CN108291455B - 空动差动阀致动 - Google Patents

Abstract

在包括具有相同功能类型的第一和第二发动机阀的缸的发动机中，用于致动该第一和第二发动机阀的系统，该系统包括接收来自第一和第二阀致动运动源中的相应一个的第一和第二阀致动运动的第一和第二主活塞、可操作地连接到该第一发动机阀并且配置成液压地接收来自至少该第一主活塞的该第一阀致动运动的第一从活塞和可操作地连接到该第二发动机阀并且配置成液压地接收来自该第二主活塞的该第二阀致动运动的第二从活塞。该系统还包括蓄积器和与该第一主活塞、该第一从活塞和该蓄积器液压连通的模式选择阀。该模式选择阀可以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该蓄积器。

Description

空动差动阀致动

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月22日提交的发明名称为“差动阀升程空动可变阀机构”的临时美国专利申请序列号62/222,201的权益。

技术领域

本公开总体上涉及内燃机，并且具体地涉及用于结合有空动部件的发动机阀的差动致动的系统。

背景技术

内燃机中的阀驱动对于发动机产生正功率以及产生发动机制动是必需的。在正功率期间，可以打开进入阀以允许燃料和空气进入用于燃烧的缸，并且可以打开排放阀以允许燃烧气体从该缸逸出。

对于正功率和发动机制动应用两者，发动机缸进入和排放阀可以由发动机中的固定轮廓凸轮打开和闭合，并且更具体地由可以是该凸轮中的每个的整体部分的一个或多个固定凸角打开和闭合。固定轮廓凸轮的使用使得难以调整优化阀打开/闭合时间所需的发动机阀升程的正时和/或量以及用于各种发动机工作条件的升程(通常称为可变阀致动(VVA))，例如不同的发动机速度。

在给定固定凸轮轮廓的情况下调节阀正时和升程的一种方法是将“空动”设备结合在位于阀和凸轮之间的阀机构联接装置中。空动运动是应用于一类技术方案的术语，用于利用可变长度的机械、液压或其他联接装置来修改由凸轮轮廓决定的阀运动。在VVA空动(LM)系统中，凸轮凸角可以提供全范围发动机工作条件所需的“最大”(最长停留和最大升程)运动。可变长度LM系统于是可以被包括在阀机构联接装置中，要被打开的阀以及提供最大运动的凸轮之间，以减去或失去由凸轮赋予到阀的部分或全部运动。

不幸的是，尽管LM系统在很多方面都是有益的，但它们也有一些缺点。例如，在许多当前的VVA LM系统中，发动机中的每个阀需要其自己的液压切换部件(例如，所谓的高速电磁阀)和相关的电子器件，导致增加的成本和复杂性。

发明内容

本公开描述了一种用于致动发动机阀的系统，其克服了上述缺点。在一实施例中，在包括具有相同功能类型的第一发动机阀和第二发动机阀的缸的发动机中，用于致动该第一发动机阀和第二发动机阀的系统，该系统包括接收来自第一阀致动运动源的第一阀致动运动的第一主活塞和接收来自第二运动源的第二阀致动运动的第二主活塞。该系统还包括第一从活塞，该第一从活塞可操作地连接到该第一发动机阀并且配置成液压地接收来自至少该第一主活塞的该第一阀致动运动。另外，该系统包括第二从活塞，该第二从活塞可操作地连接到该第二发动机阀并且配置成液压地接收来自该第二主活塞的该第二阀致动运动。该系统还包括蓄积器和与该第一主活塞、该第一从活塞和该蓄积器液压连通的模式选择阀。在操作中，该模式选择阀可以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该蓄积器。

在一实施例中，该系统还包括在该第二主活塞和该第一从活塞之间的液压通道，从而该第一从活塞经由该液压通道从该第二主活塞液压地接收该第二阀致动运动。在该实施例中，该模式选择阀可以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该第一从活塞，或者可以选择性地将该第一主活塞和该第二主活塞液压地连接到该蓄积器。

在另一实施例中，该模式选择阀与该液压通道液压连通，并且该系统还包括两通阀，该两通阀布置在该第二主活塞和该模式选择阀之间的液压通道内并且还与该蓄积器液压连通。在该实施例中，该两通阀可以选择性地液压地连接该第二主活塞和该模式选择阀或者选择性地液压地连接该第二主活塞和该蓄积器。在该实施例中，由该第一运动源提供的该第一阀致动运动可以提供比由该第二阀致动运动源提供的该第二阀致动运动更少的峰值阀升程。可替换地，或另外地，在该实施例中，由该第一运动源提供的该第一阀致动运动可以具有比由该第二阀致动运动源提供的该第二阀致动运动更短的持续时间。

在另一实施例中，该第一主活塞被布置在具有溢流端口的第一主活塞孔中，并且该模式选择阀可以选择性地将该溢流端口液压地连接到该蓄积器或者可以选择性地将该蓄积器与该第一主活塞和该溢流端口液压地隔离。

在另一实施例中，该第一从活塞被布置在具有溢流端口的第一从活塞孔中，并且该模式选择阀可以选择性地将该溢流端口液压地连接到该蓄积器或者可以选择性地将该蓄积器与该第一主活塞和该溢流端口液压地隔离。

