CN107420145B

CN107420145B - 滑动凸轮轴

Info

Publication number: CN107420145B
Application number: CN201710313950.3A
Authority: CN
Inventors: B·B·波义耳; G·E·克莱弗
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2037-05-05
Also published as: US20170342875A1; DE102017111167A1; CN107420145A; US10024206B2

Abstract

提供了一种滑动凸轮轴，其可以包括基轴、模制成型的触发轮和远端轴向可移动结构。远端轴向可移动结构还包括除了至少一个标准轴颈和凸角组之外的远端轴颈。在远端轴向可移动结构中限定有控制槽。模制成型的触发轮安装在远端轴向可移动结构上。模制成型的触发轮操作性地配置为经由控制槽与致动器之间的接合与远端轴向可移动结构一起至少在第一位置和第二位置之间移动。模制成型的触发轮可以压配合在远端轴向可移动结构上，并且适于与传感器精确地通信，而无论远端轴向可移动结构的位置如何。

Description

滑动凸轮轴

技术领域

本公开涉及一种用于车辆发动机的滑动凸轮轴。

背景技术

车辆通常包括用于推进的发动机组件。发动机组件可以包括限定一个或多个汽缸的内燃机。此外，发动机组件可以包括用于控制进入汽缸的进气量的进气门和用于控制排出汽缸的废气流的排气门。发动机组件还可以包括用于控制进气门和排气门的操作的气门机构系统。气门机构系统包括用于使进气门和排气门移动的凸轮轴。

凸轮轴的旋转（以及气门机构系统的运动）经由凸轮轴一端上的同步皮带和凸轮轴相对端上的触发轮与曲轴组件配合。触发轮4传统地压配合在凸轮轴上，如图1A、图1C和图1D所示。触发轮4可以限定具有齿的轮廓（如图1B中所示），齿可以改变尺寸，其中在齿之间可以存在间隙。还应当理解，所限定的间隙也可以具有变化的尺寸。

参考图1C和图1D，凸轮轴传感器69示出为与传统的凸轮轴2结合。凸轮轴传感器69经由触发轮4获得关于凸轮轴2的角位置的数据，并将这种信息传递到发动机控制模块（未示出）。发动机控制单元（“ECU”）利用该数据以及来自其他传感器的输入来控制系统，例如点火正时和燃料喷射。与理想正时的偏差可能导致未达最优的发动机性能。

为了使发动机有效地工作，ECU必须能够确定哪个汽缸处于压缩冲程并在正确的时间点燃到该汽缸的火花以便产生最大燃烧。ECU还必须能够确定哪个汽缸处于进气冲程，以便引导燃料喷射器在正确的时间将燃料喷射到该汽缸（并且借助于其他传感器，适当的燃料量）。

ECU通过结合来自曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的数据能够进行这种确定。如所示，曲轴位置传感器监测曲轴的角位置并将信号发送到ECU，使得ECU能够确定每个汽缸中的活塞的位置。另一方面，凸轮轴位置传感器69监测凸轮轴2的位置（或者实际上，气门的位置）并将该信息发送到ECU。因此，通过这两个信号，ECU能够告知哪个汽缸处于压缩冲程，哪个汽缸处于进气冲程。当然，这是在曲轴的正时标记和凸轮轴的正时标记被正确设定的假设下，并且用于凸轮轴和曲轴的正时轮围绕与凸轮轴和曲轴的轴线对齐的轴线旋转。

在触发轮4的轴线6与凸轮轴的轴线8未完全对准的情况下，如图1C和1D中所示，可能发生触发轮4的跳动。如所示，触发轮4以不规则的方式旋转，如图1C和1D中所示。在图1C中，触发轮4的旋转处于零度位置，并且相对于触发轮45旋转处于180度位置（参见图1D）的情况，触发轮45与传感器69之间的径向距离增大。由于触发轮45与传感器69之间的不规则径向距离，这导致来自传感器69的不准确的读数。

当ECU由于触发轮45的跳动而获得有缺陷的数据时，这可能导致凸轮轴2相对于曲轴之间的轻微的不同步运动，这进一步导致发动机性能的低效。因此，准确的数据是很重要的，以便保持发动机的所有部分非常正时且协同工作。因此，需要解决关于发动机的触发轮4（或正时/目标轮）跳动的问题，以便使提供给ECU的数据准确并提供最优的发动机性能。

