CN102192038B - 用于液压致动机构的模块化发动机组件和流体控制组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于液压致动机构的模块化发动机组件和流体控制组件。发动机组件可包括气缸盖和流体控制组件。气缸盖可包括彼此相对并且从限定腔的底部区域延伸的第一和第二壁。气缸盖可限定第一油道，所述第一油道延伸通过限定腔的内表面。流体控制组件可包括第一油控制阀和第一管道。第一油控制阀可固定到底部区域并且可限定与第一油道流体连通的第一端口和与气缸盖中的第二油道流体连通的第二端口。第一管道可从第一油控制阀朝向第一壁延伸，并且可提供在油控制阀的第一端口与气缸盖中的第一油道之间的流体连通。

Description

用于液压致动机构的模块化发动机组件和流体控制组件
技术领域
本发明涉及内燃机，且更具体地涉及用于液压致动机构的流体控制系统。
背景技术
该部分的内容提供与本发明有关的背景信息，其不一定构成现有技术。
内燃机可在气缸内燃烧空气和燃料的混合物并藉此产生驱动扭矩。空气和燃料流入和流出气缸可被气门系控制。气门系可包括液压致动可变气门升程机构，以选择性地改变气门升程的量。发动机内的加压油可经由在气缸盖内形成的互连流体通道系统传输至可变气门升程机构。具有这种集成液压系统的气缸盖通常专用于包括可变气门升程机构的发动机系统，并且与未包括可变气门升程机构的相同发动机系统的气缸盖不同。
发明内容
发动机组件可包括气缸盖和流体控制组件。气缸盖可包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从限定腔的底部区域延伸。所述气缸盖可限定第一油道，所述第一油道延伸通过限定腔的内表面。流体控制组件可包括第一油控制阀和第一管道。所述第一油控制阀可固定到气缸盖的底部区域并且可限定与第一油道流体连通的第一端口以及与气缸盖中的第二油道流体连通的第二端口。所述第一管道从第一油控制阀朝向气缸盖的第一壁延伸并且可在第一油控制阀的第一端口与气缸盖的第一油道之间提供流体连通。
一种发动机组装方法可包括：形成多个气缸盖，每个气缸盖包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从底部区域延伸，以限定腔，其中第一油道位于气缸盖内并且从所述腔隔离。该方法还可包括形成通过第一气缸盖的腔的内表面的第二油道。第二油道可与第一油道相交。第一发动机组件可被组装，所述第一发动机组件包括第一气缸盖。
组装第一发动机组件可包括：将第一油控制阀紧固到第一气缸盖的底部区域以及将第一管道联接到第一气缸盖中的第二油道和第一油控制阀中的第一端口，从而提供在第二油道与第一油控制阀之间的流体连通。所述紧固可在加压油供应与第一油控制阀的第二端口之间提供流体连通。所述联接可包括第一管道从第一油控制阀朝向第一壁延伸。
第一气门升程机构可被安装在腔内并且与第一油道流体连通。当第一油控制阀提供在加压油供应与第一油道之间的连通时，所述第一气门升程机构可从提供第一气门升程持续时间的第一模式切换至提供不同于第一气门升程持续时间的第二气门升程持续时间的第二模式。
可组装包括第二气缸盖的第二发动机组件，而不经由第二油道在第一油道与腔之间提供连通。组装第二发动机组件可包括将第二气门升程机构安装在腔内。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种发动机组件，包括：
气缸盖，所述气缸盖包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从限定腔的底部区域延伸，所述气缸盖限定第一油道，所述第一油道延伸通过限定所述腔的内表面；和
流体控制组件，包括：
第一油控制阀，所述第一油控制阀固定到气缸盖的底部区域并且限定与所述第一油道流体连通的第一端口以及与气缸盖中的第二油道流体连通的第二端口；和
