CN109736912B - 一种多模式配气机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多模式配气机构及其控制方法，属于发动机配气机构、变冲程驱动及辅助制动领域。它包括由第一凸轮轴通过花键驱动的第一轴套、由第二凸轮轴通过花键驱动的第二轴套、制动凸轮、切换机构和制动摇臂等。第一轴套设置有第一进气二冲程凸轮、第一进气四冲程凸轮、第二进气二冲程凸轮、第二进气四冲程凸轮等，第二轴套设置有第一排气二冲程凸轮、第一排气四冲程凸轮、第二排气二冲程凸轮、第二排气四冲程凸轮等。通过控制切换机构和制动摇臂，本发明实现发动机二冲程驱动、四冲程分级驱动、四冲程分级制动和二冲程分级制动等多种模式的灵活切换，达到提高车辆的动力性、经济性、安全性和运输能力。

Description

一种多模式配气机构及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种多模式配气机构及其控制方法，属于发动机配气机构、停缸、变冲程驱动及辅助制动领域。

背景技术

随着发动机保有量的急剧增加，能源与环境问题以及行车安全性问题已成为制约我国可持续发展的重大问题之一。因其能够有效提高发动机动力输出、降低油耗和排放，变冲程驱动技术、停缸技术等备受关注。发动机小型化（Down-size）和低速化（Down-speed）已成为公认的节能减排的发展趋势。而发动机制动时，缸径越小、转速越低，制动效果越差。在车辆自身制动能力不断减弱、货运要求不断增长、道路环境复杂多变、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的大背景下，实现高效分级制动模式势在必行。

针对上述问题，申请人提出了在驱动-制动全工况范围内分区优化发动机性能的多模式发动机。在低速大扭矩驱动工况下，采用二冲程驱动模式，以满足高动力输出的要求；在其他驱动工况下，采用四冲程分级驱动模式，以满足低油耗和低排放的要求；在车辆小负载制动工况下，采用四冲程分级制动模式，满足车辆轻载、下短坡或缓坡时的要求；在车辆大负载制动工况下，采用二冲程分级制动模式，满足车辆重载、下长坡或陡坡时的要求，实现高效分级制动要求；在车辆主制动和/或其他制动系统失效等紧急情况下，采用不同的紧急制动模式，满足紧急情况的制动要求。基于此，多模式发动机的实现关键在于可实现发动机四冲程分级驱动模式、二冲程驱动模式、四冲程分级制动模式和二冲程分级制动模式等多种模式间灵活切换的多模式配气机构的开发。

由于现有实用化的可变配气机构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、结构简单紧凑且满足多模式发动机要求的配气机构势在必行。

发明内容

本发明的目的在于：通过设计一种多模式配气机构及其控制方法，用于实现：（a）为了达到发动机高动力、低油耗、低排放和高效分级制动的运行，需要配气机构实现二冲程驱动、四冲程分级驱动、四冲程分级制动和二冲程分级制动等多种模式。（b）为了满足车辆对响应性的要求，特别是保证动力输出不中断，四冲程驱动模式和二冲程驱动模式之间要做到无缝切换。（c）为了满足多缸发动机的布置要求，需要本发明结构紧凑。

本发明所采用的技术方案是：这种多模式配气机构包括排气门组件和进气门组件等。第一凸轮轴通过花键带动第一轴套旋转，第二凸轮轴通过花键带动第二轴套旋转。

第一轴套设置有第一进气二冲程凸轮、第一进气四冲程凸轮、第二进气二冲程凸轮、第二进气四冲程凸轮、第一切换槽和第二切换槽，第二轴套设置有第一排气二冲程凸轮、第一排气四冲程凸轮、第二排气二冲程凸轮、第二排气四冲程凸轮、第三切换槽和第四切换槽。

