專(zhuān)利名稱(chēng)：附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)的低溫運(yùn)行的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)/氣閥提供延時(shí)關(guān)閉運(yùn)動(dòng) 的系統(tǒng)，包括可在較大的流體溫度/粘度范圍內(nèi)為氣門(mén)提供受控的發(fā)動(dòng)機(jī)氣
門(mén)回位(落座，seating)和受控的附加動(dòng)作關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中公知的是，凸輪系統(tǒng)，可以包括例如凸輪軸和搖臂，能 夠被用于打開(kāi)和關(guān)閉內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)。圖5中一般性地示出了一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)凸輪輪廓發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)打開(kāi)/關(guān)閉曲線300a的示例。
在IC發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣沖程中，除了其他參數(shù)以外，尤其可以通過(guò)改變 發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)的可變氣 門(mén)正時(shí)可以通過(guò)例如使用一個(gè)液力致動(dòng)器以平衡氣門(mén)彈簧的關(guān)閉作用力來(lái) 實(shí)現(xiàn)。正如圖5中一般性地示出的那樣，發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)的延時(shí)關(guān)閉運(yùn)動(dòng)(一 般性地在圖中用301表示)經(jīng)常被稱(chēng)為"附加動(dòng)作，，。
盡管目前的附加動(dòng)作系統(tǒng)能夠提供所需的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)延時(shí)關(guān)閉運(yùn)動(dòng)， 但是相關(guān)流體例如發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度和粘度的改變都可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén) 關(guān)閉正時(shí)的不一致。圖5—般性地示出了氣門(mén)回位的變化情況(一般性地 由區(qū)段403表示)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，存在對(duì)于提供一種附加動(dòng)作系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)能夠在較大的 流體溫度和/或粘度范圍內(nèi)為氣門(mén)提供受控的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)回位和受控的附 加動(dòng)作關(guān)閉運(yùn)動(dòng)。


下面將通過(guò)舉例并參考示例性附圖的方式來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其
中
圖1是根據(jù)實(shí)施例給出的用于操作一個(gè)或多個(gè)附加動(dòng)作氣門(mén)的系統(tǒng)示 意圖2是根據(jù)實(shí)施例給出的附加動(dòng)作氣門(mén)的剖視圖； 圖3是圖2中線3劃定區(qū)域的放大視圖4是根據(jù)實(shí)施例給出的附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)的局部剖視圖；以及
圖5是一般性地示出了根據(jù)實(shí)施例給出的凸輪氣門(mén)升程正時(shí)曲線和附 加動(dòng)作氣門(mén)升程正時(shí)曲線的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1一般性地示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其示出與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng) 100流體連通的液壓回路10。液壓回路10包括內(nèi)含流體11的油底殼/機(jī)油 盤(pán)12，泵14，流體溫度傳感器16, —個(gè)或多個(gè)止回閥18， 一個(gè)或多個(gè)閥 20a、 20b，以及控制器22。閥20a、 20b可以包括電磁閥。根據(jù)一實(shí)施例， 閥20a和20b可以是彈簧偏置式單螺線管閥，或者，也可以是具有任意期 望的流體流動(dòng)路徑(例如單流動(dòng)路徑或并行流動(dòng)路徑)的雙螺線管閥。
