CN101255823B - 可停用气体交换气门的内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可停用气体交换气门的内燃发动机，提供一种具有可选择性地停用的进气门和/或排气门的内燃发动机，包括具有通孔的支板，可滑动的柱塞在通孔中支撑与关联的摇臂接合的枢轴球。位于摇臂罩上方的电磁线圈直接连接到锁止机构，该锁止机构允许或禁止柱塞滑动，以选择性地停用关联的进气门/排气门。在处于气门启用位置时，摇臂围绕枢轴球转动并开启气门。在处于气门停用位置时，柱塞至少部分地收缩到支板中，以使摇臂的运动不足以开启关联的气门。空动扭转弹簧作用于柱塞，以向摇臂提供阻力并在凸轮轴旋转的基圆部分中将柱塞返回到气门启用位置。

Description

可停用气体交换气门的内燃发动机

技术领域

本发明涉及具有用于选择性地停用一个或多个进气门和/或排气门的装置的内燃发动机。

背景技术

现有的内燃发动机使用凸轮轴驱动的气门机构来操作进气门和排气门，进气门和排气门用于控制发动机汽缸体和汽缸盖之间形成的燃烧室中的气体和燃料交换。在顶置凸轮气门机构中，凸轮轴凸角直接驱动摇臂，进而摇臂驱动气门，而“汽缸体内置凸轮”或推杆式发动机使用推杆来连接凸轮轴凸角与对应的摇臂。如本申请的申请人所有并于2006年3月3日提出的未决美国专利申请11/308,021号中所公开，已开发出围绕由固定到发动机汽缸体上的基座或支板(fulcrum)支撑的球转动的相对薄(或扁平)的摇臂，以有助于驱动每个汽缸的多个气门。该配置在凸轮轴的每次旋转中驱动所有关联的进气门/排气门。

希望可以在各种发动机工况、汽车工况和/或环境工况下，选择性地停用一个或多个汽缸的一个或多个气门，即在发动机起动、停止或运行期间，选择性地禁止所有发动机汽缸或部分汽缸的一个或多个进气门和/或排气门开启。选择性气门停用的典型应用包括在选择的工况下使用部分汽缸工作的可变排量发动机或汽缸切断系统(cylinder cut-off system)；停用每汽缸具有多个进气门的发动机中的一个进气门，以改进选择的发动机转速下的涡流运动；及在发动机起动和/或运行期间停用气门，以便例如改变排气温度并控制排放处理装置的工作温度。

无论气门停用系统的具体应用如何，通常希望能够可靠地使气门停用和后续的再启用与其他发动机事件，例如燃料喷射和活塞位置同步。另外，希望该系统不因运动组件的质量增加而影响气门机构性能；希望可实施该系统而不改变复杂的部件，如汽缸体、汽缸盖，或发动机润滑系统；希望该系统是紧凑且轻量级的系统；并希望该系统能够用在每个汽缸具有多个气门的汽油和柴油发动机中。

发明内容

用于选择性地停用内燃发动机的至少一个进气门/排气门的系统和方法包括具有通孔的支板，其中在一端上具有枢轴球窝的柱塞位于通孔内，并可以在对应的锁止机构处于气门停用位置时在通孔内滑动。该锁止机构在处于气门启用位置时限制柱塞滑动到支板上的通孔中，以使摇臂可以围绕枢轴球转动并开启关联的气门。该锁止机构在处于停用位置时允许受空动扭转弹簧阻碍的柱塞滑动到支板上的通孔中，以使摇臂的运动不足以开启关联的气门。响应于来自发动机控制器或汽车控制器的控制信号，该锁止机构由位于摇臂罩上方的机械连接的电磁线圈驱动。

