CN113167144B - 用于凸角切换和单源空动的指状随动件 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机气门机构的切换指状随动件利用可调节支撑组合件，所述可调节支撑组合件消除了在操作期间部分接合的可能性。杠杆接合构件或闩锁被安置成在随动件主体上移动并且与杠杆相互作用，以提供恒定的接触几何形状。所述指状随动件可以被配置为空动装置并且可以包含偏置组合件和行程限制器。所述闩锁可以将所述杠杆支撑在至少一个精确位置中并且可以将所述杠杆支撑在第二位置中以进行部分空动，或者允许所述杠杆无所述闩锁地枢转以进行完全空动，如在气缸停用应用中一样。

Description

用于凸角切换和单源空动的指状随动件

相关申请和优先权声明

本申请要求于2018年12月6日提交的并且题为切换指状随动件(SWITCHINGFINGER FOLLOWER)的美国临时专利申请序列号62/776,450的优先权。本申请进一步要求于2018年12月6日提交的并且题为用于单源空动的切换指状随动件(SWITCHING FINGERFOLLOWER FOR SINGLE-SOURCE LOST MOTION)的美国临时申请序列号62/776,453的优先权。这些临时申请中的两个临时申请的主题通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于致动内燃机中的一个或多个发动机气门的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于改变如凸轮等运动源与一个或多个发动机气门之间的操作关系的系统和方法。这种系统和方法可以包含指状随动件形式的摇臂，所述摇臂提供用于在凸轮上的凸角之间的选择性切换和/或用于作为发动机气门机构中的空动装置操作。

背景技术

内燃机普遍用于许多应用和工业中，包含运输和货车运输。在内燃机中使用的气门致动系统在本领域中是熟知的。这种系统通常包含将气门致动运动从气门致动运动源(例如，凸轮)传送到一个或多个发动机气门的一个或多个介入组件，所述介入组件构成气门机构。这些气门致动系统可以主要促进正动力操作模式，在正动力操作模式中发动机气缸从燃烧过程产生动力。与标准燃烧循环相关联的进气门和排气门致动运动通常被称为“主要事件”运动。已知的发动机气门致动系统可以提供改进的主要事件气门运动，如进气门提前或延迟关闭。除了主要事件运动之外，已知的发动机气门致动系统可以促进辅助气门致动运动或允许内燃机以其它模式或以正动力产生模式(例如，排气再循环(EGR)、排气门提前打开(EEVO)等)或发动机制动的变化操作的事件，其中内燃机在未加燃料状态下操作，基本上作为空气压缩机，以产生减速动力来帮助车辆减速。

在许多发动机系统中，气门机构可以包括指状随动件，所述指状随动件基本上是在一端枢转且杠杆的另一端接触负载(即，发动机气门)的杠杆。指状随动件通常包括运动接收组件，所述运动接收组件安置在杠杆的端部之间，以收纳来自运动源(如凸轮)的气门致动运动，所述气门致动运动然后通过杠杆的负载端被传送到发动机气门。

上述的指状随动件组件的已知变化包含所谓的“切换”指状随动件，所述指状随动件的实例在美国专利第7,546,822号中进行描述，所述美国专利的主题通过引用并入本文。如图1所示，指状随动件包括主体11，在此实例中，所述主体围绕液压间隙调节器(HLA)2枢转。在此实例中，主体11还支撑侧向随动件30，所述侧向随动件可以围绕轴17旋转并且可以接合锁定机构40。如图2和3最佳展示的，主体11进一步支撑定位在侧向随动件30之间的中心滚筒随动件20。如图2和3进一步所示，锁定机构40可以被控制成使得锁定杆48或者维持在延伸位置并且由此与侧向随动件30的凸片38接触(图2)，或者维持在缩回位置并且由此避免与凸片38接触(图3)。当锁定杆48接触凸片38时(即，在锁定状态或打开状态下)，防止侧向随动件30围绕轴17旋转，并且因此维持与主体11的刚性关系。因此，由侧向凸轮凸角9施加到侧向随动件30的运动被传送到主体并且最终被传送到发动机气门3。在这种情况下，由中心凸轮凸角8提供的气门致动运动不被传送到与其对准的中心滚筒随动件20。另一方面，当锁定杆48缩回(即，在解锁状态或关闭状态下)时，侧向随动件30围绕轴17自由旋转，使得由侧向凸轮凸角9施加的任何运动被侧向随动件30吸收并且不被主体11传送到发动机气门3。在这种情况下，由中心凸轮凸角8提供的气门致动运动被传送到中心滚筒随动件20，并且由此传送到发动机气门3。

切换指状随动件最常见于轻型汽车应用中。然而，切换指状随动件尚未应用在重型和中型柴油机或天然气发动机中，部分是因为高负载事件和由于部分接合的切换机构引起的故障。已知由于在低得多的负载下相同的部分接合问题，即使在轻型应用中也会发生故障。参考图2和3中的实例，当锁定杆48仅部分地与凸片38重叠时，即，在图2和3中展示的接合之间的位置处，发生这种部分接合。当这种部分接合发生时，锁定机构的移动部件之间的收缩应力会显著增加，从而导致锁定机构的损坏和/或故障。

现有技术的切换指状随动件的另一个缺点是，切换指状随动件的使用通常需要精确定时的控制，以便防止其致动或锁定组件的部分接合。这可能需要增加成本和复杂性，特别是在多汽缸发动机环境中。例如，在此类环境中，可能需要为每个切换指状随动件提供指定的控制螺线管，以便消除控制电路瞬变的可能性(即，液压回路中的滞后)并且确保致动组件相对于指状随动件运动的精确定时。

