CN1969110B - 具有气门落座控制的气门致动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可变的气门致动系统,该系统用于致动和控制内燃机气门的落座速度。该系统包括:壳体;空程系统,设置在所述壳体中;摇臂,具有第一接触面、第二接触面和第三接触面,第一接触面可操作地接触内燃机气门,并且第二接触面可操作地接触所述空程系统;和气门落座装置,设置在所述壳体中,可操作地接触第三接触面。所述气门落座装置包括至少两个液压元件,在气门落座事件中,所述液压元件相对彼此移动并被液压加压。

Description

具有气门落座控制的气门致动系统
技术领域
本发明基本涉及用于控制内燃机中的内燃机燃烧室气门的系统和方法。特别的是,本发明涉及具有气门落座控制的用来致动一个或多个内燃机气门的系统和方法。
背景技术
内燃机燃烧室的气门例如进气门和排气门通常被朝着气门闭合的位置弹性偏压。在许多内燃机中,内燃机气门可以通过内燃机中的固定轮廓的凸轮开启和闭合。更具体的是,气门可以被一个或者多个固定凸角开启或者闭合,所述凸角可以是每个凸轮的整体部分。在一些情况中,固定轮廓凸轮的使用会使得难以调整内燃机气门升程的正时和/或总量。然而适合的是对于不同的内燃机操作状态例如不同的内燃机转速来调节气门开启正时和升程。
给定固定的凸轮轮廓,一种调节气门正时和升程的方法已经将“空程(lost motion)”装置结合在气门和凸轮之间的气门传动机构的联动装置中。空程是应用到一类技术方案的术语,这种方案用于利用可变长度的机械的、液压的或者其它联动装置来改变由凸轮轮廓决定的气门运动。空程系统包括可变长度的装置,该装置包括在凸轮和内燃机气门之间的气门传动机构的联动装置中。凸轮上的凸角(多个)可以提供对于内燃机操作状态的范围所需要的“最大”(最长的停留和最大的升程)运动。当充分伸长时,可变长度的装置(或者空程系统)可以将全部的凸轮运动传递给气门,并且当充分收缩时,不会把凸轮的运动传递给气门,或者把减少的凸轮运动总量传递给气门。通过选择性地减小空程系统的长度,凸轮传递给气门的运动的一部分或者全部可以有效地被减少或者损失。
基于液压的空程系统可通过使用液压可伸出和可回退的活塞组件来提供可变长度的装置。当活塞回退到它的液压腔中时,该装置的长度减小,并且当活塞伸出到液压腔的外部时,该装置的长度增加。一个或者多个液压流体控制阀可以用于控制液压流体流动到液压腔中或者流动到液压腔外。
公知为可变气门致动(VVA)系统的一种类型的空程系统可以提供多个级别的空程。液压的VVA系统可以使用高速控制阀来迅速改变腔室中的液压流体的总量,所述腔室容纳液压的空程活塞。控制阀也可以能够提供腔室中的两个以上级别的液压流体,从而允许空程系统获得了多个长度并且提供可变级别的气门致动。
通常,内燃机气门需要非常迅速地开启和闭合,并且因此气门复位弹簧通常相对刚性。如果在一个气门开启事件之后保持不受阻止,那么气门复位弹簧会使得气门以充分大的力冲击它的气门座,使得破坏气门和/或它的气门座。在使用气门挺杆以跟随凸轮轮廓的气门致动系统中,凸轮轮廓提供了内置的气门闭合速度控制。凸轮轮廓可以形成为使得致动凸角与凸轮的基圆平缓地交汇,其作用是当内燃机气门接近它的气门座时使内燃机气门减速。
在液压的空程系统中,并且特别是在VVA液压空程系统中,从液压回路中快速排出流体可以防止气门经历由凸轮轮廓提供的气门落座。例如在VVA系统中,与凸轮轮廓提供的时刻相比,通过从空程系统迅速释放液压流体,内燃机气门可以在较早的时刻闭合。当流体从空程系统释放时,气门复位弹簧可以使得内燃机的气门“自由落下”并且以不可接受的高速冲击气门座。气门会以这样的力冲击气门座,所述力最终腐蚀气门或者气门座,或者甚至使气门产生裂缝或者破裂。在这种情况中,需要内燃机气门落座控制,因为气门的闭合速度被液压流体从空程系统中的释放所控制,而不是由固定的凸轮轮廓所控制。因此,需要一种包括空程系统的内燃机中的气门落座装置,并且最显著的是在VVA空程系统中。
为了避免内燃机气门和它的气门座之间的破坏性的冲击,气门落座装置应当不管其它气门传动机构元件的位置而反抗闭合运动。为了实现这个目标,内燃机气门经历气门落座控制的点应当相对恒定。换句话说,在内燃机气门的行程的过程中,气门落座装置主动地反抗气门的闭合运动的点应当对于所有内燃机操作状态相对恒定。因此,有利的是将气门落座装置定位成使得它可以反抗内燃机气门的闭合运动,不管中间的气门传动机构元件例如摇臂、推管(push tube)等的位置。
气门落座装置可包括液压元件,并且因此会需要被支撑在壳体中,并且需要供应液压流体,然而同时,配合在特定内燃机的封装限制内。同样有利的是将气门落座装置设置在其它液压空程部件的附近。通过将气门落座装置设置在其它空程部件的附近,可以共用壳体、液压进给装置和/或储压器,从而降低所需要的部件的体积和数目。
气门落座装置可以构造成使得:它施加给闭合的内燃机气门的反抗力的显著部分发生在气门的行程的最后几毫米的过程中。结果,气门落座装置和内燃机气门或者其它中间元件之间的间隙空间的总量对于气门落座装置的正确操作是极为关键的。下面的因素会影响空隙的总量,例如部件的热膨胀(thermal growth)、气门磨损、气门座的磨损以及公差的累积。一些已知的气门落座装置具有所需要的手动间隙调节装置或者单独的间隙调节硬件组件。因此,有利的是具有这样的气门落座装置,该装置对于内燃机气门和气门落座装置之间的间隙差异可以进行自调节。