第一进气摇臂驱动第一进气门组件，第二进气摇臂驱动第二进气门组件。

制动凸轮设置在第一轴套或第二轴套上，或通过花键设置在第一凸轮轴或第二凸轮轴上。

第一复位弹簧驱使制动摇臂与制动凸轮接触。

制动传动块驱动第一排气门组件或第二排气门组件。

第一轴套和第二轴套均具有两个轴向位置。

第一轴套处于第一位置时，第一进气四冲程凸轮驱动第一进气摇臂，第二进气四冲程凸轮驱动第二进气摇臂。

第一轴套处于第二位置时，第一进气二冲程凸轮驱动第一进气摇臂，第二进气二冲程凸轮驱动第二进气摇臂。

当制动传动块驱动第一排气门组件时：第一排气摇臂通过制动传动块驱动第一排气门组件，第二排气摇臂驱动第二排气门组件。第二轴套处于第一位置时，第二排气四冲程凸轮驱动第二排气摇臂，第二复位弹簧驱使第一排气摇臂与第一排气四冲程凸轮接触。第二轴套处于第二位置时，第二排气二冲程凸轮驱动第二排气摇臂，第二复位弹簧驱使第一排气摇臂与第一排气二冲程凸轮接触。

当制动传动块驱动第二排气门组件时：第一排气摇臂驱动第一排气门组件，第二排气摇臂通过制动传动块驱动第二排气门组件。第二轴套处于第一位置时，第一排气四冲程凸轮驱动第一排气摇臂，第二复位弹簧驱使第二排气摇臂与第二排气四冲程凸轮接触。第二轴套处于第二位置时，第一排气二冲程凸轮驱动第一排气摇臂，第二复位弹簧驱使第二排气摇臂与第二排气二冲程凸轮接触。

制动摇臂具有两种工作状态。

制动摇臂处于有效状态时，制动摇臂驱动制动传动块。

制动摇臂处于失效状态时，制动摇臂不驱动制动传动块。

第一轴套从第一位置向第二位置切换时，第二切换机构工作。第一轴套从第二位置向第一位置切换时，第一切换机构工作。第二轴套从第一位置向第二位置切换时，第三切换机构工作。第二轴套从第二位置向第一位置切换时，第四切换机构工作。

第一切换机构、第二切换机构、第三切换机构与第四切换机构为切换组件，切换组件至少包括可伸缩的销。销的伸缩状态由电磁、液压或气体控制。

制动摇臂至少包含锁定式或开关支点式结构。

锁定式制动摇臂具有第一杆、第二杆以及设置在第一杆与第二杆之间的锁定机构，制动凸轮驱动第一杆的输入端，第一杆输出端驱动第二杆输入端，第二杆输出端驱动制动传动块。

开关支点式制动摇臂具有摇臂体以及设置在摇臂体上的制动支点或设置在固定支架上的制动支点。制动支点至少包含液压活塞式制动支点或锁定式制动支点。

第一进气四冲程凸轮和/或第二进气四冲程凸轮至少在进气冲程具有凸起。第一排气四冲程凸轮和/或第二排气四冲程凸轮至少在排气冲程具有凸起。第一进气二冲程凸轮和第二进气二冲程凸轮中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起。第一排气二冲程凸轮和第二排气二冲程凸轮中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起。制动凸轮在每个上止点附近具有凸起。

当相邻两个气缸的点火间隔大于切换槽的切换区间时，所述两个相邻气缸的轴套还可共用切换机构。

当发动机需要二冲程驱动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要四冲程驱动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要停缸模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第一类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第二类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第三类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第四类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第五类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第六类四冲程制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要二冲程制动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第一类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要第二类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要第三类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套处于第一位置，第二轴套处于第一位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要二冲程紧急制动模式运行时，第一轴套处于第二位置，第二轴套处于第二位置，制动摇臂处于有效状态，气缸内供给燃料。