切换指状随动件可以应用于空动气门致动系统。在这种系统中，切换指状随动件可以在第一位置与第二位置之间切换，在所述第一位置中，来自运动源(如凸轮)的完全气门运动被传送到发动机气门，在所述第二位置中，仅完全气门运动的一部分被传送到发动机气门。本文所述的单源空动升程轮廓的实例可以在美国专利第9,347,383号中的图5曲线502中找到，所述美国专利的教导内容通过引用并入本文。然而，由于上述缺点，现有技术的切换指状随动件可能仅对空动气门致动系统的适用性有限。

因此，提供解决现有技术中的上述缺点和其它缺点的系统和方法将是有利的。

发明内容

响应于现有技术中的前述挑战，本公开提供了具有改进的操作特性和改进的性能和耐久性的切换指状随动件系统的各个实施例。

基于本文公开的各个实施例，可以克服先前切换指状随动件的上述困难。本文所述的技术的进步是特别有利的，因为所述进步消除了指状随动件切换机构致动组件部分接合的可能性。相关的优点是消除了运动接收组件在切换指状随动件上的锁定或支撑位置的变化。切换指状随动件配置在协作部件与正向限定的切换机构位置以及因此指状随动件杠杆的正向限定的位置以及因此运动接收组件相对于主体的正向限定的位置之间具有一致的接触几何形状。这导致对气门运动的更准确和更可靠的操作和控制。

另外，由于本文公开的切换指状随动件配置对切换机构的部分接合、激活不敏感，因此所述切换指状随动件配置可以在多个汽缸发动机环境中以较低的成本和复杂性利用。因此，改进的切换机构和致动器消除了控制组件对精确定时的需要。例如，在液压致动的切换机构处于螺线管控制下的情况下，所公开的实施例可以消除对用于每个切换机构的指定的受控螺线管的需要。相反，所公开的进步使得单个螺线管激活多个气缸的切换机构是可行的，从而简化整个系统并降低成本。

仍进一步地，本文所述的实施例适用于并且可以用于改进单源空动系统，其中单个气门致动运动源(如凸轮)提供其中无效一些(或全部)升程的一个或多个较低升程事件，以及其中来自凸轮凸角的更多(或全部)升程被传送到发动机气门的一个或多个较高升程事件。仍进一步地，本文所述的实施例适用于并且可以用于改进空动气门致动系统，在所述空动气门致动系统中，气门运动完全无效，如在利用汽缸停用的系统中可能需要的。

本文所述的实施例在实现替代性气门运动方面可能是特别有利的，如制动进气门延迟关闭(LIVC)、排气门提前打开(EEVO)、内部排气再循环(IEGR)等。

根据本公开的方面，提供了一种用于内燃机气门机构的指状随动件系统，所述指状随动件系统包括：随动件主体，所述随动件主体具有枢轴端和运动传递端；杠杆，所述杠杆适于相对于所述随动件主体枢转；运动接收组件，所述运动接收组件具有运动接收表面，所述运动接收表面安置在所述随动件主体枢轴端与所述随动件主体运动传递端之间；以及可调节支撑组合件，所述可调节支撑组合件包含可移动闩锁，所述可移动闩锁用于向所述杠杆提供选择性支撑，所述可调节支撑组合件适于相对于所述随动件主体将所述闩锁维持在第一闩锁位置和第二闩锁位置。根据另外的方面，所述可调节支撑组合件进一步适于在所述闩锁未处于所述第二位置时允许所述闩锁移动到所述第一位置。在一些应用中，可调节支撑组合件可以进一步适于将杠杆支撑在两个限定位置中，从而在闩锁处于第一闩锁位置时以及在闩锁处于第二闩锁位置时提供杠杆与闩锁之间的接合。在指状随动件可以促进运动源运动的完全无效的其它应用中，如在汽缸停用应用中一样，可调节支撑组合件可以适于在闩锁处于第一闩锁位置时提供闩锁与杠杆之间的接合，并且在闩锁处于第二闩锁位置时允许杠杆无闩锁地枢转(即，闩锁与杆之间没有接合)。

在一个实施方案中，具有可调节支撑组合件的指状随动件可以包含可调节闩锁或杠杆接合构件，所述可调节闩锁或杠杆接合构件适于在随动件主体内移动，以将指状随动件杠杆支撑在至少一个位置中。杠杆接合构件或闩锁可以与致动活塞协作，所述致动活塞可以延伸穿过所述杠杆接合构件中的横向孔。所述活塞可以具有第一支撑表面和第二支撑表面，所述第一支撑表面和第二支撑表面可以为杠杆接合构件提供两个相应的正向限定的位置。在一些应用中，这两个位置可以与指状随动件杠杆的正向限定的支撑位置相对应。在其它应用中，闩锁位置中的仅一个闩锁位置可以支撑杠杆，并且闩锁的另一个位置可以与杠杆自由地枢转到其不与闩锁接合的(下部)位置相对应。当杠杆在除了由可调节支撑组合件限定的精确限定的位置之外的位置中接合闩锁时，可调节支撑组合件结构适于避免向致动组件施加负载力，从而避免由于部分接合而损坏致动组件和/或杠杆。

在一个实施方案中，指状随动件可以包含杠杆接合构件或闩锁，所述杠杆接合构件或闩锁被支撑用于相对于指状随动件主体移动，并且所述杠杆接合构件或闩锁具有基本上平坦的杠杆接合构件表面或闩锁表面，所述杠杆接合构件表面或闩锁表面相对于闩锁移动方向成一定角度延伸以接合杠杆上的弓形表面。指状随动件杠杆可以设置有弓形表面，所述弓形表面适于由杠杆接合构件上的平坦杠杆接合表面接合。因此，杠杆接合构件表面和杠杆表面适于在杠杆和杠杆接合构件表面接合时维持基本上类似的接触几何形状。除了消除部分接合的可能性之外，这些方面提供了改进的耐久性和操作。

