CN203925645U - 凸角变换凸轮轴系统驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种凸角变换凸轮轴系统驱动器。在一种示例方案中，一种用于发动机中多升程廓线凸轮凸角变换机构的系统包括：主体，包括延伸通过其中的第一和第二平行孔；在所述第一孔内的第一销和在所述第二孔内的第二销，且其中所述第一和第二销均包括凹口；球锁机构，其中所述球锁机构包括球形可移动的球，且被配置为当另一销在延伸位置时，接合在原位置的销的凹口；联接至所述第一和第二销的驱动器，所述驱动器经配置施加力从而引导所述第一和第二销进入延伸位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种凸角变换凸轮轴系统驱动器。
背景技术
发动机可使用凸轮变换系统调整汽缸中气体交换气门的气门升程。例如，联接到发动机凸轮轴的凸轮凸角可具有不同升程廓线，如全升程、部分升程或零升程。例如，此类发动机可结合凸轮廓线变换系统(CPS)使得在高或低发动机转速期间能够分别启用提高燃料效率的高或低升程气门机构模式。如另一个示例，例如，通过变换到零升程廓线，在减少发动机输出的操作模式过程中，为了提高燃料效率可停用发动机气缸。
如例如在U.S.7,404,383中描述的，发动机可包括带有多个外部套筒的凸轮轴，外部套筒含有花键联接至中央凸轮的凸角。通过将销接合到各套筒有凹槽的孔中，所述套筒的轴向位置可被重新定位，以便使不同的凸轮凸角接合气门的指形从动滚轮(RFF)。
已知多种用于这种类型的气门变换机构的驱动器和凹槽构造。在一个两步系统的方法中，双销驱动器可接合Y-凹槽以允许所述套筒根据它的起点向任一方向的移位。一种类型的驱动器在通电时可允许部署两个销，除非所述销由于其下没有凹槽被完全堵住。在销具有足够的延伸后，所述驱动器可断电，且所述销将保持延伸直至所述凹槽深度减少，从而将其推回原位置，在此其留待原位置直至所述驱动器再次通电。
本发明人在此已认识到，在驱动两个销的手段中，可存在时间窗口，所述驱动器在此时间窗口通电直至期望的销部署在其凹槽内，接着所述驱动器必须在另一销落入非期望的随着所述套筒的移动而经过的凹槽中之前断电。如果所述驱动器未及时断电，第二销可落入凹槽引起机械干扰。该机械干扰可能对系统造成重大损坏。针对两步移位 套管凸轮轴使用Y-机构的先前解决方案已经使用有单独控制所述销的驱动器。然而，单独控制所述销一般要求每个驱动器两个线圈以及两倍的发动机控制模块的控制信号，因此增加了这种系统的相关成本。
实用新型内容
在一个示例方案中，为了解决这些问题，用于发动机中多升程廓线凸轮凸角变换机构的系统包括：主体，其包括延伸通过其中的第一和第二平行孔；在第一孔内的第一销和在第二孔内的第二销，其中所述第一和第二销均可在其各自孔内从主体内原位置移动到延伸位置，在延伸位置处所述销的一部分延伸到主体外侧，且其中所述第一和第二销均包括凹口；在原位置的销的凹口处所述第一和第二孔间的球锁机构，其中所述球锁机构包括球形可移动的球，且所述球锁机构经配置当另一销在延伸位置时，接合原位置的销的凹口；和驱动器，其被联接到所述第一和第二销，所述驱动器经配置施加力以引导所述第一和第二销进入延伸位置。
在另一个示例方案中，为了解决这些问题，用于发动机中多升程廓线凸轮凸角变换机构驱动器的方法包括在凸轮轴外部套筒凹槽中部署第一销，而由于缺乏待被部署到其中的凹槽，第二销保持在位，且甚至在第二销暴露到空出的凸轮轴外部套筒中的凹槽后，仍通过球锁机构保持第二销在位。
这样，通过在所述驱动器内使用机械锁机构防止在已经部署第一(期望的)销后部署第二销，以便所述第二销不会落入非期望的随着所述套筒的移动而经过的凹槽中。另外，在这种手段中，可仅使用单个线圈驱动两个销，导致额外驱动器和控制机构相关成本的潜在降低。
应该理解，上面提供的发明内容是为了以简化形式引入所选概念，其将在具体实施例中进一步详细描述。这不是意味着限制了所要求的主题的关键或基本特征，本实用新型的范畴由权利要求唯一限定。而且，所要求的主题不限于解决上述任何缺点或本公开中任何部分中的实施方式。
附图说明
图1示出了发动机系统示例的一个汽缸的示意图。
图2示出了按照本公开的示例凸轮凸角变换系统。
图3示出了按照本公开的示例凸轮凸角变换驱动器。
图4示出了按照本公开的示例驱动销。
