一种发动机的气门驱动装置及其驱动方法与流程

1.本发明涉及发动机领域，特别是一种发动机制动器的气门驱动装置及其驱动方法。


背景技术：

2.随着环境问题和能源问题越来越严峻，发动机作为世界石油能源的主要“消费者”首当其冲受到特别的关注，内燃机是目前全世界应用最为广泛的动力机械，短时间内是不可替代的，所以如何使内燃机越来越清洁，并且经济性越来越好，是近些年全球各大汽车厂商努力追求的目标。
3.传统发动机在正常工作时的最大气门升程是固定不可变的，也就是凸轮轴的凸轮型线只有一种。这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应。传统发动机的气门升程——凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择，其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩，只得到了全工况下最平衡的性能。
4.可变气门升程技术改变了传统发动机气门升程固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳气门升程，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程，从而改善发动机高速功率和低速扭矩，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时改善了废气排放。
5.因此，可变气门升程技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。但是，现有的可变气门升程机构相对比较复杂，专利cn201710927223中通过切换完整凸轮来实现可变气门，包括一个具有两种型线的凸轮、与两种型线互相配合的衬套和活塞以及带有预紧弹簧的气门；通过调节液压可变气门机构内部液压力大小与方向，可以改变衬套与活塞的相对位置以及作用力大小，进而可实现2/4冲程可变和气门升程可变。或者专利cn201510745358中通过变化凸轮型线来实现可变气门结构，，包括凸轮轴和凸轮，所述凸轮上设有槽孔，槽孔内设有可活动的滑块，滑块缩进时，凸轮外轮廓无变化，滑块伸出时，凸轮外轮廓有凸起。滑块的径向运动使凸轮型线产生变化，达到改变发动机的气门升程或气门二次开启的目的，以适应不同工况下发动机的最佳性能、经济性与排放性要求。是cn201711097139中在摇臂机构上采用液压挺柱，一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，包括控制轮、单向阀、回位弹簧、控制阀杆和外壳，所述外壳套装于所述控制轮外部，所述外壳上开设有泄油通道，所述控制轮套设于所述控制阀杆上，所述控制阀杆底端设置有单向阀，所述单向阀外部设置有活塞，所述活塞与所述回位弹簧相接触，所述活塞上开设有控制区域，当控制阀杆处于不同角度时，所述控制区域的位置不同，可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。上述的这些方法，都会导致增加不少额外零件，使系统惯量增大，摩擦损失变大，可靠性要求高，需对发动机配气机构布置做较大的改动与调整，发动机缸盖设计的难度较大，成本很高；或者采用液压结构，需要考虑液压结构的高压流体容易被压缩，产品可靠性较差，同时高压流体会存在泄露的问题，产品结构设计风险
高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种机械式的发动机气门驱动装置，所述的这种气门驱动装置要解决现有技术中可变气门升程技术的不足，如存在的结构复杂导致增加不少额外零件，对发动机配气机构布置做较大的改动和调整等问题。
7.一种发动机的气门驱动装置，所述的气门驱动装置包括箱体、连杆、工作活塞和驱动复位组件，所述的箱体内设置有垂直通道和水平通道，所述的垂直通道与所述的水平通道相通，所述垂直通道内设置有所述的连杆，所述的连杆包括上连杆和下连杆，所述的上连杆下端和下连杆上端设有转动副，通过转动副的切换配合从而控制工作活塞的行程变化；所述垂直通道的下部设置有所述的工作活塞；所述的水平通道内设置有所述的驱动复位组件。
8.进一步的，所述的上连杆下端和下连杆上端设有转动副是在上连杆下端和下连杆上端设有两个或两个以上配合结构的转动副。
9.进一步的，所述上连杆为倒v型，上连杆上部设有上部转动副配合结构，上连杆下部设有两个下部转动副配合结构，即第一下部转动副配合机构和第二下部转动副配合结构；下连杆为v型，下连杆下部设有下部转动副配合结构，下连杆上部有两个上部转动副配合结构，即第一上部转动副配合结构和第二上部转动副配合结构。
10.在上连杆中，上部转动副配合结构的球心，下部第一下部转动副配合结构的球心和下部第二下部转动副配合结构的球心，构成一个三角形，其中上部转动副配合机构的球心和下部第一下部转动副配合接头的球心的连线，与上部转动副配合结构的球心和下部第二下部转动副配合结构的球心的连线的长度不相等；在下连杆中，下部转动副配合结构的球心，上部第一上部转动副配合结构的球心和上部第二转动副配合结构的球心，构成一个三角形，其中下部转动副配合结构的球心和上部第一上部转动副配合结构的球心的连线，与下部转动副配合结构的球心和上部第二上部转动副配合结构的球心的连线的长度不相等。