在更进一步的实施例中，该系统可以包括锁，该锁配置成选择性地锁定和解锁在不活动位置上的该第一主活塞和/或，该系统可以包括，对于该第一和第二从活塞中的每个，可操作地连接到该从活塞上的自动间隙调节器。

附图说明

在本公开中描述的特征在所附权利要求中具体阐述。结合附图考虑以下详细描述，这些特征和伴随的优点将变得显而易见。现在参考附图仅以举例的方式描述一个或多个实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本公开的第一实施例的包括用于致动第一和第二发动机阀的模式选择阀的系统的示意性局部横截面框图；

图2-4是根据图1的系统的第一实施例实施为三端口、三位置滑阀的模式选择阀的示意图；

图5示出了根据图1的系统的第一实施例可以实现的用于第一和第二发动机阀两者的阀升程的示例；

图6是根据本公开的第二实施例的包括用于致动第一和第二发动机阀的模式选择阀的系统的示意性局部横截面框图；

图7-9是根据图6的系统的第二实施例实施为三端口、三位置滑阀的模式选择阀的示意图；

图10示出了根据图6的系统的第二实施例可以实现的阀升程的示例，其中在图10的左侧描绘了用于第一发动机阀的阀升程，并且在图10的右侧描绘了用于第二发动机阀的阀升程；

图11是根据本公开的第三实施例的包括用于致动第一和第二发动机阀的模式选择阀的系统的示意性局部横截面框图；

图12示出了根据图11的系统的第一实施例可以实现的阀升程的示例，其中在图12的左侧描绘了用于第一发动机阀的阀升程，在图12的右侧描绘了用于第二发动机阀的阀升程；

图13是根据本公开的第四实施例的包括用于致动第一和第二发动机阀的模式选择阀的系统的示意性局部横截面框图；

图14-16是实施为根据图13的系统的第四实施例的四端口、三位置滑阀的模式选择阀的示意图；

图17示出了根据图13的系统的第四实施例可以实现的阀升程的示例，其中在图17的左侧描绘了用于第一发动机阀的阀升程，并且在图17的右侧描绘了用于第二发动机阀的阀升程；

图18和19示出了根据图13的系统的第四实施例的变型可以实现的阀升程的示例，其中在图18和19的左侧描绘了用于第一发动机阀的阀升程，在图18和19的右侧描绘了用于第二发动机阀的阀升程；和

图20是根据本公开的实施例的锁定机构的示意性横截面图。

具体实施方式

现在参考图1，根据第一实施例的用于致动第一发动机阀102和第二发动机阀104的系统100包括第一主活塞组件M1、第二主活塞组件M2、第一从活塞组件S1和第二从活塞组件S2。在一实施例中，第一发动机阀102和第二发动机阀104两者都与单个发动机缸(未示出)相关联，并且两个发动机阀都具有相同的功能类型，即，它们两者在内燃机的操作方面执行相同的功能，该内燃机可以由多于一个的发动机缸构成，其中一个或多个缸可以包括在此描述的VVA系统。例如，第一和第二发动机阀两者可以是进入阀，或者两者可以是排放阀。在一实施例中，第一主活塞组件M1可以包括可滑动地布置在第一主活塞孔108中的第一主活塞106，并且第二主活塞组件M2可以包括可滑动地布置在第二主活塞孔112中的第二主活塞110。类似地，第一从活塞组件S1可以包括可滑动地布置在第一从活塞孔116中的第一从活塞114，并且第二从活塞组件S2可以包括可滑动地布置在第二从活塞孔120中的第二从活塞118。第一主活塞106被配置成接收来自第一阀致动运动源107的第一阀致动运动，并且第二主活塞110被配置成接收来自第二阀致动运动源111的第二阀致动运动。在一实施例中，第一主活塞106和第二主活塞110两者被偏置成与它们各自的第一运动源107和第二运动源111接触。在所图示的实施例中，第一阀致动运动源107和第二阀致动运动源111被图示为具有各种凸轮凸角的旋转凸轮，具有各种凸轮凸角的旋转凸轮引起主活塞的移动。然而，应注意的是，本公开在这方面不受限制，由于第一阀致动运动源107和第二阀致动运动源111可以使用对于具有本领域技术的人员来说熟知的其他部件来实施。

如进一步所示，第一从活塞114被可操作地连接至第一发动机阀102，而第二从活塞118被可操作地连接至第二发动机阀104。以该方式，系统100允许第一发动机阀102和第二发动机阀104的单独致动，如下面进一步详细描述的。在一实施例中，第一从活塞114和第二从活塞118中的每个可以可选择地被连接到自动间隙调节器121(仅示出一个)。如本领域中已知的，这种自动间隙调节器121在这样的程度上是有益的，即它们可以减少或基本上消除从活塞114、118与它们各自的发动机阀102、104之间的任何间隙空间。合适的自动间隙调节器121对于具有本领域技术的人员来说是熟知的。

在图1的实施例中，第一主活塞组件M1经由第一液压通道122与第一从活塞组件S1液压连通，并且第二主活塞组件M2经由第二液压通道124与第二从活塞组件S2液压连通。另外，第二主活塞组件M2也经由第三液压通道126与第一从活塞组件S1液压连通。如进一步示出的，通过低压油供应部128(例如油泵)经由止回阀130可以将液压流体提供给第一液压通道122、第二液压通道124和第三液压通道126以及第一主活塞孔108、第二主活塞孔112、第一从活塞孔116和第二从活塞孔120，该液压流体例如但不限于发动机油。根据众所周知的液压流体原理，当流体通道122-126和活塞孔108、112、116、120装有液压流体时，液压流体的不可压缩性允许将施加到主活塞106、110上的阀致动运动传送到从活塞114、118并且被从活塞114、118接收，如下面将进一步详细描述的那样。

