本發明涉及一種軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統，屬于發動機氣門驅動領域。

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范圍內，優化發動機性能。而目前備受關注的可變氣門、可變沖程數、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范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于在固定沖程數發動機的驅動工況下，并且大多用于汽油機的進氣門來降低泵氣損失?？勺儧_程數技術在國內外尚處于研究階段，并且只用于驅動工況下。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、制動系統占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，屬于四沖程制動，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于在驅動-制動全工況范圍內分區優化發動機性能的思想，提出一種多模式發動機，并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，采用二沖程驅動模式，以達到提高動力輸出的目的；在其他發動機驅動工況下，采用四沖程驅動模式，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，采用二沖程制動模式，以達到提高制動功率輸出的目的；在小負載制動工況下，采用四沖程制動模式，根據制動負載的要求，改變制動模式的沖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，大多采用機械式機構，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，同時機構復雜、成本昂貴，并且需要在可靠性、耐用性和氣門熱膨脹補償控制等方面進行更加伸入的研究。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、占用空間等方面進行伸入的研究。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，這類系統廣泛應用于低速船用二沖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。這類系統采用凸輪-柱塞式供油器來取代蓄能器，占用空間小，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)氣門運行可調范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沖程驅動模式和二沖程制動模式要求的360°CA/循環的氣門運行過程等。

由于現有實用化的可變氣門驅動系統大多用于四沖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且滿足多模式發動機要求的可變氣門驅動系統勢在必行。發動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式以及四沖程制動模式下，進/排氣門開啟頻率、開啟正時和開啟持續期均存在極大地差異，這極大地增加了多模式發動機要求的可變氣門驅動系統的開發難度。如由于二沖程驅動模式或者二沖程制動模式要求進/排氣門每360°曲軸轉角運行一次，四沖程驅動模式和四沖程制動模式要求進/排氣門每720°曲軸轉角運行一次，因此，這要求需要實現二沖程驅動/制動模式和四沖程驅動/制動模式之間切換的多模式可變氣門驅動系統必須具有實現這兩種氣門運行頻率之間靈活切換的功能。即使是在沖程數不變的驅動和制動模式下，進/排氣門開啟正時和開啟持續期仍然存在非常大的差別。如果采用一個凸輪驅動，通過采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，氣門最大升程相應降低，充氣效率和泵氣損失等指標較難同時滿足。如果采用液壓氣門控制機構通過泄油來實現小的開啟持續期的話，高速下液壓氣門控制機構還將出現系統無法充分充油的問題，這將導致該系統無法運用到高速發動機上。各種模式之間切換時，需要非常大角度的相位調節，目前常見的葉片式VVT機構無法滿足要求，而可以滿足要求的電動VVT機構成本昂貴，短期無法大范圍普及，因此，需要盡可能降低對氣門開啟正時的調節范圍的要求，以實現不用VVT或者采用常用的小調節范圍的VVT的目的。即使是在同一模式下，不同發動機工況仍然要求氣門驅動系統提供不同的進/排氣門的開啟正時、最大升程以及開啟持續期。與此同時，系統各部件應該盡可能采用較為成熟技術，以提高系統短期內實用化的可能性來最終獲得良好的應用前景。目前尚未有一款可變氣門驅動系統可以同時滿足以上要求，因此多模式可變氣門驅動系統的開發迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明的目的在于：通過設計一種軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統，用于實現：(a)通過使用軸向移動機構來實現發動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式、四沖程制動模式等多種模式之間的轉換，來滿足發動機在不同模式下對換氣的要求；(b)在每種模式下，通過使用氣門控制機構來進一步優化每種模式下不同工況點的發動機運行情況，達到綜合提高發動機動力性、燃油經濟性、排放性和制動安全性等方面性能的目的；(c)搭配液壓或機械式等多種不同的氣門調節機構來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，各機構盡可能采用較為成熟技術，以提高系統短期內實用化的可能性，來最終獲得良好的應用前景。

本發明所采用的技術方案是：這種軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統，它包括氣門驅動機構、凸輪軸、凸輪軸軸套、軸向移動機構、氣門控制機構、柱塞式供油器、活塞式驅動器和儲油器。所述凸輪軸軸套上設置第一凸輪和第二凸輪。第一凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，第二凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，雙凸起凸輪葉片采用型線相同并且相位相差180°凸輪軸轉角的兩個凸起。柱塞式供油器具有柱塞輸入端和供油腔?；钊津寗悠骶哂序寗忧缓突钊敵龆恕忾T控制機構包括供油控制端、驅動控制端和儲油控制端。軸向移動機構調節凸輪軸軸套的軸向位置，決定直接或者通過傳動機構驅動柱塞輸入端的凸輪是第一凸輪或者第二凸輪。供油腔與供油控制端相連，驅動腔與驅動控制端相連，儲油器與儲油控制端相連?；钊敵龆酥苯踊蛲ㄟ^傳動機構驅動氣門驅動機構。

