CN104514595A - 有效的凸轮相位器致动供应系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及有效的凸轮相位器致动供应系统。液压凸轮相位器包括用于接收液压流体以推进或阻碍凸轮轴的旋转位置的推进室和阻碍室中的至少一个。液压致动系统包括与液压凸轮相位器的推进室和阻碍室中的至少一个选择性地连通的液压蓄能器。第一系统油泵向气门机构系统提供润滑油，并且液压致动系统包括用于向液压蓄能器供油的第二油泵。第二油泵由将第二油泵连接至发动机驱动系统的离合装置控制。内燃发动机包括控制器，其控制离合装置的致动，以在交通工具减速期间致动离合装置。

Description

有效的凸轮相位器致动供应系统
技术领域
本公开涉及内燃发动机，并且更具体地涉及具有有效的凸轮相位器致动供应系统的内燃发动机。
背景技术
本部分提供与本公开有关的背景信息，其并不一定是现有技术。
凸轮轴相位器已经被广泛用于内燃发动机，以改变气门正时来实现比如降低排放、增加高转速时的峰值动力以及改善空转质量等目的。通常使用需要发动机操作的加压液压流体来操作凸轮轴相位器。相应地，凸轮轴相位器系统在发动机停机状态期间一般不能操作。发动机起动可能由于宽范围的温度而受到负面影响，并且能通过降低起动时的压缩比得到改善。相应地，希望提供一种凸轮轴相位器系统，其能够在发动机停机状态期间调节凸轮轴，以便以低成本和对发动机寄生损耗的最小不利影响来改善发动机起动。
发明内容
本部分提供本公开的基本概要，而不是对其整个范围或者所有特征的全面公开。
提供了一种用于交通工具的内燃发动机，其包括：
发动机缸体，其限定出多个气缸。气缸盖安装至所述发动机缸体，并且限定出与所述气缸连通的进气端口和排气端口。气门机构系统包括设置在所述进气端口内的多个进气门和设置在所述排气端口内的多个排气门。一个或多个凸轮轴和多个气门升降机构是可操作的，以打开多个进气门和多个排气门。液压凸轮相位器包括用于接收液压流体以选择性地推进或阻碍凸轮轴的旋转位置的推进室和阻碍室中的至少一个。液压致动系统包括与液压凸轮相位器的推进室和阻碍室中的至少一个选择性地连通的液压蓄能器。第一系统油泵向整个发动机提供润滑油，并且液压致动系统包括用于向所述液压蓄能器供油的第二油泵。所述第一系统油泵和所述第二油泵被发动机驱动系统驱动。第二油泵由将第二油泵连接至发动机驱动系统的离合装置控制。内燃发动机包括控制器，其控制离合装置的致动，以在交通工具减速期间致动离合装置。
本公开还提供以下技术方案：
1. 一种用于交通工具的内燃发动机，包括：
发动机缸体，其限定出多个气缸；
气缸盖，其安装至所述发动机缸体，并且限定出与所述气缸连通的进气端口和排气端口；
气门机构系统，其包括设置在所述进气端口内的多个进气门和设置在所述排气端口内的多个排气门；
凸轮轴，其可操作以打开所述多个进气门和所述多个排气门中的至少一个；
液压凸轮相位器，其包括用于接收液压流体以推进或阻碍所述凸轮轴的旋转位置的推进室和阻碍室中的至少一个；
液压致动系统，其包括与所述液压凸轮相位器的所述推进室和阻碍室中的至少一个选择性地连通的液压蓄能器；和
第一系统油泵，其用于向发动机轴承和所述气门机构系统提供润滑油，所述液压致动系统包括用于向所述液压蓄能器供油的第二油泵。
2. 根据技术方案1所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述第一系统油泵和所述第二油泵被发动机驱动系统驱动。
3. 根据技术方案2所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述第二油泵由将所述第二油泵连接至所述发动机驱动系统的离合装置控制。
4. 根据技术方案3所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述内燃发动机包括控制器，其控制所述离合装置的致动，以在交通工具减速期间致动所述离合装置。
5. 根据技术方案4所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：电磁阀，其被所述控制器控制，并与所述第一系统油泵和所述离合装置连通，以向所述离合装置供油来接合(或启动)所述离合装置。
6. 根据技术方案1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：压力降低阀，其设置在所述蓄能器与所述液压凸轮相位器之间。
7. 根据技术方案1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：止回阀，其设置在所述第一系统油泵与所述液压凸轮相位器之间。
