CN107208500A - 具有另外的分立气门动作的轴向凸轮移位气门组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气门机构组件，其包括摇臂组件、轴向移位凸轮组件和空动装置。轴向移位凸轮组件能够在凸轮轴上的第一轴向位置与第二轴向位置之间运动，凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮。第一凸角和第二凸角构造成各自选择性地接合摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作。空动装置与摇臂组件操作地相关并且构造成执行不同于第一气门升程动作和第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。

Description

具有另外的分立气门动作的轴向凸轮移位气门组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年1月28日提交的美国临时申请No.62/109,021的优先权，该专利申请的全部内容通过参引进行结合，如同其在本文中进行了阐述。
技术领域
本发明大致涉及轴向凸轮移位气门组件，并且更具体地涉及利用间隙调节器或摇臂组件以提供另外的分立气门动作的轴向凸轮移位气门组件。
背景技术
近代汽车和卡车行业趋于将降低燃料消耗和内燃机的排放物放在越来越重要的位置。降低燃料消耗的一个方法是通过结合分立气门轮廓优化通向气缸内的进气和排气。当前轴向凸轮移位系统受限于两个分立位置，因此两个分立气门升程轮廓提供两个气门升程功能。二位置系统允许仅需将轴向移位部件平移至前方位置或后部位置的简单致动系统。机械止动器可被设计到系统内以使部件止动在用于正轴向定位的正确位置中。虽然当前系统对于其预定目的是令人满意的，但是所希望的是提供两个以上的分立气门升程轮廓以进一步优化对于给定应用和工作状态的气门系统。
发明内容
在本公开的一个方面中，提供一种气门机构组件。该气门机构组件包括摇臂组件，能够在凸轮轴上的第一轴向位置与第二轴向位置之间运动的轴向移位凸轮组件，凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，第一凸角和第二凸角构造成各自选择性地接合摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作，以及空动装置，其与摇臂组件操作地相关并且构造成执行不同于第一气门升程动作和第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
除上述之外，摇臂组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中，凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，第三凸角构造成选择性地接合摇臂组件以执行不同于第一气门升程动作、第二气门升程动作和第三气门升程动作的第四分立气门升程动作；其中，摇臂组件包括具有第一端部和第二端部的本体，第一端部构造成联接至气缸气门，第二端部构造成联接至间隙调节器；其中，摇臂组件包括构造成通过第一凸角和第二凸角接合的辊子；联接至摇臂组件的间隙调节器，间隙调节器包括空动装置；其中，间隙调节器还包括液压间隙调节器组件；其中，间隙调节器包括具有空动装置的气缸停用组件，气缸停用组件能够在触发位置与停用位置之间运动，在触发位置中空动装置不吸收由凸轮组件施加的力，在停用位置中空动装置至少部分地吸收由凸轮组件施加的力；其中，气缸停用组件被电气致动；其中，气缸停用组件还包括锁闩装置，锁闩装置构造成当气缸停用组件处于触发位置时选择性地接合间隙调节器的壳体；其中，锁闩装置包括偏置机构和至少一个销，所述偏置机构将所述至少一个销径向向外偏置到所述触发位置内；其中，间隙调节器壳体包括锁闩孔，锁闩孔构造成当气缸停用组件处于触发位置时接收所述至少一个销，间隙孔构造成接收加压液压流体流，以使至少一个销径向向内运动到停用位置内；以及其中，空动装置布置在间隙调节器的壳体内，空动装置包括管状体、围绕管状体布置的第一弹簧以及围绕第一弹簧和管状体布置的第二弹簧，其中，空动装置能够收缩以吸收由凸轮组件施加的力。
