專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的剛性控制即連控軌道閥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開通常涉及內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及與套筒閥及其它內(nèi)燃機(jī)一起使用的閥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如今在使用的內(nèi)燃機(jī)有許多種。雙或四沖程配置的往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)均很常見。這種發(fā)動機(jī)可以包括一個或多個在獨(dú)立的氣缸中往復(fù)運(yùn)動的活塞，這些氣缸以各種各樣的不同配置來布置，包括“V”、內(nèi)聯(lián)、或水平對置配置。這些活塞通常耦合到機(jī)軸，在向下沖程中將燃料/空氣混合物的充量(charge)吸入氣缸，并在向上沖程中壓縮燃料/空氣混合物。燃料/空氣混合物在活塞沖程頂部附近被火花塞或其它裝置點(diǎn)燃，產(chǎn)生的燃燒和膨脹驅(qū)動活塞向下，由此將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)軸的機(jī)械作業(yè)。眾所周知，常規(guī)的往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)有諸多限制-不僅僅是燃料的大量化學(xué)能以熱和摩擦的形式被浪費(fèi)掉。結(jié)果，一般的轎車或摩托車發(fā)動機(jī)中的燃料能量僅有約25%真正轉(zhuǎn)化成了機(jī)軸作業(yè)來移動車子、為配件產(chǎn)生電力等。對置活塞(opposing-piston或opposed-piston)內(nèi)燃機(jī)可以克服常規(guī)的往復(fù)內(nèi)燃機(jī)的一些限制。這種發(fā)動機(jī)通常包括在同一個氣缸中的對置活塞對，其往復(fù)地朝向彼此或遠(yuǎn)離彼此運(yùn)動來減小和增大其間形成的燃燒室的容積。給定對中的每個活塞耦合到不同的機(jī)軸，這些機(jī)軸由軸承或其它裝置耦合在一起以提供公共的動力傳動系統(tǒng)并控制發(fā)動機(jī)正時。每一對活塞確定了公共燃燒容積或氣缸，而發(fā)動機(jī)可以包括許多這樣的氣缸，機(jī)軸連接到多于一個活塞，這取決于發(fā)動機(jī)的配置。這種發(fā)動機(jī)在例如申請?zhí)枮?2/624，276的美國專利申請中有公開，該申請的整體通過引用并入本申請。 不同于常規(guī)的往復(fù)發(fā)動機(jī)通常使用往復(fù)運(yùn)動的提升閥來將新鮮的燃料和/或空氣送入燃燒室并將廢氣燃燒產(chǎn)物送出燃燒室，包括一些對置活塞發(fā)動機(jī)在內(nèi)的有些發(fā)動機(jī)使用套筒閥來實現(xiàn)此目的。套筒閥通常形成氣缸壁的部分或全部。在一些實施例中，套筒閥沿軸來回地往復(fù)運(yùn)動從而在適當(dāng)時間打開和關(guān)閉進(jìn)氣口與排氣口，從而將空氣或燃料/空氣混合物導(dǎo)入燃燒室，并將廢氣燃燒產(chǎn)物排出該室。在其它實施例中，套筒閥可以繞軸旋轉(zhuǎn)來打開和關(guān)閉進(jìn)氣和排氣口。如在前面的討論中舉例說明的，常規(guī)的往復(fù)活塞內(nèi)燃機(jī)和對置活塞內(nèi)燃機(jī)均可以使用一些形式的往復(fù)運(yùn)動閥，將這些往復(fù)運(yùn)動閥打開和關(guān)閉(通常以發(fā)動機(jī)半速)來在發(fā)動機(jī)循環(huán)中的適當(dāng)時間打開和關(guān)閉排氣口。常規(guī)的閥驅(qū)動系統(tǒng)，例如常規(guī)的提升閥系統(tǒng)，通常依賴凸輪軸來打開閥而依賴彈簧來關(guān)閉閥。另一些系統(tǒng)使用液壓或氣動系統(tǒng)進(jìn)行閥驅(qū)動。已知地，術(shù)語“連控軌道”通常用來指那些其中的閥被機(jī)械裝置剛性地控制(即，打開或關(guān)閉)的閥驅(qū)動系統(tǒng)，例如由一個或多個凸輪軸控制打開搖桿和關(guān)閉搖桿。不管發(fā)動機(jī)使用何種閥驅(qū)動系統(tǒng)，打開與關(guān)閉進(jìn)氣和排氣閥對提供需要的正時、升程、耐久、密封、可生產(chǎn)性、適用性等提出了挑戰(zhàn)。


圖I為適于與根據(jù)本技術(shù)配置的剛性控制閥系統(tǒng)的不同實施例聯(lián)用的內(nèi)燃機(jī)的部分剖面等距視圖。圖2為同樣適于與根據(jù)本技術(shù)配置的剛性控制閥系統(tǒng)的不同實施例聯(lián)用的內(nèi)燃機(jī)的部分剖面正視圖。圖3A-3F為一組部分圖解側(cè)截面圖，其示出了根據(jù)本技術(shù)的實施例的內(nèi)燃機(jī)的閥正時。圖4A和4B為根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的剛性控制閥系統(tǒng)的部分剖面?zhèn)纫晥D。圖5為根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的剛性控制凸輪軸的放大端視圖。圖6A-6C分別為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的套筒閥搖桿的側(cè)視圖、俯視圖和等距視圖。圖7A和7B分別為根據(jù)本技術(shù)的另一實施例配置的套筒閥搖桿的俯視等距視圖和仰視等距視圖。圖8為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的柔性搖桿軸的側(cè)截面圖。圖9A和9B為示出了根據(jù)本技術(shù)的兩個實施例的進(jìn)氣閥升程與活塞正時之間關(guān)系的圖形。圖IOA和IOB為使用本技術(shù)的幾個方面的剛性控制提升閥驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖IlA和IlB為使用本技術(shù)的進(jìn)一步的幾個方面的剛性控制提升閥驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖12A和12B分別為根據(jù)本技術(shù)的又一實施例配置的剛性控制套筒閥系統(tǒng)的側(cè)視圖和底端視圖。 圖13A和13B為根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的具有柔性特征部件的套筒閥搖桿的俯視圖。圖14A和14B分別為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例配置的另一具有柔性特征部件的套筒閥搖桿的俯視圖和側(cè)視圖。圖15A和15B分別為根據(jù)本技術(shù)的進(jìn)一步的實施例配置的又一具有多種特性的套筒閥搖桿的俯視圖和側(cè)視圖。圖16為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的具有一項或多項配平特性的剛性控制套筒閥驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖17A和17B為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的具有液壓間隙控制特性的柔性搖桿軸的側(cè)截面圖。圖18為根據(jù)本技術(shù)的又一實施例配置的柔性筒閥搖桿的等距視圖。詳細(xì)說明以下的公開介紹了與套筒閥、提升閥和其它能夠在內(nèi)燃機(jī)(例如，對置活塞內(nèi)燃機(jī))、蒸汽機(jī)、泵等中使用的閥聯(lián)用的剛性控制或“連控軌道”閥驅(qū)動系統(tǒng)的幾個實施例。在此公開中術(shù)語連控軌道可能被用來指代剛性控制閥驅(qū)動系統(tǒng)以便查考。在本技術(shù)的一些實施例中，在對置活塞內(nèi)燃機(jī)中用于驅(qū)動往復(fù)運(yùn)動的套筒閥的連控軌道系統(tǒng)包括一個打開搖桿，所述打開軸驅(qū)動第一套筒閥遠(yuǎn)離其座從而在發(fā)動機(jī)周期內(nèi)的適當(dāng)時候打開相應(yīng)的進(jìn)氣通道，還包括一個關(guān)閉搖桿，所述關(guān)閉搖桿驅(qū)動朝所述座往回驅(qū)動第一套筒閥從而在適當(dāng)時候關(guān)閉進(jìn)氣通道。類似地，該系統(tǒng)可以包括另一打開搖桿，其驅(qū)動第二套筒閥遠(yuǎn)離其座從而打開相應(yīng)的排氣通道，還包括另一關(guān)閉搖桿，其朝所述座往回驅(qū)動第二套筒閥從而關(guān)閉排氣閥。在這些實施例的一個方面，第一凸輪軸可以控制與第一套筒閥關(guān)聯(lián)的打開搖桿和關(guān)閉搖桿的運(yùn)行，相應(yīng)的第二凸輪軸可以控制與第二套筒閥關(guān)聯(lián)的打開搖桿和關(guān)閉搖桿的運(yùn)行。在本技術(shù)的實施例的另一方面，本文中公開的連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)還可以包括對套筒閥施加額外的“保持關(guān)閉”力的能力，從而在發(fā)動機(jī)周期的一部分(例如，燃燒)之內(nèi)將套筒閥緊壓在座上。這一額外的“保持關(guān)閉”力可以幫助對抗內(nèi)部的氣壓與活塞側(cè)面負(fù)荷的合力，以維持足夠的氣密性，上述合力趨向于使套筒閥發(fā)生傾斜離開其座。另外，本文公開的剛性控制閥驅(qū)動系統(tǒng)的幾個實施例可以包括柔性部件和/或特征部件以便使用這一保持關(guān)閉力和/或控制閥系統(tǒng)中的閥間隙(即，凸輪軸、搖桿和/或閥之間的機(jī)械間隙)。在一些實施例中，這些柔性特征部件可以與液壓系統(tǒng)聯(lián)用(例如，液壓升降桿)來控制間隙。另外，盡管本發(fā)明公開的很多實施例是針對剛性控制閥系統(tǒng)，一些實施例也可以包括彈簧系統(tǒng)以幫助一部分的閥驅(qū)動，或為了位置控制，或為了保持關(guān)閉功能。本技術(shù)的這些和其它細(xì)節(jié)在下文中參照對應(yīng)的附圖有更詳細(xì)的介紹。在下面的說明及圖1-18中闡述了某些細(xì)節(jié)，以提供對本技術(shù)的幾個實施例的透徹的理解。介紹通常與內(nèi)燃機(jī)、對置活塞發(fā)動機(jī)等相關(guān)聯(lián)的公知結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的其它細(xì)節(jié)沒有在下面的公開中闡述，以免不必要地影響對本技術(shù)各實施例的說明。 