一種緊湊型多模式氣門驅動系統的製作方法

2023-06-01 17:06:11

本發明涉及一種緊湊型多模式氣門驅動系統，屬於氣門驅動、變衝程及輔助制動領域。

背景技術：

隨著發動機保有量的急劇增加，能源與環境問題以及行車安全性問題已成為制約我國可持續發展的重大問題之一。因其能夠有效提高發動機動力輸出、降低油耗和排放，變衝程技術備受關注。發動機小型化（down-size）和低速化（down-speed）已成為公認的節能減排的發展趨勢。而發動機制動時，缸徑越小、轉速越低，制動效果越差。在車輛自身制動能力不斷減弱，車輛安全性越來越受到人們的重視，越來越多的國家將輔助制動系統列為車輛必備的附件之一的大背景下，實現二衝程制動模式勢在必行。

針對上述問題，提出了在驅動-制動全工況範圍內分區優化發動機性能的多模式發動機。在低速大扭矩驅動工況下，採用二衝程驅動模式，以滿足高動力輸出的要求；在其他驅動工況下，採用四衝程驅動模式，以滿足低油耗和低排放的要求；在車輛小負載制動工況下，採用四衝程制動模式，滿足車輛輕載、下短坡或緩坡時的要求；在車輛大負載制動工況下，採用二衝程制動模式，滿足車輛重載、下長坡或陡坡時的要求，實現高效分級制動要求。多模式發動機的實現關鍵在於可實現發動機四衝程驅動模式、二衝程驅動模式、四衝程制動模式和二衝程制動模式靈活切換的多模式氣門驅動系統的開發。

由於現有實用化的可變氣門驅動系統大多用於四衝程驅動模式的發動機，不能滿足多模式發動機的要求，因此開發一套可靠性高、結構簡單緊湊且滿足多模式發動機要求的氣門驅動系統勢在必行。

技術實現要素：

本發明的目的在於：通過設計一種緊湊型多模式氣門驅動系統，用於實現：（a）為了達到發動機高動力、低油耗、低排放和高效分級制動的運行，需要氣門驅動系統實現四衝程驅動、二衝程制動、四衝程制動和二衝程驅動四種模式。（b）為了滿足車輛對響應性的要求，特別是保證動力輸出不中斷，四衝程驅動模式和二衝程驅動模式之間要做到無縫切換。（c）為了進一步改善發動機的性能，並且儘可能減少前期投入，需要本發明與現有可變氣門技術相兼容，即可以直接或者通過微調後採用現有可變氣門機構。（d）為了拓展應用範圍，需要針對不同機型，提供不同的備選方案。（d）為了滿足市場需求，需要氣門驅動系統實現結構簡單緊湊、工作可靠、成本低廉等；為了提高零部件的通用性和可更換性，需要將各組件採用標準件或者設計成獨立模塊。

