CN116529476A - 用于控制内燃机中的气门致动的旋转致动器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制发动机气门的致动的系统，该系统包括枢轴和扭转弹簧，该扭转弹簧具有可操作地连接到该枢轴的第一腿和第二腿。杠杆臂可调节地附连到该枢轴并且远离该枢轴延伸，并且相对于运动传送部件可进一步围绕该枢轴的枢转轴线在回缩位置和延伸位置之间旋转，反之亦然。此外，提供了壳体，该壳体具有形成在其中的枢轴孔，该枢轴可旋转地设置在该枢轴孔中。该壳体还包括与该枢轴孔相交的第一开口和第二开口，使得该第一腿和该第二腿延伸出该第一开口并且该杠杆臂延伸出该第二开口。当第一力是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该第一力将该杠杆臂保持在该延伸位置。

Description

用于控制内燃机中的气门致动的旋转致动器系统

技术领域

本公开总体上涉及内燃机，具体而言，涉及用于控制此类内燃机中的气门致动的旋转致动器系统。

背景技术

致动器在本领域中是公知的，并且可以包括被构造成实现另一机构的移动和/或操作的各种装置。例如，在内燃机领域中，致动器通常包括能够保持两个位置的活塞：弹簧偏置回缩状态和液压控制延伸状态，在弹簧偏置回缩状态下，活塞不影响另一机构的移动/操作，在液压控制延伸状态下，活塞确实影响另一机构的移动/操作。

此类内燃机的示例如图1所示，图1是根据本公开的内燃机100的局部示意图，包括发动机汽缸102和相关气门致动系统的剖视图。尽管图1中示出了单个汽缸102，但这仅仅是为了便于说明；并且应当理解，内燃机通常包括驱动曲柄轴(未示出)的多个此类汽缸。发动机汽缸102中设置有活塞104，活塞在汽缸102的正向动力操作(即燃料燃烧以驱动活塞104和传动系统)和发动机制动操作(即使用活塞104实现空气压缩并通过传动系统吸收动力)过程中上下重复往复移动。在每个汽缸102的顶部，可以有至少一个进气门106和至少一个排气门108，该进气门和该排气门被对应的气门弹簧105、107连续地偏置到它们相应的关闭位置中。进气门106和排气门108被打开和关闭以分别提供与进气通道110和排气通道112的连通。用于打开进气门106和排气门108的气门致动力由相应的气门机构114、116传递。进而，此类气门致动力(由虚线箭头示出)可由相应的主和/或辅助运动源118、120、122、124(诸如，旋转凸轮)提供。如本文所用，描述词“主”是指所谓的主事件发动机气门运动，即在正功率产生期间使用的气门运动；然而描述词“辅助”是指用于除正功率产生以外目的的其他发动机气门运动(例如，压缩释放制动、泄放制动、汽缸减压、制动气体再循环(BGR)等)或除正功率产生(例如，内部排气再循环(IEGR)、可变气门致动(VVA)、米勒/阿特金森循环、涡流控制等)之外的运动。

气门机构114、116可包括任何数量的机械、液压、液压机械、电磁或本领域已知的其他类型的气门机构元件。例如，气门机构114、116中的每一个气门机构可以包括用于将气门致动运动传递到气门106、108的一个或多个凸轮从动件、推管、摇臂、气门横臂等。另外，一个或多个致动器126、128可被包括在气门机构114、116中的任一个或两个气门机构中，由此通常由气门机构114、116传送的气门致动运动被部分地控制或修改。通常，此类致动器126、128处于对应的致动器控制器130、132(诸如控制液压流体的螺线管、电磁线性致动器等)的控制下，这些致动器控制器又由发动机控制器134控制，该发动机控制器可包括用于与致动器控制器130、132通信以及控制这些致动器控制器的操作的任何电子、机械、液压、电动液压或其他类型的控制装置。例如，发动机控制器134可以通过微处理器和对应的存储器实施，该存储器存储用于实施所需控制功能的可执行指令，如本领域已知的。应当理解，发动机控制器134的其他功能等效的具体实施(例如，适当编程的专用集成电路(ASIC)等)可等同地采用。采用此类致动器的具体功能是汽缸减压或泄放制动，但本领域技术人员应当理解其他应用是公知的。

图2和图3A至图3C是根据现有技术在内燃机中使用的旋转致动器的示意图。例如，美国专利第4,340,017号示出了用于汽缸减压的此类旋转致动器的示例。如图2所示，气门机构200包括如本领域已知的运动源202、运动传送部件208和一个或多个发动机气门210。如进一步所示，相对于由运动传送部件208传送的运动/该运动传送部件的移动，旋转致动器206由固定物体204支撑。在这种情况下，旋转致动器206被操作以选择性地将运动传送部件208保持在期望位置(或不保持在期望位置，视情况而定)，从而控制发动机气门210，例如，在汽缸减压或泄放式发动机制动的情况下处于打开位置。

