連控軌道閥系統(tǒng)及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及連控軌道閥致動機構中的用于將閥桿聯(lián)接到致動器的致動構件的組件，涉及具有這種組件的連控軌道閥致動機構，并且涉及具有這種連控軌道閥致動機構的內(nèi)燃機。本發(fā)明還涉及裝配有這種內(nèi)燃機的車輛，例如汽車。
【背景技術】
[0002]用于發(fā)動機進氣閥和排氣閥的連控軌道閥系統(tǒng)是眾所周知的，利用組合的推拉桿來致動閥的這些機構的子集也是歷史悠久的。傳統(tǒng)上，這些機構在機構的打開和關閉部分之間留有一定量的余隙，以避免由于公差或者溫度引起的部件尺寸變化而導致的兩個動作之間的可能的“沖突”。這樣的可能性可能由于機構鎖定而導致機構快速磨損或重大損傷。在全負荷的情況下，排氣閥可以非常容易地“增長”0.15mm。
[0003]過去通用的做法是將閥明確地關閉到座部的千分之幾英寸內(nèi)，然后允許汽缸壓力完成剩余部分。圖1示出了已知的連控軌道系統(tǒng)的例子。該圖示出了兩個閥，每個閥通過相應的一對搖臂而打開和關閉，所述一對搖臂繼而由通用凸輪軸上的打開和關閉凸輪來驅(qū)動。從該圖中可以看到，關閉搖臂裝配有扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧繞關閉搖臂的軸線作用。然而，這些彈簧有助于用來抑制咔嗒的噪聲，并不在閥上提供任何顯著的關閉偏壓力。
[0004]最近，排放法規(guī)使得這種方法不可實施，現(xiàn)在必須利用彈簧力來關閉閥。杜卡迪發(fā)動機設計(使用連控軌道閥系統(tǒng))為此使用的彈簧在彈簧力方面與常規(guī)彈簧并不相異。這里的問題在于，這些彈簧與凸輪力平行作用，因此打開凸輪必須提供足夠的力來壓縮彈簧以及加速閥質(zhì)量塊(參見圖2)。這是不利的，原因在于增大了系統(tǒng)中的負荷，并且因此增大了應力、系統(tǒng)質(zhì)量塊和附加損失。
[0005]該方法也不適用于獨立的閥致動機構，該閥致動機構不采用發(fā)動機輸出之間的機械連接，而是采用電磁致動器。
[0006]例如，在本發(fā)明人的電磁閥致動系統(tǒng)(如W02004/097184和W02011/061528中所述)的情況下，致動器用以壓縮與閥質(zhì)量塊平行的彈簧所需的額外轉(zhuǎn)矩是雙倍地不期望的。不僅其需要非常大的電致動器，而且電能需求也將顯著增大，以裝配有這種機構的發(fā)動機的整體效率為代價。
[0007]EP2198129 (Pattakos)示出了一種連控軌道閥致動機構，其中閥致動器通過彈性墊圈在閥桿上施加關閉力，該彈性墊圈有助于確保閥在關閉時抵靠其座部密封。墊圈承載在致動器上，使得致動器僅僅當閥關閉時在墊圈上操作。然而，該機構采用復雜的連接件以用于將致動器連接到發(fā)動機輸出，并且在該機構中利用各種公差，閥實際上浮置在墊圈上的事實意味著必須緊緊地約束致動器的運動。
[0008]為此，發(fā)動機的汽缸蓋形成有用于致動器的整體引導件，從而進一步增加了系統(tǒng)的重量和復雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種連控軌道閥致動機構中的用于將閥桿聯(lián)接到致動器的致動構件的組件，該組件包括:
[0010]球形支承件，該球形支承件具有兩個部分，每個部分都限定了相應的支承表面，一個部分的支承表面與另一個部分限定的支承表面互補，至少一個支承表面是部分球形的，一個部分被布置成聯(lián)接到致動構件，另一個部分被布置成聯(lián)接到閥桿；以及
[0011]彈性結(jié)構，該彈性結(jié)構在一個支承部分上施加偏壓力，并且在通過閥桿和致動構件之間的組裝而提供的聯(lián)接部中提供彈性。
[0012]球形支承件提供適應公差和包裝約束的輕量化的緊湊裝置，公差和包裝約束可能導致例如閥桿軸線和凸輪軸線之間的不對準，以及平移偏移和角度誤差。
[0013]因為在閥桿和致動構件之間的聯(lián)接部中提供了將閥推壓到其關閉位置中的彈性，所以當閥處于未座置位置時，該組件不必在彈性結(jié)構上做大量的功。
[0014]因此，優(yōu)選地，該組件被構造成在使用中，閥通過該組件沿打開方向的運動而打開且通過該組件沿關閉方向的運動而關閉，當閥座置時，該聯(lián)接部允許克服彈性結(jié)構的作用而沿著關閉方向進一步運動。
[0015]因此，該組件還在閥和致動器之間提供適應閥余隙的彈性損失運動聯(lián)接部。
[0016]優(yōu)選地，彈性結(jié)構包括彈性構件，在使用中，當閥座置時，該彈性構件通過所述關閉運動而被壓縮。
[0017]優(yōu)選地，彈性構件包括壓縮彈簧。
[0018]球形支承件可以被構造成使得在使用中，致動構件通過支承件進行作用，以引起打開運動和關閉運動。