11.当气门驱动装置处于初始位置，上连杆的上部转动副配合结构、下部第一下部转动副配合结构和上部第一上部转动副配合结构、下连杆的下部转动副配合结构处于竖直位置，此时上连杆的上部转动副配合结构的球心和下连杆的下部转动副配合结构的球心的长度为初始长度；当气门驱动装置处于设置位置，上连杆的上部转动副配合结构、下部第二下部转动副配合结构和上部第二上部转动副配合结构、下连杆的下部转动副配合结构处于竖直位置，此时上连杆的上部转动副配合结构的球心和下连杆的下部转动副配合结构的球心的长度为设置长度；初始长度和设置长度不同。
12.进一步的，所述的上连杆上端与所述的箱体之间设置有转动副，所述的下连杆下端与所述的工作活塞之间设置有转动副。
13.进一步的，所述的驱动复位组件，由驱动组件和复位组件构成，所述驱动组件和复位组件分别位于垂直通道的两侧或同一侧。
14.进一步的，所述的驱动组件的驱动方式采用机油油压驱动，所述复位组件的复位方式采用复位弹簧复位。
15.一种方案是所述驱动复位组件由象足和球销组成，象足和球销为驱动组件和复位组件；所述象足设置有球窝，球销的一侧设置有球体，球销的一侧球体和象足的球窝固定，象足球窝的口部设有使球销不会从象足中拉脱的收口结构；球销的另一侧设置有销钉，销钉固定在球销上，可和下连杆装配在一起；球销上的销钉与下连杆形成万向节结构，可实现球销推动和拉回下连杆，当球销运动时候，可使得下连杆跟随球销一起运动。
16.另一方案是所述的驱动复位组件有驱动活塞和复位活塞组成，驱动活塞和复位活塞位于水平通道中，分别位于垂直通道的两侧；其中驱动活塞和机油通道位于一侧；复位活塞、复位弹簧、复位弹簧座、弹性挡圈位于另一侧；复位弹簧的一端位于复位活塞的盲孔中，另一端固定在复位弹簧座上，复位弹簧座由弹性挡圈固定在水平通道中。驱动活塞推动上连杆和下连杆进行运动，复位活塞可使得上连杆和下连杆回到运动前的位置。
17.又一方案是所述驱动复位组件由活塞和推拉杆组成，位于水平通道中，和机油通道位于垂直通道的同一侧，活塞和推拉杆为驱动组件和复位组件，所述活塞设置有沉孔，推拉杆的一端安装在活塞的沉孔中，并且用螺栓进行固定；当活塞推动推拉杆向左运动的时候，推拉杆的环状结构推动下连杆向左运动；当活塞拉动推拉杆向右的时候，推拉杆的环状结构拉动下连杆向右运动。
18.又一方案是所述驱动复位组件由活塞和节叉组成，是节叉角度可变的万向节结构，活塞和节叉为驱动组件和复位组件，位于水平通道中，和机油通道位于同一侧；所述节叉的一端安装在活塞中，用销钉进行固定，使得节叉不会从活塞中拉脱，当活塞运动时候，能够使得节叉跟随活塞一起运动；另一端为象足结构的球窝，与下连杆的球头组成象足结构，使得下连杆不会从节叉中拉脱，当节叉运动时候，能够使得下连杆跟随节叉一起运动。
19.进一步的，所述的箱体下部设有弹簧座，压缩弹簧的一端固定在所述的弹簧座上，压缩弹簧的另一端连接在所述工作活塞上。
20.进一步的，所述的垂直通道内设置有限位块，所述的限位块上设有限位槽，上连杆、下连杆和驱动复位组件的部分位于所述的限位槽内，限位槽的宽度略大于上连杆、下连杆和驱动复位组件的部分的宽度。
21.进一步的，所述的箱体上设置有阀隙调整螺栓，所述的阀隙调整螺栓的底面和上连杆的上端相配合构成转动副。
22.进一步的，所述的箱体内设置有机油油路，所述的机油油路和水平通道连通，机油油路将水平通道与发动机的机油油路网络相连。
23.进一步的，所述的箱体上设置有泄流孔，所述的泄流孔将的竖直通道和外界连通。
24.进一步的，所述的箱体为发动机配气机构的摇臂、挺柱或者气门桥。
25.本发明还提出一种发动机的气门驱动方法，气门驱动装置包括箱体、连杆、工作活塞和驱动复位组件，所述的箱体内设置有垂直通道和水平通道，所述的垂直通道与所述的水平通道相通，所述垂直通道内设置有连杆，所述的连杆包括上连杆和下连杆，所述的上连杆下端和下连杆上端设有两个转动副配合结构，通过转动副的切换配合从而控制工作活塞的行程变化；所述竖直通道的下部设置有所述的工作活塞；所述的水平通道内设置有所述的驱动复位组件；所述的垂直通道内设置有限位块，所述的限位块上设有限位槽，上连杆、下连杆和驱动复位组件的部分位于所述的限位槽内，限位槽的宽度略大于上连杆、下连杆和驱动复位组件的部分的宽度；所述上连杆和下连杆沿限位槽做平面运动，通过运动中上
连杆和下连杆形成的夹角从而控制工作活塞下端面的缩回和伸出。
26.进一步的，所述上连杆和下连杆沿限位槽做平面运动，当停靠在水平通道底部的驱动复位组件位于初始位置，复位弹簧作用在复位活塞上，此时工作活塞为第二伸出高度，气门驱动装置为第二升程位置，发动机的凸轮运动通过摇臂和第二升程位置的气门驱动装置，传递给发动机气门，产生需要的气门运动；
27.所述上连杆和下连杆沿限位槽做平面运动，当停靠在水平通道底部的驱动复位组件位于初始位置，复位弹簧作用在复位活塞上，此时工作活塞为初始伸出高度，气门驱动装置为初始升程位置，发动机的凸轮运动通过摇臂和初始升程位置的气门驱动装置传递给发动机气门，产生需要的气门运动；
