CN103603699B - 一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统，属于内燃机可变气门驱动系统领域。它主要包括供油器、循环选择器、模式转换器、两位两通阀、气门驱动器等。本发明设计的循环选择器达到了只需要两个供油器和两个两位两通阀即可实现内燃机驱动模式和制动模式所要求的可变气门事件，以极低的成本实现了强大的功能；气门关闭过程不受供油器运行阶段的限制，满足了内燃机怠速及中低负荷所要求的气门提前关闭事件，充分降低内燃机实际应用中的油耗和排放；只需交换模式转换器上的三个油口的连通对象即可应用到自然吸气式和涡轮增压式内燃机，机型适应性好，应用范围广；系统各部件之间通过油管相连，便于系统在实际车型上的布置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统，属于可实现内燃机可变气门驱动系统。
背景技术
随着世界经济的发展，能源与环境的问题已成为影响经济可持续发展的重要问题。内燃机作为目前世界上应用最为广泛的动力机械，每年消耗着大量的燃油，并且排出大量的有害气体和微粒，内燃机节能减排工作刻不容缓。除此以外，随着内燃机保有量的急剧增加，每年因交通事故造成的人民生命和财产损失逐年增加，车辆安全性越来越受到人们的重视，越来越多的国家将辅助制动系统列为车辆必备附件之一。然而目前辅助制动系统大多存在运行过程中制动部件容易过热、制动效率降低过快、制动能力可控程度低、制动时车辆容易跑偏、制动系统占用有限的车辆空间等问题。可变气门技术因其在改善内燃机性能以及在内燃机辅助制动方面的潜力，受到了内燃机研究机构和企业的广泛关注。然而，目前车用化了的可变气门驱动系统大多在气门调节灵活度和系统结构复杂程度、成本等方面存在矛盾，并且这些系统一般用于内燃机驱动领域，极少用于辅助制动领域。
综合考虑，电液式可变气门驱动系统是目前最具潜力的系统。传统电液式系统采用共轨供油方式，随着内燃机缸数、单缸气门数以及转速的增加，该系统存在以下两个问题有待解决：1)存在共轨管体积庞大、空间布置困难的问题；2)由于系统中所使用的高速大流量电磁阀的数量过多，以及由目前电磁阀材料和加工工艺决定的电磁阀成本较高，因此，该系统的整体成本较高。这些问题造成了传统电液式系统实用化较为困难。
针对传统电液式系统空间布置困难的问题，出现了一种凸轮供油式电液气门驱动系统，该系统采用凸轮-柱塞供油的方式，因其取消共轨管，系统空间布置容易。然而，该系统仍存在以下两个问题有待解决：1)和传统电液式系统一样，该系统仍然存在系统所需电磁阀的数量过多、系统成本较高的问题；2)该系统气门驱动可调范围受到凸轮-柱塞供油器供油规律的限制，无法实现排气门二次开启事件、无法实现将720度/循环的内燃机变为360度/循环的压气机的制动模式所要求的可变气门事件等，这些限制了该系统的功能拓展。
针对凸轮供油式电液气门驱动系统所存在的问题，近年来出现了一种双模式全可变气门驱动系统，该系统通过使用驱动-制动循环器和模式转换器，减少了电磁阀数量，并且实现了同时满足内燃机驱动和制动模式所要求的可变气门事件。然而，该系统仍存在以下两个问题有待解决：1)由于系统所使用的两位五通阀需要在各个油口不同压差的情况下进行切换，而各个油口的压差变化情况极为复杂，并且，随着转速的增加，要求两位五通阀的响应时间越短，流通速率越大，这些要求造成了两位五通阀结构复杂，加工成本高；2)在内燃机驱动模式下，该系统无法实现在供油阶段提前关闭气门的可变气门事件，这将限制该系统在内燃机怠速及中低工况的性能改善程度，而这些工况恰恰是城市车辆常用工况，这些工况下内燃机的运行情况很大程度上决定了车辆实际运行时的油耗和排放情况。
发明内容
本发明的目的在于：1)通过设计循环选择器来达到仅需要2个两位两通阀来实现内燃机驱动和制动模式所要求的可变气门事件，从而实现内燃机可变气门技术和辅助制动技术合二为一的同时，大幅度简化系统结构，降低系统成本；2)利用所使用的两位两通阀的出油口与油箱相连的特点，极大地降低了两位两通阀切换时油口的压差变化的复杂程度，简化了两位两通阀的结构，降低了加工成本；3)较双模式全可变气门驱动系统而言，本系统可实现在内燃机驱动模式下，在供油器的供油阶段内提前关闭气门的可变气门事件，达到进一步改善内燃机怠速及中低工况性能，即改善车辆实际运行时的油耗和排放情况的目的，从而拓展系统的应用潜力；最终提高本系统的市场接受程度。