‘017专利中所述类型的旋转致动器的操作原理相对于图3A至图3C作进一步描述。具体地，旋转致动器300包括具有旋转轴线304的可旋转枢轴302。另外，旋转致动器300包括附连在枢轴302上的杠杆臂306。在该示例中，枢轴302的外边缘保持在远离可移动部件308(例如，气门机构的运动传送部件)的距离D处。杠杆臂306的一部分延伸超过枢轴302的外边缘的长度X，其中X>D。在例示的示例中，可移动部件308包括位于限定在壳体312中的孔310中的活塞，然而，本领域技术人员应当理解，可移动部件308不必限于例示的活塞布置，并且可以采用多种形式中的任一种形式。如图3A所示，枢轴302和杠杆臂306围绕轴线304相对于竖直方向以角度θ₁>0旋转，导致在可移动部件308的上表面309上方建立间隙(或间隙空间)L，从而阻止致动器300和可移动部件308之间的任何物理相互作用。在这种状态下，致动器300被认为处于“回缩”、“关闭”或“停用”状态。

另一方面，图3B示出了当可旋转枢轴302和杠杆臂306已被旋转320使得杠杆臂306被竖直定向(即θ₂＝0)时，致动器300与可移动部件308之间的相互作用。在这种状态下，致动器300被认为处于“延伸”、“通电”或“启动”状态。当杠杆臂306如图所示被竖直定向时，杠杆臂306与可移动部件308之间的接触导致最大线性位移322，该最大线性位移等于杠杆臂306的长度与枢轴302距上表面309的距离(即，X-D)之间的差值。应当理解，在一些角度θ₃处，其中θ₁>|θ₃|>θ₂，杠杆臂306可以与可移动部件308的上表面309接触，使得可移动部件仍然以小于图3B中所示的最大值的量位移322。在图3C中示出了这样的示例，其中杠杆臂306以角度θ₃旋转，这导致新的有效杠杆臂长度X’＝X*cos(θ₃)。在X’<X的程度上，所得到的间隙空间X’-D也将小于图3B中所示的间隙空间X-D。如下文更详细地描述，如图3C中所示的此类中间旋转可使得在致动器300中产生力矩，该力矩可用于控制致动器300的操作。

虽然此类致动器已经被证明是有用的，但是针对不同的应用，需要进一步的致动器设计。

发明内容

本公开描述了用于控制内燃机中的发动机气门的致动的系统，该内燃机包括此类发动机气门和通过至少一个运动传送部件可操作地连接到该发动机气门的气门致动运动源。具体地，此类系统包括枢轴和扭转弹簧，该扭转弹簧具有可操作地连接到该枢轴的第一腿和第二腿。杠杆臂可调节地附连到该枢轴并且远离该枢轴延伸，该杠杆臂相对于运动传送部件可进一步围绕该枢轴的枢转轴线在回缩位置和延伸位置之间旋转，反之亦然。此外，提供了壳体，该壳体具有形成在其中的枢轴孔，该枢轴可旋转地设置在该枢轴孔中。该壳体还包括与该枢轴孔相交的第一开口和与该枢轴孔相交的第二开口，使得该第一腿和该第二腿延伸出该第一开口并且该杠杆臂延伸出该第二开口。在回缩位置中，该杠杆臂对该发动机气门的致动基本上没有影响，并且在该延伸位置中，该杠杆臂被定位成接触该运动传送部件，从而控制该发动机气门的致动。当第一力是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该第一力将该杠杆臂保持在该延伸位置。

在一个实施方案中，偏置元件被构造成施加偏置力以将该杠杆臂旋转到该回缩位置，其中由该运动传送部件施加的第一力足以克服由该偏置元件施加的偏置力。

在另一个实施方案中，该壳体中的第二开口限定第一止动表面和第二止动表面，其中该第一止动表面被构造成界定该回缩位置，并且该第二止动表面被构造成界定该延伸位置。在该实施方案中，该第二止动表面被构造成相对于该第一力的施加方向以非零角度定位该杠杆。此外，该杠杆臂可包括设置在该杠杆臂的远端上的旋转杯，其中该旋转杯被构造成当该杠杆臂处于回缩位置时接触该第一止动表面，并且当该杠杆臂处于该延伸位置时接触该第二止动表面。

