CN107035459B - 一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，属于发动机气门驱动领域。它主要包括凸轮轴、模式输入机构、模式输出机构、模式切换机构、气门调节机构、气门控制机构等。通过使用模式切换机构，实现发动机二冲程驱动模式、四冲程驱动模式、二冲程制动模式、四冲程制动模式等多种模式之间的转换，进一步通过与气门控制机构配合使用，最终实现了发动机在不同工况下的最佳换气，达到综合提高发动机动力性、燃油经济性、排放性和制动安全性的目的。本发明是面向实际应用提出的，可靠性高、结构紧凑，降低了系统对各机构的要求，各机构均采用较为成熟技术，系统短期内实用化潜力高，具有良好的应用前景。

Description

一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统

技术领域

本发明涉及一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，属于发动机气门驱动领域。

背景技术

随着能源和环境问题的日益严重，以及人们对车辆的驾驶性和安全性的专注，未来发动 机需要在满足排放指标的前提下，综合考虑动力性、经济性、排放性和安全性。这就需要在 驱动和制动全工况范围内，优化发动机性能。而目前备受关注的可变气门、可变冲程数、停 缸、辅助制动、新型燃烧方式、可变压缩比、可变EGR等技术大多只在发动机小范围运行工 况区域内对其性能进行改善。如现有可变气门技术只应用于在固定冲程数发动机的驱动工况 下，并且大多用于汽油机的进气门来降低泵气损失。可变冲程数技术在国内外尚处于研究阶 段，并且只用于驱动工况下。现有具有停缸技术的车型只能提供停缸功能，因此，对油耗改 善程度偏低，大多只能获得5％左右的油耗降低。另一方面，随着发动机保有量的急剧增加， 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的附件之 一。然而目前辅助制动系统大多存在制动部件长时间工作容易过热、制动效率快速降低、制 动效率可控程度低、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。在目前发 动机辅助制动技术中，减压辅助制动技术的制动效果最好，它是在进排气门运行情况不变的 基础上，在压缩上止点附近以较小开度开启排气门或者减压阀来实现减压制动效果，发动机 每720°曲轴转角实现一次制动循环，属于四冲程制动，其制动效果无法满足车辆大负载制 动时的要求。

针对上述发动机研究领域的问题，大连理工大学发动机研究所燃烧课题组基于在驱动制 动全工况范围内分区优化发动机性能的思想，提出一种多模式发动机，并且给出各种模式的 应用工况以及对气门启闭时刻的要求：在低速大负荷的驱动工况下，采用二冲程驱动模式， 以达到提高动力输出的目的；在其他发动机驱动工况下，采用四冲程驱动模式，以达到降低 燃油消耗和排放物生成的目的；在大负载制动工况下，采用二冲程制动模式，以达到提高制 动功率输出的目的；在小负载制动工况下，采用四冲程制动模式，根据制动负载的要求，改 变制动模式的冲程数来调节制动输出，以达到提高车辆安全性的目的。

目前，实用化了的可变气门驱动系统大多保留了配气凸轮，大多采用机械式结构，主要 分为：1)凸轮轴调相式，如TOYOTA的VVT系统、BMW的Vanos系统等；2)分阶段可变气门升程式，如Honda的VTEC系统等；3)连续可变气门升程式，如BMW的Valvetronic系统、Hyundai的CVVL系统等。这类系统通过控制中间传动机构来实现发动机各缸气门的启闭正时 和最大行程三者的同步调节。

较有凸轮可变气门驱动系统而言，无凸轮系统可实现更加灵活的气门事件，同时结构复 杂，成本昂贵，并且需要在可靠性、耐用性和气门热膨胀补偿控制等方面进行更加深入的研 究。这类系统主要包括电磁式和电液式两类。电磁式系统在运动精确控制、气门升程可调程 度等方面有待进一步改善。较电磁式系统而言，电液式系统具有相对更高的气门可调灵活度、 更高的功率密度、布置灵活等特点，是目前最具潜力的可变气门驱动系统。该系统主要包括 共轨供油式和凸轮供油式两大类。

共轨供油式系统取消了配气凸轮，通过控制电磁阀的启闭状态和蓄能器内驱动油的压力， 调节气门的启闭正时和最大行程。Ford公司、Lucas公司等对此进行过研究，未来仍需在系 统成本、响应速度、占用空间等方面进行深入的研究。随着发动机缸数、单缸气门数以及转 速的增加，该系统还存在：a)共轨管体积庞大空间布置困难的问题；b)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与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共轨供油式系统车用化较为困难，这类系 统广泛应用于低速船用二冲程发动机的排气门上。

通过综合机械式和共轨供油式系统的优势，凸轮供油式系统受到了研究人员和生产厂商 的广泛关注，如FIAT的Multiair系统、ABB的VCM系统等。这类系统采用凸轮柱塞式供油 器来取代蓄能器，占用空间小，可实现气门的启闭正时的独立调节，启闭正时决定和行程。 这类系统仍需要在以下两个方面加以改进：a)系统所需供油器和电磁阀的数量较多，系统整 体成本偏高；b)气门运行可调范围受到供油和控制装置的限制，无法实现气门启闭正时和行 程三者之间的独立调节，也实现不了发动机二冲程驱动模式和二冲程制动模式要求的 360°CA/循环的气门运行过程等。

由于现有实用化的可变气门驱动系统大多用于四冲程驱动模式的发动机，不能满足多模 式发动机的要求，因此开发一套可靠性高且满足多模式发动机要求的可变气门驱动系统势在 必行。发动机二冲程驱动模式、四冲程驱动模式、二冲程制动模式以及四冲程制动模式下， 进/排气门开启频率、开启正时和开启持续期均存在极大地差异，这极大地增加了多模式发动 机要求的可变气门驱动系统的开发难度。如由于二冲程驱动模式或者二冲程制动模式要求进 排气门每360°曲轴转角运行一次，四冲程驱动模式和四冲程制动模式要求进排气门每720° 曲轴转角运行一次，因此，这要求需要实现二冲程驱动/制动模式和四冲程驱动/制动模式之 间切换的多模式可变气门驱动系统必须具有实现这两种气门运行频率之间的灵活切换的功 能。即使是在冲程数不变的驱动和制动模式下，进/排气门开启正时和开启持续期仍然存在非 常大的差别。如果采用一个凸轮驱动，通过采用机械式连续可变气门控制机构来实现小的开 启持续期的话，气门最大升程相应降低，充气效率和泵气损失等指标较难同时满足，如果采 用液压气门控制机构通过泄油来实现小的开启持续期的话，高速下液压气门控制机构的系统 将出现无法充分充油的问题，这将导致该系统无法运用到高速发动机上。各种模式之间切换 时，需要非常大角度的相位调节，目前常见的叶片式VVT机构无法满足要求，而可以满足要 求的电动VVT机构成本昂贵，短期无法大范围普及，因此，需要尽可能降低对气门开启正时 的调节范围的要求，以实现不用VVT或者采用常用的小调节范围的VVT的目的。即使是在同 一模式下，不同发动机工况仍然要求气门驱动系统提供不同的进排气门的开启正时、最大升 程以及开启持续期。与此同时，系统各部件应该尽可能采用较为成熟技术，以提高系统短期 内实用化的可能性来最终获得良好的应用前景。目前尚未有一款可变气门驱动系统可以同时 满足以上要求，因此多模式可变气门驱动系统的开发迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于：通过设计一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，用于实现： (a)通过使用模式切换机构来实现发动机二冲程驱动模式、四冲程驱动模式、二冲程制动模 式、四冲程制动模式等多种模式之间的转换，满足发动机在不同模式下对换气的要求；(b) 在每种模式下，通过使用气门控制机构来进一步优化每个模式下不同工况点的发动机运行情 况，达到综合提高发动机动力性、燃油经济性、排放性和制动安全性等方面性能的目的；(c) 搭配四杆式气门调节机构来满足实际应用对可变气门灵活程度、成本、系统布置等方面的要 求；(d)尽可能地降低对模式输入机构、模式切换机构、模式输出机构、气门控制机构等的 要求，各机构尽可能采用较为成熟技术，以提高系统短期内实用化的可能性来最终获得良好 的应用前景。