图5示出按照本公开的另一示例凸轮凸角变换驱动器。
图6示出与套筒接合的示例凸轮凸角变换驱动器。
图7示出按照本公开用于多升程廓线凸轮凸角变换机构驱动器的示例方法。
具体实施方式
以下说明涉及用于调节发动机气缸中气体交换气门的气门升程的发动机中的凸角变换系统的系统和方法，例如图1所示发动机。如图2所示，发动机可包括带有多个外部套筒的凸轮轴，外部套筒含有花键联接到中央凸轮的凸角。通过接合销到各套筒有凹槽的孔中，所述套筒的轴向位置可被重新定位，以便使不同的凸轮凸角接合气门的从动件，例如，指形从动滚轮(RFF)、指形从动滑块或安装在轴上的从动件。如图3-6示出的和图7描述的方法，凸轮凸角变换驱动器可包括球锁机构，以便在凸轮轴外部套筒凹槽中部署第一销，而由于缺乏待部署的凹槽，第二销保持在原位。在所述第一销部署到凹槽后，甚至在第二销暴露到凸轮轴外部套筒中空出的凹槽后，所述第二销仍可通过球锁机构保留在原位置。在一些示例中，所述第二销在通过球锁机构防止进一步移动前可轻微移动。控制凹槽表面可被设计通过包括凹槽边缘上的斜坡特征来适应该微小移动，否则的话在凹槽边缘处所述销会干扰。
现在转到附图，图1描述内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可接收来自控制系统包括控制器12的控制参数以及来自车辆驾驶员130通过输入设备132的输入。在这个示例中，输入设备132包括加速器踏板和用来产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在此也是“燃烧室”)14可包括有活塞138位于其中的燃烧室壁136。活塞138可联接至曲轴140，以便所述活塞的往复运动被转化为所述曲轴的旋转运动。曲轴 140可通过传动系统联接至至少一个客车的驱动轮。另外，起动电动机可通过飞轮被联接到曲轴140从而开始发动机10的起动运行。
汽缸14可通过一系列进气通道142、144和146接收进气空气。进气通道146可与发动机10除了汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多所述进气通道可包括增压装置如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出的配置有涡轮增压器的发动机10包括设置在进气通道142和144间的压缩机174，和沿排气通道148设置的排气涡轮机176。压缩机174可至少部分由排气涡轮机176通过排气涡轮机176经由轴180动力推动，在此增加装置被配置为涡轮增压器。然而，在例如发动机10提供有机械增压器的其它示例中，可任选地省略排气涡轮机176，其中压缩机174可由来自电动机或发动机的机械输入动力推动。包括节流板164的节气门20可沿着发动机进气通道提供，用来改变提供到发动机气缸的吸入空气流动速率和压力。例如，节气门20可如图1所示布置在压缩机174下游，或可替代地提供在压缩机174上游。
排气通道148可接收来自发动机10除了汽缸14之外的其它汽缸的排气。排气传感器128显示联接至排放控制设备178上游的排气通道148，尽管在一些实施例中，排气传感器128可位于排气控制设备178下游。排气传感器128可从各种适合的用于提供排气空气/燃料比的指示的传感器中选择，例如诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如描述)、HEGO(热EGO)、NOX、HC或CO传感器。排气控制设备178可为三元催化剂(TWC)、NOX捕集器、各种其它排放控制设备或它们的组合。
排气温度可由一个或更多位于排气通道148中的温度传感器(未示出)测量。可选地，排气温度可基于发动机公开如速度、负载、空气-燃料比(AFR)、点火延迟等推断。另外，排气温度可由一个或更多排气传感器128计算。应当理解的是排气温度可替代地由任何在此列出的温度估计方法的组合估计。
发动机10各汽缸可包括一个或更多进气气门和一个或更多排气气门。例如，汽缸14显示包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中，发动 机10的各汽缸包括汽缸14在内，可包括位于所述汽缸的上部区域的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。
