[发明专利]内燃发动机阀门组件

说明书

本申请是本申请人1987年10月29日申请的、题为“内燃发动机阀门组件”、美国申请号为No.07/114，353的后续。

本发明一般涉及内燃发动机的进气阀和/或排气阀，更具体地说本发明所推荐的型式是包括一合适的在阀门最终封闭到位期间作缓冲运动的发动机阀门。

在使用进气和排气阀的内燃发动机中，阀门关闭速率是最主要的阀门装置性能参数之一，过大的阀门关闭速率可能会引起诸如高的阀位后退、阀杆伸长以及阀头磨损等寿命问题。高的阀门关闭速率还可导致诸如关闭后“颤动”以及噪音值高等的性能问题。

这些问题的已知处理方式是磨光凸轮轴凸角，使阀门在其接近阀座时减速、继而以较低速度关闭。这种已有技术对于传统的带固定式阀门装置几何形状的发动机是相当令人满意的。然而近来内燃发动机已日愈频繁地采用液压阀门挺杆以改变阀门定时和开启时间，从而在不同运行状态（即如所谓的“无效运动”系统）提供更理想的发动机性能。这种采用液压阀门挺杆的系统之一在拉塞尔·J·维克曼的题为“发动机阀门定时控制系统”公布于1986.10.7.的美国专利No.4615306中有所披露（这一已有技术的全部内容在此将供参考，以下称为“维克曼第306号专利）。

在维克曼306专利中，阀门定时和阀门开启时间作为挺杆运行结果通过发动机油源内产生的压力脉冲进行控制，一对活塞将一腔室限定其中，该腔室与一控制活塞间的液压联杆的螺线管相通。随着下活塞朝凸轮的外部上方移动，油液被从腔室吸出进入通道，直 至下活塞的位移由电控装置控制而被液动转换给上活塞为止。此时，螺线管被通电而形成一坚硬的液压联杆联接下活塞至上活塞的运动，接着将阀门开启。

这种技术使得“无效运动”系统有效地剔除了平缓的关闭凸轮斜边。因此正如前面简要提到的一样，可能会产生高的阀门关闭速度、噪音以及阀门寿命的问题（即阀门过度磨损）。

尽管在实际中低速开启凸轮斜边相对可有可无，因为“无效运动”系统的液压通常有足够的可塑性，但直接从高速关闭凸轮斜边来关闭阀门会引起所有前面提到的可预见的问题，因为平缓（即低速）的关闭凸轮斜边在采用“无效运动”系统时有效地消失。已有技术提供带有更平缓斜度的关闭斜边（因此阀门关闭速度更低），在“无效运动”系统中不是可以接受的解决办法，因为斜边的平缓斜度也许要消耗大量的凸轮转动以便使阀门能关闭，从而损害了发动机的性能。因此需要一种发动机阀门，其在关闭到位时运动减缓从而可配合“无效运动”阀门挺杆系统。而且，如果有一种发动机阀门，其在提供低下阀门关闭速度时仍能有效地达到缓冲性能（即除阀门外无需附加运动零件），这将是很有利的。

以往曾有过液压减速发动机阀门，如Isao    Omotehara    et    al的题为“内燃发动机的阀门运行装置”的美国专利U.S.Nos    3，209737;Joseph    Carl    Firely的题为“汽油发动机角形控制器”的3938483、“具有速度修正的汽油发动机控制器”4009694;Paul    M.Stivender的题为“定时调节装置”2827884;以及HeinzLinks的“内燃发动机进气、排气阀运行的液压控制装置”3865088。

在Omotehara    et    al    737中披露一液动发动机阀门，其包括一形成于柱塞12上的突出部15以伸入缓冲器空间13，迫使油液从该空间13通过阀孔14流出。这种油液的“排出”一直持续到针杆16（与突出部15共轴设置）完全插入阀孔14中为止。杆16/阀孔14和突 出部15/缓冲器空间13之间的间隙尺寸选择要使阀门关阀到位时冲击力减缓。然而没有合适的方式选择阀门关闭循环中的减速点，因增长或减短“杆”16将在阀孔完全关闭时对该点有一小冲击。况且，杆16和突出部15的共轴配置使之仅能和液压调节机构配合使用，从而与使用更多的采用阀门弹簧的传统机械阀门调节机构相左。

Firey483和694均展示了一种发动机阀门，其具有一在阀门开启程期间允许油液自由流过，但在阀门开始其关闭程时阻止油流通过的止回阀。然而这种“减振器”结构在阀门的整个活塞下降行程期间始终延滞阀门回归其关闭位，从而可能损害发动机的性能。