CN101963090B

CN101963090B - 横跨气门系统

Info

Publication number: CN101963090B
Application number: CN201010238972.6A
Authority: CN
Inventors: 娄征
Original assignee: LGD TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LGD TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: CN101963090A; US20110017181A1; US8272357B2

Abstract

本发明公开了一种横跨气门系统及相应方法，提供有效方式以克服大的打开压强力，或者提供合理的气体通流面积，或者二者。在示例性实施例中，一种用于具有动力气缸和横跨通道的分开式循环发动机的横跨气门系统包括：第一和第二横跨气门，每个横跨气门向外打开离开动力气缸并提供动力气缸和横跨通道之间的流体连通，第二横跨气门的直径大于第一横跨气门的直径；以及致动机构，其可操作以打开第一横跨气门，然后在预定延迟后打开第二横跨气门以允许动力气缸内部的压力一定程度上升，从而导致跨过横跨气门的小很多的压差力，更大的通流面积，或者二者。

Description

横跨气门系统

技术领域

本发明总体上涉及一种用于分开式循环(split-cycle)发动机的横跨气门系统以及控制该系统的相应方法，特别地，本发明涉及对较大打开压差力提供有效解决方案的系统。

背景技术

一种分开式四冲程循环内燃机描述在美国专利No.6,543,225、No.6,952,923和No.6,986,329中，但不限于这些专利文件。它包括至少一个动力活塞和相应的膨胀或动力气缸，以及至少一个压缩活塞和相应的压缩气缸。动力活塞通过四冲程循环的动力冲程和排气冲程往复运动，同时压缩活塞通过进气冲程和压缩冲程往复运动。压力室或横跨通道通过一个或多个横跨进气气门以及一个或多个横跨排气气门将压缩和动力气缸互连，所述横跨进气气门提供从压缩气缸到横跨通道的基本上单向气流，所述横跨排气气门提供横跨通道和动力气缸之间的气流连通。在该专利申请中，横跨气门仅指横跨排气气门，而非进气气门。发动机进一步包括分别位于压缩和动力气缸上的进气气门和排气气门。根据所参照的专利以及其它相关改进，分开式循环发动机潜在地提供燃料效率方面的许多优点，尤其当与跟横跨通道互连的额外的空气或气体存储罐结合时，其使得能够将发动机作为空气混合式发动机来进行操作。相对于电混合式发动机，空气混合式发动机潜在地能够以更低的制造和废物处理成本提供很多——如果不是更多——燃料经济性益处。

为了实现潜在的益处，在横跨通道中的空气或者空气-燃料混合物对于整个四冲程循环必须维持在预定燃烧条件压力，例如大约18.6巴(或270psi)，如美国专利No.6,543,225所述的。压力可以达到50巴(735psi)或更高，如美国专利No.6,952,923、美国专利No.6,986,329以及由Scuderi Group，LLC在SAE 2006 Congress上以及于2006年5月在European Automotive Design上发布的标题为“Scuderi air Hybrid Engine”的小册子所述的。在图 1的曲线14示出的是根据美国专利公开US2009/0038598-A1的在某分开式循环发动机的横跨通道的下游端和动力气缸内部的动压力分布图。点火发生在大约18度ATDC(动力气缸的上止点(Top Dead Center)之后)。横跨气门(XV)分别在-5度ATDC(或在TDC或BTDC之前5度)和25度ATDC打开和关闭，其呈现窄的打开窗。类似地，严格的定时同样在美国专利No.6952,923中进行介绍。在TDC处或附近打开横跨气门，当动力气缸体积处于其最小值时，有助于减小动力气缸内的气体的再压缩并提高效率。通过在TDC之前几度打开，而不是恰好在TDC时或者之后，这有助于扩展气门打开窗。