本发明的各个实施例可以满足上述需求中的一个或者多个,并且同样提供其它优点。
发明内容
申请人已经开发出一种新颖的具有气门落座控制的气门致动系统。在一个实施例中,该系统包括:壳体;空程系统,设置在所述壳体中;摇臂,具有第一接触面、第二接触面和第三接触面,第一接触面可操作地接触内燃机气门,并且第二接触面可操作地接触所述空程系统;和气门落座装置,设置在所述壳体中,可操作地接触第三接触面,所述气门落座装置包括至少两个液压元件,在气门落座事件中,所述液压元件相对彼此移动并被液压加压。
申请人还开发出一种新颖的用于控制内燃机中的内燃机气门的落座速度的系统。在一个实施例中,该系统包括:壳体;间隙活塞(lash piston),可滑动地设置在所述壳体中形成的孔中,间隙活塞具有形成在其中的腔;和落座活塞,可滑动地设置在所述腔中其中,在气门落座事件中,所述间隙活塞和所述落座活塞相对彼此移动并被液压加压。
应当理解,上述大致的说明和下面详细的描述仅是示例性和描述性的,并且不能限制本发明。此处引为参考并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的特定实施例,并且与详细说明一起起着解释本发明的原理的作用。
附图说明
为了有助于理解本发明,下面将参考附图,其中相同的附图标记代表相同的元件。附图仅是示例性的,并且不应当被理解为限制本发明。
图1是根据本发明的第一实施例的气门落座控制系统的示意图。
图2是根据本发明的第二实施例的气门落座控制系统的示意图。
图3是根据本发明的第三实施例的气门落座控制系统的剖视图。
图4是根据本发明的实施例的气门落座装置的横截面详细视图。
图5是根据本发明的实施例的气门落座装置的横截面详细视图。
图6是根据本发明的实施例的气门落座装置的横截面详细视图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的气门落座控制系统10的第一实施例,本发明的一个实例在图1中示出。系统10可包括一个或者多个气门传动机构元件300,元件300可操作地连接到空程系统100、气门落座装置200和至少一个内燃机气门400。空程系统100可以从运动传递装置500接受输入。气门传动机构元件300可以将气门致动运动传递给内燃机气门400。内燃机气门400可以被致动以产生各种内燃机气门事件,例如但不限于主进气、主排气、压力释放制动、泄放式制动、废气再循环、提前排气门开启和/或闭合、提前进气开启和/或闭合、居中提升(centered lift)等。内燃机气门400可包括排气门、进气门或辅助气门。
运动传递装置500可包括凸轮(多个)、推管(多个)、摇臂(多个)或者其它用于传递线性致动运动的机械的、机电的、液压的、或者气动的装置的任意组合。运动传递装置500可以从内燃机的部件接受运动,并且将运动作为输入传递给空程系统100。
空程系统100可包括将运动传递装置500连接到气门传动机构元件300的任何结构,该结构并且能够选择性地损失所述通过运动传递装置500传递给它的运动的部分或者全部。空程系统100例如可包括可变长度的机械连杆、液压回路、液压机械连杆、机电连杆、和/或任何其它设置在运动传递装置500和气门传动机构元件300之间的并且适用于获得一个以上的操作长度的连杆。如果空程系统100结合液压回路,那么它可以包括用于调节液压回路中的流体的压力或者总量的装置,例如起动阀(多个)、单向阀(多个)、储压器(多个)和/或其它用于从液压回路释放液压流体或者向液压回路增加液压流体的装置。
内燃机气门400可以设置在套筒420内,套筒420依次设置在气缸盖410中。内燃机气门400可适用于相对于套筒420上下滑动,并且可以被气门弹簧450偏压到闭合位置。气门弹簧450可以被压缩在气缸盖410和气门弹簧保持器440之间,从而将内燃机气门400偏压到内燃机气门座430中,所述保持器440可以连接到气门杆的端部。当内燃机气门400与内燃机气门座430接触时,内燃机气门400有效地处于闭合位置。
一个或者多个气门传动机构元件300可以从空程系统100接受力,并且可以将这个力传递到内燃机气门400。一个或者多个气门传动机构元件300还可以把气门弹簧450的力传递返回到空程系统100和/或气门落座装置200,所述气门弹簧450的力把内燃机气门400偏压到闭合位置。
气门落座装置200可操作地连接到气门传动机构元件300。当气门落座装置200被启动时,它可以提供抵抗力来通过气门传动机构元件300抵抗内燃机气门弹簧450的偏压。在一个优选实施例中,气门落座装置200恒定地被启动。然而应当理解,当用户需要时,可以使气门落座装置200不起作用,从而它不会操作以使内燃机气门400落座。当使气门落座装置200不起作用时,内燃机气门400可以在内燃机气门弹簧450的偏压和/或空程装置100的作用下落座。