进气气门150可经由凸轮驱动系统151通过凸轮驱动由控制器12控制。类似地，排气气门156可经由凸轮驱动系统153通过控制器12控制。凸轮驱动系统151和153可各包括一个或更多凸轮并可利用由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门运行。进气气门150和排气气门156的运行可分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157确定。在可替换实施例中，所述进气和/或排气气门可由电动气门驱动控制。例如，汽缸14可替换地包括由电动气门驱动控制的进气气门且由包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气气门。在另一个实施例中，所述进气和排气气门可由共有的气门驱动器或驱动系统、或可变气门正时驱动器或驱动系统控制。示例凸轮驱动系统在下文就图2更详细描述。
汽缸14可有压缩比，其为活塞138在底部中心和顶部中心时的体积比。传统上，所述压缩比在9:1至10:1范围内。然而，在一些使用不同燃料的实施例中，所述压缩比可增加。例如，这可发生在使用更高辛烷燃料或含更高潜在汽化焓时。如果使用直接喷射由于其对发动机爆震的影响也可增加压缩比。
在一些实施例中，发动机10各汽缸可包括用来开始燃烧的火花塞192。在选择运行模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞192提供点火火花至燃烧室14。然而，在一些实施例中，可省略火花塞192，例如如可发生在一些柴油发动机情况下，发动机10可通过自动点火或喷射燃料开始燃烧。
在一些实施例中，发动机10各汽缸可配置有一个或更多燃料喷射器来输送燃料。如非限制性示例，汽缸14显示包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166显示直接联接至汽缸14，用于与从控制器12通过电子驱动器168接收的信号FPW脉冲宽度成比例地直接向其中喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166提供已知直接喷射(后文还称为“DI”)的燃料到燃烧汽缸14中。虽然图1显示喷射器166为侧 喷射器，但其还可位于活塞上方，如靠近火花塞192位置。当运行醇基的燃料发动机时，由于一些醇基燃料的低挥发性，这样的位置可改进混合及燃烧。可替换地，所述喷射器可位于上方且靠近进气气门来改进混合。燃料可从包括燃料箱、燃料泵和燃料分配管的高压燃料系统8输送至燃料喷射器166。可替换地，燃料可通过单级燃料泵在较低压力下输送，在这个情况中，在压缩行程过程中直接燃料喷射时间比如果使用高压燃料系统更受限制。另外，虽然未示出，但是所述燃料箱可有提供信号到控制器12的压力变换器。
应当明白的是，在可替代实施例中，喷射器166可为提供燃料到汽缸14上游的进气端口的进气道喷射器。另外，虽然示例实施例显示燃料经由单个喷射器喷射到汽缸，但所述发动机可替换地经由多个喷射器通过喷射燃料运行，例如一个直接喷射器和一个端口喷射器。在这种构造中，所述控制器可改变各喷射器的相对喷射量。
燃料在汽缸单次循环过程中可通过喷射器输送到汽缸。另外，如下文所述，喷射器输送的燃料或爆震控制流体的分布和相对量可随工况如进气温度改变。而且，对于单次燃烧事件，输送燃料的多个喷射可在每循环执行。多次喷射器可在压缩行程、进气行程或它们任何合适的组合过程中执行。应当理解，本文描述的头部封装构造及方法可和任何适合的燃料输送机构或系统一起用在发动机上，如在化油器式发动机或有其它燃料输送系统的其它发动机上。
如上所述，图1只示出多汽缸发动机的一个汽缸。这样每个汽缸可类似地包括其自身的一套进气/排气气门、燃料喷射器、火花塞等。
图2示出发动机10中的示例凸轮凸角变换系统200，其被配置为响应于发动机工况调节气体交换气门202的升程。发动机10包括气门机构204，气门机构204包括位于发动机组210的汽缸盖208上方的凸轮轴206。气门202可为进气气门或排气气门，经配置打开或关闭汽缸中的进气口或排气口，所述汽缸如图1中示出的汽缸14。例如，气门202可在允许气体交换进入或离开汽缸的打开位置和基本阻碍气体交换进入或离开汽缸的闭合位置间可致动。应当理解虽然图2中只示出了一个气门，但是发动机10可包括任何数量的汽缸气门。例如，发动机10可包括关联气门的任何数量的汽缸，以及可使用多种不同 汽缸和气门构造，如，V-6，I-4，I-6，V-12，对置4和其它发动机类型。