8. 根据技术方案1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：比例电磁阀，其用于选择性地致动所述液压凸轮相位器。
9. 一种用于具有液压凸轮轴相位器的内燃发动机的凸轮轴相位器致动供应系统，包括：
液压致动系统，其包括用于向发动机的部件提供润滑油的第一系统油泵；
液压蓄能器，其与所述液压凸轮相位器选择性地连通，
所述液压致动系统包括用于向所述液压蓄能器供油的第二油泵。
10. 根据技术方案9所述的凸轮轴相位器致动供应系统，其中，所述第一系统油泵和所述第二油泵被发动机驱动系统驱动。
11. 根据技术方案10所述的凸轮轴相位器致动供应系统，其中，所述第二油泵由将所述第二油泵连接至所述发动机驱动系统的离合装置控制。
12. 根据技术方案11所述的凸轮轴相位器致动供应系统，其中，所述内燃发动机包括控制器，其控制所述离合装置的致动，以在发动机减速期间致动所述离合装置。
13. 根据技术方案12所述的凸轮轴相位器致动供应系统，进一步包括：电磁阀，其被所述控制器控制，并与所述第一系统油泵和所述离合装置连通，以向所述离合装置供油来接合(或启动)所述离合装置。
14. 根据技术方案9所述的凸轮轴相位器致动供应系统，进一步包括：压力降低阀，其设置在所述蓄能器与所述液压凸轮相位器之间。
15. 根据技术方案9所述的凸轮轴相位器致动供应系统，进一步包括：止回阀，其设置在所述第一系统油泵与所述液压凸轮相位器之间。
16. 根据技术方案9所述的凸轮轴相位器致动供应系统，进一步包括：比例电磁阀，其用于选择性地致动所述液压凸轮相位器。
其它应用领域将从本文提供的描述中变得清楚明了。本发明内容中的描述和具体示例旨在只用于例示的目的，而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图只用于例示所选实施例而不是所有可能的实施方式的目的，并且并非旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的发动机组件的截面图；并且
图2是根据本公开的原理的液压凸轮相位器致动供应系统的示意图。
相应的附图标记在全部附图中表示相应的零部件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
示例性实施例被提供来使得本公开将是公开充分的，并且将向本领域的技术人员全面地传达本公开的范围。众多具体细节被给出，例如特定部件、装置和方法的示例，用以提供对本公开的实施例的充分理解。本领域的技术人员应该清楚的是：并非必须采用这些具体细节，可以用许多不同的形式来体现示例性实施例，并且都不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的工艺、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
本文所使用的术语只用于描述特定示例性实施例的目的，而并非旨在进行限制。如本文中所使用的，“一”、“一个”、“该”等单数形式可以旨在同样包括复数形式，除非上下文另有明确的相反指示。术语“包含”、“含有”、“包括”和“具有”是开放性的，因此表明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文所描述的方法步骤、工艺和操作不应解释为必需以所论述或者示出的特定顺序来执行，除非被特别表明为执行顺序。还应该明白的是：可以采用附加的或者替代的步骤。
当元件或者层被称为在另一元件或者层“上”、或与另一元件或者层“接合”、“连接”或者“连通”时，它可以是直接在另一元件或者层上、或与另一元件或者层直接接合、连接或者连通，或者可以存在中间元件或者层。相反，当元件被称为“直接”在另一元件或者层上、或与另一元件或者层“直接接合”、“直接连接”或者“直接连通”时，可以不存在中间元件或者层。用于描述元件之间的关系的其它词语也应该以相同的方式解释(例如“在...之间”和“直接在...之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或多个的任意和所有组合。
虽然在本文可以使用第一、第二、第三等术语来描述各元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应该被这些术语限制。这些术语可以只用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。当在本文中使用时，比如“第一”、“第二”和其它序数词等术语并不暗示序列或者顺序，除非上下文有明确说明。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段，而不背离示例性实施例的教导。