第一管道，所述第一管道从第一油控制阀朝向气缸盖的第一壁延伸并且在第一油控制阀的第一端口与气缸盖的第一油道之间提供流体连通。
2. 根据方案1所述的发动机组件，还包括第一凸轮轴，所述第一凸轮轴被支承在气缸盖上位于第一油控制阀与第一壁之间。
3. 根据方案2所述的发动机组件，其中，第一管道在第一凸轮轴与气缸盖的底部区域之间延伸。
4. 根据方案2所述的发动机组件，还包括被支承在气缸盖上的第一气门升程机构，所述第一气门升程机构接合第一凸轮轴并且与第一管道流体连通，当加压油通过第一油控制阀提供给第一管道时，所述第一气门升程机构可从提供第一气门升程持续时间的第一模式切换至提供不同于第一气门升程持续时间的第二气门升程持续时间的第二模式。
5. 根据方案4所述的发动机组件，还包括第二气门升程机构，所述第二气门升程机构被支承在气缸盖上并且接合第一凸轮轴，所述第一气门升程机构与第一发动机气缸相关联，所述第二气门升程机构与第二发动机气缸相关联，所述流体控制组件包括固定到气缸底部区域的第二油控制阀以及包括从第二油控制阀朝向气缸盖的第一壁延伸的第二管道，所述第二管道在第二气门升程机构与第二油控制阀之间提供流体连通，以将第二气门升程机构在在第一模式和第二模式之间切换。
6. 根据方案2所述的发动机组件，还包括被支承在气缸盖上的第二凸轮轴，所述第一油控制阀位于第一凸轮轴与第二凸轮轴之间。
7. 根据方案6所述的发动机组件，其中第一油控制阀包括与气缸盖中的第三油道连通的第三端口，其中第二油道限定至第一油控制阀的油供应，第一油道限定从第一油控制阀至接合第一凸轮轴的第一气门升程机构的油供应，第三油道限定从第一油控制阀至接合第二凸轮轴的第二气门升程机构的油供应。
8. 根据方案1所述的发动机组件，其中，第一端口是出口端口。
9. 根据方案1所述的发动机组件，其中，气缸盖中的第二油道延伸通过底部区域所限定的表面。
10. 根据方案9所述的发动机组件，其中，第一油控制阀安装在所述表面上。
11. 一种方法，包括：
形成多个气缸盖，每个气缸盖包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从底部区域延伸，以限定腔，其中第一油道位于气缸盖内并且从所述腔隔离；
形成通过第一气缸盖的腔的内表面的第二油道，所述形成包括第二油道与第一油道相交；
组装包括第一气缸盖的第一发动机组件，所述组装包括：
将第一油控制阀紧固到气缸盖的底部区域以及将第一管道联接到气缸盖中的第二油道和第一油控制阀中的第一端口，从而提供在第二油道与第一油控制阀之间的流体连通，所述紧固在加压油供应与第一油控制阀的第二端口之间提供流体连通，所述联接包括第一管道从第一油控制阀朝向第一壁延伸； 
将第一气门升程机构安装在腔内并且使得所述第一气门升程机构与第一油道流体连通，当第一油控制阀提供在加压油供应与第一油道之间的连通时，所述第一气门升程机构可从提供第一气门升程持续时间的第一模式切换至提供不同于第一气门升程持续时间的第二气门升程持续时间的第二模式；以及
组装包括第二气缸盖的第二发动机组件，而不经由第二油道在第一油道与腔之间提供连通，以及将第二气门升程机构安装在腔内。
12. 根据方案11所述的方法，其中，形成第二油道包括机加工通过第一壁的内表面的第二油道。
13. 根据方案12所述的方法，其中，组装第二发动机组件包括在发动机组装之后在第一油道与限定腔的内表面之间的位置处保持铸造壁结构，其中第二油道形成于第一气缸盖中。
14. 根据方案12所述的方法，其中，组装第二发动机组件包括在第二气缸盖中形成第二油道以及塞住所述第二油道。
15. 根据方案11所述的方法，其中，多个气缸盖包括从所述腔隔离的第三油道，所述方法还包括：
形成通过第一气缸盖限定腔的内表面的第四油道，使得所述第四油道与第三油道相交，所述第四油道提供加压油供应；以及
组装第二发动机组件，而不经由第四油道提供在第三油道与腔之间的连通。