为了在横跨通道中密封住恒久高压，实用的横跨气门最有可能为具有向外(也就是离开动力气缸，而不是进入动力气缸中)打开运动的提升气门或者圆盘气门，如美国专利No.4,170,970中所建议的。向外气门设计一般实施用于具有高压歧管的场合，例如各种压缩机排气阀，如美国专利No.4,253,805和SAE Paper 2005-01-1884中所示的。此外，向外打开设计对于处理具有小的燃烧室的任何设计的发动机气门和活塞之间的干涉是期望的，如美国专利6,952,923(第14栏第63行和第22栏第33行)中记载的，尤其是当压缩比大于80∶1时，如美国专利No.6,952,923(权利要求3)所要求保护的，其实际上在TDC周围没有留出燃烧室。向外设计因此进一步示出在美国专利No.4,170,970、No.7,421987和No.7,636,984以及美国专利申请2008/0054205-A1、2009/0038598-A1、2009/0038599-A1、2009/0039300-A1、2009/0133648-A1和2009/0044778-A1的附图中。

当关闭时，气门圆盘或头在横跨通道压力下压靠气门座。为了打开气门，致动器必须提供大的打开力以克服气门头上的压力以及惯性。打开压强力是由打开压差dPo所致，其在图1中为大约35巴。一旦横跨气门打开由于横跨通道和动力气缸之间的基本压力均衡或者动力气缸压力的快速升高，压差就显著下降。在动压力分布图和幅值中的类似趋势可以在美国专利No.6,543,225中找到。压力可以达到50巴(735psi)或更高，如美国专利No.6,952,923、美国专利No.6,986,329、由Scuderi Group，LLC在SAE 2006Congress以及于2006年5月在European Automotive Design上发布的题为“Scuderi air Hybrid Engine”的小册子所述的。

对于发动机气门，通流面积(flow area)大致等于其周长和气门升程的乘积。如果有弹簧预载的话，除了弹簧预载之外，打开力还必须克服等于气门上的压差乘以气门头面积的压力。这样，通流面积和打开压强力分别与直径以及直径的平方成正比。为了更大的功率和更优的效率，使分开式循环发动机的横跨气门或者进气气门的直径或周长最大是一种好的方案。这同样使得两个或多个横跨气门实现合理的总通流面积，同时使压力最小。美国专利No.6,952,923公开一种具有四个13毫米横跨气门的设计以及另一个具有两个18.4毫米横跨气门的设计，从而在35巴的打开压差dPo下分别在每个气门上产生464N和931N的打开力。在相同排量的传统发动机中打开压差力对于排气气门典型地为400N，对于进气气门则低很多。具有四个13毫米横跨气门的设计具有更能容忍的打开力，但是它把结构复杂性增大太多，并且牺牲成本，这是因为包括了大量的气门。具有两个18.4毫米的横跨气门的设计具有大的打开力，从而对相应的气门致动器在功能能力、耐用性、大小、功率消耗等方面构成挑战。如果期望更小的流阻以及由此更大的气门直径的话，考虑到相同排量的传统发动机可以具有两个32毫米的进气气门，这将甚至是更大的挑战。32毫米的横跨气门在35巴的压差下将具有2815N的打开力，这对于任何致动器都是沉重的。

已经进行各种努力以克服在横跨气门上的大的打开力。在美国专利No.7,421,987和美国专利申请2008/0054205-A1中，提供了使用弹簧偏压力和液压力的组合的方案。

在美国专利No.7,636,984和美国专利申请2009/0044778-A1中，提供了使用气动增力器或者压力平衡机构的方案，其使得至少一个气动室(除了横跨通道自身之外，或者不同于横跨通道自身)或一个气动活塞(除了横跨气门头自身之外，或者不同于横跨气门头自身)，或者二者抵抗压差。

总之，横跨气门致动器必须处理大的打开力，同时提供合理的气通流面积。

发明内容

简要地说，在本发明的一方面，用于具有动力气缸和横跨通道的分开式循环发动机的横跨气门系统的一个优选实施例包括第一和第二横跨气门，每个向外离开动力气缸打开并提供动力气缸和横跨通道之间的流体连通，第二横跨气门的直径大于第一横跨气门的直径；以及致动机构，该致动机构用以打开第一横跨气门，然后在预定延迟后打开第二横跨气门。

