[发明专利]用于致动发动机阀的一体式主从活塞

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2013年2月25提交的第No.61/769,171号临时美国专利申请的权益，其教导通过引用结合于此。

技术领域

本申请总体涉及内燃机，且具体地涉及用于致动发动机阀的设备和系统。

背景技术

内燃机通常使用机械、电气、或液压机械阀致动系统以致动发动机阀。这些系统可包括由发动机曲轴旋转驱动的凸轮轴、摇臂和推杆的组合。当凸轮轴用于致动发动机阀时，阀致动的时机可由凸角在凸轮轴上的尺寸和位置固定。

对于凸轮轴的每个360度旋转，发动机完成由四冲程(即，膨胀、排气、进气、和压缩)构成的全循环。在活塞远离气缸盖移位(即，气缸盖和活塞头之间的体积增加)的膨胀冲程的大部分期间，进气和排气阀可关闭且维持关闭。在正功操作期间，燃料在膨胀冲程期间燃烧且正功由发动机传递。膨胀冲程在下止点结束，此时活塞倒转方向且排气阀可打开以用于主要排气动作。随着活塞向上移位且将燃烧气体推出气缸，在凸轮轴上的凸角可同步以打开排气阀以用于主要排气动作。

虽然不要求，但是可以是期望附加辅助阀动作，且已知提供排气气体通过内燃机的流动控制以提供车辆发动机制动。例如，可以期望致动用于压缩释放(CR)发动机制动、泄流发动机制动、排气气体再循环(EGR)、制动气体再循环(BGR)、或其他辅助阀动作的排气阀。仍然，也可以期望总体分类为可变阀致动(VVA)动作的其他正功阀运动，诸如但不限于进气阀早开(EIVC)、进气阀晚关(LIVC)、排气阀早开(EEVO)。

在压缩释放类型发动机制动期间，排气阀可选择性地打开以至少临时地将产生功率的内燃机转换成吸收功率的空气压缩机。随着活塞在活塞的压缩冲程期间向上行进，困在气缸中的气体可受到压缩，由此对抗活塞的向上运动。随着活塞靠近上止点(TDC)位置，至少一个排气阀可打开以将压缩气体从气缸释放到排气歧管，从而防止存储在压缩气体中的能量在后续膨胀下冲程中返回到发动机。这样做，发动机可生成减速功率以帮助减速车辆。

在泄流类型发动机制动期间，作为在活塞的排气冲程期间发生的主排气阀动作的补充或替换，一个或多个排气阀可在剩下三个发动机循环(全循环泄流制动)期间或在剩下三个发动机循环(局部循环泄流制动)的一部分期间保持稍微打开。气缸气体流入和流出气缸可作用以减速发动机。通常，一个或多个制动阀(即，用于完成制动作用的那些阀)在泄流制动操作中的初始打开在压缩TDC(即，阀早致动)之前，而后抬举保持恒定一段时间。因此，泄流类型发动机制动器可由于阀早致动要求较低的力以致动一个或多个阀，且由于压缩释放类型制动器的连续流动而非快速放气而产生较小噪音。

EGR系统可允许排放气体的一部分在正功操作期间流回发动机气缸中，以典型地导致在正功操作期间由发动机生成的氮氧化物(NO_x)的量减少。EGR系统也能够用于在发动机制动循环期间控制在排气歧管和发动机气缸中的压力和空气。内部EGR系统通过一个或多个排气阀和/或一个或多个进气阀使排放气体再循环回到发动机气缸中。

BGR系统可允许在发动机制动操作期间排放气体的一部分流回到发动机气缸中。排放气体在进气冲程期间再循环回到发动机气缸中例如可增加在气缸中的可用于压缩释放制动的气体的质量。因此，BGR可增加由制动动作实现的制动效果。

传统发动机制动器通常具有专用构件，诸如，将运动从专用制动凸轮传递到制动阀的摇臂或壳体。例如，康明斯发动机公司的ISX15L发动机制动器具有专用凸轮摇臂制动器，其中，唯一目的是将制动运动从制动凸轮传递到制动阀。不幸地，这种已知的传统系统要求用于装配的专用构件和额外空间。

发明内容