可以在本文中使用空间上相对的术语，比如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，以便描述如图所示的一个元件或者特征与其它元件或者特征的关系。空间上相对的术语可以旨在包含使用或者操作中的装置的除了图中示出的取向之外的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或者特征“下方”或者“之下”的元件于是将取向为在其它元件或者特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以包含上方和下方这两个取向。装置可以按其它方式取向(旋转90度或者处于其它取向)，并且本文使用的空间上相对的描述词应被相应地解释。
一示例性发动机组件10在图1中示出，并且可以包括发动机结构12、曲柄轴14、多个活塞16、发动机轴承18(图2)、和气门机构组件20。发动机结构12可以包括发动机缸体22和气缸盖24。发动机结构12限定出多个气缸膛26(示出了一个气缸以为简明起见)。然而，应该明白的是，本教导适用于任何数量的活塞-气缸配置和各种各样的往复式发动机构造，包括但不限于V型发动机、直列发动机、和水平对置发动机、以及顶置凸轮(单和双顶置凸轮)构造和整体凸轮(cam-in-block)构造。
活塞16各自位于气缸膛26之一中。气缸盖24与气缸膛26和活塞16协作以限定出多个燃烧室30。发动机结构12在与燃烧室30连通的气缸盖24中限定出一个或多个进气端口34和一个或多个排气端口36。
参考图1，气门机构组件20可以包括第一凸轮轴42、第二凸轮轴44以及分别与进气和排气端口34、36中的每个相关联的第一和第二气门升降机构50、52。
如图2中所示，凸轮相位器46可连接至第一或第二凸轮轴42、44。应该指出的是：第一和第二凸轮轴42、44中的每个可具有与之相关联的凸轮相位器46，尽管图2只示出了一个凸轮相位器46。进气门58可以位于进气端口34中，并且第一气门升降机构50可以与进气门58接合。排气门60可以位于排气端口36中，并且第二气门升降机构52可以与排气门60接合。附加的进气和排气端口可以设置每个气缸中，并且附加的进气和排气门设置在其中。凸轮相位器46可为如本领域中众所周知的中间驻停或端部驻停凸轮相位器，尽管也可使用其它凸轮相位器设计。
参考图2，现在将描述根据本公开的原理的凸轮相位器致动液压供应系统70，其用于推进或阻碍凸轮相位器46，以调节凸轮轴42的旋转位置。液压供应系统70包括润滑系统71，其具有主油泵72，其可为可变排量泵。主油泵72可被采用来向气门机构组件20以及其它发动机部件提供润滑油。主油泵72从油槽74吸取油，并将油输送穿过主通路76穿过止回阀78和过滤器80。从过滤器80，油可被输送至气门机构组件20的各个部件，并返回到油槽74，如本领域中公知的。
副的正排量(或容积式)油泵82可被启动(或接合，engage)，以被发动机驱动系统83驱动，所述发动机驱动系统83经由电子液压离合器系统84驱动主油泵72。离合器系统84可被用于选择性地致动离合器84的两端口/两位置电磁阀86启动(或接合)，以启动用于驱动副油泵82的副泵驱动器88。电磁阀86经由通路90接收来自主油泵72的过滤油。通路90还连接至副油泵82的供应端口92。副油泵82的出口94连接至液压蓄能器100。液压蓄能器100通过三位阀102与凸轮相位器46连通。如本领域中公知的，与凸轮相位器46相关联的三位阀具有三个位置，其包括用于推进凸轮相位器46的第一位置、用于阻碍凸轮相位器46的位置的第二位置、和允许调节凸轮相位器位置的第三中间位置。应该指出的是：也可采用其它凸轮相位器配置和阀配置，其包括常规推进或常规阻碍位置凸轮相位器。
可在液压蓄能器100与凸轮相位器46之间的通路中设置可选的压力降低阀104，其允许凸轮相位器以不同于蓄能器100的压力操作。另外，可将两端口/三位置比例阀106可选地用于选择性地充注凸轮相位器系统和或释放蓄能器100。应指出的是：两端口/三位置比例阀106的三位置配置包括第一关闭位置106a、第二限流位置106b和第三蓄能器放能位置106c。作为比例阀的替代方案，可在有限功能的状态下使用单向止回阀。
本公开的液压系统被构造成提供低成本解决方案，来在包括发动机“停机”状态的广泛操作状态内允许强烈的凸轮相位器移动。在发动机“停机”状态中，主油泵72不被驱动，并且不能向凸轮相位器46提供油。相应地，蓄能器100存储加压油，其可在发动机“停机”状态期间用于调节凸轮相位器46的位置。