在正功率内燃机模式或者当空程系统100没有被启动以损失运动时,运动可以通过气门传动机构元件300从运动传递装置500被传递给内燃机气门400。同样,内燃机气门弹簧450的力可以通过气门传动机构元件300从内燃机气门弹簧450传递给空程系统100和/或气门落座装置200。然而,当空程系统100发挥作用以损失运动传递装置500的运动时,内燃机气门400通常会封闭在“自由落下”中,这是一种内燃机气门400会以不适当的高速接触内燃机气门座430的状态。为了减小当空程系统100在损失运动时内燃机气门400闭合的速度,可以使用气门落座装置200。
气门落座装置200可以通过利用气门传动机构元件300反抗内燃机气门400的运动来降低内燃机气门400接触内燃机气门座430的速度。气门落座装置200可以优选以逐渐的方式降低内燃机气门400的落座速度,并且特别是在行程的最后几毫米中,从而降低内燃机气门400和内燃机气门座430上的磨损和破坏。
本发明的第二实施例示于图2中,其中相同的附图标记代表相同的元件。参考图2,气门传动机构元件300可包括摇臂310。摇臂310可枢转地设置在轴315上,并且可包括第一接触面301、第二接触面302和第三接触面303,第一接触面用于可操作地接触内燃机气门400,第二接触面用于可操作地接触空程系统100,第三接触面用于可操作地接触气门落座装置200。摇臂310可以围绕轴315枢转,从而将来自枢转点一侧的运动传递到另一侧。这样,摇臂310可以从空程系统100和/或气门落座装置200接受输入运动,并且可以将这个运动传递给内燃机气门400。用类似的方式,摇臂310还可以将来自内燃机气门400的运动传递给空程系统100和/或传递给气门落座装置200。
第三接触面303可以定位成使得:在内燃机气门的行程过程中,气门落座装置主动反抗气门的闭合运动的点对于所有内燃机操作状态是相对恒定的。如图2所示,第二接触面302可以设置在第一接触面301和第三接触面303之间。然而,应当认为,第三接触面303可以设置在摇臂310上的任何部位处,当内燃机气门400处于闭合位置时,其具有唯一的位置。
在本发明的一个实施例中,如图2所示,系统10另外可包括控制回路600。控制回路600可以为空程系统100和气门落座装置200提供控制输入,用于启动空程系统100和气门落座装置200和/或用于使空程系统100和气门落座装置200不发挥作用。控制输入可以是液压流体、电信号、机械致动、气动致动、机电致动、液压机械致动和/或任何其它用于控制系统的操作的输入。
在本发明的一个实施例中,控制回路600可以包括液压流体供应回路。控制回路600可以向气门落座装置200提供恒定的流体压力,从而它被启动,并且可以致动以降低内燃机气门400的落座速度。取决于内燃机的操作模式,控制回路600可以选择性地启动空程系统100。当空程系统100启动时,它可以损失从运动传递装置500接收的运动的全部或者部分,并且因此不向摇臂310提供运动,并且因此不向内燃机气门400提供运动。
本发明的第三实施例在图3中示出,其中相同的附图标记代表相同的元件。空程系统100和气门落座装置200可以设置在壳体700中。在一个实施例中,空程系统100可包括可伸缩的挺杆组件,该组件具有主活塞110和副活塞120。主活塞110可滑动地设置在孔710中,孔710形成在壳体700中,从而它可以在孔710中来回滑动,同时保持与壳体700液压密封。副活塞120可滑动地设置在主活塞110内,从而它可以相对于孔710滑动,同时保持与主活塞110液压密封。液压流体可以通过通道610选择性地供应到主活塞110和副活塞120之间的空程系统100。
在本发明的一个实施例中,如图3所示,副活塞120另外可以包括延伸部分125,其具有第一端和第二端,第一端接触副活塞120,第二端接触摇臂310的第二接触面302。可替换的是,可以考虑,副活塞120可以直接接触摇臂310。其它用于通过空程系统100向摇臂310提供运动的适合装置被认为落在本发明的范围和实质内。
在如图3所示的本发明的实施例中,运动传递装置500包括推管组件510。推管组件510可接触主活塞110的一端并且向主活塞110的所述端传递运动。推管510可以从一个或者多个凸轮(未示出)接受内燃机气门致动运动。在一个可替换实施例中,凸轮可以直接作用在主活塞110上,而不需要推管510。
控制回路600的元件,例如启动阀(未示出),可以设置在通道610中。当需要运动传递时,启动阀会被闭合,从而流体被收集在主活塞110和副活塞120之间,产生液压锁定。来自推管510的运动通过主活塞110和副活塞120被传递给摇臂310,摇臂310依次使得内燃机气门400开启。当不需要运动传递时,起动阀被开启,并且允许流体流动到主活塞110和副活塞120之间的空间中或者外部。施加给主活塞110的运动的全部或者一部分然后被“损失”。
图4是根据本发明的一个实施例的气门落座装置200的剖视图。气门落座装置200可包括间隙活塞210和落座活塞220,活塞210可滑动地设置在壳体700中形成的第二孔720中,活塞220可滑动地设置在间隙活塞210中形成的腔206内。间隙活塞210可以适用于相对于孔720滑动,同时保持与孔720的密封。落座活塞220可以适用于在腔206内滑动,同时保持与间隙活塞210密封。
具有第一端和第二端的弹簧250将落座活塞相对于孔720沿着向上的方向偏压,所述第一端接触壳体700,第二端接触落座活塞220。落座活塞220在腔206内的向下的移动可以被形成在间隙活塞210中的保持环206限制。
