CN108138609B - 提供可变阀升程和/或可变阀正时的阀操作系统 - Google Patents

Abstract

一种包括多个凸轮组件的阀操作系统，这些凸轮组件被联接以围绕旋转轴线旋转。每个凸轮组件具有控制连杆和第一凸轮构件。每个控制连杆具有连杆主体，其形成控制连杆的大部分并且平行于旋转轴线延伸。每个第一凸轮构件联接到一个控制连杆以沿着旋转轴线一起在第一位置与第二位置之间轴向移动以分别在第一凸轮轮廓与第二凸轮轮廓之间交替。

Description

提供可变阀升程和/或可变阀正时的阀操作系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月6日提交的标题为“使用凸轮轴内部的控制杆的凸轮凸角切换机构(Cam Lobe Switching Mechanism Using Control Rods Inside TheCamshaft)”的第62/251959号美国临时申请以及2015年11月6日提交的标题为“用于使用凸轮轴内部的控制杆的凸轮凸角切换机构机械可变阀寿命致动器(Mechanical VariableValve Life Actuator For Cam Lobe Switching Mechanism Using Control RodsInside The Camshaft)”的第62/251972号美国临时申请的权益。每个上述申请的全部公开内容通过引用并入本文，如同完全阐述它们的全部内容一样。

技术领域

本公开涉及一种提供可变阀升程和/或可变阀正时的阀操作系统。

背景技术

本节提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

现代汽车四冲程内燃机通常配置有进气阀和排气阀，它们可经由阀操作系统选择性地打开以将空气或空气燃料混合物吸入到发动机汽缸并从发动机汽缸中排出气体。通常采用具有凸轮轴的阀操作系统来控制几个阀的打开的正时和持续时间。凸轮轴通常包括几个凸轮凸角，其中每个凸轮凸角具有确定一个或多个相关阀打开的持续时间以及一个或多个相关阀打开的量的形状。同样将明白的是，凸轮凸角中的一个相关凸轮凸角围绕凸轮轴的旋转轴线的位置确定一个或多个相关阀的打开的正时或相位。凸轮凸角的形状和相位的组合在本文将被称为“凸轮轮廓”。

这种内燃机的操作在很大程度上受到进气阀和排气阀打开的正时和持续时间的影响，并且这样一来，将凸轮轴配置有可交替采用来提供可变阀升程和/或可变阀正时的多组凸轮凸角是本领域已知的。虽然这种阀操作系统适用于它们的预期目的，但是它们仍然需要改进。

发明内容

本节提供本公开的一般概述，而并非是本公开的全部范围或其全部特征的全面公开。

在一种形式中，本教导提供了一种包括多个凸轮组件的阀操作系统。凸轮组件被联接以围绕旋转轴线旋转。每个凸轮组件具有控制连杆和第一凸轮构件。每个控制连杆具有连杆主体，其形成控制连杆的大部分并且平行于旋转轴线延伸。每个第一凸轮构件联接到控制连杆中的对应控制连杆以沿着旋转轴线与该对应控制连杆一起轴向移动。每个第一凸轮构件具有第一凸轮配置和第二凸轮配置，第一凸轮配置具有第一预定升程轮廓，该第二凸轮配置具有与第一预定升程轮廓不同的第二预定升程轮廓。每个凸轮组件可沿着旋转轴线在第一位置与第二位置之间滑动，在该第一位置中，第一凸轮配置位于相关激活位置中并且每个第二凸轮配置沿着旋转轴线偏离它们的相关激活位置，在该第二位置中，第二凸轮配置位于相关激活位置中并且每个第一凸轮配置沿着旋转轴线偏离它们的相关激活位置。

第一凸轮构件可轴向可滑动地联接到凸轮管，并且连杆主体容纳在凸轮管中。可选地，第一凸轮构件可不可旋转地联接到凸轮管。每个第一凸轮构件可限定多个内齿，其可与凸轮管上的多个外齿啮合接合。每个凸轮组件可进一步包括棘爪机构，其配置为将第一凸轮构件可释放地固定到凸轮管。可选地，每个棘爪机构可包括第一凹部和第二凹部，其形成在凸轮管中；棘爪构件，其容纳在第一凸轮构件中的相关第一凸轮构件的孔中；以及带型弹簧，其容纳在第一凸轮构件中的相关第一凸轮构件周围。带型弹簧可将棘爪构件推向凸轮管，并且可限制棘爪构件相对于第一凸轮构件中的相关第一凸轮构件在径向向外方向上从凸轮管的移动。将棘爪构件容纳到第一凹部中可将凸轮组件中的相关凸轮组件释放地固定在第一位置，而将棘爪构件容纳到第二凹部中可将凸轮组件中的相关凸轮组件释放地固定在第二位置。棘爪构件可选地为球形球体。

阀操作系统可选地包括间隔件，其容纳在凸轮管内并且形成多个连杆狭槽。每个控制连杆可容纳在连杆狭槽中的对应连杆狭槽中。可选地，垂直于旋转轴线截取的间隔件的横向横截面可为X形或Y形。

每个凸轮组件可进一步包括第二凸轮构件，其联接到控制连杆中的相关控制连杆以沿着旋转轴线与该相关控制连杆一起轴向移动。第二凸轮构件沿着旋转轴线与第一凸轮构件轴向间隔开。

每个控制连杆可进一步包括接合构件，其从连杆主体径向向外延伸并且接合第一凸轮构件中的对应第一凸轮构件。接合构件可为分立部件，其例如通过焊接组装到连杆主体。

每个第一凸轮构件可选地具有带第三预定升程轮廓的第三凸轮配置。第三凸轮配置的至少一部分的第三预定升程轮廓可不同于第一预定升程轮廓和第二预定升程轮廓。每个凸轮组件可沿着旋转轴线滑动到位于第一位置与第二位置中间的第三位置。将凸轮组件放置到它们的第三位置中，在该第三位置中，第三凸轮配置位于相关激活位置中，并且第一和第二凸轮配置中的每一个沿着旋转轴线偏离相关激活位置。