16. 根据方案15所述的方法，其中，第三油道位于第一壁附近，第四油道延伸通过所述第一壁的内表面。
17. 根据方案16所述的方法，其中，组装第一发动机组件包括将第二管道联接到第一壁中的第四油道和第一油控制阀的第三端口，以在第四油道与第一油控制阀之间提供流体连通。
18. 根据方案17所述的方法，其中，多个气缸盖包括从所述腔隔离的第五油道，所述方法还包括：
形成通过第一气缸盖限定腔的底部区域的内表面的第六油道，使得所述第六油道与第五油道相交，所述第六油道在第一油控制阀与第五油道之间提供流体连通；以及
组装所述第二发动机组件，而不经由第六油道提供在第五油道与所述腔之间的连通。
19. 根据方案11所述的方法，还包括在将第一油控制阀紧固到第一气缸盖的底部区域之前将第一凸轮轴紧固到第一气缸盖。
20. 根据方案18所述的方法，其中，将第一管道联接到第二油道包括将第一管道定位在第一凸轮轴与第一气缸盖的底部区域之间。
进一步的应用领域从下文提供的说明显而易见。应当理解的是，说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅用于描述目的，且决不旨在限制本发明的范围。
图1是包括根据本发明的示例性气缸盖的发动机组件的透视图；
图2是图1的气缸盖的局部透视图；
图3是根据本发明的示例性流体控制组件的局部分解透视图；
图4是根据本发明的替代性气缸盖的局部透视图；
图5是描述了根据本发明的第一油流配置的示意图；以及
图6是描述了根据本发明的第二油流配置的示意图。
贯穿附图的几个视图，相应的附图标记指代相应的部件。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示例性的且绝不旨在限制本发明、它的应用、或使用。应当理解的是，贯穿附图，相应的附图标记指代相同或相应的部件和特征。
参考图1和2，描述了示例性发动机组件10。发动机组件10可包括气缸盖12、第一和第二凸轮轴14、16、第一和第二气门升程机构18、20以及液压流体控制组件22。气缸盖12能可旋转地支承第一和第二凸轮轴14、16且能支承分别接合第一和第二凸轮轴14、16的凸轮凸角的第一和第二气门升程机构18、20。在本非限制性示例中，第一凸轮轴是进气凸轮轴，第二凸轮轴16是排气凸轮轴，第一气门升程机构18是进气气门升程机构，第二气门升程机构20是排气气门升程机构。然而，应当理解的是，本发明并不局限于这种配置。
气缸盖12可包括第一和第二壁24、26，其从底部区域28延伸并且限定腔30。进气和排气凸轮轴14、16、进气和排气气门升程机构18、20和流体控制组件22可位于腔30内。参考图2和5，气缸盖12可限定主级气缸盖油供应通道32（图5）、次级气缸盖油供应通道34（图5）、用于进气和排气气门升程组件18、20的安装孔36、38（图2）、以及用于接合液压流体控制组件22的第一和第二安装区域40、42（图2）。主级气缸盖油供应通道32可经由安装孔36、38与第一和第二气门升程机构18、20连通。在本非限制性示例中，安装孔36、38容纳液压间隙调节器（未示出），所述间隙调节器提供在第一和第二气门升程组件18、20与主级气缸盖油供应通道32之间的流体连通。
气缸盖12可在底部区域28中附加地限定第一组通道44、46、48（图5）和第二组通道50、52、54（图5）。通道44、46、48中的每个可彼此隔离，通道50、52、54中的每个可彼此隔离。通道44、46、48中的每个可与一对安装孔36连通，该对安装孔与发动机组件10的气缸相关联；通道50、52、54中的每个可与一对安装孔38连通，该对安装孔与发动机组件10的气缸相关联。第一组通道44、46、48可位于第一凸轮轴14下面，第二组通道50、52、54可位于第二凸轮轴16下面。
油泵56可提供加压油给主级气缸盖油供应通道32和次级气缸盖油供应通道34。主级气缸盖油供应通道32可包括减压机构58，例如节流孔。因此，次级气缸盖油供应管道34可包括油，其压力大于在主级气缸盖油供应通道32内的油的压力。