发明内容

附图说明

图1A示出了具有凸轮和触发轮的传统凸轮轴。

图1B示出了具有凸轮和触发轮45的另一传统凸轮轴的展开视图。

图1C示出了与凸轮轴传感器结合的传统凸轮轴的横截面视图，其中触发轮偏心地旋转且处于零度位置。

图1D示出了与凸轮轴传感器结合的传统凸轮轴的横截面视图，其中触发轮45偏心地旋转且处于180度位置。

图2示出了发动机组件的示意图。

图3示出了本公开的第二实施例的等距视图，其中触发轮仅由金属材料形成。

图4示出了本公开的第一实施例的等距视图，其中触发轮具有平坦的外边缘并且由金属和聚合物材料二者形成。

图5示出了本公开的第二实施例的触发轮、轴向可移动结构和基轴的展开等距视图。

图6A示出了本公开的第三实施例的示意性侧视图，其中滑动凸轮轴专用于进气门，并且轴向可移动结构处于第一位置。

图6B示出了本公开的第三实施例的示意性侧视图，其中滑动凸轮轴专用于进气门，并且轴向可移动结构处于第二位置。

图6C示出了本公开的第三实施例的示意性侧视图，其中滑动凸轮轴专用于进气门，并且轴向可移动结构处于第三位置。

图7A示出了本公开的第四实施例的示意性侧视图，其中滑动凸轮轴专用于排气门，并且轴向可移动结构处于第一位置。

图7B示出了本公开的第四实施例的示意性侧视图，其中滑动凸轮轴专用于排气门，并且轴向可移动结构处于第二位置。

图8示出了本公开的第五实施例，其中滑动凸轮轴包括仅具有两个凸角组的轴向可移动结构。

具体实施方式

这里描述本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用各种和可替代的形式。附图并不是按比例绘制的；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，这里所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅解释教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的具体特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方案而言，可以期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

这里所公开的过程、方法或算法可以交付于处理装置、控制器或计算机/由它们实现，这些装置可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。

这里所描述的示例性部件和系统用于通过降低在发动机的触发轮45中发生跳动的可能性来提高发动机性能。参考图2，提供了示出车辆（诸如汽车、卡车或摩托车）的示意图。车辆10包括发动机组件12。发动机组件12包括内燃机14和控制模块16，这种发动机控制模块（ECU）16与内燃机14电子通信。术语“控制模块”、“模块”、“控制”、“控制器”、“控制单元”、“处理器”和类似术语是指以下中的一个或多个的任何一个或各种组合：专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件例程的中央处理单元、组合逻辑电路、顺序逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路，以及提供上述功能的其他部件。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例程”，“代码”、“算法”和类似术语是指包括校准和查找表的任何控制器可执行指令集。控制模块可以具有被执行以提供所描述的功能的一组控制例程。例程诸如由中央处理单元执行，并且可操作以监控来自感测装置和其他网络控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。例程可以基于事件或以规则的间隔执行。

内燃机14包括限定多个汽缸20A、20B、20C、20D的发动机组18。换句话说，发动机组18包括第一汽缸20A、第二汽缸20B、第三汽缸20C和第四汽缸20D。尽管图2示意性地示出了四个汽缸，但内燃机14可以包括更少或更多的汽缸。这些汽缸彼此间隔开，但是可以沿着发动机轴线E基本对齐。每个活塞配置为在每个相应的汽缸20A、20B、20C和20D内往复运动。每个汽缸20A、20B、20C、20D限定相应的燃烧室22A、22B、22C。在内燃机14的操作期间，空气/燃料混合物在燃烧室22A、22B、22C、22D内燃烧，以便以往复方式驱动活塞。活塞的往复运动驱动操作性地连接到车辆的车轮（未示出）的曲轴（未示出）。曲轴的旋转可以使车轮旋转，从而推进车辆。

为了推进车辆，应当将空气燃料混合物引入燃烧室中。为此，内燃机14包括流体地联接到进气歧管（未示出）的多个进气口。在所示的实施例中，内燃机14包括与每个燃烧室22A、22B、22C、22D流体连通的两个进气口。然而，内燃机14针对每个燃烧室22A、22B、22C、22D可以包括更多或更少的进气口。因此，内燃机14针对每个汽缸20A、20B、20C、20D包含至少一个进气口。

内燃机14还包括配置为控制通过进气口24的进气量的流动的多个进气门26。进气门26的数量对应于进气口24的数量。每个进气门26至少部分地设置在相应的进气口24内。具体地，每个进气门26配置为沿着相应的进气口24在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，进气门26允许进气量经由相应的进气口24进入相应的燃烧室22A、22B、22C、22D。相反，在关闭位置，进气门26阻止进气量经由进气口24进入相应的燃烧室22A、22B、22C或22D。

如以上所讨论的，一旦空气/燃料混合物进入燃烧室22A、22B、22C或22D，内燃机14就可使空气/燃料混合物燃烧。例如，内燃机14可利用点火系统（未示出）使燃烧室22A、22B、22C、22D中的空气/燃料混合物燃烧。这种燃烧产生废气。为了排出这些废气，内燃机14限定有多个排气口28。排气口28与燃烧室22A、22B、22C、22D流体连通。在所示的实施例中，用于每个燃烧室22A、22B、22C、22D的两个排气口28与每个燃烧室22A、22B、22C、22D流体连通。然而，更多或更少的排气口28可流体地联接到每个燃烧室22A、22B、22C、22D。内部燃烧室针对每个汽缸20A、20B、20C、20D包括至少一个排气口。