在操作中，能够使用相当小的打开力以克服横跨通道和动力气缸之间的初始压差而打开第一横跨气门，这是因为第一横跨气门具有较小的直径以及由此较小的横截面积。具有较大直径以及由此较大横截面积的第二横跨气门在当横跨通道和动力气缸之间的压差由于通过第一横跨气门的流体流动而显著减少后一段时间时同样通过较小的打开力打开。

在另一实施例中，致动机构进一步包括：凸轮轴，该凸轮轴用以连接第一和第二凸轮；第一凸轮可用以驱动第一横跨气门，并具有第一凸轮凸起部，该第一凸轮凸起部对于第一横跨气门期间从第一横跨气门打开位置延伸到第一横跨气门关闭位置；第二凸轮可用以驱动第二横跨气门，并具有第二凸轮凸起部，该第二凸轮凸起部对于第二横跨气门期间从第二横跨气门打开位置延伸到第二横跨气门关闭位置；以及第二横跨气门打开位置具有相对于第一横跨气门打开位置的预定延迟，由此提供在第一和第二横跨气门的打开动作中的时差。

在另一实施例中，致动机构进一步包括分别驱动第一和第二横跨气门的第一和第二气门致动器，由此给横跨气门提供独立致动。可以通过控制器利用不同的提升模式(profile)，包括延时特征，来驱动第一和第二横跨气门。

在另一实施例中，第二横跨气门的直径与第一横跨气门的直径的比大于1.83，由此实现超过50％的力减小。

在另一实施例中，在压差的显著减小已经由于通过第一横跨气门的气流而实现的情况下，第一横跨气门在上止点之前10度和上止点之前3度之间打开；第二横跨气门在上止点之前2度和上止点之后7度之间打开。

本发明相对于传统的横跨气门系统或致动器提供明显的优点和/或额外的益处，传统的横跨气门系统或致动器使用相同直径和相同打开时序的两个横跨气门，这样使得对于气门周长有关的通流能力需要显著的尺寸或直径，从而导致显著的横截面积以及由此的大的初始打开力。通过对两个或者如果期望的话两组横跨气门采用不同的气门直径和打开时序，本发明能够减小在两个气门的每一个上的打开力，而不会减小总通流面积或能力。较小的横跨气门首先克服横跨通道和动力气缸之间的大的初始压差而打开。但是，由于它的较小横截面积，它的打开力较小。当压差在通过较小横跨气门的端口充注动力气缸一段时间之后压差减小很多时，较大横跨气门随后打开，从而即使对于较大的横截面积也产生较小的打开力。通过本发明的打开力的减小可以足以解决与横跨气门相关的实际设计问题，因为它们受到大的压差这些设计问题具有很大的工程挑战。至少，通过本发明的打开力减小将很好地帮助其它工程努力以解决该挑战。