在本公开的另一个方面中，公开了一种内燃发动机。内燃发动机包括安装至发动机缸体的间隙调节器、构造成选择性地打开和关闭排气通路或进气通路的发动机气门以及在第一端部处联接至间隙调节器和在与第一端部相对的第二端部处与发动机气门接合的摇臂组件。发动机还包括能够在凸轮轴上的第一轴向位置与第二轴向位置之间运动的轴向移位凸轮组件，凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，第一凸角和第二凸角构造成各自选择性地接合摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作，以及空动装置，其与摇臂组件操作地相关并且构造成执行不同于第一气门升程动作和第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
除上述之外，摇臂组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中，摇臂组件包括构造成通过第一凸角和第二凸角接合的辊子；其中，空动装置布置在间隙调节器内；其中，间隙调节器还包括液压间隙调节器组件；其中，间隙调节器包括具有空动装置的气缸停用组件，气缸停用组件能够在触发位置与停用位置之间运动，在触发位置中空动装置不吸收由凸轮组件施加的力，在停用位置中空动装置至少部分地吸收由凸轮组件施加的力；其中，气缸停用组件还包括锁闩装置，锁闩装置构造成当气缸停用组件处于触发位置时选择性地接合间隙调节器的壳体；其中，锁闩装置包括偏置机构和至少一个销，所述偏置机构将所述至少一个销径向向外偏置到所述触发位置内；其中，间隙调节器壳体包括锁闩孔，锁闩孔构造成当气缸停用组件处于触发位置时接收所述至少一个销，间隙孔构造成接收加压液压流体流，以使至少一个销径向向内运动到停用位置内；其中，空动装置布置在间隙调节器的壳体内，空动装置包括管状体、围绕管状体布置的第一弹簧以及围绕第一弹簧和管状体布置的第二弹簧，其中，空动装置能够破裂以吸收由凸轮组件施加的力；其中，发动机气门在第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作期间打开，并且气门在第三分立气门升程动作期间关闭，第三分立气门升程动作为空动式气门动作；以及其中，凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，第三凸角构造成选择性地接合摇臂组件以执行不同于第一气门升程动作、第二气门升程动作和第三气门升程动作的第四分立气门升程动作。
在本公开的另一个方面中，公开了一种气门机构组件。该气门机构组件包括摇臂组件，以及能够在凸轮轴上的第一轴向位置与第二轴向位置之间运动的轴向移位凸轮组件，凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，第一凸角和第二凸角构造成各自选择性地接合摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作。摇臂组件构造成执行不同于第一气门升程动作和第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
除上述之外，摇臂组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中，凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，第三凸角构造成选择性地接合摇臂组件以执行不同于第一气门升程动作、第二气门升程动作和第三气门升程动作的第四分立气门升程动作，其中，摇臂组件是允许摇臂组件的选择性激活和停用的停用摇臂组件，激活和停用中的至少一者提供第三分立气门动作，其中，摇臂组件是构造成在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，第一模式和第二模式中的至少一个提供第三分立气门动作，其中，摇臂组件是构造成在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，第一模式和第二模式中的至少一个提供第三分立气门动作，以及其中，双提升摇臂组件在第一模式与第二模式之间液压地和/或电气地运动。
在本公开的另一个方面中，公开了一种内燃发动机。该发动机包括构造成选择性地打开和关闭排气通路或进气通路的发动机气门，在第一端部处与发动机气门接合的摇臂组件，以及能够在凸轮轴上的第一轴向位置与第二轴向位置之间运动的轴向移位凸轮组件，凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，第一凸角和第二凸角构造成各自选择性地接合摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作。摇臂组件构造成执行不同于第一气门升程动作和第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