本發明所採用的技術方案是：這種緊湊型多模式氣門驅動系統包括排氣門組件和進氣門組件、設置有軸套的第一凸輪軸、設置有排氣制動凸輪的第二凸輪軸、搖臂、搖臂支點、進氣側氣門橋、切換組件、制動開關及制動開關復位彈簧。軸套上至少設置有進氣四衝程凸輪、進氣二衝程凸輪、排氣四衝程凸輪、排氣二衝程凸輪、第一切換槽和第二切換槽。搖臂至少包括進氣搖臂和排氣主搖臂。搖臂支點至少包括進氣搖臂支點和排氣主搖臂支點。切換組件包括第一切換組件和第二切換組件。進氣搖臂與進氣搖臂支點相接觸，排氣主搖臂與排氣主搖臂支點相接觸，制動開關與制動開關復位彈簧相接觸，進氣搖臂直接或通過進氣側氣門橋驅動進氣門組件。排氣主搖臂直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件，或通過氣門橋組件驅動排氣門組件。制動開關採用第一制動開關或者第二制動開關。制動開關採用第一制動開關時，第一制動開關與制動開關復位彈簧相接觸，排氣制動凸輪先直接或通過搖臂驅動第一制動開關，再直接或通過搖臂，最後直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件，或最後通過氣門橋組件驅動排氣門組件。制動開關採用第二制動開關時，增設排氣制動搖臂，排氣制動搖臂與制動開關復位彈簧相接觸，第二制動開關設置在固定件上或排氣制動搖臂上，排氣制動凸輪相應地先通過排氣制動搖臂或先通過排氣制動搖臂和第二制動開關，再直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件，或再通過氣門橋組件驅動排氣門組件。在四衝程驅動模式下，進氣搖臂與進氣四衝程凸輪相接觸，排氣主搖臂與排氣四衝程凸輪相接觸，制動開關失效。在二衝程驅動模式下，進氣搖臂與進氣二衝程凸輪相接觸，排氣主搖臂與排氣二衝程凸輪相接觸，制動開關失效。在四衝程制動模式下，進氣搖臂與進氣四衝程凸輪相接觸，排氣主搖臂與排氣四衝程凸輪相接觸，制動開關工作。在二衝程制動模式下，進氣搖臂與進氣二衝程凸輪相接觸，排氣主搖臂與排氣二衝程凸輪相接觸，制動開關工作。四衝程模式向二衝程模式切換時，第一切換組件工作。二衝程模式向四衝程模式切換時，第二切換組件工作。切換組件至少包括可伸縮的銷。銷的伸縮狀態由電磁、液壓或氣體控制。在凸輪與氣門組件之間的任意兩個接觸端之間設置可變氣門機構。

制動開關包括液壓活塞式制動開關和鎖定式制動開關。液壓活塞式制動開關至少包括一個或兩個液壓活塞、滑閥閥體、滑閥回復彈簧、單向閥閥芯、單向閥回復彈簧。或液壓活塞式制動開關還包括活塞襯套、滑閥襯套或活塞襯套和滑閥襯套的組合結構。鎖定式制動開關至少包括一個或者兩個第二鎖定活塞、第一鎖定塊、第二鎖定塊、制動鎖定彈簧、以及制動復位彈簧。或鎖定式制動開關還包括制動開關襯套、液壓間隙調節組件或制動開關襯套和液壓間隙調節組件的組合結構。第一制動開關採用兩個液壓活塞或者兩個鎖定活塞。第二制動開關採用一個液壓活塞或者一個鎖定活塞。

排氣主搖臂直接驅動排氣門組件時，排氣門組件包含氣門驅動輸入端和氣門制動輸入端。排氣主搖臂與氣門驅動輸入端相接觸，排氣制動搖臂、或制動開關直接或通過搖臂與氣門制動輸入端相接觸。

氣門傳動塊包括驅動輸入端、制動輸入端和輸出端。排氣主搖臂與驅動輸入端相接觸，排氣制動搖臂、或制動開關直接或通過搖臂與制動輸入端相接觸，輸出端驅動排氣門組件。

排氣門組件還包含第一排氣門組件和第二排氣門組件，排氣側氣門橋組件採用第一氣門橋組件、第二氣門橋組件或第三氣門橋組件。第一氣門橋組件包括第一氣門橋和第一傳動杆，第一氣門橋通過凸臺驅動第一傳動杆，第一氣門橋包括第一驅動輸入端和第一氣門橋輸出端，第一傳動杆包括第一制動輸入端和第一傳動杆輸出端，排氣主搖臂與第一驅動輸入端相接觸，制動開關或排氣制動搖臂與第一制動輸入端相接觸，第一氣門橋輸出端和第一傳動杆輸出端分別與第一排氣門組件和第二排氣門組件相接觸。第二氣門橋組件包括第二氣門橋和驅動搖臂復位彈簧，第二氣門橋包括第二制動輸入端、第二驅動輸入端、第二氣門橋第一輸出端和第二氣門橋第二輸出端，排氣主搖臂與第二驅動輸入端相接觸，制動開關或排氣制動搖臂與第二制動輸入端相接觸，第二氣門橋第一輸出端和第二氣門橋第二輸出端分別與第一排氣門組件和第二排氣門組件相接觸，驅動搖臂復位彈簧與排氣主搖臂相接觸。第三氣門橋組件包括第三氣門橋和第二傳動杆，第三氣門橋通過鉸接和凸臺驅動第二傳動杆，第三氣門橋包括第三驅動輸入端和第三氣門橋輸出端，第二傳動杆包括第三制動輸入端和第二傳動杆輸出端，排氣主搖臂與第三驅動輸入端相接觸，制動開關或排氣制動搖臂與第三制動輸入端相接觸，第三氣門橋輸出端和第二傳動杆輸出端分別與第一排氣門組件和第二排氣門組件相接觸。

