气凸轮凸角154的凸角廓线。进气推管146将进气凸轮从动件145的运动传递到气缸停用挺杆200a。排气推管180将排气凸轮从动件182的运动传递到第二相同的气缸停用挺杆200b。气缸停用挺杆200a、200b将在接下来的描述中详细描述。

气缸停用挺杆200a、200b在设置在摇臂壳体202中的孔腔中往复运动。两位致动器204固定到摇臂壳体202。在致动器204的一个位置，气缸停用挺杆200a、200b处于活动状态并将运动从推管146、180传递到进气摇臂148或者排气摇臂178。进气摇臂148和排气摇臂178随后致动如上所讨论的十字头以及进气门和排气门。在致动器204的第二位置，气缸停用挺杆200a、200b被停用并吸收来自推管146、180的运动。在这种模式下，没有运动(或减少的运动)被传递到进气摇臂148或者排气摇臂178。这种不传递运动的操作状态称为气缸停用。

参考图5，示出了用于气门升程系统170的气门打开机构的实施方案。如前所述，凸轮轴凸角152、154的运动通过进气推管146和排气推管180向上传递。进气摇臂148和排气摇臂178围绕摇臂轴210a、210b中的相应一个枢转。摇臂轴210a、210b使用中心帽螺钉212a、212b固定。带有球形枢转脚216的调节螺钉214定位在摇臂148、178中的每一个的端部上。调节螺钉214用于在组装期间将球形枢转脚216和气门十字头144、174之间的空隙设定为预定值。一旦达到空隙值，锁定螺母218就将调节螺钉214固定在期望位置。气门十字头144、174用于将摇臂148、178的运动传递到两个进气门142或者两个排气门172。气门142、172利用气门弹簧176和弹簧保持器222固定在气缸盖(未示出)中。

两个帽螺钉224用于将致动器204固定到摇臂壳体202。致动器204经由电连接器226连接到发动机的线束和ECM。致动器204致动齿条230，所述齿条与气缸停用挺杆200a、200b中的每一个接合并且将在稍后描述。

进一步参考图6，气缸停用挺杆200a经由长槽孔232a穿过进气摇臂148。气缸停用挺杆200a经由套环234a与进气摇臂148交接。类似地，气缸停用挺杆200b经由长槽孔232b穿过排气摇臂178。气缸停用挺杆200b经由套环234b与排气摇臂178交接。致动器204致动齿条230，所述齿条与气缸停用挺杆200a、200b中的每一个接合。致动器204使销236沿轴线238移动以启动或停用气缸停用挺杆200a、200b。

进一步参考图7，此视图描绘了齿条230在位置240a、240b处与气缸停用挺杆200a、200b接合。当致动器销236使齿条230在箭头242的方向上沿轴线238移动时，所述齿条引起挺杆200a、200b的旋转，由箭头244a和244b表示。同样，当齿条230在箭头242的相反方向上移动时，气缸停用挺杆200a、200b的旋转运动沿箭头244a和244b反向。致动器销236的这种前后运动可以由致动器204直接地控制，或者相反，运动方向中的一个可以由弹簧(未示出)进行控制或辅助。

参考图8A和图8B，气缸停用挺杆200a、200b的部件以等距视图和第一剖视图两者示出。气缸停用挺杆200a、200b由外主体247和内主体253构成。内主体253包含与进气推管146或者排气推管180接合的推管容座245。内主体253还具有在空转弹簧246内部的延伸杆件258，所述空转弹簧在一个端部上靠在空转弹簧垫256上并且在相反端部257上靠在空转弹簧保持器248上。空转弹簧保持器248由空转弹簧保持器止动件259约束到内主体253。可以在空转弹簧246和空转弹簧保持器248的组装之后在适当位置形成空转弹簧保持器止动件259，以利用一定量的弹簧预载荷来捕获空转弹簧246。替代地，空转弹簧保持器止动件259可以通过丝环或任何其他方法代替以防止空转弹簧保持器248从延伸杆件258滑落。

当气缸停用挺杆200a、200b如图8A和图8B所示取向时，其被称为处于“活动”模式。在这种模式下，来自推管146、180的运动被传递到摇臂148、178中。来自推管146、180的载荷通过与外主体247上的三角形凸缘251接合的剪切销252从内主体253中的推管容座245传递。外主体247经由套环234a、234b将运动传递到摇臂148、178。套环234a、234b在位置254处被压到外主体247上，并在位置255处被强制约束。套环234a、234b可以由与外主体247不同的材料或硬度制成，以减少摇臂148、178与套环234a、234b界面之间的磨损。油孔262可以连接到油源(加压或者非加压)以向推管容座245提供润滑。齿轮齿261沿径向扇形部加工到外主体247中以与齿条230接合。在空转弹簧保持器248与外主体247之间需要少量的空隙260，以在使外主体247围绕内主体253旋转时使从致动器204所需的力最小化。

