CN103781999A - 可变气门驱动的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文旨在介绍发动机的气门驱动(VA)系统，包括至少两个连接到发动机曲轴的液压旋转阀；由至少两个液压旋转阀驱动的至少一个液压执行器；和一个用于将液压油供应到至少两个液压旋转阀中的一个的高压液压油源；发动机曲轴带动至少两个液压旋转阀运动，使液压油流到至少一个液压执行器，驱动发动机气门。

Description

可变气门驱动的系统和方法

技术领域

总体而言，本文与气门机构系统有关。更具体地说，与可变气门的驱动系统和方法有关。

背景技术

提升式气门可在内燃机中使用，用于打开和关闭发动机汽缸盖上的进气口和排气口。这种气门通常包括一个平圆盘，平圆盘锥形边缘的一端以刚性方式连接到一根长杆（称为气门杆，柄）上。在打开和关闭气门期间，气门杆用于将气门从锥形座下推或上拉。止动弹簧通常用于在气门杆未被上推时关闭气门。在传统的气门机构系统中，通过使用凸轮随动机构推动气门杆，将气门从其气门座上提起来。凸轮轮廓及其相对于凸轮随动件的位置决定气门的平移运动及其打开和关闭定时。在传统设计中，凸轮轴的位置离曲轴较近，凸轮随动件的平移运动通过推杆或摇臂传递到气门杆。该机制在V型发动机中的应用非常普遍，可通过一个共同的凸轮轴驱动两个气缸组的气门。

在传统设计中，发动机中的能量损失非常大。凸轮通常固定在凸轮轴上，所以旋转速度与凸轮轴相同。凸轮轴通过一个中间机构（如链条、齿轮或皮带）从发动机曲轴获得旋转动力。在四冲程发动机中，凸轮轴速度是曲轴速度的一半，而在二冲程发动机中，二者的速度相同。

凸轮气门机构系统不但缺乏灵活性，而且由于凸轮轮廓的受限，发动机气门最小开启角度(β)也有限制。在带平面随动机构的凸轮中，凸轮的负半径曲率无法调节，限制了特定凸轮尺寸的凸轮最小上升或下降角度(β/2)。

通过可变气门驱动系统(VA)可显著改善功率密度、容积效率、排放和油耗。

VA系统一般分为两种：无凸轮气门机构和凸轮气门机构。在无凸轮气门机构系统中，发动机曲轴和气门机构之间没有机械连接。较凸轮气门机构而言，这种系统的主要优势是气门正时和气门升程具有很大的灵活性。机电气门机构、电动液压气门机构和电动气动气门机构都属于这种类型。虽然这些都是灵活性最高的气门驱动系统，但成本高、可靠性低（即不具有故障安全性）、功耗高（转速为5000rmp时，16气门发动机的功率大于2.2kW）、回位速度(>100mm.s-1)和控制复杂性高（需要使用响应速度低于3ms的超高速驱动器）的缺点使其无法在批量生产的发动机中使用。

与无凸轮气门机构相反，凸轮VA系统是以机械方式连接到发动机曲轴。由于凸轮气门机构具有较高的可靠性、耐久性、可重复性和鲁棒性，这种系统已在批量生产的发动机中广泛设计和使用。与现有的无凸轮系统相比，凸轮气门机构的主要缺点是灵活性受限，机械复杂程度较高。

凸轮相位器是用于气门正时的标准机构。使用该机构，可以改变凸轮相对于曲轴的角位置，从而同时转换气门打开和关闭活动。但同时使用该机构，发动机气门开启总持续时间和升程也会保持不变。凸轮相位器分为油动、斜齿轮传动、差动传动、链条传动、蜗轮传动和行星齿轮传动型。

凸轮轮廓切换(CPS)是本田公司引进的另一项技术，可同步改善气门正时、持续时间和升程。在该技术中，气门运动在两组不同的凸轮叶之间切换。发动机低转速运转时，低升程轮廓的凸轮与气门杆啮合，而在发动机高转速运转时，高升程轮廓的凸轮与气门杆啮合。凸轮之间的切换通过一个电动系统或液压系统实现。在该系统中，要实现两个发动机转速范围期间所需的目标，凸轮轮廓为折中设置。