系统100还包括与第一主活塞106、第一从活塞114和蓄积器134流体连通的模式选择阀132。在一实施例中，蓄积器134被配置成接收来自各种液压通道和/或活塞孔的高压液压流体。特别地，蓄积器134的容积足以接收可以由第一主活塞106和第二主活塞112移位的基本上所有的液压流体。为了防止导向至蓄积器134或来自蓄积器134的液压流体也朝着油供应部128流动，在蓄积器134和油供应部128之间设置另外的单向阀131。如进一步所示，模式选择阀132被可操作地连接到控制器136，该控制器136控制模式选择阀132的操作。在一实施例中，控制器136可以包括适合的处理设备或者可编程逻辑阵列等，例如在发动机控制单元(ECU)中所体现的，该适合的处理设备例如能够执行存储的指令的微处理器、微控制器、数字信号处理器、协处理器等或其组合。取决于模式选择阀132的实施，控制器136可以包括用于模式选择阀132的控制操作的其他部件。例如，在下面描述的各种实施例中，模式选择阀132被实施为多端口、三位滑阀。因此，控制器136可以进一步包括用于控制滑阀的配置的电控致动器。可替换地，模式选择阀也可由一系列提升式阀组成，其中选择正确提升阀的顺序能够将液压流体导向至适当的位置。在又一替换方案中，模式选择阀132可以包括角流阀，其中圆形阀的旋转位置操作以连接不同的端口，使得能够启用适当的流动通道。具有本领域技术的人员将认识到，本公开不受模式选择阀132的特定实施方式的限制。

系统100的操作通过模式选择阀132的操作来控制，如参照图2-4的示意图所进一步描述的，其中模式选择阀132被实施为具有三个端口(蓄积、M1和S1/M2)以及单个台肩202的滑阀。具体地，在图2所示的第一模式中，该滑阀的台肩202被定位成其堵塞通向蓄积器132的端口并且同时提供通向第一主活塞组件M1和第一从活塞组件S1/第二主活塞组件的那些端口之间的液压连通M2。在该模式中，第一液压通道122、第二液压通道124和第三液压通道126借助于止回阀130和模式选择阀132全部相互流体连通并且另外与蓄积器134隔离。因此，假定由第一阀致动运动源107和第二阀致动运动源111提供的等效升程轮廓，第一发动机阀102和第二发动机阀104两者由它们各自的从活塞114、118根据图5中所示的最大升程曲线502致动，即，第一和第二发动机阀两者将经历由第一主活塞106和第二主活塞110的位移提供的最大升程所指示的升程。

在图3中所示的第二模式中，该滑阀的台肩202被定位成其液压隔离通向第一从活塞组件S1/第二主活塞组件M2的端口并且同时提供通向第一主活塞组件M1和蓄积器134的那些端口之间的流体连通。在该模式中，第一从活塞114和第二从活塞118全部仅与第二主活塞110流体连通，并且另外借助于止回阀130和模式选择阀132与蓄积器134隔离。另外，第一主活塞106与蓄积器134液压连通。因此，由第一主活塞106移位的任何液压流体都被引导至蓄积器134而不是第一从活塞114。实际上，于是，施加到第一主活塞106上的第一阀致动运动相对于蓄积器134丢失。此外，第一发动机阀102和第二发动机阀104两者由它们各自的从活塞114、118根据仅由第二主活塞110输送的第二阀致动运动来致动。因为由第二主活塞110移位的体积现在由第一从活塞组件S1和第二从活塞组件S2共享(并且进一步假设第一从活塞孔116和第二从活塞孔120的等效孔体积)，阀102、104由它们各自的从活塞114、118根据图5中所示的减小的升程曲线504来致动。

在图4所示的第三模式中，该滑阀的台肩202被定位成其在通向蓄积器134、第一主活塞组件M1和第一从活塞组件S1/第二主活塞组件M2的那些端口之间提供液压连通。在该模式中，第一主活塞106和第二主活塞110以及第一从活塞114和第二从活塞118全部与蓄积器134流体连通。因此，由第一主活塞106和第二主活塞两者移位的任何液压流体被引导到蓄积器134而不是从活塞114、118。实际上，于是，施加到第一主活塞106和第二主活塞110上的第一和第二阀致动运动相对于蓄积器134丢失。因此，阀102、104由它们各自的从活塞114、118根据图5中所示的零升程曲线506没有被提供任何升程。

现在参考图6，示出了根据第二实施例的系统600，其包括如上面相对于图1所述的基本上相同的第一主活塞组件M1、第二主活塞组件M2、第一从活塞组件S1和第二从活塞组件S2，具有下述例外。在图6的系统600中，第二主活塞组件M2和第二从活塞组件S2之间的液压通道借助于止回阀602与系统600的其余部分液压隔离。因此，由第二发动机阀104经历的阀升程是在所有情况下仅由第二主活塞110的位移提供的最大升程来指示。这在图10中示出，其中第二发动机阀的阀升程(图10的右侧)是根据最大升程曲线1002。