第二预定升程轮廓与第一预定升程轮廓不同之处在于最大升程值和最大升程值的旋转正时中的至少一个。

在另一种形式中，本教导提供了一种阀操作系统，其包括：凸轮管，该凸轮管可围绕旋转轴线旋转；多个凸轮组件；以及多个致动器区段。凸轮组件被联接以围绕旋转轴线旋转。每个凸轮组件具有控制连杆和第一凸轮构件。每个控制连杆具有连杆主体，其形成控制连杆的大部分并且平行于旋转轴线延伸。每个第一凸轮构件联接到控制连杆中的对应控制连杆以沿着旋转轴线与该对应控制连杆一起轴向移动。每个第一凸轮构件具有第一凸轮配置和第二凸轮配置，第一凸轮配置具有第一预定升程轮廓，该第二凸轮配置具有与第一预定升程轮廓不同的第二预定升程轮廓。每个凸轮组件可沿着旋转轴线在第一位置与第二位置之间滑动，在该第一位置中，第一凸轮配置位于相关激活位置中并且每个第二凸轮配置沿着旋转轴线偏离它们的相关激活位置，在该第二位置中，第二凸轮配置位于相关激活位置中并且每个第一凸轮配置沿着旋转轴线偏离它们的相关激活位置。每个致动器区段不可旋转但可轴向滑动地联接到凸轮管并且轴向固定到控制连杆中的相关控制连杆。每个致动器区段限定第一和第二斜坡轮廓，其围绕致动器区段在周向方向上延伸。第一斜坡轮廓具有第一斜坡部分和第二斜坡部分，该第二斜坡部分沿着旋转轴线轴向偏离第一斜坡部分。第二斜坡轮廓具有第三斜坡部分和第四斜坡部分，该第四斜坡部分沿着旋转轴线轴向偏离第三斜坡部分。

第一斜坡轮廓可由第一凹槽形成并且第二斜坡轮廓可由第二凹槽形成，该第二凹槽沿着旋转轴线与第一凹槽轴向间隔开。该阀操作系统可进一步包括第一销和第二销，该第一销可选择性地接合到第一斜坡轮廓，该第二销可选择地接合到第二斜坡轮廓。第一和第二销中的每一个可具有垂直于旋转轴线设置的纵向轴线。阀操作系统可进一步包括第一螺线管和第二螺线管，该第一螺线管可选择性地操作用于使第一销径向朝旋转轴线平移，该第二螺线管可选择性地操作用于使第二销径向朝旋转轴线平移。

至少一个致动器区段的第一斜坡轮廓可选地包括接合部分。第二斜坡部分可被设置在第一过渡部分与接合部分之间。形成接合部分的第一凹槽的一部分可具有底壁，其随着与第二斜坡部分相距的周向距离的增加而径向向内渐缩。接合部分可配置为容纳第一销且第一销与接合部分之间不接触，从而引起至少一个致动器区段沿着旋转轴线移动。

第一和第二斜坡轮廓可由公共凹槽形成。第一和第二斜坡轮廓可彼此轴向间隔开。该阀操作系统可包括至少一个销，其可选择性地接合到第一斜坡轮廓和第二斜坡轮廓。该至少一个销具有垂直于旋转轴线设置的纵向轴线。该阀操作系统可进一步包括至少一个螺线管，其可选择性地操作用于将该至少一个销平移成与致动器区段上的第一斜坡轮廓接合。至少一个螺线管可配置为将至少一个销平行于旋转轴线平移。

凸轮管可限定多个臂构件，致动器区段不可旋转且轴向可滑动地安装在该多个臂构件上。可选地，臂构件的数量为二。

该阀操作系统可进一步包括至少一个销，其可选择性地接合到第一和第二斜坡轮廓。

第一和第二斜坡轮廓可彼此不同，以免围绕垂直于旋转轴线并且与第一和第二斜坡轮廓等距的平面具有反射对称性。例如，第一斜坡轮廓可具有被设置在第一斜坡部分与第二斜坡部分之间的第一过渡部分，第二斜坡轮廓可具有被设置在第三斜坡部分与第四斜坡部分之间的第二过渡部分，并且第一和第二中间部分可配置为使得它们不是彼此的镜像。

从本文所提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。发明内容中的描述和具体示例仅旨在用于说明目的而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所述的附图仅用于选定实施例而非全部可能实施方案的说明性目的，而不旨在限制本公开的范围。

图1是具有根据本公开的教导构造的阀操作系统的内燃机的一部分的透视图；

图2是图1的阀操作系统的分解透视图；

图3是图1的阀操作系统的一部分的分解透视图，其更详细地说明了凸轮管和凸轮组件；

图4是图3中描绘的凸轮组件的分解透视图；

图5是一个凸轮组件的凸轮构件的一部分的示意图，其将凸轮构件的一部分描绘为具有第一和第二凸轮配置；

图6与图5类似，但是也描绘了第一和第二凸轮配置的定相差；

图7和图8是图1的阀操作系统的一部分的纵向截面图，其分别描绘了第一和第二位置的凸轮组件；

图9是图1的阀操作系统的横向截面图；

图10和图11是根据本公开的教导构造的替代阀操作系统的横向截面图；

图12是具有根据本公开的教导构造的另一种阀操作系统的内燃机的透视图；

图13是图1的阀操作系统的一部分的透视图，其更详细地说明了致动器区段；

图14和图15是图1的阀操作系统的一部分的透视图，其说明了致动器协调凸轮组件朝它们的第二位置的移动；

图16是图1的阀操作系统的一部分的透视图，其说明了致动器协调凸轮组件朝它们的第一位置的移动；

图17是具有接合部分的交替构造的致动器区段的透视图；

图18是具有带单个凹槽的致动器区段的另一种交替构造的致动器的透视图；

图19和20是根据本公开的教导构造的又一个阀操作系统的透视图；并且

图21是图19和图20的阀操作系统的分解透视图。

附图的全部多个视图中的对应参考标号指示对应的部分。

具体实施方式

参考图1和图2，内燃机的一部分被说明为具有根据本公开的教导构造的阀操作系统10。所说明的特定示例中的内燃机是具有直列式汽缸配置的四缸顶置凸轮发动机，但是将明白的是，本公开的教导应用于其它发动机配置，并且因而将理解的是，本公开的范围不限于具有顶置凸轮发动机的发动机或具有直列式汽缸配置的发动机。发动机可包括汽缸盖CH和用于提供旋转动力以驱动阀操作系统10的驱动装置DM，诸如凸轮齿轮、凸轮链轮或凸轮皮带轮。除了在本文另有说明外，汽缸盖CH和驱动装置DM可以众所周知的且常规的方式配置。阀操作系统10可包括凸轮管12、多个凸轮组件14和致动器16。