一个或更多凸轮塔或凸轮轴安装区域可联接到汽缸盖208来支撑凸轮轴206。例如，凸轮塔216显示联接到与气门202相邻近的汽缸盖208。虽然图2显示凸轮塔联接到汽缸盖，但是在其它示例中，所述凸轮塔可联接到发动机其它组件，如，凸轮轴托架或凸轮轴盖。所述凸轮塔可支撑顶置凸轮轴且可分离位于各汽缸上方的凸轮轴上的升程机构。
气门202可以多种升程模式操作，如，高气门升程、低或部分气门升程和零气门升程。例如，如下文更详细描述的，通过调节汽缸凸轮机构，所述一个或更多汽缸上的气门，如气门202可基于发动机工况以不同升程模式运行。
凸轮轴206，其可为进气凸轮轴或排气凸轮轴，可包括多个经配置控制进气气门开闭的凸轮。例如，图2示出了位于气门202上方的第一凸轮凸角212和第二凸轮凸角214。所述凸轮凸角可有不同的形状和尺寸来形成升程廓线，其在所述凸轮轴转动时用于调节气门202的升高的量和时间。例如，凸轮212可为全升程凸轮凸角且凸轮214可为部分升程或低升程凸轮凸角。虽然图2显示与第一凸轮212和第二凸轮214相关的两个升程廓线，但是应当理解可以有任何数量的升程廓线凸轮，如，三种不同的凸轮凸角。例如，凸轮轴206可额外地包括零升程凸轮在特定发动机工况下用于使气门202停用。
气门202包括联接到气门上方的凸轮轴的机构218，用来通过沿着凸轮轴关于气门202改变凸轮凸角位置为该气门调节气门升程量，和/或停用该气门。例如，所述凸轮凸角212和214可滑动地附接到所述凸轮轴，以便其可沿着凸轮轴在每个汽缸基础上滑动。例如，多个凸轮凸角，如凸轮凸角212和214，位于各汽缸气门如气门202上方，可滑动穿过所述凸轮轴来改变联接到气门从动件(如联接到气门202的从动件220)的凸角廓线，来改变气门开闭持续时间和升程量。气门凸轮从动件220可包括指形从动滚轮(RFF)222，其与位于气门202上方的凸轮凸角接合。例如，在图2中，滚轮222显示与全升程凸轮凸角212接合。
未在图2中示出的额外的从动元件可进一步包括推杆、摇杆、挺杆等。此类设备和部件可通过将凸轮的旋转运动转换为气门的平移运动控制进气气门和排气气门的驱动。在其它示例中，所述气门可经由在凸轮轴上的额外的凸轮凸角廓线驱动，其中在不同气门间的凸轮凸角廓线可提供不同凸轮升程高度、凸轮持续时间、和/或凸轮正时。然而，如需要可使用可替代凸轮轴(顶置和/或推杆)布置。另外，在一些实施例中，汽缸可各只有一个排气气门和/或进气气门，或多于一个进气和/或排气气门。在另一个实施例中，排气气门和进气气门可通过共有的凸轮轴驱动。然而，在可替代实施例中，进气气门和或排气气门中至少一个可通过其自身独立的凸轮轴或其它设备驱动。
外部套筒224可联接到花键联接到凸轮轴206的凸轮凸角212和214。所述凸轮轴可与用来改变气门正时的凸轮相位器联接。通过接合销，如销230或232中的一个，到外部套筒有凹槽的孔中，所述套筒的轴向位置可再定位至不同凸轮凸角接合联接到气门202的凸轮从动件的位置，以便改变气门的升程。例如，套筒224可包括一个或更多移位凹槽，如凹槽226和228，其在套筒外周周围延伸。移位凹槽可在外部套筒周围有螺旋状结构，且在一些示例中，可在外部套筒中形成Y形或V形凹槽，其中，所述Y形和V形凹槽经配置在不同时刻接合两个不同的驱动销，如第一销230和第二销232，以便移动外部套筒来改变气门202的升程廓线。另外，套筒224中各凹槽深度可沿着凹槽的长度减小，以便在销从原位置部署到凹槽中后，所述销通过随着套筒和凸轮轴转动减小凹槽的深度回到原位置。
例如，如图2所示，当第一销230部署到凹槽226中，外部套筒224将以远离凸轮塔216的方向转移，同时凸轮轴206转动因此将凸轮凸角214置于气门202上方并改变升程廓线。为了变换回到凸轮凸角212，第二销232可部署到凹槽228中，其将朝凸轮塔216转移外部套筒224来将凸轮凸角212置于气门202上方。在一些实施例中，含有凸角的多个外部套筒可花键联接到凸轮轴206。例如，外部套筒可联接到发动机10中所有气门上方的凸轮凸角，或气门上方可选数量的凸角。