本发明所采用的技术方案是：一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统主要包括第1供油器、第2供油器、气门驱动器、第1两位两通阀、第2两位两通阀、模式转换器、油箱、输油泵、输油泵安全阀、第1单向阀、第2单向阀以及油管；它还包括循环选择器，所述第1供油器和第2供油器为相位相差180度凸轮轴转角的凸轮-柱塞式供油器，其旋转周期为240度曲轴转角，输油泵4进油口与油箱相连，输油泵出油口通过输油泵安全阀与油箱相连，输油泵出油口通过第1单向阀与第1供油器相连，输油泵出油口通过第2单向阀与第2供油器相连，第1供油器、第1两位两通阀进油口与循环选择器第1供油口三者相连，第1两位两通阀出油口与油箱1相连，第2供油器、第2两位两通阀进油口与循环选择器第2供油口三者相连，第2两位两通阀出油口与油箱相连，循环选择器泄油口与油箱相连，循环选择器第1驱动口与模式转换器第1驱动供油口相连，循环选择器第6驱动口与模式转换器第6驱动供油口相连，循环选择器第2驱动口与模式转换器第2驱动供油口相连，循环选择器第5驱动口与模式转换器第5驱动供油口相连，循环选择器第3驱动口与模式转换器第3驱动供油口相连，循环选择器第4驱动口与模式转换器第4驱动供油口相连，模式转换器第1驱动口、模式转换器第6驱动口、模式转换器第2驱动口、模式转换器第5驱动口、模式转换器第3驱动口、模式转换器第4驱动口分别与1缸、6缸、2缸、5缸、3缸和4缸的气门驱动器相连，对于以进为排-以排为进制动模式的自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口与模式转换器第1制动供油口相连，循环选择器第2制动口与模式转换器第2制动供油口相连，循环选择器第3制动口与模式转换器第3制动供油口相连，对于以进为进-以排为排制动模式的涡轮增压式或者自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口与模式转换器第3制动供油口相连，循环选择器第2制动口与模式转换器第1制动供油口相连，循环选择器第3制动口与模式转换器第2制动供油口相连，对于缸数为6的整数倍的内燃机，按照点火顺序相隔120度曲轴转角分组，每6缸一组，每组采用一套上述可变气门驱动系统。
所述循环选择器采用三层嵌套式结构，从外到内依次为开有油口的循环选择器外壳、轴向开槽和径向开孔的循环选择器轴套以及周向开槽的循环选择器轴芯，其中，循环选择器轴芯通过齿轮或者链轮传动机构由内燃机曲轴驱动，每720度曲轴转角旋转1周，循环选择器轴套固定嵌套在循环选择器外壳内部，将依照内燃机发火顺序，随着循环选择器轴芯的不断旋转，循环选择器第1驱动口、循环选择器第2驱动口和循环选择器第3驱动口均间隔性地分别与循环选择器第1供油口或者循环选择器泄油口相连，循环选择器第4驱动口、循环选择器第5驱动口和循环选择器第6驱动口均间隔性地分别与循环选择器第2供油口或者循环选择器泄油口相连，循环选择器第1制动口、循环选择器第2制动口和循环选择器第3制动口均间隔性地分别与循环选择器第1供油口或者循环选择器第2供油口或者循环选择器泄油口相连。
本发明的有益效果是：(a)这种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统在实现仅采用2个供油器为内燃机所有进(排)气门的气门驱动机构提供液压油的同时，可实现仅需要2个两位两通阀来控制内燃机所有进(排)气门的气门驱动机构，较双模式全可变气门驱动系统而言，本系统利用所使用的两位两通阀的出油口与油箱相连的特点，极大地降低了两位两通阀切换时油口的压差变化的复杂程度，极大地简化了系统所需电磁阀的结构，降低了系统的成本，提高了市场的接受程度；(b)较双模式全可变气门驱动系统而言，可实现在内燃机驱动模式下，在供油器的供油阶段内提前关闭气门的可变气门事件，达到进一步改善内燃机怠速及中低工况性能，即改善车辆实际运行时的油耗和排放情况的目的，从而拓展系统的应用潜力；(c)依据内燃机缸数和点火次序设计的循环选择器和模式转换器相配合，可同时满足内燃机驱动和制动模式所要求的可变气门事件，通过调节两位两通阀即可改变内燃机的驱动和制动效果，从而实现将内燃机可变气门技术和辅助制动技术合二为一，减少了汽车附件，极大地降低了成本；(d)循环选择器采用轴芯-轴套-外壳三层嵌套结构，并且，轴芯-轴套间为转动配合，轴套-外壳间为静态配合，油口位置可根据实际安装需要调节，工艺性好，维修和更换简单方便，成本低；(e)系统各部件间采用油管连接，这对系统在应用车型上布置极为有利；(f)针对不同的制动方式，只需改变模式转换器上的3个油口对应的连接对象即可，系统对实际应用的机型适应性好，应用范围广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是单气门的6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统示意图。
