CN114876605A - 一种发动机的气门驱动装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种发动机的气门驱动装置及其驱动方法，由箱体、上连杆、下连杆，制动活塞和万向节结构组件构成，箱体内设有相通的垂直通道和水平通道，垂直通道下部设有上连杆，下连杆和制动活塞，水平通道内设有万向节组件，箱体、上连杆、万向节结构组件的活动端的球体、下连杆和制动活塞之间各设有转动副，箱体内设有机油油路将水平通道与机油油路连通，通过机油油路的打开和关闭来控制万向节结构组件，调节上连杆和下连杆的位置，使得上连杆和下连杆竖直或倾斜，实现制动活塞的伸出和缩回。本发明采用了万向节结构组件，减少了零件，简化了结构；采用了机械链接结构，减少了反应时间，降低了加工精度；气门驱动不受机油温度和压力的影响；气门驱动设计灵活，可以减小发动机活塞与气阀杆之间的距离，可与发动机配气机构的摇臂集成为一体。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及发动机制动器，特别是一种发动机制动器的气门驱动装置及其驱动方法。
背景技术
随着国内经济形势的持续发展和高速公路的快速建设，以商用车为主要交通工具的物流运输业已成为国民经济的重要组成部分。长途运输的商用车行驶在长缓坡道路上需要经常使用制动，没有辅助制动装置的商用车需要不断使用脚刹的轮式制动来降低车速。但是，在长缓坡道路，长时间使用轮式制动会导致刹车片温度提升过快，进而导致刹车片温度过高而很可能发生制动效果降低甚至失效，很容易造成重大的不可挽回的人身和财产损失，这也是在地形复杂的山路经常发生重大交通事故的重要原因之一，因此，对商用车配备辅助制动装置是很有必要的。在2012年底，国家有关机构也已经出台法规强制要求在12 吨以上的卡车和大型商用客车上增设缓速制动装置。
在车辆辅助制动领域，有三种不同的缓速装置，即液力缓速器、电涡流缓速器和发动机制动器(又叫发动机缓速器)。液力缓速器和电涡流缓速器的体积大、重量大，不利于汽车轻量化的实现，并且价格贵；上述两种缓速器仅在客车上大量使用。发动机制动器具有成本低，重量轻、工作耗电小、不耗油；性能好，可靠耐久(不会像液力缓速器发热或像电涡流缓速器起火)适合于中国市场。加装发动机制动器的卡车，与没有加装发动机制动器的卡车比较，能够有效的减少长下下坡路段的刹车次数，从而降低刹车片和轮胎的更换频率，进而降低卡车的维护保养费用。
将内燃机配气机构作为制动手段的发动机制动器技术为人共知，只需将发动机暂时转换为压缩机。这种转换切断燃油，在发动机活塞压缩冲程结束时或接近结束时打开排气阀，允许被压缩气体(制动时为空气)被释放，发动机在压缩冲程中压缩气体所吸收的能量，不能在随后的膨胀冲程返回到发动机活塞，而是通过发动机的排气及散热系统散发掉。最终的结果是有效的发动机制动，减缓车辆的速度。
近年来，随着商用车的快速发展，发动机制动在实践中也得到了越来越多的应用。但目前现有发动机制动技术大多采用的是液压式发动机制动器：通过一套液压控制装置，利用机油的不可压缩性的“千斤顶”原理，来控制制动排气门的打开与关闭。但由于液压系统零部件多，加工精度要求高，并且控制系统复杂，受机油清洁度影响较大，因此可靠性较低，故障率较高。同时，发动机在低速工况下，受机油压力较低的影响，实际制动气门打开升程，会相对理论设计升程减小，并导致低速工况下的制动功率值会减小，最终会影响到整车对发动机制动的使用效果。
再则，上述由液压驱动的发动机制动器存在另一缺点，即液压系统的可缩性或变形，这与液体的柔性有关，高柔性导致制动阀升的大量压缩减小，阀升的减小导致阀载的增加，而阀载的增加导致更高的柔性，造成一种恶性循环。此外，由液压变形造成的阀升减小随着发动机转速的增加而增加，与发动机制动性能所要求的制动阀升趋势恰恰相反。为了减少液压柔性，必须使用大直径的液压活塞，增加体积和重量。而且油流需要很长时间使大直径活塞伸出或缩回，导致制动系统惯性大、反应慢。
商用车的发动机制动技术也有采用机械式制动器，中国专利CN201910763362.9提供了机械式气门驱动机构的方案，方案中的气门驱动机构由箱体、连杆、启动活塞和驱动活塞构成。，箱体内设有垂直相交的启动活塞孔和驱动活塞孔，启动活塞孔内设有启动活塞，驱动活塞孔内设有驱动活塞，连杆包括第一连杆和第二连杆。箱体内设置有流体通道，流体通道将启动活塞孔与发动机的机油流体网络相连，机油的压力作用于启动活塞孔内的启动活塞，启动活塞将第一连杆和第二连杆在箱体内沿导向槽从关闭位置推向打开位置。此外，此气门驱动机构还包括回位机构，回位机构将第一连杆和第二连杆在箱体内沿导向槽从打开位置推向关闭位置。回位机构包括回位弹簧和回位钢球。专利中采用了机械式的气门驱动机构，解决了部分的液压式发动机制动器问题，但是仍然存在启动和关闭分别采用启动活塞和回位机构等多个零件造成的结构复杂化，回位机构由回位弹簧和回位钢球组成存在连接不可靠的风险，