对于多缸机，非工作气缸采用停缸模式，工作气缸采用其他驱动模式或制动模式。

对于多缸机，在制动模式下，各气缸采用相同或不同的制动模式。

本发明的有益效果是：这种多模式配气机构主要包括由第一凸轮轴通过花键驱动的第一轴套、由第二凸轮轴通过花键驱动的第二轴套、制动凸轮、切换机构和制动摇臂等。第一轴套设置有第一进气二冲程凸轮、第一进气四冲程凸轮、第二进气二冲程凸轮、第二进气四冲程凸轮等，第二轴套设置有第一排气二冲程凸轮、第一排气四冲程凸轮、第二排气二冲程凸轮、第二排气四冲程凸轮等。（a）通过控制切换组件和制动摇臂，实现发动机二冲程驱动、四冲程分级驱动、四冲程分级制动和二冲程分级制动等多种模式的灵活切换，达到提高车辆的动力性、经济性、排放性、安全性和运输能力。（b）模式间无缝切换，满足车辆对响应性的要求，这尤其是对二冲程驱动模式与四冲程驱动模式之间切换时满足响应快速且动力输出连续至关重要。（c）本发明采用一个凸轮驱动一个气门组件的布置方式，较一个凸轮驱动多个气门组件的布置方式而言，本发明中的凸轮受力小，凸轮厚度小，轴套长度和轴套移动距离短，满足多缸发动机对配气机构的布置要求；（d）对于相邻两个气缸的点火间隔大于切换槽的切换区间的发动机，两个相邻气缸的轴套还可共用切换机构，减少切换机构的数量，降低成本。

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是多模式配气机构第一示意图。

图2是多模式配气机构第二示意图。

图3是第一轴套展开示意图。

图4是第二轴套展开示意图。

图5是共用切换机构的相邻气缸轴套展开示意图。

图中：101、第一凸轮轴；102、第二凸轮轴；201、第一轴套；202、第二轴套；301、第一切换槽；302、第二切换槽；303、第三切换槽；304、第四切换槽；401、第一切换机构；402、第二切换机构；403、第三切换机构；404、第四切换机构；51A、第一进气摇臂；52A、第二进气摇臂；51B、第一排气摇臂；52B、第二排气摇臂；51C、制动摇臂；51D、制动支点；51E、制动传动块；51K、第一复位弹簧；52K、第二复位弹簧；612A、第一进气二冲程凸轮；614A、第一进气四冲程凸轮；622A、第二进气二冲程凸轮；624A、第二进气四冲程凸轮；612B、第一排气二冲程凸轮；614B、第一排气四冲程凸轮；622B、第二排气二冲程凸轮；624B、第二排气四冲程凸轮；61B、制动凸轮；71A、第一进气门组件；72A、第二进气门组件；71B、第一排气门组件；72B、第二排气门组件；N1、第一号气缸；N2、第二号气缸。

具体实施方式

本发明涉及一种多模式配气机构。它包括进气门组件、排气门组件、第一凸轮轴101、第二凸轮轴102、第一轴套201、第二轴套202、制动凸轮、切换机构61B等。第一凸轮轴101通过花键带动第一轴套201旋转，第二凸轮轴102通过花键带动第二轴套202旋转。第一轴套201设置有第一进气二冲程凸轮612A、第一进气四冲程凸轮614A、第二进气二冲程凸轮622A、第二进气四冲程凸轮624A、第一切换槽301和第二切换槽302，第二轴套202设置有第一排气二冲程凸轮612B、第一排气四冲程凸轮614B、第二排气二冲程凸轮622B、第二排气四冲程凸轮624B、第三切换槽303和第四切换槽304。第一进气摇臂51A驱动第一进气门组件71A，第二进气摇臂52A驱动第二进气门组件72A。

制动凸轮61B设置在第一轴套201或第二轴套202上，或通过花键设置在第一凸轮轴101或第二凸轮轴102上。第一复位弹簧51K驱使制动摇臂51C与制动凸轮61B接触。制动传动块51E驱动第一排气门组件71B或第二排气门组件72B。