如在图6中进一步所示，第一主活塞组件M1和第一从活塞组件S1之间的液压通道借助于另一个止回阀604被液压隔离。另外，第一主活塞孔108设置有溢流端口606，溢流端口606定位于第一主活塞孔108的封闭端与第一主活塞106被完全延伸出第一主活塞孔108的点之间。模式选择阀608(再次由控制器136操作)与溢流端口606、第一主活塞106和蓄积器134流体连通。

系统600的操作通过模式选择阀608的操作来控制，如参考图7-9的示意图所进一步描述的，其中模式选择阀608被实施为具有三个端口(蓄积、M1和溢流)以及第一台肩702和第二台肩704的滑阀。特别地，在图7所示的第一模式中，滑阀的第一台肩702和第二台肩704被定位成，通向蓄积器132的端口被堵塞，而还同时液压隔离通向第一主活塞组件M1和溢流端口606的那些端口。在该模式下，第一主活塞106与第一从活塞114液压连通，并且消除了溢流端口606的任何影响。因此，第一发动机阀102由其从活塞114根据图10中所示的最大升程曲线1004来致动，即，第一发动机阀将经历由第一主活塞106的位移所提供的最大升程所指示的升程。应注意的是，如图10所示，最大升程曲线1002、1004实现相同的最大升程并具有相同的持续时间。然而，实际上，这不是要求，即，对于每个阀的最大升程曲线1002、1004可以具有不同的最大升程和/或不同的持续时间。

在图8所示的第二模式中，滑阀的第一和第二台肩202被定位成，通向蓄积器134和溢流端口606的端口彼此液压连通，同时液压隔离通向第一主活塞组件M1的端口。因此，当第一主活塞106根据施加于其上的第一阀致动运动开始滑入其孔108时，由此被移位的任何液压流体开始流过溢流端口606并且被引导至蓄积器134而不是第一从活塞114，即第一发动机阀经历零升程。实际上，于是，施加到第一主活塞106上的第一阀致动运动的初始阶段相对于蓄积器134丢失。当第一主活塞106继续在其孔108内滑动时，第一主活塞106最终堵塞溢流端口606，由此中断液压流体到蓄积器134的任何流动。因为第一主活塞组件M1也与蓄积器134液压隔离，液压流体由第一主活塞106的持续的位移现在引起第一从活塞114和第一发动机阀102中的移动。结果，第一发动机阀102根据减小的升程和减小的持续时间(较晚阀打开和较早阀闭合)曲线1006而被致动，如图10所示。在第一主活塞孔108的末端之间选择溢流端口606的位置有效地指示减小的升程和减小的持续时间曲线1006；溢流端口606越靠近第一主活塞孔108的封闭端部，该升程1006的最大升程将减小得越多并且持续时间将越短。

在图9所示的第三模式中，滑阀的第一和第二台肩202被定位成，通向蓄积器134和第一主活塞组件M1的端口彼此液压连通，而同时液压隔离通向溢流端口606的端口。在该模式中，第一主活塞106与蓄积器134流体连通。因此，由第一主活塞106移位的任何液压流体被引导至蓄积器134而不是第一从活塞114。实际上，于是，施加到第一主活塞106上的第一阀致动运动相对于蓄积器134丢失。因此，第一发动机阀102由其从活塞114根据图10中所示的零升程曲线1008没有被提供任何升程。

现在参考图11，示出了根据第三实施例的系统1100，其包括如上面相对于图1和6所述的基本上相同的第一主活塞组件M1、第二主活塞组件M2、第一从活塞组件S1和第二从活塞组件S2，具有下述例外。在图11的系统1100中，第二主活塞组件M2和第二从活塞组件S2之间的液压通道借助于止回阀602再次与系统1100的其余部分液压隔离。因此，由第二发动机阀104经历的阀升程是在所有情况下仅由第二主活塞110的位移提供的最大升程来指示。这在图12中示出，其中第二发动机阀的阀升程(图12的右侧)是根据最大升程曲线1202。

如在图11中进一步所示，第一主活塞组件M1和第一从活塞组件S1之间的液压通道借助于另一个止回阀604被液压隔离。另外，第一从活塞孔116设置有溢流端口1102，溢流端口1102定位于第一从活塞孔116的封闭端与第一从活塞114被完全延伸出第一从活塞孔116的点之间。模式选择阀1104(再次由控制器136操作)与溢流端口1102、第一主活塞106和蓄积器134流体连通。

等同于图6的系统600，系统1100的操作通过模式选择阀1104的操作来控制，如参考图7-9的示意图所进一步描述的，其中模式选择阀1104被实施为具有三个端口(蓄积、M1和溢流)以及第一台肩702和第二台肩704的滑阀。特别地，在图7所示的第一模式中，滑阀的第一台肩702和第二台肩704被定位成，通向蓄积器132的端口被堵塞，而还同时液压隔离通向第一主活塞组件M1和溢流端口1102的那些端口。在该模式下，第一主活塞106与第一从活塞114液压连通，并且消除了溢流端口1102的任何影响。因此，第一发动机阀102由其从活塞114根据图12中所示的最大升程曲线1204致动，即，第一发动机阀将经历由第一主活塞106的位移所提供的最大升程所指示的升程。再次应注意的是，如图12所示，最大升程曲线1202、1204实现相同的最大升程并具有相同的持续时间。然而，实际上，这不是要求，即，对于每个阀的最大升程曲线1202、1204可以具有不同的最大升程和/或不同的持续时间。

