用於液壓致動機構的模塊化發動機組件和流體控制組件的製作方法

2023-05-29 14:19:51 3

專利名稱：用於液壓致動機構的模塊化發動機組件和流體控制組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機，且更具體地涉及用於液壓致動機構的流體控制系統。
背景技術：
該部分的內容提供與本發明有關的背景信息，其不一定構成現有技術。內燃機可在氣缸內燃燒空氣和燃料的混合物並藉此產生驅動扭矩。空氣和燃料流入和流出氣缸可被氣門系控制。氣門系可包括液壓致動可變氣門升程機構，以選擇性地改變氣門升程的量。發動機內的加壓油可經由在氣缸蓋內形成的互連流體通道系統傳輸至可變氣門升程機構。具有這種集成液壓系統的氣缸蓋通常專用於包括可變氣門升程機構的發動機系統，並且與未包括可變氣門升程機構的相同發動機系統的氣缸蓋不同。

發明內容
發動機組件可包括氣缸蓋和流體控制組件。氣缸蓋可包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從限定腔的底部區域延伸。所述氣缸蓋可限定第一油道，所述第一油道延伸通過限定腔的內表面。流體控制組件可包括第一油控制閥和第一管道。所述第一油控制閥可固定到氣缸蓋的底部區域並且可限定與第一油道流體連通的第一埠以及與氣缸蓋中的第二油道流體連通的第二埠。所述第一管道從第一油控制閥朝向氣缸蓋的第一壁延伸並且可在第一油控制閥的第一埠與氣缸蓋的第一油道之間提供流體連通。一種發動機組裝方法可包括形成多個氣缸蓋，每個氣缸蓋包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從底部區域延伸，以限定腔，其中第一油道位於氣缸蓋內並且從所述腔隔離。該方法還可包括形成通過第一氣缸蓋的腔的內表面的第二油道。第二油道可與第一油道相交。第一發動機組件可被組裝，所述第一發動機組件包括第一氣缸蓋。組裝第一發動機組件可包括將第一油控制閥緊固到第一氣缸蓋的底部區域以及將第一管道聯接到第一氣缸蓋中的第二油道和第一油控制閥中的第一埠，從而提供在第二油道與第一油控制閥之間的流體連通。所述緊固可在加壓油供應與第一油控制閥的第二埠之間提供流體連通。所述聯接可包括第一管道從第一油控制閥朝向第一壁延伸。第一氣門升程機構可被安裝在腔內並且與第一油道流體連通。當第一油控制閥提供在加壓油供應與第一油道之間的連通時，所述第一氣門升程機構可從提供第一氣門升程持續時間的第一模式切換至提供不同於第一氣門升程持續時間的第二氣門升程持續時間的第二模式。可組裝包括第二氣缸蓋的第二發動機組件，而不經由第二油道在第一油道與腔之間提供連通。組裝第二發動機組件可包括將第二氣門升程機構安裝在腔內。本發明涉及下述技術方案。1. 一種發動機組件，包括
氣缸蓋，所述氣缸蓋包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從限定腔的底部區域延伸，所述氣缸蓋限定第一油道，所述第一油道延伸通過限定所述腔的內表面；和流體控制組件，包括
第一油控制閥，所述第一油控制閥固定到氣缸蓋的底部區域並且限定與所述第一油道流體連通的第一埠以及與氣缸蓋中的第二油道流體連通的第二埠 ；和