根据另一个实施方案，指状随动件组合件可以应用在单运动源空动发动机气门机构环境中。在一些应用中，可调节支撑组合件可以将指状随动件杠杆支撑在至少两个位置中，所述至少两个位置中的至少一个位置可以是空动位置。在其它应用中，可调节支撑组合件可以将指状随动件杠杆支撑在至少一个位置中，并且在另个一位置中，允许指状随动件杠杆自由枢转，使得没有运动源运动被传送到发动机气门(如在气缸停用应用中可能是这种情况)。偏置组合件可以包括至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件安置在随动件主体上的至少一个弹簧支撑件与杠杆上的至少一个弹簧支撑件之间。主体上的行程限制器可以限制杠杆的向上移动。一个或多个精确限定的杠杆支撑位置可以通过杠杆接合构件和致动活塞的相互作用来实施，以通过空动指状随动件提供气门运动的完全或部分传送(或完全或部分无效)。

根据另一个实施方案，指状随动件可以设置有偏心枢轴安装件，所述偏心枢轴安装件可以提供指状随动件杠杆相对于随动件主体的位置的调节。

根据以下的详细描述，本公开的其它方面和优点对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，并且以上方面不应被视为详尽的或限制性的。前述的一般描述和以下的详细描述旨在提供本公开的发明方面的实例，并且绝不应被解释为限制或限定所附权利要求书中限定的范围。

附图说明

从以下详细描述和附图中，本发明的上述和其它附带的优点和特征将变得显而易见，其中类似的附图标记始终表示类似的元件。应理解，说明书和实施例旨在作为根据本公开的各方面的说明性实例，并且不旨在限制所附权利要求书中阐述的本发明的范围。在附图的以下描述中，除非另外指出，否则所有说明均涉及作为根据本公开的各方面的实例的特征。

图1是示例现有技术切换指状随动件和发动机气门机构环境的透视图，所述环境可以适用于实施本公开的各方面。

图2是图1的指状随动件系统在“打开”状态下的横截面。

图3是图1的指状随动件系统在“关闭”状态下的横截面。

图4是示例指状随动件组合件的透视组装图。

图5是图4的示例指状随动件组合件的透视分解图。

图6是指状随动件可调节支撑组合件的详细透视分解图。

图7是图4的处于第一状态的指状随动件组合件的侧向平面中的横截面，所述第一状态可以是“关闭”或“解锁”状态。

图8是图4的处于第一状态的指状随动件组合件的横向平面中的横截面。

图9是图4的处于第二状态的指状随动件组合件的侧向平面中的横截面，所述第二状态可以是“打开”或“锁定”状态。

图10是图4的处于第二状态的指状随动件组合件的横向平面中的横截面。

图11是根据第二实施例的指状随动件组合件的透视组装图，其作为空动装置应用。

图12是图11的空动指状随动件组合件的分解透视图。

图13是图11的处于第一状态的指状随动件组合件的侧向平面中的横截面，所述第一状态可以是无效气门机构运动中的一些或全部气门机构运动的状态。

图14是图11的处于第二状态的指状随动件组合件的侧向平面中的横截面，所述第二状态可以是传送气门机构运动的一些或全部气门机构运动的状态。图15是指状随动件组合件的另一个实施例的侧向平面中的横截面，所述指状随动件组合件允许杠杆无支撑组合件地枢转，以便于完全运动无效。

图16是示出了偏心枢轴安装件的透视图。

图17是图16的枢轴安装件的横截面。

具体实施方式

图4是根据本公开的示例组装的切换指状随动件系统100的透视图。图5是同一系统的分解透视图。具体地，切换指状随动件可以包括被布置成支撑或容纳各种其它系统组件的主体或壳体400。主体400可以在纵向方向上从运动传递端或气门接合端410延伸到枢轴端420，所述运动传递端或气门接合端适于与一个或多个发动机气门连接或接合，所述枢轴端适于与可以包含HLA的枢轴连接或接合。主体400可以进一步包括一对侧向的纵向延伸的臂402和404，在其之间限定杠杆凹槽或凹穴406。臂402和404可以在气门接合端410处包含相应的枢轴销接收孔403和405，以便将杠杆枢轴销412固定在其中。一对侧向滚筒随动件430和434可以分别通过轴432和436固定到臂402和404。侧向滚筒随动件430、434被配置成从互补配置的气门致动运动源(例如，类似于图1中所展示的侧向凸轮凸角9的运动源)接收气门致动运动。尽管侧向随动件以滚筒形式展示，但应理解的是，本公开不必局限于这方面，因为侧向随动件可以被实施为例如从主体400延伸的平坦随动件接触区域。

主体400可以进一步支撑具有紧固端452的杠杆450，所述紧固端可以被安装成与随动件主体400可枢转地协作，并且在纵向方向上延伸到自由端460。杠杆450的紧固端可以紧固到杠杆枢轴销412，所述杠杆枢轴销被固定到主体400的臂402、404。