在本发明的一个实施例中，具有与每个汽缸关联的多个气体交换气门的内燃发动机包括至少一个可响应于指令信号选择性地停用的气门。该发动机包括可独立转动的摇臂，每个摇臂与一个气体交换气门关联，其中每个摇臂包括由具有整体形成的枢轴球窝的底板及从底板延伸到顶板的侧壁界定出的中央开口。支板延伸穿过与特定汽缸关联的每个摇臂的中央开口，并包括顶部表面及底部表面，其中顶部表面具有在其中形成的凹腔，凹腔中包括至少一个具有内花键的通孔，对应于每个可选择性地停用的气门，底部表面具有在其中形成的枢轴球窝，对应于每个不可以停用的气门。沿着其长度的至少部分具有外花键的柱塞位于支板上的每个通孔内，并可以在启用位置与停用位置之间滑动。该柱塞在一端包括枢轴球窝，并在相反的一端适用于接收空动扭转弹簧端部。与每个柱塞关联的锁止机构包括位于支板上的凹腔内的具有内花键的锁止齿轮，该锁止齿轮可以在错开锁止齿轮上的内花键与柱塞上的外花键以限制柱塞滑动的启用位置及对齐锁止齿轮上的内花键与柱塞上的外花键以允许柱塞在支板内滑动的停用位置之间旋转。空动扭转弹簧具有与关联的柱塞接触的第一弹簧端部及与支板接触的第二弹簧端部，以在处于停用模式时在柱塞响应于摇臂移动时提供阻碍关联的柱塞在通孔内滑动的偏置力，并在凸轮轴旋转的基圆部分中使柱塞返回启用位置。电磁线圈位于摇臂罩上方，通过六角轴机械连接到位于支板上的凹腔内的传动齿轮，并连接到至少一个锁止齿轮，以使传动齿轮和关联的一个或多个锁止齿轮响应于指令信号在启用位置与停用位置之间旋转。

本发明的用于停用内燃发动机中的进气门/排气门的方法的一个实施例包括在禁止柱塞在支板中对应的孔内滑动以使摇臂围绕枢轴球转动以开启关联的气体交换气门的启用位置，及允许柱塞在支板中的对应孔内滑动以使摇臂的运动不足以开启关联的气体交换气门的停用位置之间旋转锁止齿轮。

本发明包括具有各种优点的实施例。例如，本发明的系统和方法可以使用需要很少或不需要机械加工的低成本、净形成形(net-formed)的组件，及不增加活动的气门机构的重量的锁止机构，为每个汽缸具有多个气门的火花点火或压缩点火内燃发动机提供气门停用。锁止系统包含在可与标准的支板总成互换的支板总成上，从而不需要改变汽缸盖。该系统使用旋转运动驱动，因此对线性的G负荷(linear G-load)不敏感，且该系统通过机械连接(而非液压连接)的快速动作电磁线圈驱动，以提供可靠的驱动正时。驱动电磁线圈的直接连接不需要改变发动机润滑系统，并可以提供可靠的驱动，而不受低发动机转速下常见的低机油压力或机油压力变化影响。另外，本发明中直接作用的电磁线圈可以提供快速动作的锁止机构，且可以组合这样的锁止机构以使用单个电磁线圈停用多个气门。驱动电磁线圈可以安装在摇臂罩的外部，以使电磁线圈不受发动机机油污染的影响，并便于接近以有助于控制线的安装和任何后续的维修。

通过结合附图阅读下文中对优选实施例的详细说明，上述优点及其他优点和特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出本发明中的具有选择性进气门/排气门停用系统的内燃发动机的一个实施例的局部截面图；

图2是示出本发明的一个实施例中的选择性气门停用机构的组件的装配视图；

图3是本发明的一个实施例中的气门停用机构的局部组合视图；及

图4是示出本发明的一个实施例中的气门停用机构的操作的局部截面图。

具体实施方式

本领域技术人员应理解，参考任何一个附图示出和描述的实施例中的各种特征可以和参考一个或多个其他附图示出的特征组合以产生未明确示出或描述的替代实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的典型实施例。然而，对于具体的应用或实现方案，可能希望做出与本发明的教导一致的对特征的各种组合及修改。附图中使用的典型实施例总体上涉及具有汽缸体内置凸轮或推杆式气门机构的四行程多汽缸直喷式压缩点火内燃发动机。本领域技术人员可以想到使用其他发动机/汽车技术的类似应用或实施方案，包括但不限于例如具有单顶置凸轮或双顶置凸轮气门机构的火花点火发动机。