第一管道，所述第一管道從第一油控制閥朝向氣缸蓋的第一壁延伸並且在第一油控制閥的第一埠與氣缸蓋的第一油道之間提供流體連通。2.根據方案1所述的發動機組件，還包括第一凸輪軸，所述第一凸輪軸被支承在氣缸蓋上位於第一油控制閥與第一壁之間。3.根據方案2所述的發動機組件，其中，第一管道在第一凸輪軸與氣缸蓋的底部區域之間延伸。4.根據方案2所述的發動機組件，還包括被支承在氣缸蓋上的第一氣門升程機構，所述第一氣門升程機構接合第一凸輪軸並且與第一管道流體連通，當加壓油通過第一油控制閥提供給第一管道時，所述第一氣門升程機構可從提供第一氣門升程持續時間的第一模式切換至提供不同於第一氣門升程持續時間的第二氣門升程持續時間的第二模式。5.根據方案4所述的發動機組件，還包括第二氣門升程機構，所述第二氣門升程機構被支承在氣缸蓋上並且接合第一凸輪軸，所述第一氣門升程機構與第一發動機氣缸相關聯，所述第二氣門升程機構與第二發動機氣缸相關聯，所述流體控制組件包括固定到氣缸底部區域的第二油控制閥以及包括從第二油控制閥朝向氣缸蓋的第一壁延伸的第二管道，所述第二管道在第二氣門升程機構與第二油控制閥之間提供流體連通，以將第二氣門升程機構在在第一模式和第二模式之間切換。6.根據方案2所述的發動機組件，還包括被支承在氣缸蓋上的第二凸輪軸，所述第一油控制閥位於第一凸輪軸與第二凸輪軸之間。7.根據方案6所述的發動機組件，其中第一油控制閥包括與氣缸蓋中的第三油道連通的第三埠，其中第二油道限定至第一油控制閥的油供應，第一油道限定從第一油控制閥至接合第一凸輪軸的第一氣門升程機構的油供應，第三油道限定從第一油控制閥至接合第二凸輪軸的第二氣門升程機構的油供應。8.根據方案1所述的發動機組件，其中，第一埠是出口埠。9.根據方案1所述的發動機組件，其中，氣缸蓋中的第二油道延伸通過底部區域所限定的表面。10.根據方案9所述的發動機組件，其中，第一油控制閥安裝在所述表面上。11. 一種方法，包括
形成多個氣缸蓋，每個氣缸蓋包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從底部區域延伸，以限定腔，其中第一油道位於氣缸蓋內並且從所述腔隔離；
形成通過第一氣缸蓋的腔的內表面的第二油道，所述形成包括第二油道與第一油道相
交；
組裝包括第一氣缸蓋的第一發動機組件，所述組裝包括
將第一油控制閥緊固到氣缸蓋的底部區域以及將第一管道聯接到氣缸蓋中的第二油道和第一油控制閥中的第一埠，從而提供在第二油道與第一油控制閥之間的流體連通， 所述緊固在加壓油供應與第一油控制閥的第二埠之間提供流體連通，所述聯接包括第一管道從第一油控制閥朝向第一壁延伸；將第一氣門升程機構安裝在腔內並且使得所述第一氣門升程機構與第一油道流體連通，當第一油控制閥提供在加壓油供應與第一油道之間的連通時，所述第一氣門升程機構可從提供第一氣門升程持續時間的第一模式切換至提供不同於第一氣門升程持續時間的第二氣門升程持續時間的第二模式；以及
組裝包括第二氣缸蓋的第二發動機組件，而不經由第二油道在第一油道與腔之間提供連通，以及將第二氣門升程機構安裝在腔內。12.根據方案11所述的方法，其中，形成第二油道包括機加工通過第一壁的內表面的第二油道。13.根據方案12所述的方法，其中，組裝第二發動機組件包括在發動機組裝之後在第一油道與限定腔的內表面之間的位置處保持鑄造壁結構，其中第二油道形成於第一氣缸蓋中。14.根據方案12所述的方法，其中，組裝第二發動機組件包括在第二氣缸蓋中形成第二油道以及塞住所述第二油道。15.根據方案11所述的方法，其中，多個氣缸蓋包括從所述腔隔離的第三油道， 所述方法還包括