凸轮轮廓切换面临的一个问题是，气门运动仅在两个特定的凸轮轮廓之间切换。但是，使用三维凸轮设计可使发动机在各种发动机运行条件下连续改变气门正时、升程和持续时间。在该机构中，凸轮轮廓沿凸轮轴线连续变化，凸轮轴相对于随动机构的轴向运动使一个具有不同轮廓的凸轮与随动机构啮合，促使气门打开轮廓发生变化。Nagaya等人也综合实施了三维凸轮机构和凸轮相位器，对气门正时和气门升程分别进行独立控制。

电磁阀驱动系统一般由两个磁体和两个平衡弹簧组成。电磁阀的可动部件被连接到发动机气门。当两个磁体都关闭时，电枢通过平衡弹簧保持在线圈之间的中间位置。

发动机启动时，顶部电磁铁被激活，同时上拉并固定电枢，势能被存储在止动弹簧中。要打开气门，首先关闭顶部电磁铁，存储的能量被释放并转化为动能，将电枢推向下部电磁铁。距离下部磁铁小于1毫米时，可动部件保持不动。在气门关闭阶段，会重复类似的操作。由于磁力具有较高的非线性，这项技术要实现商业化应用还存在很多困难[30]。其中包括：着陆速度高（1500rmp时速度大于0.5m/sec）、过渡时间长（大于3.5msec）、功耗高于传统的凸轮驱动系统，需要鲁棒反馈控制，对缸内气体压力非常敏感。

基本的电动-液压无凸轮气门机构包括一个液压缸、两个电磁阀和两个止回阀。在这种设计中，电磁阀和止回阀在气门操作期间控制液压缸高压油的进出。通过使用一个附加油路，在活塞底部始终施加一个恒定的力，并且当高压油从活塞顶部去除时，气门返回其回位位置。通过控制电磁阀正时和打开持续时间，可以精确控制气门正时、持续时间和升程。通过激活高压电磁阀，高压油被导入液压缸。该高压电磁阀的开启持续时间决定了导入汽缸内腔的油量，进而决定了气门升程量。激活低压电磁阀，由于下部缸室中有高压油，因此油从缸室上部排出。低压电磁阀的开启持续时间决定了阀门在其封闭系统中的移动距离。

与机电阀系统类似，需要使用闭环电子控制机制减少气门的回位速度、过渡时间和循环变化。该VVT系统面临的一个问题是伺服阀的响应时间。由于电磁阀线圈电感和非线性的力与位移关系，电磁阀的最大工作频率降低，导致系统在发动机高转速时的性能较差。

发动机转速增加时，所需的气门动作时间显著减少，因此气门最小开启角度受到限制。例如，当发动机转速为6000rpm，总开启角度为100°时，驱动过程的可用的时间大约为3ms（这几乎超过了目前市场上高带宽电磁阀的速度）。因此，电动液压阀制造商都纷纷使用双级机构（即，两个导向阀）或超高频驱动器（如压电式驱动器）。

在电动-液压VA系统中，系统的主要成本在于高速伺服阀，可用于控制油流向或流出液压缸。高速伺服阀可分为一个数字三通阀和两个比例阀。数字三通阀可将液压油从高压源导向液压缸，或从液压缸导向油箱。但是，双向比例阀决定了气门正时、气门上升/下降持续时间、最终气门升程和气门速度。

Brader等人提出了一种以压电堆取代螺线管传动器的电动液压气门机构。本发明提出的系统可实现12.4mm的最大气门升程和高达500Hz的带宽频率。在该机构中，从控制系统发出的电信号可促使压电堆扩展。随后，线性扩展可通过一个固铰链机构传递到滑阀。使用该机构可以打破压电堆中的位移限制，同时还可以维持其效率和工作频率。使用该机构，压电堆运动可从30μm增加到150μm，足够驱动滑阀。

除了电动-液压和电动-机械气门机构系统，本发明还提出了一个电动-气动可变气门驱动系统。液压和气动机构的集成可使系统借助气流最大限度地提高工作效率，因此在低气压下也可运行。为了减少能耗并控制气门回位速度，该系统中还使用了一个液压锁。该机构能够控制发动机所需的气门升程、气门正时以及开启持续时间。

该系统的一个主要问题是它对缸内气体压力的高度依赖性。与液压系统相比，该系统的运行压力较低，而且气体压缩性、气门开启和关闭受到发动机缸内压力的严重影响。因此，必须预先了解气缸压力和电磁阀的响应时间，以便预测精确的电磁阀启动或关闭时间。电磁阀响应时间也限制了该系统的带宽。