内燃机14还包括与燃烧室22A、22B、22C、22D流体连通的多个排气门30。每个排气门30至少部分地设置在相应的排气口28内。具体地，每个排气门30配置为沿着相应的排气口28在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，排气门30允许废气经由相应的排气口28排出相应的燃烧室22A、22B、22C、22D。具体地，每个排气门30配置为沿着相应的排气口28在打开位置与关闭位置之间移动。在打开位置，排气门30允许废气经由相应的排气口排出相应的燃烧室22A、22B、22C、22D。

进气门26和排气门30也可以统称为发动机气门66。每个气门26、30与汽缸20A、20B、20C、20D操作性地联接或关联。每个气门66（图7）配置为控制到相应汽缸20A、20B、20C、20D的流体流（即，用于进气门26和排气门30的空气/燃料混合物）。操作性地联接到第四汽缸20D的气门66可以称为第四气门。

如所示的，发动机组件12包括配置为控制进气门26和排气门30的操作的气门机构系统32。具体地，气门机构系统32可以根据ECU16所规定的并且至少部分地基于内燃机14的操作状况（例如，发动机速度）使进气阀26和排气阀30在打开位置与关闭位置之间移动。气门机构系统32包括基本上平行于发动机轴线E的一个或多个滑动凸轮轴33以及位于每个滑动凸轮轴上的相关凸轮。进气滑动凸轮轴39配置为控制进气门26的操作，并且排气滑动凸轮轴37可以控制排气门30的操作。然而，可以预期的是，气门机构系统32可以包括更多或更少的滑动凸轮轴33。

除了滑动凸轮轴33之外，气门机构组件32包括与控制模块16通信的多个致动器34A、34B、34C、34D、34E、34F，例如螺线管。参考图6A-6C，致动器34A、34B、34C、34D可以电连接到控制模块16，并且因此可以与控制模块16电子通信。控制模块16可以是气门机构系统32的一部分。在图6A中示出的所示实施例中，气门机构系统32包括第一、第二、第三和第四进气致动器34A、34B、34C、34D。第一进气致动器34A和第二进气致动器34B与第一汽缸20A和第二汽缸20B操作性地关联。第一进气致动器34A和第二进气致动器34B可以被致动以控制进气门26的操作。第三进气致动器34C和第四进气致动器34D与第三汽缸和第四汽缸（分别示出为20C和20D）操作性地关联。应当理解，假定所示的进气滑动凸轮轴39（并且与排气滑动凸轮轴37相对照）在每个轴向可移动结构44上实现两个三级凸轮，则相对于进气门26可以对于每个轴向可移动结构44、59实现两个致动器（34A和34B、34C和34D，如图6A-图6C中所示）。为了适应三级凸轮的重量，两个致动器（34A和34B、34C和34D）可足以使轴向可移动结构44、59滑动。相对于致动器34A和34B，致动器34A和34B操作性地配置为使触发轮45与远端轴向可移动结构59一起移动。

如图3所示，触发轮45可以仅由金属芯11形成，其中沿着触发轮45的圆周设置有间隙13。可替代地，如图4所示，触发轮45可以由聚合物材料15和金属芯11二者形成，其中聚合物材料15注射模制到金属芯11上。

现在参考图7A和图7B，第一排气致动器34E与第一汽缸20A和第二汽缸20B操作性地关联，并且可以被致动以控制触发轮45和图7A和7B中的远端轴向可移动结构59的轴向运动以及第一汽缸和第二汽缸（在图7A-7B中分别示出为20A和20B）的排气门30的操作。第二排气致动器34F与第三汽缸和第四汽缸（分别示出为20C和20D）操作性地关联。第二排气致动器34F可以被致动以控制轴向可移动结构44以及第三汽缸20C和第四汽缸20D的排气门30的操作。

返回参考图2，气门机构系统32包括如上所述的两个滑动凸轮轴33（排气滑动凸轮轴37和进气滑动凸轮轴39）和致动器34A、34B、34C、34D、34E、34F。每个滑动凸轮轴33、37、39包括沿着纵向轴线X延伸的基轴35。因此，每个基轴35沿着纵向轴线X延伸。基轴35还可以称为支撑轴并且包括近端36和与近端36相对的远端51。

而且，每个滑动凸轮轴33包括连接到基轴35的近端36的联接器40。联接器40可用于将基轴35操作性地联接到发动机14的曲轴（未示出）。发动机14的曲轴可以驱动基轴35。因此，当由例如发动机14的曲轴（未示出）驱动时，基轴35可以围绕纵向轴线X旋转。基轴35的旋转导致整个滑动凸轮轴33围绕各自相应的纵向轴线X旋转。因此，基轴35操作性地联接到内燃机14。