本发明所采用的技术方案是：这种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，它包括气门 驱动机构、凸轮轴、模式输入机构、模式输出机构、模式切换机构、气门控制机构、气门调 节机构。凸轮轴上设置有第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸 轮叶片，第二凸轮采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片，双凸起凸轮叶片采用型线相同 并且相位相差180°凸轮轴转角的两个凸起。模式输入机构包括第一模式输入机构和第二模 式输入机构，第一模式输入机构具有第一模式输入机构输入端、第一模式输入机构复位端、 第一模式输入机构弹性复位支撑和第一模式输入机构支撑，第二模式输入机构具有第二模式 输入机构输入端、第二模式输入机构复位端、第二模式输入机构弹性复位支撑和第二模式输 入机构支撑。模式输出机构具有模式输出机构输出端、模式输出机构复位端、模式输出机构 复位支撑和模式输出机构支撑。模式切换机构包括第一模式切换机构和第二模式切换机构。 气门调节机构具有气门调节机构输入端、气门调节机构输出端和气门调节机构调节端。第一 凸轮直接或者通过传动机构与第一模式输入机构输入端相接触，第一模式输入机构通过第一 模式输入机构支撑与缸盖相连接，第一模式输入机构复位端与第一模式输入机构弹性复位支 撑相接触。第二凸轮直接或者通过传动机构与第二模式输入机构输入端相接触，第二模式输 入机构通过第二模式输入机构支撑与缸盖相连接，第二模式输入机构复位端与第二模式输入 机构弹性复位支撑相接触。模式输出机构通过模式输出机构支撑与缸盖相连接。当气门完全 关闭时，模式输出机构复位端与模式输出机构复位支撑相接触。第一模式切换机构决定第一 模式输入机构与模式输出机构的锁定状态。第二模式切换机构控制第二模式输入机构与模式 输出机构的锁定状态。模式输出机构输出端直接或者通过传动机构驱动气门调节机构输入端， 气门控制机构直接或者通过传动机构调节气门调节机构调节端，气门调节机构输出端直接或 者通过传动机构驱动气门驱动机构。

它增加一个第一凸轮，即采用左侧第一凸轮和右侧第一凸轮。第一模式输入机构增加一 个第一模式输入机构输入端，即具有第一模式输入机构左侧输入端和第一模式输入机构右侧 输入端。左侧第一凸轮直接或者通过传动机构驱动第一模式输入机构左侧输入端，右侧第一 凸轮直接或者通过传动机构驱动第一模式输入机构右侧输入端。

它增加一个第三凸轮，第三凸轮采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片。增加一个模 式输入机构，即采用一个第三模式输入机构，第三模式输入机构具有第三模式输入机构输入 端、第三模式输入机构切换通道、第三模式输入机构复位端、第三模式输入机构弹性复位支 撑和第三模式输入机构支撑。增加一个模式切换机构，即采用第三模式切换机构。第三凸轮 直接或者通过传动机构驱动第三模式输入机构输入端，第三模式输入机构通过第三模式输入 机构支撑与缸盖相连接，第三模式输入机构复位端与第三模式输入机构弹性复位支撑相接触。 第三模式切换机构决定第三模式输入机构与模式输出机构的锁定状态。

它增加一个第三凸轮，第三凸轮采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片。增加一个模 式输入机构，即第三模式输入机构，第三模式输入机构具有第三模式输入机构输入端、第三 模式输入机构复位端、第三模式输入机构弹性复位支撑和第三模式输入机构支撑。增加一个 模式输出机构，即采用一个第一模式输出机构和一个第二模式输出机构。第一模式输出机构 具有第一模式输出机构输出端、第一模式输出机构复位端、第一模式输出机构复位支撑和第 一模式输出机构支撑，第二模式输出机构具有第二模式输出机构输出端、第二模式输出机构 复位端、第二模式输出机构复位支撑和第二模式输出机构支撑。增加一个模式切换机构，即 采用第三模式切换机构。增加一个气门控制机构、一个气门调节机构和一个气门驱动机构， 即采用第一气门控制机构、第二气门控制机构、第一气门调节机构、第二气门调节机构、第 一气门驱动机构和第二气门驱动机构。第一气门调节机构具有第一气门调节机构输入端、第 一气门调节机构输出端和第一气门调节机构调节端。第二气门调节机构具有第二气门调节机 构输入端、第二气门调节机构输出端和第二气门调节机构调节端。第三凸轮直接或者通过传 动机构驱动第三模式输入机构输入端，第三模式输入机构通过第三模式输入机构支撑与缸盖 相连接，第三模式输入机构复位端与第三模式输入机构弹性复位支撑相接触。第一模式输出 机构通过第一模式输出机构支撑与缸盖相连接。当气门完全关闭时，第一模式输出机构复位 端与第一模式输出机构复位支撑相接触。第二模式输出机构通过第二模式输出机构支撑与缸 盖相连接。当气门完全关闭时，第二模式输出机构复位端与第二模式输出机构复位支撑相接 触。第一模式切换机构决定第一模式输入机构与第一模式输出机构的锁定状态。第二模式切 换机构决定第二模式输入机构、第一模式输出机构与第二模式输出机构三者的锁定状态。第 三模式切换机构决定第三模式输入机构与第二模式输出机构的锁定状态。第一模式输出机构 输出端直接或者通过传动机构驱动第一气门调节机构输入端，第一气门控制机构直接或者通 过传动机构调节第一气门调节机构调节端，第一气门调节机构输出端直接或者通过传动机构 驱动第一气门驱动机构。第二模式输出机构输出端直接或者通过传动机构驱动第二气门调节 机构输入端，第二气门控制机构直接或者通过传动机构调节第二气门调节机构调节端，第二 气门调节机构输出端直接或者通过传动机构驱动第二气门驱动机构。

它增加一个模式切换机构，即采用第四模式切换机构。第二模式切换机构决定第二模式 输入机构与第一模式输出机构的锁定状态。第四模式切换机构决定第二模式输入机构与第二 模式输出机构的锁定状态。

它增加一个气门驱动桥，增加一个气门驱动机构，即采用第一气门驱动机构和第二气门 驱动机构。气门调节机构输出端先直接或者通过传动机构再通过气门驱动桥最后分别直接或 者通过传动机构驱动第一气门驱动机构和第二气门驱动机构。

