[发明专利]用于内燃机组件的多级滑动凸轮致动器

说明书

公开了滑动凸轮致动器、用于制造和使用这种致动器的方法以及具有采用滑动凸轮致动器的内燃机的机动车辆。公开了一种具有从致动器壳体突出的两个致动器销的滑动凸轮致动器。这些销从缩回位置移到延伸位置，并接合滑动凸轮轴上的移位筒。致动器组件将每个致动器销移到其延伸位置以与移位筒接合，从而将凸轮轴滑动到不同的位置。致动器柄附接到致动器壳体并与致动器销接合。将第一致动器销移到其延伸位置使得致动器柄在一个方向上移动，而这将第二致动器销朝向其缩回位置移动。将第二致动器销移到其延伸位置使得致动器柄在另一方向上移动，而这将第一致动器销朝向其缩回位置移动。

背景技术

本公开总体上涉及内燃机(ICE)组件。更具体地，本公开的各方面涉及具有用于往复活塞式内燃机的多级滑动凸轮系统的气门机构。

目前的诸如现代汽车等成品机动车辆最初配备有用于推动车辆并为车载电子装置供电的动力系统。动力系统(其涵盖动力传动系统并且常常被错误地分类为动力传动系统)通常是由通过多速动力传动将驱动力传递给车辆的最终驱动系统(例如后差速器、车轴和车轮)的原动机构成，诸如发动机。由于往复活塞式内燃机(ICE)易于使用、成本较低、重量轻且总体效率高，因此，汽车通常是由它们提供动力。作为一些示例，这类发动机包括二冲程及四冲程压缩点火式柴油发动机、四冲程火花点火汽油发动机、六冲程结构和旋缸内燃发动机。另一方面，混合动力车辆利用诸如电动发电机等替代动力源来推动车辆，从而最大限度地减少发动机对动力的依赖并提高整体的燃油经济性。

典型的顶阀式内燃机包括具有汽缸孔的发动机缸体，其中每个汽缸孔具有可在其中往复运动的活塞。联接到发动机缸体的顶表面的是与活塞和汽缸孔相配合以形成变容燃烧室的汽缸盖。这些往复活塞用于将通过点燃燃烧室中的燃料和空气混合物而产生的压力转化为驱动曲轴的旋转力。汽缸盖限定了进气口，由进气歧管提供的空气通过这些进气口选择性地引入每个燃烧室。汽缸盖中还限定有排气口，废气和燃烧副产物通过这些排气口从燃烧室选择性地排出到排气歧管。排气歧管又对废气进行收集并组合，以便再循环入进气歧管中、输送到涡轮机驱动的涡轮增压器或者经由排气系统从ICE排出。

汽缸盖(或者多个汽缸盖，前提是发动机具有多组汽缸)可以容纳ICE的气门机构---进气阀、排气阀、摇臂、推杆以及在某些情况下的凸轮轴。气门机构是动力系统子系统的一部分，负责控制在任何给定时间点进入和离开发动机的燃烧室的夹带在燃料中的空气和废气的量。发动机扭矩和动力输出通过调节阀门升程和正时来改变，而这种调节是通过如下方式实现的：借助于旋转凸轮轴上的凸轮凸角来直接地或间接地驱动进气阀和排气阀。为了达到最佳性能，不同的发动机转速通常需要不同的阀门正时和升程。通常来说，为了达到最佳性能，低发动机速度要求阀门在更短的持续时间内打开相对较小的量，而高发动机转速要求阀门在更长的持续时间内打开相对较大的量。通过增加在不同的凸轮轮廓之间进行选择以在不同的速度和负载下驱动阀门的能力，发动机能够在更广泛的发动机操作条件下更好地对性能实施优化。

发明内容

本文公开了用于内燃机组件的滑动凸轮致动器、用于制造和使用这种滑动凸轮致动器的方法、具有带有使用滑动凸轮致动器的多级滑动凸轮系统的气门机构的往复活塞式内燃机、以及使用这种发动机的机动车辆。作为示例而非限制，提出了一种用于三级滑动凸轮系统(SCS)的新型双销式电子凸轮致动器。这种滑动凸轮致动器包括封装在致动器壳体内的一对电激活短程线性致动器。每个线性致动器包括邻接弹簧偏置的滑动致动器销的近端的线圈驱动式活塞。每个致动器销的远端突出到壳体外，从而选择性地接合安装在可轴向位移的旋转凸轮轴上的移位筒。在激活线性致动器后，活塞朝向其相应的致动器销直线地平移，并将销压迫来与移位筒接合。这又将使凸轮轴在例如前后方向上平移，从而改变各种不同的凸轮凸角中的哪一个凸轮凸角将会接合发动机的气门机构的阀。