图6A-6C以及图7A-7B中的每个滑动凸轮轴33各自还包括安装在基轴35上的一个或多个轴向可移动结构44。轴向可移动结构44还可以称为凸角组组件。如所示的，每个滑动凸轮轴33包括具有一体的远端轴颈53的远端轴向可移动结构59，其中触发轮45安装到每个远端轴颈53。轴向可移动结构44配置为沿着纵向轴线X相对于基轴35轴向移动。然而，轴向可移动结构44旋转地固定到基轴35。因而，轴向可移动结构44与基轴35同步旋转。基轴35可以包括花键特征48（如图6A-6C以及图7A-7B所示），用于保持轴向可移动结构44与基轴35的角度对准，并且还用于在基轴35与轴向可移动结构44之间传递驱动转矩。

如上所述，图6A-6C以及图7A-7B示出了每个滑动凸轮轴33（在图7A-7B中示出为排气滑动凸轮轴37，而在图6A-6C中示出为进气滑动凸轮轴39）。如所示的，每个滑动凸轮轴33包括两个轴向可移动结构44，其中触发轮45安装在远端轴向可移动结构59的远端轴颈53的远端49上。应当理解，远端轴向可移动结构59是设置在基轴35上且最靠近基轴35的远端51的轴向可移动结构44。然而，可预期的是，滑动凸轮轴33可以包括更多或更少的轴向可移动结构44，其中每个滑动凸轮轴33具有一个远端轴向可移动结构59。无论轴向可移动结构44在基轴35上的数量如何，轴向可移动结构44都沿着纵向轴线X彼此轴向地间隔开。具体参考图7A和图7B的排气滑动凸轮轴37，滑动凸轮轴33、37上的每个轴向可移动结构44包括经由整体结构彼此联接的第一凸角组46A、第二凸角组46B、第三凸角组46C和第四凸角组46D。如所示的，基轴35沿着纵向轴线延伸，并且基轴配置为围绕纵向轴线旋转。远端轴向可移动结构安装在基轴上。远端轴向可移动结构可以相对于基轴在第一位置（图7A所示）和第二位置（图7B所示）之间轴向移动。远端轴向可移动结构59可以旋转地固定于基轴。如所示的，安装在基轴35上的轴向可移动结构57与远端轴向可移动结构59轴向间隔开。而且，模制成型的触发轮（在图4、图7A、图7B中示出为45）可以经由压配合或其他替代方式固定到远端轴向可移动结构。

在远端轴向可移动结构59的远端上形成有远端轴颈53。远端轴向可移动结构44、59（经由远端轴颈53）可以但不是必须地配置为与触发轮45接合，使得触发轮45安装在远端轴颈53上。当触发轮45安装到远端轴颈53（而不是基轴35）时，触发轮45的轴线基本上与基轴35的轴线和轴向可移动结构的轴线对齐，使得触发轮45的跳动状况显著减小或消除。因此，触发轮45与凸轮轴传感器之间的距离（在图7A-7B中示出为Y₅）保持基本上恒定，使得凸轮轴传感器69从旋转的触发轮45获得准确的数据。对于Y₅波动的程度，距离可以变化最大约100微米（而不是现有技术设计下的300微米）。因此，凸轮轴传感器69将准确的数据传送到ECU16，以允许发动机更有效地操作。

再次参考图7A和7B，第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D也可以称为凸轮包。此外，每个轴向可移动结构44可以但不是必须地包括一个筒形凸轮56。应当理解，当对于每个气门使用三级凸轮（如图6A-6C所示）时，假定可能需要两个致动器（34A和34B，34C和34D，如图6A-6C所示）来移动具有三级凸轮的较重的轴向可移动结构44，则可以在每个轴向可移动结构44中形成两个筒形凸轮56。

参考图6A-6C，每个筒形凸轮56限定可以为“Y”形式的控制槽60。如所示，轴向可移动结构44应是整体结构，其中筒形凸轮56、远端轴颈53、标准轴颈55和凸轮被机加工为单件。触发轮45（也称为“正时轮”）可以以不同方式安装在远端轴颈53上，包括但不限于压配合（如图5所示）。因此，触发轮45连同远端轴向可移动结构59的第一、第二、第三、第四凸角组46A、46B、46C、46D可以相对于基轴35同时移动。如所示的，触发轮45具有足够的宽度，使得传感器69保持其到触发轮45的径向距离Y₅，而无论触发轮45是否处于如图6A所示的第一位置、或者处于如图6B所示的第二位置、或者处于如图6C所示的第三位置。

然而，凸角组46A、46B、46C、46D由于花键特征48而旋转地固定到基轴35，基轴进而由曲轴（未示出）经由联接器40驱动。因此，凸角组46A、46B、46C、46D可以与基轴35同步旋转。虽然附图示出了每个轴向可移动结构44包括四个凸角组46A、46B、46C、46D，但是每个轴向可移动结构44可以包括更多或更少的凸角组。此外，每个凸角组内的凸轮的数量可以根据需要变化。