参考图2和图3，凸轮管12可联接到驱动装置DM以从其中接收旋转动力。在所提供的示例中，凸轮管12固定并且不可旋转地联接到驱动装置DM，但是将明白的是，可采用可变联轴器来将凸轮管12联接到驱动装置DM以选择性地在预定范围内改变旋转凸轮管12相对于驱动装置DM的位置，以对阀操作系统10提供可变阀正时能力。凸轮管12可具有中空内部20并且可限定多个凸轮构件安装部22和多个轴颈24。轴颈24可容纳在凸轮孔CB中，其可形成在汽缸盖CH与多个凸轮盖CC之间，该凸轮盖CC固定但是可拆卸地联接到汽缸盖CH。多个轴承(未具体示出)可被设置在轴颈24与汽缸盖CH和凸轮盖CC之间，使得凸轮管12相对于汽缸盖CH被支撑以围绕旋转轴线28旋转。

在图2和图4中，每个凸轮组件14可包括控制连杆30和一个或多个凸轮构件32。控制连杆30可具有连杆主体36和一个或多个接合构件38。连杆主体36可形成控制连杆30的大部分并且可沿着旋转轴线28(即，平行于旋转轴线28)在凸轮管12的中空内部20内延伸。每个接合构件38可联接到连杆主体36以与连杆主体36一起沿着旋转轴线28平移并且可从连杆主体36径向向外延伸。在所提供的示例中，第一接合构件38a是由组装到连杆主体36并且利用合适的联接装置(诸如焊接和/或紧固件)固定在一起的部件形成，而第二接合构件38b与连杆主体36成整体并且一体地形成(例如，作为垂直于连杆主体36延伸的钩或突起)。然而，将明白的是，所有接合构件38可为组装并且固定到连杆主体36的分立部件，或者所有接合构件38可例如通过弯曲、冷镦或锻造与连杆主体36成整体并且一体地形成。

每个凸轮构件32可轴向可滑动但不可旋转地联接到凸轮管12。在所提供的示例中，每个凸轮构件32具有内花键或齿形孔隙40，并且被容纳在凸轮管12上，使得内花键孔隙40的内齿与形成在凸轮管12上的凸轮构件安装部22上的对应外齿啮合接合。

每个凸轮构件32可具有第一凸轮配置50和第二凸轮配置52，它们交替采用以打开一组阀(未示出)。取决于发动机的配置，该组阀可仅包括一个或多个进气阀，或者可仅包括一个或多个排气阀，或者可包括一个或多个进气阀和一个或多个排气阀。第一凸轮配置50可具有第一预定升程轮廓，而第二凸轮配置52可具有与第一预定升程轮廓不同的第二预定升程轮廓。参考图5，第一预定升程轮廓可包括一个或多个第一凸轮凸角56，该第一凸轮凸角配置为提供第一最大升程值L1(即，第一凸轮凸角56的最大半径减去第一凸轮凸角56的基圆BC的半径R)，而第二预定升程轮廓可包括一个或多个第二凸轮凸角58，该第二凸轮凸角配置为提供与第一最大升程值L1不同的第二最大升程值L2。在第一凸轮配置50和第二凸轮配置52配置为打开包括一个或多个进气阀和一个或多个排气阀的一组阀的情况下，将明白的是，第一凸轮凸角56和第二凸轮凸角58(图5)配置为打开进气阀和排气阀，并且第一凸轮配置50和第二凸轮配置52将另外包括一个或多个其它凸轮凸角(未示出)，这些其它凸轮凸角配置为打开未被第一凸轮凸角56和第二凸轮凸角58(图5)打开的其它类型的阀(即，排气阀或进气阀)。另外地或替代地，第一预定升程轮廓的第一凸轮凸角56的正时(即，围绕旋转轴线的定向)可与第二预定升程轮廓的第二凸轮凸角58不同，如图6中所示并且由角度A表示。

参考图2和图3，凸轮组件14中的给定凸轮组件的每个凸轮构件32可联接到凸轮组件14中的给定凸轮组件14的控制连杆30以与控制连杆30一起沿着旋转轴线28轴向移动。在所提供的示例中，控制连杆30的每个接合构件38通过形成在凸轮管12中的相应的狭槽孔隙60(在图3中最佳地示出)容纳并且被容纳到(并且可选地穿过)形成在凸轮构件32中的相应凸轮构件32中的相应孔隙62中。

每个凸轮组件14可沿着旋转轴线28在第一位置(图7)与第二位置(图8)之间滑动，在该第一位置中，第一凸轮配置50位于相关激活位置70中并且每个第二凸轮配置52沿着旋转轴线28偏离它们的相关激活位置70，在该第二位置中，第二凸轮配置52位于相关激活位置70中并且每个第一凸轮配置50沿着旋转轴线28偏离它们的相关激活位置70。

返回图2和图4，每个凸轮组件14可选地包括一个或多个棘爪机构74，其可配置为将一个或多个凸轮构件32可释放地固定到凸轮管12。在所提供的示例中，每个棘爪机构74包括：第一凹部80和第二凹部82(图3中最佳地示出)，它们分别形成在凸轮管12中；棘爪构件84，其容纳在孔86中(图3中最佳地示出)；以及带型弹簧88，其容纳在凸轮构件32中的相关凸轮构件32周围。棘爪构件84可为球形球体。带型弹簧88容纳在凸轮构件32中的相关凸轮构件32周围，并且可将棘爪构件84推向凸轮管12，以及限制棘爪构件84相对于凸轮构件32中的相关凸轮构件32在径向向外方向上从凸轮管12的移动。将棘爪构件84容纳到第一凹部80(图3)中会将凸轮构件32中的相关凸轮构件32可释放地固定到凸轮管12，使得凸轮组件14中的相关凸轮组件14可释放地保持在第一位置。类似地，将棘爪构件84容纳到第二凹部82(图3)中会将凸轮构件32中的相关凸轮构件32可释放地固定到凸轮管12，使得凸轮组件14中的相关凸轮组件14可释放地保持在第二位置。