图2是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器主视图。
图3是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器左视图。
图4是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器俯视图。
图5是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器A-A横截面图。
图6是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器B-B横截面图。
图7是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器C-C横截面图。
图8是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器D-D横截面图。
图9是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器E-E横截面图。
图10是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器F-F横截面图。
图11是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器G-G横截面图。
图12是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器H-H横截面图。
图13是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器I-I横截面图。
图14是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器J-J横截面图。
图15是6缸内燃机集约型多功能全可变气门驱动系统循环选择器K-K横截面图。
图16是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器S-S横截面图。
图17是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器M-M横截面图。
图18是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器N-N横截面图。
图19是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器O-O横截面图。
图20是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器P-P横截面图。
图21是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器Q-Q横截面图。
图22是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器R-R横截面图。
图23是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器S-S横截面图。
图24是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器T-T横截面图。
图25是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器U-U横截面图。
图26是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器V-V横截面图。
图27是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器W-W横截面图。
图28是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器X-X横截面图。
图29是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统模式转换器主视图。
图30是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统模式转换器左视图。
图31是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统模式转换器俯视图。
图32是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统整体示意图。
图中：1、油箱，2、第2两位两通阀，2a、第2两位两通阀出油口，2b、第2两位两通阀进油口，3、第1两位两通阀，3a、第1两位两通阀出油口，3b、第1两位两通阀进油口，4、输油泵，5、输油泵安全阀，6、第1供油器，7、第2供油器，8、第1单向阀，9、第2单向阀，10、循环选择器，10a、循环选择器第2供油口，10b、循环选择器第1供油口，10c、循环选择器泄油口，10d、循环选择器第1驱动口，10e、循环选择器第1制动口，10f、循环选择器第6驱动口，10g、循环选择器第2驱动口，10h、循环选择器第2制动口，10i、循环选择器第5驱动口，10j、循环选择器第3驱动口，10k、循环选择器第3制动口，10s、循环选择器第4驱动口，10m、循环选择器外壳，10n、循环选择器轴套，10o、循环选择器轴芯，11、模式转换器，11a、模式转换器第1驱动供油口，11b、模式转换器第1制动供油口，11c、模式转换器第6驱动供油口，11d、模式转换器第2驱动供油口，11e、模式转换器第2制动供油口，11f、模式转换器第5驱动供油口，11g、模式转换器第3驱动供油口，11h、模式转换器第3制动供油口，11i、模式转换器第4驱动供油口，11j、模式转换器第1驱动口，11k、模式转换器第6驱动口，11s、模式转换器第2驱动口，11m、模式转换器第5驱动口，11n、模式转换器第3驱动口，11o、模式转换器第4驱动口，11p、模式转换器外壳，11q、模式转换器轴套，11r、模式转换器轴芯，12、气门驱动器。
具体实施方式
本发明以应用于采用以进为排-以排为进制动模式的1-5-3-6-2-4式自然吸气式内燃机的系统为例加以说明，以两位两通阀为常闭阀为例加以说明。
图1示出了单气门的6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统示意图。由于本系统的设计特点，气门驱动器12工作由第1供油器6、第2供油器7和循环选择器10的运动规律、以及模式转换器11、第1两位两通阀3和第2两位三通阀2的工作状态共同决定。按照模式转换器11的工作状态，可将气门驱动器12工作过程分成驱动模式和制动模式，其工作过程为：
(一)驱动模式
当内燃机处于作为动力源的驱动模式时，不驱动模式转换器11，保持模式转换器第1驱动供油口11a和模式转换器第1驱动口11j连通，模式转换器第1制动供油口11b和模式转换器第1驱动口11j断开。由于循环选择器第2供油口10a和循环选择器第1驱动口10d始终不相连，因此，气门驱动器12只能在由第1供油器6和循环选择器10的运动规律限制的范围内工作，并且在此范围内由第1两位两通阀3的工作状态调节具体的气门运行参数，其工作过程为：
(1)气门可被驱动阶段
此阶段内，循环选择器10将循环选择器第1供油口10b和循环选择器第1驱动口10d连通，将循环选择器第1驱动口10d与循环选择器泄油口10c断开。驱动模式下的气门驱动油路，即循环选择器第1供油口10b、循环选择器第1驱动口10d、模式转换器第1驱动供油口11a、模式转换器第1驱动口11j被完全连通。同时此阶段是第1供油器6从供油起始点开始的一个供油+吸油的运行周期。在此阶段内，可实现以下气门运行过程：
(a)气门开启过程：当第1供油器6进入供油阶段时，当气门驱动开启正时信号未达到时，第1两位两通阀3被激励，即第1两位两通阀进油口3b与第1两位两通阀出油口3a相连，第1供油器6内的液压油通过第1两位两通阀3回到油箱1中；在气门驱动器12弹簧的作用下，气门保持关闭状态。当气门驱动开启正时信号到达时，第1两位两通阀3不被激励，即第1两位两通阀进油口3b与第1两位两通阀出油口3a断开，第1供油器6内的液压油通过驱动模式下的气门驱动油路进入气门驱动器12中，克服气门驱动器12弹簧的作用力，驱动气门开启。