形成通過第一氣缸蓋限定腔的內表面的第四油道，使得所述第四油道與第三油道相交，所述第四油道提供加壓油供應；以及
組裝第二發動機組件，而不經由第四油道提供在第三油道與腔之間的連通。16.根據方案15所述的方法，其中，第三油道位於第一壁附近，第四油道延伸通過所述第一壁的內表面。17.根據方案16所述的方法，其中，組裝第一發動機組件包括將第二管道聯接到第一壁中的第四油道和第一油控制閥的第三埠，以在第四油道與第一油控制閥之間提供流體連通。18.根據方案17所述的方法，其中，多個氣缸蓋包括從所述腔隔離的第五油道， 所述方法還包括
形成通過第一氣缸蓋限定腔的底部區域的內表面的第六油道，使得所述第六油道與第五油道相交，所述第六油道在第一油控制閥與第五油道之間提供流體連通；以及
組裝所述第二發動機組件，而不經由第六油道提供在第五油道與所述腔之間的連通。19.根據方案11所述的方法，還包括在將第一油控制閥緊固到第一氣缸蓋的底部區域之前將第一凸輪軸緊固到第一氣缸蓋。20.根據方案18所述的方法，其中，將第一管道聯接到第二油道包括將第一管道定位在第一凸輪軸與第一氣缸蓋的底部區域之間。進一步的應用領域從下文提供的說明顯而易見。應當理解的是，說明和具體示例僅旨在用於說明的目的且並不旨在限制本發明的範圍。


本文所描述的附圖僅用於描述目的，且決不旨在限制本發明的範圍。圖1是包括根據本發明的示例性氣缸蓋的發動機組件的透視圖； 圖2是圖1的氣缸蓋的局部透視圖；圖3是根據本發明的示例性流體控制組件的局部分解透視圖； 圖4是根據本發明的替代性氣缸蓋的局部透視圖； 圖5是描述了根據本發明的第一油流配置的示意圖；以及圖6是描述了根據本發明的第二油流配置的示意圖。貫穿附圖的幾個視圖，相應的附圖標記指代相應的部件。
具體實施例方式以下說明本質上僅為示例性的且絕不旨在限制本發明、它的應用、或使用。應當理解的是，貫穿附圖，相應的附圖標記指代相同或相應的部件和特徵。參考圖1和2，描述了示例性發動機組件10。發動機組件10可包括氣缸蓋12、第一和第二凸輪軸14、16、第一和第二氣門升程機構18、20以及液壓流體控制組件22。氣缸蓋12能可旋轉地支承第一和第二凸輪軸14、16且能支承分別接合第一和第二凸輪軸14、 16的凸輪凸角的第一和第二氣門升程機構18、20。在本非限制性示例中，第一凸輪軸是進氣凸輪軸，第二凸輪軸16是排氣凸輪軸，第一氣門升程機構18是進氣氣門升程機構，第二氣門升程機構20是排氣氣門升程機構。然而，應當理解的是，本發明並不局限於這種配置。氣缸蓋12可包括第一和第二壁對、26，其從底部區域28延伸並且限定腔30。進氣和排氣凸輪軸14、16、進氣和排氣氣門升程機構18、20和流體控制組件22可位於腔30內。 參考圖2和5，氣缸蓋12可限定主級氣缸蓋油供應通道32 (圖5)、次級氣缸蓋油供應通道 34 (圖5)、用於進氣和排氣氣門升程組件18、20的安裝孔36、38 (圖2)、以及用於接合液壓流體控制組件22的第一和第二安裝區域40、42 (圖2)。主級氣缸蓋油供應通道32可經由安裝孔36、38與第一和第二氣門升程機構18、20連通。在本非限制性示例中，安裝孔36、38 容納液壓間隙調節器(未示出)，所述間隙調節器提供在第一和第二氣門升程組件18、20與主級氣缸蓋油供應通道32之間的流體連通。氣缸蓋12可在底部區域28中附加地限定第一組通道44、46、48 (圖5)和第二組通道50、52、M (圖5)。