内燃发动机10设置有控制器110，其经由输入装置112监测交通工具操作状态。在交通工具和发动机减速期间，控制器110经由连接部114提供输出信号，以启动用于启动电子液压离合器84的两端口/两位置电磁阀86，以驱动副油泵82并充注液压蓄能器100。因此，制动能量可被采用来通过再生作用充注蓄能器100，而不是提供降低燃料效率的任何寄生损耗。液压蓄能器100在发动机减速期间被选择性地充注，使得当发动机处于“停机”状态时，蓄能器100中存储的加压流体可被采用来在下一发动机起动之前调节凸轮相位器46。在发动机起动之前调节凸轮相位器46的能力允许以起动时对较低压缩比的调节来获得改善的发动机起动。相应地，本公开的系统实现在发动机起动之前以及在发动机操作期间的全凸轮定相能力。本公开的系统还通过在交通工具减速期间再充注蓄能器100，来使对发动机寄生损耗的任何不利影响最小化。本系统还实现凸轮相位器46的液压隔离，以提供对凸轮相位器46的稳定控制。通过使用专用的副油泵82，能在较低压力操作主油泵72，以向发动机轴承和气门机构部件提供足够的润滑，同时提供改善的燃料经济性。副油泵82和蓄能器100还允许在较高操作压力自由地操作凸轮相位器46，以改善相位器响应，而不负面地影响用于发动机其余部分的最佳主油泵72操作压力。本系统还允许使用中间驻停凸轮相位器来满足停止和起动目标，由此缓解对复杂的“双驻停”凸轮相位器设计的需求。本公开允许压缩释放的可能性，以在宽温度范围内获得改善的起动。
前面对实施例的描述被提供来达到说明和描述的目的。其并非旨在穷举或者限制本公开。特定实施例的个体元件或特征通常并不局限于该特定实施例，而是在适当的情况下是可互换的，并且能够在所选实施例中使用，即使没有被具体地示出或者描述。其也可以按多种方式做出变型。这些变型不能视为背离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种用于交通工具的内燃发动机，包括：
发动机缸体，其限定出多个气缸；
气缸盖，其安装至所述发动机缸体，并且限定出与所述气缸连通的进气端口和排气端口；
气门机构系统，其包括设置在所述进气端口内的多个进气门和设置在所述排气端口内的多个排气门；
凸轮轴，其可操作以打开所述多个进气门和所述多个排气门中的至少一个；
液压凸轮相位器，其包括用于接收液压流体以推进或阻碍所述凸轮轴的旋转位置的推进室和阻碍室中的至少一个；
液压致动系统，其包括与所述液压凸轮相位器的所述推进室和阻碍室中的至少一个选择性地连通的液压蓄能器；和
第一系统油泵，其用于向发动机轴承和所述气门机构系统提供润滑油，所述液压致动系统包括用于向所述液压蓄能器供油的第二油泵。
2.根据权利要求1所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述第一系统油泵和所述第二油泵被发动机驱动系统驱动。
3.根据权利要求2所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述第二油泵由将所述第二油泵连接至所述发动机驱动系统的离合装置控制。
4.根据权利要求3所述的用于交通工具的内燃发动机，其中，所述内燃发动机包括控制器，其控制所述离合装置的致动，以在交通工具减速期间致动所述离合装置。
5.根据权利要求4所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：电磁阀，其被所述控制器控制，并与所述第一系统油泵和所述离合装置连通，以向所述离合装置供油来接合所述离合装置。
6.根据权利要求1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：压力降低阀，其设置在所述蓄能器与所述液压凸轮相位器之间。
7.根据权利要求1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：止回阀，其设置在所述第一系统油泵与所述液压凸轮相位器之间。
8.根据权利要求1所述的用于交通工具的内燃发动机，进一步包括：比例电磁阀，其用于选择性地致动所述液压凸轮相位器。
9.一种用于具有液压凸轮轴相位器的内燃发动机的凸轮轴相位器致动供应系统，包括：
液压致动系统，其包括用于向发动机的部件提供润滑油的第一系统油泵；
液压蓄能器，其与所述液压凸轮相位器选择性地连通，
所述液压致动系统包括用于向所述液压蓄能器供油的第二油泵。
10.根据权利要求9所述的凸轮轴相位器致动供应系统，其中，所述第一系统油泵和所述第二油泵被发动机驱动系统驱动。
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