内主体253经由剪切销252在转向上约束到摇臂壳体202。挺杆外主体247的这种旋转将气缸停用挺杆200a、200b从“活动”模式转变为“停用”模式。当推管146、180被卸载时，或者换句话说，凸轮轴凸角152、154在基圆上或处于无升程状况时，完成这种转变。两个开口249、250允许剪切销252和内主体253在外主体247内部上下往复运动，而不使摇臂148、178移动。在这种状况期间，气门机构保持与空转弹簧246接触。

图9A和图9B以与图8B取向偏移90度的等距视图和第二剖视图两者示出了气缸停用挺杆200a、200b的部件。在此视图中，剪切销252被示出为延伸到外主体247的主直径之外达尺寸263。提供此，使得内主体253及其相关联部件保持静止，而外主体247位置可以从“活动”模式旋转到“停用”模式。

图10示出了单个气缸停用机构的分解图。为了图中的清晰起见，已经省略进气摇臂148。气缸停用挺杆200a、200b定位在摇臂壳体202中的气缸停用挺杆孔腔269、264中。凹槽265、267经拉削加工到气缸停用挺杆孔腔264、269中，以便使用从外主体延伸距离263的剪切销252来使气缸停用挺杆200b、200a对其。这也限制气缸停用挺杆200a、200b的内主体253的旋转，使得齿条230仅在气缸停用事件期间使外主体247旋转。齿条230容纳在摇臂壳体202中的齿条孔腔268中。齿条孔腔268在位置开口266中通向气缸停用挺杆孔腔264、269。开口266允许齿条230与加工到每个气缸停用挺杆200a、200b的外主体247中的齿轮齿261接合。凹槽265、267彼此成180度定位，使得相同的气缸停用挺杆设计可用于进气摇臂148和排气摇臂178两者。这允许齿条230基于气缸停用挺杆200a、200b定位在齿条230的哪一侧上而对挺杆200a、200b赋予不同的旋转方向244a、244b。

图11A至图11C示出了气缸停用挺杆操作模式。在图11A的模式中，内主体253相对于外主体247同步（clocked），因此剪切销252在位置271处与外主体247直接接触。来自凸轮凸角154、152、进气凸轮从动件从动件145、排气凸轮从动件182和推管146、180的运动通过气缸停用挺杆200a、200b直接地传递到摇臂148、178和气门142、172中。为了清楚起见，示出了接触套环234a、234b的摇臂接口272。在这种模式下，发动机的气缸是“活动的”。在图11B的模式下，外主体247已经经由致动器204、齿条232和齿轮齿261的运动相对于内主体253同步。在这种模式下，间隙273现在位于剪切销252上方。如先前所提及，从图11A到图11B的转变在气门机构被卸载时执行。在图11C中，推管146、180致动内主体253，但由于剪切销252不与外主体247轴向接触，因此推管146、180的运动“消失”，并且摇臂148、178在空转弹簧246被压缩时保持静止。在这种模式下，发动机的气缸是“停用的”。发动机将继续在图11B中的模式与图11C中的模式之间操作，直到致动器204运动反转并且气缸停用挺杆200a、200b重新取向到图11A的“活动”模式位置为止。

图12示出可选的模式传感器274，所述模式传感器可用于经由霍尔效应策略或其他方式感测齿条230的位置。这种类型的特征可有利于车载诊断。作为较低成本的选项，位置感测也可以组合在致动器204内部。

尽管本公开的各方面已经在气缸停用的背景下进行了描述，但是挺杆200a、200b(或下文讨论的挺杆1200a、1200b)不需要吸收整个升程并且可以被重新配置为仅吸收部分升程量，并且当与刚性空转弹簧结合时，可以产生如图13所示的气门升程廓线。这将实现标准持续时间的气门升程事件和较短持续时间的气门升程事件两者。这种类型的操作通常称为米勒循环。可以在发动机的排气侧采用类似的布置，以实现排气门提前打开策略。也可以扩展挺杆和致动器以实现多级升程损失功能，而不是前面描述的双模式操作。气缸停用挺杆也可以配置有液压空隙调节器。最后，尽管本发明是以电子致动器来描述的，但系统也可以配置有液压系统以使用发动机油作为工作流体来使齿条230移动。