圖中示出的很多細(xì)節(jié)、相對尺寸、角度和其它特征僅為舉例說明該技術(shù)的特定實施例。于是，其它實施例可以具有其它細(xì)節(jié)、尺寸、角度和特征而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例可以無需下述的若干細(xì)節(jié)而得以實現(xiàn)。在圖中，相同的參考數(shù)字表示相同，或至少基本相近的元素。為了便于討論任意具體的元素，任一參考數(shù)字的最顯著的一個或多個數(shù)位指將該元素第一次引入的圖片。例如，元素110是參照圖I來首次引入并討論的。圖I為具有一對對置活塞102和104的內(nèi)燃機(jī)100的部分剖面等距視圖。為了便于參照，可以在此將活塞102、104稱為第一或左活塞102及第二或右活塞104。活塞102、104中的每個可運(yùn)行地分別由相應(yīng)的連接棒106、108分別耦合到相應(yīng)的機(jī)軸122、124。在圖示的實施例中，左機(jī)軸122可運(yùn)行地由一組軸承耦合到右機(jī)軸，這組軸承同步或者控制活塞運(yùn)動。在運(yùn)行中，活塞102和104在由相應(yīng)的套筒閥構(gòu)成的同軸對齊的圓柱膛內(nèi)彼此靠近和遠(yuǎn)離進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。更具體地，左活塞102在左或排氣套筒閥114中來回地往復(fù)運(yùn)動，右活塞104在相應(yīng)的右或進(jìn)氣套筒閥116中來回地往復(fù)運(yùn)動。如將在下面更具體介紹的，套筒閥114、116還可以來回地往復(fù)運(yùn)動從而在發(fā)動機(jī)周期內(nèi)的適當(dāng)時候分別打開和關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)氣口 130和相應(yīng)的排氣口 132。圖2為具有左活塞202和相對的右活塞204的內(nèi)燃機(jī)200的部分剖面正視圖，左活塞202和右活塞204如上文對圖I中的發(fā)動機(jī)100所述地沿公共軸來回地往復(fù)運(yùn)動。左活塞202在排氣套筒閥214確定的氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，而右活塞204則在進(jìn)氣套筒閥216確定的氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。正如上述的發(fā)動機(jī)100，套筒閥216和214在活塞沖程中的適當(dāng)時候來回地往復(fù)運(yùn)動以分別打開和關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)氣口 230和排氣口 232。在圖示的實施例中，套筒閥214、216中的每個被樞軸搖桿臂246(或“搖桿246”)打開(也即，分別從其相應(yīng)的閥座240、242移開)，該樞軸搖桿246具有與相應(yīng)的凸輪凸部(cam lobe) 250可運(yùn)行地連接的近端部分以及可運(yùn)行地耦合到相應(yīng)的套筒閥的遠(yuǎn)端部分。該凸輪凸部250可以由適合的凸輪軸承載，在一些實施例中，可以和相應(yīng)的機(jī)軸通過一個或多個以機(jī)軸速度一半轉(zhuǎn)動的傳動裝置可運(yùn)行地連接。在進(jìn)氣一側(cè)，例如，凸輪凸部250的旋轉(zhuǎn)在一個方向上(例如，從右向左)帶動搖桿246的近端部分，這進(jìn)而使得搖桿246的遠(yuǎn)端部分在反在如上所述的發(fā)動機(jī)100或發(fā)動機(jī)200的運(yùn)行中，直接作用于套筒閥214、216的環(huán)形前緣的至少一部分的氣壓，以及因連接棒相對于氣缸軸的角度而產(chǎn)生的活塞側(cè)面負(fù)荷，趨于使套筒閥214、216傾斜或提升而離開它們相應(yīng)的座240、242。由棒角產(chǎn)生的傾斜力，以及來自燃燒氣壓的升力，隨著氣缸膛(bore)的增大而趨于增大。然而,如果套筒閥214、216不充分密封，可能發(fā)生許多不合需要的結(jié)果，包括閥的燒損、能量損失、低效的油耗、加速耗損等。如在上文中結(jié)合圖2所討論的，發(fā)動機(jī)200使用沿氣缸的中心線動作的大螺旋彈簧244來使套筒閥216保持關(guān)閉。于是，膛更大的發(fā)動機(jī)一般需要更大的彈簧來抵消運(yùn)行中的傾斜/提升力，由此帶來的更低的固有頻率可以限制具體發(fā)動機(jī)設(shè)計中的運(yùn)行速度范圍。作為替代方式，其它用于驅(qū)動套筒閥的系統(tǒng)，例如液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)起來可能會相對更昂貴，或者會不盡如人意地加大這種發(fā)動機(jī)的制造和組裝的復(fù)雜度。如下文中更詳細(xì)介紹地，本發(fā)明公開介紹了以一種能夠解決一些上述關(guān)心的問題的方式來剛性地控制套筒閥、提升閥、和/或其它閥的連控軌道閥系統(tǒng)的多個不同實施例。圖3A-3F為一組側(cè)截面圖，其示出了根據(jù)本技術(shù)的一個實施例的在代表性發(fā)動機(jī)周期內(nèi)的套筒閥214、216的運(yùn)行。在圖3A中，左活塞202和右活塞204示為在燃燒室205 中的燃料/空氣混合物的壓縮過程中處于上止點(diǎn)(top dead center," TDC")。于是,排氣套筒閥214與進(jìn)氣套筒閥216均被分別壓向它們各自的座240與242，從而在此時關(guān)閉排氣口 232與進(jìn)氣口 230。在此時或在此時附近，壓縮的燃料/空氣混合物被一個或多個火花塞306或其它適當(dāng)?shù)难b置點(diǎn)燃。如圖3B所示，由此產(chǎn)生的燃燒在動力沖程內(nèi)將活塞202和204向外朝著它們相應(yīng)的下止點(diǎn)(bottom dead center, " BDC")位置驅(qū)動。排氣套筒閥214與進(jìn)氣套筒閥216均在此活塞運(yùn)動過程中保持關(guān)閉。接著轉(zhuǎn)向圖3C，當(dāng)活塞202和204在排氣沖程中朝著TDC返回，排氣閥214從右向左移動來打開排氣口 232并由此使燃燒產(chǎn)物離開氣缸。圖3D示出了在排氣沖程的TDC位置上的活塞202和204。在此時，排氣閥214和進(jìn)氣閥216均關(guān)閉。再轉(zhuǎn)向圖3E，當(dāng)活塞202和204開始從TDC位置向外朝進(jìn)氣沖程上的BDC位置移動時，進(jìn)氣閥216從左向右移動打開進(jìn)氣口 230，于是空氣(或燃料/空氣混合物)的新鮮充量可以流入燃燒室205。如果使用直接燃料注入，對于火花點(diǎn)火或迪塞爾(diesel)循環(huán)，新鮮空氣將通過進(jìn)氣口 230流進(jìn)氣缸，隨后通過一個或多個注入器(未示出)注入燃料。作為替代方式，發(fā)動機(jī)可以包括汽化器來將燃料/空氣混合物通過進(jìn)氣口230 (或通過雙沖程配置中的類似的輸送口)導(dǎo)入燃燒室205。如圖3F所示，當(dāng)活塞202和204開始其朝著壓縮沖程上的TDC位置的返回行程，進(jìn)氣閥216從右向左移動關(guān)閉進(jìn)氣口230而空氣/燃料混合物在氣缸內(nèi)壓縮。活塞從這個位置移動到圖3A所示的TDC位置，并重復(fù)該循環(huán)。盡管前文的討論為了舉例說明而介紹了四沖程對置活塞/套筒閥發(fā)動機(jī)的一個實施例的運(yùn)行，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本文中介紹的系統(tǒng)和方法及其各個方面都同等地適用于其它類型的發(fā)動機(jī)(例如，雙沖程發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)，等)和/或其它類型的閥系統(tǒng)。因此，本技術(shù)并不限于特定的發(fā)動機(jī)配置或周期。另外，本技術(shù)不限于雙沖程和四沖程形式的內(nèi)燃機(jī)，如預(yù)期的那樣，本文中公開的方法和系統(tǒng)的各實施例和特征還可以與蒸汽機(jī)、泵、燃料電池等聯(lián)用。圖4A和4B為根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)400的部分剖面?zhèn)纫晥D。為了便于參考，結(jié)合圖2中的發(fā)動機(jī)200的進(jìn)氣套筒閥216來介紹連控軌道系統(tǒng)400。但是，為了清楚起見，圖4A和4B中已經(jīng)略去了活塞204以及發(fā)動機(jī)200的幾個其它部件。在圖4A中，進(jìn)氣閥216處于打開位置，在該打開位置，密封表面442 (例如，環(huán)形斜面)已從閥座242 (例如，配套的環(huán)形斜面)移開，與例如右活塞204朝著進(jìn)氣沖程上的BDC位置移動來將空氣/燃料混合物通過進(jìn)氣口 230 (圖2和3E)吸入燃燒室205時可能是一樣的。在圖4B中，進(jìn)氣閥216移動到關(guān)閉位置，在該關(guān)閉位置，密封表面442被壓向閥座242，與例如右活塞204處于或靠近壓縮或排氣沖程上的TDC位置時可能是一樣的。參照圖4A，在圖示的實施例中，連控軌道閥系統(tǒng)400包括打開搖桿464和相應(yīng)的關(guān)閉搖桿460。每個搖桿460、464的近端部分承載著可旋轉(zhuǎn)地接觸凸輪軸450上的相應(yīng)凸部表面的凸輪從動件(cam follower)4620更具體地,打開搖桿464的從動件462在打開凸輪凸部456的表面上旋轉(zhuǎn)，且關(guān)閉搖桿460的從動件462在關(guān)閉凸輪凸部454的表面上旋轉(zhuǎn)。盡管凸輪從動件減小了操作摩擦力，在其它實施例中，凸輪從動件462可以被省略且搖桿460、464可以包括位于其近端部分上的適當(dāng)?shù)谋砻?例如，硬化的表面)以用于可滑動地接觸凸輪凸部454和456。于是，搖桿460和464可以以多種方式可操作地分別耦合到凸·輪凸部454和456。例如，通過搖桿460、464中的每個的表面與相應(yīng)凸輪凸部454、456間的直接的滑動接觸；通過凸輪從動件(例如，凸輪從動件462)與相應(yīng)的凸輪凸部454、456間的滾動接觸；通過利用例如頂桿、挺桿、墊片、升降桿、和/或其它機(jī)械裝置等的間接接觸，可以將搖桿460和464可操作地耦合到凸輪凸部454和456。