在图8所示的第二模式中，滑阀的第一和第二台肩202被定位成，通向蓄积器134和溢流端口1102的端口彼此液压连通，同时液压隔离通向第一主活塞组件M1的端口。因此，当第一从活塞114根据从第一主活塞106接收的第一阀致动运动开始滑出其孔116时，第一发动机阀102同样根据第一阀致动运动被致动。只要第一从活塞114堵塞溢流端口1102，溢流端口1102和蓄积器134两者都不会影响施加到第一发动机阀102上的阀致动运动。当第一从活塞114继续在其孔116内滑动时，第一从活塞114最终中断堵塞溢流端口1102，由此允许液压流体从溢流端口1102至蓄积器134的流动，而不是第一从活塞114。因此，只要溢流端口1102保持未堵塞，第一从活塞114到第一从活塞孔116内的进一步前进将被中断，有效地将第一从活塞114保持在该位置处。实际上，于是，在第一从活塞前进经过溢流端口1102的点与峰值升程之间的施加到第一从活塞114上的那部分第一阀致动运动相对于蓄积器134部分地丢失。在第一阀致动运动的峰值升程点之后，即当第一主活塞再次延伸出其孔时，第一从活塞114将再次滑回到第一从活塞孔116内，由此闭合第一发动机阀102，直到当其被完全闭合的时间。因为第一从活塞114根据第一阀致动运动的峰值升程从未被完全前进，第一发动机阀102将有效地较早地闭合，如通过减小的升程和减小的持续时间(较早的阀闭合)曲线1206所示，如图12中所示。

在图9所示的第三模式中，滑阀的第一和第二台肩202被定位成，通向蓄积器134和第一主活塞组件M1的端口彼此液压连通，而同时液压隔离通向溢流端口1102的端口。在该模式中，第一主活塞106与蓄积器134流体连通。因此，由第一主活塞106移位的任何液压流体被引导至蓄积器134而不是第一从活塞114。实际上，于是，施加到第一主活塞106上的第一阀致动运动相对于蓄积器134丢失。因此，第一发动机阀102由其从活塞114根据图12中所示的零升程曲线1208没有被提供任何升程。

现在参考图13，示出了根据第四实施例的系统1300，其包括如上面相对于图1、6和11所述的基本上相同的第一主活塞组件M1、第二主活塞组件M2、第一从活塞组件S1和第二从活塞组件S2，具有下述例外。在图13的系统1300中，第一、第二和第三液压通道122-126被设置为类似于第一实施例的系统100。然而，在该实施例中，提供了与第三液压通道126流体连通的模式选择阀1302，并且进一步地，两通阀1304被布置在第三液压通道126中、在第二主活塞组件M2与模式选择阀1302之间。如所示，在控制器136的控制下操作的模式选择阀1302与第一主活塞组件M1、蓄积器134、第三液压通道126和第一从活塞组件S1流体连通。也在控制器136的控制下操作的两通阀1304与第三液压通道126、蓄积器134和模式选择阀1302流体连通。通常，两通阀可以包括能够在两个状态之间快速切换的任何阀，其一个例子包括本领域技术人员已知的所谓的高速电磁阀(HSSV)。例如，在一个实施方式中，两通阀包括HSSV，该HSSV被配置成在第一状态和第二状态之间切换，在该第一状态中HSSV提供第三液压通道126与模式选择阀1302之间的流体连通，而同时液压隔离蓄积器134；在第二状态中HSSV再次提供第三液压通道126与模式选择阀1302之间的流体连通，同时还提供与蓄积器134的流体连通。在一实施例中，两通阀1304可以提供需要的液压流体以填充图13中所示的液压通道和部件。可替换地，如虚线所示，可以设置旁路液压通道127以供应液压通道和部件，该旁路液压通道127具有布置在其中的止回阀。

系统1300的操作通过模式选择阀1302和两通阀1304的操作来控制，如参考图14-16的示意图所进一步描述的，其中模式选择阀1302被实施为滑阀，该滑阀分别具有四个端口(蓄积、M1、S1和两通切换)以及第一台肩1402和第二台肩1404。具体地，在图14所示的第一模式中，滑阀的第一台肩1402被定位成，其堵塞通向蓄积器132的端口并且同时提供通向第一主活塞组件M1、第一从活塞组件S1和两通阀1304的那些端口之间的液压连通。同时，两通阀1304被控制为处于第一状态，即，提供第三液压通道126和模式选择阀1302之间的液压连通。在该模式中，第一液压通道122、第二液压通道124和第三液压通道126借助于两通阀1304和模式选择阀1302全部彼此流体连通并且另外与蓄积器134隔离。因此，假定由第一阀致动运动源107和第二阀致动运动源111提供的等效升程轮廓，第一发动机阀102和第二发动机阀104两者由它们各自的从活塞114、118根据如图17中所示的最大升程曲线1702来致动，即，第一和第二发动机阀两者都将经历由第一主活塞106和第二主活塞110的位移提供的最大升程所指示的升程。