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械式的发动机气门驱动装置，所述的这种气门驱动装置要解决现有技术中液压驱动的发动机制动系统的不足，如存在的制动系统变形和惯性大、反应慢等技术问题；以及现有的机械式气门驱动机构方案中存在的结构复杂化和连接不可靠的风险。
本发明的气门驱动装置由箱体、上连杆，下连杆、制动活塞和万向节结构组件构成，箱体内设置有垂直通道和水平通道，垂直通道与所述的水平通道相通，垂直通道内设置上连杆和所述的下连杆，竖直通道的下部设置有制动活塞；所述的水平通道内设置有所述的万向节结构组件，所述的万向节结构组件，能够在作用力下推动上连杆和下连杆处于设定位置，复位后使得上连杆和下连杆回到初始位置；所述的万向节结构组件有固定端和活动端组成；所述的万向节结构组件的固定端位于水平通道上，所述的万向节结构组件的活动端与所述上连杆和下连杆通过球面接触进行限位连接；
所述的万向节结构组件也可由驱动弹簧组件或者钢丝组件替代。
进一步的，万向节结构能够通过固定端实现活动端的推拉动作，也能够实现万向节结构组件的活动端的球体的中心的高度调整(也能够实现万向节结构组件的活动端的一侧中心的高度调整)。
进一步的，所述的万向节结构组件的活动端为球体，所述的球体与所述上连杆和下连杆通过球体的接触面限位连接；上连杆下端和万向节结构组件的活动端的一侧球体构成转动副，下连杆上端和万向节结构组件的活动端的一侧球体构成转动副。上连杆上端与箱体之间设置有转动副，下连杆下端与制动活塞之间设置有转动副。
进一步的，箱体内设置有机油油路，机油油路和水平通道连通，机油油路将水平通道与发动机的机油油路网络相连。机油油路网络提供机油压力，机油压力作用于水平通道内万向节结构组件的固定端，控制万向节结构组件的固定端进行运动，带动万向节结构组件的活动端将在箱体内的上连杆和下连杆从倾斜位置(关闭位置)推向竖直位置 (打开位置)。机油油路网络不提供机油压力，复位弹簧控制万向节结构组件的固定端进行回位，带动万向节结构组件的活动端将在箱体内的上连杆和下连杆从竖直位置(打开位置)推向倾斜位置(关闭位置)。
进一步的，万向节结构组件上设置有复位弹簧，复位弹簧的一端固定在万向节结构组件上，一端固定在水平通道中。
进一步的，箱体的下部有一个弹簧座，弹簧座上固定有压缩弹簧，压缩弹簧的上端连接在制动活塞上。
进一步的，水平通道内设置有限位块，限位块上设有限位槽，上连杆、下连杆和万向节结构组件的活动端的部分位于限位槽内，限位槽的宽度略大于上连杆、下连杆和万向节结构组件的活动端的宽度。上连杆和下连杆在关闭位置和打开位置之间沿限位槽做平面运动，在关闭位置，上连杆和下连杆形成一个夹角，制动活塞的下端面缩回；在打开位置，上连杆和下连杆位于竖直同轴上，制动活塞的下端面伸出。
进一步的，限位块上设置有定位边，定位边可以防止上连杆和下连杆滑脱。
进一步的，万向节结构组件的活动端上设置有定位边，定位边可以防止上连杆和下连杆滑脱。
进一步的，箱体上设置有阀隙调整螺钉，阀隙调整螺钉底面和上连杆上端相配合构成转动副。
进一步的，箱体上设置有泄流孔，泄流孔将所述的竖直通道和外界连通。
进一步的，箱体为发动机配气机构的摇臂或气门桥。
本发明还提供了一种发动机的气门驱动方法，当需要发动机气门驱动装置工作时，发动机气门驱动的控制机构开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络，经由箱体内的机油油路向水平通道提供机油压力，机油压力作用于万向节结构组件的固定端，固定端推动活动端的一侧球体，运动通过活动端进行传递，活动端的另一侧球体推动上连杆和下连杆，沿限位槽从关闭位置推向打开位置，即从倾斜夹角位置到竖直同轴位置，与下连杆的底部相连的制动活塞产生了高度变化，从缩回位置变为伸出位置，其底面靠近下面的发动机气门，气门驱动装置从非工作位置切换到工作位置；发动机凸轮的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置，传递给所述的发动机气门，产生需要的气门运动。
当不需要发动机气门驱动装置工作时，发动机制动控制机构关闭卸去机油，万向节结构组件的固定端不受机油压力，在复位弹簧的作用下复位，万向节结构组件的固定端停靠在水平通道的底面上，固定端带动活动端的一侧球体，运动通过活动端进行传递，活动端的另一侧球体带动上连杆和下连杆。上连杆和下连杆从打开位置变回为关闭位置，即从竖直同轴位置到倾斜夹角位置，与下连杆的底部相连的制动活塞产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面与下面的发动机气门分离，产生一定的间距，气门驱动装置从工作位置切换到非工作位置；使得发动机凸轮的运动被跳过，无法传递给发动机气门，不产生气门运动。