它增加一个气门驱动桥，增加一个气门控制机构、一个气门调节机构和一个气门驱动机 构，即采用第一气门控制机构、第二气门控制机构、第一气门调节机构、第二气门调节机构、 第一气门驱动机构和第二气门驱动机构。第一气门调节机构具有第一气门调节机构输入端、 第一气门调节机构输出端和第一气门调节机构调节端。第二气门调节机构具有第二气门调节 机构输入端、第二气门调节机构输出端和第二气门调节机构调节端。模式输出机构输出端先 直接或者通过传动机构再通过气门驱动桥最后分别直接或者通过传动机构驱动第一气门调节 机构输入端和第二气门调节机构输入端，第一气门控制机构直接或者通过传动机构调节第一 气门调节机构调节端，第一气门调节机构输出端直接或者通过传动机构驱动第一气门驱动机 构，第二气门控制机构直接或者通过传动机构调节第二气门调节机构调节端，第二气门调节 机构输出端直接或者通过传动机构驱动第二气门驱动机构。

模式切换机构设置在被锁定的部件上设置的切换通道内，并且沿着通道移动。

气门调节机构采用四杆机构。气门控制机构采用机械、电液、电磁、电机，或者电气机 构作为控制机构，采用液压部件、调节轨道、调节杆，或者四杆机构作为执行机构。

本发明的有益效果是：(a)这种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统主要包括凸轮轴、 模式输入机构、模式输出机构、模式切换机构、气门调节机构、气门控制机构等，凸轮轴至 少包括一个第一凸轮和一个第二凸轮，通过使用模式切换机构，实现了发动机二冲程驱动模 式、四冲程驱动模式、二冲程制动模式、四冲程制动模式等多种模式之间的转换，从而满足 了发动机在不同模式下对换气的要求；(b)在每种模式下，通过使用气门控制机构，实现了 对每个模式下的不同工况点的发动机运行情况的进一步优化，最终全面提高了发动机动力性、 燃油经济性、排放性和制动安全性；(c)本发明可根据实际机型，为用户提供四杆式气门调 节机构，具有较好的可变气门灵活程度和很好的可靠性，在高性价比的基础上，满足了发动 机各种运行工况下对进排气门运行情况的要求；(d)本发明通过合理设计，可靠性高、结构 紧凑，降低了系统对气门控制机构等的要求，各机构尽可能采用较为成熟技术，以提高系统 短期内实用化的可能性来最终获得良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。

图1是双凸轮驱动双输入单输出单气门运行单调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图2是双凸轮驱动双输入单输出双气门运行单调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图3是双凸轮驱动双输入单输出双气门运行双调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图4是三凸轮驱动双输入单输出单气门运行单调节三锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图5是三凸轮驱动三输入单输出单气门运行单调节三锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图6是三凸轮驱动三输入双输出双气门运行双调节三锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图7是三凸轮驱动三输入双输出双气门运行双调节四锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。

图8是四冲程驱动模式下进气门凸轮示意图。

图9是四冲程驱动模式下排气门凸轮示意图。

图10是四冲程制动模式下进气门凸轮示意图。

图11是四冲程制动模式下排气门凸轮示意图。

图12是二冲程驱动模式下进气门凸轮示意图。

图13是二冲程驱动模式下排气门凸轮示意图。

图14是二冲程制动模式下进气门凸轮示意图。

图15是二冲程制动模式下排气门凸轮示意图。

图16是采用四杆联动式气门调节机构的双凸轮驱动双输入单输出单气门运行单调节双 锁定的锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统的示意图。

图中：1、缸盖；2、气门驱动机构；201、第一气门驱动机构；202、第二气门驱动机构；3、凸轮轴；301、第一凸轮；301A、左侧第一凸轮；301B、右侧第一凸轮；302、第二凸轮； 303、第三凸轮；401、第一模式输入机构；401a、第一模式输入机构输入端；401c、第一模 式输入机构切换通道；401k、第一模式输入机构复位端；401h、第一模式输入机构弹性复位 支撑；401y、第一模式输入机构支撑；401Aa、第一模式输入机构左侧输入端；401Ac、第一 模式输入机构左侧切换通道；401Ba、第一模式输入机构右侧输入端；401Bc、第一模式输入 机构右侧切换通道；402、第二模式输入机构；402a、第二模式输入机构输入端；402c、第二 模式输入机构第一切换通道；402d、第二模式输入机构第二切换通道；402k、第二模式输入 机构复位端；402h、第二模式输入机构弹性复位支撑；402y、第二模式输入机构支撑；403、 第三模式输入机构；403a、第三模式输入机构输入端；403c、第三模式输入机构切换通道； 403k、第三模式输入机构复位端；403h、第三模式输入机构弹性复位支撑；5、模式输出机构； 5b、模式输出机构输出端；5c、模式输出机构第一切换通道；5d、模式输出机构第二切换通 道；5k、模式输出机构复位端；5h、模式输出机构复位支撑；5y、模式输出机构支撑；5Ac、 模式输出机构左侧第一切换通道；5Ad、模式输出机构左侧第二切换通道；5Bc、模式输出机 构右侧第一切换通道；5Bd、模式输出机构右侧第二切换通道；501、第一模式输出机构；501b、 第一模式输出机构输出端；501c、第一模式输出机构第一切换通道；501d、第一模式输出机 构第二切换通道；501k、第一模式输出机构复位端；501h、第一模式输出机构复位支撑；502、 第二模式输出机构；502b、第二模式输出机构输出端；502c、第二模式输出机构第一切换通 道；502d、第二模式输出机构第二切换通道；502k、第二模式输出机构复位端；502h、第二 模式输出机构复位支撑；6、模式切换机构；601、第一模式切换机构；602、第二模式切换机 构；603、第三模式切换机构；604、第四模式切换机构；7、气门控制机构；701、第一气门 控制机构；702、第二气门控制机构；7G1、调节杆；7DA、调节支点；7DB、调节端；8、气门 调节机构；8a、气门调节机构输入端；8b、气门调节机构输出端；8c、气门调节机构调节端； 801、第一气门调节机构；801a、第一气门调节机构输入端；801b、第一气门调节机构输出端； 801c、第一气门调节机构调节端；802、第二气门调节机构；802a、第二气门调节机构输入端； 802b、第二气门调节机构输出端；802c、第二气门调节机构调节端；8K；复位弹簧；8G1、第 一杆；8G2、第二杆；8G3、第三杆；8Z1、第一杆的支杆；8DA、第一铰接点；8DB、第二铰接 点；8DC、第三铰接点；9、气门驱动桥。