在图2和5所示的第一配置中，第一和/或第二气门升程组件18、20可形成可变气门升程机构。作为非限制性示例，可变气门升程机构可基于液压流体控制组件22所控制的加压油在第一模式与第二模式之间切换。第一模式可提供第一气门升程，所述第一气门升程不同于在第二模式期间所提供的第二气门升程。气门升程的不同可包括变化气门升程高度和/或持续时间。作为非限制性示例，第二气门升程模式可包括在凸轮轴凸角对可变气门升程机构的接合不导致气门开启时的停用升程模式。
在图2和5的配置中，气缸盖12可附加地包括延伸通过第一安装区域40的第一和第二油道60、62以及延伸通过第二安装区域42的第三油道64。在本非限制性示例中，第一安装区域40位于第一壁24上，第二安装区域位于底部区域28上。因此，第一和第二油道60、62可延伸通过第一壁24的内表面，第三油道64可延伸通过底部区域28的内表面。第一油道60可与第二气缸盖油供应通道34流体连通，第二油道62每个均可与第一组通道44、46、48中的一个流体连通，第三油道64每个均可与第二组油供应通道50、52、54中的一个流体连通。
至第一和第二气门升程机构18、20的加压油流可被液压流体控制组件22控制，以控制在第一和第二模式下的操作。由于上述流动路径配置，对于给定气缸的第一和第二气门升程机构18、20可相对于与其它气缸相关的第一和第二气门升程机构18、20独立地被控制。参考图3和4，液压流体控制组件22可包括油控制阀66、安装托架68、第一和第二管道70、72以及紧固件74。油控制阀66以及第一和第二管道70中的每个可类似。因此，将描述单个油控制阀66、第一管道70和第二管道72。
油控制阀66可包括入口端口76以及第一和第二出口端口78、80。油控制阀66可通过托架68固定到气缸盖12。在本非限制性示例中，油控制阀66可固定到托架68上，托架68可通过紧固件74紧固到气缸盖12的底部区域28上，该紧固件74与在第二安装区域42中的螺纹孔82（图2）螺纹接合。
油控制阀66的下表面可抵靠第二安装区域42，并且在第二出口端口80和第三油道64之间提供密封式流体连通。第一管道70可在气缸盖12的第一壁24与油控制阀66之间延伸，并且可包括与入口端口76流体连通的第一端84和与第一油道60流体连通的第二端86。第二管道70可在气缸盖12的第一壁24与油控制阀66之间延伸，并且可包括与第一出口端口78流体连通的第一端88和与第二油道62流体连通的第二端90。第一和第二管道70、72可在气缸盖12的底部区域28与第一凸轮轴14之间延伸。第一和第二管道70、72可形成具有孔密封件的柔性管件，所述孔密封件接合气缸盖12和油控制阀66，以解决由组装公差引起的液压流体控制组件22的位置偏差。液压流体组件22的配置提供其各种部件的移除以便维护，而不需要从发动机组件10移除气缸盖12或需要移除第一和第二凸轮轴14、16。
图4和6图示了在组装期间处于初始状态的气缸盖12。如图4和6所示，气缸盖12最初可包括主级气缸盖油供应通道32、第一组通道44、46、48和第二组通道50、52、54。处于最初状态的气缸盖12可用于组装发动机而没有用于配置的液压流体控制组件22，其中第一和第二气门升程组件18、20是常规气门升程机构（即，不可变气门升程机构）。在最初状态，第一组通道44、46、48和第二组通道50、52、54可形成死容积。
然而，由于第一组通道44、46、48和第二组通道50、52、54呈现在最初状态，共用气缸盖可用于常规（不可变升程）配置以及包括上述可变气门升程机构和液压流体控制组件22的配置。在包括可变气门升程机构的应用中，次级气缸盖油供应通道34和第一、第二和第三油道60、62、64可在气缸盖12中形成。该形成可包括机加工通过气缸盖12所限定的腔32的内表面的孔。添加次级气缸盖油供应通道34和第一、第二和第三油道60、62、64将高压油供应提供给液压流体控制组件22并且提供从液压流体控制组件22至第一和第二升程机构18、20的流动路径。
