一種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法與流程

2023-05-13 13:41:16

本發明涉及一種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法，屬於內燃機氣門驅動領域。

背景技術：

隨著能源和環境問題的日益嚴重，以及人們對車輛的駕駛性和安全性的專注，未來發動機需要在滿足排放指標的前提下，綜合考慮動力性、經濟性、排放性和安全性。這就需要在驅動和制動全工況範圍內，優化發動機性能。而目前備受關注的可變氣門、可變衝程數、停缸、輔助制動、新型燃燒方式、可變壓縮比、可變EGR等技術大多只在發動機小範圍運行工況區域內對其性能進行改善。如現有可變氣門技術只應用於在固定衝程數發動機的驅動工況下，並且大多用於汽油機的進氣門來降低泵氣損失。可變衝程數技術在國內外尚處於研究階段，並且只用於驅動工況下。現有具有停缸技術的車型只能提供停缸功能，因此，對油耗改善程度偏低，大多只能獲得7％左右的油耗降低。另一方面，隨著發動機保有量的急劇增加，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。然而目前輔助制動系統大多存在制動部件長時間工作容易過熱、制動效率快速降低、制動效率可控程度低、制動時車輛容易跑偏、制動系統佔用有限的車輛空間等問題。在目前發動機輔助制動技術中，減壓輔助制動技術的制動效果最好，它是在進/排氣門運行情況不變的基礎上，在壓縮上止點附近以較小開度開啟排氣門或者減壓閥來實現減壓制動效果，發動機每720°曲軸轉角實現一次制動循環，屬於四衝程制動，其制動效果無法滿足車輛大負載制動時的要求。

針對上述發動機研究領域的問題，大連理工大學內燃機研究所燃燒課題組基於在驅動-制動全工況範圍內分區優化發動機性能的思想，提出一種多模式發動機，並且給出各種模式的應用工況以及對氣門啟閉時刻的要求：在低速大負荷的驅動工況下，採用二衝程驅動模式，以達到提高動力輸出的目的；在其他發動機驅動工況下，採用四衝程驅動模式，以達到降低燃油消耗和排放物生成的目的；在大負載制動工況下，採用二衝程制動模式，以達到提高制動功率輸出的目的；在小負載制動工況下，採用四衝程制動模式，根據制動負載的要求，改變制動模式的衝程數來調節制動輸出，以達到提高車輛安全性的目的。

目前，實用化了的可變氣門驅動系統大多保留了配氣凸輪，大多採用機械式結構，主要分為：1)凸輪軸調相式，如TOYOTA的VVT系統、BMW的Vanos系統等；2)分階段可變氣門升程式，如Honda的VTEC系統等；3)連續可變氣門升程式，如BMW的Valvetronic系統、Hyundai的CVVL系統等，這類系統通過控制中間傳動機構來實現發動機各缸氣門的啟閉正時和最大行程三者的同步調節。

較有凸輪可變氣門驅動系統而言，無凸輪系統可實現更加靈活的氣門事件，同時結構複雜、成本昂貴，並且需要在可靠性、耐用性和氣門熱膨脹補償控制等方面進行更加深入的研究。這類系統主要包括電磁式和電液式兩類。電磁式系統在運動精確控制、氣門升程可調程度等方面有待進一步改善。較電磁式系統而言，電液式系統具有相對更高的氣門可調靈活度、更高的功率密度、布置靈活等特點，是目前最具潛力的可變氣門驅動系統。該系統主要包括共軌供油式和凸輪供油式兩大類。

共軌供油式系統取消了配氣凸輪，通過控制電磁閥的啟閉狀態和蓄能器內驅動油的壓力，調節氣門的啟閉正時和最大行程。Ford公司、Lucas公司等對此進行過研究，未來仍需在系統成本、響應速度、佔用空間等方面進行深入的研究。隨著發動機缸數、單缸氣門數以及轉速的增加，該系統還存在：a)共軌管體積龐大、空間布置困難的問題；b)系統中所使用的高速大流量電磁閥的數量過多，以及由目前電磁閥材料與加工工藝決定的電磁閥成本較高，因此，該系統的整體成本較高。這些問題造成了傳統共軌供油式系統車用化較為困難，這類系統廣泛應用於低速船用二衝程發動機的排氣門上。