凸輪直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸。第一制動開關直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸。

本發明的有益效果是：這種緊湊型多模式氣門驅動系統主要包括設置有軸套的第一凸輪軸、設置有排氣制動凸輪的第二凸輪軸、切換組件以及制動開關。軸套上設置有進氣四衝程凸輪、進氣二衝程凸輪、排氣四衝程凸輪、排氣二衝程凸輪以及兩個切換槽。（a）採用第一和第二切換組件控制軸套的軸向位置，實現二衝程和四衝程的切換；制動開關實現驅動和制動模式的切換，達到高動力、低油耗、低排放和高效分級制動。（b）模式間無縫切換，滿足車輛對響應性的要求，這尤其是對二衝程驅動模式與四衝程驅動模式之間切換時滿足響應快速且動力輸出連續至關重要。（c）通過增設可變氣門機構，可在每種模式下實現了可變氣門事件，最終實現了發動機在驅動-制動全工況範圍內更好的高動力輸出、低油耗、低排放和高效分級制動的效果；針對不同機型，提供電磁、液壓或氣動等多種方式控制切換組件，應用範圍廣。（d）各部件採用集成設計，系統結構簡單緊湊；各組件採用標準件或者被設計成獨立模塊，如制動開關，提高了零部件的通用性和可更換性。系統結構簡單緊湊、可靠性高、成本低廉、短期內實用化潛力高，具有良好的應用前景。