图1-图4示出本发明的典型实施例中的具有包括至少一个可选择性地停用的气门的气门机构的内燃发动机的操作。多汽缸内燃发动机10总体上具有常规设计，只是包括如本文所述用于选择性地停用一个或多个进气门/排气门的各种气门机构组件。因此，未明确示出或描述与发动机和气门机构关联的各种常规特征。本领域技术人员应理解，本发明可以用在各种类型和配置的发动机中，包括但不限于例如以V形配置或直线配置排列的压缩点火发动机和火花点火发动机。用于描述本发明的所示典型实施例包括每个汽缸具有四个气门的压缩点火柴油发动机。然而，本发明可以用在具有至少两个气体交换气门的任何应用中，包括具有至少一个进气门和至少一个排气门的应用。类似地，本发明特别适合于用在由于其紧凑设计而具有由单个凸轮轴凸角和挺杆同时控制的多个气门的发动机中，然而本发明也可以用在使用独立的挺杆驱动每个气门的应用中。虽然本发明是在使用推杆驱动进气门和排气门的汽缸体内置凸轮发动机配置(亦称为5型气门机构)中示出，但本发明也可以应用于其中摇臂通过挺杆由凸轮轴直接驱动的应用(亦称为4型气门机构)。本领域技术人员可以想到可得益于本发明的摇臂总成的各种其他发动机配置。

如图1中的典型应用的局部剖视/截面图所示，多汽缸内燃发动机10包括位于发动机汽缸体14中的凸轮轴12，并可称为汽缸体内置凸轮发动机。每个汽缸16(仅示出其中之一)包括由连杆20连接到曲轴(未示出)的往复式活塞18。汽缸盖22固定到发动机汽缸体14上，并提供常规的进气道和排气道(未示出)，进气道和排气道连接到汽缸盖22中与气体交换气门28，包括进气门30、32和排气门36、38关联的对应的气口(未示出)。汽缸盖22包括与气体交换气门28的操作关联的常规硬件，如气门导管、气门座等(未示出)。燃料喷射器40响应于关联的发动机控制器提供的信号向汽缸16供给燃料。虽然在图1中示出直喷式发动机，但本发明可以用在使用其他燃料喷射策略，如进气道喷射的发动机中。

发动机10包括用于控制空气和/或燃料(对进气道喷射发动机而言)进入汽缸16和控制燃烧气体排出的气门机构50。气门机构50包括气门28、气门弹簧52、摇臂54、推杆56及挺杆58，挺杆有时亦称为挺柱或凸轮从动件。凸轮轴12包括用于驱动气门28的凸角80。在一个实施例中，凸轮轴12包括用于操作一对进气门30、32的一个凸角及用于操作一对关联的排气门36、38的另一个凸角。因此，每个挺杆58可以包括可独立操作的液压间隙调节器，用于调节与每对推杆、摇臂及气门关联的间隙。

每个气门30、32、36、38具有关联的可独立转动的摇臂100、102、104、106(最佳地在图3中示出)。与汽缸关联的摇臂54安装在固定到汽缸盖22的对应的支板60上。摇臂54围绕由支板60支撑的枢轴球74转动，以开启关联的气门28，而气门是在关联的气门弹簧52的力作用下关闭。支板60包括选择性气门停用装置62，该装置由通过延伸穿过摇臂罩68的轴66机械连接的旋转式电磁线圈64驱动，并驱动与支撑枢轴球74的柱塞72关联的锁止机构70。锁止机构70和柱塞72由底板76和顶板78包含在支板60内，如下文中详细示出和描述(例如参见图4)。

在操作上，挺杆58接触凸轮轴12上的凸角80。在凸轮轴12旋转时，凸角80升高挺杆58及关联的推杆56，推杆进而在关联的摇臂100、102上施加对应的力。每个摇臂100、102在单个平面中围绕由支板60支撑的对应的枢轴球74转动。对于不能选择性地停用的气门，枢轴球74直接由支板60底部表面中对应的球窝支撑。对于与本发明的选择性气门停用装置关联的气门，枢轴球74由对应的柱塞72支撑，柱塞在处于气门启用模式时(在柱塞72向上运动初始的0.1mm(近似值)从而去除机械间隙之后)基本上固定。因此，对于不能停用的气门及处于启用模式的可选择性地停用的气门，摇臂100、102围绕对应的枢轴球转动，以将推杆56基本上向上的运动转化为基本上向下的运动，从而克服关联的气门弹簧52移动气门28，以开启汽缸16上关联的进气口/排气口。对于处于停用模式的可选择性地停用的气门，柱塞72响应于推杆56的向上运动在支板60内滑动，以使所产生的摇臂100的旋转运动减少到不足以克服关联的气门弹簧52的力，从而使关联的一个或多个进气门/排气门保持关闭。