凸輪軸軸套上增加第三凸輪，第三凸輪采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片。軸向移動機構調節凸輪軸軸套的軸向位置，決定直接或者通過傳動機構驅動柱塞輸入端的凸輪是第一凸輪、第二凸輪，或者第三凸輪。

它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?；钊敵龆讼戎苯踊蛲ㄟ^傳動機構再通過氣門驅動橋最后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。

它增加一個氣門驅動機構、一個氣門控制機構和一個柱塞式供油器、一個活塞式驅動器和一個儲油器，即采用第一氣門驅動機構、第一氣門控制機構、第一柱塞式供油器、第一活塞式驅動器、第一儲油器、第二氣門驅動機構、第二氣門控制機構、第二柱塞式供油器、第二活塞式驅動器和第二儲油器。增加氣門驅動橋。第一柱塞式供油器具有第一柱塞輸入端和第一供油腔。第一活塞式驅動器具有第一驅動腔和第一活塞輸出端。第一氣門控制機構包括第一供油控制端、第一驅動控制端和第一儲油控制端。第二柱塞式供油器具有第二柱塞輸入端和第二供油腔。第二活塞式驅動器具有第二驅動腔和第二活塞輸出端。第二氣門控制機構包括第二供油控制端、第二驅動控制端和第二儲油控制端。凸輪先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋最后分別直接或通過傳動機構驅動第一柱塞輸入端和第二柱塞輸入端。第一供油腔與第一供油控制端相連，第一驅動腔與第一驅動控制端相連，第一儲油器與第一儲油控制端相連。第一活塞輸出端直接或通過傳動機構驅動第一氣門驅動機構。第二供油腔與第二供油控制端相連，第二驅動腔與第二驅動控制端相連，第二儲油器與第二儲油控制端相連。第二活塞輸出端直接或通過傳動機構驅動第二氣門驅動機構。

對于兩個凸輪切換，所述凸輪軸軸套上設置有兩個切換槽。所述軸向移動機構采用兩個電磁執行機構?；蛘咚鲚S向移動機構采用兩個液壓執行機構和兩個液壓控制機構。

對于三個凸輪切換，所述凸輪軸軸套上設置有兩個切換槽。所述軸向移動機構采用三個電磁執行機構?；蛘咚鲚S向移動機構采用三個液壓執行機構和三個液壓控制機構。

氣門控制機構具有一個兩通閥。兩通閥具有兩通閥第一端和兩通閥第二端。供油控制端和驅動控制端均與兩通閥第一端相連。儲油控制端與兩通閥第二端相連。

氣門控制機構還具有一個單向閥。單向閥具有單向閥進油端和單向閥出油端。單向閥進油端與供油控制端相連。單向閥出油端與儲油控制端相連。

氣門控制機構具有一個兩通閥和兩個單向閥，即第一單向閥和第二單向閥。兩通閥具有兩通閥第一端和兩通閥第二端。第一單向閥具有第一單向閥進油端和第一單向閥出油端。第二單向閥具有第二單向閥進油端和第二單向閥出油端。第一單向閥出油端和第二單向閥進油端均與供油控制端相連，第二單向閥出油端和兩通閥第一端均與驅動控制端相連，第一單向閥進油端和兩通閥第二端均與儲油控制端相連。

氣門控制機構具有一個三通閥和一個單向閥。三通閥具有三通閥第一端、三通閥第二端和三通閥第三端。單向閥具有單向閥進油端和單向閥出油端。三通閥第一端和單向閥出油端均與供油控制端相連，三通閥第二端與驅動控制端相連，三通閥第三端和單向閥進油端相連。