附圖說明

下面結合附圖與實施例對本發明進一步說明。

圖1是多模式氣門驅動系統第一方案示意圖。

圖2是多模式氣門驅動系統第二方案示意圖。

圖3是多模式氣門驅動系統第三方案示意圖。

圖4是多模式氣門驅動系統第四方案示意圖。

圖5是多模式氣門驅動系統第五方案示意圖。

圖6是第一氣門橋組件示意圖。

圖7是第二氣門橋示意圖。

圖8是第三氣門橋組件示意圖。

圖9是軸套第一方案展開示意圖。

圖10是軸套第二方案展開示意圖。

圖11是軸套第三方案展開示意圖。

圖12是液壓活塞式第一制動開關示意圖。

圖13是液壓活塞式第二制動開關第一方案示意圖。

圖14是液壓活塞式第二制動開關第二方案示意圖。

圖15是液壓活塞式第二制動開關第三方案示意圖。

圖16是液壓活塞式第二制動開關第四方案示意圖。

圖17是鎖定式第一制動開關第一方案示意圖。

圖18是鎖定式第一制動開關第二方案示意圖。

圖19是鎖定式第一制動開關第三方案示意圖。

圖20是鎖定式第二制動開關第一方案示意圖。

圖21是鎖定式第二制動開關第二方案示意圖。

圖22是鎖定式第二制動開關第三方案示意圖。

圖23是鎖定式第二制動開關第四方案示意圖。

圖24是鎖定式第二制動開關第五方案示意圖。

圖25是液壓活塞式第二制動開關第五方案示意圖。

圖26是氣門傳動塊示意圖。

圖27是搖臂直接驅動排氣門時的排氣門頭部示意圖。

圖中：101、第一凸輪軸；102、第二凸輪軸；2、軸套；201、排氣制動凸輪；251、進氣四衝程凸輪；252、進氣二衝程凸輪；261、排氣四衝程凸輪；262、排氣二衝程凸輪；271、第一切換槽；272、第二切換槽；301、進氣搖臂；302、排氣主搖臂；303、排氣制動搖臂；401、進氣搖臂支點；402、排氣主搖臂支點；403、排氣制動搖臂支點；5001、驅動輸入端；5002、制動輸入端；5003、輸出端；5101、氣門驅動輸入端；5102、氣門制動輸入端；501、第一氣門橋組件；511、第一氣門橋；5111、第一驅動輸入端；5112、第一氣門橋輸出端；512、第一傳動杆；5121、第一制動輸入端；5122、第一傳動杆輸出端；502、第二氣門橋組件；521、第二氣門橋；5211、第二制動輸入端；5212、第二驅動輸入端；5213、第二氣門橋第一輸出端；5214、第二氣門橋第二輸出端；503、進氣側氣門橋；611、第一排氣門組件；612、第二排氣門組件；621、第一進氣門組件；622、第二進氣門組件；61、hla閥芯；62、hla單向閥芯；63、hla單向閥彈簧；64、hla單向閥彈簧座；65、hla閥芯復位彈簧；66、hla限位；67、hla低壓腔；68、hla高壓腔；69、hla閥體；701、第一切換組件；702、第二切換組件；703、制動開關；710、液壓活塞；710a、第一液壓活塞；710b、第二液壓活塞；710k、活塞復位彈簧；711、滑閥閥體；712、滑閥回復彈簧；713、單向閥閥芯；714、單向閥回復彈簧；715、第一堵塊；716、第二堵塊；717、活塞襯套；718、滑閥襯套；719、第三堵塊；7110、單向油腔；73k、制動開關復位彈簧；7101、制動開關驅動油路；7102、制動開關洩油油路；7103、制動開關控制油路；731、驅動活塞；731a、第一驅動活塞；731b、第二驅動活塞；732a、第一鎖定塊；732b、第二鎖定塊；733、制動鎖定彈簧；734、驅動復位彈簧；735、驅動支點組件襯套；801、第一固定件；802、第二固定件；811、第一油路；812、第二油路；9、可變氣門機構。

具體實施方式

本發明涉及一種緊湊型多模式氣門驅動系統，它包括排氣門組件和進氣門組件。它還包括設置有軸套2的第一凸輪軸101、設置有排氣制動凸輪201的第二凸輪軸102、搖臂、搖臂支點、進氣側氣門橋503、切換組件、制動開關703及制動開關復位彈簧73k。軸套2上至少設置有進氣四衝程凸輪251、進氣二衝程凸輪252、排氣四衝程凸輪261、排氣二衝程凸輪262、第一切換槽271和第二切換槽272，搖臂至少包括進氣搖臂301和排氣主搖臂302，搖臂支點至少包括進氣搖臂支點401和排氣主搖臂支點402，切換組件包括第一切換組件701和第二切換組件702。進氣搖臂301與進氣搖臂支點401相接觸，排氣主搖臂302與排氣主搖臂支點402相接觸。制動開關703採用第一制動開關或者第二制動開關。制動開關703採用第一制動開關時，如圖1和圖5，第一制動開關與制動開關復位彈簧73k相接觸。制動開關703採用第二制動開關時，如圖2-圖4，增設排氣制動搖臂303，排氣制動搖臂303與制動開關復位彈簧73k相接觸，第二制動開關設置在固定件上或排氣制動搖臂303上。對於只有一個進氣門組件的發動機，進氣搖臂301直接驅動一個進氣門組件。對於不止一個進氣門組件的發動機，進氣搖臂301通過進氣側氣門橋503驅動多個進氣門組件。對於只有一個排氣門組件的發動機，排氣主搖臂302直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件；制動開關703採用第一制動開關時，排氣制動凸輪201先直接或通過搖臂驅動第一制動開關，再直接或通過搖臂，最後直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件；制動開關703採用第二制動開關時，排氣制動凸輪201相應地先通過排氣制動搖臂303或先通過排氣制動搖臂303和第二制動開關，再直接或通過排氣側的氣門傳動塊驅動排氣門組件。對於不止一個排氣門組件的發動機，排氣主搖臂302通過排氣側的氣門橋組件驅動多個排氣門組件；制動開關703採用第一制動開關時，排氣制動凸輪201先直接或通過搖臂驅動第一制動開關，再直接或通過搖臂，最後通過氣門橋組件驅動排氣門組件；制動開關703採用第二制動開關時，排氣制動凸輪201相應地先通過排氣制動搖臂303或先通過排氣制動搖臂303和第二制動開關，再通過氣門橋組件驅動排氣門組件。凸輪直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸，或第一制動開關直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸，以適應不同發動機凸輪軸放置位置。凸輪與氣門組件之間的任意兩個接觸端之間設置可變氣門機構9。圖1-圖5是該系統的五種實施方案示意圖。