在本发明的一个实施例中,止动盘(check disk)230可以设置在间隙活塞210和从落座活塞220延伸的活塞头225之间。流体槽205和流体开口208可以形成在止动盘230上方的间隙活塞210内。具有第一端和第二端的弹簧240将止动盘230偏压远离活塞头225,紧靠形成在间隙活塞210中的台肩212,所述第一端接触落座活塞220,第二端接触止动盘230。在这个位置,止动盘可以基本覆盖流体开口208。
液压流体供应装置可以通过形成在壳体700中的液压通道620连通到气门落座装置200。液压通道620可以在孔720处终止,并且可以通过形成在间隙活塞210中的环形空间215将流体连通到流体槽205。在操作过程中,流体可以通过泄放孔235、流体开口208和流体槽205在腔206和液压通道620之间连通,所述孔235形成在止动盘230中。
应当认为,通过通道620供应的一些流体会经过形成在间隙活塞210和壳体700之间的密封而泄漏到间隙活塞210下面的间隙腔207中。间隙腔207中的流体产生的压力会使得间隙活塞210在孔720内上升。这会使得间隙活塞210的上表面211接触摇臂310的第三接触面303,消除可能存在于气门落座装置200和摇臂310之间的任何间隙。
下面将参考图3和图4描述系统10的操作。当需要运动传递时,液压流体通过通道610供应给空程系统100。流体会填充主活塞110和副活塞120之间的空间。控制回路600会闭合设置在通道610中的启动阀(未示出),防止流体流动到空程系统100的外部并且产生液压锁定。结果,传递给主活塞110的运动被传递给副活塞120。副活塞120依次通过摇臂310将运动传递给内燃机气门400。
液压流体同样通过通道620被供应到气门落座装置200。流体流动穿过环形空间215进入流体槽205中。如上所述,一些流体会泄漏到间隙腔207中,并且使得间隙活塞210的上表面211接触摇臂310的第三接触面303,消除任何系统间隙。
因为运动从空程系统100传递给摇臂310,因此摇臂310沿着顺时针方向旋转,并且在第一接触面301处致动内燃机气门400。当摇臂310顺时针旋转以开启内燃机气门400时,摇臂310上的第三接触面303会移动远离间隙活塞210。
这时,通过环形空间215进入流体槽205的流体会向下推动止动盘230,并且向上推动间隙活塞210。液压压力使得间隙活塞210向上移动,并且使得落座活塞220向下移动,将止动盘230从它的紧靠台肩212的座分开,并且允许流体进入腔206。落座活塞220继续向下移动,直到它撞击保持环260。这时,止动盘230下面的液压压力和弹簧240的偏压使得止动盘230返回到它的紧靠台肩212的座,覆盖流体开口208,并且将流体收集在腔206中。气门落座装置200现在被充填(charged),并且准备好进行它的落座功能。
当内燃机气门400闭合时,摇臂310会逆时针旋转,直到摇臂310上的第三接触面303接触间隙活塞210的上表面211。间隙活塞210然后会被迫使向下,向它下面的液压流体加压。间隙活塞210的向下的力挤压所述腔207的区域,增加腔207中的压力,并且迫使落座活塞220向上。落座活塞220的向上运动挤压腔206的区域,迫使流体流动穿过泄放孔235。同时,弹簧250的偏压迫使落座活塞220在腔206内向上。由于泄放孔235的相对小的尺寸,流体从腔206流动穿过泄放孔235产生了减速力,减速力降低了间隙活塞210的向下运动的速度,并且依次,降低摇臂310的运动的速度,并且最终降低内燃机气门400的落座速度。离开腔206的流体可穿过环形空间215和通道620流动到控制回路600。
液体流动穿过泄放孔235的速度以及相应的产生的减速力的大小取决于穿过该孔的流动区域。穿过该孔的流动区域通过活塞头225和泄放孔235的距离来调节。当摇臂310首先接触气门落座装置100时,并且间隙活塞210开始向下移动时,活塞头225和泄放孔235之间的距离以及因此的流动区域的尺寸最大。闭合内燃机气门的高的速度产生了穿过泄放孔235的高的流动速度,并且产生显著的减速力。当气门减速并且接近它的气门座时,活塞头225和泄放孔235之间的距离以及因此穿过该孔的流动区域逐渐变小。由于较小的落座速度和较小的流动区域,产生了更加恒定的减速压力。
气门落座装置200的另一个实施例参考图5示出,其中相同的附图标记代表相同的元件。气门落座装置200另外可包括设置在孔720中的静止的衬套元件213、以及可滑动地设置在衬套元件213中的接触销214。在图5所示的位置中,接触销214可具有第一端和第二端,其中第一端与摇臂310的第三接触面303接触,第二端与间隙活塞210接触。弹簧270可以将间隙活塞210和落座活塞220偏压紧靠接触销214。
在本发明的一个实施例中,销214下面的液压流体压力会作用在销214上,从而在整个摇臂行程过程中,销214保持与摇臂310接触。在这个实施例中,在销214和摇臂310之间没有冲击。因此,可以降低与气门落座装置200相关的噪声。在一个可替换实施例中,销214可具有有限的行程,从而在摇臂310的旋转过程中,销214和摇臂310可以分开。销214的尺寸和/或材料成分可以设计成使得当销214和摇臂310重新连接时发生的冲击力被降低。