通過綜合機械式和共軌供油式系統的優勢，凸輪供油式系統受到了研究人員和生產廠商的廣泛關注，如FIAT的Multiair系統、ABB的VCM系統等。這類系統採用凸輪-柱塞式供油器來取代蓄能器，佔用空間小，可實現氣門的啟閉正時的獨立調節，啟閉正時決定行程。這類系統仍需要在以下兩個方面加以改進：a)系統所需供油器和電磁閥的數量較多，系統整體成本偏高；b)氣門運行可調範圍受到供油和控制裝置的限制，無法實現氣門啟閉正時和行程三者之間的獨立調節，也實現不了發動機二衝程驅動模式和二衝程制動模式要求的360°CA/循環的氣門運行過程等。

發動機實際應用領域不同，對發動機性能的要求不同，如對於單一模式的發動機，為滿足不同工況換氣等方面的性能要求，需要在單一模式的不同工況下採用不同的氣門升程曲線。又如以滿足低速大扭矩動力輸出為主的車輛可採用四衝程驅動模式和二衝程驅動模式；如以滿足重載車輛的輔助制動安全性為主的車輛可採用四衝程驅動模式和二衝程制動模式等；如以滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛還可採用四衝程驅動模式、四衝程制動模式和二衝程制動模式；如以同時需要滿足低速大扭矩動力輸出和滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛採用四衝程驅動模式、二衝程驅動模式和二衝程制動模式等。這些車輛要求可變氣門驅動系統需要具備上述相應的多種模式。此外，發動機成本和安裝等要求可變氣門驅動系統結構簡單、成本低。因此，需要開發一款結構簡單緊湊、控制容易、成本低廉，並且能夠滿足發動機單模式不同工況或者多模式要求的可變氣門驅動系統。

技術實現要素：

本發明的目的在於：通過設計一種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法，用於實現：(a)為了簡化系統結構和控制方法，本發明採用一套第一控制機構驅動發動機多個氣缸的第一執行機構來實現這些氣缸的凸輪軸軸套向左移動，一套第二控制機構控制發動機多個氣缸的第二執行機構來實現這些氣缸的凸輪軸軸套向右移動，來最終實現這些氣缸的凸輪軸軸套上的兩個凸輪之間的切換；(b)為了簡化控制過程，本發明的第一控制機構和第二控制機構的控制時刻與曲軸轉角無關；(c)為了滿足實際應用不同領域對氣門驅動系統的要求，本發明只需要更換兩個凸輪來滿足單模式發動機不同工況的要求和多模式發動機不同模式的要求；(d)為了加快本發明實用化進程，各機構採用成熟技術。

本發明所採用的技術方案是：這種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法包括氣門驅動機構。它還包括凸輪軸、凸輪軸軸套、執行機構、控制機構、高壓源、低壓源。凸輪軸軸套上設置有第一切換槽和第二切換槽。凸輪軸軸套上還設置有第一凸輪和第二凸輪。第一凸輪或者第二凸輪直接或者通過傳動機構驅動氣門驅動機構運動。凸輪軸軸套沿凸輪軸軸向移動。執行機構採用往復活塞式結構，包括第一執行機構和第二執行機構。第一執行機構包括第一執行機構驅動口和第一執行機構驅動銷，第二執行機構包括第二執行機構驅動口和第二執行機構驅動銷。控制機構包括第一控制機構和第二控制機構。第一控制機構包括第一控制機構高壓口、第一控制機構低壓口和第一控制機構驅動口，第二控制機構包括第二控制機構高壓口、第二控制機構低壓口和第二控制機構驅動口。第一執行機構驅動口與第一控制機構驅動口相連，第二執行機構驅動口與第二控制機構驅動口相連，第一控制機構高壓口和第二控制機構高壓口均與高壓源相連，第一控制機構低壓口和第二控制機構低壓口均與低壓源相連。第一控制機構不被激勵時，第一控制機構高壓口被堵塞，第一控制機構低壓口與第一控制機構驅動口相連。第一控制機構被激勵時，第一控制機構低壓口被堵塞，第一控制機構高壓口與第一控制機構驅動口相連。第二控制機構不被激勵時，第二控制機構高壓口被堵塞，第二控制機構低壓口與第二控制機構驅動口相連。第二控制機構被激勵時，第二控制機構低壓口被堵塞，第二控制機構高壓口與第二控制機構驅動口相連。