本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。在发明中，万向节结构组件实现上连杆和下连杆的倾斜和竖直，进而实现气门机构的关闭和打开；满足了倾斜位置和竖直位置的运动中心高度——万向节结构组件的活动端的一侧球体的中心的高度调整。万向节结构组件是一种灵活可靠的机械结构，采用万向节结构组件，不仅实现了水平方向的推拉的双重功能，而且还满足了竖直方向的高度调整；减少了零件简化了结构，提高了气门驱动装置的可靠性。在应用中，本发明可与发动机配气机构的摇臂或气门桥集成为一体，基本不影响发动机的高度、体积和重量。没有采用液压承载结构，没有液体压缩减少了反应时间；不需要采用液压控制阀，降低了加工精度，节省了加工成本；不采用液体承载，没有高油压和高油温引起的泄漏、变形和载荷波动，气门驱动不受机油温度和压力的影响；气门驱动设计灵活，可以减小发动机活塞与气阀杆之间的距离。
附图说明
图1是本发明的发动机气门驱动装置的箱体的示意图。
图2是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1处于关闭位置时的示意图。
图3是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1处于打开位置时的示意图。
图4是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的限位块的正视图。
图5是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的限位块的俯视图。
图6是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的万向节结构组件的正视图。
图7是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的万向节结构组件的俯视图。
图8是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2处于关闭位置时的示意图。
图9是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2处于打开位置时的示意图。
图10是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的限位块的正视图。
图11是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的限位块的俯视图。
图12是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的万向节结构组件的正视图。
图13是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的万向节结构组件的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1和2所示，本发明的发动机气门驱动装置100，包括箱体105(图1，所示的箱体是摇臂，摇臂通过摇臂孔150装配在发动机的摇臂轴(未显示)上)、上连杆310 和下连杆320、制动活塞330和万向节结构组件280。箱体100内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道130。垂直通道内设有上连杆310和下连杆320，垂直通道140下端设有制动活塞330。水平通道130内设有万向节结构组件280，复位弹簧240和限位块210。
如图6和图7所示，万向节结构组件280由固定端287和活动端283组成，固定端287上设置有固定孔，活动端283和固定端287由固定轴286连接，活动端283 不会从固定端287中拉脱，能够跟随固定端287的运动产生推拉动作，并且能够围绕固定轴286在一个平面进行转动；活动端283的一侧设置有球体，活动端283的球体0连接上连杆310和下连杆320。万向节结构组件280是一种可靠的机械结构，能够实现推拉活动端283的双重功能——固定端287推动活动端283的时候，通过固定轴286推动活动端283，进而将运动传递到活动端283的球体；固定端287拉动活动端283的时候，即通过固定轴286拉动活动端283，进而将运动传递到活动端283的球体；同时实现活动端283的球体中心的高度变化——活动端283的球体能够以固定轴286的中心轴线进行旋转实现角度变化。