驱动销230和232包括在凸轮凸角变换驱动器234中，其经配置 调整所述销的位置，以便转换位于气门上方的凸轮凸角。凸轮凸角转换驱动器234包括驱动机构236，其可为液压驱动、或电力驱动、或它们的组合。驱动机构236经配置改变所述销的位置以便改变气门的升程廓线。例如，驱动机构236可为联接至销230和232二者上的线圈，以便当所述线圈通电时，如经由从控制系统提供电流到线圈，施加力到两个销来朝套筒部署两个销。下文参考图3-5详细描述示例凸轮凸角变换驱动器。
如上所述，在同时启动两个销的手段中，如通过使用联接两个销的单线圈驱动器，可存在时间窗口，其中所述驱动器可通电直到希望的销部署到其凹槽中，接着所述驱动器须在另一销落入非希望的随着套筒移动而经过的凹槽中前断电。如果所述驱动器未及时断电，第二销可落入凹槽引起机械干扰。另外，单独控制所述销一般要求每个驱动器两个线圈以及两倍的发动机控制模块的控制信号，因此增加了这种系统的相关成本。因此，如图3-6所示，凸轮凸角变换驱动器234可包括在驱动器主体314中销230和232间的球锁机构336。如下文详细描述，该球锁机构336可防止在一(希望的)销被部署后部署另一销。
图3从不同视角以及在不同示例操作模式下显示了带球锁机构336的第一示例凸轮凸角变换驱动器234。例如，在302，图3从侧视图显示了当两个销230和232在原位置时的凸轮凸角变换驱动器234，以及在304，图3显示了当两个销在原位置时驱动器234沿着线310的横截面。302显示的是驱动器沿着304示出的中心线312的横截面图。
在306，图3从侧视图显示了当销230部署且销232保持在原位置时的凸轮凸角变换驱动器234，在308，图3显示了当销230部署且销232保持在原位置时驱动器234沿着线310的横截面。306显示的是驱动器沿着308示出的中心线312的横截面图。
应当理解凸轮凸角变换驱动器234可包括任何数量的销。例如，凸轮凸角变换驱动器234用于双升程廓线系统可仅包括两个销230和232。然而，在其它实施例中，凸轮凸角变换驱动器234可包括多于两个销，如，凸轮凸角变换驱动器234可包括三个销用于三升程廓线系 统。
凸轮凸角变换驱动器234包括驱动机构236，其可为液压动力推动、或电力驱动、或它们的组合。在一个示例中，驱动机构236可为在驱动器234中联接到两个销230和232上的单一驱动机构。响应于控制器，如控制器12接收的信号，驱动机构236可经配置提供力到两个销230和232来将所述销朝有凹槽的套筒，如图2中示出的套筒224推离制动机构236。响应于所述控制器接收的第二信号，驱动机构236可经配置停止施加力到两个销。
例如，驱动机构236可包括位于两个销230和232上方的电磁线圈。所述线圈可经配置如经由提供到所述线圈的电流选择性通电，以及如经由移去提供到线圈的电流选择性断电。这样，在所述线圈通电状态下，力如电磁力可提供到两个销230和232来朝套筒推动销，且在所述线圈断电状态下，移去提供到两个销的力以便所述销可在孔316和318内以无偏向的方式移动。一般地，在线圈断电时，可采用一些类型的磁性或机械机构来将销保留在原位置。没有这些，在断电时就没有东西来防止销落入凹槽中。该机构不会移动完全延伸的销回到原(缩回)位置，但将保持缩回的销不延伸。
凸轮凸角变换驱动器234包括主体314，其带由从主体314顶侧垂直延伸到主体314底侧322的第一孔316和第二孔318。例如，主体314可为基本上实心金属组件，有孔316和318延伸穿过从而在主体上产生孔，以便第一销230包含在或安置在第一孔316中且第二销232包含在或安置在第二孔318中。在一些示例中，所述孔和销可明显在长度上超过它们的直径。所述销可在它们各自的孔内从主体314顶侧320到主体314底侧322在垂直方向上移动。如上所述，在特定条件下，所述销在孔内的移动可通过从驱动机构236施加到销的力而偏置。
所述销的高度，如第一销230的高度324可大于主体314的高度326。另外，驱动器234中各销的高度可基本相同。如上所述，各销可在其安置在的孔内滑动。例如在图3的302中，销230和232显示在驱动器234中原位置。在原位置，所述销可从主体314顶表面313上方延伸正距离328，而所述销的底表面，如销230的底表面330可与 主体314底表面332齐平，以便所述销不会在原位置延伸超过主体314底表面。