返回参考图7A和7B，第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D各自限定一个凸轮凸角群50。筒形凸轮56可以但不是必须地设置在第一凸角组46A和第二凸角组46B之间，如所示的。然而，应当理解，筒形凸轮56可以沿着图7A和图7B所示的轴向可移动结构设置在任何地方。假定图7A和图7B中的排气滑动凸轮轴37的轴向可移动结构44、57具有两级凸轮，则可能只需要一个致动器34E、34F来移动每个轴向可移动结构44，如图7A-7B所示。

再次参考图6A-6C以及图7A-7B，各个凸轮凸角54A-54F具有典型的凸轮凸角，该凸轮凸角具有以不连续的步长限定不同的气门升程的轮廓。作为非限制性示例，一个凸轮凸角轮廓可以是圆形的（例如，零升程轮廓），以便使气门去致动。凸轮凸角54A-54F可以具有不同的凸角高度。

筒形凸轮56包括筒形凸轮本体58，并且限定延伸到筒形凸轮本体58中的控制槽60。筒形凸轮56和控制槽60与致动器销64A、64B接合，以使触发轮45与轴向可移动结构44、61的远端轴颈53、标准轴颈55和凸轮凸角组46A'-46D'一起沿着轴线移动。轴向移动使得能够根据需要实现各种气门升程，同时保持触发轮45处于距传感器69适当的距离处。假定触发轮45安装在远端轴向可移动结构59的远端轴颈53上。触发轮45的轴线（图7A中示出为43）基本上与基轴35的轴线47对齐，这进而减小或消除了触发轮45的跳动状况。因此，来自传感器69的准确数据被发送到发动机控制单元16（图2所示），并且使发动机14能够在其最佳水平运行。

再次参考图6A-6C以及图7A-7B，控制槽60沿着相应的筒形凸轮本体58的圆周的至少一部分是细长的。因此，控制槽60沿着相应的筒形凸轮本体58周向地设置。此外，控制槽60被配置、成形和尺寸设计成与致动器34A-34F中的一个相互作用。如下面详细讨论的，致动器34A-34F之间的相互作用使得轴向可移动结构44（并且因此触发轮45与凸角组46A'、46B'、46C'、46D'一起）相对于基轴35轴向移动。尽管触发轮45的轴向运动，但是触发轮45和传感器69之间的径向距离在设定触发轮45的宽宽度的情况下保持基本上恒定。如所示的，本公开的触发轮45大约是标准触发轮（图1中示出为4）的宽度的三倍。此外，应当理解，本公开的触发轮45的宽宽度可以大于或小于触发轮（图1和图2中示出为4）的标准宽度的3倍。触发轮45的标准宽度通常为7 mm宽。

参考图6A-6C以及图7A-7B，每个致动器34A-34F各自包括如图所示的相应的致动器本体62A-62F。第一销64A和第二销64B可移动地联接到每个致动器本体62A-62F。每个致动器34A-34F的第一销64A和第二销64B彼此轴向间隔开并且可以彼此独立地移动。具体地，响应于来自控制模块16（图1）的输入或命令，第一销64A和第二销64B中的每一个可以相对于相应的致动器本体62A-62F在缩回位置和伸展位置之间移动。在缩回位置，第一销64A或第二销64B不设置在控制槽60中。相反，在伸展位置，第一销64A或第二销64B可以至少部分地设置在控制槽60中。控制槽60可以根据需要采取各种构造。因此，响应于来自控制模块16（图1）的输入或命令，第一销64A和第二销64B可以朝向和远离筒形凸轮56的控制槽60移动。因此，每个致动器34A-34F的第一销64A和第二销64B可以在基本上垂直于纵向轴线X的方向上相对于相应的筒形凸轮56移动。

参考图7A和图7B，排气滑动凸轮轴37可以但不是必须地包括两个轴向可移动结构44。每个轴向可移动结构的第一凸角组46A和第二凸角组46B操作性地与发动机14的相应汽缸20B、20D（如图7A和7B所示）关联，而对于每个轴向可移动结构44的第三凸角组46C和第四凸角组46D操作性地与发动机14中的其他相应的汽缸20A、20C关联。轴向可移动结构44还可以包括多于或少于四个的凸角组46A、46B、46C、46D。因此，滑动凸轮轴33可以但不是必须地对于每两个汽缸仅包括一个筒形凸轮56。

现在参考图7A和图7B中所示的实施例，示出了排气滑动凸轮轴37，其中第一、第二、第三和第四凸角组46A、46B、46C、46D。在图7A和图7B中，第一至第四凸角组46A、46B、46C、46D中的每一个可以但不是必须地包括第一凸轮凸角54A和第二凸轮凸角54B。第一凸轮凸角54A可以具有第一最大凸角高度H1。第二凸轮凸角54B可以具有第二最大凸角高度H2。第一高度H1和第二高度H2可以彼此不同。