参考图14，示出了用于顶置凸轮轴型发动机102的气门升程系统1170的另一个实施方案。气门升程系统1170安装在连接到至少一个排气门1172的凸轮轴1150上，所述至少一个排气门由连接到凸轮轴1150的排气凸轮凸角1154的气门打开机构1190打开和关闭。在图示的实施方案中，排气门1172是单个阀门，但可以提供通过排气十字头(未示出)连接的另一个排气门。排气门1172经由排气摇臂1178连接到气门弹簧1176，所述排气摇臂响应于以下而可围绕摇臂轴线旋转：当排气凸轮凸角1154的排气门打开凸角抵靠凸轮从动件1180经过时，排气凸轮凸角1154的排气门打开凸角推动排气凸轮从动件1180(图17)。

还提供了一个或多个进气门1142，其利用气门打开机构190打开。在图示的实施方案中，进气门1142包括由进气十字头1144连接的第一进气门和第二进气门。每个进气门1142还包括气门弹簧1176，所述气门弹簧由进气摇臂1148通过进气十字头1144致动，以响应于进气凸轮凸角1152上的进气门打开凸角作用于进气凸轮从动件1146而打开和关闭进气门1142。

气门升程系统1170还包括在凸轮从动件1146、1180中的每一个上分别采用气门升程挺杆1200a、1200b的每个气门打开机构1190。每个挺杆1200a、1200b可操作以在以下时间提供进气门和/或排气门1142、1172的可变升程：期望与标准或标称升程廓线不同的升程廓线时，诸如在气缸停用或米勒循环期间。

参考图15至图17，气缸停用挺杆1200a、1200b在设置在凸轮帽1202中的孔腔中往复运动，所述凸轮帽可以利用紧固件1203固定到发动机的气缸盖、凸轮轴架或气门盖。致动器1204固定到凸轮帽1202。致动器1204可以经由电连接器连接到发动机的线束和ECM。在致动器1204的一个位置，气缸停用挺杆1200a、1200b处于活动状态并将运动从凸轮从动件1146、1180传递到进气摇臂1148或者排气摇臂1178。进气摇臂1148和排气摇臂1178随后致动如上所讨论的十字头(如果提供的话)以及进气门和排气门。在致动器1204的第二位置，气缸停用挺杆1200a、1200b被停用并吸收来自凸轮凸角1152、1154的运动。在这种模式下，没有运动(或减少的运动)被传递到进气摇臂1148或者排气摇臂1178。这种不传递运动的操作状态称为气缸停用。

如前所述，凸轮轴凸角1152、1154的运动通过进气凸轮从动件1146和排气凸轮从动件1180向上传递。进气摇臂1148和排气摇臂1178围绕摇臂轴1210a、1210b中的相应一个枢转。摇臂轴1210a、1210b使用中心帽螺钉1212a、1212b固定。还可提供调节螺钉1214以在组装期间将空隙设定为预定值。气门十字头1174用于将摇臂1178的运动传递到两个排气门1172。

气缸停用挺杆1200a经由长槽孔1232a穿过进气摇臂1148。气缸停用挺杆1200a经由套环1234a与进气摇臂1148交接。类似地，气缸停用挺杆1200b经由长槽孔1232b穿过排气摇臂1178。气缸停用挺杆1200b经由套环1234b与排气摇臂1178交接。致动器1204使销1236沿轴线1238移动以启动或停用气缸停用挺杆1200a、1200b。

当致动器销1236在箭头1242的方向上沿轴线1238移动时，其引起挺杆1200a、1200b的旋转，由箭头1244a和1244b表示。同样，当销1236在箭头1242的相反方向上移动时，气缸停用挺杆1200a、1200b的旋转运动沿箭头1244a和1244b反向。致动器销1236的这种前后运动可以由致动器1204直接地控制，或者相反，挺杆1200a、1200b的运动方向中的一个可以由弹簧诸如针对相反的运动进行控制或辅助。

参考图18A和图18B，气缸停用挺杆1200a、1200b的部件以等距视图和第一剖视图两者示出。气缸停用挺杆1200a、1200b由外主体1247和内主体1253构成。外主体1247包含凸轮从动件容座1245，所述凸轮从动件容座容纳对应的凸轮从动件1146、1180。外主体1247还具有定位在其中的空转弹簧垫1256。外主体1247和内主体1253在空转弹簧1246内部容纳延伸杆件1258，所述空转弹簧在一个端部上靠在空转弹簧垫1256上并且在相反端部1257上靠在空转弹簧保持器1248上。空转弹簧保持器1248由空转弹簧保持器止动件259或任何合适的丝环或装置约束到外主体1247以防止空转弹簧保持器1248从延伸杆件1258滑落。