参考图2和图9，间隔件90可选地容纳在凸轮管12的中空内部20内，以将控制连杆30彼此分开。在所提供的特定示例中，间隔件90具有圆柱形主体92，其进行大小调整以容纳到凸轮管12的中空内部20中。多个凹槽94形成在圆柱形主体92中并且与圆柱形主体92的外径表面相交。凹槽94可围绕圆柱形主体92以对称方式周向地间隔开，并且可被塑形为容置控制连杆30的连杆主体36。在所提供的示例中，连杆主体36由具有圆形(横向)横截面形状的杆形成，并且每个凹槽94大体为U形。每个连杆主体36可被容纳到凹槽94中的对应凹槽94中。将明白的是，间隔件90可稍微不同地形成。例如，图10中描绘的间隔件90a具有大体Y形的横截面形状(以垂直于旋转轴线28的方式横向截取)，而图11中描绘的间隔件90b具有大体X形的横截面形状(垂直于旋转轴线28横向截取)。将明白的是，图10的实施例描绘了用于具有“V”配置的六缸顶置凸轮发动机的阀操作系统的一部分，该配置在每个发动机组上采用三个凸轮组件。

将明白的是，本公开不限于具有仅带两种不同凸轮配置的凸轮构件的阀操作系统，而是可包括多种凸轮配置。在图12的示例中，阀操作系统10a包括具有带第三预定升程轮廓的第三凸轮配置100的凸轮构件32a。第三凸轮配置100的至少一部分的第三预定升程轮廓可不同于第一预定升程轮廓和第二预定升程轮廓。在所提供的特定示例中，每个第三凸轮配置具有与第一和第二预定升程轮廓不同的第三预定升程轮廓。然而，将明白的是，一个或多个第三凸轮配置可具有第三预定升程轮廓，其与第一和第二预定升程轮廓不同并且配置为提供汽缸停用，而剩余的一个或多个第三凸轮配置可具有与第一和第二升程轮廓中的一个相同的第三预定升程轮廓。后一种方式的配置允许一些汽缸停用，而其余汽缸保持活动。每个凸轮组件14a可沿着旋转轴线28滑动到位于第一位置与第二位置中间的第三位置。将凸轮组件14a放置到它们的第三位置中会对应地将第三凸轮配置100放置在相关激活位置中，并且对应地将第一凸轮配置50和第二凸轮配置52中的每一个放置在沿着旋转轴线28偏离相关激活位置的位置处。

参考图2和图3，致动器16可包括多个致动器区段110和一个或多个销112，该一个或多个销112可选择性地与致动器区段110相互作用以协调凸轮组件14沿着旋转轴线28的轴向移动。

参考图13和图14，致动器区段110可大体上被塑形为环形区段，并且当共同彼此对齐时，致动器区段110可形成大体环形(但分段的)结构。每个致动器区段110不可旋转但可轴向滑动地联接到凸轮管12并且轴向固定到控制连杆30中的相关控制连杆30。在所提供的示例中，一对狭槽120形成到凸轮管12的与驱动装置DM(图2)相对的端部中以形成一对臂构件122。将明白的是，虽然狭槽120被描绘为延伸穿过凸轮管12的轴向端(使得狭槽120在一端开口)，但是狭槽120可从凸轮管12的轴向端向内形成使得狭槽在它们相对的轴向端上关闭。每个致动器区段110配置有一对周向延伸的狭槽130，这些狭槽130进行大小调整以容纳臂构件122的对应部分。将臂构件122容纳到周向延伸的狭槽130中会抑制致动器区段110相对于凸轮管12的旋转，同时允许致动器区段110在凸轮管12上滑动。

每个控制连杆30的连杆主体36可以任何期望的方式联接到致动器区段110中的对应致动器区段110。在所提供的特定示例中，在每个致动器区段110中形成通孔136，并且每个连杆主体36被容纳到通孔136中并且以压配方式接合到致动器区段110中的对应致动器区段110。将明白的是，可采用与连杆主体36联接或一体形成其它联接装置(诸如螺纹、夹子、紧固件和/或凸缘(例如，经由镦粗形成)以将控制连杆30固定到致动器区段110。

每个致动器区段110可分别限定第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152，它们可围绕致动器区段110在周向方向上延伸。致动器区段110上的每个第一斜坡轮廓150可(但不必)以相同方式配置。致动器区段110上的每个第二斜坡轮廓152可(但不必)以相同方式配置。在所提供的示例中，第一斜坡轮廓150是由第一凹槽154形成，该第一凹槽154形成在致动器区段110中的给定致动器区段110上，并且第二斜坡轮廓152是由第二凹槽156形成，该第二凹槽156形成在致动器区段110中的给定致动器区段110上并且沿着旋转轴线28与第一凹槽154轴向间隔开。第一凹槽154和第二凹槽156被设置在台肩160的相对侧上，并且第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152形成在台肩160的相对侧壁上(即，形成在第一凹槽154和第二凹槽156的分别形成台肩160的边缘上)。第一斜坡轮廓150可具有第一斜坡部分170、第二斜坡部分172和第一过渡部分174，该第二斜坡部分172沿着旋转轴线28轴向偏离第一斜坡部分170，该第一过渡部分174围绕旋转轴线28“螺旋地”塑形并且将第一斜坡部分170和第二斜坡部分172连接。第二斜坡部分172可相对较短并且在极端情况下由第一过渡部分174的与第一斜坡部分170相对的端部处的单个点组成。第二斜坡轮廓152可具有第三斜坡部分180、第四斜坡部分182和第二过渡部分184，该第四斜坡部分182沿着旋转轴线28轴向偏离第三斜坡部分180，该第二过渡部分184围绕旋转轴线28螺旋地塑形并且将第三斜坡部分180和第四斜坡部分182连接。第四斜坡部分182可相对较短并且在极端情况下由第二过渡部分184的与第三斜坡部分180相对的端部处的单个点组成。第二斜坡轮廓152可为第一斜坡轮廓150的镜像。