附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)100的一種實(shí)施例可以包括一凸輪系統(tǒng)，總體以75 示出。所示出的凸輪系統(tǒng)75通常包括凸輪軸77和搖臂79。氣門(mén)系統(tǒng)IOO 一般性地示出為，除了其他部件之外，尤其包括包括附加動(dòng)作氣門(mén)體102 的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)殼體支架一一該附加動(dòng)作氣門(mén)體102具有一腔104，設(shè)置于 腔104內(nèi)的活塞106,和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108。腔104通?？梢韵薅ㄒ桓郊觿?dòng)作 致動(dòng)器容積，該容積接納一定量的流體11以用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108的運(yùn)
動(dòng)和回位。根據(jù)一實(shí)施例， 一定量的流體ll經(jīng)一個(gè)或多個(gè)端口---般性
地以36和38 (圖2和圖3)以及40 (圖4)示出——送入腔104。
參照?qǐng)Dl和圖5，液壓回路10可以是例如"附加動(dòng)作"類(lèi)型的閥系統(tǒng)，其中通過(guò)閥20a、 20b中的一個(gè)或多個(gè)而截留(trapped)在致動(dòng)器容積104 內(nèi)的流體11量的協(xié)作提供附加動(dòng)作氣門(mén)曲線，該曲線一般性地以300b示 出。閥20a、 20b可以移動(dòng)至打開(kāi)位置或關(guān)閉位置以允許或者阻止流體11 流入或者流出致動(dòng)器容積104，從而允許發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108在打開(kāi)/關(guān)閉沖程 運(yùn)動(dòng)之間自由切換，或者，阻止發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108在打開(kāi)/關(guān)閉沖程運(yùn)動(dòng)之間 自由切換。
在打開(kāi)沖程304之前或者期間的任何時(shí)刻，控制器22均可控制閥20a、 20b中的一個(gè)或多個(gè)——例如閥20a，可將其看作是附加動(dòng)作致動(dòng)器閥—— 從打開(kāi)位置/構(gòu)型移動(dòng)至關(guān)閉位置/構(gòu)型。將閥20a移動(dòng)至關(guān)閉位置能夠在致 動(dòng)器容積104內(nèi)截留一定量的流體ll,以在關(guān)閉沖程302期間鎖定或者基 本鎖定發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108 —段時(shí)間。鎖定時(shí)間的長(zhǎng)短可以由控制器22決定或 者選擇性地控制。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108的這種"附加動(dòng)作"運(yùn)動(dòng)一般性地由曲 線300b來(lái)表示，并且發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108的"鎖定"附加動(dòng)作沖程一般性地以 301示出。因此，例如，當(dāng)閥20a關(guān)閉時(shí)，流體11能夠可控制地被截留在 致動(dòng)器容積104內(nèi)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108從鎖定或打開(kāi)位置到關(guān)閉位置的 進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)可以被延遲，直到閥20a從關(guān)閉位置重新配置到打開(kāi)位置時(shí)進(jìn) 行。
如圖1所示，活塞106通常設(shè)置在致動(dòng)器容積104內(nèi)，位于發(fā)動(dòng)機(jī)氣 門(mén)108和凸輪系統(tǒng)75的搖臂79之間。根據(jù)一實(shí)施例，活塞106可以與保 持器(未示出)和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108中的一個(gè)或者兩個(gè)相接合。根據(jù)一實(shí)施 例，致動(dòng)器容積104可以直接設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)致動(dòng)器(例如凸輪系統(tǒng)75 和/或搖臂79)和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108的接合端部之間。因此，應(yīng)該理解，"附 加動(dòng)作"型氣門(mén)系統(tǒng)的致動(dòng)器容積104可以不與發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108成一體。