(b)气门吸油关闭与落座过程：当第1供油器6进入吸油阶段时，随着供油柱塞的下行，在第1供油器6吸油和气门驱动器12弹簧的作用下，液压油从气门驱动器12通过驱动模式下的气门驱动油路回到第1供油器6，实现气门的吸油关闭。当气门上行至得到预先设计的节流阻尼装置的位置时，随着气门的上行，节流阻尼快速增大，从而限制了气门驱动器12的出油速度，实现了气门落座缓冲的目的。后续的气门落座过程不再重复。
(c)气门泄油关闭与落座过程：无论是在第1供油器6处于供油阶段或者吸油阶段，当气门驱动关闭正时信号到达时，第1两位两通阀3被激励，即第1两位两通阀进油口3b与第1两位两通阀出油口3a相连。当第1供油器6处于供油阶段时，在气门驱动器12弹簧和第1供油器6供油的作用下，气门驱动器12内的液压油通过驱动模式下的气门驱动油路后与第1供油器6内的液压油一起通过第1两位两通阀3回到油箱1中，实现了气门的泄油关闭过程。当第1供油器6处于吸油阶段时，在气门驱动器12弹簧和第1供油器6吸油的作用下，气门驱动器12内的液压油通过驱动模式下的气门驱动油路，一部分进入第1供油器6，另一部分通过第1两位两通阀3回到油箱1中，实现了气门的泄油关闭过程。
(2)气门关闭保持阶段
此阶段内，循环选择器10将循环选择器第1供油口10b和循环选择器第1驱动口10d断开，而将循环选择器泄油口10c与循环选择器第1驱动口10d连通。驱动模式下的泄油油路，即模式转换器第1驱动口11j、模式转换器第1驱动供油口11a、循环选择器第1驱动口10d、循环选择器泄油口10c被完全连通。气门驱动器12通过驱动模式下的泄油油路与油箱1相连，可实现气门的关闭以及关闭保持，可取代气门间隙调节器。
(二)制动模式
当内燃机处于作为消耗源的制动模式时，驱动模式转换器11运动，将模式转换器第1制动供油口11b和模式转换器第1驱动口11j连通，模式转换器第1驱动供油口11a和模式转换器第1驱动口11j断开。此时，气门驱动器12只能在由第1供油器6或者第2供油器7和循环选择器10的运动规律限制的范围内工作，并且在此范围内由第1两位两通阀3或者第2两位两通阀2的工作状态调节具体的气门运行参数，其工作过程依次为：
(1)气门可被第1供油器6驱动阶段
此阶段内，循环选择器10将循环选择器第1供油口10b和循环选择器第1制动口10e连通，将循环选择器第2供油口10a和循环选择器第1制动口10e断开，将循环选择器第1泄油口10c与循环选择器第1制动口10e断开。制动模式下的第1气门驱动油路，即循环选择器第1供油口10b、循环选择器第1制动口10e、模式转换器第1制动供油口11b、模式转换器第1驱动口11j被完全连通。同时此阶段是第1供油器6从供油起始点开始的一个供油+吸油的运行周期。除了驱动油路不同外，在此阶段内可实现的气门运行过程和驱动模式下气门可被驱动阶段内气门运行过程一样，此处不再重复。
(2)气门关闭保持阶段
此阶段内，循环选择器10将循环选择器第1供油口10b和循环选择器第1制动口10e断开，将循环选择器第2供油口10a和循环选择器第1制动口10e断开，将循环选择器泄油口10c与循环选择器第1制动口10e连通。制动模式下的泄油油路，即模式转换器第1驱动口11j、模式转换器第1制动供油口11b、循环选择器第1制动口10e、循环选择器泄油口10c被完全连通。气门驱动器12内的液压油通过制动模式下的泄油油路与油箱1相连，可实现气门的关闭以及关闭保持，可取代气门间隙调节器。
(3)气门可被第2供油器7驱动阶段
此阶段内，循环选择器10将循环选择器第2供油口10a和循环选择器第1制动口10e连通，将循环选择器第1供油口10b和循环选择器第1制动口10e断开，将循环选择器第1制动口10e与循环选择器泄油口10c断开。制动模式下的第2气门驱动油路，即循环选择器第2供油口10a、循环选择器第1制动口10e、模式转换器第1制动供油口11b、模式转换器第1驱动口11j被完全连通。同时此阶段是第2供油器7从供油起始点开始的一个供油+吸油的运行周期。除了驱动油路不同外，在此阶段内可实现的气门运行过程和驱动模式下气门可被驱动阶段内气门运行过程一样，此处不再重复。
(4)气门关闭保持阶段
此阶段与制动模式第2个阶段一样，不再重复。