杠杆450可以具有与主体400中的凹槽或凹穴406互补的形状，从而提供在主体400内的嵌套定位以及总体紧凑的指状随动件配置。杠杆450可以形成为具有大致凹形形状的精密单一冲压金属(即，钢)组件，所述组件具有底壁454和从底壁454延伸的整体外壁456。杠杆450的中心部分可以支撑和容纳与杠杆协作地相关联的运动接收组件。运动接收组件可以是支撑在固定到杠杆450的轴442上的中心滚筒随动件440。可替代地，与杠杆协作地相关联的运动接收组件可以是直接位于杠杆上或附接到杠杆的接触表面，并且适于直接接合运动源或与运动源协作的气门机构组件。凹槽或切口458可以形成在底壁454中，以容纳中心滚筒随动件440。杠杆的自由端460可以具有弓形的或以其它方式弯曲的杠杆端壁461，所述杠杆端壁具有弓形的或以其它方式弯曲的端面462，以用于选择性地接合整合到主体400中的可调节支撑组合件500，如将描述的。端壁461可以延伸到底壁454并且其轮廓形成为与所述底壁具有平滑过渡。杠杆端壁461可以在外壁456的相对部分之间的减小的侧向尺寸之间延伸，这可以提供增加的稳定性和强度以及减小在操作期间端壁461变形的可能性。

如将认识到的，中心滚筒随动件440可以被配置成从互补配置的气门致动运动源选择性地接收气门致动运动。例如，参考上面关于图1描述的发动机环境，中心滚筒随动件440可以接收来自中心凸轮凸角(类似于图1中的凸轮凸角8)的气门致动运动。如将认识到的，根据本公开的各方面，与现有技术系统(如以上关于图1-3描述的系统)相比，本文所述的指状随动件配置具有允许更宽的侧向和中心随动件尺寸的优点。这进而允许更宽的凸轮表面并且因此例如可以提供凸轮与随动件之间减小的接触应力和磨损。

另外参考图6-10，指状随动件主体400的枢轴端420可以包含形成在其中的纵向孔422和横向孔424，以便容纳可调节支撑组合件500的组件。枢轴端420还可以包含用于与合适的枢轴组合件连接的凹形凹槽或凹穴426，如液压间隙调节器，其具有适于装配在凹槽或凹穴426内的柱，并且包含用于将加压液压工作流体(油)递送到指状随动件的液压通道428(图8)，如将进一步描述的。

可调节支撑组合件500可以包含杠杆接合构件或闩锁510以及与其协作地相关联的致动活塞530。杠杆接合构件或闩锁510可以安置在纵向孔422中，所述纵向孔包含圆柱形引导表面423，用于支撑杠杆接合构件或闩锁510并且便于所述杠杆接合构件或闩锁的滑动移动。杠杆接合构件或闩锁510可以具有包含外圆柱形表面512和基本上平坦的杠杆接合表面514的大致圆柱形形状，所述杠杆接合表面可以相对于杠杆接合构件或闩锁510的轴线成一定角度延伸。横向致动活塞接收孔516可以延伸穿过杠杆接合构件或闩锁510，以便接收致动活塞530并且与之协作。此外，杠杆接合构件或闩锁510可以在每一侧上设置有倒角表面518(图5)，所述倒角表面从杠杆接合构件或闩锁510的外表面过渡到活塞接收孔516，以提供与活塞530的表面的平滑相互作用。还将认识到，倒角表面518提供了横向活塞接收孔516的宽度的减小，并且因此消除了对横向孔516与活塞530精确对准的需要，以便横向孔516接合直径减小的活塞表面532。

致动活塞530可以包含第一支撑表面532，所述第一支撑表面适于在纵向孔422内的第一位置中接合并支撑杠杆接合构件或闩锁510，所述第一位置可以与杠杆450和中心随动件440相对于主体400的解锁位置或下部位置或缩回位置相对应。第一支撑表面532可以是具有第一直径的圆柱形表面。致动活塞530还可以包含第二支撑表面534，所述第二支撑表面适于在纵向孔422内的第二位置中接合并支撑杠杆接合构件或闩锁510，所述第二位置可以与杠杆450和中心随动件440相对于主体400的锁定位置或升高位置或展开位置相对应。第二支撑表面可以是具有第二直径的圆柱形表面，所述第二直径大于第一支撑表面的第一直径并且基本上与主体400的横向孔424的直径相对应并且基本上与横向致动活塞接收孔516的直径相对应。安置在第一支撑表面532与第二支撑表面534之间的可以是致动活塞530上的过渡表面536，所述过渡表面536可以具有大致锥形或圆锥形形状，所述锥形或圆锥形形状适于在致动活塞的锁定移动期间提供杠杆接合构件从第一支撑位置到第二位置的平滑过渡。如果致动活塞可以位于横向孔424内的完全缩回位置或完全展开位置之间的中间位置，则过渡表面536也可以促进致动活塞回复到解锁位置，如将在下文中更详细地解释的。

现在将描述可调节支撑组合件500的操作。图7和8展示了处于“解锁”或关闭状态的示例切换指状随动件，其中杠杆450相对于主体400处于下部位置。活塞530完全缩回在横向孔424内，底部抵靠横向孔424的端壁425。偏置装置(如螺旋弹簧533)可以安置在横向孔424中，以便接合弹簧座539并且使活塞朝缩回位置偏置。这个位置使致动活塞530的第一支撑表面532与杠杆接合构件或闩锁510的横向活塞接收孔516对准。杠杆接合构件或闩锁510缩回在纵向孔内，使得接触表面514被定位成沿着第一接触线接触杠杆端面462，所述第一接触线可以处于杠杆接合构件或闩锁510的表面514上的下部位置(即，在其轴线下方)。弹簧固位帽535可以固定到主体400(即，通过压力装配或螺纹)，以将弹簧533和活塞530固位在横向孔424内。