第一进气四冲程凸轮614A和/或第二进气四冲程凸轮624A至少在进气冲程具有凸起。第一排气四冲程凸轮614B和/或第二排气四冲程凸轮624B至少在排气冲程具有凸起。第一进气二冲程凸轮612A和第二进气二冲程凸轮622A中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起。第一排气二冲程凸轮612B和第二排气二冲程凸轮622B中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起。制动凸轮61B在每个上止点附近具有凸起。图1和图2给出了第一进气四冲程凸轮614A和第二进气四冲程凸轮624A在进气冲程具有凸起，第一排气四冲程凸轮614B和第二排气四冲程凸轮624B在排气冲程具有凸起，第一进气二冲程凸轮612A、第二进气二冲程凸轮622A、第一排气二冲程凸轮612B、第二排气二冲程凸轮622B均在每个下止点附近具有凸起，制动凸轮61B在每个上止点附近具有凸起，制动凸轮61B设置在第二轴套202上，制动传动块51E驱动第一排气门组件71B的实施例。图3和图4分别为相应的第一轴套201和第二轴套202的展开示意图。

第一轴套201和第二轴套202均具有两个轴向位置。

第一轴套201处于第一位置时，第一进气四冲程凸轮614A驱动第一进气摇臂51A，第二进气四冲程凸轮624A驱动第二进气摇臂52A。

第一轴套201处于第二位置时，第一进气二冲程凸轮612A驱动第一进气摇臂51A，第二进气二冲程凸轮622A驱动第二进气摇臂52A。

当制动传动块51E驱动第一排气门组件71B时：第一排气摇臂51B通过制动传动块51E驱动第一排气门组件71B，第二排气摇臂52B驱动第二排气门组件72B。第二轴套202处于第一位置时，第二排气四冲程凸轮624B驱动第二排气摇臂52B，第二复位弹簧52K驱使第一排气摇臂51B与第一排气四冲程凸轮614B接触。第二轴套202处于第二位置时，第二排气二冲程凸轮622B驱动第二排气摇臂52B，第二复位弹簧52K驱使第一排气摇臂51B与第一排气二冲程凸轮612B接触。

当制动传动块51E驱动第二排气门组件72B时：第一排气摇臂51B驱动第一排气门组件71B，第二排气摇臂52B通过制动传动块51E驱动第二排气门组件72B。第二轴套202处于第一位置时，第一排气四冲程凸轮614B驱动第一排气摇臂51B，第二复位弹簧52K驱使第二排气摇臂52B与第二排气四冲程凸轮624B接触。第二轴套202处于第二位置时，第一排气二冲程凸轮612B驱动第一排气摇臂51B，第二复位弹簧52K驱使第二排气摇臂52B与第二排气二冲程凸轮622B接触。

制动摇臂51C具有两种工作状态。制动摇臂51C处于有效状态时，制动摇臂51C驱动制动传动块51E。制动摇臂51C处于失效状态时，制动摇臂51C不驱动制动传动块51E。

制动摇臂51C至少包含锁定式或开关支点式结构。锁定式制动摇臂具有第一杆、第二杆以及设置在第一杆与第二杆之间的锁定机构，制动凸轮61B驱动第一杆的输入端，第一杆输出端驱动第二杆输入端，第二杆输出端驱动制动传动块51E。开关支点式制动摇臂51C具有摇臂体以及设置在摇臂体上的制动支点或设置在固定支架上的制动支点。制动支点至少包含液压活塞式制动支点或锁定式制动支点。图1和图2中，制动摇臂51C采用开关支点式制动摇臂，制动支点51D设置在摇臂体上。

第一轴套201从第一位置向第二位置切换时，第二切换机构402工作。第一轴套201从第二位置向第一位置切换时，第一切换机构401工作。第二轴套202从第一位置向第二位置切换时，第三切换机构403工作。第二轴套202从第二位置向第一位置切换时，第四切换机构404工作。

第一切换机构401、第二切换机构402、第三切换机构403与第四切换机构404为切换组件，切换组件至少包括可伸缩的销。销的伸缩状态由电磁、液压或气体控制。

传统轴套切换区间必须是轴套上所有凸轮的公共基圆段。当制动凸轮61B不设置在第一轴套201上时，第一轴套201切换区间为第一进气二冲程凸轮612A、第一进气四冲程凸轮614A、第二进气二冲程凸轮622A、第二进气四冲程凸轮624A的公共基圆段内。当制动凸轮61B不设置在第二轴套202上时，第二轴套202切换区间为第一排气二冲程凸轮612B、第一排气四冲程凸轮614B、第二排气二冲程凸轮622B、第二排气四冲程凸轮624B的公共基圆段内。