凸輪凸部454和456在中心軸452上彼此偏離來在運(yùn)行中為搖桿464和460提供足夠的空隙。在圖示的實施例中，關(guān)閉搖桿460可操作地繞第一或關(guān)閉樞軸470 (例如，支點(diǎn))旋轉(zhuǎn)，打開搖桿464則可操作地繞第二或打開樞軸472旋轉(zhuǎn)。如下文中將更詳細(xì)介紹的，每個搖桿樞軸470、472可以包括半球狀或類似形狀的冠部或頭部，所述冠部或頭部可旋轉(zhuǎn)地容納在相應(yīng)搖桿上的適當(dāng)形狀的凹部中以便搖臂運(yùn)動。但是，在其它實施例中，搖桿460、464可以可操作地繞其它裝置旋轉(zhuǎn)，例如圓柱形銷、桿、轉(zhuǎn)軸或任何其他合適的支點(diǎn)、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。如下文中參照例如圖6A-7B更詳細(xì)介紹的，搖桿460與464中的每個可以包括兩個圍繞圓柱形套筒閥216以U形方式延伸的臂，且每個臂可以包括置于其遠(yuǎn)端部分上的相應(yīng)的滑動件466。在圖示的實施例中，滑動件466可滑動地抵在進(jìn)氣閥216的環(huán)形凸緣444的相對側(cè)?；瑒蛹?66可以包括樞轉(zhuǎn)地或者以其它方式承載在相應(yīng)搖桿臂的遠(yuǎn)端部分上的各種適當(dāng)?shù)男螤詈筒牧?。因此，在圖示的實施例中，套筒閥216可操作地通過搖桿460、464耦合到凸輪軸450。但是，在其它實施例中，套筒閥216可以通過其它方式可操作地耦合到凸輪軸450，這些其它方式包括，例如，凸輪凸部454、456與套筒閥216的一個或多個凸緣或其它特征之間的直接滑動接觸；凸輪凸部454和456與套筒閥216間通過例如推桿、凸輪從動件、墊片、挺桿和其它機(jī)械裝置等實現(xiàn)的直接接觸。一并參照圖4A和4B，凸輪軸450 (在任一方向)的旋轉(zhuǎn)提供了打開方向與關(guān)閉方向上的進(jìn)氣閥216的剛性控制。如圖4A所示，例如，當(dāng)打開搖桿從動件462位于進(jìn)氣凸部456的尖端或突出部分時(最大升程)，關(guān)閉搖桿從動件462位于關(guān)閉凸部454的底部且進(jìn)氣閥216完全打開。相反，當(dāng)關(guān)閉搖桿從動件462位于或靠近關(guān)閉凸部462的最大升程區(qū)域時，打開搖桿從動件462位于進(jìn)氣凸部456的底部且進(jìn)氣閥216完全關(guān)閉。但是，貫穿這個周期，進(jìn)氣閥凸緣444被限制在對置的滑動件216之間且閥運(yùn)動被剛性地控制。如上文參照例如圖2所討論的，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行的趨于將閥216抬離其座242的某些部分中，軸向力與傾斜力不利于進(jìn)氣閥216(以及排氣閥214)。因此，需要在發(fā)動機(jī)周期的這些部分中(例如，在燃燒過程中)向進(jìn)氣閥216(以及排氣閥214)施加額外的“保持關(guān)閉”力來抵消這些離座力。在本技術(shù)的一個方面中，這一額外的“保持關(guān)閉力”由添加到凸輪軸450的關(guān)閉凸部454的輪廓的額外的“隆起”或凸起部來提供，該“隆起”或凸起部使升程增大到超過使閥216的密封表面442接觸閥座242的所需。這一特征將參照圖4在下文中更詳細(xì)地討論。圖5為凸輪軸450的放大的端視圖。在圖示的實施例中，關(guān)閉凸部454包括與中心軸564相隔第一距離的第一表面部分561以及與中心軸相隔大于第一距離的第二距離的第二表面部分562。圖5中的虛線代表如果關(guān)閉凸部454在整個壓縮沖程和動力沖程中只是幾乎不用或不用壓強(qiáng)或力而使進(jìn)氣閥216保持關(guān)閉(也即，與座242接觸或接近相接)，關(guān)閉凸部454所應(yīng)具有的理論形狀(也即，圓環(huán))。但是，如該視圖所示，關(guān)閉凸部454的第 二表面部分562定義了增大的輪廓，這一增大的輪廓在發(fā)動機(jī)周期的一部分中提供了關(guān)閉搖桿460的額外的升程L(例如，最大升程)。更具體地，在圖示的實施例中，第二表面部分562大致位于凸輪凸部的對應(yīng)于壓縮沖程上的TDC的部分的中心位置，并在兩面均具有適度平滑的過渡斜面。增大的升程L使得關(guān)閉搖桿460在這個區(qū)域內(nèi)對進(jìn)氣閥216施加更大的力，進(jìn)氣閥216繼而以更大的力和壓強(qiáng)來對著閥座242驅(qū)動閥密封表面442以抵消發(fā)動機(jī)運(yùn)行中任何因氣體壓強(qiáng)、連接棒角度等而生的離座力。但是，這個額外的“保持關(guān)閉”力并非在整個周期內(nèi)都是需要的。因此，例如，當(dāng)對面的閥在被打開時，可以以相對輕地將各閥壓向它們的座。在相對較輕的壓強(qiáng)的期間，關(guān)閉凸輪凸部454與相應(yīng)從動件462之間的減小的接觸壓強(qiáng)可以提供機(jī)會使在移動的表面間形成油膜，油膜可以降低操作摩擦力，提高耐磨度，并延長使用壽命。但是，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，增大圖5所示的關(guān)閉凸輪凸部454的輪廓或升程將導(dǎo)致關(guān)閉搖桿460與凸輪凸部454之間的干擾，而這一干擾會向與關(guān)閉閥有關(guān)聯(lián)的所有部件施加更大的壓力。這一額外的壓力不但會帶來更大的摩擦力，如果這些部件并不是被設(shè)計來承受這些負(fù)荷的話，還可能導(dǎo)致這些部件的破壞或損毀。本技術(shù)考慮多種不同的在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行周期的一部分里(例如，在燃燒過程中)提供進(jìn)氣和排氣閥216、214上這一額外的“保持關(guān)閉”力的手段，而不以部件壽命、磨損、或發(fā)動機(jī)性能為代價。如在下文中更詳細(xì)介紹的，除了其它以外，這些手段包括，使用在最大負(fù)載點(diǎn)或其附近偏斜的柔性關(guān)閉搖桿和/或柔性搖桿樞軸。術(shù)語柔性，如在本文中很多地方使用的一樣，可以指在被施以已知的力時發(fā)生偏移或者移動，并在力減小時迅速或立刻恢復(fù)到其最初形狀或狀態(tài)的支撐物、結(jié)構(gòu)和/或機(jī)械裝置。這樣的特征可以包括彈性元件(例如，可壓縮彈簧、橡膠等)、伸縮元件、彈力元件等。圖6A-6C分別為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的柔性關(guān)閉搖桿660的一組側(cè)、俯及等距視圖。一并參照圖6A-6C，柔性搖桿660包括與遠(yuǎn)端部分602隔開的近端部分601。近端部分601可以包括具有相對的孔668的U形鉤部分670，相對的孔668配置為容納栓從而可旋轉(zhuǎn)地支持其間的凸部從動件462 (圖4A和4B)。遠(yuǎn)端部分602可以包括配置為繞套筒閥的一側(cè)延伸的第一臂664a，以及配置為繞套筒閥的相對側(cè)延伸的相應(yīng)的第二臂664b。此夕卜，每個臂664的遠(yuǎn)端部分可以包括凹部666或類似特征，配置為可移動地保持滑動件466或其它用于可滑動地接觸套筒閥上的凸緣444 (圖4A、B)的裝置。柔性關(guān)閉搖桿660可以進(jìn)一步包括接合特征662，例如形狀為半球狀的凹部，配置為樞轉(zhuǎn)地容納搖桿樞軸470 (圖4A、B)的冠部，從而將搖桿660可操作地耦合到搖桿樞軸470。關(guān)閉搖桿660可以使用本領(lǐng)域已知的多種適當(dāng)?shù)姆椒▉碛啥喾N適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。這樣的材料可以包括，例如，各種金屬如鍛造的，低合金，中碳鋼或具有高屈變力的高碳鋼。在圖示實施例的一個方面中，關(guān)閉搖桿660的臂664和/或其它部分可以被定型、被改變尺寸或者被設(shè)計來憑借關(guān)閉凸輪凸部454(圖4和5)的增大的升程L提供所需量的額外的“保持關(guān)閉”力。例如，例如，搖桿硬度可以被設(shè)計為在凸輪沖突最大時提供足夠的曲度來保持進(jìn)氣閥216以足夠的力貼著座242關(guān)閉，又不會在該閥系統(tǒng)的部件中出現(xiàn)永久變形、損壞或不可接受的程度的摩擦。在一個實施例中，這可以通過用合適的材料(例如，彈簧鋼)來制造搖桿660，這種材料的硬度提供的最大應(yīng)力水平充分地低于該材料的疲勞界限。圖7A和7B分別為根據(jù)本技術(shù)的另一實施例配置的關(guān)閉搖桿760的俯仰等距視 圖。如下文參照圖8所介紹的，不同于上述的關(guān)閉搖桿660，關(guān)閉搖桿760并不是設(shè)計來進(jìn)行明顯的彎曲或偏斜的，而是設(shè)計為相當(dāng)?shù)貓怨獭Ｒ虼?，在這個實施例中，由關(guān)閉凸部454的額外的保持關(guān)閉升程L引起的沖突被柔性搖桿樞軸吸收和反作用。一并參照圖7A和7B，關(guān)閉搖桿760的很多方面在結(jié)構(gòu)和功能上與上文中詳述的關(guān)閉搖桿660至少基本類似。例如，搖桿760可以包括第一或近端部分701，該部分701具有帶有配置為承載凸輪從動件462 (圖4A和4B)的相應(yīng)的桿768的U形鉤部分769。另外，關(guān)閉搖桿760還可以包括具有第一和第二臂764a，b的第二或遠(yuǎn)端部分702，第一和第二臂764a,b圍繞套筒閥的相對側(cè)延伸，且臂764可以包括凹部766 (例如，圓柱形凹部)和/或其它適當(dāng)?shù)奶卣?例如，阿克塞爾銷(axel pin))來樞轉(zhuǎn)地支撐滑動件466。但是，如圖7B中恰到好處地示出的，在這個實施例中，每個搖桿臂764包括相應(yīng)的凸緣770,凸緣770的形狀和尺寸被確定來為關(guān)閉搖桿762提供足夠的硬度以減小或最小化運(yùn)行中的不合需要的偏轉(zhuǎn)。如同樣由該視圖示出的，關(guān)閉搖桿760的下側(cè)可以包括半球狀或類似形狀的凹部762，其被配置為容納相應(yīng)搖桿樞軸的冠部。圖8為根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的柔性搖桿樞軸組件870的部分側(cè)截面圖。在圖示的實施例中，樞軸組件870包括大致為圓柱形的主體或外殼880，主體或外殼880具有用于將樞軸組件870安裝進(jìn)曲軸箱或其它適當(dāng)?shù)陌惭b結(jié)構(gòu)806的一部分(例如，曲軸箱靠近相應(yīng)套筒閥的部分)中的多個外部螺紋872。螺紋872還可以接受六角螺母874或其它鎖定裝置來讓樞軸組件870在使用中保持在位置上。