氣門控制機構還具有一個兩通閥。兩通閥具有兩通閥第一端和兩通閥第二端。兩通閥第一端與驅動控制端相連，兩通閥第二端與儲油控制端相連。

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)這種軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統主要包括凸輪軸、凸輪軸軸套、軸向移動機構、氣門調節機構、氣門控制機構等，凸輪軸軸套至少包括第一凸輪和第二凸輪，通過使用軸向移動機構，實現了發動機二沖程驅動模式、四沖程驅動模式、二沖程制動模式、四沖程制動模式等多種模式之間的轉換，從而滿足了發動機在不同模式下對換氣的要求；(b)在每種模式下，通過使用氣門控制機構，實現了對每種模式下的不同工況點的發動機運行情況的進一步優化，最終全面提高了發動機動力性、燃油經濟性、排放性和制動安全性；(c)本發明根據實際機型，為用戶提供機械式氣門調節機構或者液壓式氣門調節機構，前者具有較好的可變氣門靈活程度和很好的可靠性，后者具有更高的可變氣門靈活程度，從而允許用戶根據自己的實際情況來選擇合適的方案，在高性價比的基礎上，滿足了發動機各種運行工況下對進/排氣門運行情況的要求；(d)本發明通過合理設計，可靠性高、機構緊湊，降低了對系統各部件的要求，各機構采用較為成熟技術，提高了系統短期內實用化的可能性，最終獲得了良好的應用前景。

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是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖2是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動雙氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖3是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動雙氣門運行雙調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖4是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的三凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖5是具有單凸輪軸軸套的雙組凸輪的雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖6是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的電磁式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖7是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的電磁式三凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖8是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖9是具有兩個凸輪軸軸套單組凸輪的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。

圖10是四沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖11是四沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖12是四沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖13是四沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖14是二沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖15是二沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖16是二沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。

圖17是二沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。

圖18是采用一個兩通閥的氣門控制機構的示意圖。

圖19是采用一個兩通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。

圖20是采用一個兩通閥和兩個單向閥的氣門控制機構的示意圖。

圖21是采用一個三通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。

圖22是采用一個兩通閥一個三通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。

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；2A、左側氣門驅動機構；2B、右側氣門驅動機構；2-1、一號氣門驅動機構；2-2、二號氣門驅動機構；3、凸輪軸；3-1、一號凸輪軸；3-2、二號凸輪軸；4、凸輪軸軸套；401、第一凸輪；402、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403、第三凸輪；404、第一切換槽；405、第二切換槽；4-1、一號凸輪軸軸套；401-1、一號第一凸輪；402-1、一號第二凸輪；404-1、一號第一切換槽；405-1、一號第二切換槽；4-2、二號凸輪軸軸套；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；5、軸向移動機構；501、第一電磁執行機構；501b、第一電磁執行機構切換銷；502、第二電磁執行機構；502b、第二電磁執行機構切換銷；503、第三電磁執行機構；503b、第三電磁執行機構切換銷；511、第一液壓執行機構；511a、第一液壓執行機構驅動口；511b、第一液壓執行機構切換銷；511k、第一液壓執行機構復位彈簧；512、第二液壓執行機構；512a、第二液壓執行機構驅動口；512b、第二液壓執行機構切換銷；512k、第二液壓執行機構復位彈簧；521、第一液壓控制機構；521a、第一液壓控制機構驅動口；521p、第一液壓控制機構高壓口；521t、第一液壓控制機構低壓口；522、第二液壓控制機構；522a、第二液壓控制機構驅動口；522p、第二液壓控制機構高壓口；522t、第二液壓控制機構低壓口；53、低壓源；54、高壓源；511-1、一號第一液壓執行機構；511a-1、一號第一液壓執行機構驅動口；511b-1、一號第一液壓執行機構切換銷；511k-1、一號第一液壓執行機構復位彈簧；512-1、一號第二液壓執行機構；512a-1、一號第二液壓執行機構驅動口；512b-1、一號第二液壓執行機構切換銷；512k-1、一號第二液壓執行機構復位彈簧；511-2、二號第一液壓執行機構；511a-2、二號第一液壓執行機構驅動口；511b-2、二號第一液壓執行機構切換銷；511k-2、二號第一液壓執行機構復位彈簧；512-2、二號第二液壓執行機構；512a-2、二號第二液壓執行機構驅動口；512b-2、二號第二液壓執行機構切換銷；512k-2、二號第二液壓執行機構復位彈簧；55、第一共軌腔；56、第二共軌腔；6、氣門控制機構；6a、供油控制端；6b、驅動控制端；6c、儲油控制端；601、第一氣門控制機構；601a、第一供油控制端；601b、第一驅動控制端；601c、第一儲油控制端；602、第二氣門控制機構；602a、第二供油控制端；602b、第二驅動控制端；602c、第二儲油控制端；6-1、一號氣門控制機構；6-1a、一號供油控制端；6-1b、一號驅動控制端；6-1c、一號儲油控制端；6-2、二號氣門控制機構；6-2a、二號供油控制端；6-2b、二號驅動控制端；6-2c、二號儲油控制端；6A、左側氣門控制機構；6Aa、左側供油控制端；6Ab、左側驅動控制端；6Ac、左側儲油控制端；6B、右側氣門控制機構；6Ba、右側供油控制端；6Bb、右側驅動控制端；6Bc、右側儲油控制端；62V、兩通閥；62Va、兩通閥第一端；62Vb、兩通閥第二端；6CV、單向閥；6CVa、單向閥進油端；6CVb、單向閥出油端；6CV1、第一單向閥；6CV1a、第一單向閥進油端；6CV1b、第一單向閥出油端；6CV2、第二單向閥；6CV2a、第二單向閥進油端；6CV2b、第二單向閥出油端；63V、三通閥；63Va、三通閥第一端；63Vb、三通閥第二端；63Vc、三通閥第三端；7G、柱塞式供油器；7Ga、柱塞輸入端；7Gb、供油腔；7Q、活塞式驅動器；7Qa、驅動腔；7Qb、活塞輸出端；7T、儲油器；701G、第一柱塞式供油器；701Ga、第一柱塞輸入端；701Gb、第一供油腔；701Q、第一活塞式驅動器；701Qa、第一驅動腔；701Qb、第一活塞輸出端；701T、第一儲油器；702G、第二柱塞式供油器；702Ga、第二柱塞輸入端；702Gb、第二供油腔；702Q、第二活塞式驅動器；702Qa、第二驅動腔；702Qb、第二活塞輸出端；702T、第二儲油器；7AG、左側柱塞式供油器；7AGa、左側柱塞輸入端；7AGb、左側供油腔；7AQ、左側活塞式驅動器；7AQa、左側驅動腔；7AQb、左側活塞輸出端；7AT、左側儲油器；7BG、右側柱塞式供油器；7BGa、右側柱塞輸入端；7BGb、右側供油腔；7BQ、右側活塞式驅動器；7BQa、右側驅動腔；7BQb、右側活塞輸出端；7BT、右側儲油器；7G-1、一號柱塞式供油器；7Ga-1、一號柱塞輸入端；7Gb-1、一號供油腔；7Q-1、一號活塞式驅動器；7Qa-1、一號驅動腔；7Qb-1、一號活塞輸出端；7T-1、一號儲油器；7G-2、二號柱塞式供油器；7Ga-2、二號柱塞輸入端；7Gb-2、二號供油腔；7Q-2、二號活塞式驅動器；7Qa-2、二號驅動腔；7Qb-2、二號活塞輸出端；7T-2、二號儲油器；8、氣門驅動橋。