圖27是搖臂直接驅動排氣門時的排氣門頭部示意圖。排氣主搖臂302直接驅動排氣門組件時，排氣門組件包含氣門驅動輸入端5101和氣門制動輸入端5102。排氣主搖臂302與氣門驅動輸入端5101相接觸，排氣制動搖臂303、或制動開關703直接或通過搖臂與氣門制動輸入端5102相接觸。

圖26是氣門傳動塊示意圖。氣門傳動塊包括驅動輸入端5001、制動輸入端5002和輸出端5003。排氣主搖臂302與驅動輸入端5001相接觸，排氣制動搖臂303、或制動開關703直接或通過搖臂與制動輸入端5002相接觸，輸出端5003驅動排氣門組件。

對於進氣側或排氣側不止一個氣門時，需要增設氣門橋組件來驅動氣門組件。如進氣門組件可包含第一進氣門組件621和第二進氣門組件622，採用進氣側氣門橋503來驅動兩個進氣門。如排氣門組件還包含第一排氣門組件611和第二排氣門組件612。排氣側氣門橋組件採用第一氣門橋組件501、第二氣門橋組件502或第三氣門橋組件。如圖6，第一氣門橋組件501包括第一氣門橋511和第一傳動杆512，第一氣門橋511通過凸臺驅動第一傳動杆512，第一氣門橋511包括第一驅動輸入端5111和第一氣門橋輸出端5112，第一傳動杆512包括第一制動輸入端5121和第一傳動杆輸出端5122，排氣主搖臂302與第一驅動輸入端5111相接觸，制動開關703或排氣制動搖臂303與第一制動輸入端5121相接觸，第一氣門橋輸出端5112和第一傳動杆輸出端5122分別與第一排氣門組件611和第二排氣門組件612相接觸。如圖7，第二氣門橋組件502包括第二氣門橋521和驅動搖臂復位彈簧，第二氣門橋521包括第二制動輸入端5211、第二驅動輸入端5212、第二氣門橋第一輸出端5213和第二氣門橋第二輸出端5214，排氣主搖臂302與第二驅動輸入端5212相接觸，制動開關703或排氣制動搖臂303與第二制動輸入端5211相接觸，第二氣門橋第一輸出端5213和第二氣門橋第二輸出端5214分別與第一排氣門組件611和第二排氣門組件612相接觸，驅動搖臂復位彈簧與排氣主搖臂302相接觸。如圖8，第三氣門橋組件包括第三氣門橋531和第二傳動杆532，第三氣門橋531通過鉸接和凸臺驅動第二傳動杆532，第三氣門橋531包括第三驅動輸入端5311和第三氣門橋輸出端5312，第二傳動杆532包括第三制動輸入端5321和第二傳動杆輸出端5322，排氣主搖臂302與第三驅動輸入端5311相接觸，制動開關703或排氣制動搖臂303與第三制動輸入端5321相接觸，第三氣門橋輸出端5312和第二傳動杆輸出端5322分別與第一排氣門組件611和第二排氣門組件612相接觸。