图2-图3示出本发明的一个实施例中的选择性气门停用装置62的组件。本领域技术人员应理解，仅详细示出和描述与本发明的气门停用特征的操作关联的那些组件。未示出支板60中与其余气门的操作关联的组件和细节。例如，支板主体60的底部表面包括在其中形成的枢轴球窝，用于容纳与每个不能停用的气门的摇臂104、106关联的枢轴球。类似地，图3省略了顶板78和底板76以更好地示出各种组件在装配后的关系，否则视线会被挡住。

装置62包括支板主体60，支板主体的顶部表面中形成有凹腔90。除了用于容纳传动齿轮96的基部94的凹槽区域之外，凹腔90还包括对应于可选择性地停用的每个气门的通孔92、92′。通孔92、92′包括至少一个轴向延伸的槽(或键)，槽(或键)沿通孔长度的至少一部分延伸并与关联的柱塞72、72′上对应的键(或槽)配合，以使柱塞72、72′在相应的通孔92、92′内滑动而不旋转。

在一个优选实施例中，每个柱塞72、72′包括不具有花键或凹槽的圆柱形上部，该圆柱形上部的顶部表面适用于接收空动扭转弹簧122的一端120。取决于具体应用和实施方案，柱塞72、72′的顶部表面可以基本上呈凹形，如图2和图3所示，以有助于装配并保持与对应的弹簧122、122′接触，或可以包括其他特征，如U形通道(图4)。柱塞72、72′包括具有直线形外花键的下部，其中多个凹槽轴向延伸并沿圆周等距分布，共九(9)个与中心约呈四十(40)度的凹槽。柱塞72、72′包括下端(未具体示出)，该下端具有分别适用于连接对应的枢轴球74、74′的凹形球窝。支板60上的通孔92、92′可以包括相配合的直线形内花键，该内花键具有多个轴向延伸并等距分布的凹槽，这些凹槽允许柱塞72、72′可滑动地接合对应的通孔92、92′而不旋转。

锁止机构70包括位于支板60上的凹腔90内的锁止齿轮130、130′。锁止齿轮130、130′包括至少一个内键或内槽，并优选地具有与柱塞72、72′的下部上对应的槽、键或花键配合的内花键，分别用于取决于锁止齿轮130、130′的旋转位置，允许或禁止柱塞72、72′在对应的通孔92、92′内的滑动(与机械间隙关联的小幅运动除外)。例如，在处于气门停用位置时，锁止齿轮130、130′上的内花键与柱塞72、72′上的外花键对齐，以允许对应的凹槽或齿在柱塞响应于通过枢轴球74、74′连接到柱塞72、72′的摇臂的向上运动在对应的通孔92、92′和锁止齿轮130、130′内滑动时啮合。在处于气门启用位置时，锁止齿轮130、130′由传动齿轮96旋转，以使锁止齿轮130、130′的内齿接触柱塞72、72′的外齿，并禁止柱塞在通孔92、92′内滑动。为了控制发生在气门运动开始之前的空动行程(或预行程)的量以确保精确的气门事件，在支板60的装配期间从一组具有不同厚度的锁止齿轮中选择锁止齿轮130、130′。可以取决于所需的具体精度，通过在装配之前对齿轮的一侧进行机械加工，或通过各种其他加工方法，来提供不同的厚度。

如图2所示，传动齿轮的基部94和锁止齿轮130、130′位于支板60上的凹腔90内。顶板78(图1、图4)将锁止齿轮130、130′和传动齿轮96固定在凹腔90内但不禁止这些齿轮在凹腔90内旋转。顶板78克服通过枢轴球74、74′和处于锁定或气门启用模式的柱塞72、72′传输的来自关联的摇臂的向上的力，为锁止齿轮130、130′提供上前挡块(positive upward stop)。顶板78包括允许传动齿轮96的顶部98和柱塞72、72′的顶部延伸穿过其中的孔。传动齿轮96的顶部98适用于与轴66机械连接。在一个实施例中，传动轴66具有六角形的横截面及球形的一端，以提供与传动齿轮96的上部98匹配的连接，这有助于穿过摇臂罩68装配这样的连接(图1、图4)。