由于在一个循环选择器运行周期内，驱动模式具有1个气门可被驱动阶段，而制动模式具有2个气门可被驱动阶段，因此，可实现360度/循环的制动模式所要求的可变气门事件。
图2-4分别是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器主视图、左视图和俯视图，图5-28是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统循环选择器主视图各油道的横截面图。根据驱动和制动模式下的内燃机对气门启闭的要求，可得出第1供油器6、第2供油器7、各缸的气门驱动器、油箱1相对曲轴转角的连通关系，见表1。值得注意到是表1为未考虑具体内燃机实际运行情况的粗略的连通关系，在实际应用中，应当根据内燃机的实际要求对表中数据加以修正。
表1第1供油器6、第2供油器7、气门驱动器、油箱1的连通关系相对曲轴转角
按照表1的要求，循环选择器10采用三层嵌套式结构，从外到内依次为开有油口的循环选择器外壳10m、轴向开槽和径向开孔的循环选择器轴套10n以及周向开槽的循环选择器轴芯10o。其中，循环选择器轴芯10o通过齿轮或者链轮传动机构由内燃机曲轴驱动，每720度曲轴转角旋转1周，循环选择器轴套10n固定嵌套在循环选择器外壳10m内部，将依照内燃机发火顺序，随着循环选择器轴芯10o的不断旋转，利用循环选择器轴芯10o径向开的槽和循环选择器轴套10n轴向开的槽和孔来将循环选择器外壳10m上的各个油口按照表1的要求来连通和断开。循环选择器10上的各个油口相对曲轴转角的连通关系如表2所示，相对循环选择器转角的连通关系如表3所示。
表2循环选择器10上的各个油口的相对曲轴转角连通关系
表3循环选择器10上的各个油口的相对循环选择器转角连通关系
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根据制动模式下内燃机对气门启闭的要求，对于以进为排-以排为进制动模式的自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口10e与模式转换器第1制动供油口11b相连，循环选择器第2制动口10h与模式转换器第2制动供油口11e相连，循环选择器第3制动口10k与模式转换器第3制动供油口11h相连；对于以进为进-以排为排制动模式的涡轮增压式或者自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口10e与模式转换器第3制动供油口11h相连，循环选择器第2制动口10h与模式转换器第1制动供油口11b相连，循环选择器第3制动口10k与模式转换器第2制动供油口11e相连。其中，采用以进为排-以排为进制动模式的自然吸气式内燃机在需要制动的情况下，气门驱动系统在上止点附近打开进气门，将缸内的压缩气体沿着进气道排出，以减少活塞下行时压缩气体对活塞做功；在下止点附近打开排气门，将空气从排气道吸入气缸，以增加活塞上行时活塞压缩气体的负功。采用以进为进-以排为排制动模式的涡轮增压式或者自然吸气式内燃机在需要制动的情况下，气门驱动系统在上止点附近打开排气门，将缸内的压缩气体沿着排气道排出，以减少活塞下行时压缩气体对活塞做功；在下止点附近打开进气门，将空气从进气道吸入气缸，以增加活塞上行时活塞压缩气体的负功。
图29-31是6缸内燃机集约型多功能连续可变气门驱动系统模式转换器主视图、左视图和俯视图。根据表1的要求，可得到在不同模式下，模式转换器11上的各个油路的连通关系，如表4所示。
表4模式转换器11上的各个油路的连通关系相对曲轴转角
进而考虑工艺性、安装等方面的要求，模式转换器11采用三层嵌套式结构，从内到外依次为周向开槽的模式转换器轴芯11r、轴向开槽和径向开孔的模式转换器轴套11q以及带有油管接头的模式转换器外壳11p。当内燃机处于驱动模式下时，不驱动模式转换器11，模式转换器11处于图29-31的状态，此时，模式转换器第1驱动口11j、模式转换器第6驱动口11k、模式转换器第2驱动口11s、模式转换器第5驱动口11m、模式转换器第3驱动口11n和模式转换器第4驱动口11o分别与模式转换器第1驱动供油口11a、模式转换器第6驱动供油口11c、模式转换器第2驱动供油口11d、模式转换器第5驱动供油口11f、模式转换器第3驱动供油口11g和模式转换器第4驱动供油口11i相连，模式转换器第1制动供油口11b、模式转换器第2制动供油口11e和模式转换器第3制动供油口11h均被堵塞，满足内燃机驱动模式的要求；