在气缸盖12联接到发动机组件10的发动机缸体（未示出）之前，第一和第二凸轮轴14、16和液压流体控制组件22可联接到气缸盖12。在第一和液压第二凸轮轴14、16联接到气缸盖12之后、更具体地在气缸盖12联接到发动机缸体之后，液压流体控制组件22可联接到气缸盖12。
替代性地，次级气缸盖油供应通道34可呈现在最初状态。在这种配置中，由于在最初状态缺乏来自于气缸盖12的第一油道60，次级气缸盖油供应通道34也形成死容积。
应当理解的是，常规（不可变升程）配置可包括免受附加机加工的气缸12的铸造结构（限定发动机组装之后的铸造壁结构），以将第一和第二升程机构从高压油供应隔离。替代性地，次级气缸盖油供应通道34和第一、第二和第三油道60、62、64可形成在气缸盖12中并然后塞住。
如上所述，气缸盖12的特征提供用于生成多个共用气缸盖12（在最初状态），所述气缸盖随后可用于可变气门升程应用或常规固定升程应用。应当理解的是，虽然结合可变气门升程配置讨论，但是本发明等同地应用于包括其它液压致动发动机部件的配置中。
贯穿说明书，术语“第一”、“第二”等等仅用于清楚描述的目的，且不打算在权利要求书中限制类似术语。

Claims (20)

1.一种发动机组件，包括：
气缸盖，所述气缸盖包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从限定腔的底部区域延伸，所述气缸盖限定第一油道，所述第一油道延伸通过限定所述腔的内表面；和
流体控制组件，包括：
第一油控制阀，所述第一油控制阀固定到气缸盖的底部区域并且限定与所述第一油道流体连通的第一端口以及与气缸盖中的第二油道流体连通的第二端口；和
第一管道，所述第一管道从第一油控制阀朝向气缸盖的第一壁延伸并且在第一油控制阀的第一端口与气缸盖的第一油道之间提供流体连通。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，还包括第一凸轮轴，所述第一凸轮轴被支承在气缸盖上位于第一油控制阀与第一壁之间。
3.根据权利要求2所述的发动机组件，其中，第一管道在第一凸轮轴与气缸盖的底部区域之间延伸。
4.根据权利要求2所述的发动机组件，还包括被支承在气缸盖上的第一气门升程机构，所述第一气门升程机构接合第一凸轮轴并且与第一管道流体连通，当加压油通过第一油控制阀提供给第一管道时，所述第一气门升程机构可从提供第一气门升程持续时间的第一模式切换至提供不同于第一气门升程持续时间的第二气门升程持续时间的第二模式。
5.根据权利要求4所述的发动机组件，还包括第二气门升程机构，所述第二气门升程机构被支承在气缸盖上并且接合第一凸轮轴，所述第一气门升程机构与第一发动机气缸相关联，所述第二气门升程机构与第二发动机气缸相关联，所述流体控制组件包括固定到气缸底部区域的第二油控制阀以及包括从第二油控制阀朝向气缸盖的第一壁延伸的第二管道，所述第二管道在第二气门升程机构与第二油控制阀之间提供流体连通，以将第二气门升程机构在在第一模式和第二模式之间切换。
6.根据权利要求2所述的发动机组件，还包括被支承在气缸盖上的第二凸轮轴，所述第一油控制阀位于第一凸轮轴与第二凸轮轴之间。
7.根据权利要求6所述的发动机组件，其中第一油控制阀包括与气缸盖中的第三油道连通的第三端口，其中第一油道限定至第一油控制阀的油供应，第二油道限定从第一油控制阀至接合第一凸轮轴的第一气门升程机构的油供应，第三油道限定从第一油控制阀至接合第二凸轮轴的第二气门升程机构的油供应。
8.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，第一端口是入口端口。