具體實施方式

本發明涉及一種軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統。它包括氣門驅動機構2、凸輪軸3、凸輪軸軸套4、軸向移動機構5、氣門控制機構6、柱塞式供油器7G、活塞式驅動器7Q和儲油器7T。圖1是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。凸輪軸軸套4上設置第一凸輪401和第二凸輪402。第一凸輪401采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，第二凸輪402采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片，雙凸起凸輪葉片采用型線相同并且相位相差180°凸輪軸轉角的兩個凸起。柱塞式供油器7G具有柱塞輸入端7Ga和供油腔7Gb?；钊津寗悠?Q具有驅動腔7Qa和活塞輸出端7Qb。氣門控制機構6包括供油控制端6a、驅動控制端6b和儲油控制端6c。軸向移動機構5調節凸輪軸軸套4的軸向位置，決定直接或者通過傳動機構驅動柱塞輸入端7Ga的凸輪是第一凸輪401或者第二凸輪402。供油腔7Gb與供油控制端6a相連，驅動腔7Qa與驅動控制端6b相連，儲油器7T與儲油控制端6c相連?；钊敵龆?Qb直接或通過傳動機構驅動氣門驅動機構2。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是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動雙氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。它增加一個氣門驅動機構2，即第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202。增加氣門驅動橋8?；钊敵龆?Qb先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋8最后分別直接或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。實現了第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202的同步調節。