當前驅動氣門驅動機構是第一凸輪，並且第一控制機構被激勵，第二控制機構不被激勵時，第一執行機構驅動銷下行並且伸入第一切換槽內，推動凸輪軸軸套向左移動，驅動氣門驅動機構由第一凸輪切換成第二凸輪。當前驅動氣門驅動機構是第二凸輪，第一控制機構不被激勵，第二控制機構被激勵時，第二執行機構驅動銷下行並且伸入第二切換槽內，推動凸輪軸軸套向右移動，驅動氣門驅動機構由第二凸輪切換成第一凸輪。第一控制機構和第二控制機構均不被激勵時，凸輪軸軸套不進行軸向移動。

發動機具有多個凸輪軸軸套。設置與凸輪軸軸套數量相等的第一執行機構這些第一執行機構的驅動口均與第一控制機構驅動口相連。設置與凸輪軸軸套數量相等的第二執行機構，這些第二執行機構的驅動口均與第二控制機構驅動口相連。

第一執行機構還包括第一執行機構復位彈簧，第二執行機構還包括第二執行機構復位彈簧。

第一執行機構還包括第一執行機構復位口，第二執行機構還包括第二執行機構復位口，第一控制機構還包括第一控制機構復位口，第二控制機構還包括第二控制機構復位口。第一執行機構復位口與第一控制機構復位口相連，第二執行機構復位口與第二控制機構復位口相連。第一控制機構不被激勵時，第一控制機構高壓口與第一控制機構復位口相連，第一控制機構低壓口與第一控制機構驅動口相連。第一控制機構被激勵時，第一控制機構低壓口與第一控制機構復位口相連，第一控制機構高壓口與第一控制機構驅動口相連。第二控制機構不被激勵時，第二控制機構高壓口與第二控制機構復位口相連，第二控制機構低壓口與第二控制機構驅動口相連。第二控制機構被激勵時，第二控制機構低壓口與第二控制機構復位口相連，第二控制機構高壓口與第二控制機構驅動口相連。

系統增加氣門控制機構和氣門調節機構。氣門調節機構具有氣門調節機構輸入端、氣門調節機構輸出端和氣門調節機構調節端。凸輪直接或通過傳動機構驅動氣門調節機構輸入端，氣門控制機構直接或通過傳動機構調節氣門調節機構調節端，氣門調節機構輸出端直接或通過傳動機構驅動氣門驅動機構。

系統增加一個氣門驅動機構，即第一氣門驅動機構和第二氣門驅動機構，增加氣門驅動橋。凸輪先直接或通過傳動機構，再通過氣門驅動橋，最後分別直接或通過傳動機構驅動第一氣門驅動機構和第二氣門驅動機構。