9.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，气缸盖中的第三油道延伸通过底部区域所限定的表面。
10.根据权利要求9所述的发动机组件，其中，第一油控制阀安装在所述表面上。
11.一种方法，包括：
形成多个气缸盖，每个气缸盖包括彼此相对的第一和第二壁，所述第一和第二壁从底部区域延伸，以限定腔，其中第一组油供应通道位于气缸盖内并且从所述腔隔离；
形成通过第一气缸盖的腔的内表面的第一油道，所述形成包括第一油道与第一组油供应通道相交；
组装包括第一气缸盖的第一发动机组件，所述组装包括：
将第一油控制阀紧固到气缸盖的底部区域以及将第一管道联接到气缸盖中的第一油道和第一油控制阀中的第一端口，从而提供在第一油道与第一油控制阀之间的流体连通，所述紧固在加压油供应与第一油控制阀的第三端口之间提供流体连通，所述联接包括第一管道从第一油控制阀朝向第一壁延伸； 
将第一气门升程机构安装在腔内并且使得所述第一气门升程机构与第一组油供应通道流体连通，当第一油控制阀提供在加压油供应与第一组油供应通道之间的连通时，所述第一气门升程机构可从提供第一气门升程持续时间的第一模式切换至提供不同于第一气门升程持续时间的第二气门升程持续时间的第二模式；以及
组装包括第二气缸盖的第二发动机组件，而不经由第一油道在第一组油供应通道与腔之间提供连通，以及将第二气门升程机构安装在腔内。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成第一油道包括机加工通过第一壁的内表面的第一油道。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，组装第二发动机组件包括在发动机组装之后在第一组油供应通道与限定腔的内表面之间的位置处保持铸造壁结构，其中第一油道形成于第一气缸盖中。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，组装第二发动机组件包括在第二气缸盖中形成第一油道以及塞住所述第一油道。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，多个气缸盖包括从所述腔隔离的次级气缸盖油供应通道，所述方法还包括：
形成通过第一气缸盖限定腔的内表面的第二油道，使得所述第二油道与次级气缸盖油供应通道相交，所述第二油道提供加压油供应；以及
组装第二发动机组件，而不经由第二油道提供在次级气缸盖油供应通道与腔之间的连通。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，次级气缸盖油供应通道位于第一壁附近，第二油道延伸通过所述第一壁的内表面。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，组装第一发动机组件包括将第二管道联接到第一壁中的第二油道和第一油控制阀的第二端口，以在第二油道与第一油控制阀之间提供流体连通。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，多个气缸盖包括从所述腔隔离的第二组油供应通道，所述方法还包括：
形成通过第一气缸盖限定腔的底部区域的内表面的第三油道，使得所述第三油道与第二组油供应通道相交，所述第三油道在第一油控制阀与第二组油供应通道之间提供流体连通；以及
组装所述第二发动机组件，而不经由第三油道提供在第二组油供应通道与所述腔之间的连通。
19.根据权利要求11所述的方法，还包括在将第一油控制阀紧固到第一气缸盖的底部区域之前将第一凸轮轴紧固到第一气缸盖。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，将第一管道联接到第一油道包括将第一管道定位在第一凸轮轴与第一气缸盖的底部区域之间。
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