[发明专利]摇臂控制系统

说明书

具有用于在制动操作中致动两个或多个发动机气门中的至少一个的专用摇杆的内燃发动机中的气门致动系统可以包括偏置部件，例如压缩弹簧、拉伸弹簧、弹簧锁、液压致动器、气动致动器，其用于在远离运动源的偏置方向上偏置专用摇杆；和限制部件，例如包括止动螺钉的物理挡块或集成在偏置部件中的挡块，其用于限制专用摇杆在偏置方向上的运动。偏置部件和限制部件在操作期间将专用摇杆保持在受控状态和正中立位置。

优先权要求和相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月7日提交的标题为“摇臂控制系统”的美国临时申请序列号62/639,993的优先权，其主题通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于循环操作内燃发动机中的气门的系统。更具体地，本公开涉及在发动机气门机构中利用摇臂的发动机气门致动系统，其包括可以专用于通过改变进气门和排气门的操作特性控制发动机动力的摇臂，例如在发动机气门机构的中的发动机制动或其他辅助气门运动操作中。本公开进一步涉及用于控制这种摇臂的运动的系统。

背景技术

内燃发动机依靠气门致动系统来控制发动机的进气门和排气门，进而在操作过程中控制燃烧成分和产物进出燃烧室的流量。在四冲程工作循环中，在气缸内移动的活塞的进气冲程期间，进气门打开以使燃料和空气进入膨胀的燃烧室。在压缩冲程中，进气门关闭，燃烧成分被活塞压缩。然后点燃压缩的燃烧成分，引起活塞的动力冲程。在排气冲程中，打开排气门，以使燃烧产物随着活塞在气缸中的移动而逸出。该操作通常被称为发动机的“正动力”操作，并且在正动力操作期间施加到气门的运动通常被称为“主事件”气门致动运动。除主要事件致动外，发动机气门致动系统还可包括有助于辅助气门致动运动以支持诸如发动机制动(动力吸收)、排气再循环(EGR)等等功能的特征。可以使用赋予一个或多个发动机气门的“辅助”事件来实现这种气门运动。气门运动通常由一个或多个旋转凸轮作为运动源进行控制。凸轮从动件、推杆、摇臂和其他可形成气门机构的元件将运动直接从凸轮表面传递到气门。对于辅助事件，可以在气门机构中使用“空动(lost motion)”装置或可变长度的致动器，以促进辅助事件气门运动。空动装置是指一类技术解决方案，其中与单独通过各个凸轮表面进行致动而将发生的运动相比，气门运动被修改。空动装置可以包括其长度、刚度或可压缩性被改变和控制的装置，以便于在气门的主事件操作之外或替代主事件操作而有助于选择性地发生辅助事件。辅助运动气门系统可以利用专用的摇臂来支持一个或多个发动机气门上的辅助事件。在这样的系统中，主事件摇杆促进了主事件运动，而专用摇杆则促进了辅助运动，专用摇杆通常由诸如凸轮的专用运动源驱动。专用摇杆可以包括被控制为吸收或传递运动的活塞致动器。当活塞致动器处于活动状态时(例如，处于扩展配置中)，专用摇臂被称为处于活动状态，并将运动从制动凸轮传递到运动接收组件(例如发动机气门)。当活塞致动器处于非活动状态时(例如，处于缩回配置中)，专用摇杆被称为处于非活动状态。在非活动状态下，摇杆可以与制动凸轮以及气门脱离。这样，专用摇杆可处于不受控制的状态。

在传统的气门机构中，利用凸轮从动件和偏置机构(例如气门弹簧或外部弹簧)，摇臂可以在受控状态下运行，在该状态下，会损坏运动传递部件(即，凸轮或凸轮表面)和运动接收元件(发动机气门或推杆)。例如，在高运行速度下，凸轮和气门机构部件的加速，结合这些部件和摇臂的惯性，可导致气门机构中通常应接触的部件(例如，摇臂)之间发生分离。部件的这种分离和随后的重新接触可导致气门机构接触表面和部件损坏，在某些情况下甚至可能导致发动机气门与活塞之间发生接触。

现有技术的控制装置已经利用偏置装置以通过将摇杆的凸轮从动件端部偏向凸轮来提供一些程度的控制。然而，在典型的专用摇臂系统中，通常无法通过在相反方向上施加偏置力来控制摇臂运动，即，将摇臂的气门端部朝着气门和将摇臂的凸轮从动件端部远离凸轮偏压。这是因为当气门通过例如本领域中已知的气门桥经受主事件运动时，这样的构造将使摇杆“追赶”气门或运动接收部件。