第一切換槽和第二切換槽完全分離，或者第一切換槽右側過渡段和第二切換槽左側過渡段相重合。

所述傳動機構為滑塊、推桿、搖臂、擺臂、四桿機構，或者液壓主從活塞式機構。

本發明的有益效果是：(a)這種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法，包括凸輪軸軸套、第一執行機構、第二執行機構、第一控制機構、第二控制機構、高壓源、低壓源等。凸輪軸軸套上設置有兩個凸輪和兩個切換槽；採用一套第一控制機構驅動發動機多個氣缸的第一執行機構來實現這些氣缸的凸輪軸軸套向左移動，一套第二控制機構控制多個氣缸的第二執行機構來實現這些的凸輪軸軸套向右移動，最終實現多個氣缸的凸輪軸軸套上的兩個凸輪之間的切換，達到了簡化系統結構和控制方法的目的；(b)本發明的第一控制機構和第二控制機構的控制時刻與曲軸轉角無關，需要進行切換時，只需要根據切換方向來選擇激勵第一控制機構或者第二控制機構即可，極大地簡化了控制過程；(c)根據對於實際應用領域的不同來更換凸輪，滿足了單模式發動機不同工況的要求和多模式發動機不同模式的要求，這對於簡化車輛改裝極為有利；(d)各機構採用成熟技術，極大地加快本發明實用化進程。

附圖說明

下面結合附圖與實施例對本發明進三步說明。

圖1是採用完全分離式切換槽和無復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖2是採用完全分離式切換槽和彈簧復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖3是採用完全分離式切換槽和液壓復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖4是採用部分重合式切換槽和彈簧復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖5是採用完全分離式切換槽和彈簧復位機構的具有兩個凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖6是具有氣門調節機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖7是四衝程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖8是四衝程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖9是四衝程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖10是四衝程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖11是四衝程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖12是二衝程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖13是二衝程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖13是二衝程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖14是二衝程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖15是具有氣門驅動橋的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖16是具有兩組凸輪的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖中：1、缸蓋；2、氣門驅動機構；201、第一氣門驅動機構；202、第二氣門驅動機構；2-1、一號氣門驅動機構；2-2、二號氣門驅動機構；2A、左側氣門驅動機構；2B、右側氣門驅動機構；3、凸輪軸；3-1、一號凸輪軸；3-2、二號凸輪軸；401、第一凸輪；402、第二凸輪；404、第一切換槽；405、第二切換槽；401-1、一號第一凸輪；402-1、一號第二凸輪；401A、左側第一凸輪；402A、左側第二凸輪；401B、右側第一凸輪；402B、右側第二凸輪；404-1、一號第一切換槽；405-1、一號第二切換槽；401-2、二號第一凸輪；402-2、二號第二凸輪；404-2、二號第一切換槽；405-2、二號第二切換槽；501、第一執行機構；501a、第一執行機構驅動口；501b、第一執行機構切換銷；501k、第一執行機構復位彈簧；501h、第一執行機構復位口；502、第二執行機構；502a、第二執行機構驅動口；502b、第二執行機構切換銷；502k、第二執行機構復位彈簧；502h、第二執行機構復位口；501-1、一號第一執行機構；501a-1、一號第一執行機構驅動口；501b-1、一號第一執行機構切換銷；501k-1、一號第一執行機構復位彈簧；502-1、一號第二執行機構；502a-1、一號第二執行機構驅動口；502b-1、一號第二執行機構切換銷；502k-1、一號第二執行機構復位彈簧；501-2、二號第一執行機構；501a-2、二號第一執行機構驅動口；501b-2、二號第一執行機構切換銷；501k-2、二號第一執行機構復位彈簧；502-2、二號第二執行機構；502a-2、二號第二執行機構驅動口；502b-2、二號第二執行機構切換銷；502k-2、二號第二執行機構復位彈簧；601、第一控制機構；601a、第一控制機構驅動口；601p、第一控制機構高壓口；601t、第一控制機構低壓口；601h、第一控制機構復位口；602、第二控制機構；602a、第二控制機構驅動口；602p、第二控制機構高壓口；602t、第二控制機構低壓口；602h、第二控制機構復位口；7、高壓源；8、低壓源；901、第一共軌腔；902、第二共軌腔；10、氣門控制機構；11、氣門調節機構；11a、氣門調節機構輸入端；11b、氣門調節機構輸出端；11c、氣門調節機構調節端；12、氣門驅動橋。