在另一个实施方案中，该第一力是由发动机气门弹簧施加到该发动机气门并由此施加到该运动传送部件的闭合力。

在又一个实施方案中，该系统还可包括：线性致动器，该线性致动器具有启动状态和非启动状态；滑动齿条，该滑动齿条可滑动地安装在固定壳体上并且可操作地连接到该线性致动器；和偏置元件，该偏置元件被构造成当该线性致动器处于该非启动状态时将该滑动齿条偏置到起始位置，其中当该线性致动器处于该启动状态时，该滑动齿条克服该偏置元件的偏置移动到完全移位的位置。在一个具体实施中，该偏置元件可以包括设置在该线性致动器和该滑动齿条之间的弹簧。在该实施方案中，该扭转弹簧的第一腿和第二腿被构造成与形成在该滑动齿条中的狭槽相交。在该起始位置中并且当该第一力不是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该狭槽接合该扭转弹簧的第一腿并且将该杠杆臂定位在该回缩位置。在该起始位置中并且当该第一力是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该狭槽在该扭转弹簧的该第一腿中引起负载以在该第一力从该杠杆臂移除时将该杠杆臂定位在该回缩位置。在该完全移位的位置中并且当该第一力不是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该狭槽接合该扭转弹簧的第二腿并且将该杠杆臂定位在该延伸位置。此外，在该完全移位的位置中并且当该第一力是由该运动传送部件施加到该杠杆臂时，该狭槽在该扭转弹簧的该第二腿中引起负载以在该第一力从该杠杆臂移除时将该杠杆臂定位在该延伸位置。除此之外，该滑动齿条中的狭槽可以包括具有第一纵向通道和第二纵向通道的H形狭槽，其中该扭转弹簧的第一腿与第一纵向通道相交并且该扭转弹簧的第二腿与第二纵向通道相交。

在目前优选的实施方案中，该壳体相对于该运动传送部件的移动是固定的。另选地，该壳体可以由该至少一个运动传送部件中的另一运动传送部件提供。

附图说明

将结合附图在特定实施方案的以下非限制性描述中详细讨论前述和其他特征及优点，其中：

图1是内燃机的示意性局部剖视图，示出了根据现有技术的致动器的典型部署；

图2是根据现有技术的包括旋转致动器系统的内燃机的框图图示；

图3A至图3C示意性地示出了根据现有技术的旋转致动器的操作原理；

图4A和图4B示出了根据本公开并且被构造成用于发动机气门的致动的旋转致动器的第一实施方案；

图5A和图5B示出了根据本公开的旋转致动器的第二实施方案；

图6至图9是结合图5A和图5B的旋转致动器的第二实施方案的汽缸减压系统的透视图和详细视图；

图10A至图10D是图6的汽缸减压系统的一部分的剖视图，示出了图5A和图5B的旋转致动器的第二实施方案的操作；

图11是示出了图6的汽缸减压系统的减压启动的流程图；

图12是示出了根据图11所示的减压启动的多个汽缸的气门升程的曲线图；

图13A至图13F是图6的汽缸减压系统的透视图，示出了根据图11所示的减压启动的各个操作点；

图14是示出了图6的汽缸减压系统的减压停用的流程图；

图15是示出了根据图14所示的减压停用的多个汽缸的气门升程的曲线图；

图16是根据本公开的实施方案的包括旋转致动器系统的内燃机的框图图示；并且

图17是根据图16的实施方案的摇臂的透视图。

具体实施方式

如本文所用，基本上类似于“A、B或C中的至少一个”的短语旨在以析取词来解释，即要求A或B或C或它们的任何组合，除非上下文另有说明或暗示。此外，基本上类似于“A、B和C中的至少一个”的短语旨在以连接词来解释，即要求A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个，除非上下文另有说明或暗示。除此之外，术语“基本上”或类似的需要主观比较的词语旨在表示“在制造公差内”，除非上下文另有说明或暗示。除非另外指出，否则本发明中对绝对位置限定符(诸如，术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)或对相对位置限定符(诸如，术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或对方向限定符(例如，“水平”、“竖直”等)的引用是针对图中所示的方向作出的。

现在参考图4A和图4B，结合气门横臂430示出了旋转致动器400的第一实施方案。在该实施方案中，致动器400包括可旋转地安装在枢轴404上的枢轴体402。如竖直线405所示，枢轴404的旋转轴线与形成在气门横臂430和发动机气门(未示出)上的接触表面432对准。类似于图3A和图3B的实施方案，杠杆臂406被实施为经由形成在枢轴体402中的适当螺纹孔固定到壳体的间隙调节螺钉。如本领域已知的，提供了间隙调节螺钉408，以固定地(仍可调节地)保持间隙调节螺钉408的所选择部分410大致沿气门横臂430和接触表面432的方向延伸出枢轴体402。如进一步所示，旋转杯412(在本领域中有时被称为“象脚”或“e脚”)可旋转地安装在间隙调节螺钉406的球形球端上。当旋转致动器400处于图4A中所示的关闭/回缩/停用状态时，旋转杯412可如图所示保持与接触表面432接触但不以其他方式引起气门横臂430的任何移动；或者间隙空间可如图3A和图3B的实施方案所示被设置。如图4A中进一步所示，当致动器400处于关闭/回缩/停用状态时，枢转杯412横向偏离枢轴404的旋转轴线。枢轴体402的旋转可以通过操作可操作地联接至枢轴体402的第二或控制杠杆臂414来选择。另外，为了将旋转致动器400保持在关闭/停用状态，可设置柔顺元件416诸如弹簧以偏置控制杠杆臂414(在这种情况下，沿如图所示的顺时针方向)。