将明白的是，第一过渡部分174和第二过渡部分184可以任何期望的方式塑形。例如，第一过渡部分174和第二过渡部分184可配置为使得根据围绕致动器区段的周向表面的位置，第一或第二过渡部分的表面以恒定方式变化(即，该表面被形成为真正的螺旋)或以多阶段方式变化，诸如以较慢速率开始(例如，限制由相关凸轮组件的移动产生的轴向力)和/或以较慢速率结束(例如，使相关凸轮组件减速以便防止凸轮组件中的相关凸轮组件超程)。

致动器区段110配置为使得第一斜坡部分170和第三斜坡部分180被设置在致动器区段110的一个周向端上，并且第二斜坡部分172和第四斜坡部分182被设置在致动器区段110的相对周向端上。当安装在凸轮管12上时，致动器区段110相对于彼此布置，使得具有第二斜坡部分172和第四斜坡部分182的一个致动器区段110的周向端抵靠具有第一斜坡部分170和第三斜坡部分180的另一个致动器区段110的周向端。

参考图2、图15和图17，在所提供的示例中，致动器16包括一对销112(即，第一销112a和第二销112b)，其可选择性地分别接合到第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152。第一销112a和第二销112b中的每一个可具有垂直于旋转轴线28设置的纵向轴线200。第一销112a可选择性地朝旋转轴线28平移成与第一斜坡轮廓150接合，以协调凸轮组件14从它们的第一位置到它们的第二位置的移动。类似地，第二销112b可选择性地朝旋转轴线28平移成与第二斜坡轮廓152接合，以协调凸轮组件14从它们的第二位置到它们的第一位置的移动。可采用任何期望的装置来选择性地平移第一销112a和第二销112b。在所提供的示例中，第一螺线管206用于平移第一销112a，而第二螺线管208用于平移第二销112b。第一螺线管206和第二螺线管208中的每一个可具有：柱塞(未具体示出)，其可联接到第一销112a或第二销112b以进行公共平移运动；电磁线圈(未示出)，其可被激励以将柱塞和第一销112a或第二销112b朝旋转轴线28驱动；以及弹簧(未示出)，其可将柱塞和第一销112a或第二销112b偏置离开旋转轴线28。

参考图2和图15，在发动机的操作和凸轮组件14的旋转期间，致动器16可被选择性地操作以使凸轮构件32沿着旋转轴线28平移，以将每个凸轮构件32上的凸轮配置中的期望凸轮配置定位在相关激活位置70处(图7)，使得每个凸轮构件32上的期望凸轮配置用于打开对应的多组阀。在凸轮组件14处于它们的第一位置使得第一凸轮配置50(图5)被设置在相关激活位置70(图7)中的情况下，第一螺线管206可被操作以将第一销112a朝旋转轴线28驱动，使得第一销112a可接合到第一斜坡轮廓150。致动器区段110经由驱动构件DM的旋转导致第一销112a沿着第一斜坡轮廓150“行驶”。第一销112a与致动器区段110中的第一致动器区段110上的第一过渡部分174之间的接触在第一方向上迫使致动器区段110中的第一致动器区段110(和凸轮组件中的相关凸轮组件14)沿着旋转轴线28。凸轮组件中的相关凸轮组件14从第一位置移出(图3导致被承载在一个或多个相关凸轮构件32中的棘爪构件84)与凸轮管12上的第一凹部80分离(图3)。当第一销112a接触第二斜坡部分172时，致动器区段110中的第一致动器区段110以及它的相关凸轮组件14在第一方向上沿着旋转轴线的平移会终止，此时凸轮组件14中的相关凸轮组件14被设置在其第二位置，使得凸轮组件14中的相关凸轮组件14的凸轮构件32上的第二凸轮配置52(图5)被设置在它们的相关激活位置70中(图8)。在该位置中，被承载在一个或多个相关凸轮构件32中的棘爪构件84容纳在凸轮管12中的第二凹部82中(图3)，以阻止凸轮组件14中的相关凸轮组件14沿着旋转轴线28从其第二位置移动。

将明白的是，驱动构件DM的持续旋转导致每个剩余的致动器区段110(以及它们的相关凸轮组件14)沿着旋转轴线28类似地平移，以将剩余的凸轮组件14定位在它们的第二位置中，使得所有凸轮构件32沿着凸轮管12定位，使得第二凸轮配置52定位在它们的相关激活位置70中。

参考图2和图16，发动机的操作期间并且在凸轮组件14处于它们的第,二位置使得第二凸轮配置52(图5)被设置在相关激活位置70(图8)中的情况下，第二螺线管208可被操作以将第二销112b朝旋转轴线28驱动，使得第二销112b可接合到第二斜坡轮廓152。致动器区段110经由驱动构件DM的旋转导致第二销112b沿着第二斜坡轮廓152“行驶”。第二销112b与致动器区段110中的第一致动器区段110上的第二过渡部分184之间的接触在与第一方向相反的第二方向上迫使致动器区段110中的第一致动器区段110(和凸轮组件中的相关凸轮组件14)沿着旋转轴线28。当第二销112b接触第四斜坡部分182时，致动器区段110中的第一致动器区段110以及它的相关凸轮组件14在第二方向上沿着旋转轴线的平移会终止，此时凸轮组件14中的相关凸轮组件14被设置在其第一位置，使得凸轮组件14中的相关凸轮组件14的凸轮构件32上的第一凸轮配置50被设置在它们的相关激活位置70中。将明白的是，驱动构件DM的持续旋转导致每个剩余的致动器区段110(以及它们的相关凸轮组件14)沿着旋转轴线28类似地平移，以将剩余的凸轮组件14定位在它们的第一位置中，使得所有凸轮构件32沿着凸轮管12定位，使得第一凸轮配置50定位在它们的相关激活位置70中。