当内燃机处于制动模式下时，驱动模式转换器11使得模式转换器轴芯11r转过一定角度，本例为顺时针转过90度，此时，模式转换器第1驱动口11j和模式转换器第6驱动口11k均与模式转换器第1制动供油口11b相连，模式转换器第2驱动口11s和模式转换器第5驱动口11m均与模式转换器第2制动供油口11e相连，模式转换器第3驱动口11n和模式转换器第4驱动口11o均与模式转换器第3制动供油口11h相连，模式转换器第1驱动供油口11a、模式转换器第6驱动供油口11c、模式转换器第2驱动供油口11d、模式转换器第5驱动供油口11f、模式转换器第3驱动供油口11g和模式转换器第4驱动供油口11i均被堵塞，满足内燃机制动模式的要求。
应该注意到本例中循环选择器10和模式转换器11均采用三层嵌套结构来获得好工艺性，减少油管的数量，提高系统集成度。二者的结构和油管位置等具体结构均根据实际安装要求进行调整来适应系统在应用车型上的布置。
图32示出了6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统整体示意图。主要包括第1供油器6、第2供油器7、气门驱动器12、第1两位两通阀3、第2两位两通阀2、模式转换器11、油箱1、输油泵4、输油泵安全阀5、第1单向阀8、第2单向阀9以及油管；它还包括循环选择器10，所述第1供油器6和第2供油器7为相位相差180度凸轮轴转角的凸轮-柱塞式供油器，其旋转周期为240度曲轴转角，输油泵4进油口与油箱1相连，输油泵4出油口通过输油泵安全阀5与油箱相连，输油泵4出油口通过第1单向阀8与第1供油器6相连，输油泵4出油口通过第2单向阀9与第2供油器7相连，第1供油器6、第1两位两通阀进油口3b与循环选择器第1供油口10b三者相连，第1两位两通阀出油口3a与油箱1相连，第2供油器7、第2两位两通阀进油口2b与循环选择器第2供油口10a三者相连，第2两位两通阀出油口2a与油箱1相连，循环选择器泄油口10c与油箱1相连，循环选择器第1驱动口10d与模式转换器第1驱动供油口11a相连，循环选择器第6驱动口10f与模式转换器第6驱动供油口11c相连，循环选择器第2驱动口10g与模式转换器第2驱动供油口11d相连，循环选择器第5驱动口10i与模式转换器第5驱动供油口11f相连，循环选择器第3驱动口10j与模式转换器第3驱动供油口11g相连，循环选择器第4驱动口10s与模式转换器第4驱动供油口11i相连，模式转换器第1驱动口11j、模式转换器第6驱动口11k、模式转换器第2驱动口11s、模式转换器第5驱动口11m、模式转换器第3驱动口11n、模式转换器第4驱动口11o分别与1缸、6缸、2缸、5缸、3缸和4缸的气门驱动器相连，对于以进为排-以排为进制动模式的自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口10e与模式转换器第1制动供油口11b相连，循环选择器第2制动口10h与模式转换器第2制动供油口11e相连，循环选择器第3制动口10k与模式转换器第3制动供油口11h相连，对于以进为进-以排为排制动模式的涡轮增压式或者自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口10e与模式转换器第3制动供油口11h相连，循环选择器第2制动口10h与模式转换器第1制动供油口11b相连，循环选择器第3制动口10k与模式转换器第2制动供油口11e相连。对于缸数为6的整数倍(X倍)的内燃机，按照点火顺序相隔120度曲轴转角分组，每6缸一组，分成X组，每组采用一套上述可变气门驱动系统。
以采用以进为排-以排为进制动模式的1-5-3-6-2-4式自然吸气式6缸内燃机为例，在驱动模式下，循环选择器10使得第1供油器6间隔性地为1缸、2缸和3缸的气门驱动器供油，第1两位两通阀3间隔性地控制1缸、2缸和3缸的气门驱动器的具体启闭参数；第2供油器7间隔性地为4缸、5缸和6缸的气门驱动器供油，第2两位两通阀2间隔性地控制4缸、5缸和6缸的气门驱动器的具体启闭参数。在720度曲轴转角，即一个循环选择器10运行周期内，按照1缸-5缸-3缸-6缸-2缸-4缸的顺序启闭气门，满足驱动模式的要求。在制动模式下，模式转换器11使得将内燃机的气门驱动器分为3组：1缸和6缸，2缸和5缸，3缸和4缸。第1供油器6或者第2供油器7间隔性地为这三组气门驱动器供油，第1两位两通阀3或者第2两位两通阀2间隔性地控制这三组气门驱动器的具体启闭参数。在720度曲轴转角，即一个循环选择器10运行周期内，按照1缸+6缸-2缸+5缸-3缸+4缸-1缸+6缸-2缸+5缸-3缸+4缸的顺序启闭气门，满足制动模式的要求。