具體實施方式

本發明涉及一種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法。這種集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統及其控制方法包括氣門驅動機構2。它還包括凸輪軸3、凸輪軸軸套4、執行機構、控制機構、高壓源7、低壓源8。凸輪軸軸套4上設置有第一切換槽404和第二切換槽405。凸輪軸軸套4上還設置有第一凸輪401和第二凸輪402。第一凸輪401或者第二凸輪402直接或者通過傳動機構驅動氣門驅動機構2運動。凸輪軸軸套4沿凸輪軸3軸向移動。執行機構採用往復活塞式結構，包括第一執行機構501和第二執行機構502。圖1是採用完全分離式切換槽和無復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。第一執行機構501包括第一執行機構驅動口501a和第一執行機構驅動銷501b，第二執行機構502包括第二執行機構驅動口502a和第二執行機構驅動銷502b。控制機構包括第一控制機構601和第二控制機構602。第一控制機構601包括第一控制機構高壓口601p、第一控制機構低壓口601t和第一控制機構驅動口601a，第二控制機構602包括第二控制機構高壓口602p、第二控制機構低壓口602t和第二控制機構驅動口602a。第一執行機構驅動口501a與第一控制機構驅動口601a相連，第二執行機構驅動口502a與第二控制機構驅動口602a相連，第一控制機構高壓口601p和第二控制機構高壓口602p均與高壓源7相連，第一控制機構低壓口601t和第二控制機構低壓口602t均與低壓源8相連。第一控制機構601不被激勵時，第一控制機構高壓口601p被堵塞，第一控制機構低壓口601t與第一控制機構驅動口601a相連。第一控制機構601被激勵時，第一控制機構低壓口601t被堵塞，第一控制機構高壓口601p與第一控制機構驅動口601a相連。第二控制機構602不被激勵時，第二控制機構高壓口602p被堵塞，第二控制機構低壓口602t與第二控制機構驅動口602a相連。第二控制機構602被激勵時，第二控制機構低壓口602t被堵塞，第二控制機構高壓口602p與第二控制機構驅動口602a相連。

當前驅動氣門驅動機構2是第一凸輪401，並且第一控制機構601被激勵，第二控制機構602不被激勵時，第一執行機構驅動銷501b下行並且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門驅動機構2由第一凸輪401切換成第二凸輪402。當前驅動氣門驅動機構2是第二凸輪402，第一控制機構601不被激勵，第二控制機構602被激勵時，第二執行機構驅動銷502b下行並且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門驅動機構2 由第二凸輪402切換成第一凸輪401。第一控制機構601和第二控制機構602均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。所述傳動機構為滑塊、推桿、搖臂、擺臂、四桿機構，或者液壓主從活塞式機構。

圖2是採用完全分離式切換槽和彈簧復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。第一執行機構501還包括第一執行機構復位彈簧501k，第二執行機構502還包括第二執行機構復位彈簧502k。

圖3是採用完全分離式切換槽和液壓復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。第一執行機構501還包括第一執行機構復位口501h，第二執行機構502還包括第二執行機構復位口502h，第一控制機構601還包括第一控制機構復位口601h，第二控制機構602還包括第二控制機構復位口602h。第一執行機構復位口501h與第一控制機構復位口601h相連，第二執行機構復位口502h與第二控制機構復位口602h相連。第一控制機構601不被激勵時，第一控制機構高壓口601p與第一控制機構復位口601h相連，第一控制機構低壓口601t與第一控制機構驅動口601a相連。第一控制機構601被激勵時，第一控制機構低壓口601t與第一控制機構復位口601h相連，第一控制機構高壓口601p與第一控制機構驅動口601a相連。第二控制機構602不被激勵時，第二控制機構高壓口602p與第二控制機構復位口602h相連，第二控制機構低壓口602t與第二控制機構驅動口602a相連。第二控制機構602被激勵時，第二控制機構低壓口602t與第二控制機構復位口602h相連，第二控制機構高壓口602p與第二控制機構驅動口602a相連。