在其它實施例中，其它的接合特征例如卡環(huán)等可以被用于讓樞軸組件870保持在需要的位置上。在圖示的實施例中，樞軸組件870包括可滑動地容納在外殼880中的孔882中的圓柱形支撐件878。一個或多個偏心機(jī)構(gòu)884(例如，壓縮的螺旋彈簧、一摞膜片式彈簧墊圈等)被壓縮在支撐件878的底座的凸緣886與對面的帽876之間，其中帽876可螺旋地或以其它方式與外殼880接合。在圖示的實施例中，支撐件878包括樞轉(zhuǎn)地容納在形成于關(guān)閉搖桿760內(nèi)的凹部762中的半球狀頭部或冠部879。在其它實施例中，支撐件878可以包括用于可旋轉(zhuǎn)地或樞轉(zhuǎn)地與關(guān)閉搖桿760接合的其它特征。這樣的其它特征可以包括，例如，樞轉(zhuǎn)軸、球面軸承，等。調(diào)整外殼880相對于安裝結(jié)構(gòu)806的位置可以在不同于“保持關(guān)閉”位置的時候(例如，當(dāng)關(guān)閉搖桿承受相當(dāng)?shù)偷呢?fù)荷或沒有負(fù)荷的時候)控制關(guān)閉搖桿系統(tǒng)中的間隙或空隙。在這些時候容許間隙就允許了油膜在各個滑動表面上重新形成以實現(xiàn)更長的磨損期，如下文所述。在一個實施例中，例如，所述一個或多個偏心機(jī)構(gòu)884和相關(guān)特征可以被適當(dāng)?shù)囊簤洪g隙單元所取代。使用液壓間隙調(diào)節(jié)系統(tǒng)有可能減少部件和組裝的成本。舉例來說，這種液壓系統(tǒng)可以包括止回閥，止回閥使流體流入樞軸機(jī)構(gòu)878后面的氣缸而不會在需要減小間隙時(例如，閥減速、閥重新加速、以及保持關(guān)閉時)漏出。相反地，可以控制止回閥來減小壓力并實現(xiàn)在關(guān)聯(lián)的 凸輪基本無負(fù)荷時的細(xì)微的閥/凸輪間隙。例如，該系統(tǒng)可以被配置為在排氣沖程和/或在閥門打開加速時提供關(guān)閉搖桿與關(guān)閉凸輪凸部之間的細(xì)微間隙。盡管上述討論專注于將液壓系統(tǒng)與柔性樞軸系統(tǒng)聯(lián)用，在其它的實施例中，也可以將類似的液壓系統(tǒng)與柔性搖桿系統(tǒng)聯(lián)用，其中用于填充液壓氣缸的可用時間有所不同。此外，在其它的實施例中，類似的氣動系統(tǒng)可以用來在整個發(fā)動機(jī)周期內(nèi)適宜地控制閥間隙。一并參照圖4A、4B和8，在運(yùn)行中，響應(yīng)于關(guān)閉凸輪凸部454的旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉搖桿760在樞軸機(jī)構(gòu)878上來回樞轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪凸部454到達(dá)圖4B所示的位置時，閥216完全關(guān)閉且由增加的升程L (圖5)帶來的隨后的沖突增大了關(guān)閉搖桿760上的彎曲負(fù)荷。偏心機(jī)構(gòu)884通過驅(qū)動樞軸機(jī)構(gòu)凸緣886貼著外殼880來對這一負(fù)荷作出反應(yīng)，直到關(guān)閉凸部454施加足夠的保持關(guān)閉力來克服偏心機(jī)構(gòu)884內(nèi)的預(yù)先加壓。當(dāng)此事發(fā)生時,樞軸機(jī)構(gòu)878上的壓縮力使得凸緣886抬離其座并進(jìn)一步壓縮偏心機(jī)構(gòu)884。但是，由增加的凸輪升程L和壓縮的偏心機(jī)構(gòu)884提供的額外的保持關(guān)閉力足以在聞尚座負(fù)荷期間防止進(jìn)氣閥216尚座。盡管為了舉例說明而將上述討論呈現(xiàn)在進(jìn)氣閥216的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無疑地理解，本文中介紹的系統(tǒng)和方法的各實施例和方面也同樣適用于與排氣閥聯(lián)用，例如排氣閥214。因此，本發(fā)明公開并不限于任何特定的閥、發(fā)動機(jī)、或泵配置，而是延及任何包含具有類似性能要求的類似部分的系統(tǒng)。常規(guī)的連控軌道閥系統(tǒng)眾所周知地具有發(fā)動機(jī)低速時的低摩擦與發(fā)動機(jī)高速時的相對高的摩擦。這一屬性可能很大程度上源于在凸輪凸部與搖桿之間使用滑動接觸表面。另外，滾子凸輪從動件不常用在常規(guī)的連控軌道系統(tǒng)中。但是，在本技術(shù)的各實施例中，本文所公開的連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)有可能因在所有發(fā)動機(jī)速度下施加給閥的相對高的“保持關(guān)閉”力而引入在所有發(fā)動機(jī)速度下的相對高的摩擦。因此，在這樣的實施例中，滾子凸輪從動件，例如上述的凸輪從動件462，至少在關(guān)閉搖桿上，是合乎需要的。另外，如下文中參照例如圖16更詳細(xì)描述的，在發(fā)動機(jī)工作時，凸輪從動件的額外的質(zhì)量沿與閥相反的方向運(yùn)動并可以因此抵消閥所引入的慣性負(fù)載，并借此降低發(fā)動機(jī)的整體振動。圖9A和9B分別示出了根據(jù)本技術(shù)的兩個實施例的進(jìn)氣閥升程與機(jī)軸/活塞正時之間關(guān)系的第一和第二圖900A和900B。首先參照圖9A，沿垂直軸910測量閥升程并沿水平軸912測量機(jī)軸正時。在這個實施例的一個方面中，第一圖900A包括示出了連控軌道閥系統(tǒng)的進(jìn)氣閥位置的第一曲線902a，該連控軌道閥系統(tǒng)使用例如上文參照圖8所介紹的柔性搖桿樞軸878的柔性關(guān)閉搖桿樞軸，以及例如圖5所示的關(guān)閉凸部454的具有額外“保持關(guān)閉”升程的凸輪凸部。如曲線902a所示，進(jìn)氣閥(例如，進(jìn)氣閥216)在進(jìn)氣沖程上的TDC之前開始打開，大致在進(jìn)氣沖程下至中間時斜升至完全打開位置906，恰在BDC之后斜降至關(guān)閉之前。于是，當(dāng)進(jìn)氣閥到達(dá)壓縮沖程(270° )上的TDC附近的完全關(guān)閉位置時，柔性搖桿樞軸被提離其座并且關(guān)閉凸輪凸部上的“保持關(guān)閉”升程憑借柔性搖桿樞軸施加于關(guān)閉搖桿的壓縮力來驅(qū)動閥更緊地抵住相應(yīng)的閥座。這一額外的“保持關(guān)閉”升程L由虛線曲線908a示出。接著參照圖9B，在這一實施例的一個方面中，第二圖900B包括示出了連控軌道閥系統(tǒng)的進(jìn)氣閥位置的第二曲線902b，該連控軌道閥系統(tǒng)使用例如參照圖6A-6C介紹的柔性關(guān)閉搖桿660的柔性關(guān)閉搖桿。在這一實施例的另一方面中，可以將沖突升程L,設(shè)計在完全打開位置906上的打開凸輪凸部和/或關(guān)閉凸輪凸部中以應(yīng)對關(guān)閉搖桿發(fā)生在高發(fā)動機(jī)速度時完全打開位置906的偏轉(zhuǎn)。這一沖突升程L'由虛線曲線908b示出，曲線908b圖解了在被關(guān)閉凸輪凸部輪廓唯一地控制時的進(jìn)氣閥位置。于是，虛線908b和實線902b之間的關(guān)系圖示了朝著完全打開位置906運(yùn)動的進(jìn)氣閥的慣性與更硬的打開搖桿所施加的力相結(jié)合使得關(guān)閉搖桿正比于存在于完全打開位置906上的打開凸輪凸部和關(guān)閉凸輪凸部 之間的沖突升程L'。因此，沖突升程L'避免了閥慣性在完全打開位置906所導(dǎo)致的柔性關(guān)閉搖桿的偏轉(zhuǎn)所引起的打開搖桿與打開凸輪凸部之間的不緊密接觸。但是，如虛線曲線910所示，當(dāng)閥到達(dá)壓縮沖程上TDC附近的完全關(guān)閉位置時，保持關(guān)閉升程L再一次被柔性關(guān)閉搖桿的偏轉(zhuǎn)所吸收，柔性關(guān)閉搖桿繼而向進(jìn)氣閥座施加額外的保持關(guān)閉力以抵消任何的離座力。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的，在上述的柔性搖桿的實施例中，在發(fā)動機(jī)速度相對低時，打開與關(guān)閉搖桿在進(jìn)氣沖程的TDC和BDC位置之間會有沖突。盡管這將給系統(tǒng)增加摩擦，當(dāng)閥從關(guān)閉運(yùn)動的加速過渡到關(guān)閉運(yùn)動的減速時，儲存在關(guān)閉搖桿中的彈簧儲能被返回給系統(tǒng)。但是，如上文中參照圖9B所介紹的，通過設(shè)計關(guān)閉搖桿在完全打開位置上的閥所施加的慣性負(fù)荷下偏轉(zhuǎn)，可以設(shè)計在發(fā)動機(jī)達(dá)到頂峰設(shè)計速度時從系統(tǒng)中排除這一同樣的沖突，其中的慣性負(fù)荷的量與沖突升程L,帶來的沖突大致相同。通過上述方式，關(guān)閉凸輪凸部可以控制閥來跟隨打開凸輪凸部的輪廓而在打開搖桿與打開凸輪凸部之間沒有明顯的沖突或不緊密接觸。如上面所看到的，存儲在柔性搖桿系統(tǒng)或柔性搖桿樞軸系統(tǒng)中的許多能量將被返回給閥控制系統(tǒng)，減去摩擦。如參照排氣沖程上的TDC和進(jìn)氣沖程上的BDC區(qū)域中的第二圖900B上的曲線所圖示的，在閥打開加速與閥關(guān)閉減速中，在打開與關(guān)閉搖桿之間無需任何沖突。因此，離開沖突區(qū)域的操作摩擦可以顯著地減小，并為油能再供應(yīng)到閥/凸輪凸部接觸面上提供機(jī)會。如就圖6A-6C的柔性搖桿660為例所提及的，關(guān)閉搖桿凸部可以設(shè)計為具有額外的“保持關(guān)閉”升程，其設(shè)法將閥推過閥座。關(guān)閉凸輪凸部中增大的升程所帶來的閥上增大的力將是，除了其它元件以外，關(guān)閉搖桿的硬度的函數(shù)。為了解決此問題，關(guān)閉搖桿可以設(shè)計為具有足夠的彎曲來提供所需的關(guān)閉力以獲得閥的充分密封，但不足以損壞閥系統(tǒng)內(nèi)的任何部分。作為例子，假設(shè)在一個實施例中，需要在閥上提供1500牛頓的保持關(guān)閉力以提供充分密封。一種辦法是設(shè)計一種關(guān)閉搖桿，其每O. 01毫米的偏轉(zhuǎn)提供約100牛頓的力。這樣的系統(tǒng)需要關(guān)閉搖桿、凸輪凸部和閥座之間O. 15毫米(約O. 006英寸)的沖突以提供所需的1500牛頓的保持關(guān)閉力。但是，提供這樣小的沖突，需要關(guān)閉凸輪、搖桿、閥和閥座之間的物理關(guān)系熟知至+/_幾個O. 01毫米之間。這需要對加工和組裝的容差做有效的控制，還需控制所有元件的溫度。但是，如果搖桿設(shè)計為每O. I毫米的偏轉(zhuǎn)提供100牛頓的力，那就需要I. 