如图4和图5所示，限位块210装配在水平通道130中，箱体100上有装配台阶 160，限制限位块210的安装位置；限位块确定安装角度后，紧定螺栓200将限位块210 固定在箱体100上。限位块210上设有限位槽520(见图6)，上连杆310、下连杆320和万向节结构组件280的活动端283的部分位于限位槽520中，限位槽520的宽度等于或稍大于上连杆310、下连杆320和万向节结构组件280的活动端的球体的外径。上连杆310 和下连杆320在“关闭”位置(图2)和“打开”位置(图3)之间沿限位槽520做平面运动。此外，限位块210上有定位边530，用于限定上连杆和下连杆在竖直位置时候的位置。
上连杆310的上端面与箱体100(见图2，这里所示的是固定在箱体100上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆310的下端面和万向节结构组件280的活动端283的球体的上端面通过第二转动副431相连接，万向节结构组件280的活动端283 的球体的下端面和下连杆320的上端面通过第三转动副432相连接，下连杆320的下端面与制动活塞330的上端面之间设有第四转动副433，制动活塞330的下端面(底面)434 位于发动机气门(未显示)的上方。本实施例图示的四个第一转动副430、第二转动副 431、第三转动副432和第四转动副433均为球形转动副(球体与球窝配合)。
安装在箱体100上面的调整螺栓300用来调整制动活塞330在垂直通道140内的上下初始位置(气门间隙)(见图3)。对于不需要调整制动活塞330的初始位置的情形，就不需要调整螺栓300。此时，上连杆310的上端面直接与箱体100之间形成转动副。
箱体100的下部有一个弹簧座350，弹簧座350固定在箱体100上，采用紧固螺栓360将弹簧座350固定在箱体100上(见图2)。弹簧座350用来支撑固定压缩弹簧340，压缩弹簧340的下端与弹簧座350固定，压缩弹簧340的上端与制动活塞330连接。
处于“关闭”位置(图2)时，上连杆310、下连杆320，以万向节结构组件280的活动端283的球体为中心，此时上连杆310和下连杆320形成一个倾斜夹角(图2)；同时，压缩弹簧340作用于制动活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、第二转动副431、以及430。由于万向节结构组件280的活动端283 固定在固定端287上，上述4个转动副，第一转动副430、第二转动副431、第三转动副432和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310、万向节结构组件280的活动端283的球体和下连杆320的相互活动，实现了“关闭”位置时候上连杆310和下连杆320保持在倾斜夹角位置。
处于“打开”位置(图3)时，上连杆310、下连杆320和万向节结构组件280的活动端283的球体和限位块210的定位边530接触；同时，压缩弹簧340以及发动机气门的反作用力作用于制动活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、第二转动副431、以及430。四个第一转动副430、第二转动副431、第三转动副432和第四转动副433均为球形转动副，除了定位边530的定位作用，球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆310、下连杆320和万向节结构组件280的活动端283的球体270的中心位于同一竖直轴线上(见图3)。
在所述的“关闭”位置(图2)，复位弹簧240将万向节结构组件280的固定端287 推动靠在水平通道130的底面(见图1)上，固定端287带动活动端283，运动通过固定轴 286进行传递，活动端283的球体带动上连杆310和下连杆320，此时上连杆310和下连杆 320形成一个倾斜夹角(图2)。压缩弹簧340使得制动活塞330上移，其底面(下端面)434 与发动机气门(未显示)分离。
在所述的“打开”位置(图3)，也就是当气门驱动装置105需要启动时，发动机的机油流体网络(未显示)通过箱体100内设置的机油油路110向水平通道130提供机油压力 (见图1)，机油压力作用于万向节结构组件280的固定端287，固定端287推动活动端 283，运动通过固定轴286进行传递，活动端283的球体推动上连杆310和下连杆320，克服复位弹簧240和压缩弹簧340的作用力，将上连杆310和下连杆320沿限位槽520从“关闭”位置(图2)推向“打开”位置(见图3)。在所述的“打开”位置(图3)，上连杆310和下连杆320位于竖直同轴上。制动活塞330下移，其底面(下端面)434与发动机气门(未显示)接近。