如图4B所示，旋转致动器400可以通过向控制杠杆臂414施加适当强的力440(即足以克服由柔顺元件416施加的偏置)而被置于接通/延伸/启动状态，从而使枢轴体402如图所示地旋转。在转变到接通/延伸/启动状态时，旋转杯412如图所示被横向移位444以与接触表面432更加对准。此外，杠杆臂406、410的旋转引起接触表面432的竖直位移442，该竖直位移又引起气门横臂430的顺时针旋转(如图4B所示)。考虑到控制杠杆臂414的旋转，弹性元件416被置于增加的张力下，该增加的张力会使旋转致动器400旋转回图4A中所示的关闭/回缩/停用状态。然而，在目前优选的实施方案中，杠杆臂406、410的旋转充分地越过竖直方向(如图4B所示)，使得由气门弹簧(未示出)经由中间发动机气门施加到气门横臂430的进一步偏置力产生逆时针力矩446。如果由气门弹簧产生的到杠杆臂406、410的力矩比由弹性元件416产生的相反方向的力矩更强，则旋转致动器400将保持在接通/延伸/启动状态，直到气门弹簧产生的力矩446从旋转致动器400移除时为止，从而允许弹性元件再次旋转枢轴体402并且使旋转致动器400回到关闭/回缩/停用状态。

现在参考图5A和图5B，示出了旋转致动器500的第二实施方案。在该实施方案中，枢轴体502可旋转地安装在壳体530中。相对于旋转致动器500的旋转以及相对于相互作用的运动传送部件(例如，气门横臂、摇臂等)的任何移动，壳体530优选地是静止的或固定的主体。例如，在内燃机的上下文中，壳体530可以与汽缸盖或类似结构一体化或固定地安装在其上。另选地，在下文进一步详细描述的实施方案中，壳体530可以与摇臂等一体化。

在例示的示例中，枢轴体502被构造成插入形成在壳体530中的孔509中，使得枢轴体502围绕孔509的中心轴线自由旋转。孔509的封闭端限制枢轴体502插入到孔中。间隙调节螺钉形式的杠杆臂506设置在形成于枢轴体502中的螺纹孔507中。如在图4A和图4B的实施方案中，间隙调节螺钉514以及在这种情况下的间隔件516可设置成调节杠杆臂506的有效长度。壳体530中的第一开口511与孔509相交，使得一旦枢轴体插入到孔509中，杠杆臂506就可以插入到螺纹孔507中。第二开口513(在图7和图10A至图10D中最佳地示出)形成在壳体530的下侧上并且在杠杆臂506的球形球端从螺纹孔507露出的点处与孔509相交。旋转杯512设置在杠杆臂506的球形球端上。如图10A至图10D中进一步所示，第二开口513限定第一止动表面515和第二止动表面517，该第一止动表面和该第二止动表面被构造成与旋转杯512相互作用以限制旋转致动器500沿任一方向的旋转，如下文进一步详细描述。

控制杠杆臂519设置成扭转弹簧520的形式。如下文更详细地描述，扭转弹簧520的使用形成了柔顺控制杠杆臂，该柔顺控制杠杆臂部分地整合上文相对于图4A和图4B所述的弹性元件216的功能。扭转弹簧520被构造成插入形成于枢轴体502中的凹坑521中并且邻近螺纹孔523，该螺纹孔又形成为垂直并且同心于枢轴体502的旋转轴线。提供了螺纹帽504，该螺纹帽与螺纹孔523配合并且包括纵向延伸部分，当扭转弹簧520完全插入凹坑521中时，该纵向延伸部分插入扭转弹簧520的线圈的中心开口中，从而将扭转弹簧保持在凹坑521中。以这种方式构造，扭转弹簧520的第一腿522和第二腿524从形成在壳体530中的第一开口511延伸出来。由第一开口511限定的扭转弹簧520与侧壁532的邻接阻止枢轴体502从孔509中脱出。如图5A所示，扭转弹簧520处于自由或无负载状态。然而，当扭转弹簧520插入到凹坑521中时，凹坑521的限制侧壁向内推动腿522和腿524，从而将扭转弹簧置于预加载或部分加载状态。如下文所述，扭转弹簧520的腿522、524可用于通过选择性地向腿522、524中的任一个腿施加力来控制枢轴体502的旋转。此外，因为腿522、524是柔性的，所以它们可以被控制以在枢轴体502中产生力矩，该力矩被允许仅当旋转致动器500的障碍物(例如，待致动的可移动部件)被移开时才引起枢轴体502的旋转。