在图17中，说明了根据本公开的教导构造的另一种阀操作系统的一部分。在该示例中，第一斜坡轮廓150a和第二斜坡轮廓152a中的每一个分别包括接合部分300，该接合部分300配置为分别与致动器区段110a中的相邻致动器区段110a上的第一凹槽154a和第二凹槽156a相交。与第一凹槽154a成直线设置的接合部分300被设置在第二斜坡部分172的与第一过渡部分174相对的周向侧上，并且随着相距第一过渡部分174的周向距离的增加而径向向内渐缩。类似地，与第二凹槽156成直线设置的接合部分300被设置在第四斜坡部分182的与第二过渡部分184相对的周向侧上，并且随着相距第二过渡部分184的周向距离的增加而径向向内渐缩。每个接合部分300配置为允许致动器区段110d与第一销112a和第二销112b中相关销之间的“早期”接触。例如，第一销112a可朝旋转轴线28平移并且可在致动器区段110d中的第一致动器区段110d上接触接合部分300，以便当第一销112a在致动器区段110d中的下一个致动器区段110d上接合第一过渡部分170时完全就位。考虑到常规发动机的凸轮轴的转速可在每分钟300转到每分钟3500转之间变化，在一个或多个致动器区段110a上存在接合部分300会有效地延长第一斜坡部分170和第三斜坡部分180，使得提供附加时间来使第一销112a和第二销112b中的相应销在第一销112a接触第一过渡部分174或者第二销112b接触第二过渡部分184之前完全延伸。

还将明白的是，内燃机的凸轮轴能够在不同的时间以相反方向旋转，诸如内燃机已经在旋转负载已经施加到曲轴时被关闭，这倾向于使曲轴在与内燃机运行时将旋转的旋转方向相反的旋转方向上旋转。在这种情况下，当致动器区段110a以相反旋转方向旋转时，致动器区段110a可能会损坏将被驱动成与致动器区段110a的第二斜坡部分172或第四斜坡部分182接触的销112a、112b中的任一个。然而，当致动器区段110a在其相反的旋转方向上旋转时，通过使销112a、112b提升到致动器区段110a上，接合部分300有助于防止在这种情况下对销112a、112b的损坏。

在图18中，说明了根据本公开的教导构造的又另一种阀操作系统的一部分。在该示例中，致动器区段110b经由单个凹槽400形成，其中第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152形成在单个凹槽400的相对侧壁上。如果需要，第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152可沿着旋转轴线28彼此轴向间隔开。如果需要，可选择性地采用单个销112来接合第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152，以协调致动器区段110b沿着旋转轴线28的移动。单个销112可保持在单个凹槽400内，其纵向轴线200垂直于旋转轴线28，并且单个销112可经由螺线管402沿着旋转轴线28平移以交替地接触第一斜坡轮廓150和第二斜坡轮廓152。

在提供的示例中，单个销112可沿着旋转轴线28在第一销位置410、第二位置412和被设置在第一位置410与第二位置412之间的第三或中间位置414之间移动。随着驱动构件DM(图2)旋转并且致动器区段110b处于它们的第一位置，凸轮组件14(图2)可沿着旋转轴线28设置在它们的第一位置中，使得第一凸轮配置50(图5)位于相关激活位置中。当单个销112被放置在中间销位置414中时，单个销112可在致动器区段110b围绕旋转轴线28旋转时接触致动器区段110b的第一斜坡轮廓150，这可驱动致动器区段110b和凸轮组件14(图2)在第一方向上沿着旋转轴线28，使得凸轮组件14(图2)可沿着旋转轴线28设置在第一位置与第二位置中间的第三位置中，使得第三凸轮配置在凸轮构件上位于相关激活位置中。当单个销112进一步移动到第二销位置时，单个销112可在致动器区段110b围绕旋转轴线28旋转时接触致动器区段110b的第一斜坡轮廓150，这可驱动致动器区段110b和凸轮组件14(图2)在第一方向上沿着旋转轴线28，使得凸轮组件14(图2)可沿着旋转轴线28设置在第二位置中，使得第二凸轮配置在凸轮构件上位于相关激活位置中。

此后，可首先将单个销112从第二位置移动到中间位置以在致动器区段110b上接触第二斜坡轮廓152，以将凸轮组件平移到它们的中间位置，并且此后单个销112可从中间位置414移动到第一位置410以在致动器区段110b上接触第二斜坡轮廓152以将凸轮组件平移到它们的第一位置。

图19至图21的示例说明了另一种阀操作系统10c。除了阀操作系统10c包括可变阀正时机构500并且凸轮管12不可旋转地联接到可变阀正时机构500的转子502之外，阀操作系统10c大体上与图1的相同。将明白的是，可变阀正时机构500的转子502可围绕驱动装置DM枢转以改变凸轮构件32相对于驱动装置DM的旋转位置。

出于说明和描述目的而提供了前文对实施例的描述。该前文描述不旨在穷举或限制本公开。特定实施例的个别元件或特征一般不限于该特定实施例，而是，如果合适的话是可互换的并且可在选定实施例中使用，即使没有具体示出或描述。同样地，可以以许多方式产生变型。这样的变型不应被视为脱离本公开，且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (32)

1.一种阀操作系统（10），包括：

凸轮管（12），其可围绕旋转轴线（28）旋转；

多个凸轮组件（14），每个所述凸轮组件（14）具有控制连杆（30）和第一凸轮构件，每个所述控制连杆（30）具有形成所述控制连杆（30）的大部分的连杆主体（36），所述连杆主体（36）平行于所述旋转轴线（28）延伸，所述连杆主体（36）容纳在所述凸轮管（12）中，每个所述第一凸轮构件安装在所述凸轮管（12）上并且联接到所述控制连杆（30）中的对应控制连杆以沿着所述旋转轴线（28）与所述对应控制连杆一起轴向移动，每个所述第一凸轮构件具有第一凸轮配置（50）和第二凸轮配置（52），所述第一凸轮配置（50）具有第一预定升程轮廓，所述第二凸轮配置（52）具有与所述第一预定升程轮廓不同的第二预定升程轮廓，其中每个所述凸轮组件（14）可沿着所述旋转轴线（28）在第一位置与第二位置之间滑动，在所述第一位置中，所述第一凸轮配置（50）位于相关激活位置中并且每个所述第二凸轮配置（52）沿着所述旋转轴线（28）偏离它们的相关激活位置，在所述第二位置中，所述第二凸轮配置（52）位于所述相关激活位置中并且每个所述第一凸轮配置（50）沿着所述旋转轴线（28）偏离它们的相关激活位置，以及