当气缸停用挺杆1200a、1200b如图18A和图18B所示取向时，其被称为处于“活动”模式。在这种模式下，来自凸轮从动件1146、1180的运动被传递到摇臂1148、1178中。来自凸轮从动件1146、1180的载荷通过轴向臂1252从外主体1247中的凸轮从动件容座1245传递，所述轴向臂从外主体1247的上部端部轴向延伸以接合内主体1253的套环1234a、1234b上的凸缘1251。内主体1253经由套环1234a、1234b将运动传递到摇臂1148、1178。套环1234a、1234b还包括径向延伸的臂1261，所述臂由致动器1204接合以在需要气缸停用时使套环1234a、1234b旋转。

外主体1247经由引导销1259在转向上约束到摇臂1148、1178。挺杆内主体1253的这种旋转将气缸停用挺杆1200a、1200b从“活动”模式转变为“停用”模式。当凸轮轴凸角1152、1154在基圆上或处于无升程状况时，完成这种转变。套环1234a、1234b中的两个开口或间隙1249、1250允许轴向臂1252和外主体1247相对于内主体1253上下往复运动，而不使摇臂1148、1178移动。在这种状况期间，气门机构保持与空转弹簧1246接触。

图19A和图19B以与图18B取向偏移90度的等距视图和第二剖视图两者示出了气缸停用挺杆1200a、1200b的部件。在此视图中，轴向臂1252被示为延伸成与内主体1253的套环1234a、1234b上的凸缘1251接触。此外，提供引导销1259使得外主体1247可以接合凸轮帽1202并保持静止，而内主体1253位置可以从“活动”模式旋转到“停用”模式。

图20示出了单个气缸停用机构的分解图。气缸停用挺杆1200a、1200b定位在凸轮帽1202中的气缸停用挺杆孔腔1269、1264中。凹槽1265、1267经拉削加工到气缸停用挺杆孔腔1269、1264中以使用引导销1259来使气缸停用挺杆1200b、1200a对齐，这也约束气缸停用挺杆1200a、1200b的外主体1247的旋转，使得致动器1204仅在气缸停用事件期间使内主体1253旋转。致动器1204容纳在凸轮帽1202中的孔腔1268中。孔腔1268在位置开口1266中通向气缸停用挺杆孔腔1264、1269。开口1266允许致动器1204接触每个气缸停用挺杆1200a、1200b的径向臂1261。凹槽1265、1267彼此成180度定位，使得相同的气缸停用挺杆设计可用于进气摇臂1148和排气摇臂1178两者。

图21A至21C示出了气缸停用挺杆操作模式。在图21A的模式下，外主体1247相对于内主体1253同步，因此轴向臂1252与套环1234a、1234b的凸缘1251直接接触。来自凸轮凸角1152、1154和凸轮从动件1146、1180的运动通过气缸停用挺杆1200a、1200b直接地传递到摇臂1148、1178和气门1142、1172中。在这种模式下，发动机的气缸是“活动的”。在图21B的模式下，内主体1253已经经由致动器204的运动相对于外主体1247同步。在这种模式下，间隙1249现在位于轴向臂1252上方。如先前所提及，从图21A至图21B的转变在气门机构被卸载时执行。在图21C中，凸轮从动件1146、1148致动外主体1247，但由于轴向臂1252不与内主体1253轴向接触，因此凸轮从动件1146、1180的运动“消失”，并且摇臂1148、1178在空转弹簧1246被压缩时保持静止。在这种模式下，发动机的气缸是“停用的”。发动机将继续在图21B中的模式与图21C中的模式之间操作，直到致动器1204运动反转并且气缸停用挺杆1200a、1200b经由回位弹簧等重新取向到图21A的“活动”模式位置为止。

设想了本公开的各个方面。例如，一种内燃发动机的气门机构组件包括定位在凸轮轴与进气门或排气门之间的挺杆。挺杆具有至少两种操作模式。一种模式将所有凸轮凸角运动传递到进气门或排气门，并且第二模式将部分的凸轮凸角运动或不将凸轮凸角运动传递到进气门或排气门。挺杆模式利用致动器进行调节，所述致动器改变挺杆的内主体和外主体的角度取向。