图6至图9包括结合了图5A和图5B的旋转致动器的第二实施方案的汽缸减压系统的各种图示。尽管下文提供的描述是结合减压系统，但是本领域技术人员应当理解，图6至图9中示出的系统可以同样地用于其他目的，诸如但不限于泄放制动操作。如图6所示，汽缸减压系统包括壳体600，该壳体具有布置在其中的多个旋转致动器602-606。在一个实施方案中，壳体600优选地安装至汽缸盖，使得每个旋转致动器602-606的旋转杯512被定位在对应的气门横臂上方(例如，如图4A、图4B和图10A至图10D中所示)，以使旋转致动器602-606可被控制来致动气门横臂，以便将对应的发动机汽缸保持在减压状态。线性致动器608和滑动齿条610也安装在壳体600上。可包括电磁螺线管等的线性致动器608被可操作地连接到齿条610，使得线性致动器608在启动或通电状态下的操作引起齿条610的位移(向右，如图6中所示)。压缩弹簧形式的偏置元件612设置在线性致动器608与齿条610之间，以在线性致动器608处于非启动或断电时引起齿条610的相反位移，即，使齿条610回到其如图6所示的起始位置(向左)。

如图6和图8所示，齿条610包括通过安装螺钉812可滑动地固定到壳体600上的多个开口810。此外，如图7和图8中最佳示出的，扭转弹簧520中的每个扭转弹簧的腿522、524与形成在齿条610中的对应狭槽802相互作用。在目前优选的实施方案中，狭槽802以H形狭槽的形式实施，每个H形狭槽包括分别对应于第一腿522和第二腿524的第一纵向通道804和第二纵向通道806，其中纵向通道804、806由突起部808界定。本质上，每个扭转弹簧520的腿522、524充当相对于齿条610的小齿轮，由此齿条的线性位移引起腿522、524的旋转。在图9A和图9B中示出了这样的示例。

在图9A中，齿条610以其标称或起始位置示出，即，当被回位弹簧612偏置到开口810所允许的最大向左距离(如图所示)时。在这种情况下，H形狭槽使扭转弹簧520的第一腿524也向左偏置，从而使旋转杯512回缩到壳体600的第二开口513中。参考图10A进一步说明这种情况，其中由齿条610施加到第一腿524(未示出)的偏置使枢轴体502沿逆时针方向旋转，直到被旋转杯512与第二开口513的第一止动表面515的接触所限制。在该关闭/回缩/停用状态下，间隙空间设置在旋转杯512和对应的气门横臂1002的上表面之间。

在图9B中，齿条610以开口810所允许的完全移位的位置(如图所示最大限度地向右移位)示出。在这种情况下，H形狭槽使扭转弹簧520的第二腿522(在图9B中不可见)也向右偏置，从而使旋转杯512从壳体600的第二开口513延伸出来。参考图10B开始进一步说明这种情况，其中由齿条610施加到第二腿522(未示出)的偏置使枢轴体502沿顺时针方向旋转，直到被旋转杯512与第二开口513的第二止动表面517的接触所限制。在该接通/延伸/启动状态下，不仅旋转杯512和气门横臂1002之间的间隙空间从关闭/回缩/停用状态被完全占据，而且旋转杯512伸出第二开口513导致气门横臂1002的位移达到枢轴体502的旋转不会被旋转杯512和气门横臂1002之间的接触所阻止的程度。图10B和图10C示出了当齿条610移动到如图9B所示的完全延伸状态时旋转致动器的各种转变状态，其中假设气门横臂1002不阻碍旋转杯512的移动或枢轴体502的旋转。具体地，图10B示出了枢轴体502的足以使旋转杯512与气门横臂1002初始接触的旋转角度，而图10C示出了枢轴体502的旋转角度使得杠杆臂/间隙调节螺钉506处于竖直位置并且旋转杯512充分地延伸出第二开口以开始气门横臂1002的向下位移。

参考图10D，观察到杠杆臂/间隙调节螺钉506旋转经过图10C中所示的竖向定线，使得由气门弹簧(未示出)施加到气门横臂和杠杆臂506的较大偏置力1004在枢轴体502中产生足以保持旋转杯512与第二止动表面517接触的力矩。即，大偏置力1004比可由齿条610施加到扭转弹簧520的第一腿524的任何偏置力更强，否则该大偏置力将能够引起枢轴体502的逆时针旋转以使旋转致动器602-606回到图9A和图10A中所示的关闭/回缩/停用状态。