如果在该第一模式期间，两通阀1304被控制成以第二状态操作，即液压地连接第三液压通道126、模式选择阀1302和蓄积器134，则在第二主活塞110与第二从活塞118与第一主活塞106与第二从活塞114之间的加压流体将向蓄积器134排放。因此，在它们对应的阀弹簧(未示出)的影响下，第一发动机阀102和第二发动机阀104将快速地闭合，如图17中的曲线1704所示。多个快速阀闭合曲线1704在图17中示出，以示出两通阀1304可以在第一和第二阀致动运动期间在实际上任何点处以该方式被控制的事实，由此允许在第一发动机阀102和第二发动机阀104的闭合时间上的很大程度的控制。

在图15所示的第二模式中，滑阀的第一台肩1402被定位成其液压隔离通向两通阀1304的端口，并且滑阀的第二台肩1404处于这样的位置，即其液压隔离通向蓄积器134的端口。此外，第一台肩1402和第二台肩1404的定位在通向第一主活塞组件M1和第一从活塞组件S1的那些端口之间提供了液压连通。同时，两通阀1304被控制成处于第一状态，即，提供第三液压通道126与模式选择阀1302之间的液压连通。在该模式中，第一从活塞114处于与第一主活塞106流体连通并且另外借助于模式选择阀1302与蓄积器134和第三液压通道126隔离。因此，第一发动机阀102由其对应的第一从活塞114根据图17中所示的最大升程曲线1702来致动，即，第一发动机阀将经历由第一主活塞106的位移提供的最大升程所指示的升程。同时，模式选择阀1302和两通阀1304的配置类似地将第二主活塞110和第二从活塞118之间的液压连接与第一液压通道122和蓄积器134隔离。因此，第二发动机阀104由其对应的第二从活塞118根据图17中所示的最大升程曲线1702来致动，即，第二发动机阀将经历由第二主活塞110的位移提供的最大升程所指示的升程。

如果在该第二模式期间，两通阀1304被控制成以第二状态操作，即液压地连接第三液压通道126、模式选择阀1302和蓄积器134，则在第二主活塞110和第二从活塞118之间的加压流体仅向蓄积器134排放。因此，在其对应的阀弹簧(未示出)的影响下，第二发动机阀104将迅速地闭合，如图17的右侧的快速闭合曲线1704所示。再次，多个快速阀闭合曲线1704在图17的右侧示出，以示出两通阀1304可以在第二阀致动运动期间在实际上任何点处以该方式被控制的事实，由此允许在第二发动机阀104的闭合时间上的很大程度的控制。注意，由于第一液压通道122借助于模式选择阀1302的操作而与两通阀1304持续的隔离，在该第二模式中第一发动机阀102不经历快速闭合曲线1704。

在图16所示的第三模式中，滑阀的第二台肩1402被定位成其在通向蓄积器134和第一主活塞组件M1的那些端口之间提供液压连通，而同时液压地隔离通向第一从活塞组件S1和两通阀1304的那些端口。同时，两通阀1304被控制成处于第一状态，即，提供第三液压通道126与模式选择阀1302之间的液压连通。在该模式中，第一主活塞106与蓄积器134流体连通。因此，由第一主活塞106移位的任何液压流体被引导至蓄积器134而不是第一从活塞114。实际上，于是，施加于第一主活塞106上的第一阀致动运动相对于蓄积器134丢失。因此，第一发动机阀102由其相应的从活塞114根据图17中所示的零升程曲线1706没有被提供任何升程。同时，模式选择阀1302和两通阀1304的配置将第二主活塞110和第二从活塞118之间的液压连接与第一液压通道122和蓄积器134隔离。因此，第二发动机阀104由其对应的第二从活塞118根据图17中所示的最大升程曲线1702来致动，即，第二发动机阀将经历由第二主活塞110的位移提供的最大升程所指示的升程。

如果在该第三模式期间，两通阀1304被控制成以第二状态操作，即液压地连接第三液压通道126、模式选择阀1302和蓄积器134，则在第二主活塞110和第二从活塞118之间的加压流体仅向蓄积器134排放。因此，在其对应的阀弹簧(未示出)的影响下，第二发动机阀104将迅速地闭合，如图17的右侧的快速闭合曲线1704所示。再次，多个快速阀闭合曲线1704在图17的右侧示出，以示出两通阀1304可以在第二阀致动运动期间在实际上任何点处以该方式被控制的事实，由此允许在第二发动机阀104的闭合时间上的很大程度的控制。注意，由于第一液压通道122借助于模式选择阀1302的操作而与两通阀1304持续的隔离，第一发动机阀102持续经历如上所述的零升程曲线1706。

如在图17中最好地示出的那样，上面系统1300的操作的描述假设第一阀致动运动源107和第二阀致动运动源111在最大阀升程和阀升程持续时间方面是等效的，即它们的最大升程曲线是相同的。然而，这不是要求。例如，在图13中所示的第四实施例的第一变型中，假设第一阀致动运动源107具有与第二阀致动运动源111相同的阀升程持续时间，但是也具有比第二阀致动运动源111更小的最大阀升程。在系统1300的该第一变型中和在第一模式中，第一和第二发动机阀两者将经历第一和第二阀致动运动的组合，如第一组合升程曲线1802所示。再次，在该第一模式中，两通阀1304的操作能引起第一发动机阀102和第二发动机阀104两者快速切换到快速阀闭合曲线1704，如图18中所示。在系统1300的该第一变型和第二模式中，第一发动机阀102将仅经历第一阀致动运动的较低最大升程，如图18中的较低升程曲线1804所示。同时，第二发动机阀104将经历第二阀致动运动的较大最大升程，如图18中所示的最大升程曲线1702所示。再次，在该第二模式中，两通阀1304的操作能仅使第二发动机阀102快速切换到图18的右侧所示的快速阀闭合曲线1704。最后，在系统1300的该第一变型中和第三模式中，第一发动机阀将仅经历图18的零升程曲线1706，而第二发动机阀将再次经历如上面相对于第二模式所述的相同的阀升程(包括快速阀闭合曲线1702)。