从“打开”位置(图3)切换至“关闭”位置(图2)，上连杆310和下连杆320从竖直同轴位置切换为倾斜夹角位置，万向节结构组件280的活动端283的球体的中心在水平方向上有距离变化，同时在竖直方向上也有高度变化。万向节结构组件280的活动端283的球体的中心在水平方向上的距离变化，通过万向节结构组件280的固定端287的运动，带动活动端283来实现；万向节结构组件280的活动端283的球体的中心在竖直方向上的高度变化，通过活动端283的球体在固定轴286的中心轴线的旋转来实现。万向节结构组件280 不仅能够实现活动端283的球体的中心在水平方向的双向移动的推拉动作，而且能够实现了活动端283的球体中心的高度调整。
同样的，从“关闭”位置(图2)切换至“打开”位置(图3)，上连杆310和下连杆320从竖直同轴位置切换为倾斜夹角位置，万向节结构组件280的活动端283的球体的中心在水平方向上有距离变化，同时在竖直方向上也有高度变化，万向节结构组件280能够实现活动端283的球体的中心在水平方向的距离变化和竖直方向的高度变化。
实施例1的工作过程是：
如图2和3所示，当需要发动机气门驱动装置105工作时，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体100内的机油油路110向水平通道130提供机油压力(见图1)，机油压力作用于万向节结构组件 280的固定端287，固定端287推动活动端283，运动通过固定轴286进行传递，活动端283 的球体推动上连杆310和下连杆320，沿限位槽520从“关闭”位置(图2，倾斜夹角位置) 推向“打开”位置(图3，竖直同轴位置)，与下连杆320的底部相连的制动活塞330产生了高度变化，从缩回位置变为伸出位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置105从非工作位置切换到工作位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置105，传递给所述的发动机气门，产生需要的气门运动，比如用于发动机制动的气门运动。
当不需要发动机气门驱动装置105工作时，发动机制动控制机构关闭卸去机油，万向节结构组件280的固定端287不受机油压力，在复位弹簧240的作用下复位，万向节结构组件280的固定端287停靠在水平通道130的底面上，固定端287带动活动端283的一侧球体260，运动通过活动轴286进行传递，活动端283的球体带动上连杆310和下连杆 320。上连杆310和下连杆320从“打开”位置(图3，竖直同轴位置)变回为“关闭”位置(图2，倾斜夹角位置)，与下连杆320的底部相连的制动活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434与下面的发动机气门分离，产生一定的间距，气门驱动装置105从工作位置切换到非工作位置，使得发动机凸轮(未显示)的运动被跳过，无法传递给发动机气门，不产生气门运动。
实施例2：
如图8和图9所示，本实施例的发动机气门驱动装置100是实施例1的变形，包括箱体105(图1，所示的箱体是摇臂，摇臂通过摇臂孔150装配在发动机的摇臂轴 (未显示)上)、上连杆310和下连杆320、制动活塞330和万向节结构组件280。其中，箱体100、上连杆310、下连杆320和制动活塞330没有变化，但是万向节结构组件280有了改变。同样的，箱体100内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道 130。垂直通道内设有上连杆310和下连杆320，垂直通道140下端设有制动活塞 330。水平通道130内设有万向节结构组件280，复位弹簧240和限位块210.其中限位块210有了变化。
万向节结构组件280由固定端287，固定轴286和活动端283组成(见图12和图13)，固定端287上设置有固定孔，活动端283和固定端287由固定轴286连接，活动端283不会从固定端287中拉脱，能够跟随固定端287的运动产生推拉动作，并且能够围绕固定轴286在一个平面进行转动；活动端283的一侧设置有球体，活动端283 的球体0连接上连杆310和下连杆320。其中，活动端283进行了更改，在活动端283 的一侧球体位置设置有定位边288和289。限位块210上有定位边530，还增加了一个依靠边540(见图10和图11)。
处于“打开”位置(图12)时，上连杆310、下连杆320和限位块215的定位边530 接触，也和万向节结构组件280的活动端283的定位边288接触，同时万向节结构组件280 的活动端283的头部和限位块的依靠边540紧贴；同时，压缩弹簧340以及发动机气门的反作用力作用于制动活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、第二转动副431、以及430。四个第一转动副430、第二转动副431、第三转动副432和第四转动副433均为球形转动副，除了定位边530的定位作用，球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆310、下连杆320和万向节结构组件 280的活动端283一侧球体275的中心位于同一竖直轴线上。