传动齿轮96直接机械连接到锁止齿轮130，锁止齿轮130进而直接机械连接到锁止齿轮130′。该配置允许组合可以基本上同时由单个传动齿轮和关联的电磁线圈驱动的多个锁止齿轮。直接机械连接与液压驱动系统相比可以降低复杂性，不受变化的机油压力影响，且不需要与发动机润滑系统有接口。在一个实施例中，传动齿轮96包括具有与锁止齿轮130上的一个或多个对应的外部凸起接合的至少一个外部凸起的基部94。类似地，锁止齿轮130包括与锁止齿轮130′上对应的外部凸起接合的至少一个外部凸起。希望能够使传动齿轮96与锁止齿轮130、130′及任何附加的锁止齿轮的连接的游隙最小化。在一个实施例中，该连接设计为可最小化锁止齿轮130、130′和传动齿轮96之间的游隙，这些齿轮在锁定位置和非锁定位置之间旋转约二十(20)度。

定位空动扭转弹簧122、122′，以使一个弹簧端部120、120′与对应的柱塞72、72′的顶部表面接触，而另一个弹簧端部124、124′与支板60接触。取决于具体实施方案，弹簧端部124、124′可以例如定位在支板60上的凹腔或沟(未示出)中，并由顶板78(图1、图4)或底板76(图1、图4)固定或松散地固定。扭转弹簧122、122′向柱塞72、72′提供向下的偏置力或阻力，该力在处于气门停用模式时阻碍柱塞72、72′在对应的通孔92、92′内向上滑动，并在凸轮轴12的旋转的基圆部分中使柱塞72、72′返回到启用位置(图1)。选择扭转弹簧122、122′的弹簧力，以使弹簧端部120、120′在柱塞于气门停用模式期间在支板60内滑动时保持与柱塞72、72′接触，并提供足够的力以使关联的间隙调节器58(图1)正常工作，即，不会不必要地响应于启用模式中的改变而调节间隙。还相对于气门弹簧52(图1)控制由扭转弹簧122、122′提供的弹簧力，以使处于气门停用模式时在柱塞72在支板60内滑动时摇臂的运动产生更多的平移运动(带有部分转动)，以使摇臂的运动不足以开启对应的进气门/排气门。

取决于具体应用和实施方案，可以选择扭转弹簧122或122′的弹簧力，以便即使锁止齿轮130、130′处于气门停用位置也允许柱塞72、72′在支板60内滑动，从而开启对应的气门。例如，选择弹簧力明显比扭转弹簧122更高的扭转弹簧122′即使在锁止齿轮130′处于气门停用位置时也可以限制柱塞72′的滑动，以使摇臂102(图3)的旋转运动足以开启对应的气门，而摇臂100的运动不足以开启对应的气门。

图4是示出本发明的进气门/排气门停用装置的操作的局部截面图。电磁线圈64位于摇臂罩68上方并通过对应的紧固件142固定到其上。希望将电磁线圈64定位在摇臂罩68上方以有助于控制线144的装配和连接，同时防止电磁线圈不必要地暴露在发动机润滑油下。电磁线圈64优选地是对线性的G负荷不敏感的一类电磁线圈，如旋转式无刷扭矩执行器，这样的电磁线圈本质上更加耐久并具有较平缓的响应。旋转式回位弹簧140可以连接到电磁线圈64或轴66，以在除去电磁线圈64上的电力时使传动齿轮96和关联的锁止齿轮130返回预定的期望位置，即取决于具体应用和实施方案，将传动齿轮96定位在气门启用位置或气门停用位置。

如上所述，顶板78与支板60的顶部表面的至少一部分接触，以便至少部分地覆盖凹腔90(图2)以固定传动齿轮96和锁止齿轮130。顶板78还可选地覆盖另一个凹槽、凹腔，或沟，以固定弹簧122的弹簧端部124。顶板78通过对应的紧固件150固定到底板76，底板76覆盖支板60的底部表面的一部分。在如图所示锁止齿轮130处于气门启用位置时，顶板78为锁止齿轮130和柱塞72提供上前挡块。在操作中，在电磁线圈64通过轴66驱动传动齿轮96时，传动齿轮96使直接连接的锁止齿轮130(及连接到锁止齿轮130的任何其他锁止齿轮)旋转到气门停用位置，以使柱塞72向上移动以便与锁止齿轮130滑动啮合但优选地不接触顶板78。在一个实施例中，柱塞72在气门停用位置响应于摇臂100的运动，克服扭转弹簧122的弹簧阻力移动约3.6毫米(mm)，以使摇臂的运动不足以克服关联的气门弹簧并使气门保持关闭。在凸轮轴12(图1)旋转通过与摇臂100关联的凸角的基圆时，弹簧122将柱塞72返回到启用位置，而底板76为柱塞72提供下前挡块(positive downward stop)。在除去电磁线圈64上的电力/控制信号时，回位弹簧140通过轴66使传动齿轮96旋转到气门启用位置，传动齿轮96进而旋转锁止齿轮130，以使锁止齿轮130上的齿/凹槽的下端接触柱塞72上的齿/凹槽的上端，以限制柱塞72在支板60内的滑动。