除上述之外，摇臂组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中，凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，第三凸角构造成选择性地接合所述摇臂组件以执行不同于第一气门升程动作、第二气门升程动作和第三气门升程动作的第四分立气门升程动作；其中，摇臂组件是允许摇臂组件的选择性激活和停用的停用摇臂组件，激活和停用中的至少一者提供第三分立气门动作；其中，摇臂组件是构造成在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，第一模式和第二模式中的至少一个提供第三分立气门动作；以及其中，摇臂组件是构造成在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，第一模式和第二模式中的至少一个提供第三分立气门动作。
本公开的另外的可适用范围将从以下提供的详细说明中变得容易理解。应当理解的是详细说明和具体示例旨在仅例示目的，并且非旨在限制本公开的范围。
附图说明
可以理解的是附图中所示出的元件的边界表示边界的仅一个示例。本领域普通技术人员将理解的是，单个元件可被设计为多个元件，或者多个元件可被设计为单个元件。示出为内部特征的元件可以实施为外部特征，反之亦然。
此外，在下述附图和说明书中，相同的零件在整个附图和说明书中分别利用相同的附图标记表示。附图可能未按比例绘制，为例示方便起见一些零件的比例已被放大。
图1是结合根据本公开的一个示例构造的一系列摇臂组件的气门机构组件的透视图；
图2是沿着线3-3截取的图1所示的气门机构组件的横截面图；
图3是图1所示气门机构组件的一部分的侧视图；
图4是根据本公开的一个示例构造的图1所示的凸轮组件的透视图；
图5是根据本公开的一个示例构造的图1所示的摇臂的透视图；
图6是根据本公开的一个示例构造的图1所示的间隙调节器的侧视图；
图7是沿着线7-7截取的图6所示的间隙调节器的横截面图；
图8是结合根据本公开的一个示例的主-从致动系统的局部气门机构组件的透视图；以及
图9是图8中所示的凸轮组件以及根据本公开的一个示例构造的相关摇臂组件的透视图。
具体实施方式
初始参考图1-3，示出根据本公开的一个示例构造的气门机构组件并且大致以附图标记10标识。所示出的气门机构组件10可被构造用于六缸发动机。然而，将可以理解的是当前教导并非如此受限。这样，本发明可以用于任何气门机构组件。气门机构组件10可以包括一系列进气摇臂气门组件12和一系列排气摇臂气门组件14。进气凸轮轴16可以与进气摇臂气门组件12操作地相关，排气凸轮轴18可以与排气摇臂气门组件14操作地相关。凸轮轴16、18可以例如基于来自连接至发动机(未示出)的曲轴的正时链或带联动装置的可旋转输入旋转。
摇臂组件12、14可以分别包括构造成用于与用于内燃发动机气缸(未示出)的凸角凸轮组件24、间隙调节器26和发动机气缸气门28操作的摇臂20、22。
凸轮组件24可以布置在凸轮轴16或18上并且构造成选择性地接合摇臂组件12、14之一。凸轮组件24可被构造成用于轴向凸轮移位操作，在此凸轮组件24可以沿着凸轮轴16、18在至少两个分立位置之间轴向运动。如本文所述，凸轮组件24的轴向运动可以根据凸轮组件24的轴向位置控制气缸气门28的开口高度和/或定时。
另外参考图4，每个凸轮组件24可以包括本体30、第一凸轮32、第二凸轮34、第三凸轮36和第四凸轮38。本体30可以为管状并且包括内径或内表面40，内径或内表面40可被构造成容纳可旋转凸轮轴16、18。例如，如图2所示，内表面40可以包括构造成啮合地接合形成在凸轮轴16、18的外表面46上齿44的多个齿42。
如图4所示，第一凸轮32和第三凸轮34可以具有第一凸角或提升轮廓50和基圆52，第二凸轮34和第四凸轮38可以具有第二凸角或提升轮廓54和基圆56。在所示示例中，第一提升轮廓50倾斜地对准并与第二提升轮廓54偏移，第二提升轮廓54类似地倾斜对准。尽管每个凸轮示出为具有单个凸角，每个凸轮可以具有任何适当数量的另外的凸角以实现独立或相似的气门升程动作。
第一提升轮廓50构造成当凸轮组件24位于第一轴向位置时接合摇臂气门20、22，由此获得第一分立气门升程动作(例如，正常发动机燃烧模式、发动机制动模式、停用气缸模式等等)。第二提升轮廓54构造成当凸轮组件24位于第二轴向位置时接合摇臂气门20、22，由此获得可以与第一气门升程动作不同的第二分立气门升程动作。此外，气门组件12、14可以利用间隙调节器26实现第三分立气门动作，如本文中更详细地说明的。因此，轴向凸轮移位(提供第一和第二分立气门轮廓)和间隙调节器26(提供第三分立气门轮廓)的组合可以提供能够提供三个不同的气门轮廓的有效气门机构组件10。