下面将描述图5所示的气门落座装置200的操作。液压流体通过通道620被供应到气门落座装置200。流体流入销214下面的流体槽205中。这时,进入流体槽205的流体会向上推动销214。因为销214的直径与孔720的直径相比相对小,因此由于销214的向上运动而作用在摇臂310上的力以及随后摇臂的旋转可以被减小。结果,同样减小了沿着气门开启方向作用在闭合的内燃机气门400上的不必要的力。
弹簧270的偏压使得间隙活塞210向上移动,接触销214并且从系统中消除间隙。作用在销214上的流体压力会使销214偏压,从而在整个摇臂的行程过程中,它保持与摇臂310接触。如上所述,在这个实施例中,摇臂到销的冲击会被减小或者消除,这依次可以导致在气门落座操作过程中噪声的降低。
当摇臂310沿着气门开启方向旋转时,并且第三接触面303向上移动时,销214同样向上移动。这依次允许间隙活塞210向上移动。间隙活塞210的向上移动增大了腔207的体积,并且因此减小了腔207中的液压流体的压力。腔207中减小的压力以及落座活塞220上方的压力使得落座活塞220向下移动。落座活塞220继续向下移动,直到它撞击保持环260或者用于弹簧250的基座,如图5所示。这时,止动盘230下面的液压压力以及弹簧240的偏压使得止动盘230返回到它的紧靠台肩212的座,覆盖流体开口208,并且把液体收集在腔206中。气门落座装置200这时被充填,并且准备好执行它的落座功能。
当内燃机气门400闭合时,摇臂310会沿着气门闭合的方向旋转。摇臂310的旋转迫使销214向下,接触间隙活塞210。由于间隙活塞210和销214之间的冲击发生在孔720中的槽205上方的充有油的区域中,因此产生的噪声的一部分或者全部会被减轻。间隙活塞210然后会被迫使向下,向它下面的液压流体加压。间隙活塞210的向下的力挤压腔207的区域,增加了腔207中的液压压力,并且迫使落座活塞220向上。落座活塞220的向上运动挤压腔206的区域,迫使腔206中的流体穿过泄放孔235。同时,弹簧250的偏压迫使落座活塞220在腔206内向上。由于泄放孔235的相对小的尺寸,流体从腔206流动穿过泄放孔235产生了减速力,减速力降低了间隙活塞210的向下的运动速度,并且依次降低了摇臂310的运动速度,并且最终降低了内燃机气门400的落座速度。离开腔206的流体会穿过环形空间215和通道620流动到控制回路600。
在本发明的另一个实施例中,如图6所示,没有止动盘235,气门落座装置200也可以操作。流体开口208的尺寸可以减小,从而活塞头225基本覆盖开口208。这样,流体开口208可以如同泄放孔235一样操作,并且提供必要的气门落座减速力。
在本发明的一个实施例中,气门落座装置200和空程系统100可以定位成共用控制回路600。储压器可以设置在气门落座装置200和空程系统100之间。储压器可以吸收多余的液压流体,并且当每个系统需要时,将这些流体重新供应到气门落座装置200和空程系统100。然而应当认为,通过将空程系统100定位在气门落座装置200附近,可以获得许多其它的优点。例如,气门落座装置200和空程系统100可以定位成共用流体供应部件和/或壳体。另外,气门落座控制系统10的整体重量可以降低。
对本领域的普通技术人员而言,显而易见的是,在不脱离本发明的范围和实质的情况下,可以对本发明的结构、配置和/或操作作出许多改进和修改。例如,当不需要空程功能时,可以考虑气门落座装置200的实施例可以设置在没有空程系统100的系统中。

Claims (20)

1.一种具有气门落座控制的用于致动内燃机中的至少一个内燃机气门的系统,所述系统包括:
壳体;
空程系统,设置在所述壳体中;
摇臂,具有第一接触面、第二接触面和第三接触面,第一接触面可操作地接触内燃机气门,并且第二接触面可操作地接触所述空程系统;和
气门落座装置,设置在所述壳体中,可操作地接触第三接触面,所述气门落座装置包括至少两个液压元件,在气门落座事件中,所述液压元件相对彼此移动并被液压加压。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气门落座装置的液压元件包括:
间隙活塞,可滑动地设置在所述壳体中形成的孔中,所述间隙活塞具有形成在其中的腔;和
落座活塞,可滑动地设置在所述腔中。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括设置在所述间隙活塞和所述落座活塞之间的止动盘,所述止动盘具有形成在其中的泄放孔。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,还包括从所述落座活塞延伸的活塞头。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述活塞头和所述止动盘之间的距离调节液压流体穿过泄放孔的流动。
6.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述气门落座装置还包括:
衬套元件,设置在所述间隙活塞上方的所述壳体中;和
销,可滑动地设置在所述衬套元件中,所述销具有与所述间隙活塞接触的第一端和与所述摇臂接触的第二端。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,还包括设置在所述间隙活塞和所述落座活塞之间的止动盘,所述止动盘具有形成在其中的泄放孔。