在图6A-6C所示的实施例中，示出了进气滑动凸轮轴39，其中第二和第三凸角组46A'、46B'的第一、第二和第三凸轮凸角54A、54B、54C具有不同的最大凸角高度，但是用于汽缸20A和20D的第二和第三凸轮凸角54B、54C具有相同的最大凸角高度。换句话说，第一最大凸角高度H1可以等于第二最大凸角高度H2。可替代地，第一最大凸角高度H1可以不同于第二最大凸角高度H2。凸轮凸角54A、54B、54C的最大凸角高度对应于进气门26和排气门30的气门升程。通过调节凸轮凸角54A、54C、54D相对于基轴35的轴向位置，滑动凸轮轴33可以调节进气门26和排气门30的气门升程。如果需要，这可以包括零升程凸轮轮廓。

参考图6A-6C，用于进气滑动凸轮轴39的每个轴向可移动结构44、61的凸角组46A'、46B'、46C'、46D'可以相对于基轴35在第一位置（图6A）、第二位置（图6B）和第三位置（图6C）之间移动。为此，筒形凸轮56可以与每个致动器34A物理地相互作用。如上所讨论的，每个筒形凸轮56包括筒形凸轮本体58，并且限定延伸到筒形凸轮本体58中的控制槽60。如所示，设定高度与具有三级凸轮设计相关联，可以实现每个轴向可移动结构具有两个致动器，如图6A-6C所示。因此，每个轴向可移动结构可以限定具有控制槽的两个筒形凸轮，如所示的，以与相应的致动器接合。控制槽60沿着相应的筒形凸轮本体58的圆周的至少一部分是细长的。

在图6A中，进气滑动凸轮轴39的轴向可移动结构44相对于基轴35处于第一位置。当轴向可移动结构44相对于基轴35处于第一位置时，凸角组46A、46B、46C、46D处于第一位置，并且每个凸角组46A'、46B'、46C'、46D'的第一凸轮凸角54A基本上与发动机气门66对准。发动机气门66表示如上所述的进气门26或排气门30。在第一位置，第一凸轮凸角54A操作性地联接到发动机气门66。这样，发动机气门66具有对应于第一最大凸角高度H1的气门升程，其在本文中称为第一气门升程。换句话说，当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'处于第一位置时，发动机气门66具有对应于第一最大凸角高度H1的第一气门升程。

在操作期间，触发轮45、轴向可移动结构44以及凸角组46A'、46B'、46C'、46D'可以在第一位置（图6A）、第二位置（图6B）和第三位置（图6C）之间移动，以调节发动机气门66的气门升程，同时保持触发轮45与传感器69之间的基本上固定的距离（在图6A-6C中示出为Y₅）。如以上所讨论的，在第一位置（图6A），第一凸轮凸角54A基本上与发动机气门66对准。凸角组46A'、46B'、46C'、46D'的旋转使得发动机气门66在打开位置和关闭位置之间移动。当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'处于第一位置（图6A）时，发动机气门66的气门升程可以与第一最大凸角高度H1成比例。

在图6A中，触发轮45以及进气滑动凸轮轴39的每个轴向可移动结构44相对于基轴35处于第一位置。当轴向可移动结构44相对于基轴35处于第一位置时，凸角组46A、46B、46C、46D处于第一位置，并且每个凸角组46A'、46B'、46C'、46D'的第一凸轮凸角54A基本上与相应的进气门26对准。此外，传感器69保持传感器69与触发轮45之间的基本上固定的径向距离（在图6A-6C中示出为Y5）。因此，触发轮和滑动凸轮轴的旋转基本上对准，使得对于触发轮45跳动状况的可能性限制降低。应当理解，触发轮45与传感器69之间的距离波动可以减小多达200微米。如所示，发动机气门66表示如上所述的进气门26。在第三位置，第三凸轮凸角54C操作性地联接到相应的进气门26。这样，相应的进气门26具有对应于第三最大凸角高度H3（见图6C中的H3）的气门升程，其在本文中称为第三气门升程。换句话说，当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'处于第三位置时，每个进气门26具有对应于第三最大凸角高度H3的第一气门升程。