通道44、46、48中的每個可彼此隔離，通道50、52、M中的每個可彼此隔離。通道44、46、48中的每個可與一對安裝孔36連通，該對安裝孔與發動機組件10的氣缸相關聯；通道50、52、M中的每個可與一對安裝孔38連通，該對安裝孔與發動機組件 10的氣缸相關聯。第一組通道44、46、48可位於第一凸輪軸14下面，第二組通道50、52、M 可位於第二凸輪軸16下面。油泵56可提供加壓油給主級氣缸蓋油供應通道32和次級氣缸蓋油供應通道34。 主級氣缸蓋油供應通道32可包括減壓機構58，例如節流孔。因此，次級氣缸蓋油供應管道 34可包括油，其壓力大於在主級氣缸蓋油供應通道32內的油的壓力。在圖2和5所示的第一配置中，第一和/或第二氣門升程組件18、20可形成可變氣門升程機構。作為非限制性示例，可變氣門升程機構可基於液壓流體控制組件22所控制的加壓油在第一模式與第二模式之間切換。第一模式可提供第一氣門升程，所述第一氣門升程不同於在第二模式期間所提供的第二氣門升程。氣門升程的不同可包括變化氣門升程高度和/或持續時間。作為非限制性示例，第二氣門升程模式可包括在凸輪軸凸角對可變氣門升程機構的接合不導致氣門開啟時的停用升程模式。在圖2和5的配置中，氣缸蓋12可附加地包括延伸通過第一安裝區域40的第一和第二油道60、62以及延伸通過第二安裝區域42的第三油道64。在本非限制性示例中，第一安裝區域40位於第一壁M上，第二安裝區域位於底部區域觀上。因此，第一和第二油道60、62可延伸通過第一壁M的內表面，第三油道64可延伸通過底部區域28的內表面。 第一油道60可與第二氣缸蓋油供應通道34流體連通，第二油道62每個均可與第一組通道 44,46,48中的一個流體連通，第三油道64每個均可與第二組油供應通道50、52、M中的一個流體連通。至第一和第二氣門升程機構18、20的加壓油流可被液壓流體控制組件22控制，以控制在第一和第二模式下的操作。由於上述流動路徑配置，對於給定氣缸的第一和第二氣門升程機構18、20可相對於與其它氣缸相關的第一和第二氣門升程機構18、20獨立地被控制。參考圖3和4，液壓流體控制組件22可包括油控制閥66、安裝託架68、第一和第二管道 70、72以及緊固件74。油控制閥66以及第一和第二管道70中的每個可類似。因此，將描述單個油控制閥66、第一管道70和第二管道72。油控制閥66可包括入口埠 76以及第一和第二出口埠 78、80。油控制閥66可通過託架68固定到氣缸蓋12。在本非限制性示例中，油控制閥66可固定到託架68上，託架68可通過緊固件74緊固到氣缸蓋12的底部區域觀上，該緊固件74與在第二安裝區域 42中的螺紋孔82 (圖2)螺紋接合。油控制閥66的下表面可抵靠第二安裝區域42，並且在第二出口埠 80和第三油道64之間提供密封式流體連通。第一管道70可在氣缸蓋12的第一壁M與油控制閥66 之間延伸，並且可包括與入口埠 76流體連通的第一端84和與第一油道60流體連通的第二端86。第二管道70可在氣缸蓋12的第一壁M與油控制閥66之間延伸，並且可包括與第一出口埠 78流體連通的第一端88和與第二油道62流體連通的第二端90。第一和第二管道70、72可在氣缸蓋12的底部區域28與第一凸輪軸14之間延伸。第一和第二管道 70,72可形成具有孔密封件的柔性管件，所述孔密封件接合氣缸蓋12和油控制閥66，以解決由組裝公差引起的液壓流體控制組件22的位置偏差。