具体实施方式

本发明涉及一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统。各种模式下进/排气门开启正时 的差别非常大，这要求各种模式之间切换时，需要非常大角度的相位调节，目前常见的叶片 式VVT机构无法满足要求，而可以满足要求的电动VVT机构成本昂贵，短期无法大范围普及； 再如各种模式下进/排气门开启持续期的差别非常大，如果单独采用机械式连续可变气门控制 机构来实现小的开启持续期的话，气门最大升程就会非常小，充气效率和泵气损失等指标较 难同时满足，如果单独采用液压气门控制机构通过泄油来实现的话，高速下液压气门控制机 构的系统将出现无法充分充油的问题，这将导致系统无法运用到高速发动机上；本发明通过 合理设计，降低了系统对气门控制机构等的要求，各机构尽可能采用较为成熟技术，以提高 系统短期内实用化的可能性来最终获得良好的应用前景。本发明给出一种锁定式多模式四杆 式可变气门驱动系统，它包括气门驱动机构2、凸轮轴3、模式输入机构、模式输出机构5、 模式切换机构、气门控制机构7、气门调节机构8。图1是双凸轮驱动双输入单输出单气门运 行单调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统的示意图。凸轮轴3上设置有第一 凸轮301和第二凸轮302，第一凸轮301采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片，第二凸 轮302采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片，双凸起凸轮叶片采用型线相同并且相位相 差180°凸轮轴转角的两个凸起。模式输入机构包括第一模式输入机构401和第二模式输入 机构402，第一模式输入机构401具有第一模式输入机构输入端401a、第一模式输入机构复 位端401k、第一模式输入机构弹性复位支撑401h和第一模式输入机构支撑401y，第二模式 输入机构402具有第二模式输入机构输入端402a、第二模式输入机构复位端402k、第二模式 输入机构弹性复位支撑402h和第二模式输入机构支撑402y。模式输出机构5具有模式输出 机构输出端5b、模式输出机构复位端5k、模式输出机构复位支撑5h和模式输出机构支撑5y。 模式切换机构包括第一模式切换机构601和第二模式切换机构602。气门调节机构8具有气 门调节机构输入端8a、气门调节机构输出端8b和气门调节机构调节端8c。第一凸轮301直 接或者通过传动机构与第一模式输入机构输入端401a相接触，第一模式输入机构401通过第 一模式输入机构支撑401y与缸盖1相连接，第一模式输入机构复位端401k与第一模式输入 机构弹性复位支撑401h相接触。第二凸轮302直接或者通过传动机构与第二模式输入机构输 入端402a相接触，第二模式输入机构402通过第二模式输入机构支撑402y与缸盖1相连接， 第二模式输入机构复位端402k与第二模式输入机构弹性复位支撑402h相接触。模式输出机 构5通过模式输出机构支撑5y与缸盖1相连接。当气门完全关闭时，模式输出机构复位端 5k与模式输出机构复位支撑5h相接触。第一模式切换机构601决定第一模式输入机构401 与模式输出机构5的锁定状态。第二模式切换机构602控制第二模式输入机构402与模式输 出机构5的锁定状态。模式输出机构输出端5b直接或者通过传动机构驱动气门调节机构输入 端8a，气门控制机构7直接或者通过传动机构调节气门调节机构调节端8c，气门调节机构输 出端8b直接或者通过传动机构驱动气门驱动机构2。当第一模式切换机构601将第一模式输 入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602不将第二模式输入机构402与模 式输出机构5锁定时，第一凸轮301通过第一模式输入机构401、模式输出机构5和气门调 节机构8驱动气门驱动机构2，第二凸轮302不起作用。当第一模式切换机构601不将第一 模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602将第二模式输入机构402 与模式输出机构5锁定时，第二凸轮302通过第二模式输入机构402、模式输出机构5和气 门调节机构8驱动气门驱动机构2，第一凸轮301不起作用。当第一模式切换机构601不将 第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602不将第二模式输入机 构402与模式输出机构5锁定时，第一凸轮301和第二凸轮302均不起作用。

图2是双凸轮驱动双输入单输出双气门运行单调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。它增加一个气门驱动桥9，增加一个气门驱动机构2，即采用第一气门 驱动机构201和第二气门驱动机构202。模式输出机构输出端5b直接或者通过传动机构驱动 气门调节机构输入端8a，气门控制机构7直接或者通过传动机构调节气门调节机构调节端8c 的位置，气门调节机构输出端8b先直接或者通过传动机构再通过气门驱动桥9最后分别直接 或者通过传动机构驱动第一气门驱动机构201和第二气门驱动机构202。实现了第一气门驱 动机构201和第二气门驱动机构202的同步调节。

图3是双凸轮驱动双输入单输出双气门运行双调节双锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。它增加一个气门驱动桥9，增加一个气门控制机构7、一个气门调节机 构8和一个气门驱动机构2，即采用第一气门控制机构701、第二气门控制机构702、第一气 门调节机构801、第二气门调节机构802、第一气门驱动机构201和第二气门驱动机构202。 第一气门调节机构801具有第一气门调节机构输入端801a、第一气门调节机构输出端801b 和第一气门调节机构调节端801c。第二气门调节机构802具有第二气门调节机构输入端802a、 第二气门调节机构输出端802b和第二气门调节机构调节端802c。模式输出机构输出端5b先 直接或者通过传动机构再通过气门驱动桥9最后分别直接或者通过传动机构驱动第一气门调 节机构输入端801a和第二气门调节机构输入端802a，第一气门控制机构701直接或者通过 传动机构调节第一气门调节机构调节端801c，第一气门调节机构输出端801b直接或者通过 传动机构驱动第一气门驱动机构201，第二气门控制机构702直接或者通过传动机构调节第 二气门调节机构调节端802c，第二气门调节机构输出端802b直接或者通过传动机构驱动第 二气门驱动机构202。实现了第一气门驱动机构201和第二气门驱动机构202的独立调节。

它还可以增加一个第一凸轮301，即采用左侧第一凸轮301A和右侧第一凸轮301B。第一 模式输入机构401增加一个第一模式输入机构输入端401a，即具有第一模式输入机构左侧输 入端401Aa和第一模式输入机构右侧输入端401Ba。左侧第一凸轮301A直接或者通过传动机 构驱动第一模式输入机构左侧输入端401Aa，右侧第一凸轮301B直接或者通过传动机构驱动 第一模式输入机构右侧输入端401Ba。第一模式输入机构401根据实际安装等方面的要求， 设计成U型或者Y型等，通过左侧第一凸轮301A和右侧第一凸轮301B驱动第一模式输入机 构401，来实现系统的受力左右对称。图4是三凸轮驱动双输入单输出单气门运行单调节三 锁定的锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统的示意图。它还可以增加了一个模式切换机构， 即采用左侧第一模式切换机构601A和右侧第一模式切换机构602B。左侧第一模式切换机构 601A和右侧第一模式切换机构602B均决定第一模式输入机构401与模式输出机构5的锁定 状态。这是为了增强锁定效果，防止意外解锁。

图5是三凸轮驱动三输入单输出单气门运行单调节三锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。它增加一个第三凸轮303，第三凸轮303采用单凸起凸轮叶片或者双 凸起凸轮叶片。增加一个模式输入机构，即采用一个第三模式输入机构403，第三模式输入 机构403具有第三模式输入机构输入端403a、第三模式输入机构切换通道403c、第三模式输 入机构复位端403k、第三模式输入机构弹性复位支撑403h和第三模式输入机构支撑。增加 一个模式切换机构，即采用第三模式切换机构603。第三凸轮303直接或者通过传动机构驱 动第三模式输入机构输入端403a，第三模式输入机构403通过第三模式输入机构支撑与缸盖 1相连接，第三模式输入机构复位端403k与第三模式输入机构弹性复位支撑403h相接触。 第三模式切换机构603决定第三模式输入机构403与模式输出机构5的锁定状态。通过控制 第一模式切换机构601、第二模式切换机构602和第三模式切换机构603，可实现多种驱动方 式。例如，当第一模式切换机构601将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二 模式切换机构602不将第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模式切换机构603 不将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第一凸轮301通过第一模式输入机构 401、模式输出机构5和气门调节机构8驱动气门驱动机构2，第二凸轮302和第三凸轮303 均不起作用。当第一模式切换机构601不将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定， 第二模式切换机构602将第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模式切换机构 603不将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第二凸轮302通过第二模式输入 机构402、模式输出机构5和气门调节机构8驱动气门驱动机构2，第一凸轮301和第三凸轮 303均不起作用。当第一模式切换机构601不将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁 定，第二模式切换机构602不将第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模式切 换机构603将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第三凸轮303通过第三模式 输入机构403、模式输出机构5和气门调节机构8驱动气门驱动机构2，第一凸轮301和第二 凸轮302均不起作用。当第一模式切换机构601不将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602不将第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模 式切换机构603不将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第一凸轮301、第二 凸轮302和第三凸轮303均不起作用。