8.如权利要求6所述的系统,其特征在于,还包括:
流体开口,形成在所述间隙活塞中;和
活塞头,从所述落座活塞延伸,所述活塞头适用于基本覆盖所述开口。
9.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空程系统包括:
主活塞,可滑动地设置在所述壳体中形成的孔中;和
副活塞,可滑动地设置在所述主活塞中。
10.如权利要求1所述的系统,其特征在于,第二接触面位于第一和第三接触面之间。
11.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空程系统和所述气门落座装置适用于从共同的流体供应源接收液压流体。
12.如权利要求1所述的系统,其特征在于,当内燃机气门闭合时,所述气门落座装置具有唯一的位置。
13.一种用于控制内燃机中的内燃机气门的落座速度的系统,所述系统包括:
壳体;
间隙活塞,可滑动地设置在所述壳体中形成的孔中,所述间隙活塞具有形成在其中的腔;和
落座活塞,可滑动地设置在所述腔中,
其中,在气门落座事件中,所述间隙活塞和所述落座活塞相对彼此移动并被液压加压。
14.如权利要求13所述的系统,其特征在于,还包括设置在所述间隙活塞和所述落座活塞之间的止动盘,所述止动盘具有形成在其中的泄放孔。
15.如权利要求14所述的系统,其特征在于,还包括从所述落座活塞延伸的活塞头。
16.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述活塞头和所述止动盘之间的距离调节液压流体穿过泄放孔的流动。
17.如权利要求13所述的系统,其特征在于,还包括:
衬套元件,设置在所述间隙活塞上方的所述壳体中;和
销,可滑动地设置在所述衬套元件中,所述销具有与所述间隙活塞接触的第一端和与所述摇臂接触的第二端。
18.如权利要求17所述的系统,其特征在于,还包括设置在所述间隙活塞和所述落座活塞之间的止动盘,所述止动盘具有形成在其中的泄放孔。
19.如权利要求17所述的系统,其特征在于,还包括:
流体开口,形成在所述间隙活塞中;和
活塞头,从所述落座活塞延伸,所述活塞头适用于基本覆盖所述开口。
20.如权利要求13所述的系统,其特征在于,当内燃机气门闭合时,所述落座活塞具有唯一的位置。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8820276B2 (en) 1997-12-11 2014-09-02 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Variable lost motion valve actuator and method
JP2008536056A (ja) * 2005-04-11 2008-09-04 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド 弁の着座を制御する弁作動システム
US8079338B2 (en) * 2006-04-11 2011-12-20 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Self adjusting valve catch with valve seating control
US7556004B2 (en) * 2006-10-16 2009-07-07 Caterpillar Inc. Bactrian rocker arm and engine using same
BRPI0812183A2 (pt) * 2007-06-01 2014-11-18 Jacobs Vehicle Systems Inc Sistema de acionamento de válvula variável
US8091345B2 (en) 2008-02-06 2012-01-10 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for efficiently increasing exhaust flow temperature for an internal combustion engine
US8156730B2 (en) * 2008-04-29 2012-04-17 Cummins, Inc. Engine performance management during a diesel particulate filter regeneration event
US8302385B2 (en) * 2008-05-30 2012-11-06 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for controlling engine exhaust temperature
US9567877B2 (en) * 2008-08-28 2017-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hermetically sealed lash adjuster