在四衝程驅動模式下，進氣搖臂301與進氣四衝程凸輪251相接觸，排氣主搖臂302與排氣四衝程凸輪261相接觸，制動開關703失效。在二衝程驅動模式下，進氣搖臂301與進氣二衝程凸輪252相接觸，排氣主搖臂302與排氣二衝程凸輪262相接觸，制動開關703失效。在四衝程制動模式下，進氣搖臂301與進氣四衝程凸輪251相接觸，排氣主搖臂302與排氣四衝程凸輪261相接觸，制動開關703工作。在二衝程制動模式下，進氣搖臂301與進氣二衝程凸輪252相接觸，排氣主搖臂302與排氣二衝程凸輪262相接觸，制動開關703工作。設置制動開關復位彈簧73k的目的是在制動開關703失效，即驅動模式下，排氣制動凸輪201始終與制動開關703相接觸，避免隨著第二凸輪軸102的旋轉以及隨著排氣門的啟閉，出現零部件之間的碰撞。進氣四衝程凸輪251實現進氣門在進排氣上止點附近開啟，在緊接著的下止點附近關閉；排氣四衝程凸輪261實現排氣門在排氣下止點附近開啟，在緊接著的進排氣上止點附近關閉；進氣二衝程凸輪252實現進氣門在每個下止點附近啟閉；排氣二衝程凸輪262實現排氣門在每個下止點附近啟閉；排氣制動凸輪101實現排氣門在每個上止點附近啟閉。本發明採用採用兩個切換組件控制軸套的軸向位置，實現二衝程和四衝程的無縫切換；一個制動開關實現驅動和制動模式的切換。

切換組件至少包括可伸縮的銷。銷的伸縮狀態由電磁、液壓或氣體控制。圖4中，切換組件採用液壓或氣體控制的傳統柱塞偶件。第一切換組件701與第一油路811相連，第二切換組件702與第二油路812相連，採用兩個控制閥分別控制這兩個油路的壓力狀態。當切換組件工作時，銷伸出；當切換組件不工作時，銷保持縮回狀態。定義：第一切換組件701對應的銷為銷1，第二切換組件702對應的銷為銷2。

根據待切換的兩種模式所採用的凸輪的公共基圓段，確定最大可切換區間。根據凸輪與後續部件的接觸點（凸輪輸出點）的周向位置、凸輪軸的旋轉方向以及切換機構的周向位置，確定切換槽的切換區間。所述任意一種條件改變時，需要調節其他條件。因此，在實際情況下，需要根據實際機型來確定凸輪的公共基圓段、凸輪軸的旋轉方向和凸輪輸出點的周向位置，調整切換槽的切換區間和切換機構的周向位置。本發明列出的實施方案中，第一凸輪軸101為逆時針旋轉，第二凸輪軸102為順時針旋轉，切換組件的周向位置採用兩種不同的方案，如圖9和圖11。此外，第一和第二切換槽可以相互分離，如圖9和圖11；通過合併二者的公共導向段，可將二者合併成一體，如圖10。

四衝程模式向二衝程模式切換時，第一切換組件701工作，銷1伸出到第一切換槽271內，隨著第一凸輪軸101的旋轉，銷1推動軸套2向左移動，驅動進氣搖臂301的凸輪由進氣四衝程凸輪251切換成進氣二衝程凸輪252，驅動排氣搖臂302的凸輪由排氣四衝程凸輪261切換成排氣二衝程凸輪262。二衝程模式向四衝程模式切換時，第二切換組件702工作，銷2伸出到第二切換槽272內，隨著第一凸輪軸101的旋轉，銷2推動軸套2向右移動，驅動進氣搖臂301的凸輪由進氣二衝程凸輪252切換成進氣四衝程凸輪251，驅動排氣搖臂302的凸輪由排氣二衝程凸輪262切換成排氣四衝程凸輪261。注意：系統示意圖中，向著紙面外部移動為向左移動，反之為向右移動。

由上述可見，通過控制各切換組件的狀態，實現四衝程模式和二衝程模式。當切換組件工作，相應的銷伸出到切換槽內後，模式間切換在一個循環內完成，這對二衝程驅動模式與四衝程驅動模式之間切換時滿足響應快速且動力輸出連續至關重要。