然而，响应于驱动所述驱动机构236，一个或两个销可移动或部署到延伸位置。例如，如图3的306所示，销230已经远离其原位置朝主体314底侧322移动，以便销230的底表面330延伸超过主体的底表面332的正的、非零的距离334。在其它条件下，所述第二销可以类似方式部署来延伸超过驱动器主体314底表面。
例如，响应于升程廓线改变事件，驱动机构236可通电来施加力到两个销230和232上以便使所述销向下朝有凹槽的外部套筒，如图2中示出的套筒224远离驱动器主体314顶表面313偏置，以便销230延伸超过主体314底表面332从而接合位于驱动器主体314下部的套筒如，套筒224中的凹槽，如凹槽226。当与所述凹槽接合，销230可通过推动所述套筒沿着凸轮轴到不同的位置，启动凸轮升程廓线改变。
凸轮凸角变换驱动器234包括在主体314中位于孔316和318间的球锁机构336。球锁机构336包括位于孔316和318间的洞或孔口340中的球或实心球体338。孔口340可朝主体314一侧342垂直延伸到孔，且在一些示例中，可在主体314的一侧342形成开口344。例如，当维护期间中所述销从主体314移去，所述开口344可允许球338被替代。然而，在另一些示例中，孔口340可只在第一孔316和第二孔318间延伸且不延伸到主体314的一侧342之外。
球338可为在孔口340内孔316和318间可移动的实心金属球。例如，球338的直径341可与孔口340直径343基本相同但略小于直径343，以便球338可在水平方向沿着线310在主体314中的第一和第二孔间的移动。
当所述销在主体314内原位置时，各销包括在沿着所述销与孔344相毗连的位置的凹口区域346。如下文更详细描述的，沿着销的凹口区域可为弯曲的凹口，其在所述销外周周围延伸进入所述销的实心主体，以便该球338可在特定条件下接合所述销中的凹口。
例如，图4示出示例销400，中心轴线402延伸穿过销400。例如，销400可为图3示出的销230或销232，且轴线402可在驱动器234 顶部320到底部322方向延伸。销400包括由凹口区域346分隔开的顶部区域404和底部区域406。在一些示例中，顶部区域404的长度可小于底部区域406的长度。然而，在另一些示例中，顶部区域404的长度可大于底部区域406的长度或与底部区域406的长度基本相等。
在凹口区域，所述销的直径408可小于所述销的顶部和底部区域的直径410。在凹口区域346，所述销的直径410可减小至更小直径408以沿着所述销的外径在所述销主体上形成弯曲的凹口或切口。例如，槽413可在凹口处沿着所述销的外周形成，以便球338可在特定条件下接合凹口。如图3中304所示，在两销凹口处两销间的距离335可大于球338的直径341，以便当两销在原位置时，球338可在所述销的凹口的槽中移动。然而，如图3中308所示，当所述销中的一个被部署，如当销230被部署，而另一销保持在原位置，如而销232保持在原位置，所述球338可在另一销被部署时接合第二销232的凹口来锁住第二销在位。因此，球338的直径341可与在非凹口区域的第一销和在凹口区域的第二销间的距离337的长度基本相同，以便当第一销230被部署时，所述第一销推动球338到所述第二销232的凹口中，且保持所述球在第二销凹口内以便在所述第一销朝套筒224被部署或向下推动时，将所述第二销锁在位。
图5从不同的视角在不同示例操作模式下显示了有球锁机构336的另一示例凸轮凸角转化驱动器234。图5中示出的相同数字对应于上述图3中示出的元件的相同数字。
在502，图5从侧视图显示了当销230和销232在原位置时的凸轮凸角变换驱动器234，以及在504，图5显示在两个销在原位置时驱动器234沿线310的截面。502显示的是驱动器沿在504示出的中心线312的截面图。
在506，图5从侧视图显示了当销230被部署并且销232被保持在原位置时的凸轮凸角变换驱动器234，并且在508，图5显示了当销230被部署且销232保持在原位置时驱动器234沿着线310的横截面。506显示的是驱动器沿着508示出的中心线312的截面图。