处于“关闭”位置(图11)时，上连杆310、下连杆320，以万向节结构组件280 的活动端283的球体为中心，此时上连杆310和下连杆320形成一个倾斜夹角；同时，压缩弹簧340作用于制动活塞330，在下连杆320的下端面与制动活塞330的上端面之间的第四转动副433上形成向上的作用力，由于万向节结构组件280的活动端283固定在固定端287上，这个作用力在4个第一转动副430、第二转动副431、第三转动副432和第四转动副433之间产生摩擦力能够限制了上连杆310、万向节结构组件280的活动端 283的一侧球体275和下连杆320的相互活动；同时，万向节结构组件280的活动端 283上的定位边289也能够限制上连杆310、万向节结构组件280的活动端283的一侧球体275和下连杆320的相互活动，实现了“关闭”位置时候上连杆310和下连杆320保持在倾斜夹角位置。
实施例2的工作过程是：
如图8和图9所见，当需要发动机气门驱动装置105工作时，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体100 内的机油油路110向水平通道130提供机油压力(见图1)，机油压力作用于万向节结构组件280的固定端287，万向节结构组件280的固定端287运动，固定端287推动活动端283，运动通过固定轴286进行传递，活动端283的球体带动上连杆310和下连杆320，同时万向节结构组件280的活动端283上的定位边289也推动上连杆310和下连杆320进行运动，克服复位弹簧240和压缩弹簧340的作用力，沿限位槽520从“关闭”位置(图8，倾斜夹角位置)推向“打开”位置(图9，竖直同轴位置)，上连杆310和下连杆320从倾斜夹角(图8)变回为竖直同轴(图9)，与下连杆320的底部相连的制动活塞330从缩回位置变为伸出位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置105从非工作位置切换到工作位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置105，传递给所述的发动机气门，产生需要的气门运动，比如用于发动机制动的气门运动。
当不需要发动机气门驱动装置105工作时，发动机制动控制机构关闭卸去机油，万向节结构组件280的固定端287不受机油压力，在复位弹簧240的作用下复位，万向节结构组件280的固定端287停靠在水平通道130的底面上。固定端287带动活动端283，运动通过固定轴286进行传递，活动端283的球体带动上连杆310和下连杆320，同时万向节结构组件280的活动端283上的定位边288也推动上连杆310和下连杆320进行运动，克服阻力，沿限位槽520从“打开”位置(图8，倾斜夹角位置)推向“关闭”位置 (图9，竖直同轴位置)，上连杆310和下连杆320从竖直同轴(图9)变回为倾斜夹角 (图8)，制动活塞330在压缩弹簧340的作用下在竖直通道140内向上缩回，其底面 (下端面)434与下面的发动机气门分离，产生一定的间距，使得发动机凸轮(未显示) 的运动被跳过，无法传递给发动机气门，不产生气门运动。
本发明的实施例是对本发明进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些熟悉本行业的人员可以显而易见地在本发明的范围和原理内对本发明进行修改和变动。举例来说，一个具体机构所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体机构，进而得到一个新的机构。实施例中的箱体不但可以是摇臂，还可以是气门桥甚至固定的箱体。此外，上连杆和箱体 (调整螺栓)之间、上连杆和万向节结构组件的活动端之间、万向节结构组件的活动端和下连杆之间、以及下连杆和制动活塞之间构成的转动副，也可以是柱面或其它链接。还有上连杆和下连杆的导向和定位也可以有不同的方式，以及万向节结构组件的活动端和驱动活塞的固定端结构也可以有不同的方式。本发明的发动机气门驱动装置除了可以产生发动机制动的气门运动之外，还可以产生其它类型的可变气门运动。因此，本发明将包括上述修改和变动，只要它们属于所附的权利要求或与所要求权利相当的范围之内。
Claims (12)
1.一种发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的气门驱动装置包括箱体、上连杆、下连杆、制动活塞和驱动复位组件，所述的箱体内设置有垂直通道和水平通道，所述的垂直通道与所述的水平通道相通，所述垂直通道内设置有所述的上连杆和所述的下连杆，所述竖直通道的下部设置有所述的制动活塞；所述的水平通道内设置驱动复位组件，所述的驱动复位组件，能够在作用力下推动上连杆和下连杆处于设定位置，复位后使得上连杆和下连杆回到初始位置；所述的驱动复位组件是万向节结构的组件，所述的万向节结构的组件包括固定端和活动端；所述的万向节结构组件的固定端位于水平通道上，所述的万向节结构组件的活动端通过与上连杆和下连杆的球面接触从而实现万向节结构组件的活动端与上连杆和下连杆的限位连接。