当制动凸轮61B设置在第一轴套201上时，第一进气二冲程凸轮612A、第一进气四冲程凸轮614A、第二进气二冲程凸轮622A、第二进气四冲程凸轮624A、制动凸轮61B的公共基圆段非常小，无法满足切换要求。当制动凸轮61B设置在第二轴套202上时，第一排气二冲程凸轮612B、第一排气四冲程凸轮614B、第二排气二冲程凸轮622B、第二排气四冲程凸轮624B、制动凸轮61B的公共基圆段非常小，无法满足切换要求。对于上述两种情况，本发明通过在相应轴套切换阶段，保持制动摇臂51C处于失效状态，实现了制动凸轮61B的非公共基圆段切换轴套。即当制动凸轮61B设置在第一轴套201上时，根据第一进气二冲程凸轮612A、第一进气四冲程凸轮614A、第二进气二冲程凸轮622A、第二进气四冲程凸轮624A的公共基圆段，确定最大可切换区间；当制动凸轮61B设置在第二轴套202上时，根据第一排气二冲程凸轮612B、第一排气四冲程凸轮614B、第二排气二冲程凸轮622B、第二排气四冲程凸轮624B的公共基圆段，确定最大可切换区间。

根据凸轮与摇臂的接触点的周向位置、凸轮轴的旋转方向以及切换机构的周向位置，确定切换槽的切换区间。上述任意一种条件改变时，需要调节其他条件。因此，在实际情况下，需要根据实际机型来确定凸轮的公共基圆段、凸轮轴的旋转方向和凸轮输出点的周向位置，调整切换槽的切换区间和切换机构的周向位置。

本发明列出的实施方案中，第一凸轮轴101为逆时针旋转，第二凸轮轴102为顺时针旋转，图3和图4分别为第一轴套201和第二轴套202的展开示意图。此外，第一切换槽301和第二切换槽302可以相互分离，如图3；通过合并二者的公共导向段，可将二者合并成一体。第三切换槽303和第二切换槽304的设计同样可以是分开式的，也可以是合并式的。

对于小缸间距的多缸机，本发明还可采用相邻气缸的制动凸轮分别交替设置在相邻气缸第一轴套和第二轴套上，满足其布置要求。

当相邻两个气缸的点火间隔大于切换槽的切换区间时，这两个相邻气缸的还可以共用同一组切换机构（2个），其好处是减少了切换机构的数量，降低了成本，其弊端是这两个轴套的轴向位置只能均处于第一位置，或者均处于第二位置。以点火顺序为1-4-2-6-3-5的直列6缸机的1缸和2缸的第一轴套为例，左侧N1为第一号气缸，右侧N2为第二号气缸，两气缸的轴套共用第一切换机构401和第二切换机构402；第一切换机构401作用在第一号气缸N1的第一切换槽301和第二号气缸N2的第一切换槽301上；同样，第二切换机构402作用在第一号气缸N1的第二切换槽302和第二号气缸N2的第二切换槽302上。图5为轴套展开示意图。

注意：图3-图5中切换槽均只画出了切换区间段，没有画出过渡段。

通过控制切换组件和制动摇臂51C，本发明可实现多种模式。

当发动机需要二冲程驱动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要四冲程驱动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要停缸模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第一类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第二类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第三类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于失效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第四类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第五类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第六类四冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要二冲程制动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内不供给燃料。

当发动机需要第一类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要第二类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要第三类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套201处于第一位置，第二轴套202处于第一位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内供给燃料。