参考图4和图5，摇臂20、22构造成通过凸轮组件24接合，并且一般可以包括具有第一端部62和第二端部64的本体60。本体60可以枢转地安装在轴或枢轴66上，本体60可以包括比如为旋转地安装在轴70上的辊子68的凸轮接口部件。辊子68构造成当凸轮组件24旋转并且轴向移位时被提升轮廓50、54选择性地接合。本体第一端部62接合气门28的杆72，本体第二端部64安装用于在间隙调节器26上枢转运动，间隙调节器26支承在发动机缸体(未示出)中。间隙调节器26可以例如为液压间隙调节器，其用于适应气门机构组件10中的部件之间的间隙。
在图6和图7所示的示例实施方式中，间隙调节器26一般包括壳体74、液压间隙调节器(HLA)组件76和气缸停用组件78。气缸停用组件78包括集成空动功能并且构造成通过在停用状态中选择性操作以提供第三分立气门轮廓。
在示例实施方式中，间隙调节器26可被选择性地停用以将足够的空动引入气门机构10内，使得凸轮组件24的周期运动不引起用于特定气缸的气门28的任何相应的打开和关闭运动。因此，在该停用状态中，发动机气门28在气门关闭弹簧58(见图2)的作用下保持关闭。
间隙调节器壳体74一般包括限定内孔82的管状壁80，内孔82构造成至少部分地容纳HLA组件76和气缸停用组件78。端口84可以穿过壁80形成以接收来自第一油供给器(未示出)的液压流体(例如油)的恒定供给，第一油供给器将油供给至HLA组件76。锁闩孔86可以穿过壁80形成以选择性地容纳气缸停用组件78的一部分，以使组件78从触发位置运动至停用位置。锁闩孔86构造成接收来自第二油供给器(未示出)的液压流体供给，第二油供给器向气缸停用组件78供给油。泄油孔或通风开口88可以穿过壁80形成并且构造成防止压力累积，压力累积可以妨碍间隙调节器26的停用。
HLA组件76构造成吸收HLA组件76与摇臂20、22之间的任何间隙。在一个示例性实施方式中，HLA组件76可以包括柱塞组件90，柱塞组件90包括布置在外部柱塞本体94内的内部柱塞本体92。柱塞组件90布置在壳体孔82内，内部柱塞本体92可以限定容纳止回球组件98的阀座96，止回球组件98定位在内部柱塞本体92与外部柱塞本体94之间。
止回球组件98可被构造成在内部柱塞本体92与外部柱塞本体94之间的腔100内保持油。偏置机构102(例如弹簧)可以使内部柱塞本体92向上偏置以使柱塞组件90膨胀并且吸收任何间隙。内部柱塞本体92可以包括构造成容纳来自端口84的液压流体的腔104。当内部柱塞本体92向上偏置时，油被从腔104抽吸并且穿过止回球组件98到达限定在柱塞本体92、94之间的腔100。
气缸停用组件78构造成使间隙调节器26在触发状态与停用状态之间选择性地转变，在触发状态中凸轮组件24使得摇臂20、22运动以打开气门28，在停用状态中组件78收缩以吸收摇臂20、22的运动，使得气门28不打开。在所示实施例中，气缸停用组件78被液压地致动。然而，在其他例子中，气缸停用组件78可被电气地致动。
气缸停用组件78一般包括锁闩装置108和空动装置110。锁闩装置108布置在形成于外部柱塞本体94中径向延伸通道112内，并且可以包括一个或多个销114和偏置机构116(例如弹簧)。销114布置在通道112内并且通过偏置机构116径向向外推动到触发位置(图7)，使得销114延伸穿过锁闩孔86。在该触发位置中，柱塞组件90可被防止抵抗空动装置110向下运动。
销114由穿过孔86的液压流体的供给运动至停用位置(未示出)。流体的供给克服偏置机构116的力径向向内推动销114，使得销114缩回并且从锁闩孔86释放。在该停用位置中，柱塞组件90可以抵抗空动装置110向下运动，以吸收摇臂20、22的动作并且提供第三分立气门轮廓。在可替代实施方式中，可以替代锁闩装置108的液压控制器利用电动锁闩。
空动装置110一般可以包括管状体118、第一偏置机构120(例如弹簧)和第二偏置机构122(例如弹簧)。管状体118可以通过至少部分地布置在壁80内的夹片124防止向下运动。第一偏置机构120围绕本体118布置，第二偏置机构122可以围绕第一偏置机构120和本体118布置。管状体118可以包括第一肩部126和第二肩部128，第一肩部126构造成坐置第一偏置机构120的一部分，第二肩部128构造成坐置第二偏置机构122的一部分。偏置机构120、122的相对端部坐置在外部柱塞本体94的底部上。
这样，偏置机构120、122布置在柱塞组件90与管状体118之间并且构造成当销114位于缩回位置中时容纳和吸收柱塞组件90的向下运动。这样，直到断开流体液压力并且锁闩销114径向向外延伸到锁闩孔86内，空动装置110才免于收缩并且执行空动式动作。