制動開關包括液壓活塞式制動開關和鎖定式制動開關。液壓活塞式制動開關至少包括一個或兩個液壓活塞、滑閥閥體711、滑閥回復彈簧712、單向閥閥芯713、單向閥回復彈簧714。設置第一堵塊715的目的是保證單向閥閥芯713和單向閥回復彈簧714可以安裝在滑閥閥體711內，並且形成單向油腔7110。圖12、圖13和圖16中，單向閥閥芯713出口側的滑閥閥體711上設置第一堵塊715，圖14在單向閥閥芯713入口側的滑閥閥體711上設置第一堵塊715。圖1-圖16中，設置第二堵塊716的目的是保證滑閥閥體711和滑閥回復彈簧712的拆裝、充當滑閥回復彈簧712的固定彈簧座以及保證制動開關洩油油路7102油路暢通。圖15在單向閥閥芯713入口側的制動開關控制油路7103內設置第三堵塊719，其目的是擔當單向閥閥芯713在單向閥處於關閉位置下的限位以及保證制動開關控制油路7103暢通。圖25是液壓活塞式第二制動開關第五方案示意圖，通過改變制動開關控制油路7103的油路方向，並且利用固定件或滑閥襯套718來對單向閥閥芯713進行限位，從而可以取消第三堵塊719。通過改變制動開關控制油路7103的油路方向，並且利用固定件或滑閥襯套718來對單向閥閥芯713進行限位，從而可以取消第三堵塊719。圖12是液壓活塞式第一制動開關示意圖，用於如圖1和圖5所示的多模式氣門驅動系統方案。它具有兩個液壓活塞，即第一液壓活塞710a和第二液壓活塞710b，排氣制動凸輪201與第二液壓活塞710b相接觸，第一液壓活塞710a與排氣側氣門橋組件的制動輸入端相接觸，第一液壓活塞710a還與制動開關復位彈簧73k相接觸。圖13-圖16分別是液壓活塞式第二制動開關的四種方案示意圖，用於如圖2-圖4所示的排氣制動搖臂303的情況，它具有一個液壓活塞710，液壓活塞710的輸出端的接觸對象由制動開關703的布置位置決定，制動開關復位彈簧73k與排氣制動搖臂303相接觸。液壓活塞式制動開關還可以包括活塞襯套717、滑閥襯套718或活塞襯套717和滑閥襯套718的組合結構。圖16為包括活塞襯套717和滑閥襯套718的情況。活塞襯套717或滑閥襯套718同樣提高了零部件的通用性和可更換性。

當制動開關控制油路7103為低壓油時，滑閥回復彈簧712保持滑閥閥體711處於失效位置，單向閥回復彈簧714保持單向閥閥芯713處於關閉位置，此時，制動開關驅動油路7101與制動開關洩油油路7102相連，制動開關控制油路7103被截止，液壓活塞處於失效位置，即第一制動開關失效。當制動開關控制油路7103切換為高壓油時，滑閥回復彈簧712被壓縮，滑閥閥體711移動至工作位置，制動開關洩油油路7102被截止，單向閥回復彈簧714被壓縮，制動開關控制油路7103內的液壓油通過制動單向閥與單向油腔7110及制動開關驅動油路7101後，推動液壓活塞運行至工作位置，即第一制動開關工作。當制動開關控制油路7103再次切換為低壓油時，滑閥回復彈簧712推動滑閥閥體711移動到失效位置，此時，制動開關驅動油路7101與制動開關洩油油路7102再次相連，制動開關控制油路7103再次被截止，在氣門彈簧、制動開關復位彈簧73k以及排氣制動凸輪201的作用下，對於圖13還包括活塞復位彈簧710k的作用，液壓活塞再次運行失效位置，即第一制動開關再次失效。對於圖12而言，上述活塞包括第一液壓活塞710a和第二液壓活塞710b，對於圖13到圖16而言，上述活塞為液壓活塞710。