图6是三凸轮驱动三输入双输出双气门运行双调节三锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。它增加一个第三凸轮303，第三凸轮303采用单凸起凸轮叶片或者双 凸起凸轮叶片。增加一个模式输入机构，即第三模式输入机构403，第三模式输入机构403 具有第三模式输入机构输入端403a、第三模式输入机构复位端403k、第三模式输入机构弹性 复位支撑403h和第三模式输入机构支撑。增加一个模式输出机构5，即采用一个第一模式输 出机构501和一个第二模式输出机构502。第一模式输出机构501具有第一模式输出机构输 出端501b、第一模式输出机构复位端501k、第一模式输出机构复位支撑501h和第一模式输 出机构支撑，第二模式输出机构502具有第二模式输出机构输出端502b、第二模式输出机构 复位端502k、第二模式输出机构复位支撑502h和第二模式输出机构支撑。增加一个模式切 换机构，即采用第三模式切换机构603。增加一个气门控制机构7、一个气门调节机构8和一 个气门驱动机构2，即采用第一气门控制机构701、第二气门控制机构702、第一气门调节机 构801、第二气门调节机构802、第一气门驱动机构201和第二气门驱动机构202。第一气门 调节机构801具有第一气门调节机构输入端801a、第一气门调节机构输出端801b和第一气 门调节机构调节端801c。第二气门调节机构802具有第二气门调节机构输入端802a、第二气 门调节机构输出端802b和第二气门调节机构调节端802c。第三凸轮303直接或者通过传动 机构驱动第三模式输入机构输入端403a，第三模式输入机构403通过第三模式输入机构支撑 与缸盖1相连接，第三模式输入机构复位端403k与第三模式输入机构弹性复位支撑403h相 接触。第一模式输出机构501通过第一模式输出机构支撑与缸盖1相连接。当气门完全关闭 时，第一模式输出机构复位端501k与第一模式输出机构复位支撑501h相接触。第二模式输 出机构502通过第二模式输出机构支撑与缸盖1相连接。当气门完全关闭时，第二模式输出 机构复位端502k与第二模式输出机构复位支撑502h相接触。第一模式切换机构601决定第 一模式输入机构401与第一模式输出机构501的锁定状态。第二模式切换机构602决定第二 模式输入机构402、第一模式输出机构501与第二模式输出机构502三者的锁定状态。第三 模式切换机构603决定第三模式输入机构403与第二模式输出机构502的锁定状态。第一模 式输出机构输出端501b直接或者通过传动机构驱动第一气门调节机构输入端801a，第一气 门控制机构701直接或者通过传动机构调节第一气门调节机构调节端801c，第一气门调节机 构输出端801b直接或者通过传动机构驱动第一气门驱动机构201。第二模式输出机构输出端 502b直接或者通过传动机构驱动第二气门调节机构输入端802a，第二气门控制机构702直接 或者通过传动机构调节第二气门调节机构调节端802c，第二气门调节机构输出端802b直接 或者通过传动机构驱动第二气门驱动机构202。通过控制第一模式切换机构601、第二模式切 换机构602和第三模式切换机构603，可实现多种驱动方式。例如，当第一模式切换机构601 将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602不将第二模式输入 机构402与模式输出机构5锁定时，第一凸轮301通过第一模式输入机构401、第一模式输 出机构501和第一气门调节机构801驱动第一气门驱动机构201，第二凸轮302对第一气门 驱动机构201和第二气门驱动机构202不起作用。此时，如果第三模式切换机构603不将第 三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第三凸轮303对第二气门驱动机构202不起 作用；如果第三模式切换机构603将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第三 凸轮303通过第三模式输入机构403、第二模式输出机构502和第二气门调节机构802驱动 第二气门驱动机构202。当第一模式切换机构601不将第一模式输入机构401与模式输出机 构5锁定，第二模式切换机构602将第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模 式切换机构603不将第三模式输入机构403与模式输出机构5锁定时，第二凸轮302通过第 二模式输入机构402后，分成两路，一路通过第一模式输出机构501和第一气门调节机构801 驱动第一气门驱动机构201，另一路通过第二模式输出机构502和第二气门调节机构802驱 动第二气门驱动机构202。此时，第一凸轮301和第三凸轮303均不起作用。当第一模式切 换机构601不将第一模式输入机构401与模式输出机构5锁定，第二模式切换机构602不将 第二模式输入机构402与模式输出机构5锁定，第三模式切换机构603不将第三模式输入机 构403与模式输出机构5锁定时，第一凸轮301、第二凸轮302和第三凸轮303均不起作用。

图7是三凸轮驱动三输入双输出双气门运行双调节四锁定的锁定式多模式四杆式可变气 门驱动系统的示意图。它增加一个模式切换机构，即采用第四模式切换机构604。第二模式 切换机构602决定第二模式输入机构402与第一模式输出机构501的锁定状态。第四模式切 换机构604决定第二模式输入机构402与第二模式输出机构502的锁定状态。与图6相比， 通过控制第一模式切换机构601、第二模式切换机构602、第三模式切换机构603和第四模式 切换机构604，可实现更加多样的驱动方式。如，当第一模式切换机构601不将第一模式输 入机构401与模式输出机构5锁定，第三模式切换机构603不将第三模式输入机构403与模 式输出机构5锁定时，第二模式切换机构602决定第二模式输入机构402与第一模式输出机 构501的锁定状态，进而决定第二凸轮302是否通过第二模式输入机构402、第一模式输出 机构501和第一气门调节机构801驱动第一气门驱动机构201；而第四模式切换机构604决 定第二模式输入机构402与第二模式输出机构502的锁定状态，进而决定第二凸轮302是否 通过第二模式输入机构402、第二模式输出机构502和第二气门调节机构802驱动第二气门 驱动机构202。

对于用于多模式发动机的可变气门驱动系统而言，根据实际应用要求发动机具有哪些模 式来选择凸轮叶片的类型。图8是四冲程驱动模式下进气门凸轮示意图。图9是四冲程驱动 模式下排气门凸轮示意图。图10是四冲程制动模式下进气门凸轮示意图。图11是四冲程制 动模式下排气门凸轮示意图。图12是二冲程驱动模式下进气门凸轮示意图。图13是二冲程 驱动模式下排气门凸轮示意图。图14是二冲程制动模式下进气门凸轮示意图。图15是二冲 程制动模式下排气门凸轮示意图。如以满足低速大扭矩动力输出为主的车辆可采用四冲程驱 动模式和二冲程驱动模式，那么，进气侧的凸轮选择图8和图12，排气侧的凸轮选择图9和 图13。如以满足重载车辆的辅助制动安全性为主的车辆可采用四冲程驱动模式和二冲程制动 模式，那么，进气侧的凸轮选择图8和图14，排气侧的凸轮选择图9和图15。如以满足重载 车辆的辅助制动安全性的车辆还可采用四冲程驱动模式、四冲程制动模式和二冲程制动模式， 那么，进气侧的凸轮可选择三个凸轮，即图8、图10和图14，排气侧的凸轮可选择三个凸轮， 即图9、图11和图15。如以同时需要满足低速大扭矩动力输出和满足重载车辆的辅助制动安 全性的车辆采用四冲程驱动模式、二冲程驱动模式和二冲程制动模式，那么，进气侧的凸轮 可选择三个凸轮，即图8、图12和图14，排气侧的凸轮可选择三个凸轮，即图9、图13和 图15。