图5中示出的示例中，所述球锁机构从驱动器主体314中心线312 偏置，以便孔口340在销232后延伸从而在驱动器主体一侧形成开口344。如504所示，球338从延伸穿过所述销230和销232的中心线312被偏置距离503。在这个示例中，球338的直径341可大于图3中示出的球的直径。例如，直径341可与所述销408在凹口区域的直径长度基本相同。在其它示例中，直径341可大于所述销凹口部分直径408。例如，球直径341可与偏置距离503和所述销在凹口区域半径，如直径408的1/2的总和基本相同。
如图5中504所示，两销凹口区域间两销的距离335可基本与球338直径341相同或小于球338直径341，以便在两个销都在原位置时，球338在所述销凹口的槽间可移动。然而，如图3中508所示，当所述销中一个被部署，如当销230被部署，而另一销保持在原位置，如而销232保持在原位置，接着球338在另一销被部署时可接合第二销232的凹口将第二销锁定在位。因此，球338的直径341可与在非凹口区域的第一销和在从中心线312偏置位置的处于凹口区域的第二销间的距离537长度基本相同，以便当所述第一销230被部署时，第一销推动球338到第二销232凹口，且保持该球在第二稍凹口内以便在第一销被部署或朝套筒224向下推动时将第二销锁定在位。
图6示出在升程廓线变换事件中的示例凸轮凸角变换驱动器234。例如，遵循升程廓线改变需要，如响应于发动机负载、转速或其它操作参数的改变，驱动机构236可通电来提供力到两个销230和232朝外部套筒224推动所述销。如602所示，通过套筒224表面缺乏凹槽销232保留在原位置，然而销230部署在销230下方套筒224表面凹槽226内，以便销230向下移动到套筒224中凹槽226内。销230的向下移动朝套筒224向下移动凹口区域346，因此导致球338被推到销232凹口区域将销232锁定在位。
如604所示，当第一销230被部署，球338在第二销232凹口中保持在锁定位置。随着所述销224旋转，第二凹槽228可在销232下方，而所述第一销230部署在第一凹槽226中。然而，由于所述第二销232被球338锁定在位，甚至经由驱动机构236施加力到第二销时，第二销无法部署到第二凹槽228中，而所述第一销被部署。在一些示例中，在第一销230接合套筒224凹槽后，所述驱动机构可断电来移 除施加到两个销的力。
随着所述套筒224继续旋转，第一凹槽的深度可减少从而朝其原位置推回第一销230。当第一销到达其原位置时，第一销230的凹口再次与球338成直线，从而相对第二销232从锁定位置释放该球，以便如需要部署销232。
图7示出用于多升程廓线凸轮凸角变换机构驱动器的示例方法700，例如上述图2-6中示出的驱动器234。方法700可用于使用第一销改变升程廓线，同时通过使用驱动器中的球锁机构，例如球锁机构336在第一(期望的)销已经部署后防止第二销部署。
在702，方法700包括确定是否达到进入条件。进入条件可包括用来改变发动机，如图1中示出发动机气门升程廓线的进入条件。例如，进入条件可包括改变发动机转速、发动机负载、或其它发动机操作参数。如果在702达到进入条件，方法700进行至704。
在704，方法700包括给所述驱动器通电。例如，驱动机构236可通电来提供力到驱动器234中两个销230和232来朝套筒224推动销。如上所述，驱动机构236可为联接到或与驱动器中销相毗连的线圈。在该示例中，给所述驱动器通电可包括提供电流到所述线圈，以便电磁力直接作用到销使其朝套筒偏置。
在706，方法700包括部署第一销到凹槽中。例如，部署第一销到凸轮轴外部套筒凹槽中可包括给联接到第一和第二销的线圈通电。例如，第一销230可经由来自驱动机构234施加在驱动器所有销上的力直接被引导进入外部套筒224第一凹槽226。
在708，方法700包括经由凹槽的缺乏保持第二销在原位置。例如，参考图6如上所述，虽然所述驱动机构234施加力到两个销230和232，但是最初可能没有凹槽在第二销232下方。该第二销232下方套筒224中凹槽的缺乏防止第二销232部署，而第一销230最初部署到其下方的凹槽中。
在710，方法700包括确定所述第一销是否自原位置离开。如果在710所述第一销不离开原位置，则方法700经由凹槽的缺乏继续保持所述第二销在原位置。然而，在710如果所述第一销已经移动离开原位置，则方法700进行至712。在712，方法700包括将第二销锁在 原位置或经由锁定机构将第二销保持在原位置。