现在参考图11，示出了示出图4的汽缸减压系统的减压启动的流程图。图11中所示的处理过程优选地由合适的处理装置执行，该处理装置可操作地连接到执行所述功能所需的相关部件(例如，燃料喷射器、螺线管等)。因此，当希望启动内燃机中的汽缸的减压时(例如，在发动机关闭时)，处理过程在步骤1102处开始，在该处停止向相关汽缸的燃料喷射并且使线性致动器408通电。在图6所示的实施方案中，给线性致动器608通电导致齿条610向右位移，并且因此导致致动器活塞回缩(框1104)。如上所述，齿条410的此类移动会使H形狭槽与旋转致动器602-606的每个扭转弹簧520的第二腿522接合，使得枢轴体502在可以自由旋转的情况下旋转，或者在枢轴体502不能自由旋转的情况下加载扭转弹簧520。结合图13A至图13C对此进行更全面地描述。

图13A示出了当线性致动器608被通电时图6的系统。此时，分别对应于第一至第三旋转致动器602-606的旋转杯512a-c回缩，反映出旋转致动器602-606的关闭/回缩/停用状态。在这种状态下，旋转致动器602-606的关闭/回缩/停用状态进一步反映在以下事实中：对应于旋转致动器602-606的每一对腿522、524逆时针旋转，即，由每一对腿522、524提供的控制杠杆臂会使枢轴体502同样地旋转，以使得旋转杯512a、512b、512c回缩。图13B示出了当齿条610中的H形狭槽初始接合分别对应于第一至第三旋转致动器602-606的第二扭转弹簧腿522a、522b、522c时的后续时间点，并且图13C示出了齿条610已完全向右移位的又一后续时间点。第二扭转弹簧腿522a、522b、522c在图13C中所示的时间点处的状态将取决于旋转杯512a、512c、512c是否被它们对应的气门横臂(未示出)阻碍。例如，如图13C所示，假设对应于第一旋转致动器602和第二旋转致动器604的气门横臂定位成阻碍对应的旋转杯512a、512b的延伸(即，由那些气门横臂接触的气门完全关闭)，而假设对应于第三旋转致动器606的气门横臂没有定位成阻碍对应的旋转杯512c的延伸(即，由该气门横臂接触的气门至少部分地打开)。因此，允许第三旋转致动器606的枢轴体502旋转，从而使旋转杯512c如图所示延伸。另外，第三旋转致动器606的第二扭转弹簧腿522c保持无负载，因为其能够与其对应的枢轴体502一起旋转。另一方面，因为第一旋转制动器602和第二旋转致动器604的枢轴体502不能旋转，所以第一扭转弹簧腿522a、522b由于齿条610施加到其的更大力而位移，从而在对应的枢轴体502上施加力矩。

再次参考图11，在框1106处，先前在框1104处关闭的发动机气门的打开引起对应气门横臂与先前被气门横臂阻止打开的旋转杯512之间的间隙。进一步参考图13D和图13E对此进行说明。在图13D所示的时间点，假设先前阻碍第一旋转致动器602的旋转杯512a的气门横臂已通过其对应气门的打开而位移。因此，如图所示，通过第一旋转致动器602的第二扭转弹簧腿522a施加在其枢轴体502上的力矩能够引起枢轴体502的旋转，从而导致旋转杯512a的延伸以及其对应扭转弹簧520的位移/卸载。相似地，在图13E所示的时间点，假设先前阻碍第二旋转致动器604的旋转杯512b的气门横臂已通过其对应气门的打开而位移。因此，如图所示，通过第二旋转致动器604的第二扭转弹簧腿522b施加在其枢轴体502上的力矩能够引起枢轴体502的旋转，从而导致旋转杯512b的延伸以及其对应的扭转弹簧520的位移/卸载。

参考图12进一步示出了每个旋转致动器的这种顺序接通/延伸/启动，以及随后通过将发动机气门维持在打开状态而使发动机汽缸减压。具体地，图12示出了用于六缸发动机的六个不同汽缸的气门升程1202-1212；更具体地，汽缸1气门升程1202、汽缸4气门升程1204、汽缸2气门升程1206、汽缸6气门升程1208、汽缸3气门升程1210和汽缸5气门升程1212。在由竖直虚线1214所示的时间(曲柄角)处，线性致动器608如上文在图11的步骤1102处所述被通电。然后，在完成汽缸2气门升程1206之前，用于汽缸中的每一个汽缸的对应的旋转杯512已完全延伸或偏置(通过对应的扭转弹簧520)以便设置与气门横臂的间隙时完全延伸。这如图12所示，其中汽缸2的气门的闭合借助该汽缸的旋转杯的延伸而被阻止1216。同样地，针对剩余汽缸(对于汽缸1和汽缸4未示出)中的每一个汽缸，出现类似的时间点1218-1222，其中它们对应的气门横臂被阻塞，使得发动机气门不能完全关闭，从而使那些汽缸减压。