如图8所示，主体400的枢轴接收凹穴426可以通过液压通道428液压连接到横向孔424。当加压液压流体未通过通道428供应到第一横向孔时，偏置元件(未示出)可以使活塞530向左偏置，如图8所展示的。在这种状态下，减小的活塞530的直径表面532与杠杆接合构件或闩锁510对准。因此，由于杠杆450相对于主体400维持在下部位置中，因此中心滚筒随动件440同样维持在下部位置中，从而在中心滚筒随动件440与其对应的气门致动运动源之间建立间隙。这种间隙空间使将以其它方式施加到中心滚筒随动件440的任何气门致动运动无效。

另外参考图9和10，根据本公开的各方面，可调节支撑组合件500可以被致动以使杠杆450被支撑在相对于主体400的第二位置处。当加压液压流体例如从支撑HLA中的通道(未示出)通过通道428提供到横向孔424时，可以克服施加到活塞530的向左偏置，使得活塞530位移到第二支撑表面536与杠杆接合构件或闩锁510对准并支撑所述杠杆接合构件或闩锁的点。从本公开将认识到，代替或除了在本文中通过实例描述的液压流体致动系统之外，可以利用其它致动技术。例如，可以利用气动的、电磁的或纯机械相互作用的组件来提供用于致动多个元件(如所描述的致动活塞或销530)的动力。在活塞530移动时，过渡表面536可以使杠杆接合构件510从第一闩锁位置移动到第二闩锁位置(到图9中的右侧)。因此，如图9中最佳示出的，在这种情况下，杠杆端面462可以在滑动构件接触表面506的较高点处接触滑动构件表面514。因此，在这种情况下，杠杆450和中心滚筒随动件440被支撑在第二位置，所述第二位置高于与杠杆支撑构件510的第一(缩回)位置相对应的位置，并且中心滚筒随动件440可以占据中心滚筒随动件440与其对应的气门致动运动源之间的任何间隙。以此方式，气门致动运动被施加到中心滚筒随动件440，并且此后借助于杠杆450与滑动构件510之间的接触以及滑动构件510与主体400之间的进一步接触而被传送到主体400。如将从本公开中认识到的，并且如将在以下空动、气缸停用应用的上下文中更详细地描述的，闩锁的第一位置和第二位置可以限定杠杆的替代性状态。更具体地，在空动气缸停用的上下文中，闩锁的第一位置可以是“正常”操作状态，从而有助于杠杆相对于随动件主体更高的升高，并且闩锁的第二位置可以是(缩回)“空动激活”操作状态，其中杠杆根本不接合闩锁，而是可以相对于随动件主体降低到静止位置(即，通过限定杠杆的行程下限的止动件来促进)。在这种状态下，杠杆处于下部位置，使得将以其它方式由运动源传送的所有气门运动都可能会被指状随动件系统“无效”或吸收。

根据本公开的一方面，可调节支撑组合件500在分配由杠杆450施加的负载(由图9中的粗黑箭头展示)方面提供优点。更具体地，负载的竖直分量通过杠杆接合构件(在本文中也被称为闩锁510)的外表面512与纵向孔422的内表面的接合而分布到主体400(由竖直虚线箭头展示)。负载的水平分量(由水平虚线箭头展示)通过杠杆接合构件或闩锁510分布到活塞530。如将认识到的，杠杆接合构件表面514的角度可以被选择成提供跨纵向孔422的引导表面的较大区域分配的大部分负载，其中较小的负载分量由致动活塞530承载。将进一步认识到，无论杠杆接合构件或闩锁510在纵向孔422内的位置如何，都会产生这种负载分布。此外，由于杠杆端面462与杠杆接合构件或闩锁510的表面514的独特相互作用，有效地消除了这些元件之间部分接合的可能性。另外，通过为杠杆端面462提供如图所示的基本上弓形形状，可以控制杠杆接合构件530与杠杆端面462之间的接触应力，也就是说，在杠杆相对于主体的所有操作状态和位置中，元件之间的接触区域的大小和几何形状可以保持基本上一致，即，无论杠杆接合构件530接合杠杆端面462的位置如何。杠杆接合构件表面514和杠杆端面462可以适于在杠杆接触杠杆接合构件表面514的杠杆的所有位置中维持基本上类似的接触几何形状。这导致改进的耐久性和性能。

仍进一步地，活塞530的支撑表面与杠杆接合构件或闩锁510之间的独特相互作用为杠杆450提供两个正向限定的切换支撑位置，所述位置以及因此对应的致动气门的运动可以被非常精确地控制。此外，由于活塞530与杠杆接合构件530的相互作用所涉及的力减小，因此耐久性和性能的一致性增强。根据本公开的各方面的示例可调节支撑组合件的另外的相关优点消除了在杠杆接合构件530与杠杆450之间的中间接合位置期间过度接触应力的可能性。这些中间位置将是既不是如上所述的第一接合位置也不是第二接合位置的位置。如将认识到的，当活塞530处于缩回位置时，仅一个位置可以支撑杠杆接合构件530。如果杠杆接合构件未处于第一缩回位置，则不提供来自活塞表面532的反作用力。因此，在活塞530缩回之后，在杠杆接合构件530可能保持在第二位置或无法完全缩回到纵向孔422中的情况下，当运动源的负载被传递到杠杆450时，将不提供反作用力，直到杠杆接合构件530处于第一位置。以此方式，在致动组件未处于第一位置或第二位置时，所述系统避免了施加负载力。换句话说，杠杆支撑组合件500适于仅在第一位置或第二位置中向杠杆提供支撑力。也就是说，如果活塞1530处于第一位置并且杠杆接合构件1510处于不接合活塞的位置，则所述系统允许杠杆接合构件1510在纵向孔422内“浮动”并且活塞在杠杆接合构件上不提供反作用力，直到其恰当地坐靠活塞1530。因此，可调节支撑组合件适于在杠杆未处于第一位置或第二位置中时允许杠杆移动到第一位置。这种布置消除了对支撑组件的损坏并且提供了切换指状随动件的可靠且耐用的操作。