发明内容

本文的一个目的是消除或缓解上述发动机气门系统的至少一个缺点。

一方面，本文为发动机提供了一种气门驱动(VA)系统，包括至少两个连接到发动机曲轴的液压旋转阀；由至少两个液压旋转阀驱动的至少一个液压执行器；和一个将液压油供应到至少两个液压旋转阀中的一个的液压油源；发动机曲轴带动的至少两个液压旋转阀运动使液压油流到至少一个液压执行器，驱动发动机气门。

另一方面体现在，它提供了一种通过液压方式控制发动机气门的方法，包括将加压的液压油供应到至少两个液压旋转阀中的一个；通过一个发动机曲轴驱动至少两个液压旋转阀；驱动至少两个液压旋转阀导致至少两个液压旋转阀中的一个将液压油供应到液压执行器，在第一方向上驱动发动机气门。

通过阅读下文对特定实施例和附图的说明，本领域技术人员将可以对本文其它方面及功能有明确的了解。

附图说明

仅通过案例和参考附图的方法对本文的实施例进行说明。

图1为一个实施例中的可变气门驱动系统流程图。

图2为一个实施例中的可变气门驱动系统示意图。

图3A为一个实施例中的旋转滑阀端视剖面图。

图3B为一个实施例中的旋转滑阀侧面剖视图。

图3C为一个实施例中的旋转滑阀剖视透视图。

图4为一个实施例中的差分相移器侧视图。

图5为一个实施例中带气门升程控制机构的可变气门驱动系统示意图。

图6为一个实施例中带能量回收系统的可变气门驱动系统示意图。

图7为一个实施例中的发动机气门排量图

图8显示了使用可变气门驱动系统控制发动机气门升程的实验结果。

图9为功率对比图；

图10为一个实施例中配备可变气门驱动系统的16气门发动机透视图；

图11为气门驱动系统另一个实施例的示意图。

具体实施方式

总体而言，本发明提供了一种可变气门驱动的系统和方法。在汽车发动机应用中，气门系统能够精确控制发动机气缸每个循环中进排气量。传统的凸轮随动件机构已成为实现发动机气门驱动的主要方式。在凸轮系统中，发动机气门的开启和关闭都有固定的升程和正时，可以在不同的速度范围内保证气门运行准确可靠。但发动机并不是在整个速度和负荷范围内都可以最高效性能运行。因此汽缸中气流的动态特性在不同的操作条件下有所不同，如果给定设计目标，固定气门正时始终是折中设置。因此，为了达到其他要求（如最大功率和扭矩），牺牲了一些有优势的性能特性（如最低排放或燃油消耗）。

改变发动机气门活动持续时间、正时和/或升程是一种能改进发动机性能、降低尾气排放的方法。优化所有发动机负荷和速度范围的发动机气门正时可极大提高发动机效率、功率、扭矩、平滑度和洁净度。使用可变气门正时系统后发现，发动机效率比一般驾驶工况最少提高了15%，而且估计还有高达20%的提升潜力。

在不同类型的发动机中应用灵活发动机气门驱动技术具有一定优势。对于汽油发动机而言，全开节气门(WOT)通过控制进气门的开启持续时间，减少泵送损失，并且通过控制进气门关闭(IVC)，提高不同速度条件下的制动平均有效压力(BMEP)。对于柴油发动机而言，通过优化进气门关闭和排气门开启持续时间，关闭气缸并提高发动机扭矩、提高涡轮增压器效率，通过内部排气再循环(iEGR)减少Nox排放量，通过温度变化提高催化剂效率，并通过优化进气填充减少颗粒物(PM)。空气混合动力发动机有三种运行模式，即再生制动、气动马达和传统燃烧模式。

传统的可变发动机气门驱动系统(VA)可分为凸轮型或无凸轮型。凸轮VA的控制自由度有限，并且非常复杂，必须采用笨重且昂贵的机械系统。反之，由于使用了发动机独立驱动器，无凸轮气门机构则具有了无限可编程的发动机气门运动灵活性；但同样也需要使用复杂的控制系统，以保证无凸轮气门机构正常运行。影响这种系统应用于批量生产发动机的其它重要因素包括可靠性低、可重复性差、发动机气门回位速度高和功耗高等。