对一个或多个汽缸的一个或多个进气门/排气门的停用可以由基于专用微处理器的控制器控制，或优选地集成到由与电磁线圈64通信的发动机控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)等中的程序代码实现的发动机和/或汽车控制策略中。可以响应于各种发动机工况、汽车工况和/或环境工况执行对一个或多个气门/汽缸的停用，以实现各种功能或模式，其中可以包括例如提供可变排量或汽缸切断以使用部分汽缸工作、停用每个汽缸具有多个进气门的发动机中的一个进气门以改进选择的发动机转速下的涡流运动，及在发动机起动和/或运行期间停用气门以改变排气温度并控制排放处理装置的工作温度。本领域技术人员可以想到符合本发明的用于控制选择性气门停用的各种其他应用。

本领域技术人员应理解，基于参考图1-图4示出和描述的装置，本发明的一个实施例中的用于选择性地停用内燃发动机中的气体交换气门的方法包括将锁止齿轮选择性地旋转到禁止柱塞在支板中对应的孔内滑动以使关联的摇臂围绕枢轴球转动以开启关联的气体交换气门的气门启用位置，及将锁止齿轮旋转到允许柱塞在支板中的对应孔内滑动以使摇臂的运动不足以克服气门弹簧开启关联的气体交换气门的气门停用位置。该方法还包括朝向启用位置偏置柱塞。

对于包括一个或多个具有内花键的锁止齿轮及关联的一个或多个具有外花键的柱塞的实施例，一种用于选择性地停用进气门/排气门的方法可以包括将锁止齿轮旋转到停用位置以使锁止齿轮上的内花键与柱塞上的外花键对齐，允许柱塞响应于关联的摇臂的运动在锁止齿轮内滑动，以使摇臂的运动不足以开启关联的进气门/排气门。锁止齿轮到气门启用位置或气门停用位置的旋转可以由机械连接到锁止齿轮的旋转式电磁线圈配合将锁止齿轮偏置于期望位置的回位弹簧执行。

因此，本发明的实施例可以提供使用需要很少或不需要机械加工的低成本、净形成形的组件，及不增加活动的气门机构的重量的锁止机构，实现内燃发动机的一个或多个进气门/排气门的气门停用的系统和方法。锁止系统包含在可与标准的支板总成互换的支板总成上，从而不需要改变汽缸盖。该系统使用旋转运动驱动，因此对线性的G负荷不敏感，且该系统通过机械连接(而非液压连接)的快速动作电磁线圈驱动，以提供可靠的驱动正时。驱动电磁线圈的直接连接不需要改变发动机润滑系统，并可以提供可靠的驱动，而不受低发动机转速下常见的低机油压力或机油压力变化影响。另外，直接作用的电磁线圈可以提供快速动作的锁止机构，且可以组合这样的锁止机构以使用单个电磁线圈停用多个气门。驱动电磁线圈可以安装在摇臂罩的外部，以使电磁线圈不受发动机机油污染的影响，并便于接近以有助于控制线的安装和任何后续的维修。

虽然已详细描述了最佳实施方式，但本领域技术人员可以想到落在本发明权利要求范围内的各种替代设计和替代实施例。已对若干实施例进行了比较和对比。某些实施例如所述可以在一个或多个期望的特征方面提供优点或优于其他实施例。然而，如本领域技术人员所知，可以包括一个或多个特征以实现取决于具体应用的期望的系统属性。这些属性包括但不限于：成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配简便性等。本文所述的那些如所述在一个或多个特征方面不优于另一实施例的实施例亦落在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种具有可选择性地停用的进气门和/或排气门及可独立地转动的摇臂的内燃发动机，其中每个摇臂与所述气门中的一个关联，且每个摇臂具有枢轴球窝，所述内燃发动机包括：