图11-13展示了第二实施方案，其体现了根据本公开的另外的方面。这种实施方案可以用作采用单运动源(如凸轮)的发动机环境中的空动装置，所述单运动源用于提供其中一些升程可能无效的一个或多个较低升程事件，如辅助事件，以及其中来自凸轮凸角的更多(或全部)升程被传送到发动机气门的一个或多个较高升程事件，如燃烧主要事件。例如在美国专利第9,347,383号中描述了示例空动发动机环境，以及其主题通过引用整体并入本文。如将认识到的，在此类应用中，在以上关于图1-3描述的环境中，将使用在其上具有多个凸角的单一凸轮轮廓来代替中心凸轮凸角8和侧向凸轮凸角9的组合。

图11是根据本公开的一方面的示例组装的空动指状随动件系统1000的透视图。图12是同一示例系统的分解透视图。切换指状随动件可以具有类似于以上关于图4-10描述的实施例的总体构造。可调节支撑组合件1500(包含活塞1530、杠杆接合构件1510及其与端面1462的相互作用)的结构和操作类似于上述实施方案，这将被理解为适用于本实施例并且不需要重复。然而，如将认识到的，主体1400和杠杆1450的结构可以如下所述进行修改，以促进系统在空动应用中的功能。

一个修改可以包含添加偏置组合件，所述偏置组合件与主体1400和杠杆1450协作并且适于使杠杆1450朝远离主体1400的升高或展开位置偏置。主体1400可以包含一对侧向延伸的弹簧固位凸缘1402和1404。将相应的弹性元件(例如，螺旋弹簧)1422和1424固位在凸缘之间，并且因此使杠杆1450和中心滚筒随动件1440偏置在朝运动源的方向上(即，在图11和12中向上)。

另一个修改是行程限制器1425可以安置在主体1400的枢轴端1430上并且与其一体地形成，以通过接合杠杆端壁1461的上表面1463来限制杠杆1450远离主体1400的旋转。尽管行程止动件1425被展示为主体1400的整体组件，但应当理解，行程止动件1425可以被实施为附接到主体1400或通过另一个组件联接到其上的单独组件。此外，行程止动件1425可以设置有可调节特征，如螺纹穿过所展示的限制器并且用固位螺母固定的调节螺钉，以允许调节杠杆1450的行程上限。

如本领域已知的，在液压间隙调节器(HLA)结合到单源空动气门机构中时，有必要在无效气门致动运动的那些操作状态期间防止HLA膨胀，即，防止HLA占据故意地被提供以选择性地无效气门致动运动的间隙空间。在所展示的实施例中，这是通过弹性元件1422和1424的操作来实现的，所述弹性元件被选择成使得这些元件在杠杆1450上施加的力将大于相关联的HLA在其试图膨胀以占据任何可用间隙时表现出的力。以此方式，弹性元件1422、1424导致足够的负载被施加到HLA，以防止其不期望的膨胀。另一方面，由弹性元件1422和1424提供的力到HLA的不受控制的施加可能导致HLA的过度压缩或泄放。因此，行程限制器止动件1425可以限制杠杆1450的行程，并且因此限制由弹性元件1422、1424施加到任何伴随的HLA的力。由行程止动件1425允许的杠杆1450的行程距离优选地被控制成使得当HLA正在操作以在杠杆1450抵靠行程止动件1425时占据气门机构中的间隙空间时，空动行程等于无效的气门升程事件。例如，如果行程止动件1425允许杠杆1450的过度冲程，则空动操作状态将失去过度运动，并且相对高升程气门事件(例如，主要事件)将具有过度间隙，从而导致不期望的较低气门升程和较高气门落座速度。相反，如果行程止动件1425允许杠杆1450的冲程不足，则在空动操作期间将建立不足量的间隙空间，并且意图要无效的一些气门致动运动将仍然由指状随动件传送到发动机气门。这可能会导致不期望的后果，如气门升程和持续时间发生改变，或者可能在不期望出现不希望的升程事件时增加不希望的升程事件。在行程止动件1425附接到主体1400(而不是与其一体地形成)的实施例中，行程止动件1425可以是可调节的，使得可以精确地控制杠杆1450的冲程。

与以上相对于图4-10描述的实施例相比，又另一个修改可以包含消除侧向滚筒随动件，因为此类元件可能在指状随动件系统1000用作空动装置的单运动源环境中不是必需的。

在空动应用中，可调节支撑组合件1500以类似于以上关于图4-10描述的操作的方式可以提供杠杆1450相对于指状随动件主体1400的至少两个非常精确受控位置。这两个受控位置可以提供从运动源到致动气门的两个水平的传送运动。例如，第一位置可以与部分运动传送相对应，并且第二位置可以与全运动传送相对应。如将从本公开中认识到的，所描述的实施例可以适于空动应用，其中将以其它方式从运动源(凸轮)传送的所有气门运动可以被指状随动件系统“无效”或吸收。在这种情况下，杠杆可能仅具有与闩锁510的一个精确限定的接合位置，并且杠杆可以采取第二位置，在所述第二位置中闩锁与杠杆没有接合，或者其中闩锁接合杠杆并且将其支撑在足够低的位置，使得没有气门升程从运动源传送。杠杆的非接合配置可以消除对制造精度的需要，以至少限定杠杆的第二脱离位置。