图1是液压气门驱动系统(VA)的示意图。VA系统100连接到发动机曲轴102（典型的无凸轮系统，连接到一对移相器114上，该移相器又连接到单独的液压旋转阀上，在当前实施例中是液压旋转滑阀108和109）。移相器114可通过独立的电动马达116控制或通过单个电动马达116控制。在另一个实施例中，发动机曲轴可直接连接到液压旋转阀108和109上，如图11中所示。

旋转滑阀108和109可以是任何具有旋转输入和交替液压控制输出功能的气门，而且在一个实施例中，使用了一个高压旋转滑阀或HPSV（气门108）和一个低压旋转滑阀或LPSV（气门109）。HPSV108连接到一个高压液压油源110上，而LPSV109连接到一个低压液压源或一个油箱112上。在另一个实施例中，油箱112和高压流体源110可能是同一个部件。在运行中，高压液压油源110为HPSV108提供液压油，而低压液压油源112从LPSV109接收液压油。两个旋转滑阀108和109也连接到一个液压执行器或液压汽缸106上（如一个单作用弹簧复位液压缸，与发动机气门104相连）。在图1的实施例中，液压执行器通过耦合器107耦合到气门104，或者气门104也可能集成在执行器106中。如我们所理解的，液压执行器106驱动发动机120的发动机气门104（该气门连接到液压汽缸106的活塞）。

在运行中，旋转滑阀108和109分别控制液压汽缸的充气和排气，以下将对系统各运行阶段进行说明。在一个实施例中，旋转滑阀108和109的相位由单独的移相器114控制，各移相器114可被视为一个差动齿轮箱。

在当前实施例中，VA系统100能够在任何发动机转速下(600-6000rpm)进行灵活的发动机气门正时(0-720CA°)和升程(0-12mm)，而不会出现现有无凸轮气门机构普遍存在的缺点（如控制复杂性高、可靠性低以及执行器响应慢）。

图2是单个发动机气门的VA系统示意图。如图1所述，VA系统100由一个HPSV108和一个LPSV109组成。HPSV108和LPSV109负责为液压执行器或汽缸106充气或排气。在本实施例中，VA系统200还包括一个液压系统（包括至少一个液压泵111，该液压泵将燃油从油箱112输送到HPSV108，一个蓄液器124，滑阀108和109以及液压缸106）。液压泵也可以是高压油源110的一个组成部分，可由曲轴通过齿轮箱128提供动力，其速度由电动马达126控制。在当前实施例中，齿轮箱128连接到发动机曲轴102上。VA系统100也可包括一组单向阀130，以控制供应到液压缸106和从液压缸106上去除的液压油的流向。控制器122也可以集成在系统100中，以通过电动马达126控制移相器114。在一个实施例中，控制装置122位于汽车发动机控制单元内部或与发动机控制单元配合。

在一种运行模式中，滑阀108和109从发动机曲轴102的运动或旋转中获得旋转动力，在四冲程发动机中，滑阀速度设置为发动机转速的一半。虽然滑阀108和109的速度和发动机转速成正比，但可通过两个差分移相器114单独改变它们的相位，从而进一步加强对汽车电子控制单元(ECU)的系统控制。这些移相器114最好是电动型，并通过电动马达116控制或提供动力，但也可以是液压型。移相器114使角位置阀芯108和109能灵活改变。也就是说，可对滑阀108和109的输出轴146的角位置（如图3A所示）做出相对于其原来位置的改变，而不改变发动机的输入/输出速度比。

图3A、3B和3C提供了一个实施例中旋转滑阀的全方位视图。旋转滑阀140可作为系统100的旋转滑阀108或109。图3A是旋转阀的前视图，图3B是旋转阀的侧视图，而图3C是旋转阀内部零件的示意图。

如图3A中所示，旋转滑阀140包括一个旋转阀芯部分144和一个固定壳体142，分别有一个对应的开口148和150。旋转滑阀140的中间，气门140的内室154内有连接到移相器114上的阀芯轴，或在没有移相器114的情况下，可连接到曲轴102上。

如图3b中所示，如果旋转滑阀是HPSV108，固定壳体142也包括一个连接到油箱112上的第二开口152，通过高压液压油源110接收来自油箱112的液压油。在各旋转阀中，开口150连接到液压缸106上，可将液压油输送到缸106，或接收来自缸106的液压油。