第一切換槽404和第二切換槽405完全分離，如圖1。第一切換槽404右側過渡段和第二切換槽405左側過渡段相重合。圖4是採用部分重合式切換槽和彈簧復位機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。

圖5是採用完全分離式切換槽和彈簧復位機構的具有兩個凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。系統包括四套液壓執行機構、兩套液壓控制機構、高壓源7和低壓源8。液壓執行機構包括一號第一執行機構501-1和一號第二執行機構502-1、二號第一執行機構501-2和二號第二執行機構502-2。一號第一執行機構501-1包括一號第一執行機構驅動口501a-1、一號第一執行機構驅動銷501b-1和一號第一執行機構復位彈簧501k-1。一號第二執行機構502-1包括一號第二執行機構驅動口502a-1、一號第二執行機構驅動銷502b-1和一號第二執行機構復位彈簧502k-1。二號第一執行機構501-2包括二號第一執行機構驅動口501a-2、二號第一執行機構驅動銷501b-2和二號第一執行機構復位彈簧501k-2。二號第二執行機構502-2包括二號第二執行機構驅動口502a-2、二號第二執行機構驅動銷502b-2和二號第二執行機構復位彈簧502k-2。液壓控制機構包括第一控制機構601和第二控制機構602。其中，第一控制機構601包括第一控制機構高壓口601p、第一控制機構低壓口601t和第一控制機構驅動口601a。第二控制機構602包括第二控制機構高壓口602p、第二控制機構低壓口602t和第二控制機構驅動口602a。一號第一執行機構驅動口501a-1和二號第一執行機構驅動口501a-2均直接或者通過第一共軌腔901與第一控制機構驅動口601a相連。一號第二執行機構驅動口502a-1和二號第二執行機構驅動口502a-2均直接或者通過第二共軌腔902與第二控制機構驅動口602a相連。第一控制機構高壓口601p和第二控制機構高壓口602p均與高壓源7相連。第一控制機構低壓口601t和第二控制機構低壓口602t均與低壓源8相連。第一控制機構601不被激勵時，第一控制機構高壓口601p被堵塞，第一控制機構低壓口601t與第一控制機構驅動口601a相連。第一控制機構601被激勵時，第一控制機構低壓口601t被堵塞，第一控制機構高壓口601p與第一控制機構驅動口601a相連。第二控制機構602不被激勵時，第二控制機構高壓口502p被堵塞，第二控制機構低壓口602t與第二控制機構驅動口602a相連。第二控制機構602被激勵時，第二控制機構低壓口602t被堵塞，第二控制機構高壓口502p與第二控制機構驅動口602a相連。當前驅動一號氣門調節機構輸入端7a-1的是一號第一凸輪401-1，驅動二號氣門調節機構輸入端7a-2的是二號第一凸輪401-2，並且第一控制機構601被激勵，第二控制機構602不被激勵時，一號第一執行機構驅動銷501b-1下行並且伸入一號第一切換槽404-1內，推動一號凸輪軸軸套4-1向左移動，驅動一號氣門調節機構輸入端7a-1的凸輪由一號第一凸輪401-1切換到一號第二凸輪402-1；同時，二號第一執行機構驅動銷501b-2下行並且伸入二號第一切換槽404-2內，推動二號凸輪軸軸套4-2向左移動，驅動二號氣門調節機構輸入端7a-2的凸輪由二號第一凸輪401-2切換到二號第二凸輪402-2。當前驅動一號氣門調節機構輸入端7a-1的是一號第二凸輪402-1，驅動二號氣門調節機構輸入端7a-2的是二號第二凸輪402-2，並且第一控制機構601不被激勵，第二控制機構602被激勵時，一號第二執行機構驅動銷502b-1下行並且伸入一號第二切換槽405-1內，推動一號凸輪軸軸套4-1向右移動，驅動一號氣門調節機構輸入端7a-1的凸輪由一號第二凸輪402-1切換到一號第一凸輪401-1；同時，二號第二執行機構驅動銷502b-2下行並且伸入二號第二切換槽405-2內，推動二號凸輪軸軸套4-2向右移動，驅動二號氣門調節機構輸入端7a-2的凸輪由二號第二凸輪402-2切換到二號第一凸輪401-2。