具有带有内花键的通孔的支板；

位于所述通孔内并在启用位置时禁止滑动以及在停用位置时允许滑动的柱塞，所述柱塞具有带有外花键的下部并且在一端具有枢轴球窝，所述外花键可滑动地与所述通孔的所述内花键接合；及

与所述柱塞关联的锁止机构，所述锁止机构在处于启用位置时禁止所述柱塞滑动到所述支板上的通孔中，并在处于停用位置时允许所述柱塞滑动到所述支板上的通孔中。

2.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，还包括：

具有与所述支板接触的第一端及反向于所述枢轴球窝与所述柱塞接触的第二端的弹簧，所述弹簧朝向所述启用位置偏置所述柱塞。

3.如权利要求2所述的内燃发动机，其特征在于，所述柱塞包括具有用于接合所述弹簧的一端的U形延伸的第二端。

4.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，还包括：

连接到所述锁止机构的电执行器，用于响应于控制指令选择性地在启用位置与停用位置之间移动所述锁止机构。

5.一种具有可选择性地停用的进气门和/或排气门及可独立地转动的摇臂的内燃发动机，其中每个摇臂与所述气门中的一个关联，且每个摇臂具有枢轴球窝，所述内燃发动机包括：

具有带有内花键的通孔的支板；

位于所述通孔内并在启用位置时禁止滑动以及在停用位置时允许滑动的柱塞，所述柱塞在一端具有枢轴球窝；

与所述柱塞关联的锁止机构，所述锁止机构在处于启用位置时禁止所述柱塞滑动到所述支板上的通孔中，并在处于停用位置时允许所述柱塞滑动到所述支板上的通孔中；及

连接到所述锁止机构的电执行器，用于响应于控制指令选择性地在启用位置与停用位置之间移动所述锁止机构，所述电执行器位于所述内燃发动机的摇臂罩上方，并通过在所述电执行器与所述锁止机构之间延伸的轴机械连接到所述锁止机构。

6.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，所述锁止机构包括具有与所述柱塞上的外花键配合的内花键的锁止齿轮，以在处于停用位置时允许所述柱塞上的外花键在所述锁止齿轮内滑动，并在处于启用位置时禁止所述柱塞上的外花键在所述锁止齿轮内滑动。

7.如权利要求6所述的内燃发动机，其特征在于，所述锁止齿轮包括至少一个外齿，所述外齿直接连接到与所述气门中的第二个气门关联的第二锁止齿轮，以使所述锁止齿轮在启用位置与停用位置之间的旋转相应地同时在启用位置与停用位置之间旋转所述第二锁止齿轮。

8.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，所述锁止机构驱动多个组合在一起的锁止齿轮，以选择性地同时启用和停用对应的多个气门。

9.一种具有与每个汽缸关联的多个气体交换气门的内燃发动机，其中响应于指令信号选择性地停用至少一个气门，所述内燃发动机包括：

多个摇臂，每个摇臂与所述气体交换气门中的一个关联，每个摇臂包括由具有在其中形成的枢轴球窝的底板及从所述底板延伸到顶板的第一侧壁和第二侧壁界定出的中央开口；

延伸穿过每个摇臂的所述中央开口并具有顶部表面及底部表面的支板，所述顶部表面具有在其中形成的凹腔，所述凹腔中包括至少一个通孔，对应于每个可选择性地停用的气门，所述底部表面具有在其中形成的枢轴球窝，对应于每个不可以停用的气门；

位于所述支板上的每个通孔内并在启用位置时禁止滑动以及在停用位置时允许滑动的柱塞，所述柱塞在至少一端包括枢轴球窝并在相反的一端适用于接收弹簧端部；

与每个柱塞关联的锁止机构，所述锁止机构包括位于所述支板上的凹腔内并在限制所述柱塞滑动的启用位置及允许所述柱塞滑动的停用位置之间移动的锁止齿轮；

具有与关联的柱塞接触的第一弹簧端部及与所述支板接触的第二弹簧端部的扭转弹簧，用于提供阻碍关联的柱塞在所述通孔内滑动的偏置力；

位于每个摇臂上的球窝与相关的柱塞或所述支板上对应的枢轴球窝之间的枢轴球；及

机械连接到所述锁止机构的电磁线圈，用于响应于指令信号在所述启用位置与所述停用位置之间移动所述锁止机构。

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