圖3是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的雙凸輪驅動雙氣門運行雙調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。它增加一個氣門驅動機構2、一個氣門控制機構6和一個柱塞式供油器7G、一個活塞式驅動器7Q和一個儲油器7T，即采用第一氣門驅動機構201、第一氣門控制機構601、第一柱塞式供油器701G、第一活塞式驅動器701Q、第一儲油器701T、第二氣門驅動機構202、第二氣門控制機構602、第二柱塞式供油器702G、第二活塞式驅動器702Q和第二儲油器702T。增加氣門驅動橋8。第一柱塞式供油器701G具有第一柱塞輸入端701Ga和第一供油腔701Gb。第一活塞式驅動器701Q具有第一驅動腔701Qa和第一活塞輸出端701Qb。第一氣門控制機構601包括第一供油控制端601a、第一驅動控制端601b和第一儲油控制端601c。第二柱塞式供油器702G具有第二柱塞輸入端702Ga和第二供油腔702Gb。第二活塞式驅動器702Q具有第二驅動腔702Qa和第二活塞輸出端702Qb。第二氣門控制機構602包括第二供油控制端602a、第二驅動控制端602b和第二儲油控制端602c。凸輪先直接或通過傳動機構再通過氣門驅動橋8最后分別直接或通過傳動機構驅動第一柱塞輸入端701Ga和第二柱塞輸入端702Ga。第一供油腔701Gb與第一供油控制端601a相連，第一驅動腔701Qa與第一驅動控制端601b相連，第一儲油器701T與第一儲油控制端601c相連。第一活塞輸出端701Qb直接或通過傳動機構驅動第一氣門驅動機構201。第二供油腔702Gb與第二供油控制端602a相連，第二驅動腔702Qa與第二驅動控制端602b相連，第二儲油器702T與第二儲油控制端602c相連。第二活塞輸出端702Qb直接或通過傳動機構驅動第二氣門驅動機構202。實現了第一氣門驅動機構201和第二氣門驅動機構202的獨立調節。

圖4是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的三凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。凸輪軸軸套4上增加第三凸輪403，第三凸輪403采用單凸起凸輪葉片或者雙凸起凸輪葉片。軸向移動機構5調節凸輪軸軸套4的軸向位置，決定直接或者通過傳動機構驅動柱塞輸入端7Ga的凸輪是第一凸輪401、第二凸輪402，或者第三凸輪403。增加更多凸輪的情況與此類似，不再重復。

圖5是具有單凸輪軸軸套的雙組凸輪的雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。凸輪軸軸套上設置了兩組凸輪，即左側第一凸輪401A、左側第二凸輪402A、右側第一凸輪401B和右側第二凸輪402B。它增加一個氣門驅動機構2、一個氣門控制機構6和一個柱塞式供油器7G、一個活塞式驅動器7Q和一個儲油器7T，即采用左側氣門驅動機構2A、左側氣門控制機構6A、左側柱塞式供油器7AG、左側活塞式驅動器7AQ、左側儲油器7AT、右側氣門驅動機構2B、右側氣門控制機構6B、右側柱塞式供油器7BG、右側活塞式驅動器7BQ和右側儲油器7BT。左側柱塞式供油器7AG具有左側柱塞輸入端7AGa和左側供油腔7AGb。左側活塞式驅動器7AQ具有左側驅動腔7AQa和左側活塞輸出端7AQb。左側氣門控制機構6A包括左側供油控制端6Aa、左側驅動控制端6Ab和左側儲油控制端6Ac。右側柱塞式供油器7BG具有右側柱塞輸入端7BGa和右側供油腔7BGb。右側活塞式驅動器7BQ具有右側驅動腔7BQa和右側活塞輸出端7BQb。右側氣門控制機構6B包括右側供油控制端6Ba、右側驅動控制端6Bb和右側儲油控制端6Bc。軸向移動機構5決定凸輪軸軸套4的軸向位置，進而決定當前直接或通過傳動機構驅動左側柱塞輸入端7AGa的凸輪是左側第一凸輪401A還是左側第二凸輪402A，以及決定當前直接或通過傳動機構驅動右側柱塞輸入端7BGa的凸輪是右側第一凸輪401B還是右側第二凸輪402B。左側供油腔7AGb與左側供油控制端6Aa相連，左側驅動腔7AQa與左側驅動控制端6Ab相連，左側儲油器7AT與左側儲油控制端6Ac相連。左側活塞輸出端7AQb直接或通過傳動機構驅動左側氣門驅動機構2A。右側供油腔7BGb與右側供油控制端6Ba相連，右側驅動腔7BQa與右側驅動控制端6Bb相連，右側儲油器7BT與右側儲油控制端6Bc相連。右側活塞輸出端7BQb直接或通過傳動機構驅動右側氣門驅動機構2B。