参考图13，在杠杆接合构件1510处于缩回位置并且支撑在活塞1530的较小直径上的状态下，杠杆表面1462在其相对低的点处接触杠杆接合构件表面1514。杠杆1450和滚筒随动件1440相对于主体1400维持在下部位置，从而在滚筒随动件1440与其对应的气门致动运动源之间建立间隙。这种间隙空间使将以其它方式施加到中心滚筒随动件1440的任何相对低升程气门致动运动无效，而任何相对高升程气门致动运动仍由滚筒随动件1440接收并且传送到指状随动件主体1400并且最终传送到所接合的气门。

另外参考图14，在活塞1530可以被液压致动以克服弹簧偏置力的状态下，活塞可以移动到其全直径部分完全占据杠杆接合构件1510中的横向孔的点。因此，杠杆接合构件1510处于完全展开位置，并且杠杆1450和随动件1440维持在相对高的位置，以占据随动件1440与气门致动运动源之间的任何间隙。在这种状态下，任何相对低升程气门致动运动以及相对高升程气门致动运动被施加到滚筒随动件1440并且传送到指状随动件主体1400并且最终传送到由此所接合的气门。

除了上述杠杆1450相对于指状随动件主体1400的精确受控位置以及由指状随动件系统提供的空动能力的最终精确控制之外，上述配置还提供了消除杠杆1450的中间定位以及因此气门运动的中间传送的优点。如以上关于图4-10的实施例中的可调节支撑组合件500的操作所详细描述的，由于活塞1530与杠杆接合构件1510的相互作用，可调节支撑组合件1500可以适于在两个限定位置中提供支撑。

图15展示了根据本公开的各方面的另一个实施例，所述实施例在如气缸停用应用等应用中可能是有用的，在所述应用中可以促进气门运动的完全无效。在此实施例中，可调节支撑组合件2500促进下部杠杆定位，所述可调节支撑组合件允许杠杆无闩锁2510地枢转并且因此枢转到(第二)杠杆位置，所述(第二)杠杆位置是相对于随动件主体比设置在前述实施例内的位置低的位置。图15展示了处于第一位置的闩锁2510，其中较大直径表面2534接合闩锁2510的横向孔，从而将所述闩锁支撑在所示的延伸位置，其中闩锁表面2514接合杠杆表面2462，从而将杠杆2450固位在所示的(第一)位置中。这个位置可以与致动器活塞2530的“断开”状态(即，“正常闩锁的”杠杆位置)相对应，其中杠杆2450被定位成传送正常的气门运动。根据此实施例的各方面，当活塞2530通电时，较小直径表面2532与闩锁横向孔对准，从而允许闩锁2510缩回(即，在图15中向上和向左移动)。闩锁2510的这个位置允许杠杆2450枢转到下部位置，在所述下部位置中所述杠杆是完全自由的并且不接合闩锁2510。因此，这种配置在如气缸停用应用等应用中可能是有用的，其中气门运动的完全无效需要这种低杠杆位置。

图16和17展示了可以用于上述实施方案中的任一个实施方案中的枢轴销1412的细节。如图所示，枢轴构件1412包括形成于其中的偏心轴920。具体地，轴920的轴线不与枢轴构件912的轴线对准。另外，在偏心轴920上安置螺纹安装孔922。如图17最佳所示，枢轴构件912可以由主体400支撑，其中杠杆408被安装成在偏心轴920上旋转。合适的紧固件1002可以用于固定枢轴构件912、杠杆408和主体400的组合件。通过选择性地旋转枢轴构件912，偏心轴922的位置可以相对于主体1400移动，使得杠杆408的枢转端同样相对于主体1400向上或向下移位。以此方式，枢轴构件912可以用于调节或控制杠杆1450的位置，以与不同的凸轮轮廓一起工作、建立变化的间隙设置或允许不太精确且昂贵的制造工艺。

如将认识到的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以提供杠杆接合构件或闩锁510、致动活塞530、杠杆端面462以及本文所述的其它表面的相互作用表面的形状的各种几何变化。例如，杠杆接合构件或闩锁510可以设置有弯曲或弓形表面，并且杠杆450设置有平坦表面。此外，尽管被描述为圆柱形形状元件，但是活塞和杠杆接合构件可以设置有正方形或矩形或其它横截面形状。

进一步举例来说，尽管杠杆接合构件530已经被展示和描述为在与活塞530的机械相互作用的控制下操作，所述活塞进而被液压地控制，但应理解的是，可以采用用于控制杠杆接合构件的其它配置。例如，杠杆接合构件530可以通过弹性元件偏置到其解锁状态或关闭状态，并且液压通道可以连接到杠杆接合构件530所位于的孔，使得将液压流体施加到通道导致杠杆接合构件530延伸到其锁定状态或打开状态，同时滑动构件的孔内的锁定体积的液压流体将杠杆接合构件530维持在其延伸位置。作为另一个实例，尽管杠杆接触表面462已经被展示为具有弓形形状，但这不是必需的，并且可以同等地采用其它表面配置，例如成角度的、半圆形的等。仍进一步地，应当理解，主体400和杠杆450的配置可以颠倒，即，中心主体设置有外部可移动臂，所述可移动臂可以使用如上所述的一个或多个类似配置的滑动构件置于解锁/关闭状态或锁定/打开状态。

尽管已经参考具体实例实施例描述了本实施方案，但将显而易见的是，可以在不脱离如权利要求书中所阐述的本发明的更广泛精神和范围的情况下对这些实施例进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (26)