由于冲程数不变的情况下，进/排气门运行频率不变，那么，进/排气门有可能采用一个 凸轮来驱动，通过气门控制机构单独或者与设置在凸轮轴驱动端4内的凸轮轴相位调节机构 相配合来为具体工况点提供相应的气门开启正时和开启持续期。冲程数不变的情况，驱动模 式和制动模式对进/排气门的气门开启正时、开启持续期、气门最大升程的要求均存在非常大 的差别，气门开启正时的差别越大，要求的凸轮轴相位调节机构的可调范围越大，一旦超出 常用的如叶片式VVT机构的调节范围，需要价格昂贵的电动VVT；如果采用一个凸轮驱动， 通过采用机械式连续可变气门控制机构来实现小的开启持续期的话，气门最大升程会相应降 低，可能出现无法同时满足不同模式对开启持续期和最大升程的要求，无法实现最佳换气。 二冲程驱动模式和二冲程制动模式下，或者在四冲程驱动模式和四冲程制动模式下，进气门 的开启正时和开启持续期相差不大，排气门的开启正时和开启持续期相差较大。因此，冲程 数不变的情况，采用一个还是两个凸轮还需要根据实际情况来确定。如以满足重载车辆的辅 助制动安全性的车辆还可采用四冲程驱动模式、四冲程制动模式和二冲程制动模式，那么， 进气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图8的凸轮，通过气门控制机构和凸轮轴相位调 节机构来实现四冲程驱动模式和四冲程制动模式的切换，另一个采用图14的凸轮作为二冲程 制动模式用的凸轮；排气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图9的凸轮，通过气门控制 机构和凸轮轴相位调节机构来实现四冲程驱动模式和四冲程制动模式的切换，另一个采用图 15的凸轮作为二冲程制动模式用的凸轮。如以同时需要满足低速大扭矩动力输出和满足重载 车辆的辅助制动安全性的车辆采用四冲程驱动模式、二冲程驱动模式和二冲程制动模式，那 么，进气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图8的凸轮作为四冲程驱动模式用的凸轮， 另一个采用如图12的凸轮，通过气门控制机构和凸轮轴相位调节机构来实现二冲程驱动模式 和二冲程制动模式的切换；排气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图9的凸轮作为四冲 程驱动模式用的凸轮，另一个采用如图13的凸轮，通过气门控制机构和凸轮轴相位调节机构 来实现二冲程驱动模式和二冲程制动模式的切换。如以同时需要满足低速大扭矩动力输出和 满足重载车辆的辅助制动安全性的车辆还可采用四冲程驱动模式、四冲程制动模式、二冲程 驱动模式和二冲程制动模式，那么，进气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图8的凸轮， 通过气门控制机构和凸轮轴相位调节机构来实现四冲程驱动模式和四冲程制动模式的切换， 另一个采用如图12的凸轮，通过气门控制机构和凸轮轴相位调节机构来实现二冲程驱动模式 和二冲程制动模式的切换；排气侧的凸轮可选择两个凸轮，即一个采用图9的凸轮，通过气 门控制机构和凸轮轴相位调节机构来实现四冲程驱动模式和四冲程制动模式的切换，另一个 采用如图13的凸轮，通过气门控制机构和凸轮轴相位调节机构来实现二冲程驱动模式和二冲 程制动模式的切换。

对于单一模式的不同工况下，如四冲程驱动模式，进气侧的凸轮选择图8，针对不同工 况区域，采用两到三个不同凸轮轮廓的凸轮。如在低速低负荷工况下采用具有小开启持续期 和小升程的凸轮，在中高速高负荷工况下采用具有大开启持续期和大升程的凸轮。

模式切换机构可采用多种结构。如模式切换机构设置在被锁定的部件上设置的切换通道 内，并且沿着通道移动。通过电磁、液压、机械等机构调节其在通道内的位置，来控制被锁 定的部件之间是否被锁定。如图1，第一模式切换机构601可以为一个切换销，在第一模式 输入机构401中设置第一模式输入机构切换通道401c，在模式输出机构5中设置模式输出机 构第一切换通道5c。当该切换销同时处于第一模式输入机构切换通道401c和模式输出机构 第一切换通道5c中时，第一模式输入机构401和模式输出机构5处于锁定状态。当该切换销 只处于第一模式输入机构切换通道401c中或者模式输出机构第一切换通道5c中时，第一模 式输入机构401和模式输出机构5处于未锁定状态。再如图4，左侧第一模式切换机构601A 可以采用一个切换销和具有活动弹簧座的复位弹簧。当切换销受到电磁、液压等驱动力的作 用时，向左移动，压缩弹簧，从而使切换销伸入第一模式输入机构左侧切换通道401Ac中， 此时，该切换销同时处于第一模式输入机构左侧切换通道401Ac和模式输出机构左侧第一切 换通道5Ac中，第一模式输入机构401和模式输出机构5处于锁定状态。当切换销受到的驱 动力消失时，切换销在复位弹簧的作用下，向右移动，离开第一模式输入机构左侧切换通道 401Ac，从而该切换销只处于模式输出机构左侧第一切换通道5Ac中，第一模式输入机构401 和模式输出机构5处于未锁定状态。