液壓流體組件22的配置提供其各種部件的移除以便維護，而不需要從發動機組件10移除氣缸蓋12或需要移除第一和第二凸輪軸14、16。圖4和6圖示了在組裝期間處於初始狀態的氣缸蓋12。如圖4和6所示，氣缸蓋 12最初可包括主級氣缸蓋油供應通道32、第一組通道44、46、48和第二組通道50、52、M。 處於最初狀態的氣缸蓋12可用於組裝發動機而沒有用於配置的液壓流體控制組件22，其中第一和第二氣門升程組件18、20是常規氣門升程機構(S卩，不可變氣門升程機構)。在最初狀態，第一組通道44、46、48和第二組通道50、52、M可形成死容積。然而，由於第一組通道44、46、48和第二組通道50、52、M呈現在最初狀態，共用氣缸蓋可用於常規(不可變升程)配置以及包括上述可變氣門升程機構和液壓流體控制組件 22的配置。在包括可變氣門升程機構的應用中，次級氣缸蓋油供應通道34和第一、第二和第三油道60、62、64可在氣缸蓋12中形成。該形成可包括機加工通過氣缸蓋12所限定的腔32的內表面的孔。添加次級氣缸蓋油供應通道34和第一、第二和第三油道60、62、64將高壓油供應提供給液壓流體控制組件22並且提供從液壓流體控制組件22至第一和第二升程機構18、20的流動路徑。在氣缸蓋12聯接到發動機組件10的發動機缸體(未示出)之前，第一和第二凸輪軸14、16和液壓流體控制組件22可聯接到氣缸蓋12。在第一和液壓第二凸輪軸14、16聯接到氣缸蓋12之後、更具體地在氣缸蓋12聯接到發動機缸體之後，液壓流體控制組件22 可聯接到氣缸蓋12。替代性地，次級氣缸蓋油供應通道34可呈現在最初狀態。在這種配置中，由於在最初狀態缺乏來自於氣缸蓋12的第一油道60，次級氣缸蓋油供應通道34也形成死容積。應當理解的是，常規(不可變升程)配置可包括免受附加機加工的氣缸12的鑄造結構(限定發動機組裝之後的鑄造壁結構)，以將第一和第二升程機構從高壓油供應隔離。替代性地，次級氣缸蓋油供應通道34和第一、第二和第三油道60、62、64可形成在氣缸蓋12 中並然後塞住。如上所述，氣缸蓋12的特徵提供用於生成多個共用氣缸蓋12 (在最初狀態)，所述氣缸蓋隨後可用於可變氣門升程應用或常規固定升程應用。應當理解的是，雖然結合可變氣門升程配置討論，但是本發明等同地應用於包括其它液壓致動發動機部件的配置中。貫穿說明書，術語「第一」、「第二」等等僅用於清楚描述的目的，且不打算在權利要求書中限制類似術語。
權利要求
1.一種發動機組件，包括氣缸蓋，所述氣缸蓋包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從限定腔的底部區域延伸，所述氣缸蓋限定第一油道，所述第一油道延伸通過限定所述腔的內表面；和流體控制組件，包括第一油控制閥，所述第一油控制閥固定到氣缸蓋的底部區域並且限定與所述第一油道流體連通的第一埠以及與氣缸蓋中的第二油道流體連通的第二埠 ；和第一管道，所述第一管道從第一油控制閥朝向氣缸蓋的第一壁延伸並且在第一油控制閥的第一埠與氣缸蓋的第一油道之間提供流體連通。
2.根據權利要求1所述的發動機組件，還包括第一凸輪軸，所述第一凸輪軸被支承在氣缸蓋上位於第一油控制閥與第一壁之間。
3.根據權利要求2所述的發動機組件，其中，第一管道在第一凸輪軸與氣缸蓋的底部區域之間延伸。
4.根據權利要求2所述的發動機組件，還包括被支承在氣缸蓋上的第一氣門升程機構，所述第一氣門升程機構接合第一凸輪軸並且與第一管道流體連通，當加壓油通過第一油控制閥提供給第一管道時，所述第一氣門升程機構可從提供第一氣門升程持續時間的第一模式切換至提供不同於第一氣門升程持續時間的第二氣門升程持續時間的第二模式。