圖6是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的電磁式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。凸輪軸軸套4上設置有第一凸輪401、第二凸輪402、第一切換槽404、第二切換槽405、第一電磁執行機構501和第二電磁執行機構502。第一電磁執行機構501具有第一電磁執行機構切換銷501b。第二電磁執行機構502具有第二電磁執行機構切換銷502b。當前驅動氣門調節機構輸入端7a的是第一凸輪401，當第一電磁執行機構501被激勵，第二電磁執行機構502不被激勵時，第一電磁執行機構切換銷501b下行并伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節機構輸入端7a的凸輪由第一凸輪401切換至第二凸輪402。當前驅動氣門調節機構輸入端7a的是第二凸輪402，當第一電磁執行機構501不被激勵，第二電磁執行機構502被激勵時，第二電磁執行機構切換銷502b下行并伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動。驅動氣門調節機構輸入端7a的凸輪由第二凸輪402切換至第一凸輪401。當第一電磁執行機構501和第二電磁執行機構502均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。第一切換槽404和第二切換槽405完全分離。第一切換槽404右側過渡段和第二切換槽405左側過渡段還可以相重合。

圖7是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的電磁式三凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。凸輪軸軸套4上增加第三凸輪403。增加第三電磁執行機構503。第三電磁執行機構503具有第三電磁執行機構切換銷503b。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。當前驅動氣門驅動調節機構輸入端7a的是第二凸輪402，當第一電磁執行機構501被激勵，第二電磁執行機構502和第三電磁執行機構503均不被激勵時，第一電磁執行機構驅動銷501b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第二凸輪402切換成第三凸輪403。當前驅動氣門調節機構輸入端7a是第三凸輪403，當第一電磁執行機構501和第三電磁執行機構503均不被激勵，第二電磁執行機構502被激勵時，第二電磁執行機構驅動銷502b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第三凸輪403切換成第二凸輪402。當前驅動氣門調節機構輸入端7a是第二凸輪(402)，當第三電磁執行機構503被激勵，第一電磁執行機構501和第二電磁執行機構502均不被激勵時，第三電磁執行機構驅動銷503b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第二凸輪402切換成第一凸輪401。當前驅動氣門調節機構輸入端7a是第一凸輪401，當第一電磁執行機構501和第三電磁執行機構503均不被激勵，第二電磁執行機構502被激勵時，第二電磁執行機構驅動銷502b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第一凸輪(401)切換成第二凸輪402。第一電磁執行機構501、第二電磁執行機構502和第三電磁執行機構503均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。

圖8是具有單凸輪軸軸套單組凸輪的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。液壓式軸向移動機構包括兩套液壓執行機構、兩套液壓控制機構、高壓源54和低壓源53。液壓執行機構采用往復活塞式機構，包括第一液壓執行機構511和第二液壓執行機構512。第一液壓執行機構511包括第一液壓執行機構驅動口511a、第一液壓執行機構驅動銷511b和第一液壓執行機構復位彈簧511k。第二液壓執行機構512包括第二液壓執行機構驅動口512a、第二液壓執行機構驅動銷512b和第二液壓執行機構復位彈簧512k。液壓控制機構包括第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522。第一液壓控制機構521包括第一液壓控制機構高壓口521p、第一液壓控制機構低壓口521t和第一液壓控制機構驅動口521a。第二液壓控制機構522包括第二液壓控制機構高壓口522p、第二液壓控制機構低壓口522t和第二液壓控制機構驅動口522a。第一液壓執行機構驅動口511a與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓執行機構驅動口512a與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構高壓口521p和第二液壓控制機構高壓口522p均與高壓源54相連。第一液壓控制機構低壓口521t和第二液壓控制機構低壓口522t均與低壓源53相連。第一液壓控制機構521不被激勵時，第一液壓控制機構高壓口521p被堵塞，第一液壓控制機構低壓口521t與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第一液壓控制機構521被激勵時，第一液壓控制機構低壓口521t被堵塞，第一液壓控制機構高壓口521p與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓控制機構522不被激勵時，第二液壓控制機構高壓口512p被堵塞，第二液壓控制機構低壓口522t與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓控制機構低壓口522t被堵塞，第二液壓控制機構高壓口512p與第二液壓控制機構驅動口522a相連。當前驅動氣門調節機構輸入端7a的是第一凸輪401，并且第一液壓控制機構521被激勵，第二液壓控制機構522不被激勵時，第一液壓執行機構驅動銷511b下行并且伸入第一切換槽404內，推動凸輪軸軸套4向左移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第一凸輪401切換成第二凸輪402。當前驅動氣門調節機構輸入端7a的是第二凸輪402，第一液壓控制機構521不被激勵，第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓執行機構驅動銷512b下行并且伸入第二切換槽405內，推動凸輪軸軸套4向右移動，驅動氣門調節機構輸入端7a由第二凸輪402切換成第一凸輪401。第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522均不被激勵時，凸輪軸軸套4不進行軸向移動。液壓式軸向移動機構進行三凸輪切換時，需要增加一個液壓執行機構和液壓控制機構即可。此處不再重復。