在另一方面，内燃发动机的气门机构组件包括定位在凸轮轴与对应的进气门和/或排气门之间的至少两个挺杆。每个挺杆具有至少两种操作模式。一种模式将所有凸轮凸角运动传递到进气门和排气门，并且第二模式将部分的凸轮凸角运动或不将凸轮凸角运动传递到进气门和排气门。挺杆模式利用致动器同时调节，所述致动器改变每个挺杆的内主体与外主体之间的角度取向。

在另一方面，一种内燃发动机的气门机构组件包括容纳至少一个挺杆的摇臂壳体。至少一个挺杆具有至少两种操作模式。一种模式将所有凸轮凸角运动传递到进气门或排气门，并且第二模式将部分的凸轮凸角运动或不将凸轮凸角运动传递到进气门或排气门。

在另一方面，内燃发动机的气门机构组件包括至少一个摇臂组件。至少一摇臂组件直接地接触至少一个挺杆。至少一个挺杆具有至少两种操作模式。一种模式将所有凸轮凸角运动传递到进气门或排气门，并且第二模式将部分的凸轮凸角运动或不将凸轮凸角运动传递到进气门或排气门。

根据另一方面，一种内燃发动机系统包括气缸，所述气缸容纳可操作地连接到曲轴的活塞。气缸还包括至少一个进气门和至少一个排气门，以用于选择性地打开和关闭气缸的至少一个进气开口和至少一个排气开口中的相应者。内燃发动机系统还包括凸轮轴，所述凸轮轴包括第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，其中第一凸轮凸角和第二凸轮凸角可随着凸轮轴的旋转而旋转。内燃发动机系统还包括将第一凸轮凸角和第二凸轮凸角连接到至少一个进气门和至少一个排气门中的相应者的气门提升机构。气门提升机构包括将至少一个进气门连接到第一凸轮凸角的第一挺杆和将至少一个排气门连接到第二凸轮凸角的第二挺杆。气门提升机构包括单个致动器，所述单个致动器同时将第一挺杆和第二挺杆从第一配置重新配置到第二配置，在所述第一配置中，来自第一凸轮凸角和第二凸轮凸角的所有运动都被传送到经连接的至少一个进气门和至少一个排气门，在所述第二配置中，少于来自第一凸轮凸角和第二凸轮凸角的所有运动被传送到经连接的至少一个进气门和至少一个排气门。

在实施方案中，致动器包括齿条，所述齿条接合到第一挺杆和第二挺杆中的每一者的外表面，使得齿条的旋转使第一挺杆和第二挺杆中的每一者的一部分从第一配置旋转到第二配置。

在实施方案中，第一挺杆和第二挺杆中的每一者包括容纳在外主体内的内主体，并且在第一配置中，内主体和外主体在轴向上被锁定以防止相对于彼此的轴向移动，并且在第二配置中，外主体相对于内主体旋转，因此内主体和外主体在轴向上被解锁以允许相对于彼此的轴向移动。

在实施方案中，气门提升机构包括第一摇臂，所述第一摇臂连接到至少一个进气门、接触第一凸轮的进气凸轮从动件和将进气凸轮从动件连接到第一挺杆的进气推管。气门提升机构还包括第二摇臂，所述第二摇臂连接到至少一个排气门、接触第二凸轮的排气凸轮从动件和将排气凸轮从动件连接到第二挺杆的排气推管。

在实施方案中，在第一挺杆和第二挺杆的第二配置中，响应于第一凸轮凸角和第二凸轮凸角分别接触进气凸轮从动件和排气凸轮从动件，允许进气推杆和排气推杆各自分别相对于第一挺杆和第二挺杆平移，因此至少一个进气门和至少一个排气门保持关闭。

在实施方案中，第一挺杆和第二挺杆各自包括：外主体，其包括接合到第一摇臂和第二摇臂中的对应一者的套环；以及内主体，其接合到进气推管和排气推管中的对应一者。

在实施方案中，在第一配置中，第一挺杆和第二挺杆中的每一者的内主体和外主体被锁定，使得进气推管和排气推管分别通过第一凸轮凸角和第二凸轮凸角产生的位移作用于第一摇臂和第二摇臂中的对应一者并使其枢转，并且在第二配置中，第一挺杆和第二挺杆中的每一者的内主体和外主体被解锁，使得进气推管和排气推管分别通过第一凸轮凸角和第二凸轮凸角产生的位移因内主体在外主体内的位移而丢失，而没有作用于第一摇臂和第二摇臂中的对应一者。