鎖定式制動開關至少包括一個或者兩個第二鎖定活塞、第一鎖定塊732a、第二鎖定塊732b、制動鎖定彈簧733、以及制動復位彈簧734。圖17-圖19分別是鎖定式第一制動開關的三種方案示意圖，用於如圖1和圖5所示的多模式氣門驅動系統方案。它具有兩個鎖定活塞，即第一鎖定活塞731a和第二鎖定活塞731b，排氣制動凸輪201與第二鎖定活塞731b相接觸，第一鎖定活塞731a與排氣側氣門橋組件的制動輸入端相接觸，第一鎖定活塞731a還與制動開關復位彈簧73k相接觸。圖20-圖24是鎖定式第二制動開關的五種方案示意圖，用於如圖2-圖4所示的排氣制動搖臂303的情況。它具有一個鎖定活塞731，鎖定活塞731的輸出端的接觸對象由制動開關703的布置位置決定，制動開關復位彈簧73k與排氣制動搖臂303相接觸。鎖定式制動開關還可以包括制動開關襯套735、液壓間隙調節組件或制動開關襯套735和液壓間隙調節組件的組合結構。制動開關襯套735提高了零部件的通用性和可更換性。增設液壓間隙調節組件時，制動開關在保證氣門驅動系統傳遞動力的前提下，增加了自動補償由於加工、裝配、磨損、冷態與熱態溫度變化等導致氣門間隙的功能，減小衝擊，提高各零件的使用壽命，以提高發動機工作可靠性，降低噪聲，減小振動。

對於鎖定式第一制動開關而言，如圖17-圖19。當制動開關控制油路7103為高壓油時，制動鎖定彈簧733被壓縮，第一鎖定塊732a和第二鎖定塊732b均被液壓油推動向內運行，最終第二鎖定塊732b被推到同時處於第一鎖定活塞731a和第二鎖定活塞731b內，即第一鎖定活塞731a和第二鎖定活塞731b被鎖定成一體，即鎖定式第一制動開關工作。當制動開關控制油路7103為低壓油時，制動鎖定彈簧733的作用下，第一鎖定塊732a和第二鎖定塊732b均被推動向外運行，最終第二鎖定塊732b完全處於第二鎖定活塞731b內，第一鎖定塊732a完全處於第一鎖定活塞731a內，即第一鎖定活塞731a的運動和第二鎖定活塞731b的運動相互獨立，即鎖定式第一制動開關失效。對於鎖定式第二制動開關而言，如圖20-圖24。當制動開關控制油路7103為高壓油時，制動鎖定彈簧733被壓縮，第一鎖定塊732a和第二鎖定塊732b均被液壓油推動向內運行，最終第二鎖定塊732b被推到同時處於鎖定活塞731和外殼內，即鎖定活塞731和外殼被鎖定成一體，即鎖定式第二制動開關工作。當制動開關控制油路7103為低壓油時，制動鎖定彈簧733的作用下，第一鎖定塊732a和第二鎖定塊732b均被推動向外運行，最終第二鎖定塊732b完全處於外殼內，第一鎖定塊732a完全處於鎖定活塞731內，即鎖定活塞731的運動和外殼的運動相互獨立，即鎖定式第二制動開關失效。對於鎖定式第二制動開關設置在排氣制動搖臂303上時，上述外殼為排氣制動搖臂303；鎖定式第二制動開關設置在固定件上時，上述外殼為固定件。

對於安裝在固定件內的制動開關703而言，減少氣門驅動系統的運動件數量、降低其質量，實現低能耗。本發明中，動密封採用常規柱塞偶件密封，靜密封採用常規密封圈等密封方式，不僅保證零洩漏，而且成本低廉。

由上可見，切換機構通過控制軸套2的軸向位置，實現二衝程模式和四衝程模式之間的切換；制動開關703則實現了驅動模式和制動模式之間的切換。切換機構和制動開關703相配合實現了四衝程驅動模式、二衝程驅動模式、四衝程制動模式和二衝程制動模式之間的切換，達到高動力、低油耗、低排放和高效分級制動。軸移式切換方式可實現模式間無縫切換，滿足車輛對響應性的要求，這尤其是對二衝程驅動模式與四衝程驅動模式之間切換時滿足響應快速且動力輸出連續至關重要。本發明還通過增設可變氣門機構9，可在每種模式下實現了可變氣門事件，最終實現了發動機在驅動-制動全工況範圍內更好的高動力輸出、低油耗、低排放和高效分級制動的效果。制動開關等部件採用集成設計，系統結構簡單緊湊並且提高了零部件的通用性和可更換性。本系統結構簡單緊湊、可靠性高、成本低廉、低能耗、零洩漏、短期內實用化潛力高，具有良好的應用前景。