当发动机需要二冲程紧急制动模式运行时，第一轴套201处于第二位置，第二轴套202处于第二位置，制动摇臂51C处于有效状态，气缸内供给燃料。

上述各种驱动模式可实现发动机不同驱动功率的输出。上述各种制动模式，可实现发动机不同制动功率的输出。根据车辆需要来选取上述模式。

发动机在驱动模式下，燃油燃烧做正功，发动机输出动力驱动车轮运行。发动机在各类四冲程紧急制动模式，燃烧在压缩上止点前燃烧做负功；发动机在二冲程紧急制动模式，燃烧在每个上止点前燃烧做负功，发动机产生阻力实现车辆紧急情况下的缓速和制动。本发明所述紧急制动模式主要针对车辆主制动系统失效、其他辅助制动系统失效或制动功率不足等情况，用于车辆缓速和制动等，保证车辆安全。

由于本发明各缸轴套独立可控，对于多缸机而言，所有气缸可分为非工作气缸和工作气缸，非工作气缸采用停缸模式，工作气缸采用驱动模式或制动模式，可实现分级控制发动机动力输出。如车辆需要较小动力时，即发动机处于低负荷运行状态，可采用四冲程分级停缸驱动技术，即采用一部分气缸采用停缸模式，其他气缸采用四冲程驱动模式，并且停缸率随着发动机负荷的改变而改变，可显著降低发动机的油耗和排放。再如一部分气缸采用停缸模式，其他气缸采用制动模式，可实现发动机根据车辆运行情况连续可调地输出制动功率。此外，在制动模式下，各气缸采用相同或不同的制动模式。各制动模式下，还可与EGR系统、涡轮增压系统、设置在排气管上的蝶阀等配合，获得不同的制动功率，实现发动机根据车辆运行情况连续可调地输出制动功率。

Claims (7)

1.一种多模式配气机构，它包括排气门组件和进气门组件，其特征是：

第一凸轮轴（101）通过花键带动第一轴套（201）旋转，第二凸轮轴（102）通过花键带动第二轴套（202）旋转；

第一轴套（201）设置有第一进气二冲程凸轮（612A）、第一进气四冲程凸轮（614A）、第二进气二冲程凸轮（622A）、第二进气四冲程凸轮（624A）、第一切换槽（301）和第二切换槽（302），第二轴套（202）设置有第一排气二冲程凸轮（612B）、第一排气四冲程凸轮（614B）、第二排气二冲程凸轮（622B）、第二排气四冲程凸轮（624B）、第三切换槽（303）和第四切换槽（304）；

第一进气摇臂（51A）驱动第一进气门组件（71A），第二进气摇臂（52A）驱动第二进气门组件（72A）；

制动凸轮（61B）设置在第一轴套（201）或第二轴套（202）上；

所述第一进气四冲程凸轮（614A）和/或第二进气四冲程凸轮（624A）至少在进气冲程具有凸起；第一排气四冲程凸轮（614B）和/或第二排气四冲程凸轮（624B）至少在排气冲程具有凸起；第一进气二冲程凸轮（612A）和第二进气二冲程凸轮（622A）、中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起；第一排气二冲程凸轮（612B）和第二排气二冲程凸轮（622B）中，至少有一个凸轮在进气-压缩下止点附近具有凸起，至少有一个凸轮在膨胀-排气下止点附近具有凸起；制动凸轮（61B）在每个上止点附近具有凸起；第一复位弹簧（51K）驱使制动摇臂（51C）与制动凸轮（61B）接触；

制动传动块（51E）驱动第一排气门组件（71B）或第二排气门组件（72B）；

第一轴套（201）和第二轴套（202）均具有两个轴向位置；

第一轴套（201）处于第一位置时，第一进气四冲程凸轮（614A）驱动第一进气摇臂（51A），第二进气四冲程凸轮（624A）驱动第二进气摇臂（52A）；

第一轴套（201）处于第二位置时，第一进气二冲程凸轮（612A）驱动第一进气摇臂（51A），第二进气二冲程凸轮（622A）驱动第二进气摇臂（52A）；

当制动传动块（51E）驱动第一排气门组件（71B）时：第一排气摇臂（51B）通过制动传动块（51E）驱动第一排气门组件（71B），第二排气摇臂（52B）驱动第二排气门组件（72B）；第二轴套（202）处于第一位置时，第二排气四冲程凸轮（624B）驱动第二排气摇臂（52B），第二复位弹簧（52K）驱使第一排气摇臂（51B）与第一排气四冲程凸轮（614B）接触；第二轴套（202）处于第二位置时，第二排气二冲程凸轮（622B）驱动第二排气摇臂（52B），第二复位弹簧（52K）驱使第一排气摇臂（51B）与第一排气二冲程凸轮（612B）接触；