參照?qǐng)D1-3,才艮據(jù)一實(shí)施例，示出了流體11通過(guò)第一流體供應(yīng)管路50a 流入致動(dòng)器容積104的運(yùn)動(dòng)。在工作過(guò)程中，流體ll通過(guò)第一流體供應(yīng)管 路50a流至閥20a并通過(guò)第一端口 36和第二端口 38流入致動(dòng)器容積104。 如圖2和圖3所示，由于第一端口 36和第二端口 38的相對(duì)定位，第一端 口 36可以稱(chēng)作底部端口而第二端口 38可以稱(chēng)作頂部端口。在工作過(guò)程中，頂部端口 38以例如大約1升/分鐘的流量向致動(dòng)器容 積104內(nèi)提供流體來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108的回位速度，而底部端口 36以例 如大約22升/分鐘的流量向致動(dòng)器容積104內(nèi)提供流體來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén) 108的關(guān)閉速度。才艮據(jù)一實(shí)施例，對(duì)于大約等于l-14mm范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī) 氣門(mén)升程到底部端口 36是流體連通的，而對(duì)于所有的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)升程到頂 部端口 38都是流體連通的。盡管上面的內(nèi)容討論了大約等于l-14mm的發(fā) 動(dòng)機(jī)氣門(mén)提升范圍，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不局限于l-14mm的范圍而是可 包括任何期望的范圍。
才艮據(jù)一實(shí)施例，底部端口 36和頂部端口 38可以包括直徑可變的孔37 和孔39,其根據(jù)流體11的溫度來(lái)修正流入致動(dòng)器容積104內(nèi)的流體量。 流體溫度的反饋通過(guò)流體溫度傳感器16提供，而對(duì)孔37和39直徑的控制 由控制器22提供。
參照?qǐng)D1和圖4，根據(jù)一實(shí)施例，示出了流體11通過(guò)第二流體供應(yīng)管 路50b流入致動(dòng)器容積108的運(yùn)動(dòng)。在工作過(guò)程中，流體11流經(jīng)第二流體 供應(yīng)管路50b和閥20b以通過(guò)第三端口 40 (也可以稱(chēng)作低溫端口 )將流體 11供應(yīng)到致動(dòng)器容積104。如圖所示，第二流體供應(yīng)管路50b位于閥20b 的進(jìn)給側(cè)用于從油底殼12向閥20b供應(yīng)流體11。相對(duì)于第一端口 36和第 二端口 38的位置而言，閥20b如圖所示位于第二流體供應(yīng)管路50b和第 三端口40之間。這樣，通過(guò)第二流體供應(yīng)管路50b在第一閥開(kāi)口 41處向 閥20b提供流體11，使得流體11可以流入閥20b并通過(guò)較低的閥開(kāi)口 43 和較高的閥開(kāi)口45流出。如圖所示，較低的閥開(kāi)口 43和較高的閥開(kāi)口 45 與第三端口40流體連通。-
在工作過(guò)程中，閥20b可以被稱(chēng)作低溫開(kāi)/關(guān)閥并在附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng) 100在低溫下工作時(shí)使用。根據(jù)一實(shí)施例，閥20b可以在附加動(dòng)作氣門(mén)系 統(tǒng)100的低溫工作過(guò)程中從最初的關(guān)閉狀態(tài)移動(dòng)至打開(kāi)狀態(tài)，以補(bǔ)償、至 少是部分補(bǔ)償由不同的流體工作溫度所導(dǎo)致的油/流體11的不同粘度，從 而給發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)108提供更加穩(wěn)定的回位303和延時(shí)運(yùn)動(dòng)/鎖定401。
例如，在冬天，可能需要在環(huán)境溫度是例如-40。F時(shí)發(fā)動(dòng)一輛汽車(chē)，相應(yīng)地，流體溫度傳感器16可以檢測(cè)來(lái)自泵14的流體11的工作溫度并提 供給控制器22。如果流體ll的檢測(cè)溫度低于預(yù)定的工作溫度，控制器22 就可以給閥20b提供信號(hào)以驅(qū)動(dòng)閥20b從初始的關(guān)閉狀態(tài)移動(dòng)至打開(kāi)狀 態(tài)，以增加從第二流體供應(yīng)管路50b通過(guò)閥20b流入第三端口 40的流體 流量，來(lái)補(bǔ)償通過(guò)第一流體供應(yīng)管路50a流向底部端口 36和頂部端口 38 的流體ll的流量的下降。
隨著流體11溫度的上升(也就是隨著流體11粘度的上升)，溫度傳 感器16提供一溫度信號(hào)給控制器22,從而控制器22可以比較增加的流體 溫度讀數(shù)來(lái)確定增加的溫度是否超過(guò)預(yù)定的工作溫度。由此，控制器22 然后可以控制閥20b從打開(kāi)狀態(tài)移動(dòng)至關(guān)閉狀態(tài)，以減少流向致動(dòng)器容積 104的流體11的流量，以便至少部分地補(bǔ)償通過(guò)第一流體供應(yīng)端口/管路 50a流向底部端口 36和頂部端口 38的流體11的流量的增加。