5.根據權利要求4所述的發動機組件，還包括第二氣門升程機構，所述第二氣門升程機構被支承在氣缸蓋上並且接合第一凸輪軸，所述第一氣門升程機構與第一發動機氣缸相關聯，所述第二氣門升程機構與第二發動機氣缸相關聯，所述流體控制組件包括固定到氣缸底部區域的第二油控制閥以及包括從第二油控制閥朝向氣缸蓋的第一壁延伸的第二管道，所述第二管道在第二氣門升程機構與第二油控制閥之間提供流體連通，以將第二氣門升程機構在在第一模式和第二模式之間切換。
6.根據權利要求2所述的發動機組件，還包括被支承在氣缸蓋上的第二凸輪軸，所述第一油控制閥位於第一凸輪軸與第二凸輪軸之間。
7.根據權利要求6所述的發動機組件，其中第一油控制閥包括與氣缸蓋中的第三油道連通的第三埠，其中第二油道限定至第一油控制閥的油供應，第一油道限定從第一油控制閥至接合第一凸輪軸的第一氣門升程機構的油供應，第三油道限定從第一油控制閥至接合第二凸輪軸的第二氣門升程機構的油供應。
8.根據權利要求1所述的發動機組件，其中，第一埠是出口埠。
9.根據權利要求1所述的發動機組件，其中，氣缸蓋中的第二油道延伸通過底部區域所限定的表面。
10.一種方法，包括形成多個氣缸蓋，每個氣缸蓋包括彼此相對的第一和第二壁，所述第一和第二壁從底部區域延伸，以限定腔，其中第一油道位於氣缸蓋內並且從所述腔隔離；形成通過第一氣缸蓋的腔的內表面的第二油道，所述形成包括第二油道與第一油道相交；組裝包括第一氣缸蓋的第一發動機組件，所述組裝包括將第一油控制閥緊固到氣缸蓋的底部區域以及將第一管道聯接到氣缸蓋中的第二油道和第一油控制閥中的第一埠，從而提供在第二油道與第一油控制閥之間的流體連通，所述緊固在加壓油供應與第一油控制閥的第二埠之間提供流體連通，所述聯接包括第一管道從第一油控制閥朝向第一壁延伸；將第一氣門升程機構安裝在腔內並且使得所述第一氣門升程機構與第一油道流體連通，當第一油控制閥提供在加壓油供應與第一油道之間的連通時，所述第一氣門升程機構可從提供第一氣門升程持續時間的第一模式切換至提供不同於第一氣門升程持續時間的第二氣門升程持續時間的第二模式；以及組裝包括第二氣缸蓋的第二發動機組件，而不經由第二油道在第一油道與腔之間提供連通，以及將第二氣門升程機構安裝在腔內。
全文摘要
本發明涉及用於液壓致動機構的模塊化發動機組件和流體控制組件。發動機組件可包括氣缸蓋和流體控制組件。氣缸蓋可包括彼此相對並且從限定腔的底部區域延伸的第一和第二壁。氣缸蓋可限定第一油道，所述第一油道延伸通過限定腔的內表面。流體控制組件可包括第一油控制閥和第一管道。第一油控制閥可固定到底部區域並且可限定與第一油道流體連通的第一埠和與氣缸蓋中的第二油道流體連通的第二埠。第一管道可從第一油控制閥朝向第一壁延伸，並且可提供在油控制閥的第一埠與氣缸蓋中的第一油道之間的流體連通。
文檔編號F01L13/00GK102192038SQ20111005721
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月10日 優先權日2010年3月10日
發明者W. 海曼 A., C. 道斯 E., J. 加倫 R., F. 斯普勒伊特 W. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司