为了满足实际应用对可变气门灵活程度、成本、系统布置等方面的要求，本发明可搭配 液压式或者机械式等多种不同的气门控制机构。气门调节机构8采用四杆机构。气门控制机 构7采用机械、电液、电磁、电机，或者电气机构作为控制机构，采用液压部件、调节轨道、 调节杆，或者四杆机构作为执行机构。气门调节机构8可以包括第一杆8G1、第二杆8G2、第 三杆8G3。根据实际需要还可包括四杆机构复位弹簧8K。气门调节机构输入端8a可设置在第 一杆8G1、第三杆8G3或者这两杆中的一个杆的支杆上，气门调节机构输出端8b设置在其余 两个杆中的一个杆上或者其余两个杆中的一个杆的支杆上，气门控制机构7通过调节气门调 节机构调节端8c的位置来调节各杆的某个铰接点与缸盖1之间的相对位置和/或某杆的两个 铰接点的距离。某杆的两个铰接点的距离简称为某杆的杆长。这类四杆机构可采用多种连接 方式。如第一杆8G1通过第一铰接点8DA与缸盖1固定铰接或者作为气门调节机构输入端8a 直接或者通过传动机构与凸轮相接触，第一杆8G1通过第二铰接点8DB与第二杆8G2铰接， 第二杆8G2通过第三铰接点8DC与第三杆8G3铰接气门控制机构7调节第三杆8G3的另一个 铰接点与缸盖1之间的位置和/或第三杆8G3的杆长。再如第一杆8G1通过第一铰接点8DA与 缸盖1固定铰接或者作为气门调节机构输入端8a直接或者通过传动机构与凸轮相接触，第二 杆8G2通过第三铰接点8DC与第三杆8G3铰接，第三杆8G3通过第四铰接点与缸盖1固定铰 接，气门控制机构7调节第一杆8G1和/或第二杆8G2的杆长。如第一杆8G1通过第二铰接点 8DB与第二杆8G2铰接，第二杆8G2通过第三铰接点8DC与第三杆8G3铰接，第一杆8G1和 第三杆8G3分别与气门控制机构7相接触，气门控制机构7调节第一杆8G1的杆长和/或第三 杆8G3的杆长和/或第一杆8G1的另一个铰接点与缸盖1之间的位置和/或第三杆8G3的另一 个铰接点与缸盖1之间的位置。此外，气门调节机构8还可以包括第一杆8G1、第二杆8G2 和滑块。气门调节机构输入端8a可设置在第一杆8G1、滑块或者这两个件中的一个的支杆上， 气门调节机构输出端8b设置在其余两个件中的一个件上或者其余两个件中的一个件的支杆 上，气门控制机构7通过调节气门调节机构调节端8c的位置来调节各部件之间的相对位置和 /或某些杆的杆长和/或滑块的轨道等。这类四杆机构可采用多种连接方式。如第一杆8G1与 缸盖1固定铰接或者气门调节机构输入端8a直接或者通过传动机构与凸轮相接触，第二杆 8G2与滑块铰接，滑块沿着固定轨道移动，气门控制机构7调节第一杆8G1和/或第二杆8G2 的杆长。如第一杆8G1与第二杆8G2铰接，第二杆8G2与滑块铰接，滑块沿着固定轨道移动， 气门控制机构7调节第一杆8G1的杆长和/或第二杆8G2的杆长。如第一杆8G1与缸盖1固定 铰接或者气门调节机构输入端8a直接或者通过传动机构与凸轮相接触，第一杆8G1与第二杆 8G2铰接，滑块沿着固定轨道移动，气门控制机构7调节第二杆8G2的杆长和/或第二杆8G2 的另一个铰接点与滑块之间的位置。如第一杆8G1与缸盖1固定铰接或者气门调节机构输入 端8a直接或者通过传动机构与凸轮相接触，第一杆8G1与第二杆8G2铰接，第二杆8G2与滑 块铰接，滑块沿着轨道移动，气门控制机构7调节轨道的位置及方向等。图16是采用四杆联 动式气门调节机构的双凸轮驱动双输入单输出单气门运行单调节双锁定的锁定式多模式四杆 式可变气门驱动系统的示意图。第一杆8G1通过第一铰接点8DA与缸盖1固定铰接。第一杆 8G1通过第二铰接点8DB与第二杆8G2铰接。第二杆8G2通过第三铰接点8DC与第三杆8G3 铰接。凸轮通过滑块，即推杆与第三杆8G3的另一个支点相接触，接触点作为气门调节机构 输入端8a。气门调节机构输出端8b设置在第一杆8G1的支杆8Z1上，气门调节机构调节端 8c设置在第三杆8G3的支杆上。复位弹簧8K设置在第三杆8G3上。

气门控制机构7可采用多种方式。气门控制机构7采用机械、电液、电磁、电机或者电 气机构作为控制部件，采用液压部件、调节轨道、调节杆或者四杆机构作为执行部件。如气 门控制机构7可包括机械、电液、电磁、电机或者电气等控制部件和调节轨道，气门调节机 构调节端8c同时与控制机构的输出端和调节轨道相接触，气门控制机构7调节控制机构的输 出端的输出量，从而实现气门调节机构调节端8c被控制机构的输出端推动，沿着调节轨道运 行。气门控制机构7可包括输出端采用调节凸轮的控制部件和调节轨道的机构，气门调节机 构调节端8c同时与调节凸轮和调节轨道相接触，气门控制机构7的控制机构改变调节凸轮的 相位，从而实现气门调节机构调节端8c被调节凸轮推动，沿着调节轨道运行。如图16所示， 气门控制机构7还可包括机械、电液、电磁、电机或者电气等控制部件和调节杆7G1，调节 杆7G1通过调节杆第一铰接点7DA与缸盖1固定铰接，气门调节机构调节端8c设置在调节杆 7G1或者其支杆上，控制机构调节调节杆7G1绕着调节杆第一铰接点7DA转动，从而改变气 门调节机构调节端8c的位置。调节杆7G1通过调节杆第一铰接点7DA与缸盖1固定铰接，调 节杆7G1通过调节杆第二铰接点7DB与第三杆8G3的支杆固定铰接，调节杆第二铰接点7DB 即为气门调节机构调节端8c。通过控制机构改变调节杆7G1的旋转角度，实现气门调节机构 调节端8c位置的调节。气门控制机构7还可包括机械、电液、电磁、电机或者电气等控制部 件和四杆机构。如四杆机构包括第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆，第一调节杆与缸盖 1固定铰接，第一调节杆与第二调节杆铰接，第二调节杆与第三调节杆铰接，第三调节杆与 缸盖1固定铰接，控制机构调节第一调节杆或者第三调节杆的旋转角度，气门调节机构调节 端8c与其余两个调节杆中的一个杆或者其余两个调节杆中的一个杆的支杆相接触。如气门控 制机构7还可以包括第一调节杆、第二调节杆和调节滑块，第一调节杆与缸盖1固定铰接， 第一调节杆与调节滑块铰接，调节滑块沿着固定轨道移动。气门控制机构7控制第一调节杆 的旋转角度，气门调节机构调节端8c与第二调节杆、调节滑块或者它们中的一个的支杆相接 触。或者气门控制机构7控制调节滑块的移动量，气门调节机构调节端8c与第一调节杆、第 二调节杆或者它们中的一个的支杆相接触。在实际应用中，上述部件需要根据实际需要进行 变形。如调节杆7G1可以用偏心轮代替。调节凸轮可以用推杆、杠杆的非固定支点或者偏心 轮等代替。

Claims (9)

1.一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，它包括气门驱动机构（2），其特征是：它还包括凸轮轴（3）、模式输入机构、模式输出机构（5）、模式切换机构、气门控制机构（7）、气门调节机构（8）；凸轮轴（3）上设置有第一凸轮（301）和第二凸轮（302），第一凸轮（301）采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片，第二凸轮（302）采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片，双凸起凸轮叶片采用型线相同并且相位相差180°凸轮轴转角的两个凸起；模式输入机构包括第一模式输入机构（401）和第二模式输入机构（402），第一模式输入机构（401）具有第一模式输入机构输入端（401a）、第一模式输入机构复位端（401k）、第一模式输入机构弹性复位支撑（401h）和第一模式输入机构支撑（401y），第二模式输入机构（402）具有第二模式输入机构输入端（402a）、第二模式输入机构复位端（402k）、第二模式输入机构弹性复位支撑（402h）和第二模式输入机构支撑（402y）；模式输出机构（5）具有模式输出机构输出端（5b）、模式输出机构复位端（5k）、模式输出机构复位支撑（5h）和模式输出机构支撑（5y）；模式切换机构包括第一模式切换机构（601）和第二模式切换机构（602）；气门调节机构（8）具有气门调节机构输入端（8a）、气门调节机构输出端（8b）和气门调节机构调节端（8c）；第一凸轮（301）直接或者通过传动机构与第一模式输入机构输入端（401a）相接触，第一模式输入机构（401）通过第一模式输入机构支撑（401y）与缸盖（1）相连接，第一模式输入机构复位端（401k）与第一模式输入机构弹性复位支撑（401h）相接触；第二凸轮（302）直接或者通过传动机构与第二模式输入机构输入端（402a）相接触，第二模式输入机构（402）通过第二模式输入机构支撑（402y）与缸盖（1）相连接，第二模式输入机构复位端（402k）与第二模式输入机构弹性复位支撑（402h）相接触；模式输出机构（5）通过模式输出机构支撑（5y）与缸盖（1）相连接；当气门完全关闭时，模式输出机构复位端（5k）与模式输出机构复位支撑（5h）相接触；第一模式切换机构（601）决定第一模式输入机构（401）与模式输出机构（5）的锁定状态；第二模式切换机构（602）控制第二模式输入机构（402）与模式输出机构（5）的锁定状态；模式输出机构输出端（5b）直接或者通过传动机构驱动气门调节机构输入端（8a），气门控制机构（7）直接或者通过传动机构调节气门调节机构调节端（8c），气门调节机构输出端（8b）直接或者通过传动机构驱动气门驱动机构（2）。