在实施方案中，第一挺杆和第二挺杆容纳在摇臂壳体中，并且致动器安装到摇臂壳体并且延伸穿过摇臂壳体中的孔腔到达第一挺杆与第二挺杆之间的位置。在实施方案中，第一挺杆和第二挺杆与容纳在摇臂壳体中的第一摇臂组件和第二摇臂组件中的相应者直接接触。

在实施方案中，致动器包括销，所述销被致动以接触第一挺杆和第二挺杆中的每一者的径向延伸臂，使得销的位移使第一挺杆和第二挺杆中的每一者的一部分从第一配置旋转到第二配置。

在实施方案中，第一挺杆和第二挺杆中的每一者包括容纳在外主体内的内主体，并且在第一配置中，内主体和外主体在轴向上被锁定以防止相对于彼此的轴向移动，并且在第二配置中，内主体相对于外主体旋转，因此内主体和外主体在轴向上被解锁以允许相对于彼此的轴向移动。

在实施方案中，气门提升机构包括：第一摇臂，其连接到至少一个进气门以及接触第一凸轮和第一挺杆的进气凸轮从动件；以及第二摇臂，其连接到至少一个排气门以及接触第二凸轮和第二挺杆的排气凸轮从动件。

在另一方面，一种用于修改用于内燃发动机的气门机构系统中的气门升程的挺杆包括容纳在外主体内的细长内主体。内主体和外主体包括锁定配置，在所述锁定配置中，内主体和外主体相对于彼此轴向受约束，以便响应于凸轮凸角廓线作用在挺杆上而提供第一气门升程。内主体和外主体相对于彼此轴向旋转到解锁配置，以响应于凸轮凸角廓线作用在挺杆上而提供第二气门升程，其中第二气门升程小于第一气门升程。

在实施方案中，内主体相对于外主体朝向锁定配置被弹簧偏压。在实施方案中，外主体包括由致动器接合以使外主体相对于内主体旋转的外齿。在实施方案中，外主体包括从其向外延伸的套环，其用于与气门机构组件的摇臂直接接触。

在实施方案中，剪切销接合到内主体并且延伸穿过外主体。在锁定配置中，剪切销与外主体接触，以防止内主体相对于外主体轴向移动，并且在解锁配置中，剪切销与外主体中的轴向延伸开口对齐，以允许内主体相对于外主体轴向移动。

在另一方面，一种用于内燃发动机的气门机构系统包括摇臂壳体和定位在摇臂壳体内的至少一个挺杆。至少一个挺杆被配置为在第一模式下以及在第二模式下操作。在第一模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而传递第一气门升程，并且在第二模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而传递第二气门升程，其中第二气门升程小于第一气门升程。

在实施方案中，至少一个挺杆包括容纳在外主体内的细长内主体。在第一模式下，内主体和外主体相对于彼此轴向受约束，并且在第二模式下，内主体和外主体相对于彼此轴向旋转，因此内主体和外主体可相对于彼此轴向移动。在另外的实施方案中，致动器安装到摇臂壳体，所述致动器接合到至少一个挺杆以使内主体和外主体相对于彼此轴向旋转。

在实施方案中，摇臂设置在摇臂壳体中，所述摇臂定位在至少一个挺杆周围并与其直接接触。至少一个挺杆响应气门升程而使摇臂枢转。

在另一方面，一种用于内燃发动机的气门机构系统包括摇臂和至少一个挺杆，所述至少一个挺杆被定位成与摇臂直接接触以用于使摇臂枢转。至少一个挺杆被配置为在第一模式下以及在第二模式下操作。在第一模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而通过摇臂传递第一气门升程，并且在第二模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而通过摇臂传递第二气门升程，其中第二气门升程小于第一气门升程。

在实施方案中，提供摇臂壳体，并且至少一个挺杆定位在摇臂壳体中。摇臂围绕至少一个挺杆定位在摇臂壳体中。

在另一方面，一种用于内燃发动机的气门机构系统包括：凸轮帽，其用于接合到气缸盖、凸轮轴架或气门盖；以及至少一个挺杆，其定位在凸轮帽内以用于与对应的凸轮凸角接合。至少一个挺杆被配置为在第一模式下以及在第二模式下操作。在第一模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而传递第一气门升程，并且在第二模式下，至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在至少一个挺杆上而传递第二气门升程，其中第二气门升程小于第一气门升程。