5毫米的偏轉(zhuǎn)來提供1500牛頓的額外的關(guān)閉力。在這種情況下，+/-0. I毫米的加工容差只產(chǎn)生所需的1500牛頓密封力的+/-100牛頓的變化。此外，即使存在工作環(huán)境中的熱變化所導(dǎo)致的容差，仍可以相當(dāng)容易地用常規(guī)的加工技術(shù)來加工出容差在O. I毫米以內(nèi)的關(guān)閉搖桿。繼續(xù)上述的例子，但是，在高發(fā)動機(jī)速度時，當(dāng)關(guān)閉搖桿使打開閥減速并隨后停下時，關(guān)閉搖桿系統(tǒng)上的力可能達(dá)到500牛頓或更大。這一負(fù)荷可能導(dǎo)致關(guān)閉搖桿系統(tǒng)在其翻轉(zhuǎn)閥的方向時產(chǎn)生約O. 5毫米的偏轉(zhuǎn)。這額外的O. 5毫米會提供當(dāng)閥在高發(fā)動機(jī)速度時到達(dá)完全打開位置時在打開搖桿系統(tǒng)與關(guān)閉搖桿系統(tǒng)之間的O. 5毫米的相應(yīng)的間隙。當(dāng)這一間隙在閥行程的關(guān)閉減速部分中被占據(jù)時，該間隙可以帶來相當(dāng)大的沖擊負(fù)荷。但是，如參照圖9B在上文中說明的，由閥的慣性所導(dǎo)致的額外的間隙可以通過將偏轉(zhuǎn)設(shè)計到凸輪 凸部的輪廓中來得到解決。更具體地，在來自閥的慣性力相對低的低發(fā)動機(jī)速度時，借助相應(yīng)的凸輪凸部形狀來將沖突設(shè)計到打開與關(guān)閉搖桿系統(tǒng)中，以在閥打開加速與減速周期內(nèi)提供500牛頓的力。但是，在高發(fā)動機(jī)速度時，由于閥上的慣性負(fù)荷使得關(guān)閉搖桿系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)了等于或至少基本等于該沖突的距離，這一沖突消失不見。作為結(jié)果，在高發(fā)動機(jī)速度時，搖桿系統(tǒng)上幾乎沒有或完全沒有沖突負(fù)荷。類似的布置也可以與上述的柔性搖桿樞軸系統(tǒng)聯(lián)用。更具體地，該柔性搖桿樞軸組件870可以設(shè)計來在保持關(guān)閉力而非(明顯地)高發(fā)動機(jī)速度時的閥減速慣性的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。盡管對本技術(shù)的各種剛性控制(即，連控軌道)閥驅(qū)動系統(tǒng)的上述討論是在與對置活塞發(fā)動機(jī)聯(lián)用的套筒閥的環(huán)境下作出的，上文介紹的系統(tǒng)的特征和原理也可以與其它類型的剛性控制閥系統(tǒng)聯(lián)用。例如，圖IOA和IOB為根據(jù)本技術(shù)的實施例的用于與提升閥聯(lián)用的連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖IOA顯示了常規(guī)的連控軌道閥系統(tǒng)1000A，其中打開搖桿1064和關(guān)閉搖桿1060分別繞著打開軸1072和關(guān)閉軸1070樞轉(zhuǎn)。凸輪軸1050包括打開凸部1056和關(guān)閉凸部1054a。打開凸部1056的旋轉(zhuǎn)使得打開搖桿1064的遠(yuǎn)端部分向下推在提升閥1016的桿1017上，從而以常規(guī)方式打開閥1016。相反，關(guān)閉凸部1054a的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致關(guān)閉搖桿1060的叉狀端部1061與提升閥1016上的軸環(huán)1018接合，并向上驅(qū)動提升閥1016朝著關(guān)閉位置返回。在常規(guī)的連控軌道系統(tǒng)中，凸輪凸部、搖桿和閥桿接合特征的加工和組裝所具有的精度必須保持適當(dāng)?shù)拈y密封所要求的非常接近的容差而無沖突，所述沖突有可能導(dǎo)致打滑、磨損、甚至閥系統(tǒng)中的部件的破損。圖IOB顯示了根據(jù)本技術(shù)的一個實施例配置的具有柔性關(guān)閉搖桿1062的連控軌道提升閥系統(tǒng)1000B。與圖IOA所示的系統(tǒng)相反，圖IOB的系統(tǒng)包括的關(guān)閉凸輪凸部1054b具有增大的輪廓部分或增大的升程L,，其在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中引起打開與關(guān)閉搖桿系統(tǒng)之間的沖突。但是，在這一實施例的一個方面中，搖桿1062為柔性搖桿,其可以在所有發(fā)動機(jī)速度下忍受這一偏轉(zhuǎn)而不會受損或不適宜的磨損。在這一實施例的一個方面中，柔性關(guān)閉搖桿1062使得可以以與常規(guī)的連控軌道系統(tǒng)相比不那么精確的容差來對閥系統(tǒng)進(jìn)行加工和組裝，而仍在提升閥1016上提供充裕的關(guān)閉力。另外，將會理解地，盡管柔性搖桿1062被設(shè)計來偏轉(zhuǎn)并吸收打開與關(guān)閉凸輪凸部之間的沖突，但是柔性搖桿1062有足夠的剛度以避免在高發(fā)動機(jī)速度時由提升閥1016上的慣性負(fù)荷所引起的不適宜的偏轉(zhuǎn)。圖IlA和IlB分別為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的具有柔性搖桿樞軸的連控軌道提升閥系統(tǒng)1100A和1100B的側(cè)視圖。連控軌道系統(tǒng)1100A和1100B的許多特征和部件在結(jié)構(gòu)和功能上可以至少基本與上文參照圖IOA介紹的相應(yīng)部件類似。但是，在圖示的實施例中，閥系統(tǒng)1100A包括關(guān)閉搖桿1160，其配置為可操作地在柔性搖桿樞軸1178上樞轉(zhuǎn)。柔性搖桿樞軸1178在結(jié)構(gòu)和功能上可以至少基本與上文參照圖8介紹的柔性樞軸組件870類似。因此，柔性搖桿樞軸1178可以降低連控軌道系統(tǒng)1100A所需的加工與組裝精度，而不帶來系統(tǒng)部件上過度的磨損或負(fù)荷。應(yīng)當(dāng)注意，與上述的套筒閥系統(tǒng)不同，沒有為便于閥的著座而在相應(yīng)的連控軌道提升閥系統(tǒng)中提供圖IOB中的關(guān)閉凸輪凸部1054b的額外的沖突U以及由柔性搖桿樞軸1178提供的額外的壓縮力，因為常規(guī)的往復(fù)活塞發(fā)動機(jī)的內(nèi)部氣壓有助于閥的著座。更恰當(dāng)?shù)刂v，上述的柔性搖桿部件被提供以使得相應(yīng)的提升閥系統(tǒng)以更低的加工容差來構(gòu)建和組裝，于是成本更低，壽命更長。 接著轉(zhuǎn)到圖11B，連控軌道提升閥驅(qū)動系統(tǒng)1100B與上文參照圖IlA介紹的閥驅(qū)動系統(tǒng)1100A的結(jié)構(gòu)和功能基本類似。但是，在圖示的實施例中，關(guān)閉搖桿1160a和打開搖桿1164的近端部分承載了滾子凸輪從動件1162以進(jìn)一步減小系統(tǒng)中的摩擦。這樣的從動件可以用在本文介紹的柔性搖桿系統(tǒng)和本文介紹的柔性搖桿樞軸系統(tǒng)上以減小摩擦。圖12A和12B分別為根據(jù)本技術(shù)的又一實施例配置的連控軌道套筒閥驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖和部分截面底端視圖。閥驅(qū)動系統(tǒng)1200的許多部件和特征在結(jié)構(gòu)和功能上至少基本上與上文參照圖4A和4B介紹的閥驅(qū)動系統(tǒng)400的相應(yīng)部件和特征類似。例如，系統(tǒng)1200包括控制打開搖桿1260和關(guān)閉搖桿1264的運(yùn)動的凸輪軸1250，打開與關(guān)閉搖桿繼而控制套筒閥1216的打開與關(guān)閉行程。但是，與上述的系統(tǒng)400相反，在系統(tǒng)1200中，打開搖桿1264與關(guān)閉搖桿1260并不與套筒閥1216上的外邊緣接合。更恰當(dāng)?shù)刂v，在圖示的實施例中，套筒閥1216包括形成于套筒閥1216的底部的相對側(cè)上的第一孔1290a和第二孔1290b。在這一實施例中，打開搖桿1264包括具有相應(yīng)滑動件的第一臂1265a和第二臂1265，滑動件與各個孔1290的較低表面接合。類似地，關(guān)閉搖桿1260包括間隔的一對臂1267a、b，臂1267a和b在其遠(yuǎn)端部分上承載著與套筒閥1216的較低邊緣接合的滑動件1266。如圖12B所示，活塞1204包括靠近活塞銷1207的側(cè)挖空1205 (例如，形如“滑動件”活塞)來為打開搖桿1264的臂1265的遠(yuǎn)端部分提供適當(dāng)?shù)目障?。在運(yùn)行中，打開搖桿1264驅(qū)動套筒閥1216離開閥座來通過倚靠孔1290的較低邊緣部分來打開閥，而關(guān)閉搖桿1260在相反方向上驅(qū)動套筒閥來通過倚靠套筒閥1216的較低邊緣部分來關(guān)閉閥。通過上述方式，搖桿接合并不要求套筒閥1216的凸緣或其它特征(例如圖4A和4B中的凸緣444)。圖13A和13B分別為根據(jù)本技術(shù)的實施例配置的套筒閥搖桿1360a和1360b的俯視圖。搖桿1360a、b的許多特征在結(jié)構(gòu)和功能上可以至少基本上與上述的一個或多個搖桿(例如，搖桿660)類似。例如，每個搖桿1360可以包括承載著可旋轉(zhuǎn)凸輪從動件1362的近端部分，以及具有配置為圍繞相應(yīng)套筒閥的相對側(cè)延伸的兩個間隔的臂1364a、b的遠(yuǎn)端部分 1302。