WO2010129872A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Scuderi Group, Llc Air supply for components of a split-cycle engine
JP4752949B2 (ja) * 2009-05-28 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
US8316809B1 (en) 2010-03-04 2012-11-27 Electro-Mechanical Associates, Inc. Two-mode valve actuator system for a diesel engine
US8813695B2 (en) 2010-06-18 2014-08-26 Scuderi Group, Llc Split-cycle engine with crossover passage combustion
KR101198799B1 (ko) * 2010-09-20 2012-11-12 현대자동차주식회사 가변 밸브 기구를 구비한 엔진
US8833315B2 (en) 2010-09-29 2014-09-16 Scuderi Group, Inc. Crossover passage sizing for split-cycle engine
US8714121B2 (en) 2010-10-01 2014-05-06 Scuderi Group, Inc. Split-cycle air hybrid V-engine
DE102011051487B4 (de) 2010-11-12 2017-01-12 Hyundai Motor Co. Elektrohydraulische Ventilsteuerung
JP2014503752A (ja) 2011-01-27 2014-02-13 スクデリ グループ インコーポレイテッド バルブ不作動化付ロストモーション可変バルブ作動システム
WO2012103401A2 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Scuderi Group, Llc Lost-motion variable valve actuation system with cam phaser
DE102011007249A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Druckspeicher für eine Hydraulikeinheit
JP2015506436A (ja) 2012-01-06 2015-03-02 スクデリ グループ インコーポレイテッド ロストモーション可変バルブ作動システム
GB2503705A (en) * 2012-07-05 2014-01-08 Eaton Srl Hydraulic Lash Adjuster and Lost Motion System
US9297295B2 (en) 2013-03-15 2016-03-29 Scuderi Group, Inc. Split-cycle engines with direct injection
JP6153655B2 (ja) 2013-03-31 2017-06-28 ジェイコブス ビークル システムズ、インコーポレイテッド 可動部品の運動制御
BR112017004362B1 (pt) * 2014-09-04 2022-11-16 Jacobs Vehicle Systems, Inc Sistema compreendendo de um conjunto de bombeamento conectado operacionalmente a uma fonte de movimentação de atuação de válvula ou a um componente de encadeamento valvular
CN107636267B (zh) 2015-05-18 2020-07-28 伊顿(意大利)有限公司 具有用作蓄压器的卸油阀的摇臂
CN108779689B (zh) * 2016-03-14 2021-01-15 沃尔沃卡车集团 用于控制内燃发动机中的至少一个气门的装置
CN111836948B (zh) * 2018-03-07 2022-05-31 雅各布斯车辆系统公司 摇臂控制系统
EP3715594B1 (de) * 2019-03-29 2021-10-27 ABB Schweiz AG Ventiltrieb mit hydraulischem verzögerungselement für einen verbrennungsmotor
EP3935271A4 (en) 2019-05-10 2022-12-14 Cummins, Inc. VALVE CONTROL SYSTEM FOR EXTENDED INTAKE VALVE OPENING