多个致动器区段（110），每个所述致动器区段（110）不可旋转地但可轴向滑动地联接到所述凸轮管（12）并且轴向地固定到所述控制连杆（30）中的相关控制连杆，每个所述致动器区段（110）限定在周向方向上围绕所述致动器区段（110）延伸的第一和第二斜坡轮廓（150、152），所述第一斜坡轮廓（150）具有第一斜坡部分（170）和第二斜坡部分（172），所述第二斜坡部分（172）沿着所述旋转轴线（28）轴向偏离所述第一斜坡部分（170），所述第二斜坡轮廓（152）具有第三斜坡部分（180）和第四斜坡部分（182），所述第四斜坡部分（182）沿着所述旋转轴线（28）轴向偏离所述第三斜坡部分（180），

其中，当安装在所述凸轮管（12）上时，所述致动器区段（110）相对于彼此布置，使得具有所述第二斜坡部分（172）和所述第四斜坡部分（182）的一个致动器区段（110）的周向端抵靠具有所述第一斜坡部分（170）和所述第三斜坡部分（180）的另一个致动器区段（110）的周向端。

2.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中所述第一斜坡轮廓（150）是由第一凹槽（154）形成，并且所述第二斜坡轮廓（152）是由第二凹槽（156）形成，所述第二凹槽（156）沿着所述旋转轴线（28）与所述第一凹槽（154）轴向间隔开。

3.根据权利要求2所述的阀操作系统（10），进一步包括可选择性地接合到所述第一斜坡轮廓（150）的第一销（112a）和可选择性地接合到所述第二斜坡轮廓（152）的第二销（112b）。

4.根据权利要求3所述的阀操作系统（10），其中第一和第二销（112a、112b）中的每一个具有垂直于所述旋转轴线（28）设置的纵向轴线（200）。

5.根据权利要求3所述的阀操作系统（10），进一步包括第一和第二螺线管（206、208），第一螺线管（206）可选择性地操作用于使所述第一销（112a）朝所述旋转轴线（28）径向平移，第二螺线管（208）可选择性地操作用于使所述第二销（112b）朝所述旋转轴线（28）径向平移。

6.根据权利要求3所述的阀操作系统（10），其中至少一个所述致动器区段（110）的所述第一斜坡轮廓（150）包括接合部分（300），其中所述第二斜坡部分（172）被设置在设置于第一和第二斜坡部分（170、172）之间的第一过渡部分（174）与所述接合部分（300）之间，其中形成所述接合部分（300）的所述第一凹槽（154）的一部分具有底壁，所述底壁随着相距所述第二斜坡部分（172）的周向距离的增加而径向向内渐缩，所述接合部分（300）被配置为容纳所述第一销（112a）且所述第一销（112a）与所述接合部分（300）之间没有导致至少一个所述致动器区段（110）沿着所述旋转轴线（28）移动的接触。

7.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中第一和第二斜坡轮廓（150、152）是由公共凹槽（400）形成。

8.根据权利要求7所述的阀操作系统（10），其中所述第一和第二斜坡轮廓（150、152）彼此轴向间隔开。

9.根据权利要求7所述的阀操作系统（10），进一步包括至少一个销（112），所述至少一个销可选择性地接合到所述第一斜坡轮廓（150）和所述第二斜坡轮廓（152）。

10.根据权利要求9所述的阀操作系统（10），其中所述至少一个销（112）具有垂直于所述旋转轴线（28）设置的纵向轴线（200）。

11.根据权利要求10所述的阀操作系统（10），进一步包括至少一个螺线管（402），所述至少一个螺线管可选择性地操作用于将所述至少一个销（112）平移成与所述致动器区段（110）上的所述第一斜坡轮廓（150）接合。

12.根据权利要求11所述的阀操作系统（10），其中所述至少一个螺线管（402）被配置为将所述至少一个销（112）平行于所述旋转轴线（28）平移。

13.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中所述凸轮管（12）限定多个臂构件（122），所述致动器区段（110）不可旋转且轴向可滑动地安装在所述多个臂构件（122）上。

14.根据权利要求13所述的阀操作系统（10），其中所述臂构件（122）的数量为二。

15.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），进一步包括至少一个销（112、112a、112b），所述至少一个销可选择性地接合到第一和第二斜坡轮廓（150、152）。

16.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中第一和第二斜坡轮廓（150、152）彼此不同，以免围绕垂直于所述旋转轴线（28）并且与所述第一和第二斜坡轮廓（150、152）等距的平面具有反射对称性。

17.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中所述第一斜坡轮廓（150）具有被设置在所述第一斜坡部分（170）与所述第二斜坡部分（172）之间的第一过渡部分（174），其中所述第二斜坡轮廓（152）具有被设置在所述第三斜坡部分（180）与所述第四斜坡部分（182）之间的第二过渡部分（184），并且其中第一和第二过渡部分（174、184）不是彼此的镜像。

18.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中每个所述致动器区段（110）围绕所述凸轮管（12）的周长的一部分延伸。

19.根据权利要求1所述的阀操作系统（10），其中所述致动器区段（110）能够被塑形为环形区段，并且当共同彼此对齐时，所述致动器区段（110）能够形成环形但分段的结构。