但是，在圖示的實施例的一個方面中，可以看到凸輪從動件1362稍稍偏離了搖桿臂1364的中線1301。如參照圖4A所提及的，這樣做的原因是因為連控軌道凸輪軸上的相應(yīng)凸輪凸部彼此偏離使得關(guān)閉和打開搖桿可以被一根凸輪軸調(diào)節(jié)。但是，這一偏離可以引入每個搖桿比1364的相應(yīng)基座部分1368內(nèi)的不均勻的扭力。在本技術(shù)的一個實施例中，每個基座部分1368的扭轉(zhuǎn)剛度可以被設(shè)計以使得在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中兩個搖桿臂1364中的每個在套筒閥上施加相同的力。更具體地，在圖13A所示的實施例中，搖桿1360a可以包括以加工、澆筑或其它方式形成于每個基座部分1368中的一個或多個拉長凹部或凸部，來為這兩個基座部分提供相同的扭轉(zhuǎn)硬度。在圖13A中，凹部1392a在第一方向上成角度從而在對具體搖桿應(yīng)用(例如，其為關(guān)閉搖桿還是打開搖桿)最為有利的方向上提供獨(dú)特的剛度。但是，如圖13B所示，凹部1392還可以形成在相反方向上。另外，在其它實施例中，凹部或凹槽1392可以定向在其它方向和/或配置上，例如基本直地沿著搖桿臂及做部分1368以在運(yùn)行中限制或至少減少搖桿1360的側(cè)向移動(也即，從一側(cè)向另一側(cè))。在圖示的實施例中，臂1364可以是中空的。但是，在其它實施例中，臂1364可以為實心。圖14A和14B分別為根據(jù)本技術(shù)的另一實施例配置的具有扭轉(zhuǎn)特征的套筒閥搖 桿1460的俯視圖和側(cè)視圖。更具體地，這些示了具有搖桿臂基座部分1468a、b的搖桿1460,其中材料通過基座部分的環(huán)狀切口或局部頸縮(necking down)而從基座部分移除，從而調(diào)節(jié)或調(diào)整扭轉(zhuǎn)硬度，以使得每個搖桿臂1464在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中提供相同或基本相同的硬度。匹配大致為管狀的基座部分1468的扭轉(zhuǎn)硬度可以在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中在每個搖桿臂1464上提供相等的負(fù)荷。另外，基座部分1468還可以設(shè)計來提供需要的量的偏轉(zhuǎn)和“保持關(guān)閉”力來在發(fā)動機(jī)周期的所選部分中密封相應(yīng)的套筒閥。臂1464還可以被設(shè)計(例如，具有減少的橫截面)來為負(fù)荷下所需的偏轉(zhuǎn)出力。接下來參照圖15A和15B，這些圖顯示了根據(jù)本技術(shù)的又一實施例配置的套筒閥搖桿1560。更具體地，在圖示的實施例中，搖桿1560可以由金屬片形成(例如，通過沖壓)，搖桿臂1565a、b上具有返回凸緣(return flange) 1565a、b以提供所需的硬度和偏轉(zhuǎn)。另夕卜，可以通過彎曲金屬垂片或耳1567a、b來形成用于將搖桿1560定位在其相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸或軸(spindle)上的通孔1569以形成圍繞通孔1569的管狀部分。搖桿臂1564的遠(yuǎn)端部分1502可以形成為具有輕微的弧1598來提供遠(yuǎn)端部分與相應(yīng)套筒閥上的接合凸緣或其它結(jié)構(gòu)之間的最小化的滑動摩擦。在往復(fù)套筒閥發(fā)動機(jī)中，套筒閥的動質(zhì)量可以明顯高于，例如，常規(guī)內(nèi)燃機(jī)中的提升閥的相應(yīng)質(zhì)量。作為結(jié)果，這種套筒閥系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)運(yùn)行中可以產(chǎn)生比常規(guī)提升閥系統(tǒng)更大的不平衡力，導(dǎo)致更大的噪聲、振動、以及不平順性(NVH)。舉例來說，在一個實施例中，希望加速和減速套筒閥所需的失去平衡力近似為主活塞力的25%。因此，在常規(guī)提升閥系統(tǒng)中，閥機(jī)構(gòu)的慣性力因其相對低的質(zhì)量可能相對不明顯，這些力可以保證在套筒閥系統(tǒng)的設(shè)計中的緊密關(guān)注以最小化或至少減小整體的NVH。圖16顯示了連控軌道套筒閥驅(qū)動系統(tǒng)，其中套筒閥1616的有效質(zhì)量被添加到相應(yīng)關(guān)閉搖桿1660和打開搖桿1664的相對端的額外質(zhì)量所抵消。搖桿1660和1664的許多特征可以在結(jié)構(gòu)和功能上與上述的搖桿(例如，搖桿660)至少基本類似。例如，每個搖桿1660和1664中由凸輪軸1650上的相應(yīng)凸部所控制。在圖不的實施例中，每個搖桿1660與1664中分別繞著相應(yīng)的軸(shaft or spindle) 1670和1672樞轉(zhuǎn)。但是，在其它實施例中，搖桿1660和1664可以繞著其它結(jié)構(gòu)，例如柔性樞軸來樞轉(zhuǎn)。在圖不的實施例中，搖桿1660和1664的近端部分承載了相對大的凸輪從動件1662，該凸輪從動件具有比所需的相應(yīng)地更大的質(zhì)量。由于滾子凸輪從動件1662轉(zhuǎn)換到與套筒閥1616相對的方向上，其趨于使套筒閥1616的增大的有效質(zhì)量引起的慣性失衡效果緩和。在其它實施例中，抵消質(zhì)量可以被添加或者可操作地耦合到使用其它手段的搖桿1660與1664的近端部分，其它手段例如增大在該區(qū)域內(nèi)的搖桿質(zhì)量、接合到其它往復(fù)運(yùn)動的質(zhì)量，等等。當(dāng)然，如被注意到的，在有意地向例如圖16所示的中央樞軸搖桿臂增加重量的同時，可能減小了凈慣性振動力，各個搖桿臂繞其各自的樞軸的旋轉(zhuǎn)慣性將必然增大，因此為整個閥機(jī)構(gòu)增加有效質(zhì)量并有相應(yīng)的能量損失。圖17A和17B為根據(jù)本技術(shù)的另一實施例配置的柔性樞軸組件1770的側(cè)截面圖。柔性樞軸組件1770的許多部件和特征在結(jié)構(gòu)和功能上與上文參照圖8介紹的柔性樞軸組件870的相應(yīng)部件和特征至少基本類似。例如，在圖示的實施例中，柔性樞軸組件1770包 括樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1778，其具有樞轉(zhuǎn)地容納在搖桿1760(例如，關(guān)閉搖桿)的相應(yīng)凹部中的頭部(例如，形狀為球狀的頭部)或冠部1779。但是，在這一特定實施例的一個方面中，樞軸組件1778可滑動地收容在液壓升降機(jī)1790的圓柱形孔中。液壓升降機(jī)1790包括可滑動地容納在圓柱形收容孔1782中的升降機(jī)主體1791。升降機(jī)主體1791包括被偏心結(jié)構(gòu)1784推著抵住停止表面1780的凸緣1786。偏心機(jī)構(gòu)1784可以是或可以包括螺旋彈簧、一摞膜片式彈簧墊圈等。液壓升降機(jī)1790在結(jié)構(gòu)和功能上可以與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的與內(nèi)燃機(jī)閥機(jī)構(gòu)聯(lián)用的常規(guī)液壓升降機(jī)至少基本類似。因此，油或其它適當(dāng)?shù)囊簤毫黧w從油道1792通過一個或多個孔1794流入升降機(jī)主體1790。如已知的，壓強(qiáng)相對較高的油流入樞軸機(jī)構(gòu)1778下的室，所述室被內(nèi)部的彈簧(未示出)向著圖17A所示的延伸的位置偏置。在以下的一個實施例中，上述的柔性搖桿樞軸/液壓升降機(jī)組合可以用來在凸輪負(fù)荷相對較低的周期內(nèi)降低或消除閥驅(qū)動系統(tǒng)中的間隙。首先參照圖17A，在這個圖中，在閥運(yùn)行中的相對“無負(fù)荷”或輕負(fù)荷部分中(即，當(dāng)搖桿接觸凸輪凸部的基圓時)，搖桿1760接觸凸輪凸部(未示出)。此時，油或其它液壓流體(未示出)以極小的阻力通過一個或多個孔1794進(jìn)入升降機(jī)主體1791，并驅(qū)動搖桿樞軸冠部1779靠著搖桿1760從而保持搖桿與凸輪凸部以“零”間隙(即，空隙)輕接觸。接著轉(zhuǎn)到圖17B，這幅圖顯示了當(dāng)搖桿1760處于相對較高的負(fù)荷下(例如，發(fā)動機(jī)周期里搖桿1760與凸輪凸部之間存在沖突的保持關(guān)閉部分中，或在“慣性事件”中(例如，當(dāng)閥靠近完全打開位置時))的柔性樞軸組件1770。這一高負(fù)荷使得搖桿1760在樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1778上以類似的較大的力向下推動。但是，正如常規(guī)的閥升降機(jī)，由于內(nèi)部止回閥或類似特征，這個力無法驅(qū)動大量的油流出升降機(jī)主體1791。作為結(jié)果，樞軸機(jī)構(gòu)1778不縮回到升降機(jī)主體1791內(nèi)。取而代之地，當(dāng)升降機(jī)1790上的負(fù)荷增加時，凸緣1786移動遠(yuǎn)離停止表面1780并壓縮偏心機(jī)構(gòu)1784，由此導(dǎo)致樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1778偏轉(zhuǎn)并控制閥驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的總的力。因此，將液壓升降機(jī)1790和柔性偏心機(jī)構(gòu)1784合并可以得到無需維護(hù)或至少少量維護(hù)的剛性控制閥系統(tǒng)，其可以為充分的“保持關(guān)閉”閥密封提供預(yù)訂的柔性，而在閥系統(tǒng)中只有極小或沒有間隙。如果與上文參照圖17A和17B所介紹類似的液壓間隙調(diào)節(jié)系統(tǒng)也與連控軌道閥系統(tǒng)(例如參照圖4A和4B介紹的系統(tǒng))中的搖桿(例如,打開搖桿)聯(lián)用，必要地或至少有利地，在關(guān)閉側(cè)柔性樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上提供比在打開側(cè)更強(qiáng)的機(jī)械效益以保證閥位置受控且知道何時兩個搖桿都運(yùn)行在它們各自的凸輪凸部基圓上。否則，可以產(chǎn)生可變的閥位置。各類閥彈簧可以并如到上文詳述的柔性搖桿/柔性樞軸系統(tǒng)中。舉例來說，在一個實施例中，螺旋彈簧，例如上文參照圖2所介紹的螺旋彈簧244可以與上述的任何剛性控制閥驅(qū)動系統(tǒng)合并。此外，在一些實施例中，螺旋彈簧可以支撐在與相應(yīng)的套筒閥對置的可移動基座上。在這個實施例中，在打開與關(guān)閉動作中，彈簧以常規(guī)方式控制閥的運(yùn)動。但是，在發(fā)動機(jī)周期的保持關(guān)閉部分中，彈簧基座被移向閥(通過，例如，適當(dāng)?shù)膫鲃勇輻U、凸輪、液壓、氣動或其它系統(tǒng))以進(jìn)一步壓縮彈簧并提供增強(qiáng)的閥密封。這一額外的壓縮在需要的保持關(guān)閉期間內(nèi)增大了座上的閥壓力，并未改變發(fā)動機(jī)周期的其它部分中閥彈簧的“正?！边\(yùn)行。這樣的可移動彈簧基座系統(tǒng)可以如上所述地用在“標(biāo)準(zhǔn)”閥驅(qū)動系統(tǒng)中，用在例如參照圖2所述的閥驅(qū)動系統(tǒng)中，和/或用在剛性控制閥驅(qū)動系統(tǒng)中，例如上述的一個或多個剛性控制閥驅(qū)動系統(tǒng)。這一彈簧配置被考慮為提供閥驅(qū)動周期內(nèi)可觀量的柔度及用于可能的加工容差和變化的相對大的容差。