本发明与其它目的和优点一起将通过参照下面结合附图的详细描述而得到最好的理解。

附图说明

图1是示出现有技术的压力分布图的曲线，其点火和横跨气门时序按照美国专利申请2009/0038598-A1；

图2是横跨气门系统的一个优选实施例的示意图；

图3是示出根据当前本发明的两个气门打开时间的图表；

图4是另一优选实施例的示意图，表征出布置回程弹簧的另一方法；以及

图5是另一优选实施例的示意图，表征出致动机构的通用性。

具体实施方式

现参照图2，本发明的优选实施例提供了一种横跨气门系统18。该系统18包括较小直径D1的第一横跨气门和较大直径D2的第二横跨气门32。

横跨气门系统18是分开式循环发动机的一部分，其整体没有在图2中示出，特别地，并不限于美国专利No.6,543,225、No.6,952,923和No.6,986,329和美国专利申请2009/0038598-A1、2009/0039300-A1和2009/0044778-A1中公开的。分开式循环发动机包括围绕曲轴轴线旋转的曲轴；可滑动地容纳在相应压缩气缸内并用以连接到曲轴以使得压缩活塞在曲轴的单圈转动或者热力循环过程中通过进气冲程和压缩冲程而往复运动的至少一个压缩活塞；可滑动地容纳在相应动力气缸16内并用以连接到曲轴以使得动力活塞在曲轴的单圈转动或热力循环过程中通过膨胀或动力冲程和排气冲程而往复运动的至少一个动力活塞；互连压缩气缸和动力气缸16的横跨通道15；供应新鲜气体到压缩气缸中的一个或多个压缩气缸进气气门；将废气排出动力气缸的一个或多个动力气缸排气气门；在压缩气缸和横跨通道15之间提供气流连通的一个或多个横跨进气气门；以及在横跨通道15和动力气缸 16之间提供气流连通的一个或多个横跨排气气门，或者在本申请中简称为横跨气门。通过图2中的第一横跨气门20和第二横跨气门32，能够显著减小气门致动力，或者显著增大气体通流面积，或者二者。

尽管没有特别说明为多个，甚至对于单对压缩气缸和动力气缸，横跨通道15可包括超过一个通道或可辨别的空间(volume)，以实现其它功能优点。例如，横跨通道15可包括两个分支或导管(在图2中未示出)，其每一个通过位于压缩气缸和横跨通道之间(图2中未示出)或者在横跨通道的入口处的它的相应的横跨进气气门连接到一个横跨气门20或32。在空气混合动力应用中，横跨通道还与在图2中没有示出的至少一个空气或者气体存储系统相连。

第一横跨气门20包括第一横跨气门头22和第一横跨气门杆24。第一横跨气门杆24由第一横跨气门导管38可滑动地支撑。第一横跨气门头22包括第一横跨气门第一表面28和第一横跨气门第二表面30，其分别暴露到横跨通道15和动力气缸16。当第一横跨气门20关闭时，如图2所示，第一横跨气门头22接触第一横跨气门座26，从而密封掉横跨通道15和动力气缸16之间的流体连通。本申请中使用的直径D1应当被认为是头22和座26之间的密封线或接触线的直径。相同的规定应用到其它发动机气门直径。

除了其较大直径D2之外，第二横跨气门32具有与第一横跨气门20基本上相同的结构特征。它包括分别暴露到横跨通道15和动力气缸16的第二横跨气门第一表面35和第二横跨气门第二表面36。

两个横跨气门20和32通过致动机构19致动，该致动机构19包括第一气门弹簧46、第二气门弹簧52和与第一凸轮54和第二凸轮56配合的凸轮轴58。

第一横跨气门20用以通过安装在第一横跨气门杆24一端即第一横跨气门20的远端的第一弹簧座44与第一气门弹簧46相连。第一气门弹簧46由弹簧支架48进一步限制，其相对于发动机机构静止。第一横跨气门20用以通过围绕第一枢轴41枢转的第一摇臂40以及安装为紧邻第一横跨气门杆24上的第一弹簧座44的第一配件42而与第一凸轮54相连。可选地，第一弹簧座44和第一配件42集成到单个结构元件中(在图1中未示出)。与图2所示的方法基本上相同，第二横跨气门32用以连接第二气门弹簧52和第二凸轮56。

第一凸轮54具有第一凸轮凸起部60，该第一凸轮凸起部60从第一横跨气门打开(XV1O)位置延伸到第一横跨气门闭合(XV1C)位置，就此形成第一横跨气门期间(XV1D)。第二凸轮56具有第二凸轮凸起部62，该第二凸轮凸起部62从第二横跨气门打开(XV2O)位置延伸到第二横跨气门闭合(XV2C)位置，就此形成第二横跨气门期间(XV2D)。第二凸轮凸起部62具有相对于第一凸轮凸起部60的转动或角延迟d。在图2中，第一凸轮凸起部60在第一横跨气门打开(XV1O)位置刚好接触第一摇臂40，而第二凸轮凸起部62仍从旋转为接触第二摇臂50离开顺时针方向的延迟d。

在操作中，当凸轮轴58以及由此的第一和第二凸轮54和56从图2所示的位置顺时针方向旋转时，对于XV1D期间，第一凸轮凸起部60经由第一摇臂40向上提升并打开第一横跨气门。在从图2所示的位置延迟d之后，对于XV2D期间，第二凸轮凸起部62向上提升并打开第二横跨气门32。横跨气门20和32不必同时关闭，也就是，它们的关闭位置XV1C和XV2C不必具有相同的角位置或相位位置。