20.一种阀操作系统（10），包括：

多个凸轮组件（14），所述凸轮组件被联接以围绕旋转轴线（28）旋转，每个所述凸轮组件（14）具有控制连杆（30）和第一凸轮构件，每个所述控制连杆（30）具有形成所述控制连杆（30）的大部分的连杆主体（36），所述连杆主体（36）平行于所述旋转轴线（28）延伸，每个所述第一凸轮构件联接到所述控制连杆（30）中的对应控制连杆以与所述对应控制连杆沿着所述旋转轴线（28）一起轴向移动，每个所述第一凸轮构件具有第一凸轮配置（50）和第二凸轮配置（52），所述第一凸轮配置（50）具有第一预定升程轮廓，所述第二凸轮配置（52）具有与所述第一预定升程轮廓不同的第二预定升程轮廓，其中每个所述凸轮组件（14）可沿着所述旋转轴线（28）在第一位置与第二位置之间滑动，在所述第一位置中，所述第一凸轮配置（50）位于相关激活位置中并且每个所述第二凸轮配置（52）沿着所述旋转轴线（28）偏离它们的相关激活位置，在所述第二位置中，所述第二凸轮配置（52）位于所述相关激活位置中并且每个所述第一凸轮配置（50）沿着所述旋转轴线（28）偏离它们的相关激活位置，其中所述第一凸轮构件可轴向滑动地联接到凸轮管（12），并且其中所述连杆主体（36）被容纳在所述凸轮管（12）中，并且所述阀操作系统（10）进一步包括间隔件（90、90a、90b）、多个致动器区段（110）、第一销（112a）和第二销（112b），所述间隔件（90、90a、90b）容纳在所述凸轮管（12）内并且形成多个凹槽（94），每个所述控制连杆（30）被容纳在所述凹槽（94）中的对应凹槽中，每个所述致动器区段（110）围绕所述凸轮管（12）的周长的一部分延伸，每个所述致动器区段（110）不可旋转地但可轴向滑动地联接到所述凸轮管（12）并且轴向地固定到所述控制连杆（30）中的相关控制连杆，每个所述致动器区段（110）限定在周向方向上围绕所述致动器区段（110）延伸的第一和第二斜坡轮廓（150、152），所述第一斜坡轮廓（150）具有第一斜坡部分（170）和第二斜坡部分（172），所述第二斜坡部分（172）沿着所述旋转轴线（28）轴向偏离所述第一斜坡部分（170），所述第二斜坡轮廓（152）具有第三斜坡部分（180）和第四斜坡部分（182），所述第四斜坡部分（182）沿着所述旋转轴线（28）轴向偏离所述第三斜坡部分（180），所述第一销（112a）可选择性地接合到所述第一斜坡轮廓（150），所述第二销（112b）可选择性地接合到所述第二斜坡轮廓（152），其中，所述第一斜坡轮廓（150）是由第一凹槽（154）形成，并且所述第二斜坡轮廓（152）是由第二凹槽（156）形成，所述第二凹槽（156）沿着所述旋转轴线（28）与所述第一凹槽（154）轴向间隔开，并且其中，至少一个所述致动器区段（110）的所述第一斜坡轮廓（150）包括接合部分（300），其中，所述第二斜坡部分（172）被设置在设置于第一和第二斜坡部分（170、172）之间的第一过渡部分（174）与所述接合部分（300）之间，其中，形成所述接合部分（300）的所述第一凹槽（154）的一部分具有底壁，所述底壁随着相距所述第二斜坡部分（172）的周向距离的增加而径向向内渐缩，所述接合部分（300）被配置为容纳所述第一销（112a）且所述第一销（112a）与所述接合部分（300）之间没有导致至少一个所述致动器区段（110）沿着所述旋转轴线（28）移动的接触。

21.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中所述第一凸轮构件不可旋转地联接到所述凸轮管（12）。

22.根据权利要求21所述的阀操作系统（10），其中每个所述第一凸轮构件限定多个内齿，其与所述凸轮管（12）上的多个外齿啮合接合。

23.根据权利要求21所述的阀操作系统（10），其中每个所述凸轮组件（14）进一步包括棘爪机构（74），并且其中所述棘爪机构（74）被配置为将所述第一凸轮构件可释放地固定到所述凸轮管（12）。

24.根据权利要求23所述的阀操作系统（10），其中每个所述棘爪机构（74）包括：第一和第二凹部（80，82），它们形成在所述凸轮管（12）中；棘爪构件（84），其容纳在所述第一凸轮构件中的相关第一凸轮构件中的孔（86）中；以及带型弹簧（88），其容纳在所述第一凸轮构件中的所述相关第一凸轮构件周围，所述带型弹簧（88）将所述棘爪构件（84）推向所述凸轮管（12），并且限制所述棘爪构件（84）相对于所述第一凸轮构件中的所述相关第一凸轮构件在径向向外方向上从所述凸轮管（12）的移动，其中将所述棘爪构件（84）容纳到所述第一凹部（80）中将所述凸轮组件（14）中的相关凸轮组件可释放地固定在所述第一位置，并且其中将所述棘爪构件（84）容纳到所述第二凹部（82）中将所述凸轮组件（14）中的所述相关凸轮组件可释放地固定在所述第二位置。

25.根据权利要求24所述的阀操作系统（10），其中所述棘爪构件（84）是球形球体。

26.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中垂直于所述旋转轴线（28）截取的所述间隔件（90a、90b）的横向横截面是X形或Y形。

27.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中每个所述凸轮组件（14）进一步包括第二凸轮构件，所述第二凸轮构件联接到所述控制连杆（30）中的相关控制连杆以与所述相关控制连杆沿着所述旋转轴线（28）一起轴向移动，其中所述第二凸轮构件沿着所述旋转轴线（28）与所述第一凸轮构件轴向间隔开。

28.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中每个所述控制连杆（30）进一步包括接合所述第一凸轮构件中的对应第一凸轮构件的接合构件（38），并且其中所述接合构件（38）从所述连杆主体（36）径向向外延伸。

29.根据权利要求28所述的阀操作系统（10），其中所述接合构件（38）是组装到所述连杆主体（36）的分立部件。

30.根据权利要求29所述的阀操作系统（10），其中所述接合构件（38）焊接到所述连杆主体（36）。

31.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中每个所述第一凸轮构件具有带第三预定升程轮廓的第三凸轮配置（100），其中所述第三凸轮配置（100）的至少一部分的所述第三预定升程轮廓与所述第一预定升程轮廓和所述第二预定升程轮廓不同，并且其中每个所述凸轮组件（14）可沿着所述旋转轴线（28）滑动到所述第一位置与所述第二位置中间的第三位置，其中将所述凸轮组件（14）放置到它们的第三位置中，在所述第三位置中，所述第三凸轮配置（100）位于所述相关激活位置中，并且第一和第二凸轮配置（50、52）中的每一个沿着所述旋转轴线（28）偏离所述相关激活位置。

32.根据权利要求20所述的阀操作系统（10），其中所述第二预定升程轮廓与所述第一预定升程轮廓不同之处在于最大升程值和所述最大升程值的旋转正时中的至少一个。

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