图19示出在图13中所示的第四实施方式的第二变型，其中假设第一阀致动运动源107具有比第二阀致动运动源111更短的阀升程持续时间(即，更早的阀闭合)以及比第二阀致动运动源111更小的最大阀升程。在系统1300的该第二变型中以及在第一模式中，第一和第二发动机阀两者将经历第一和第二阀致动运动的组合，如由第二组合升程曲线1902所示。再次，在该第一模式下，两通阀1304的操作能引起第一发动机阀102和第二发动机阀104两者快速切换到快速阀闭合曲线1704，如图19所示。在系统1300的该第二变型和第二模式中，第一发动机阀102将仅经历第一阀致动运动的较短持续时间、较低最大升程，如由图19中的较短持续时间、较低升程曲线1904所示。同时，第二发动机阀104将经历第二阀致动运动的更大持续时间和最大升程，如图19中示出的最大升程曲线1702所示。再次，在该第二模式中，两通阀1304的操作能仅引起第二发动机阀102快速切换至图19右侧所示的快速阀闭合曲线1704。最后，在系统1300的该第二变型和第三模式中，第一发动机阀将仅经历图19的零升程曲线1706，而第二发动机阀将再次经历与上面相对于第二模式所描述的相同的阀升程(包括快速阀闭合曲线1702)。

最后，应该注意，上面描述的系统100、600、1100、1300都包括其中第一阀致动运动可以丢失的操作模式。在这些情况下，第一主活塞106由第一阀致动运动源107的持续致动导致泵送损失，这能通过提供锁定机构来避免，以防止第一主活塞106由第一阀致动运动致动源107的致动。这样的例子在图20中示出，其中改进的第一主活塞组件M1'包括锁定机构2000。在该情况下，如图所示，第一主活塞106'被修改为包括止动件2002，并且第一主活塞孔108'被修改为包括横向孔2004。横向活塞2006被可滑动地布置在横向孔2004中。在所示的实施例中，横向活塞2004被弹簧2008沿出横向孔2004的方向偏置，即其被偏置进入非锁定位置。当期望致动锁定机构2000时，横向活塞2004可以例如通过将液压流体(经由未示出的液压通道)施加到横向孔2004的敞开端(即与偏置弹簧2008相反)而被致动。假设施加的液压流体具有足够的压力以克服偏置弹簧2008，则横向活塞2006将在横向孔2004中平移(即，如图20所示的向右)并且变成与第一主活塞106’接触。在一实施例中，延伸到第一主活塞孔108'内的横向活塞2006的端部被形成为具有相对于第一主活塞106'的行进方向的倾斜表面2010。以该方式，横向活塞2006的倾斜表面2010与第一主活塞106'之间的接触将允许第一主活塞106'移位横向活塞2006并继续其行进到第一主活塞孔108'内。当第一主活塞106'继续到第一主活塞孔108'内时，止动件2002将最终与横向活塞2006对齐。在该点处，施加至横向活塞2006的持续液压将使其与止动件2002接合。只要施加液压，横向活塞2006将保持与止动件2002接合，由此将第一主活塞106'锁定在相对于第一阀致动运动源107的缩回位置，由此避免了在第一阀致动运动否则会通过蓄积器134的操作而丢失的那些情况下的泵送损失。此后，施加到横向活塞2006的液压流体的去除再次允许偏置弹簧2008将横向活塞2006移出横向孔2008，由此解锁第一主活塞106'。

如上所述，本公开的系统100、600、1100、1300提供可以被分别(差动地)施加到第一和第二发动机阀上的VVA型阀致动(即全升程、减小升程、减小持续时间、零升程)，而不需要用于被控制的每个发动机阀的专用部件，由此降低了成本。下面描述该系统的潜在用途的例子。在一实施例中，本公开提供的阀升程能被用于通过增加进气冲程期间的充气运动来增加发动机效率，由此防止火花点火发动机中的爆震开始，这使得能够使用增加的压缩比，提供热力学效率改进。而且，它们能被用来通过进气中的节流来代替相关的进气限制由此减少发动机的泵送损失，结果是增加的制动效率。通过将这些系统定位在排放阀上可产生进一步的优点，其中差动打开可向涡轮增压器的涡轮提供可变激励，这能增加涡轮的激励以减少涡轮迟滞。由于这能在单个阀上执行，能实施排放事件的附加控制，最小化由于缸中减小的膨胀而引起的发动机效率损失。它还能被用于向后处理系统提供增加的热能，其中该系统的一个排放阀可以朝后处理系统导向并且另一个端口朝涡轮增压器导向，由此减少将后处理系统加热到排气的有效转化的温度的时间。至少由于这些原因，上述的技术代表了相对于现有技术教导的进步。