在操作中，气门机构组件10构造成在三个分立气门动作位置中操作。在第一分立位置中操作期间，气缸停用组件78可以处于触发位置(防止空动)中，凸轮组件24可以处于第一轴向位置中，在第一轴向位置中第一提升轮廓50构造成接合摇臂20、22的辊子68。当凸轮轴16、18旋转时，第一凸角50接合辊子68，并且施加使得摇臂本体60围绕间隙调节器26枢转以及打开气门28的力。当第一凸角50与辊子68脱离接合时，关闭气门28。当基圆52接合辊子68时，气门28完全关闭并且完成第一分立提升动作。
在第二分立位置中操作期间，气缸停用组件78保持触发，凸轮组件24可以移位至第二提升轮廓54构造成接合辊子68的第二轴向位置。当凸轮轴16、18继续旋转时，第二凸角54接合辊子68并且施加使得摇臂本体60围绕间隙调节器26枢转并且使气门28打开不同于第一提升动作的量的力。当第二凸角54与辊子68脱离接合时，关闭气门28。当基圆56接合辊子68时，气门28完全关闭并且完成第二分立提升动作。
在第三分立位置中操作期间，凸轮组件24可以位于第一或第二轴向位置中。气缸停用组件78随后可以通过向孔86供给液压流体而运动至停用位置，由此使销114缩回。当凸轮轴16、18旋转时，提升轮廓50或54接合辊子68并且在摇臂本体60上施加力。然而，由于气缸停用组件78处于停用位置(销114缩回)，因此本体60围绕枢轴66枢转并且力被传递至柱塞组件90，这使得抵靠空动机构120、122向下运动。因此，本体60不围绕间隙调节器26旋转或打开气门28。
在停用位置中，由于偏置机构120、122的阻力小于气门关闭弹簧58的阻力，来自凸轮组件24的力被传递至气缸停用组件78。因此，停用组件78吸收摇臂20、22的运动，并且气门28不被打开，由此提供分立的停用第三提升动作。在其他实施方式中，凸轮组件24可以包括另外的凸轮和/或提升轮廓以提供另外的分立提升动作。例如，气门机构组件10可以包括四个或更多个分立提升动作。
本文中说明的是与一些已知的轴向凸轮移位系统不同的用于具有三个或更多个分立气门升程轮廓的轴向凸轮移位气门机构组件的系统和方法，已知的轴向凸轮移位系统被限制为仅两个分立位置并且因此被限制为两个分立的气门升程轮廓。这种常规二位置系统实现了使轴向移位部件在两个机械止动器之间运动到前方位置或后方位置内的简单致动和止动系统。由于凸轮凸角与其匹配部件的轴向位置通过机械止动器而非系统中的全部部件上的综合容差限定，上述情况大大地减小了对于非常精确的部件与部件公差叠加。
因此，本文中说明的轴向凸轮移位气门机构组件通过利用停用间隙调节器提供第三分立气门升程轮廓。因此，该组件在内燃发动机上实现了两个以上的分立气门升程轮廓，同时仍然对于一些而非全部分立气门升程轮廓利用轴向凸轮移位系统。这通过将分立气门升程轮廓之一结合到已经存在于发动机上的另一个气门机构装置(即间隙调节器)内来实现。
当不通过致动特定气缸上的发动机气门的开口实现所需气门动作时，气缸停用是所需的气门升程轮廓。本文中说明的组件利用能够通过收缩以吸收或“损耗”凸轮凸角的动作来实现气门动作停用的停用间隙调节器。因此，本公开在不必须为轴向凸轮移位系统增加另一个位置的情况下实现另外的(第三)分立气门升程轮廓。
参考图8和图9，大致以附图标记224示出和标识根据本发明的另一个示例构造的凸轮组件。凸轮组件224类似于如上所述的凸轮组件24，除凸轮组件224为三凸角凸轮组件之外，其提供三个分立气门升程轮廓。类似于如上所述的系统，与三凸角凸轮组件224一起使用停用间隙调节器26实现另外的(即第四)分立气门升程轮廓。因此，本示例在不必须为轴向凸轮移位系统增加另一个位置的情况下实现另外的(第四)分立气门升程轮廓。
凸轮组件224可以布置在凸轮轴16或18上并且构造成选择性地接合摇臂组件12、14之一。凸轮组件224可被构造成用于轴向凸轮移位操作，在此凸轮组件224可以沿着凸轮轴16、18在至少三个分立位置之间轴向运动。如本文所述，凸轮组件224的轴向运动可以根据凸轮组件224的轴向位置控制气缸气门28的开口高度和/或定时。
图8示出构造成使凸轮组件在三个分立位置之间切换的主从致动系统210。致动系统210可以大致包括第一移位导轨212、第二移位导轨214和多个托架216。第一移位导轨212联接相邻的凸轮组件224，托架将第一移位导轨212滑动地联接至第二移位导轨214。致动器(未示出)可以定位在主轮廓上以便当移位导轨212、214用于使从轮廓相对于主轮廓运动时在三个轮廓之间切换。
另外参考图9，每个凸轮组件224可以包括本体230、第一凸轮232、第二凸轮234、第三凸轮236、第四凸轮238、第五凸轮226和第六凸轮228。本体230可以为管状并且包括内径或内表面240，内径或内表面240可被构造成容纳可旋转凸轮轴16、18。例如，内表面240可以包括构造成啮合地接合形成在凸轮轴16、18的外表面146(图8)上的齿244的多个齿242。