1.一种用于内燃机气门机构的指状随动件系统，所述指状随动件系统包括：

随动件主体，所述随动件主体具有枢轴端和运动传递端；

杠杆，所述杠杆适于相对于所述随动件主体枢转；

运动接收组件，所述运动接收组件具有运动接收表面，所述运动接收表面安置在所述枢轴端与所述运动传递端之间；以及

可调节支撑组合件，所述可调节支撑组合件包含可移动的闩锁，所述闩锁配置成向所述杠杆提供选择性支撑，所述可调节支撑组合件适于相对于所述随动件主体将所述闩锁交替地维持在第一闩锁位置和第二闩锁位置，其中，所述可调节支撑组合件进一步包括与所述闩锁配合以限定所述第一闩锁位置和所述第二闩锁位置的致动活塞。

2.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述致动活塞包括过渡表面，所述过渡表面使得所述杠杆能够在所述过渡表面由所述闩锁接合时将所述闩锁移动到所述第一闩锁位置。

3.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述可调节支撑组合件适于在所述闩锁处于所述第一闩锁位置时提供所述杠杆与所述闩锁之间的接合。

4.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述可调节支撑组合件适于允许所述杠杆枢转到杠杆位置，在所述杠杆位置中，所述杠杆不与所述闩锁接合。

5.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述可调节支撑组合件适于在所述闩锁处于所述第二闩锁 位置时提供所述杠杆与所述闩锁之间的接合。

6.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述致动活塞适于在所述闩锁处于所述第一闩锁位置和所述闩锁处于所述第二闩锁位置时在所述杠杆上提供反作用支撑力，并且其中所述致动活塞包括过渡表面，所述过渡表面适于在所述闩锁处于所述第一闩锁位置与所述第二闩锁位置之间时允许所述闩锁和所述致动活塞移动。

7.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述随动件主体包含引导孔，并且其中所述闩锁 被布置成在所述引导孔内移动。

8.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述致动活塞在所述闩锁中的活塞接收孔内延伸。

9.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述随动件主体包含与所述致动活塞流体连通的工作流体通道。

10.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述致动活塞包含：第一致动活塞表面，所述第一致动活塞表面适于将所述闩锁支撑在所述第一闩锁位置中；以及第二致动活塞表面，所述第二致动活塞表面适于将所述闩锁支撑在所述第二闩锁位置中。

11.根据权利要求10所述的指状随动件系统，其中所述第一致动活塞表面在距所述致动活塞的轴线第一距离处延伸，并且其中所述第二致动活塞表面在距所述致动活塞的轴线第二距离处延伸。

12.根据权利要求10所述的指状随动件系统，其中所述第二致动活塞表面被成形成与所述活塞接收孔互补。

13.根据权利要求10所述的指状随动件系统，其中所述致动活塞具有过渡表面，所述过渡表面位于所述第一致动活塞表面与所述第二致动活塞表面之间，所述过渡表面适于在所述致动活塞被致动时将所述闩锁从所述第一闩锁位置移动到所述第二闩锁位置。

14.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述杠杆包含杠杆表面，所述杠杆表面适于接合所述闩锁的闩锁表面，其中所述闩锁表面和所述杠杆表面中的至少一个包含弓形表面。

15.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述杠杆包含杠杆表面，所述杠杆表面适于接合所述闩锁的闩锁表面，其中在所述闩锁表面和所述杠杆表面在所述杠杆的所有位置中接合时，所述闩锁表面和所述杠杆表面适于维持基本上类似的接触几何形状。

16.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述闩锁适于在闩锁运动方向上相对于所述随动件主体移动，并且

其中所述闩锁包含基本上平坦的闩锁表面，所述基本上平坦的闩锁表面相对于所述闩锁运动方向以一定闩锁表面角度延伸。

17.根据权利要求16所述的指状随动件系统，其中所述闩锁适于相对于所述随动件主体上的引导表面移动，并且其中所述闩锁表面角度使得由所述杠杆施加在所述闩锁上的大部分负载力被施加到所述引导表面。

18.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述运动接收组件是与所述杠杆协作的凸轮随动件滚筒。

19.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述运动接收表面成一体地形成在所述杠杆上。

20.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其中所述杠杆通过偏心安装元件联接到所述随动件主体，所述偏心安装元件允许相对于所述随动件主体调节所述杠杆的枢轴端的位置。

21.根据权利要求1所述的指状随动件系统，其进一步包括杠杆偏置组合件，所述杠杆偏置组合件用于使所述杠杆朝运动源偏置。

22.根据权利要求21所述的指状随动件系统，其进一步包括行程限制器，所述行程限制器用于限制所述杠杆相对于所述随动件主体的行程。

23.根据权利要求21所述的指状随动件系统，其进一步包括所述气门机构中的液压间隙调节器，所述液压间隙调节器具有间隙调节力，其中所述杠杆偏置组合件在所述杠杆上提供偏置力，所述偏置力大于所述间隙调节力。

24.根据权利要求21所述的指状随动件系统，其中所述杠杆偏置组合件包括至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件安置在所述杠杆与所述随动件主体之间。

25.根据权利要求21所述的指状随动件系统，其进一步包括至少一个随动件主体弹簧支撑件和至少一个杠杆弹簧支撑件，所述至少一个随动件主体弹簧支撑件安置在所述随动件主体上，所述至少一个杠杆弹簧支撑件安置在所述杠杆上，所述杠杆偏置组合件包含至少一个相应弹性元件，所述至少一个相应弹性元件安置在所述随动件主体弹簧支撑件与所述杠杆弹簧支撑件之间。

26.根据权利要求22所述的指状随动件系统，其中所述行程限制器相对于所述随动件主体的位置适于提供所述杠杆相对于所述随动件主体的所述行程的上限的调节。

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