圖18為根據(jù)本技術(shù)的進(jìn)一步的實施例配置的組合式柔性搖桿I860的等距視圖。柔性搖桿1860的許多特征可以在結(jié)構(gòu)和功能上與上文詳述 的搖桿(例如，圖6A-6C中的搖桿660和/或圖7A和7B中的搖桿1760)的相應(yīng)特征至少基本類似。但是，在圖示的實施例中，搖桿I860包括朝向近端部分1801放置的第一或凸輪機(jī)構(gòu)1804，以及朝向遠(yuǎn)端部分1802放置的相應(yīng)的第二或閥機(jī)構(gòu)1806。正如上文詳述的套筒閥搖桿，閥機(jī)構(gòu)1806包括固定在一起并配置為圍繞相應(yīng)套筒閥(未示出)的相對側(cè)延伸的一對相對的臂1864a、b。另外，每個臂1864的遠(yuǎn)端部分可以承載滑動件1866或其它適當(dāng)?shù)奶卣鱽碓谔淄查y內(nèi)或套筒閥上與凸緣或其他適當(dāng)特征(例如，切口)接口以進(jìn)行閥的驅(qū)動。類似地，凸輪機(jī)構(gòu)1804的近端部分可以包括滾子凸輪從動件1862來減小搖桿1860和相應(yīng)凸輪凸部之間的摩擦。在圖示實施例的一個方面中，凸輪機(jī)構(gòu)1804利用可操作地置于通孔1862內(nèi)的適當(dāng)?shù)妮S1878 (spindle或shaft)來樞轉(zhuǎn)地稱合到搖桿機(jī)構(gòu)1806。另外,搖桿1860可以進(jìn)一步包括可操作地置于凸輪機(jī)構(gòu)1804和搖桿機(jī)構(gòu)1806之間(例如，其相對的凸緣)的可壓縮機(jī)構(gòu)1884?？蓧嚎s機(jī)構(gòu)1884可以包括各類彈性可壓縮材料，包括，例如，螺旋彈簧、一個或多個膜片式彈簧墊圈、高硬度橡膠、等等。在運(yùn)行中，偏心機(jī)構(gòu)1884使得臂1864在凸輪沖突中相對于搖桿機(jī)構(gòu)1804柔性地樞轉(zhuǎn)，以在發(fā)動機(jī)周期內(nèi)對相應(yīng)的套筒閥產(chǎn)生所需的保持關(guān)閉力，以便于上文詳述的套筒閥的密封。在其它實施例中，根據(jù)本技術(shù)配置的組合式搖桿可以包括更多或更少的耦合在一起的部件或部分來提供柔性和其它特性，例如三個或更多部分。上述的本發(fā)明的各實施例和方面可以合并或利用或包括通過引用并入本申請的各參考文獻(xiàn)所公開的系統(tǒng)、功能、部件、方法、概念和/或其它特征，以提供本發(fā)明更進(jìn)一步的實現(xiàn)。本文中提供的本發(fā)明的教導(dǎo)可以被用于其它系統(tǒng)，而并不一定是上述的系統(tǒng)。上述的各例子的元素和功能可以被合并以提供本發(fā)明的進(jìn)一步的實現(xiàn)。本發(fā)明的一些相互替代的實現(xiàn)包括的元素不僅可以比上述實現(xiàn)更多，還可以比上述實現(xiàn)更少。進(jìn)一步地，本文中記錄的任何特定數(shù)字都只是例子相互替代的實現(xiàn)可以使用不同的數(shù)值或區(qū)間。
由上文，以示范為目的介紹了本發(fā)明的特定實施例，但是應(yīng)該理解，不脫離本發(fā)明的各實施例的精神和范圍即可做出各種變形。進(jìn)一步地，本發(fā)明的特定實施例相關(guān)的各項優(yōu)勢已經(jīng)在這些實施例的環(huán)境中在上文中做了介紹，其它實施例可以顯現(xiàn)出這些優(yōu)勢，并非所有實施例都需要顯現(xiàn)出這些優(yōu)勢才可以落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明不受隨附權(quán)利要求之外的限制?！?br> 權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，包括 燃燒室； 往復(fù)套筒閥，配置為與閥座相配合；和 連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)，可操作地耦合到套筒閥，其中在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中，所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)在驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座與朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥之間轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括與所述燃燒室之間流體連通的通道，其中在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中，所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)在驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座以打開所述通道和朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥以關(guān)閉所述通道之間轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述通道為進(jìn)氣通道，配置為將可燃充量導(dǎo)入所述燃燒室。
4.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 第一搖桿臂，其驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座；和 第二搖桿臂，其朝向所述閥座驅(qū)動所述套筒閥。
5.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述套筒閥包括外部凸緣，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 第一搖桿臂，其可操作地接合所述凸緣并驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座；和 第二搖桿臂，其可操作地接合所述凸緣并朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥。
6.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 打開搖桿臂，其驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座以打開與所述燃燒室之間流體連通的通道；和 關(guān)閉搖桿臂，其朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥以關(guān)閉所述通道。
7.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括可操作地耦合到所述套筒閥的第一和第二凸輪凸部，其中所述第一凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座，且其中所述第二凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥。
8.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括凸輪軸，所述凸輪軸具有可操作地耦合到所述套筒閥的第一和第二凸輪凸部，其中所述第一凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座，且其中所述第二凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥。
9.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 第一凸輪凸部； 第二凸輪凸部； 第一裝置，其用于將所述第一凸輪凸部可操作地耦合到所述套筒閥，其中所述第一凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第一裝置驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座并打開與所述燃燒室之間流體連通的通道；和 第二裝置，其用于將所述第二凸輪凸部可操作地耦合到所述套筒閥，其中所述第二凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第二裝置驅(qū)動朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥以關(guān)閉所述通道。
10.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 第一凸輪凸部；第二凸輪凸部； 第一搖桿臂，其可操作地置于所述第一凸輪凸部與所述套筒閥之間，其中所述第一凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第一搖桿臂驅(qū) 動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座以打開與所述燃燒室之間流體連通的通道；和 第二搖桿臂，其可操作地置于所述第二凸輪凸部與所述套筒閥之間，其中所述第二凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第二搖桿臂朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥以關(guān)閉所述通道。
11.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述連控軌道閥驅(qū)動系統(tǒng)包括 第一凸輪凸部； 第二凸輪凸部； 第一搖桿臂，其具有與第二端部間隔的第一端部，其中所述第一端部可操作地耦合到所述第一凸輪凸部，其中所述第二端部具有可操作地置于所述套筒閥的第一側(cè)上的第一臂和可操作地置于所述套筒閥的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)上的第二臂，且其中所述第一凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第一搖桿臂驅(qū)動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座以打開與所述燃燒室之間流體連通的通道；和 第二搖桿臂，其具有和第四端部間隔的第三端部，其中所述第三端部可操作地耦合到所述第二凸輪凸部，其中所述第二端部具有可操作地置于所述套筒閥的所述第一側(cè)上的第三臂和可操作地置于所述套筒閥的所述第二側(cè)上的第二臂，且其中所述第二凸輪凸部的旋轉(zhuǎn)使得所述第二搖桿臂朝著所述閥座驅(qū)動所述套筒閥以關(guān)閉所述通道。