圖9是具有兩個凸輪軸軸套單組凸輪的液壓式雙凸輪驅動單氣門運行單調節的軸向移動式多模式液壓可變氣門驅動系統的示意圖。液壓式軸向移動機構包括四套液壓執行機構、兩套液壓控制機構、高壓源54和低壓源53。液壓執行機構包括一號第一液壓執行機構511-1和一號第二液壓執行機構512-1、二號第一液壓執行機構511-2和二號第二液壓執行機構512-2。一號第一液壓執行機構511-1包括一號第一液壓執行機構驅動口511a-1、一號第一液壓執行機構驅動銷511b-1和一號第一液壓執行機構復位彈簧511k-1。一號第二液壓執行機構512-1包括一號第二液壓執行機構驅動口512a-1、一號第二液壓執行機構驅動銷512b-1和一號第二液壓執行機構復位彈簧512k-1。二號第一液壓執行機構511-2包括二號第一液壓執行機構驅動口511a-2、二號第一液壓執行機構驅動銷511b-2和二號第一液壓執行機構復位彈簧511k-2。二號第二液壓執行機構512-2包括二號第二液壓執行機構驅動口512a-2、二號第二液壓執行機構驅動銷512b-2和二號第二液壓執行機構復位彈簧512k-2。液壓控制機構包括第一液壓控制機構521和第二液壓控制機構522。其中，第一液壓控制機構521包括第一液壓控制機構高壓口521p、第一液壓控制機構低壓口521t和第一液壓控制機構驅動口521a。第二液壓控制機構522包括第二液壓控制機構高壓口522p、第二液壓控制機構低壓口522t和第二液壓控制機構驅動口522a。一號第一液壓執行機構驅動口511a-1和二號第一液壓執行機構驅動口511a-2均直接或者通過第一共軌腔55與第一液壓控制機構驅動口521a相連。一號第二液壓執行機構驅動口512a-1和二號第二液壓執行機構驅動口512a-2均直接或者通過第二共軌腔56與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構高壓口521p和第二液壓控制機構高壓口522p均與高壓源54相連。第一液壓控制機構低壓口521t和第二液壓控制機構低壓口522t均與低壓源53相連。第一液壓控制機構521不被激勵時，第一液壓控制機構高壓口521p被堵塞，第一液壓控制機構低壓口521t與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第一液壓控制機構521被激勵時，第一液壓控制機構低壓口521t被堵塞，第一液壓控制機構高壓口521p與第一液壓控制機構驅動口521a相連。第二液壓控制機構522不被激勵時，第二液壓控制機構高壓口512p被堵塞，第二液壓控制機構低壓口522t與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第二液壓控制機構522被激勵時，第二液壓控制機構低壓口522t被堵塞，第二液壓控制機構高壓口512p與第二液壓控制機構驅動口522a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，并且第一液壓控制機構521被激勵，第二液壓控制機構522不被激勵時，一號第一液壓執行機構驅動銷511b-1下行并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，二號第一液壓執行機構驅動銷511b-2下行并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，并且第一液壓控制機構521不被激勵，第二液壓控制機構522被激勵時，一號第二液壓執行機構驅動銷512b-1下行并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，二號第二液壓執行機構驅動銷512b-2下行并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。

對于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液壓控制機構521和一套第二液壓控制機構522，以及需要與凸輪軸軸套數量相等的第一液壓執行機構511，這些第一液壓執行機構511的驅動口均直接或者通過第一共軌腔55與第一液壓控制機構驅動口521a相連；需要與凸輪軸軸套數量相等的第二液壓執行機構512，這些第二液壓執行機構512的驅動口均直接或者通過第二共軌腔56與第二液壓控制機構驅動口522a相連。第一液壓控制機構521控制所有的第一液壓執行機構511同步運行，實現所有的凸輪軸軸套4的同步向左移動；第二液壓控制機構522控制所有的第二液壓執行機構512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。