尽管已经示出和描述了特定的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本教导的情况下进行改变和修改。因此设想，上述的教导的任何和所有修改、变化或等同物落入上面公开的以及在此要求保护的基础根本原理的范围内。

Claims (16)

1.在包括具有第一发动机阀和第二发动机阀的缸的发动机中，用于致动该第一发动机阀和第二发动机阀的系统，该系统包括：

第一主活塞，其配置成接收来自第一运动源的第一阀致动运动；

第二主活塞，其配置成接收来自第二运动源的第二阀致动运动；

第一从活塞，其可操作地连接到该第一发动机阀并且配置成液压地接收来自至少该第一主活塞的该第一阀致动运动；

第二从活塞，其可操作地连接到该第二发动机阀并且配置成液压地接收来自该第二主活塞的该第二阀致动运动；

液压通道，该液压通道提供该第二主活塞和该第一从活塞之间的液压连通，其中该第一从活塞经由该液压通道从该第二主活塞液压地接收该第二阀致动运动；

蓄积器；和

模式选择阀，其与该第一主活塞、该第一从活塞和该蓄积器液压连通，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该蓄积器；

其中，该第一发动机阀和该第二发动机阀全部是进入阀，或者全部是排放阀。

2.如权利要求1所述的系统，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该第一从活塞。

3.如权利要求1所述的系统，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该第一主活塞和该第二主活塞液压地连接到该蓄积器。

4.如权利要求1所述的系统，其中该模式选择阀与该液压通道液压连通，该系统还包括：

两通阀，该两通阀布置在该第二主活塞和该模式选择阀之间的液压通道内并且还与该蓄积器液压连通，该两通阀是可操作的以选择性地液压地连接该第二主活塞和该模式选择阀或者以选择性地液压地连接该第二主活塞、该模式选择阀和该蓄积器。

5.如权利要求4所述的系统，其中由该第一运动源提供的该第一阀致动运动提供比由该第二阀致动运动源提供的该第二阀致动运动更少的峰值阀升程。

6.如权利要求4所述的系统，其中由该第一运动源提供的该第一阀致动运动具有比由该第二阀致动运动源提供的该第二阀致动运动更短的持续时间。

7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，还包括：

锁，其配置成选择性地锁定和解锁在不活动位置上的该第一主活塞。

8.如权利要求1至6中任一项所述的系统，还包括：

对于该第一和第二从活塞中的每个，可操作地连接到该从活塞上的自动间隙调节器。

9.在包括具有第一发动机阀和第二发动机阀的缸的发动机中，用于致动该第一发动机阀和第二发动机阀的系统，该系统包括：

第一主活塞，其配置成接收来自第一运动源的第一阀致动运动；

第二主活塞，其配置成接收来自第二运动源的第二阀致动运动；

第一从活塞，其可操作地连接到该第一发动机阀并且配置成液压地接收来自至少该第一主活塞的该第一阀致动运动；

第二从活塞，其可操作地连接到该第二发动机阀并且配置成液压地接收来自该第二主活塞的该第二阀致动运动；

蓄积器；和

模式选择阀，其与该第一主活塞、该第一从活塞和该蓄积器液压连通，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该蓄积器；

其中，该第一发动机阀和该第二发动机阀全部是进入阀，或者全部是排放阀；

其中，该第一主活塞被布置在具有溢流端口的第一主活塞孔中，并且其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该溢流端口液压地连接到该蓄积器。

10.如权利要求9所述的系统，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该蓄积器与该第一主活塞和该溢流端口液压地隔离。

11.如权利要求8或9所述的系统，还包括：

锁，其配置成选择性地锁定和解锁在不活动位置上的该第一主活塞。

12.如权利要求8或9所述的系统，还包括：

对于该第一和第二从活塞中的每个，可操作地连接到该从活塞上的自动间隙调节器。

13.在包括具有第一发动机阀和第二发动机阀的缸的发动机中，用于致动该第一发动机阀和第二发动机阀的系统，该系统包括：

第一主活塞，其配置成接收来自第一运动源的第一阀致动运动；

第二主活塞，其配置成接收来自第二运动源的第二阀致动运动；

第一从活塞，其可操作地连接到该第一发动机阀并且配置成液压地接收来自至少该第一主活塞的该第一阀致动运动；

第二从活塞，其可操作地连接到该第二发动机阀并且配置成液压地接收来自该第二主活塞的该第二阀致动运动；

蓄积器；和

模式选择阀，其与该第一主活塞、该第一从活塞和该蓄积器液压连通，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该第一主活塞液压地连接到该蓄积器；

其中，该第一发动机阀和该第二发动机阀全部是进入阀，或者全部是排放阀；

其中，该第一从活塞被布置在具有溢流端口的第一从活塞孔中，并且其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该溢流端口液压地连接到该蓄积器。

14.如权利要求13所述的系统，其中该模式选择阀是可操作的以选择性地将该蓄积器与该第一主活塞和该溢流端口液压地隔离。

15.如权利要求13或14所述的系统，还包括：

锁，其配置成选择性地锁定和解锁在不活动位置上的该第一主活塞。

16.如权利要求13或14所述的系统，还包括：

对于该第一和第二从活塞中的每个，可操作地连接到该从活塞上的自动间隙调节器。

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