對於具有多個凸輪軸軸套4的系統而言，液壓式軸向移動機構需要一套第一控制機構601和一套第二控制機構602，以及需要與凸輪軸軸套數量相等的第一執行機構501，這些第一執行機構501的驅動口均直接或者通過第一共軌腔901與第一控制機構驅動口601a相連；需要與凸輪軸軸套數量相等的第二執行機構502，這些第二執行機構502的驅動口均直接或者通過第二共軌腔902與第二控制機構驅動口602a相連。第一控制機構601控制所有的第一執行機構501同步運行，實現所有的凸輪軸軸套4的同步向左移動；第二控制機構602控制所有的第二執行機構502同步運行，實現所有的凸輪軸軸套4的同步向右移動，最終實現所有的凸輪軸軸套4上的第一凸輪401和第二凸輪402之間的切換。

為了滿足實際應用對可變氣門靈活程度、成本、系統布置等方面的要求，本發明可搭配液壓式或者機械式等多種不同的氣門控制機構。圖6是具有氣門調節機構的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。氣門調節機構11包括氣門調節機構輸入端11a、氣門調節機構輸出端11b和氣門調節機構調節端11c。凸輪直接或者通過傳動機構驅動氣門調節機構輸入端11a，氣門控制機構10直接或者通過傳動機構調節氣門調節機構調節端11c，氣門調節機構輸出端11b直接或者通過傳動機構驅動氣門驅動機構2。氣門調節機構11採用液壓式機構、槓桿機構或者四桿機構。氣門控制機構10採用機械、電液、電磁、電機或者電氣機構作為控制部件，採用液壓部件、調節軌道、調節杆或者四桿機構作為執行部件。

對於用於多模式發動機的可變氣門驅動系統而言，根據實際應用要求發動機具有哪些模式來選擇凸輪葉片的類型。圖7是四衝程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖8是四衝程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖9是四衝程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖10是四衝程制動模式下排氣門凸輪示意圖。圖11是二衝程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖12是二衝程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖13是二衝程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖14是二衝程制動模式下排氣門凸輪示意圖。如以滿足低速大扭矩動力輸出為主的車輛可採用四衝程驅動模式和二衝程驅動模式，那麼，進氣側的凸輪選擇圖7和圖11，排氣側的凸輪選擇圖8和圖12。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性為主的車輛可採用四衝程驅動模式和二衝程制動模式，那麼，進氣側的凸輪選擇圖7和圖13，排氣側的凸輪選擇圖8和圖14。