在运行中，滑阀146转动旋转阀芯144，当两个开口148和150排成一行时，可使用旋转阀140，使液压油流进或流出内室154。

如图3C中所示，旋转滑阀140可以配备轴承158，协助阀芯轴146旋转。旋转滑阀140可以配备旋转密封156，以确保滑阀140的内室154不泄露液压油，并可以设计为增加滑阀流量，同时最大程度减少旋转滑阀140的流体摩擦力和尺寸。

图4所示为差分移相器114的实施例。移相器114包括一个太阳轮160，一个环形齿轮161和一个惰轮162。太阳轮160连接到差分移相器控制器116或电动马达上。环形齿轮161连接到发动机120的曲轴102上，而惰轮162连接到阀芯轴146上。旋转太阳轮导致阀芯轴146相对曲轴102旋转，从而在曲轴102和阀芯轴146之间产生一个相移。该相移改变了曲轴102相对于发动机气门104旋转之间的关系。在实施例中，任何差动齿轮箱均可用于实现相移，从而改进汽车发动机的功能。

在使用中，每个发动机循环中的发动机气门104运行可分为四个阶段，如图7所示。这些阶段包括一个开启阶段或状态402，一个保持开启阶段404，一个关闭阶段406和一个保持关闭阶段408。图7展示了在两个发动机周期内，当曲轴角为0-720时，发动机气门因曲轴102旋转产生的移位或升程410（沿Y轴）。VA系统100可对独立于其他402、404、406、408阶段的运行阶段402、404、406、408进行控制。

在开启阶段402期间，当曲轴102和发动机导致阀芯轴旋转，使高压滑阀(HPSV)108的开口或阀芯槽148与套管口150排成一行时，来自高压液压油源110的高压液压油流入液压执行器缸106，将活塞下推，驱动或打开气门104。持续开启阶段或气门开启间隔，直到HPSV108的阀芯槽148和套管口150之间没有重叠区域，关闭从内室154到执行器106的液压油供给。据了解，旋转阀芯轴146可控制何时将液压油从HPSV108供给到执行器106，以及何时关闭对液压执行器106的液压油供应。此时，最终发动机气门升程取决于HPSV开启间隔或液压油被供应到缸106的时长以及液压油供应压力。

在保持开启阶段404中，高压旋转滑阀108关闭后（或开口没有重叠区域时），液压油被隔离在液压执行器106中的一个腔室中，发动机气门104保持开启，直到低压旋转滑阀(LPSV)109打开，这时就到达关闭阶段了。

在关闭阶段406中，当LPSV109的阀芯端口148与套管口150由于曲轴旋转以及LPSV的曲轴与旋转滑阀146相连而排成一行时，液压执行器内的液压油流入低压液压源或油箱112中。当液压油流出缸106时，由于复位弹簧118的作用力，发动机气门104开始关闭，或使用其它已知方法关闭。

当低压旋转滑阀109关闭时（或LPSV109的两个开口之间没有重叠时），发动机气门关闭间隔或阶段结束，此时，弹簧118的力应足以完全关闭发动机气门104。液压缸106也配备一个液压垫，以防止接触速度太高。在保持关闭阶段408，当低压滑阀109关闭后，发动机气门104保持关闭，直到HPSV109再次打开进入开启阶段。

虽然本文认为移相器可用可不用，具体视情况而定，但使用移相器114的确可控制各阶段的正时和持续时间。

由于旋转滑阀108和109的旋转速度是发动机转速的一半，因此气门在每个发动机循环中仅开关一次。因此，发动机气门工作频率被动地取决于发动机的转速；但是，可以通过对HPSV108和LPSV109进行移相，主动控制开启、关闭时间和开启持续时间。移相器空闲时，发动机气门开启和关闭时间保持恒定。

相对于现有系统，系统100的一个优点是在任何工作条件下，气门开/关正时都具有0-720°旋转的灵活性；气门升程的持续变化（0到最大允许气门升程）不影响气门正时；无需任何螺线管传动器或伺服阀；成本更低，组件更简单；而且是完全无故障的系统（出现电力故障或任何电气元件故障时，系统100凭借固定的正时和升程继续运行）。