或者，致动机构19可采用在图2没有示出的其它形式的摇臂，或者根本就没有摇臂，例如，通过利用在图2中没有示出的直接作用的设计。

现参照图3，图表64表征与图1中的图表14一致的压力分布图。但是，取代仅一个气门打开事件，同样地引入两个气门，以及在图1中的-5度的曲柄角度处的相关打开压差dPo，图3中的操作包括两个气门打开事件，第一和第二横跨气门分别在-5度ATDC曲柄转角(XV1O)和+3度ATDC(XV2O)打开。它们各自的打开压差是dP1和dP2，dP2比dP1小很多。两个横跨气门在25度(XV1C和XV2C)的相同曲柄转角关闭，这不是强制的。图3中的dP1的值与图1中的dPo大致相等，dP2的值可以大于图3中所示的，因为仅小的横跨气门在-5度和+3度之间打开，从而导致较慢的压力均衡。尽管如此，dP2的值仍相当小于dP1的值。

气门打开位置XV1O和XV2O并不分别限于图3所示的-5度ATDC和+3度ATDC。总的来说，为了泵送效率，XV1O和XV2O二者应当尽可能接近TDC；为了更容易设计致动机构，XV1O和XV2O应当充分先于气门关闭事件XV1C和XV2C；在XV2O和XV1O之间应当有足够的延迟以实现在XV2O处在动力气缸中的必要的压力升高。考虑到所有的这些因素以及其它因素，优选地，-10度ATDC＜XV1O＜-3度ATDC，-2度ATDC＜XV2O ＜7度ATDC。换句话说，XV1O位于10度BTDC和3度BTDC之间，XV2O位于2度BTDC和7度ATDC之间。

如在本发明的背景技术部分讨论的，对于发动机气门或圆盘气门的通流面积和打开力分别与直径和直径的平方成正比。假定基线或现有技术设计具有相同直径Do的两个横跨气门；假定它们克服压差dPo同时打开；假定D1和D2为本发明的第一和第二横跨气门的各自的直径；假定第一和第二横跨气门分别克服压差dP1和dP2打开；然后，在现有技术的横跨气门的每一个上的打开压强力Fo估计为

Fo＝(3.14/4)×Do^2×dPo，

在第一横跨气门20上的打开压强力估计为

F1＝(3.14/4)×D1^2×dP1，

在第二横跨气门32上的打开压强力F2估计为

F2＝(3.14/4)×D2^2×dP2

如果力比率Rf＝F1/Fo，那么令dP1＝dPo，则

Rf＝F1/Fo＝(D1/Do)^2 (1)

也就是，力比率Rf等于直径比D1/Do的平方。利用方程(1)，可以估计通过第一横跨气门20的直径相对于现有技术横跨气门的直径的给定减少量，来取得的压强力减小。例如，30％和50％的直径减小分别导致第一横跨气门上50％和75％的压强力降低，也就是实现0.5和0.25的Rf值。

如果例如两个现有技术横跨气门中的每一个直径Do等于18.4毫米，如美国专利No.6,952,923中一样，那么30％的直径减小导致12.9毫米的D1以及从挑战性的931N减小到低很多的466牛顿的压强力。

令Lo为现有技术的横跨气门的升程，令L1和L2分别为第一和第二横跨气门20和32的升程，那么两个现有技术的横跨气门的每一个通流面积Afo估计为

Afo＝3.14×Do×Lo，

第一横跨气门20的通流面积Af1估计为

Af1＝3.14×D1×L1，

以及第二横跨气门32的通流面积Af2估计为

Af2＝3.14×D2×L2

如果总的通流面积保持相同，或者2×Afo＝Af1+Af2，以及Lo＝L1＝L2，那么

2×Do＝D1+D2，

假定打开延迟d具有有限的值，并且如果进一步保持dP1＝dPo，那么

D2/D1＝2/sqrt(Rf)-1 (2)