由於衝程數不變的情況下，進/排氣門運行頻率不變，那麼，進/排氣門有可能採用一個凸輪來驅動，通過增加氣門控制機構和氣門調節機構單獨或者與設置在凸輪軸上的凸輪軸相位調節機構相配合來為驅動模式和制動模式下的具體工況點提供相應的氣門開啟正時和開啟持續期。衝程數不變的情況，驅動模式和制動模式對進/排氣門的氣門開啟正時、開啟持續期、氣門最大升程的要求均存在非常大的差別，氣門開啟正時的差別越大，要求的凸輪軸相位調節機構的可調範圍越大，一旦超出常用的如葉片式VVT機構的調節範圍，需要價格昂貴的電動VVT；如果採用一個凸輪驅動，通過採用機械式連續可變氣門控制機構來實現小的開啟持續期的話，氣門最大升程會相應降低，可能出現無法同時滿足不同模式對開啟持續期和最大升程的要求，無法實現最佳換氣。二衝程驅動模式和二衝程制動模式下，或者在四衝程驅動模式和四衝程制動模式下，進氣門的開啟正時和開啟持續期相差不大，排氣門的開啟正時和開啟持續期相差較大。因此，衝程數不變的情況，採用一個還是兩個凸輪還需要根據實際情況來確定。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛還可採用四衝程驅動模式、四衝程制動模式和二衝程制動模式，那麼，進氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖7的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現四衝程驅動模式和四衝程制動模式的切換，另一個採用圖13的凸輪作為二衝程制動模式用的凸輪；排氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖8的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現四衝程驅動模式和四衝程制動模式的切換，另一個採用圖14的凸輪作為二衝程制動模式用的凸輪。如以同時需要滿足低速大扭矩動力輸出和滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛採用四衝程驅動模式、二衝程驅動模式和二衝程制動模式，那麼，進氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖7的凸輪作為四衝程驅動模式用的凸輪，另一個採用如圖11的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現二衝程驅動模式和二衝程制動模式的切換；排氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖8的凸輪作為四衝程驅動模式用的凸輪，另一個採用如圖12的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現二衝程驅動模式和二衝程制動模式的切換。如以同時需要滿足低速大扭矩動力輸出和滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛還可採用四衝程驅動模式、四衝程制動模式、二衝程驅動模式和二衝程制動模式，那麼，進氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖7的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現四衝程驅動模式和四衝程制動模式的切換，另一個採用如圖11的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現二衝程驅動模式和二衝程制動模式的切換；排氣側的凸輪可選擇兩個凸輪，即一個採用圖8的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現四衝程驅動模式和四衝程制動模式的切換，另一個採用如圖12的凸輪，通過氣門控制機構、氣門調節機構和凸輪軸相位調節機構來實現二衝程驅動模式和二衝程制動模式的切換。

對於用於單一模式發動機的可變氣門驅動系統而言，如四衝程驅動模式，進氣側的凸輪選擇圖7。在不同工況下，選擇兩個不同凸輪，如在低速低負荷工況下採用具有小開啟持續期和小升程的凸輪，在中高速高負荷工況下採用具有大開啟持續期和大升程的凸輪。

此外，低速下同一氣缸的兩個進氣門異步運行，即一個進氣門以大的氣門升程和開啟持續期運行，另一個進氣門以小的氣門升程和開啟持續期運行，可增強缸內氣流運動，提高發動機的性能，因此，在低速下可採用兩個具有不同凸輪型線的凸輪分別驅動兩個進氣門；對於具有氣門調節機構的系統，可採用兩套具有不同調節量的氣門控制機構來分別驅動兩個進氣門。

圖15是具有氣門驅動橋的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。系統直接氣門驅動橋12。增加一個氣門驅動機構2，即採用第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202。凸輪先直接或者通過傳動機構，再通過氣門驅動橋12，最後分別直接或者通過傳動機構驅動第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202。

圖16是具有兩組凸輪的單凸輪軸軸套的集約型液壓軸向移動式兩階段可變氣門驅動系統示意圖。增加一個氣門驅動機構2，即採用左側氣門驅動機構2A 和右側氣門驅動機構2B。增加一個第一凸輪401和一個第二凸輪402，即採用左側第一凸輪401A、左側第二凸輪402A、右側第一凸輪401B和右側第二凸輪402B。凸輪軸軸套處於左側位置時，左側第一凸輪401A直接或者通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構2A，右側第一凸輪401B直接或者通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構2B。凸輪軸軸套處於右側位置時，左側第二凸輪402A直接或者通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構2A，右側第二凸輪402B直接或者通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構2B。