图5是本文另一个实施例中的VA系统500。VA系统500包括一对滑阀（HPSV508和LPSV509）以及一个可变压力液压动力单元570。可变压力液压动力单元570可在不同发动机转速下帮助维持恒定的气门升程。VA系统500的液压动力单元570包括一个油箱572或油罐，一个正排量泵（如齿轮泵）和一个空气储液器576。泵574由发动机曲轴504借助一个机械变速器的作用力旋转，该变速器的速度可通过一个可变速度齿轮箱进行细微调整。对泵574的速度进行调整，控制或实现气门所需的升程。

泵574连续运转时，如果因没有液压油从HPSV508释放到缸506而导致HPSV508完全关闭时，系统上游压力增加。在此期间，泵出的液压油存储在蓄液器576中。HPSV508开启时，加压的液压油释放到液压缸506（与液压缸106相同）中，上游压力减少。在本实施例中，积聚的压力可取代系统100的高压液压源。

除了改进气门正时控制，精确的发动机气门升程控制在液压气门系统中也很有帮助，在液压气门系统中，发动机气门升程很大程度上会受到上游压力、发动机转速和其它干扰的影响。这是为了在不同的操作条件下减少不必要的气门关闭或气门和发动机活塞之间的机械干扰。此外，它还具有以下几个优点，比如通过对进气进行无节气门控制，显著降低泵送损失，并且也可通过改变发动机气门升程（尤其是在低负荷发动机运行时）实现气门关闭。

VA系统500还包括一个可变气门升程控制器522，能协助助可控制供应压力的升程控制技术达到所需的发动机阀门升程，例如，使用例泄放阀578升程控制法。在这种情况下，可对关闭HPSV时积聚的压力进行更严格地控制。

和传统的电动-液压无凸轮气门机构不同，VA系统500中，HPSV208开启阶段的持续时间和发动机转速成正比，而且无法独立修改；因此控制HPSV508上游压力就可以控制最终的发动机气门升程。因此，VA系统500可配备一个包括一个比例泄放阀578和排水管线580的升程控制结构。当泄放阀278打开时，一部分泵送的油回流到油箱272，从而减少泵的下游压力。使用该技术，可在各种发动机转速下实现更小的发动机气门升程。

图8所示为图表800，展示了使用VA系统500控制发动机气门升程的实验结果。参考升程802就是系统的目标。另外还展示了VA系统500的实际升程804和传统电动-液压VA系统806的升程。

图6是另一个实施例中的VA系统600。在本实施例中，系统600包括一个能量回收系统682和一个HPSV608、一个LPSV609。可通过增加弹簧618的弹簧刚度或液压活塞面积，减少系统对发动机周期-周期变化的敏感性。但是，这些设计参数数值的增加会导致系统功耗增加。为了减少系统功耗和抗干扰性之间的矛盾，我们引入了能量回收系统682。

由于液压活塞面积、LPSV609的开启角度、弹簧刚度和预负荷均恒定，因此发动机气门604全闭角仅取决于发动机转速。因此在VA系统600中，发动机转速较低时会发生早期气门关闭。事实上，在发动机低转速时的发动机气门关闭阶段，只有一部分弹簧势能被用于排泄液压缸中的液压油，其余的势能通过气门604和其气门座之间的作用，或通过液压垫（用于控制发动机气门回位速度）的热耗散浪费了。为了保存气门关闭阶段的剩余弹簧势能，液压动力单元配备了能量回收系统682。使用能量回收系统682，可使用耦合在主泵轴的副液压泵684和两个双位阀686、688来改变主泵672上游压力（液压缸下游压力）。对发动机气门执行器下游压力进行调节，将多余的弹簧能量用于在发动机气门运行期间维持主泵上游压力。这将极大减少主泵672的功耗。为此，通过关闭数字阀686、688，增加上游储液器690的压力。主泵上游压力的增加一直持续到确保发动机气门完全关闭为止。当主泵上游压力到达一个特定值时，数字阀688被打开。此时，由于单向阀的存在，上游储液器690的压力几乎保持恒定。一旦复位弹簧势能不再足以完全关闭发动机气门604，另一个双位阀686立即被打开。

图9是图表900，显示了不同气门系统的功耗对比。VA系统500的功耗显示为一条带三角点的实线902，而配备能量回收系统982的VA系统600的功耗显示为一条带圆点的实线。传统凸轮系统的功耗显示为长虚线，而传统电动-液压VA系统的功耗显示为短虚线。