例如，关于图6如上所述，当所述第一销部署在原位置外进入其下方的套筒凹槽中，所述第一销推动球338进去所述第二稍凹口将第二销锁定在位。因此甚至在第二销暴露到空出的凸轮轴外部套筒凹槽后，所述第二销还是通过球锁机构保持在位。这样，在所述线圈保持通电状态的同时，所述第二销可通过球锁机构保持在位。
在714，方法700包括确定所述第一销是否接合在凹槽中。例如，在714，方法700可包括决定所述第一销是否充分延伸，如临界距离，进入第一凹槽，以便启动套筒沿着凸轮轴的位置的改变，从而随着所述套筒围绕凸轮轴转动以便改变升程廓线。如果所述第一销未在凹槽中接合，方法700回到712经由球锁机构保持第二销在原位置而第一销被部署。
然而，在714如果所述第一销在凹槽中接合，则方法700进行至716。在716，方法700包括使所述驱动器断电。例如，一旦所述第一销接合第一凹槽，所述线圈可断电来去除施加在两个销上的力。如上所述，线圈的断电可包括不继续提供电流到所述线圈。
在718，方法700包括经由减小的凹槽深度使所述第一销回到原位置。如上所述，随着套筒围绕凸轮轴转动，所述第一销部署进入的第一凹槽可在套筒224中有减小的深度。该凹槽减小的深度将把第一销推回原位置。因此，在720，方法700包括确定第一销是否在原位置。在720，如果所述第一销不在原位置，方法700在718经由减小的凹槽深度继续使所述第一销回到原位置。
然而，在720如果所述第一销在原位置，则方法700进行至722。在722，方法700包括解锁第二销。具体地，当所述第一销回到原位置，第一销的凹口再次对准球338，因此相对第二销从锁定位置释放该球，以便所述第二销在随后的升程廓线改变事件中被部署。例如，方法700还可用来在所述第二销部署对准第一销前的凹槽后，保持第一销在锁定位置。
应当清楚的是，文中公开的构造和方法实际上是示例，且由于可能有许多的变化，这些特定实施例不在限制意义上考虑。例如，上述技术可应用在V-6、I-6、V-12、对置4、和其它发动机类型。本实用新 型的主题包括文中公开的全部新颖的和非显而易见的组合以及各种系统和构造、以及其它特征、功能、和/或性质的子组合。
下文权利要求特别指出看作是新颖性和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”元件或“第一”元件或其等价形式。此类权利要求应理解为包括一个或更多这种元件的合并，既不需要也不排除两种或更多的这种元件。公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可通过本权利要求的修正案或通过在本或相关申请提出新的权利要求而要求。此类权利要求，无论是否比原权利要求的范畴更广泛、更狭窄，一样或不同，同样认为包括在本实用新型主题内。
Claims (5)
1.一种用于发动机中多升程廓线凸轮凸角变换机构的系统，其特征在于包括：
主体，包括延伸通过其中的第一和第二平行孔；
在所述第一孔内的第一销和在所述第二孔内的第二销，其中所述第一和第二销均能够在其各自孔内从所述主体内原位置移动到延伸位置，在所述延伸位置中所述销的一部分延伸到所述主体外侧，且其中所述第一和第二销均包括凹口；
在所述原位置所述销中的所述凹口处的所述第一和第二孔间的球锁机构，其中所述球锁机构包括球形可移动的球，且被配置为当另一销在所述延伸位置时，接合在所述原位置的销的凹口；
联接至所述第一和第二销的驱动器，所述驱动器经配置施加力从而引导所述第一和第二销进入延伸位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述球锁机构包括位于所述第一和第二孔间的孔口内的球。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于在所述销的凹口处所述销间的距离基本等于或小于所述球的直径。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述球锁机构包括位于所述第一和第二孔间的孔口内的球，其中所述孔口从穿过两个销的中心线处偏置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述球的直径基本与在非凹口区域的所述第一销和处于从穿过两销的中心线偏置的位置的凹口区域的所述第二销间的距离长度相等。
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