为了将轴向可移动结构44从第一位置（图6A）移动到第二位置（图6B），控制模块16可以命令每个致动器34A将第一销64A从缩回位置移动到伸展位置，同时基轴35围绕纵向轴线X旋转，如图7所示。在伸展位置，第一销64A至少部分地设置在控制槽60中。因此，控制槽60被配置、成形和尺寸设计成当第一销64A处于伸展位置时接收第一销64A。在该点处，当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'围绕纵向轴线X旋转时，致动器34A的第一销64A沿着控制槽60的第一部分90（作为非限制性示例以控制槽中的分支的形式示出）行进。虽然分支的非限制性示例用于控制槽中的第一部分，但是应当理解，控制槽的第二部分92可以以各种方式形成在控制槽中。因此，当第一销64A沿着控制槽60的第一部分90行进时，触发轮45、轴向可移动结构44以及凸角组46A、46B相对于基轴35在第一方向F（图6B所示）上从第一位置（图6A）轴向移动到第二位置（图6B），同时保持触发轮45与传感器69之间的固定径向距离Y₅。因为控制槽60具有变化的深度，所以当第一销64A沿着控制槽60行进时，致动器34A的第一销64A可以机械地移动到其缩回位置。可替代地，控制模块16可以命令每个致动器34A-34F将第一销64A移动到缩回位置。

在图6B中，触发轮45与轴向可移动结构44一起相对于基轴35处于第二位置。当触发轮45和轴向可移动结构44相对于基轴35处于第二位置时，凸角组46A'、46B'、46C'、46D'处于第二位置，并且每个凸角组46A'、46B'、46C'、46D'的第二凸轮凸角54B基本上与发动机气门66对准。发动机气门66表示如上所述的进气门26。在第二位置，第二凸轮凸角54B操作性地联接到发动机气门66（示出为进气门26）。这样，发动机气门66具有对应于第二最大凸角高度H2（图6B）的气门升程，其在本文中称为第二气门升程。换句话说，当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'处于第二位置时，发动机气门66具有对应于第二最大凸角高度H2的第二气门升程。

为了将触发轮45和轴向可移动结构44从第二位置（图6B）移动到第三位置（图6C），控制模块16可以命令每个致动器34A-34D将其第二销64B从缩回位置移动到伸展位置，同时基轴35围绕纵向轴线X旋转。在伸展位置，第二销64B至少部分地位于控制槽60中。因此，控制槽60被配置、成形和尺寸设计成当第二销64B处于伸展位置时接收第二销64B。在该点处，当凸角组46A、46B、46C、46D围绕纵向轴线X旋转时，每个致动器34A-34D的第二销64B沿着控制槽60的第一部分90行进。当第二销64B沿着控制槽60的第一部分90行进时，轴向可移动结构44和凸角组46A'、46B'、46C'、46D'相对于基轴35在第一方向F（图6B所示）上从第二位置（图6B）轴向移动到第三位置（图6C）。因为控制槽60具有变化的深度，所以当第二销64B沿着控制槽60行进时，致动器34A的第二销64B可以机械地移动到其缩回位置。可替代地，控制模块16可以命令每个致动器34A-34F将第二销64B移动到缩回位置。

为了将触发轮45和轴向可移动结构44从第三位置（图6C）移动到第二位置（图6B），控制模块16可以命令每个致动器34A、34B、34C将其第二销64B从缩回位置移动到伸展位置，同时基轴35围绕纵向轴线X旋转。在伸展位置，第二销64B至少部分地位于控制槽60中。在该点处，当凸角组46A'、46B'、46C'、46D'围绕纵向轴线X旋转时，每个致动器34A-34D的第二销64B沿着控制槽60的第二部分61B（图6）行进。当第二销64B沿着控制槽60的第二部分61B（图6）行进时，轴向可移动结构44和凸角组46A'、46B'、46C'、46D'相对于基轴35在第二方向R（图6B所示）上从第三位置（图6C）轴向移动到第二位置（图6B）。因为控制槽60具有变化的深度，所以当第二销64B沿着控制槽60行进时，致动器34A的第二销64B可以机械地移动到其缩回位置。可替代地，控制模块16可以命令每个致动器34A-34F将第二销64B移动到缩回位置。

为了将触发轮45和轴向可移动结构44从第二位置（图6B）移动到第一位置（图6A），控制模块16可以命令每个致动器34A将其第一销64A从缩回位置移动到伸展位置，同时基轴35围绕纵向轴线X旋转，如图6A所示。在伸展位置，第一销64A至少部分地位于控制槽60中。在该点处，当凸角组46A、46B、46C、46D围绕纵向轴线X旋转时，致动器34A的第一销64A沿着控制槽60的第二部分92行进。第二部分92作为非限制性示例以控制槽中的分支的形式示出。然而，应当理解，控制槽的第二部分92可以以各种方式形成在控制槽中。当第一销64A沿着控制槽60的第二部分92行进时，触发轮45、轴向可移动结构44以及凸角组46A'、46B'、46C'、46D'相对于基轴35在第二方向R上从第二位置（图6B）轴向移动到第一位置（图6A）。因为控制槽60具有变化的深度，所以当第一销64A沿着控制槽60行进时，致动器34A的第一销64A可以机械地移动到其缩回位置。可替代地，控制模块16可以命令每个致动器34A-34D将用于每个致动器34A-34D的第一销64A移动到缩回位置。