2.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：它增加一个第一凸轮（301），即采用左侧第一凸轮（301A）和右侧第一凸轮（301B）；第一模式输入机构（401）增加一个第一模式输入机构输入端（401a），即具有第一模式输入机构左侧输入端（401Aa）和第一模式输入机构右侧输入端（401Ba）；左侧第一凸轮（301A）直接或者通过传动机构驱动第一模式输入机构左侧输入端（401Aa），右侧第一凸轮（301B）直接或者通过传动机构驱动第一模式输入机构右侧输入端（401Ba）。

3.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：它增加一个第三凸轮（303），第三凸轮（303）采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片；增加一个模式输入机构，即采用一个第三模式输入机构（403），第三模式输入机构（403）具有第三模式输入机构输入端（403a）、第三模式输入机构切换通道（403c）、第三模式输入机构复位端（403k）、第三模式输入机构弹性复位支撑（403h）和第三模式输入机构支撑；增加一个模式切换机构，即采用第三模式切换机构（603）；第三凸轮（303）直接或者通过传动机构驱动第三模式输入机构输入端（403a），第三模式输入机构（403）通过第三模式输入机构支撑与缸盖（1）相连接，第三模式输入机构复位端（403k）与第三模式输入机构弹性复位支撑（403h）相接触；第三模式切换机构（603）决定第三模式输入机构（403）与模式输出机构（5）的锁定状态。

4.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：它增加一个第三凸轮（303），第三凸轮（303）采用单凸起凸轮叶片或者双凸起凸轮叶片；增加一个模式输入机构，即第三模式输入机构（403），第三模式输入机构（403）具有第三模式输入机构输入端（403a）、第三模式输入机构复位端（403k）、第三模式输入机构弹性复位支撑（403h）和第三模式输入机构支撑；增加一个模式输出机构（5），即采用一个第一模式输出机构（501）和一个第二模式输出机构（502）；第一模式输出机构（501）具有第一模式输出机构输出端（501b）、第一模式输出机构复位端（501k）、第一模式输出机构复位支撑（501h）和第一模式输出机构支撑，第二模式输出机构（502）具有第二模式输出机构输出端（502b）、第二模式输出机构复位端（502k）、第二模式输出机构复位支撑（502h）和第二模式输出机构支撑；增加一个模式切换机构，即采用第三模式切换机构（603）；增加一个气门控制机构（7）、一个气门调节机构（8）和一个气门驱动机构（2），即采用第一气门控制机构（701）、第二气门控制机构（702）、第一气门调节机构（801）、第二气门调节机构（802）、第一气门驱动机构（201）和第二气门驱动机构（202）；第一气门调节机构（801）具有第一气门调节机构输入端（801a）、第一气门调节机构输出端（801b）和第一气门调节机构调节端（801c）；第二气门调节机构（802）具有第二气门调节机构输入端（802a）、第二气门调节机构输出端（802b）和第二气门调节机构调节端（802c）；第三凸轮（303）直接或者通过传动机构驱动第三模式输入机构输入端（403a），第三模式输入机构（403）通过第三模式输入机构支撑与缸盖（1）相连接，第三模式输入机构复位端（403k）与第三模式输入机构弹性复位支撑（403h）相接触；第一模式输出机构（501）通过第一模式输出机构支撑与缸盖（1）相连接；当气门完全关闭时，第一模式输出机构复位端（501k）与第一模式输出机构复位支撑（501h）相接触；第二模式输出机构（502）通过第二模式输出机构支撑与缸盖（1）相连接；当气门完全关闭时，第二模式输出机构复位端（502k）与第二模式输出机构复位支撑（502h）相接触；第一模式切换机构（601）决定第一模式输入机构（401）与第一模式输出机构（501）的锁定状态；第二模式切换机构（602）决定第二模式输入机构（402）、第一模式输出机构（501）与第二模式输出机构（502）三者的锁定状态；第三模式切换机构（603）决定第三模式输入机构（403）与第二模式输出机构（502）的锁定状态；第一模式输出机构输出端（501b）直接或者通过传动机构驱动第一气门调节机构输入端（801a），第一气门控制机构（701）直接或者通过传动机构调节第一气门调节机构调节端（801c），第一气门调节机构输出端（801b）直接或者通过传动机构驱动第一气门驱动机构（201）；第二模式输出机构输出端（502b）直接或者通过传动机构驱动第二气门调节机构输入端（802a），第二气门控制机构（702）直接或者通过传动机构调节第二气门调节机构调节端（802c），第二气门调节机构输出端（802b）直接或者通过传动机构驱动第二气门驱动机构（202）。

5.根据权利要求4所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：增加一个模式切换机构，即采用第四模式切换机构（604）；第二模式切换机构（602）决定第二模式输入机构（402）与第一模式输出机构（501）的锁定状态；第四模式切换机构（604）决定第二模式输入机构（402）与第二模式输出机构（502）的锁定状态。

6.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：增加一个气门驱动桥（9），增加一个气门驱动机构（2），即采用第一气门驱动机构（201）和第二气门驱动机构（202）；气门调节机构输出端（8b）直接或者通过传动机构驱动气门驱动桥（9），气门驱动桥（9）直接或者通过传动机构驱动第一气门驱动机构（201）和第二气门驱动机构（202）。

7.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：增加一个气门驱动桥（9），增加一个气门控制机构（7）、一个气门调节机构（8）和一个气门驱动机构（2），即采用第一气门控制机构（701）、第二气门控制机构（702）、第一气门调节机构（801）、第二气门调节机构（802）、第一气门驱动机构（201）和第二气门驱动机构（202）；第一气门调节机构（801）具有第一气门调节机构输入端（801a）、第一气门调节机构输出端（801b）和第一气门调节机构调节端（801c）；第二气门调节机构（802）具有第二气门调节机构输入端（802a）、第二气门调节机构输出端（802b）和第二气门调节机构调节端（802c）；模式输出机构输出端（5b）直接或者通过传动机构驱动气门驱动桥（9）,气门驱动桥（9）直接或者通过传动机构驱动第一气门调节机构输入端（801a）和第二气门调节机构输入端（802a），第一气门控制机构（701）直接或者通过传动机构调节第一气门调节机构调节端（801c），第一气门调节机构输出端（801b）直接或者通过传动机构驱动第一气门驱动机构（201），第二气门控制机构（702）直接或者通过传动机构调节第二气门调节机构调节端（802c），第二气门调节机构输出端（802b）直接或者通过传动机构驱动第二气门驱动机构（202）。

8.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：模式切换机构设置在被锁定的部件上设置的切换通道内，并且沿着通道移动。

9.根据权利要求1所述的一种锁定式多模式四杆式可变气门驱动系统，其特征是：气门调节机构（8）采用四杆机构；气门控制机构（7）采用机械机构、电液机构、电磁机构、电机机构或者电气机构作为控制机构，采用液压部件、调节轨道、调节杆或者四杆机构作为执行机构。