当制动传动块（51E）驱动第二排气门组件（72B）时：第一排气摇臂（51B）驱动第一排气门组件（71B），第二排气摇臂（52B）通过制动传动块（51E）驱动第二排气门组件（72B）；第二轴套（202）处于第一位置时，第一排气四冲程凸轮（614B）驱动第一排气摇臂（51B），第二复位弹簧（52K）驱使第二排气摇臂（52B）与第二排气四冲程凸轮（624B）接触；第二轴套（202）处于第二位置时，第一排气二冲程凸轮（612B）驱动第一排气摇臂（51B），第二复位弹簧（52K）驱使第二排气摇臂（52B）与第二排气二冲程凸轮（622B）接触；

制动摇臂（51C）具有两种工作状态；

制动摇臂（51C）处于有效状态时，制动摇臂（51C）驱动制动传动块（51E）；

制动摇臂（51C）处于失效状态时，制动摇臂（51C）不驱动制动传动块（51E）；

当设置有制动凸轮（61B）的第一轴套（201）或第二轴套（202）切换时，保持制动摇臂51C处于失效状态；

第一轴套（201）从第一位置向第二位置切换时，第二切换机构（402）工作；第一轴套（201）从第二位置向第一位置切换时，第一切换机构（401）工作；第二轴套（202）从第一位置向第二位置切换时，第三切换机构（403）工作；第二轴套（202）从第二位置向第一位置切换时，第四切换机构（404）工作。

2.根据权利要求1所述的多模式配气机构，其特征是：第一切换机构（401）、第二切换机构（402）、第三切换机构（403）与第四切换机构（404）为切换组件，所述切换组件至少包括可伸缩的销；所述销的伸缩状态由电磁、液压或气体控制。

3.根据权利要求1所述的多模式配气机构，其特征是：所述制动摇臂（51C）至少包含锁定式或开关支点式结构；

所述锁定式制动摇臂具有第一杆、第二杆以及设置在第一杆与第二杆之间的锁定机构，制动凸轮（61B）驱动第一杆的输入端，第一杆输出端驱动第二杆输入端，第二杆输出端驱动制动传动块（51E）；

所述开关支点式制动摇臂（51C）具有摇臂体以及设置在摇臂体上的制动支点或设置在固定支架上的制动支点；所述制动支点至少包含液压活塞式制动支点或锁定式制动支点。

4.根据权利要求1所述的多模式配气机构，其特征是：当相邻两个气缸的点火间隔大于切换槽的切换区间时，所述两个相邻气缸的轴套还可共用切换机构。

5.根据权利要求1所述的多模式配气机构的控制方法，其特征是：

当发动机需要二冲程驱动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内供给燃料；

当发动机需要四冲程驱动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内供给燃料；

当发动机需要停缸模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第一类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第二类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第三类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于失效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第四类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第五类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第六类四冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要二冲程制动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内不供给燃料；

当发动机需要第一类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内供给燃料；

当发动机需要第二类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内供给燃料；

当发动机需要第三类四冲程紧急制动模式运行时，第一轴套（201）处于第一位置，第二轴套（202）处于第一位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内供给燃料；

当发动机需要二冲程紧急制动模式运行时，第一轴套（201）处于第二位置，第二轴套（202）处于第二位置，制动摇臂（51C）处于有效状态，气缸内供给燃料。

6.根据权利要求5所述的多模式配气机构的控制方法，其特征是：对于多缸机，非工作气缸采用停缸模式，工作气缸采用驱动模式或制动模式。

7.根据权利要求5所述的多模式配气机构的控制方法，其特征是：对于多缸机，在制动模式下，各气缸采用相同或不同的制动模式。

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