虽然已在附图和前述描述中详细地示出和描述了本发明，但所述附图和前述描述在本质上被视为说明书性的而非限制性的，应理解仅已示出和描述某些示例性实施方案。本领域技术人员将了解，可在不实质上脱离本发明的情况下对示例实施方案做出很多修改。因此，所有这样的修改意图被包括在如所附权利要求所限定的本公开的范围内。阅读权利要求书，旨在当使用诸如“一个”、“一种”、“至少一个”或“至少一部分”等词语时，不旨在将权利要求限制到仅一个项，除非权利要求中有明确相反的陈述。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，所述项可包括一部分和/或整个项，除非有明确相反的陈述。

Claims (24)

1.一种内燃发动机系统，其包括：

气缸，其容纳可操作地连接到曲轴的活塞，所述气缸还包括至少一个进气门和至少一个排气门，以用于选择性地打开和关闭所述气缸的至少一个进气开口和至少一个排气开口中的相应者；

凸轮轴，其包括第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角能够随着所述凸轮轴的旋转而旋转；以及

气门提升机构，其将所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角连接到所述至少一个进气门和所述至少一个排气门中的相应者，所述气门提升机构包括将所述至少一个进气门连接到所述第一凸轮凸角的第一挺杆以及将所述至少一个排气门连接到所述第二凸轮凸角的第二挺杆，所述气门提升机构包括单个致动器，所述单个致动器同时将所述第一挺杆和所述第二挺杆从第一配置重新配置到第二配置，在所述第一配置中，来自所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角的所有运动都被传送到经连接的至少一个进气门和至少一个排气门，在所述第二配置中，少于来自所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角的所有运动被传送到所述经连接的至少一个进气门和至少一个排气门。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动器包括齿条，所述齿条接合到所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的外表面，使得所述齿条的旋转使所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的一部分从所述第一配置旋转到所述第二配置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者包括容纳在外主体内的内主体，并且在所述第一配置中，所述内主体和所述外主体在轴向上被锁定以防止相对于彼此的轴向移动，并且在所述第二配置中，所述外主体相对于所述内主体旋转，因此所述内主体和所述外主体在轴向上被解锁以允许相对于彼此的轴向移动。

4. 根据权利要求1所述的系统，其中所述气门提升机构包括：

第一摇臂，其连接到所述至少一个进气门、接触所述第一凸轮的进气凸轮从动件和将所述进气凸轮从动件连接到所述第一挺杆的进气推管；以及

第二摇臂，其连接到所述至少一个排气门、接触所述第二凸轮的排气凸轮从动件和将所述排气凸轮从动件连接到所述第二挺杆的排气推管。

5.根据权利要求4所述的系统，其中在所述第一挺杆和所述第二挺杆的所述第二配置中，响应于所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角分别接触所述进气凸轮从动件和所述排气凸轮从动件，允许进气推杆和排气推杆各自分别相对于所述第一挺杆和所述第二挺杆平移，因此所述至少一个进气门和所述至少一个排气门保持关闭。

6. 根据权利要求4所述的系统，其中所述第一挺杆和所述第二挺杆各自包括：

外主体，其包括接合到所述第一摇臂和所述第二摇臂中的对应一者的套环；以及

内主体，其接合到所述进气推管和所述排气推管中的对应一者。

7.根据权利要求6所述的系统，其中在所述第一配置中，所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的所述内主体和所述外主体被锁定，使得所述进气推管和所述排气推管分别通过所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角产生的位移作用于所述第一摇臂和所述第二摇臂中的对应一者并使其枢转，并且在所述第二配置中，所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的所述内主体和所述外主体被解锁，使得所述进气推管和所述排气推管分别通过所述第一凸轮凸角和所述第二凸轮凸角产生的位移因所述内主体在所述外主体内的位移而丢失，而没有作用于所述第一摇臂和所述第二摇臂中的对应一者。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一挺杆和所述第二挺杆容纳在摇臂壳体中，并且所述致动器安装到所述摇臂壳体并且延伸穿过所述摇臂壳体中的孔腔到达所述第一挺杆与所述第二挺杆之间的位置。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一挺杆和第二挺杆与容纳在所述摇臂壳体中的第一摇臂组件和第二摇臂组件中的相应者直接接触。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动器包括销，所述销被致动以接触所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的径向延伸臂，使得所述销的位移使所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者的一部分从所述第一配置旋转到所述第二配置。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一挺杆和所述第二挺杆中的每一者包括容纳在外主体内的内主体，并且在所述第一配置中，所述内主体和所述外主体在轴向上被锁定以防止相对于彼此的轴向移动，并且在所述第二配置中，所述内主体相对于所述外主体旋转，因此所述内主体和所述外主体在轴向上被解锁以允许相对于彼此的轴向移动。