如图9所示，第一凸轮232和第四凸轮238可以具有第一凸角或提升轮廓250和基圆252，第二凸轮234和第五凸轮226可以具有第二凸角或提升轮廓254和基圆256，第三凸轮236和第六凸轮228可以具有第三凸角或提升轮廓258和基圆259。在所示示例中，第一提升轮廓250倾斜地对准并与第二提升轮廓254和第三提升轮廓258偏移，第二和第三提升轮廓254和258分别倾斜地对准。尽管每个凸轮示出为具有单个凸角，每个凸轮可以具有任何适当数量的另外的凸角以实现独立或相似的气门升程动作。在一个示例中，替代间隙调节器26或除间隙调节器26之外，可以不存在凸角258或凸角258可被设定尺寸成执行气缸停用。
第一提升轮廓250构造成当凸轮组件224处于第一轴向位置时接合摇臂气门20、22，由此实现第一分立气门升程动作。第二提升轮廓254构造成当凸轮组件224位于第二轴向位置时接合摇臂气门20、22，由此获得可以与第一气门升程动作不同的第二分立气门升程动作。第三提升轮廓258构造成当凸轮组件224位于第三轴向位置时接合摇臂气门20、22，由此获得可以与第一和第二气门升程动作两者不同的第三分立气门升程动作。
例如，以下表1示出致动系统210和凸轮组件224的示例凸轮轴轮廓。
表1：凸轮轮廓
进气/排气 凸角1 凸角2 凸角3
进气 正常 LIVC-2 LIVC-1
排气 正常 制动 EEVO
第一凸角250可以提供正常的进气和排气气门轮廓。进气口上的第二凸轮凸角254和第三凸轮凸角258可以提供利用延迟进气气门关闭(LIVC)的两个不同型式的米勒循环。排气口上的第二凸角254可以包含发动机制动轮廓，排气口上的第三凸角258可以提供提前排气气门打开(EEVO)。
此外，气门组件12、14可以以与如上所述相似的方式利用间隙调节器26实现第四分立气门动作。间隙调节器26包括气缸停用组件78，气缸停用组件78包括集成的空动功能并被构造成通过选择性地在停用状态中操作提供第四分立气门轮廓。因此，轴向凸轮移位(提供第一、第二和第三分立气门轮廓)和间隙调节器26(提供第四分立气门轮廓)的组合可以提供能够提供四个不同的气门轮廓的有效气门机构组件10。
在示例实施方式中，间隙调节器26可被选择性地停用以将足够的空动引入气门机构10内，使得凸轮组件224的周期运动不引起用于特定气缸的气门28的任何相应的打开和关闭运动。因此，在该停用状态中，发动机气门28在气门关闭弹簧58(见图2)的作用下保持关闭。停用间隙调节器26能够在发动机的整个寿命期间实现一致的气门轮廓，这是因为这种装置能够补偿气门机构间隙。因此，发动机校准可以在其寿命期间保持更加稳定，后处理系统可被更加严密地优化，并且可以不需要在使用中进行发动机间隙调整。此外，具有集成HLA的间隙调节器26可以提供以下另外的有益效果，改进的气门机构动力学特性(稳定性)、减小的发动机噪声、降低的发动机使用成本(例如不需要调整气门间隙)以及通过无需设计通向用于间隙调整的阀机构的通道而改善的车辆封装。
在更进一步的例子中，气门机构组件10可以通过利用停用摇臂组件200(图9)或替代摇臂组件12、14的双提升摇臂组件300(图9)提供另外的分立气门升程动作。停用摇臂组件200可以是允许用于选择性地激活和停用摇臂的摇臂，例如，于2015年9月22日发布的共有美国专利No.9,140,148中所描述的，上述专利的内容通过参引结合到本文中。在一个示例中，轴向凸轮移位提供第一、第二和第三分立气门轮廓，停用摇臂组件200可以提供第四分立气门轮廓。
双提升摇臂组件300可以是提供一个以上提升轮廓的摇臂组件，例如如于2014年6月17日发布的共有美国专利No.8,752,513中所描述的，该专利的内容通过参引结合到本文中。在一个示例中，轴向凸轮移位提供第一、第二和第三分立气门轮廓，双提升摇臂组件300可以提供第四分立气门轮廓。在另一个示例中，轴向凸轮移位提供第一和第二分立气门轮廓，双提升摇臂组件300可以提供第三分立气门轮廓。此外，双提升摇臂组件300可以在第一模式与第二模式之间液压地和/或电气地触发。
这些例子的上述说明已被提供用于例示和说明目的。非旨在穷举或限制本发明。特定示例的单独的元件或特征一般不限于特定示例，但在适用的情况下是可互换的并且可被用于即使未被具体示出和说明的选定示例。同一特征也可以以许多方式改变。这些变型不被视为背离本发明，所有这些改进旨在包括在本发明的范围内。

Claims (34)

1.一种气门机构组件，包括：
摇臂组件；