图10是配备VA系统100的发动机700的透视图。

在特定的实施例中，VA系统100、200、500或600还会包括可调整油温和液压油粘度进而改进系统性能和功耗的装置。

在特定的实施例中，VA系统100、200、500或600可用于空气混合动力发动机，以实现不同的运行模式。

在前面的描述中，出于解释的目的，我们阐述了很多细节，以便大家透彻理解这些案例。但该领域技术人员不需要这些具体细节也可以清晰理解。在其它实例中，以框图形式展示了常见的电气结构和电路，避免理解模糊。例如，我们没有提供将本文所述案例作为软件程序、硬件电路、固件或将三者结合实施的具体细节。

本文的实施例可以表示为存储在机器可读媒介（也被称为计算机可读媒介、处理器可读媒介或含有一个计算机可读程序代码的计算机可用媒介）中的一个计算机程序产品。机器可读媒介可以是任何适当的有形、非短暂性媒介，包括磁、光或电存储介质，如磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、存储设备（易失性或非易失性），或类似的存储机构。机器可读媒介可包括各种指令集合、代码序列、配置信息或其它数据，执行这些内容时，处理器会按照本文实施例中的一种方法执行步骤。本领域普通技术人员知道，执行所述实施所需的其它指令和操作也可存储在机器可读媒介中。存储在机器可读媒介上的指令可由处理器或其它适当的处理设备执行，并与电路系统对接，执行所述任务。

上述实施例仅作示例之用。本领域高端技术人员在不脱离本文应用范围（仅由所附的声明书确定）的前提下，可在具体实施例中加以改造、完善和改动。

Claims (17)

1.发动机的气门驱动系统(VA)包括：

连接到发动机曲轴的至少两个液压旋转阀；

由至少两个液压旋转阀驱动的至少一个液压执行器；

用于向至少两个液压旋转阀中的一个提供液压油的高压液压油源；

在此，通过发动机曲轴实现的至少两个液压旋转阀的运动使液压油流到至少一个液压执行器，驱动发动机气门。

2.根据权利要求1的VA系统，其中至少两个液压旋转阀中的第二个接收来自至少一个液压执行器的液压油。

3.根据权利要求2的VA系统，其中液压旋转阀是旋转滑阀。

4.根据权利要求2的VA系统包括一个用于接收来自第二个液压旋转阀的液压油的油箱。

5.根据权利要求4的VA系统，其中油箱通过一个液压泵连接到高压液压油源。

6.根据权利要求1的VA系统还包括发动机和至少两个液压旋转阀之间的各个移相器。

7.根据权利要求6的VA系统，其中移相器是一个差动齿轮箱。

8.根据权利要求7的VA系统，其中差动齿轮箱由一个电动马达驱动。

9.根据权利要求1的VA系统还包括一个升程控制器，用于控制液压油源的液压压力，从而调整发动机气门的升程。

10.液压方式控制发动机气门的方法包括：

向至少两个液压旋转阀中的一个提供加压的液压油；

通过发动机曲轴驱动至少两个液压旋转阀；

其中，驱动至少两个液压旋转阀导致至少两个液压旋转阀中的一个向至少一个液压执行器提供液压油，从而在第一方向上驱动发动机气门。

11.根据权利要求10的方法还包括：

在至少两个液压旋转阀处，接收来自至少一个液压执行器的液压油，可使至少一个液压执行器以与第一方向相反的方向驱动发动机气门；

将液压油从第二个液压旋转阀输送到油箱。

12.根据权利要求11的方法还包括：

在至少两个液压旋转阀之间进行移相。

13.根据权利要求10的方法包括，在供应加压液压油之前，控制加压液压油的压力水平。

14.根据权利要求10的方法还包括，在向至少一个液压执行器提供液压油之后，通过发动机曲轴的运动停止液压油的流动。

15.根据权利要求14的方法还包括：

驱动至少两个液压旋转气门的第二个，在低压环境中，接收来自至少一个液压执行器的液压油。

16.根据权利要求15的方法，其中驱动至少两个液压旋转阀的第二个与停止液压油的流动同时发生。

17.根据权利要求15的方法，其中驱动至少两个液压旋转阀的第二个发生于停止液压油流动之后。

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