其中符号sqrt是指平方根。或者

D2/Do＝2-sqrt(Rf) (3)

在通过根据方程(1)减小D1而在第一横跨气门上实现期望的力减小之后，可以使用方程(2)或(3)来估计第二横跨气门的必要的直径D2以实现相同的总的通流面积。

利用上面的相同例子以及来自美国专利No.6,952,923的参考参数，以及D1从18.4毫米到12.9毫米的30％的减小和F1从931N到466N的50％的减小，可以估计D2/D1为1.83或D2/Do为1.3，其给到D2＝24毫米。

对于具有给定的一套设计约束条件的一般问题，包括总的通流面积要求，如果试图实现明显的力减小，比方说大于20％的减小，也就是Rf＜0.8，可以从方程(2)获知D2/D1应当大于1.24。因此，对于大于20％的力减小，D2/D1优选地大于1.24；对于大于50％的力减小，则D2/D1优选地大于1.83。

如果令F2＝F1，那么

dP2/dP1＝(D1/D2)^2， (4)

以及如果进一步地总通流面积保持相同(即，2×Afo＝Af1+Af2)，Lo＝L1＝L2，以及dP1＝dPo，那么

dP2/dP1＝Rf/(2-sqrt(Rf))^2 (5)

在首先实现力减小和保证通流面积之后，方程(4)或(5)提供一压差值dP2，在该压差值或低于该压差值，第二横跨气门32将经受不高于第一横跨气门20的压差力。

再次利用与上面相同的例子以及美国专利No.6,952,923中的参考参数，D1＝12.9毫米和D2＝24毫米，或Rf＝0.5，推导出dP2/dP1＝0.3。如果dP1＝35巴，那么dP2＝10.5巴。只要24毫米的第二横跨气门克服小于或等于10.5巴的压差dP2而打开，它就经历不高于466牛顿的压强力。

在上面的例子中，设计练习的目标是减小气门驱动力。相同的设计原理可用于增大通流面积或减小流阻。如果凸轮系统能够处理931N的压差力，那么可以选取Rf＝1或D1＝Do。如果F2＝F1＝931N、dP1＝35巴以及 dP2＝10.5巴，那么根据方程(4)，D2/D1＝sqrt(35/10.5)＝1.83。对于D2＝1.83×18.4＝336毫米以及(Af1+Af2)/(2×Afo)＝(D2+D1)/(2×Do)＝(33.6+18.4)/(2×18.4)＝1.41，能够实现大致41％的通流面积增大，由此对于发动机，实现小很多的流阻和更高的效率。

图4示出本发明的替代实施例，其表征出致动机构66的一些变型。气门弹簧46和52重新定位在横跨通道15内部并且直接在横跨气门第一表面28和35上方并挤压它们。这种安置具有减小在竖直方向组装尺寸的潜在可能性。致动机构66保持在第一和第二凸轮54和56之间产生延迟d的能力，这是本发明的一个关键特征。

现参照图5，其是本发明的又一替代实施例的图形。它的致动机构68包括控制器70和第一和第二气门致动器72和74。第一和第二气门致动器72和74分别驱动第一和第二横跨气门20和32。控制器70分别为第一和第二气门致动器72和74提供第一和第二提升模式(profile)76和78。提升模式76和78可以是曲柄角域或者时域的。第一和第二横跨气门20和32分别在XV1O和XV2O打开，XV2O比XV1O晚了延迟d。打开点XV1O和XV2O大致在TDC附近(图5中未示出)。优选地，-10度ATDC＜XV1O＜-3度ATDC，以及-2度ATDC＜XV2O＜7度ATDC，ATDC为“在TDC之后”；或者XV1O是在10度BTDC和3度BTDC之间，XV2O是在2度BTDC和7度ATDC之间，BTDC是“在TDC之前”。可以有目的地在第一提升模式的打开坡道77提供更陡的斜率，如图5所示，以使得第一横跨气门20更快地向上打开，从而导致更快地充注和加压动力气缸16，从而导致更明显的压差减小以便更容易地打开第二横跨气门32。