因此，溫度傳感器16能夠在閉環(huán)控制系統(tǒng)中作為反饋環(huán)節(jié)，用于控制 與流體11相關(guān)聯(lián)的工作溫度/粘度變化時(shí)輸送給氣門(mén)系統(tǒng)100的流體11。 這樣，由于環(huán)境溫度可能影響流體ll的粘度，閥20b就可以根據(jù)由溫度傳 感器16檢測(cè)的流體11的工作溫度而開(kāi)啟或關(guān)閉。因此，能夠減少或消除 可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)的回位403不穩(wěn)定和/或延時(shí)關(guān)閉運(yùn)動(dòng)401不穩(wěn)定的流 體ll粘度變化的影響。
已經(jīng)具體示出并參照上述實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，所述實(shí)施例僅僅是例 舉了實(shí)施本發(fā)明的一些最佳方式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里說(shuō) 明的本發(fā)明實(shí)施例的各種可選方案都可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不背離由權(quán)利 要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)該理解，權(quán)利要求限定了本發(fā)明的范 圍，且因此涵蓋了處于這些權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有方法和裝置及其等同方 案。本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)應(yīng)該被理解為包括了本文所述要素/因素的所有新穎的 和非顯而易見(jiàn)的組合，并且可在本申請(qǐng)或者以后的申請(qǐng)中針對(duì)這些要素的 任何新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合提出權(quán)利要求。另外，上述實(shí)施例是說(shuō)明 性的，對(duì)于可在本申請(qǐng)或以后的申請(qǐng)中要求保護(hù)的所有可能的組合來(lái)說(shuō)， 沒(méi)有哪個(gè)單獨(dú)的特征或要素是絕對(duì)必要的。
權(quán)利要求
1. 一種與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液壓回路(10)，包括至少一個(gè)第一閥(20a)，所述第一閥允許第一流體供應(yīng)管路(50a)中的流體(11)通過(guò)第一流體端口(36)和第二流體端口(38)流入附加動(dòng)作致動(dòng)器容積(104)；和至少一個(gè)第二閥(20b)，所述第二閥允許第二流體供應(yīng)管路(50b)中的流體(11)流入第一流體端口(36)、第二流體端口(38)和第三流體端口(40)中的至少一個(gè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(10)，其特征在于，所述附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)包括至少一個(gè) 設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)殼體支架內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)(108),所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)殼體 支架包括具有腔(104)的附加動(dòng)作氣門(mén)體(102),在所述腔(104)內(nèi)設(shè) 置有活塞(106 )。
3. 如權(quán)利要求2所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100 )流體連通的液 壓回路(10),其特征在于，所述腔(104)是設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)(108) 和凸輪系統(tǒng)(75)之間的流體致動(dòng)器容積(104)。
4. 如權(quán)利要求3所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100 )流體連通的液 壓回路(10),其特征在于，所述流體致動(dòng)器容積(104)直接設(shè)置于凸輪 系統(tǒng)(75)和發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)(108)的接合端部之間。
5. 如權(quán)利要求2所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(IO)，其特征在于，所述第一閥(20a)是附加動(dòng)作致動(dòng)器閥，所 述附加動(dòng)作致動(dòng)器閥從打開(kāi)位置/構(gòu)型移動(dòng)至關(guān)閉位置/構(gòu)型以允許流體(11)流動(dòng)或者在所述腔(104)內(nèi)截留一定量的流體(11)。