12. 根据权利要求1所述的系统，其中所述气门提升机构包括：

第一摇臂，其连接到所述至少一个进气门和接触所述第一凸轮和所述第一挺杆的进气凸轮从动件；以及

第二摇臂，其连接到所述至少一个排气门和接触所述第二凸轮和所述第二挺杆的排气凸轮从动件。

13.一种用于修改用于内燃发动机的气门机构系统中的气门升程的挺杆，其包括：

容纳在外主体内的细长内主体，其中所述内主体和所述外主体包括锁定配置，在所述锁定配置中，所示内主体和所述外主体相对于彼此轴向受约束，以便响应于凸轮凸角廓线作用在所述挺杆上而提供第一气门升程，所述内主体和所述外主体相对于彼此轴向旋转到解锁配置，以便响应于所述凸轮凸角廓线作用在所述挺杆上而提供第二气门升程，所述第二气门升程小于所述第一气门升程。

14.根据权利要求13所述的挺杆，其中所述内主体相对于所述外主体朝向所述锁定配置被弹簧偏压。

15.根据权利要求13所述的挺杆，其中所述外主体包括由致动器接合以使所述外主体相对于所述内主体旋转的外齿。

16.根据权利要求13所述的挺杆，其中所述外主体包括从其向外延伸的套环，所述套环用于与所述气门机构组件的摇臂直接接触。

17.根据权利要求13所述的挺杆，其还包括接合到所述内主体并延伸穿过所述外主体的剪切销，其中在所述锁定配置中，所述剪切销与所述外主体接触，以防止所述内主体相对于所述外主体轴向移动，并且在所述解锁配置中，所述剪切销与所述外主体中的轴向延伸开口对齐，以允许所述内主体相对于所述外主体轴向移动。

18.一种用于内燃发动机的气门机构系统，其包括：

摇臂壳体和定位在所述摇臂壳体内的至少一个挺杆，所述至少一个挺杆被配置用于在第一模式下以及在第二模式下操作，其中在所述第一模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而传递第一气门升程，并且在所述第二模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于所述凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而传递第二气门升程，所述第二气门升程小于所述第一气门升程。

19.根据权利要求18所述的气门机构系统，其中所述至少一个挺杆包括：

容纳在外主体内的细长内主体，其中在所述第一模式下，所述内主体和所述外主体相对于彼此轴向受约束，并且在所述第二模式下，所述内主体和所述外主体相对于彼此轴向旋转，因此所述内主体和所述外主体能够相对于彼此轴向移动。

20.根据权利要求19所述的气门机构系统，其还包括安装到所述摇臂壳体的致动器，所述致动器接合到所述至少一个挺杆以使所述内主体和所述外主体相对于彼此轴向旋转。

21.根据权利要求18所述的气门机构系统，其还包括在所述摇臂壳体中的摇臂，所述摇臂定位在所述至少一个挺杆周围并与其直接接触，其中所述至少一个挺杆响应于气门升程而使所述摇臂枢转。

22.一种用于内燃发动机的气门机构系统，其包括：

摇臂和被定位成与所述摇臂直接接触以用于使所述摇臂枢转的至少一个挺杆，所述至少一个挺杆被配置用于在第一模式下以及在第二模式下操作，其中在所述第一模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而通过所述摇臂传递第一气门升程，并且在所述第二模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于所述凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而通过所述摇臂传递第二气门升程，所述第二气门升程小于所述第一气门升程。

23.根据权利要求22所述的气门机构系统，其还包括：

摇臂壳体，其中所述至少一个挺杆定位在所述摇臂壳体中，并且所述摇臂围绕所述至少一个挺杆定位在所述摇臂壳体中。

24.一种用于内燃发动机的气门机构系统，其包括：

凸轮帽，其用于接合到气缸盖、凸轮轴架或气门盖；以及至少一个挺杆，其定位在所述凸轮帽内以用于与对应的凸轮凸角接合，所述至少一个挺杆被配置用于在第一模式下以及在第二模式下操作，其中在所述第一模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而传递第一气门升程，并且在所述第二模式下，所述至少一个挺杆被配置为响应于所述凸轮凸角廓线作用在所述至少一个挺杆上而传递第二气门升程，所述第二气门升程小于所述第一气门升程。