12.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述套筒閥包括圓柱形膛，且其中所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括可操作地置于所述圓柱形膛中的往復(fù)活塞。
13.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述套筒閥為具有第一圓柱形膛的第一套筒閥，且其中所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括 第二往復(fù)套筒閥，其具有與所述第一圓柱形膛同軸對齊的第二圓柱形膛； 第一活塞，其可操作地置于所述第一圓柱形膛中；和 第二活塞，其可操作地置于所述第二圓柱形膛中，其中所述第一活塞和第二活塞在其間確定所述燃燒室。
14.一種內(nèi)燃機(jī)，包括 燃燒室； 往復(fù)閥，其配置為與閥座配合以打開和關(guān)閉與所述燃燒室之間液體連通的通道；凸輪軸，其可操作地耦合到所述閥并配置為繞中心軸旋轉(zhuǎn)；和凸輪凸部，其由所述凸輪軸承載并具有外部輪廓，所述外部輪廓至少部分地由第一表面部分和第二表面部分確定，其中所述第一表面部分與所述中心軸間隔第一距離且所述第二表面部分與所述中心軸間隔大于所述第一距離的第二距離，其中在所述凸輪軸繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)時，所述第一表面部分將所述閥置為與所述閥座接觸或近接觸，并以至多第一力來將所述閥壓向所述閥座，且其中所述第二表面部分以大于所述第一力的第二力來將所述閥壓向所述閥座。
15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第二表面部分確定所述凸輪凸部的最大升程的范圍。
16.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述凸輪凸部的所述第一表面部分確定了圓形輪廓，且其中所述凸輪凸部的所述第二表面部分確定了靠近所述圓形輪廓的凸起的輪廓。
17.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī) 其中所述凸輪凸部為閥關(guān)閉凸輪凸部； 其中所述凸輪軸進(jìn)一步承載閥打開凸輪凸部；以及 且其中所述閥打開凸輪凸部具有外部輪廓，所述外部輪廓至少部分由在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)時將所述閥移動遠(yuǎn)離所述閥座的第三表面部分確定。
18.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述往復(fù)閥位具有圓柱形膛的套筒閥，且其中所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括配置為在所述圓柱形膛中往復(fù)運(yùn)動的活塞。
19.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述往復(fù)閥為具有圓柱形膛的套筒閥，且其中所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括 活塞，其配置為在所述膛內(nèi)的下止點(diǎn)(BDC)位置與上止點(diǎn)(TDC)位置之間往復(fù)運(yùn)動，且其中所述凸輪凸部的第二表面部分在所述活塞大致在所述TDC位置時以所述第二力將所述凸輪閥壓向所述閥座。
20.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括 支占.搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，且樞轉(zhuǎn)地耦合到所述支點(diǎn)；和 用于響應(yīng)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)來往復(fù)運(yùn)動所述支點(diǎn)的裝置。
21.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括 柔性支撐部；和 搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，且樞轉(zhuǎn)地耦合到所述柔性支撐部，其中所述搖桿臂響應(yīng)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)而壓縮所述柔性支撐部。
22.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括 柔性支撐部，其具有頭部；和 搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，并樞轉(zhuǎn)地被所述柔性支撐部的所述頭部支撐，其中所述搖桿臂在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中響應(yīng)與所述第二表面部分的接觸而壓縮所述頭部。
23.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括 支撐機(jī)構(gòu)，其可滑動地置于膛中； 偏心機(jī)構(gòu)，其可操作地抵著所述支撐機(jī)構(gòu)放置；和 搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，并樞轉(zhuǎn)地耦合到所述支撐機(jī)構(gòu)，其中所述搖桿臂在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中響應(yīng)于與所述第二表面部分的接觸而驅(qū)動所述支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述膛并壓縮所述偏心機(jī)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括柔性搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，其中所述柔性搖桿臂配置為在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中響應(yīng)與所述第二表面部分的接觸而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
25.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括柔性搖桿臂，其可操作地置于所述閥和所述凸輪凸部之間，其中所述柔性搖桿臂在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中響應(yīng)與所述第二表面部分的接觸而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且其中所述搖桿臂每偏轉(zhuǎn)約0.01毫米至約O. I毫米向所述閥施加約100牛頓的力。
26.一種用于操作具有可操作地置于套筒閥的圓柱形膛中的往復(fù)活塞的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中所述套筒閥的所述膛至少部分地確定了燃燒室，所述方法包括 移動所述套筒閥遠(yuǎn)離閥座以打開進(jìn)入所述燃燒室的通道； 當(dāng)所述通道打開，向所述膛內(nèi)的下止點(diǎn)(BDC)位置移動所述活塞來將可燃充量吸入所述燃燒室； 向所述閥座移動所述套筒閥； 以第一力將所述套筒閥壓向所述閥座來關(guān)閉所述進(jìn)入所述燃燒室的通道； 在以所述第一力將所述套筒閥壓向所述閥座時，向所述膛內(nèi)的上止點(diǎn)(TDC)位置移動所述活塞來壓縮所述燃燒室內(nèi)的所述可燃充量； 當(dāng)所述活塞到達(dá)所述TDC位置，以大于所述第一力的第二力將所述套筒閥壓向所述閥座；和 在以所述第二力將所述套筒閥壓向所述閥座時，點(diǎn)燃所述可燃充量來向所述BDC位置驅(qū)動所述活塞。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中移動所述套筒閥遠(yuǎn)離所述閥座包括以第一凸輪凸部來驅(qū)動所述套筒閥，且其中向所述閥座移動所述套筒閥包括以第二凸輪凸部來驅(qū)動所述套筒閥。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)包括可操作地耦合到所述套筒閥的凸輪凸部，其中以所述第一力將所述套筒閥壓向所述閥座包括以所述凸輪凸部的第一表面部分來向所述閥座驅(qū)動所述套筒閥，且其中以所述第二力將所述套筒閥壓向所述閥座包括以所述凸輪凸部的第二表面部分來向所述閥座驅(qū)動所述套筒閥，所述第二表面部分具有所述第一表面部分更大的升程。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)包括樞轉(zhuǎn)地置于所述套筒閥和凸輪凸部之間的搖桿，其中以所述第一力將所述套筒閥壓向所述閥座包括偏轉(zhuǎn)所述搖桿達(dá)第一量，且其中以所述第二力來將所述套筒閥壓向所述閥座包括偏轉(zhuǎn)所述搖桿達(dá)大于所述第一量的第二量。
全文摘要
本文公開了用于內(nèi)燃機(jī)的剛性控制即連控軌道閥系統(tǒng)。在一個實施例中，與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)用的剛性控制往復(fù)套筒閥系統(tǒng)包括由相應(yīng)的打開與關(guān)閉凸輪凸部控制的打開與關(guān)閉搖桿。在這個實施例的一個方面中，沖突可以被設(shè)計到這一閥控制系統(tǒng)中來提供額外的“保持關(guān)閉”力從而在發(fā)動機(jī)周期的一個部分中保持閥向著閥座關(guān)閉。在這一實施例的另一方面中，剛性控制閥系統(tǒng)可以包括柔性部件和系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、和/或機(jī)械彈簧系統(tǒng)來控制閥間隙、利于密封，等等。
文檔編號F01L1/02GK102889103SQ20111030303
公開日2013年1月23日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者詹姆斯M.克利維斯, 邁克爾.霍克斯, 威廉姆H.安德森 申請人:品納科動力有限公司