Claims (2)
1.一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统，它主要包括第1供油器(6)、第2供油器(7)、气门驱动器(12)、第1两位两通阀(3)、第2两位两通阀(2)、模式转换器(11)、油箱(1)、输油泵(4)、输油泵安全阀(5)、第1单向阀(8)、第2单向阀(9)以及油管；其特征是：它还包括循环选择器(10)，所述第1供油器(6)和第2供油器(7)为相位相差180度凸轮轴转角的凸轮-柱塞式供油器，其旋转周期为240度曲轴转角，输油泵(4)进油口与油箱(1)相连，输油泵(4)出油口通过输油泵安全阀(5)与油箱相连，输油泵(4)出油口通过第1单向阀(8)与第1供油器(6)相连，输油泵(4)出油口通过第2单向阀(9)与第2供油器(7)相连，第1供油器(6)、第1两位两通阀进油口(3b)与循环选择器第1供油口(10b)三者相连，第1两位两通阀出油口(3a)与油箱(1)相连，第2供油器(7)、第2两位两通阀进油口(2b)与循环选择器第2供油口(10a)三者相连，第2两位两通阀出油口(2a)与油箱(1)相连，循环选择器泄油口(10c)与油箱(1)相连，循环选择器第1驱动口(10d)与模式转换器第1驱动供油口(11a)相连，循环选择器第6驱动口(10f)与模式转换器第6驱动供油口(11c)相连，循环选择器第2驱动口(10g)与模式转换器第2驱动供油口(11d)相连，循环选择器第5驱动口(10i)与模式转换器第5驱动供油口(11f)相连，循环选择器第3驱动口(10j)与模式转换器第3驱动供油口(11g)相连，循环选择器第4驱动口(10s)与模式转换器第4驱动供油口(11i)相连，模式转换器第1驱动口(11j)、模式转换器第6驱动口(11k)、模式转换器第2驱动口(11s)、模式转换器第5驱动口(11m)、模式转换器第3驱动口(11n)、模式转换器第4驱动口(11o)分别与1缸、6缸、2缸、5缸、3缸和4缸的气门驱动器相连，对于以进为排-以排为进制动模式的自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口(10e)与模式转换器第1制动供油口(11b)相连，循环选择器第2制动口(10h)与模式转换器第2制动供油口(11e)相连，循环选择器第3制动口(10k)与模式转换器第3制动供油口(11h)相连，对于以进为进-以排为排制动模式的涡轮增压式或者自然吸气式内燃机，循环选择器第1制动口(10e)与模式转换器第3制动供油口(11h)相连，循环选择器第2制动口(10h)与模式转换器第1制动供油口(11b)相连，循环选择器第3制动口(10k)与模式转换器第2制动供油口(11e)相连，对于缸数为6的整数倍的内燃机，按照点火顺序相隔120度曲轴转角分组，每6缸一组，每组采用一套上述可变气门驱动系统。
2.根据权利要求1所述的一种用于6缸内燃机的集约型多功能连续可变气门驱动系统，其特征是：所述循环选择器(10)采用三层嵌套式结构，从外到内依次为开有油口的循环选择器外壳(10m)、轴向开槽和径向开孔的循环选择器轴套(10n)以及周向开槽的循环选择器轴芯(10o)，其中，循环选择器轴芯(10o)通过齿轮或者链轮传动机构由内燃机曲轴驱动，每720度曲轴转角旋转1周，循环选择器轴套(10n)固定嵌套在循环选择器外壳(10m)内部，将依照内燃机发火顺序，随着循环选择器轴芯(10o)的不断旋转，循环选择器第1驱动口(10d)、循环选择器第2驱动口(10g)和循环选择器第3驱动口(10j)均间隔性地分别与循环选择器第1供油口(10b)或者循环选择器泄油口(10c)相连，循环选择器第4驱动口(10s)、循环选择器第5驱动口(10i)和循环选择器第6驱动口(10f)均间隔性地分别与循环选择器第2供油口(10a)或者循环选择器泄油口(10c)相连，循环选择器第1制动口(10e)、循环选择器第2制动口(10h)和循环选择器第3制动口(10k)均间隔性地分别与循环选择器第1供油口(10b)或者循环选择器第2供油口(10a)或者循环选择器泄油口(10c)相连。
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