2.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的万向节结构组件的活动端为球体，所述的球体与所述上连杆和下连杆通过球体的接触面限位连接；所述的上连杆下端和所述的万向节结构组件的一侧球体构成转动副，所述的下连杆上端和所述的万向节结构组件的一侧球体构成转动副；所述的上连杆上端与所述的箱体之间设置有转动副，所述的下连杆下端与所述的制动活塞之间设置有转动副。
3.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的万向节结构组件上设置有复位弹簧，所述的复位弹簧的一端固定在万向节结构组件上，另一端固定在水平通道中。
4.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的箱体内设置有机油油路，所述的机油油路和水平通道连通，机油油路将水平通道与发动机的机油油路网络相连。
5.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的箱体下部设有弹簧座，所述的弹簧座上固定设有压缩弹簧，所述的压缩弹簧上端连接在制动活塞上。
6.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的水平通道内设置有限位块，所述的限位块上设有限位槽，上连杆、下连杆和万向节结构组件的一侧球体的部分位于所述的限位槽内，限位槽的宽度略大于上连杆、下连杆和万向节结构组件的一侧球体的宽度；上连杆和下连杆在关闭位置和打开位置之间沿限位槽做平面运动，在所述的关闭位置，上连杆和下连杆形成一个夹角，所述的制动活塞的下端面缩回；在所述的打开位置，上连杆和下连杆位于竖直同轴上，制动活塞的下端面伸出。
7.如权利要求6所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的限位块上设置有定位边，所述的定位边可防止上连杆和下连杆滑脱。
8.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的万向节结构组件设置有定位边，所述的定位边能够防止上连杆和下连杆滑脱。
9.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的箱体上设置有阀隙调整螺栓，所述的阀隙调整螺栓的底面和上连杆的上端相配合构成转动副。
10.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的箱体上设置有泄流孔，所述的泄流孔将的竖直通道和外界连通。
11.如权利要求1所述的发动机的气门驱动装置，其特征在于：所述的箱体为发动机配气机构的摇臂或者气门桥。
12.一种发动机的气门驱动方法，其特征在于，当需要发动机气门驱动装置工作时，发动机气门驱动的控制机构开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络，经由箱体内的机油油路向水平通道提供机油压力，机油压力作用于万向节结构组件的固定端，固定端推动活动端，运动通过活动端进行传递，活动端的一侧球体推动上连杆和下连杆，沿限位槽从关闭位置推向打开位置，即从倾斜夹角位置到竖直同轴位置，与下连杆的底部相连的制动活塞产生了高度变化，从缩回位置变为伸出位置，其底面靠近下面的发动机气门，气门驱动装置从非工作位置切换到工作位置；发动机凸轮的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置，传递给所述的发动机气门，产生需要的气门运动；
当不需要发动机气门驱动装置工作时，发动机制动控制机构关闭卸去机油，万向节结构组件的固定端不受机油压力，在复位弹簧的作用下复位，万向节结构组件的固定端停靠在水平通道的底面上，固定端带动活动端，运动通过活动端进行传递，活动端的另一侧球体带动上连杆和下连杆；上连杆和下连杆从打开位置变回为关闭位置，即从竖直同轴位置到倾斜夹角位置，与下连杆的底部相连的制动活塞产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底酌下面的发动机气门分离，产生一定的间距，气门驱动装置从工作位置切换到非工作位置；使得发动机凸轮的运动被跳过，无法传递给发动机气门，不产生气门运动。
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