轴向移位凸轮组件，所述轴向移位凸轮组件能够在凸轮轴上在第一轴向位置与第二轴向位置之间运动，所述凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，所述第一凸角和所述第二凸角构造成各自选择性地接合所述摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作；以及
空动装置，所述空动装置与所述摇臂组件操作地相关并且构造成执行不同于所述第一气门升程动作和所述第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
2.根据权利要求1所述的气门机构组件，其中，所述凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，所述第三凸角构造成选择性地接合所述摇臂组件以执行不同于所述第一气门升程动作、所述第二气门升程动作和所述第三气门升程动作的第四分立气门升程动作。
3.根据权利要求1所述的气门机构组件，其中，所述摇臂组件包括具有第一端部和第二端部的本体，所述第一端部构造成联接至气缸气门，所述第二端部构造成联接至间隙调节器。
4.根据权利要求3所述的气门机构组件，其中，所述摇臂组件包括构造成通过所述第一凸角和所述第二凸角接合的辊子。
5.根据权利要求1所述的气门机构组件，还包括联接至所述摇臂组件的间隙调节器，所述间隙调节器包括所述空动装置。
6.根据权利要求5所述的气门机构组件，其中，所述间隙调节器还包括液压间隙调节器组件。
7.根据权利要求5所述的气门机构组件，其中，所述间隙调节器包括具有所述空动装置的气缸停用组件，所述气缸停用组件能够在触发位置与停用位置之间运动，在所述触发位置中所述空动装置不吸收由所述凸轮组件施加的力，在所述停用位置中所述空动装置至少部分地吸收由所述凸轮组件施加的力。
8.根据权利要求7所述的气门机构组件，其中，所述气缸停用组件被电气致动。
9.根据权利要求7所述的气门机构组件，其中，所述气缸停用组件还包括锁闩装置，所述锁闩装置构造成当所述气缸停用组件处于所述触发位置时选择性地接合所述间隙调节器的壳体。
10.根据权利要求9所述的气门机构组件，其中，所述锁闩装置包括偏置机构和至少一个销，所述偏置机构将所述至少一个销径向向外偏置到所述触发位置内。
11.根据权利要求10所述的气门机构组件，其中，所述间隙调节器壳体包括锁闩孔，所述锁闩孔构造成当所述气缸停用组件处于所述触发位置时接收所述至少一个销，间隙孔构造成接收加压液压流体流，以使所述至少一个销径向向内运动到所述停用位置内。
12.根据权利要求5所述的气门机构组件，其中，所述空动装置布置在所述间隙调节器的壳体内，所述空动装置包括管状体、围绕所述管状体布置的第一弹簧以及围绕所述第一弹簧和所述管状体布置的第二弹簧，其中，所述空动装置能够收缩以吸收由所述凸轮组件施加的力。
13.一种内燃发动机，包括：
间隙调节器，所述间隙调节器安装至发动机缸体；
发动机气门，所述发动机气门构造成选择性地打开和关闭排气通路或进气通路；
摇臂组件，所述摇臂组件在第一端部处联接至所述间隙调节器并且在与所述第一端部相对的第二端部处与所述发动机气门接合；
轴向移位凸轮组件，所述轴向移位凸轮组件能够在凸轮轴上在第一轴向位置与第二轴向位置之间运动，所述凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，所述第一凸角和所述第二凸角构造成各自选择性地接合所述摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作；以及
空动装置，所述空动装置与所述摇臂组件操作地相关并且构造成执行不同于所述第一气门升程动作和所述第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
14.根据权利要求13所述的发动机，其中，所述摇臂组件包括构造成通过所述第一凸角和所述第二凸角接合的辊子。
15.根据权利要求13所述的发动机，其中，所述空动装置布置在所述间隙调节器内。
16.根据权利要求15所述的发动机，其中，所述间隙调节器还包括液压间隙调节器组件。
17.根据权利要求15所述的发动机，其中，所述间隙调节器包括具有所述空动装置的气缸停用组件，所述气缸停用组件能够在触发位置与停用位置之间运动，在所述触发位置中所述空动装置不吸收由所述凸轮组件施加的力，在所述停用位置中所述空动装置至少部分地吸收由所述凸轮组件施加的力。
18.根据权利要求17所述的发动机，其中，所述气缸停用组件还包括锁闩装置，所述锁闩装置构造成当所述气缸停用组件处于所述触发位置时选择性地接合所述间隙调节器的壳体。
19.根据权利要求18所述的发动机，其中，所述锁闩装置包括偏置机构和至少一个销，所述偏置机构将所述至少一个销径向向外偏置到所述触发位置内。