[0019]例如，如果致動構件包括搖臂，那么支承件可以包括搖臂中的部分球形承窩以及連接桿上的球部分，該連接桿在使用中連接到閥桿。
[0020]作為另外一種選擇，該組件可以包括另一個球形支承件，在使用中，致動構件經(jīng)由所述另一個球形支承件作用在閥桿上以打開閥。
[0021]在這種情況下，所述另一個球形支承件優(yōu)選地包括具有凹入的部分球形(優(yōu)選地大致半球形)表面的第一支承部分以及在閥桿的與閥頭部相對的端部處具有互補表面的第二支承部分。
[0022]這使得第二部分能夠與閥桿一體地形成，因此便于組件的輕量化、低慣性構造。
[0023]優(yōu)選地，該組件還包括用于附接到致動構件的連接桿和安裝在該連接桿上的支架，該支架承載所述第一球形支承件的一個部分，所述支架布置成當所述連接桿通過致動構件進行運動時所述支架相對于閥桿擺動。
[0024]彈性結(jié)構可以便利地包括盤簧，該盤簧定位成用以在使用中圍繞閥桿。例如，盤簧可以是Bellville墊圈。
[0025]支架允許桿可樞轉(zhuǎn)地連接到為搖臂形式的致動構件，原因在于搖臂和桿的樞轉(zhuǎn)運動可以接下來將線性運動傳遞到閥桿。
[0026]優(yōu)選地，該組件包括調(diào)節(jié)元件，該調(diào)節(jié)元件用于調(diào)節(jié)連接桿上的支架的位置，并由此調(diào)節(jié)當閥未座置時彈性結(jié)構中的預載。
[0027]這可以借助于例如桿和支架之間的螺紋連接來實現(xiàn)，并且提供在支架較易于觸及的情況下能夠較為容易地調(diào)節(jié)預載的結(jié)構。
[0028]作為另外一種選擇，在組件具有在一個端部處連接到閥桿的桿的情況下，彈性結(jié)構可以在使用中在桿的相對端部區(qū)域處插置在桿和致動構件之間，使得致動構件通過彈性結(jié)構作用在桿上，以引起該組件的關閉運動。
[0029]優(yōu)選地，在這種情況下，彈性結(jié)構包括壓縮彈簧。
[0030]彈性結(jié)構的位置允許預載調(diào)節(jié)器位于易于觸及的位置處(也就是在桿的與閥桿相對的區(qū)域處)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供如上所述的組件，以及為搖臂形式的致動構件，其中該組件包括連接桿，該連接桿用于將閥桿連接到致動構件，并且其中該連接桿通過所述組件聯(lián)接到致動構件。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種用于內(nèi)燃機的連控軌道閥致動機構，該機構包括:進氣閥或排氣閥；致動器，該致動器用于打開和關閉閥，致動器具有致動構件，該致動構件通過根據(jù)本發(fā)明第一個方面所述的組件聯(lián)接到閥。
[0033]本發(fā)明還涉及具有這種連控軌道閥致動機構的內(nèi)燃機，并且涉及裝配有這種發(fā)動機的汽車。
[0034]本發(fā)明還提供一種連控軌道閥致動機構中的用于將閥桿聯(lián)接到致動器的致動構件的組件，該組件包括:
[0035]球形支承件，該球形支承件具有限定了相應的支承表面的兩個部分，一個部分聯(lián)接到致動構件，另一個部分聯(lián)接到閥桿，其中支承件允許閥桿和致動構件之間的相對轉(zhuǎn)動運動；以及
[0036]彈性結(jié)構，該彈性結(jié)構在一個支承部分上施加偏壓力，并且在通過閥桿和致動構件之間的組裝而提供的聯(lián)接部中提供彈性。
[0037]提供一種組件，其在閥處于關閉位置時提供所需的座置力，但是在閥不處于座部上時不會將與閥座置力相關的力施加到整個閥機構上。其包括補償部件中的尺寸公差以及由于熱膨脹和收縮而導致的尺寸變化的裝置。
[0038]與彈簧負荷“地接”到發(fā)動機結(jié)構的已知結(jié)構相比，在機構中提供有余隙以及彈簧加載。
【附圖說明】
[0039]現(xiàn)在將參考附圖，借助僅僅實例描述本發(fā)明的實施例，其中:
[0040]圖1為用于內(nèi)燃機的汽缸的兩個閥以及已知類型的用于打開和關閉該閥的連控軌道閥致動機構的透視圖；
[0041]圖2為示出了另一個已知類型的連控軌道閥致動機構上的各種載荷的示意圖；
[0042]圖3為根據(jù)本發(fā)明的閥致動機構的第一實施例的兩個例子的前正視圖；
[0043]圖4為圖3所示的機構之一的側(cè)正視圖；
[0044]圖5為圖3和4的機構沿圖4的線A_A截取的截面圖；
[0045]圖6為根據(jù)本發(fā)明的閥致動機構的第二實施例的截面?zhèn)纫晥D；
[0046]圖7為圖6的機構的一部分的更詳細的視圖；
[0047]圖8為根據(jù)本發(fā)明的控軌道閥致動機構的第三實施例的部分切除前正視圖，還示出了汽缸蓋的一部分(包括閥座)，機構的閥在該部分中工作，該