再次参考图11，在如上所述完全启动汽缸减压的情况下，处理过程在框1108处继续，在该处线性致动器608被断电(即，关闭或置于其非启动状态)。因此，如图13C至图13E所示，不提供力将齿条610保持在最右侧位置。因此，由回位弹簧612施加的力使齿条610再次向左偏置，直到齿条610接触第一扭转弹簧腿524a、524b、524c中的一个或多个第一扭转弹簧腿时为止，使得来自扭转弹簧520的扭转平衡由回位弹簧512施加的偏置力。由扭转弹簧520施加的与回位弹簧612的偏置相反的偏置在旋转致动器602-606的枢轴体502中产生逆时针力矩。然而，考虑到由气门弹簧在枢轴体502中产生的更大的顺时针力矩，由扭转弹簧520产生的力矩不能将枢轴体602旋转到关闭/停用位置。只要在枢轴体502上存在气门弹簧产生的力矩，这种情况就会保持。

现在参考图14，示出了示出图6的汽缸减压系统的减压停用的流程图。再次，图14中所示的处理过程优选地由合适的处理装置执行，该处理装置可操作地连接到执行所述功能所需的相关部件(例如，燃料喷射器、螺线管等)。因此，当希望停止内燃机中的汽缸的减压时(例如，在发动机启动时)，处理过程在步骤1402处开始，在该处发动机点火开关(在该示例中)被接通，从而使起动电动机开始起动发动机。然后，在框1404处，当起动电动机起动发动机时，各种发动机气门按照通常的方式打开，即旋转凸轮引起摇臂的往复移动，摇臂又使连接到发动机气门的气门横臂往复移动。当气门横臂和保持在接通/延伸/启动状态的那些旋转致动器602-606之间的间隙出现时(或者，换句话说，当由气门横臂提供的阻止旋转致动器602-606转变到关闭/回缩/停用状态的障碍物被去除时)，允许旋转致动器602-606借助在减压启动过程完成之后由扭转弹簧520产生的力矩转变回关闭/回缩/停用状态(图13F)。这如图15所示，其中，在减压启动之前的时间点1512处，各种气门升程保持在恒定的开口高度。图示的竖直线1514指示起动电动机的起动开始的时间点(曲柄角)。然后，在各个时间点1516-1522处，执行图示的气门升程，从而允许旋转致动器602-606旋转回其回缩位置并且允许每个汽缸恢复正常的压缩操作。

再次参考图14，在如上所述完全停用汽缸减压的情况下，处理过程在框1408处继续，在该处恢复汽缸的燃料补给。

如前所述，不要求根据本公开的旋转致动器安装在固定壳体中，而是可以安装在动态壳体中。在图16中示出了这样的示例，图16示意性地示出了基本上类似于图2的实施方案的气门机构1600，不同之处在于旋转致动器1606如图所示被包括在运动传送部件1604内。例如，旋转致动器1606可被包括在摇臂、气门横臂等中。再次，旋转致动器1 06可被控制以选择性地失去由运动源1602产生的运动，或者将该运动传送到任何中间运动传送部件1608和发动机气门1610。

在图17中进一步示出了根据图16的系统的具体示例，其示出了如本领域已知的具有运动接收端1704和运动施加端1706的摇臂1702。然而，在这种情况下，摇臂1702还具有安装在其中的基本上类似于上述旋转致动器500的旋转致动器1710。具体地，摇臂1702具有形成在摇臂1702的运动施加端1706中的横向孔1714，枢轴体1712设置在该横向孔中。同样类似于上述壳体530，摇臂1702包括与孔1714相交的第一开口1730和第二开口(未示出)，使得旋转致动器1710的部件可以延伸出开口。在例示的示例中，这包括延伸出第一开口1730的扭转弹簧1720的腿1722、1724和延伸出第二开口的旋转杯1716。虽然未在图17中示出，但应当理解，类似于图6所示的线性致动器和齿条系统可用于致动扭转弹簧腿1722、1724，这是一种控制旋转致动器1710的回缩/延伸的方式。然而，在这种情况下，该齿条的移动将基本上平行于摇臂1702的纵向轴线。此外，扭转弹簧腿1722、1724的长度需要考虑摇臂1702的往复移动，使得腿1722、1724不会从对应的齿条脱离。