對于用于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10是四沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖11是四沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖12是四沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖13是四沖程制動模式下排氣門凸輪示意圖。圖14是二沖程驅動模式下進氣門凸輪示意圖。圖15是二沖程驅動模式下排氣門凸輪示意圖。圖16是二沖程制動模式下進氣門凸輪示意圖。圖17是二沖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采用四沖程驅動模式和二沖程驅動模式，那么，進氣側的凸輪選擇圖10和圖14，排氣側的凸輪選擇圖11和圖15。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性為主的車輛可采用四沖程驅動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪選擇圖10和圖16，排氣側的凸輪選擇圖11和圖17。如以滿足重載車輛的輔助制動安全性的車輛還可采用四沖程驅動模式、四沖程制動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖10、圖12和圖16，排氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖11、圖13和圖17。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采用四沖程驅動模式、二沖程驅動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖10、圖14和圖16，排氣側的凸輪可選擇三個凸輪，即圖11、圖15和圖17。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采用四沖程驅動模式、四沖程制動模式、二沖程驅動模式和二沖程制動模式，那么，進氣側的凸輪可選擇四個凸輪，即圖10、圖12、圖14和圖16，排氣側的凸輪可選擇三四個凸輪，即圖11、圖13、圖15和圖17。由于沖程數不變的情況下，進/排氣門運行頻率不變，那么，進/排氣門有可能采用一個凸輪來驅動，通過氣門控制機構6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具體工況點提供相應的氣門開啟正時和開啟持續期。沖程數不變的情況，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范圍越大，一旦超出常用的如葉片式VVT機構的調節范圍，需要價格昂貴的電動VVT；如果采用一個凸輪驅動，通過采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。二沖程驅動模式和二沖程制動模式下，或者在四沖程驅動模式和四沖程制動模式下，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，沖程數不變的情況，采用一個還是兩個凸輪還需要根據實際情況來確定。

對于用于單一模式發動機的可變氣門驅動系統而言，如四沖程驅動模式，進氣側的凸輪選擇圖10。在不同工況下，選擇兩到三個不同凸輪。如在低速低負荷工況下采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采用具有大開啟持續期和大升程的凸輪。再如，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，可通過采用如圖5的結構，在低速下用的左側凸輪和右側凸輪具有不同凸輪型線，或者左側氣門控制機構6A和右側氣門控制機構6B采用不同的控制量等方法來實現。

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，本發明可搭配多種不同的氣門控制機構。圖18是采用一個兩通閥的氣門控制機構的示意圖。氣門控制機構6具有一個兩通閥62V。兩通閥62V具有兩通閥第一端62Va和兩通閥第二端62Vb。供油控制端6a和驅動控制端6b均與兩通閥第一端62Va相連。儲油控制端6c與兩通閥第二端62Vb相連。圖19是采用一個兩通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。在圖18的基礎上，氣門控制機構6還具有一個單向閥6CV。單向閥6CV具有單向閥進油端6CVa和單向閥出油端6CVb。單向閥進油端6CVa與供油控制端6a相連。單向閥出油端6CVb與儲油控制端6c相連。

圖20是采用一個兩通閥和兩個單向閥的氣門控制機構的示意圖。氣門控制機構6具有一個兩通閥62V和兩個單向閥6CV，即第一單向閥6CV1和第二單向閥6CV2。兩通閥62V具有兩通閥第一端62Va和兩通閥第二端62Vb。第一單向閥6CV1具有第一單向閥進油端6CV1a和第一單向閥出油端6CV1b。第二單向閥6CV2具有第二單向閥進油端6CV2a和第二單向閥出油端6CV2b。第一單向閥出油端6CV1b和第二單向閥進油端6CV2a均與供油控制端6a相連，第二單向閥出油端6CV2b和兩通閥第一端62Va均與驅動控制端6b相連，第一單向閥進油端6CV1a和兩通閥第二端62Vb均與儲油控制端6c相連。

圖21是采用一個三通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。氣門控制機構6具有一個三通閥63V和一個單向閥6CV。三通閥63V具有三通閥第一端63Va、三通閥第二端63Vb和三通閥第三端63Vc。單向閥6CV具有單向閥進油端6CVa和單向閥出油端6CVb。三通閥第一端63Va和單向閥出油端6CVb均與供油控制端6a相連，三通閥第二端63Vb與驅動控制端6b相連，三通閥第三端63Vc和單向閥進油端6CVa相連。圖22是采用一個兩通閥一個三通閥和一個單向閥的氣門控制機構的示意圖。在圖21的基礎上，氣門控制機構6還具有一個兩通閥62V。兩通閥62V具有兩通閥第一端62Va和兩通閥第二端62Vb。兩通閥第一端62Va與驅動控制端6b相連，兩通閥第二端62Vb與儲油控制端6c相連。