20.根据权利要求19所述的发动机，其中，所述间隙调节器壳体包括锁闩孔，所述锁闩孔构造成当所述气缸停用组件处于所述触发位置时接收所述至少一个销，间隙孔构造成接收加压液压流体流，以使所述至少一个销径向向内运动到所述停用位置内。
21.根据权利要求15所述的发动机，其中，所述空动装置布置在所述间隙调节器的壳体内，所述空动装置包括管状体、围绕所述管状体布置的第一弹簧以及围绕所述第一弹簧和所述管状体布置的第二弹簧，其中，所述空动装置能够收缩以吸收由所述凸轮组件施加的力。
22.根据权利要求13所述的发动机，其中，所述发动机气门在所述第一分立气门升程动作和所述第二分立气门升程动作期间打开，并且所述气门在所述第三分立气门升程动作期间关闭，所述第三分立气门升程动作为空动式气门动作。
23.根据权利要求13所述的发动机，其中，所述凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，所述第三凸角构造成选择性地接合所述摇臂组件以执行不同于所述第一气门升程动作、所述第二气门升程动作和所述第三气门升程动作的第四分立气门升程动作。
24.一种气门机构组件，包括：
摇臂组件；以及
轴向移位凸轮组件，所述轴向移位凸轮组件能够在凸轮轴上在第一轴向位置与第二轴向位置之间运动，所述凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，所述第一凸角和所述第二凸角构造成各自选择性地接合所述摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作，
其中，所述摇臂组件构造成执行不同于所述第一气门升程动作和所述第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
25.根据权利要求24所述的气门机构组件，其中，所述凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，所述第三凸角构造成选择性地接合所述摇臂组件以执行不同于所述第一气门升程动作、所述第二气门升程动作和所述第三气门升程动作的第四分立气门升程动作。
26.根据权利要求25所述的气门机构组件，其中，所述摇臂组件是允许所述摇臂组件的选择性激活和停用的停用摇臂组件，所述激活和停用中的至少一者提供所述第三分立气门动作。
27.根据权利要求25所述的气门机构组件，其中，所述摇臂组件是构造成用于在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，所述第一模式和所述第二模式中的至少一个提供所述第三分立气门动作。
28.根据权利要求24所述的气门机构组件，其中，所述摇臂组件是构造成用于在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，所述第一模式和所述第二模式中的至少一个提供所述第三分立气门动作。
29.根据权利要求28所述的气门机构组件，其中，所述双提升摇臂组件在所述第一模式与所述第二模式之间液压地和/或电气地运动。
30.一种内燃发动机，包括：
发动机气门，所述发动机气门构造成选择性地打开和关闭排气通路或进气通路；
摇臂组件，所述摇臂组件在第一端部处与所述发动机气门接合；以及
轴向移位凸轮组件，所述轴向移位凸轮组件能够在凸轮轴上在第一轴向位置与第二轴向位置之间运动，所述凸轮组件具有包括第一凸角的第一凸轮和包括第二凸角的第二凸轮，所述第一凸角和所述第二凸角构造成各自选择性地接合所述摇臂组件，以分别执行第一分立气门升程动作和第二分立气门升程动作，
其中，所述摇臂组件构造成执行不同于所述第一气门升程动作和所述第二气门升程动作的第三分立气门升程动作。
31.根据权利要求30所述的发动机，其中，所述凸轮组件还包括具有第三凸角的第三凸轮，所述第三凸角构造成选择性地接合所述摇臂组件以执行不同于所述第一气门升程动作、所述第二气门升程动作和所述第三气门升程动作的第四分立气门升程动作。
32.根据权利要求30所述的发动机，其中，所述摇臂组件是允许所述摇臂组件的选择性激活和停用的停用摇臂组件，所述激活和停用中的至少一者提供所述第三分立气门动作。
33.根据权利要求30所述的发动机，其中，所述摇臂组件是构造成用于在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，所述第一模式和所述第二模式中的至少一个提供所述第三分立气门动作。
34.根据权利要求30所述的发动机，其中，所述摇臂组件是构造成用于在第一模式与第二模式之间选择性运动的双提升摇臂组件，所述第一模式和所述第二模式中的至少一个提供所述第三分立气门动作。
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