6. 如權(quán)利要求5所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(IO)，其特征在于，所述第一端口 (36)設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)(108) 的關(guān)閉速度，而所述第二端口 (38)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)(108)的回位速度。
7. 如權(quán)利要求5所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100 )流體連通的液 壓回路(IO),其特征在于，所述第一端口 (36)提供流向所述致動(dòng)器容 積(104)的第一流量的流體(11)，而所述第二端口 (38)提供流向所述 腔(104)的第二流量的流體(11)。
8. 如權(quán)利要求5所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100 )流體連通的液 壓回路(10),其特征在于，所述第一流量是大約22升/秒的流體(11) 的流量，而所述第二流量是大約l升/秒的流體(11)的流量。
9. 如權(quán)利要求2所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(IO),其特征在于，所述第二閥(20b)是低溫開(kāi)/關(guān)閥，當(dāng)所述 附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)在低溫下運(yùn)行時(shí)，所述低溫開(kāi)/關(guān)閥從打開(kāi)位置/ 構(gòu)型移動(dòng)至關(guān)閉位置/構(gòu)型以允許流體(11)流至腔(104)。
10. 如權(quán)利要求9所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(10)，還包括檢測(cè)流體(11)的溫度的流體溫度傳感器(16)，和 用于從流體溫度傳感器(16)接收流體(11)的溫度信號(hào)來(lái)打開(kāi)或關(guān) 閉所述第二閥(20b)的控制器(22)。
11. 如權(quán)利要求9所述的與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液 壓回路(IO)，其特征在于，所述第二閥(20b)包括第一閥開(kāi)口 (41)以 用于允許流體(11)通過(guò)所述第二流體供應(yīng)管路(50b )流動(dòng)；所述第二閥(20b)包括較低的閥開(kāi)口(430和較高的閥開(kāi)口 (45)以用于允許流體(11) 流入所述第三流體端口 (40)。
12. —種控制與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100 )流體連通的液壓回路(10 ) 的方法，其中將第一流體供應(yīng)管路(50a)和第二流體供應(yīng)管路(50b)內(nèi) 流體(11)的勢(shì)能提供給附加動(dòng)作致動(dòng)器容積(104),其中，流體(11) 流過(guò)與所述第一流體供應(yīng)管路(50a)串聯(lián)連接的第一閥(20a)和與所述 第二流體供應(yīng)管路(50b)串聯(lián)連接的第二閥(20b)，所述方法包括以下 步驟在所述第一流體供應(yīng)管路(50a)內(nèi)提供流體(11); 檢測(cè)在所述第一流體供應(yīng)管路(50a)內(nèi)流動(dòng)的流體(11)的溫度； 如果流體(11)的檢測(cè)溫度低于預(yù)定的流體溫度，則將第二閥(20b) 從最初的關(guān)閉狀態(tài)移動(dòng)至打開(kāi)狀態(tài)以增加流入所述附加動(dòng)作致動(dòng)器容積 (104)的流體流量。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟 檢測(cè)在所述第一流體供應(yīng)管路(50a)內(nèi)流動(dòng)的流體(11)的溫度；并且如果流體(11)的檢測(cè)溫度高于預(yù)定的流體溫度，則將第二閥(20b) 從打開(kāi)狀態(tài)移動(dòng)至最初的關(guān)閉狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液壓回路(10)。該與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液壓回路(10)包括至少一個(gè)第一閥(20a)和至少一個(gè)第二閥(20b)，所述第一閥允許第一流體供應(yīng)管路(50a)內(nèi)的流體(11)通過(guò)第一流體端口(36)和第二流體端口(38)流入附加動(dòng)作致動(dòng)器容積(104)；所述第二閥允許第二流體供應(yīng)管路(50b)內(nèi)的流體(11)流入第一流體端口(36)、第二流體端口(38)和第三流體端口(40)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制與附加動(dòng)作氣門(mén)系統(tǒng)(100)流體連通的液壓回路(10)的方法。
文檔編號(hào)F01L9/02GK101297103SQ200680039586
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者D·A·斯特雷奇 申請(qǐng)人:伊頓公司