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960756A (en) * 1997-01-27 1999-10-05 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve control device for an internal combustion engine
JP2001263007A (ja) * 2000-03-14 2001-09-26 Teikoku Piston Ring Co Ltd バルブキャップ及び内燃機関の動弁機構
US20040065285A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-08 Ali Uludogan Variable engine valve actuator

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4768467A (en) * 1986-01-23 1988-09-06 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Valve operating system for an automotive engine
GB9003603D0 (en) * 1990-02-16 1990-04-11 Lotus Group Plc Cam mechanisms
JPH0634103U (ja) * 1992-10-01 1994-05-06 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁装置
US5501186A (en) * 1993-07-27 1996-03-26 Unisia Jecs Corporation Engine valve control mechanism
WO1999010629A2 (en) * 1997-08-28 1999-03-04 Diesel Engine Retarders, Inc. Engine valve actuator with valve seating control
WO1999027242A2 (en) * 1997-11-21 1999-06-03 Diesel Engine Retarders, Inc. Device to limit valve seating velocities in limited lost motion tappets
US6510824B2 (en) * 1997-12-11 2003-01-28 Diesel Engine Retarders, Inc. Variable lost motion valve actuator and method
US6474277B1 (en) * 1999-09-16 2002-11-05 Diesel Engine Retarders, Inc. Method and apparatus for valve seating velocity control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960756A (en) * 1997-01-27 1999-10-05 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve control device for an internal combustion engine
JP2001263007A (ja) * 2000-03-14 2001-09-26 Teikoku Piston Ring Co Ltd バルブキャップ及び内燃機関の動弁機構
US20040065285A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-08 Ali Uludogan Variable engine valve actuator

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0509967A (pt) 2007-10-02
US7156062B2 (en) 2007-01-02
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JP2007532828A (ja) 2007-11-15
JP5254609B2 (ja) 2013-08-07
KR20060134221A (ko) 2006-12-27
ATE437295T1 (de) 2009-08-15
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DE602005015565D1 (de) 2009-09-03
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EP1740800A2 (en) 2007-01-10
WO2005106215A3 (en) 2005-12-29
EP1740800A4 (en) 2008-01-02
WO2005106215A2 (en) 2005-11-10

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