参照图8，示出了第五实施例，其中远端轴向可移动结构59仅包括两个凸角组46A'、46B'。应当理解，触发轮45可以以各种方式直接安装到远端轴向可移动结构59，例如但不限于远端轴颈53。然而，应当理解，触发轮45可以安装到远端轴向可移动结构59的任何其他部分。

尽管上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，各个实施例的特征可以组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的其他实施例。虽然各个实施例可以被描述为针对一个或多个期望特征提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方案，但是本领域普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方案。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。这样，被描述为针对一个或多个特征比其它实施例或现有技术实施方案不太理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims

1.一种滑动凸轮轴，包括：

基轴，其沿着纵向轴线延伸，所述基轴配置为围绕所述纵向轴线旋转；

远端轴向可移动结构，其安装在所述基轴的远端上，所述远端轴向可移动结构能够相对于所述基轴在第一位置和第二位置之间轴向移动，所述远端轴向可移动结构旋转地固定到所述基轴，其中，所述远端轴向可移动结构包括最靠近所述基轴的所述远端且安装在该远端上的远端轴颈；以及

模制成型的触发轮，其固定于所述远端轴向可移动结构的所述远端轴颈的远端上，

其中，所述触发轮包括模制成型的聚合物部分。

2.根据权利要求1所述的滑动凸轮轴，还包括安装在所述基轴上的轴向可移动结构，所述轴向可移动结构与所述远端轴向可移动结构轴向地间隔开。

3.根据权利要求1所述的滑动凸轮轴，其中，所述模制成型的触发轮操作性地配置为与传感器保持固定径向距离，无论所述远端轴向可移动结构是处于所述第一位置还是所述第二位置。

4.根据权利要求1所述的滑动凸轮轴，其中，所述远端轴向可移动结构还包括：

第一凸角组和第二凸角组，所述第一凸角组和第二凸角组中的每个包括至少一个凸轮凸角，其中所述远端轴向可移动结构包括限定控制槽的筒形凸轮；标准轴颈，其设置在所述第一凸角组和所述第二凸角组之间；以及

所述远端轴颈设置在所述第二凸角组的相对侧上，所述远端轴颈与所述第二凸角组、所述标准轴颈和所述第一凸角组成一体。

5.根据权利要求4所述的滑动凸轮轴，还包括致动器，所述致动器具有致动器本体、第一销和第二销，所述第一销和所述第二销中的每一个能够相对于所述致动器本体在缩回位置和伸展位置之间移动，并且所述第一销和所述第二销被配置为沿着所述控制槽行进。

6.一种滑动凸轮轴，包括：

远端轴向可移动结构，其安装在所述基轴的远端上，所述远端轴向可移动结构能够相对于所述基轴轴向移动并且旋转地固定于所述基轴，其中所述远端轴向可移动结构包括：

第一凸角组和第二凸角组，所述第一凸角组和第二凸角组中的每个包括至少一个凸轮凸角，其中所述远端轴向可移动结构包括限定控制槽的筒形凸轮；

标准轴颈，其设置在所述第一凸角组和所述第二凸角组之间；

远端轴颈，其设置在所述第二凸角组的相对侧上并且最靠近所述基轴的所述远端且安装在该远端上，所述远端轴颈与所述第二凸角组、所述标准轴颈和所述第一凸角组成一体；

触发轮，其固定于所述远端轴向可移动结构的所述远端轴颈的远端上；致动器，其包括致动器本体以及第一销和第二销，每个销可移动地联接到所述致动器本体，使得所述第一销和第二销中的每个能够相对于所述致动器本体在缩回位置和伸展位置之间移动，其中所述第一销和第二销被配置为沿着所述控制槽行进；

其中，当所述基轴围绕所述纵向轴线旋转，所述第一销处于伸展位置，所述第一销至少部分地设置在所述控制槽中，并且所述第一销沿着所述控制槽行进时，所述触发轮和所述远端轴向可移动结构能够相对于所述基轴从第一位置轴向地移动到第二位置；

其中，当所述基轴围绕所述纵向轴线旋转，所述第二销处于所述伸展位置，并且所述第二销沿着所述控制槽行进时，所述远端轴向可移动结构能够相对于所述基轴从所述第二位置轴向地移动到所述第一位置；以及

其中，所述触发轮和传感器保持在彼此固定的径向距离处，无论所述轴向可移动结构是处于所述第一位置还是所述第二位置，

其中，所述触发轮包括模制成型的聚合物部分。

7.根据权利要求6所述的滑动凸轮轴，还包括与所述致动器通信的控制模块，其中所述第一销和第二销中的至少一个配置为响应于来自所述控制模块的输入而在所述缩回位置和所述伸展位置之间移动。

8.根据权利要求6所述的滑动凸轮轴，其中，所述第一凸角组的第一凸轮凸角具有第一最大凸角高度，并且所述第一凸角组的第二凸轮凸角具有第二最大凸角高度，使得所述第一最大凸角高度不同于所述第二最大凸角高度。