致动器72和74可以是机械、电力、流体、磁性或压电类型的，或者混合类型的。

在空气混合动力应用中，当动力气缸没有被促动时例如在再生制动模式期间，控制器70控制致动器72和74来保持横跨气门20和32在闭合状态。在这种情形中，横跨气门应当根本没有提升。类似地，在如图2和4所示的凸轮驱动系统中，可以组合进一套凸轮轮廓切换机构(在图2和4中未示出)，以运行平坦的轮廓，以使得在再生制动模式期间横跨气门20和32保持闭合。该切换机构可以是机械、电力、流体、磁体或压电类型的，或者混合类型的。对于不同模式的空气混合动力操作同样具有各种其它控制策略。因此，图5中的提升模式76和78以及图2-4中的凸轮凸起部设计和气门事件应当被理解为仅在当有需要来打开横跨气门20和32用于膨胀和排气冲程时，例如，在空气混合动力应用的巡航模式期间。

在所有的上面的描述中，为了方便起见，第一和第二气门弹簧46和52每一个被标识和示出为单一机械螺旋弹簧。但是，当有强度、耐用性或包装方面的需要时，它们的每一个或任何一个可以包括两个或更多弹簧的组合。在机械螺旋弹簧的情形中，它们例如可以同心地套嵌。它们还可以为气动弹簧。

再者，在至此的许多示例和描述中，本发明的应用默认为横跨气门控制，但是它并不限于此。本发明可以应用到向外气门在相关歧管中经历大压力的其它情形。

尽管已经参照优选实施例描述本发明，本领域技术人员应当认识到，可以进行形式和细节上的改变而不超出本发明的精神和范围。同样地，意在的是，前面的详细描述应当认为是示例性的，而非限制性的，并且，本发明的范围意在通过所附权利要求，包括其所有等价物，进行限定。

本申请要求于2009年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/271,607的优先权，其全部内容在此被引用作为参考。

本申请要求于2010年6月3日提交的美国专利申请No.12/802,266的优先权，其全部内容在此被引用作为参考。

Claims

1.一种用于分开式循环发动机的横跨气门系统，该发动机具有动力气缸、压缩气缸和提供所述动力气缸和所述压缩气缸之间的流体连通的横跨通道，所述气门系统包括：

第一和第二横跨气门，每个横跨气门离开所述动力气缸向外打开并进入所述横跨通道以提供所述动力气缸和所述横跨通道之间的流体连通；

所述第二横跨气门的直径大于所述第一横跨气门的直径；以及

致动机构，该致动机构用以打开所述第一横跨气门，然后在预定延迟之后打开所述第二横跨气门。

2.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述致动机构进一步包括凸轮轴，该凸轮轴具有带凸起部的第一和第二凸轮，用以打开和关闭第一和第二横跨气门。

3.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述第二横跨气门的直径与所述第一横跨气门的直径的比大于1.24。

4.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述第二横跨气门的直径与所述第一横跨气门的直径的比大于1.83。

5.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述致动机构用以在上止点之前10度和上止点之前3度之间打开第一横跨气门，并且在上止点之前2度和上止点之后7度之间打开第二横跨气门。

6.如权利要求1所述的横跨气门系统，进一步包括分别位于所述横跨通道内部并且直接在所述第一和第二横跨气门上方的第一和第二气门弹簧。

7.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述第一和第二横跨气门同时关闭。

8.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述第一和第二横跨气门分时关闭。

9.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述横跨通道进一步包括多于一个通道。

10.如权利要求1所述的横跨气门系统，其中，所述致动机构包括利于所述气门的独立致动的第一和第二气门致动器。

11.如权利要求10所述的横跨气门系统，其中，所述致动器通过控制器控制，从而分别为所述第一和第二气门提供第一和第二提升模式。

12.如权利要求10所述的横跨气门系统，其中，所述致动器是电操纵的。

13.如权利要求10所述的横跨气门系统，其中，所述致动器通过电气-流体装置操纵。

14.如权利要求10所述的横跨气门系统，其中，所述致动器是电磁操纵的。

15.如权利要求10所述的横跨气门系统，其中，所述致动器是通过压电装置操纵的。