尽管本文已描述了特定的具体实施，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以采用各种更改形式。例如，尽管偏置元件612的构造使得旋转致动器602-606通常(即当线性致动器608断电时)被齿条610偏置向它们的关闭/回缩/停用位置并且通过线性致动器608的操作切换到接通/延伸/启动位置，但这不是必需的。即，偏置元件612可替代地构造成使齿条610通常将旋转致动器602-606偏置向它们的接通/延伸/启动位置，并且需要线性致动器608的操作来将它们切换到它们的关闭/回缩/停用位置。此类构造可以用作“安全联锁装置”的形式，使得线性致动器612的停用引起相关汽缸的减压(以及从而不能通过正常燃烧循环产生动力)。

Claims (11)

1.在包括发动机气门和通过至少一个运动传送部件可操作地连接到所述发动机气门的气门致动运动源的内燃机中，一种用于控制所述发动机气门的致动的系统，所述系统包括：

枢轴；

扭转弹簧，所述扭转弹簧具有第一腿和第二腿，所述第一腿和所述第二腿可操作地连接到所述枢轴；

杠杆臂，所述杠杆臂可调节地附连到所述枢轴并且远离所述枢轴延伸，并且相对于所述至少一个运动传送部件中的运动传送部件能够围绕所述枢轴的枢转轴线在回缩位置和延伸位置之间旋转，反之亦然；和

壳体，所述壳体具有形成在其中的枢轴孔并且所述枢轴可旋转地设置在所述枢轴孔中，所述壳体还包括与所述枢轴孔相交的第一开口和与所述枢轴孔相交的第二开口，使得所述第一腿和所述第二腿延伸出所述第一开口并且所述杠杆臂延伸出所述第二开口，

其中，在所述回缩位置中，所述杠杆臂对所述发动机气门的致动基本上没有影响，并且在所述延伸位置中，所述杠杆臂被定位成接触所述运动传送部件，从而控制所述发动机气门的致动，

并且其中，第一力当由所述运动传送部件施加到所述杠杆臂时将所述杠杆臂保持在所述延伸位置。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

偏置元件，所述偏置元件被构造成施加偏置力以将所述杠杆臂旋转到所述回缩位置，其中由所述运动传送部件施加的所述第一力足以克服由所述偏置元件施加的所述偏置力。

3.根据权利要求1所述的系统，所述第二开口限定第一止动表面和第二止动表面，其中所述第一止动表面被构造成界定所述回缩位置，并且所述第二止动表面被构造成界定所述延伸位置。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二止动表面被构造成相对于所述第一力的施加方向以非零角度定位所述杠杆。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述杠杆臂还包括设置在所述杠杆臂的远端上的旋转杯，其中所述旋转杯被构造成当所述杠杆臂处于所述回缩位置时接触所述第一止动表面，并且当所述杠杆臂处于所述延伸位置时接触所述第二止动表面。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一力是由发动机气门弹簧施加到所述发动机气门并由此施加到所述运动传送部件的闭合力。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括：

线性致动器，所述线性致动器具有启动状态和非启动状态；

滑动齿条，所述滑动齿条可滑动地安装在固定壳体上并且可操作地连接到所述线性致动器；和

偏置元件，所述偏置元件被构造成当所述线性致动器处于所述非启动状态时将所述滑动齿条偏置到起始位置，

其中当所述线性致动器处于所述启动状态时，所述滑动齿条克服所述偏置元件的所述偏置而移动到完全移位的位置，

并且其中所述扭转弹簧的所述第一腿和所述第二腿被构造成与形成在所述滑动齿条中的狭槽相交，其中：

在所述起始位置中并且当所述第一力不是由所述运动传送部件施加到所述杠杆臂时，所述狭槽接合所述扭转弹簧的所述第一腿并且将所述杠杆臂定位在所述回缩位置，

在所述起始位置中并且当所述第一力是由所述运动传送部件施加到所述杠杆臂时，所述狭槽在所述扭转弹簧的所述第一腿中引起负载以在所述第一力从所述杠杆臂移除时将所述杠杆臂定位在所述回缩位置，

在所述完全移位的位置中并且当所述第一力不是由所述运动传送部件施加到所述杠杆臂时，所述狭槽接合所述扭转弹簧的所述第二腿并且将所述杠杆臂定位在所述延伸位置，并且

在所述完全移位的位置中并且当所述第一力是由所述运动传送部件施加到所述杠杆臂时，所述狭槽在所述扭转弹簧的所述第二腿中引起负载以在所述第一力从所述杠杆臂移除时将所述杠杆臂定位在所述延伸位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述偏置元件是设置在所述线性致动器和所述滑动齿条之间的弹簧。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述滑动齿条中的所述狭槽是具有第一纵向通道和第二纵向通道的H形狭槽，其中所述扭转弹簧的所述第一腿与所述第一纵向通道相交并且所述扭转弹簧的所述第二腿与所述第二纵向通道相交。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述壳体相对于所述运动传送部件的移动是固定的。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述壳体是由所述至少一个运动传送部件中的另一运动传送部件提供的。