28.当发动机气门驱动装置切换升程位置时，发动机气门驱动的控制机构开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络，经由箱体内的机油油路向水平通道提供机油压力，机油压力作用于驱动复位组件，驱动复位组件驱动上连杆和下连杆运动，沿限位槽从初始位置推向设置位置，与下连杆的底部相连的工作活塞从初始伸出高度变化为设置伸出高度位置，气门驱动装置从初始升程位置切换到设置行程位置，发动机的凸轮运动通过摇臂和设置行程位置的气门驱动装置，传递给发动机气门，产生需要的气门运动；
29.当发动机制动控制机构关闭卸去机油，驱动活塞不受机油压力，在复位弹簧的作用下复位，驱动复位组件回到初始位置停靠在水平通道的底面上；驱动复位组件在复位弹簧的作用下，使得上连杆和下连杆回到初始位置，与下连杆的底部相连的工作活塞从设置伸出高度变化为初始伸出高度位置，气门驱动装置从设置升程位置切换到初始升程位置；发动机的凸轮运动通过摇臂和初始升程位置的气门驱动装置，传递给发动机气门，产生需要的气门运动。
30.本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。发明方案设计新颖，结构简单，成本低，效果好。发明方案中采用两个转动副配合结构的连杆作为驱动机构，通过电磁阀控制机油油路，来推动驱动活塞，进而实现连杆位置的变化，从而实现工作活塞的伸出和缩回。从而改变气阀升程，保证了配气机构的稳定性，且成本低，效果好。
31.减少了排放污染、怠速冷启动性能好。摇臂可针对发动机怠速和工作两个不同的工况对进气进行调节，使得不同工况下的进气量与喷油量匹配，使发动机在此两个工况下均能保持良好的动态特性，在怠速工况下进气量和喷油量均减少，降低了怠速工况下下的油耗，减少了排放污染；冷启动时，发明方案自动调整增加进气量，以配合冷启动所需的较大的进油量，待启动完成后，再减少进气量，调整为怠速工作工况，提高了怠速冷启动性能。
32.经济性好，效果明显。本发明相比现有的配气机构，仅在摇臂气阀端设置有垂直通道和水平通道，所述垂直通道内设置有所述的上连杆和所述的下连杆，所述竖直通道的下部设置有所述的工作活塞；所述的水平通道内设置有所述的驱动活塞和回位活塞。且仅在摇臂轴上设置有电磁阀，电磁阀与车用电子控制单元相连接；不影响其他零件安装使用，经济效果好。
附图说明
33.图1是本发明的发动机气门驱动装置的箱体的正视图。
34.图2是本发明的发动机气门驱动装置的箱体的左视图。
35.图3是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1处于缩回位置时的示意图。
36.图4是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1处于伸出位置时的示意图。
37.图5是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的限位块的左视剖面图。
38.图6是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的限位块的正视剖面图。
39.图7是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的驱动活塞的正视剖面图。
40.图8是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的驱动活塞的俯视剖面图。
41.图9是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的上连杆的正视剖面图。
42.图10是本发明的发动机气门驱动装置的实施例1中的下连杆的正视剖面图。
43.图11是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2处于伸出位置时的示意图。
44.图12是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2处于缩回位置时的示意图。
45.图13是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的驱动复位组件的俯视剖面图。
46.图14是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的驱动复位组件的正视剖面图。
47.图15是本发明的发动机气门驱动装置的实施例2中的下连杆的正视剖面图。
48.图16是本发明的发动机气门驱动装置的实施例3处于伸出位置时的示意图。
49.图17是本发明的发动机气门驱动装置的实施例3处于缩回位置时的示意图。
50.图18是本发明的发动机气门驱动装置的实施例3中的驱动复位组件的俯视剖面图。
51.图19是本发明的发动机气门驱动装置的实施例3中的驱动复位组件的正视剖面图。
52.图20是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4处于伸出位置时的示意图。
53.图21是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4处于缩回位置时的示意图。
54.图22是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4中的驱动复位组件的正视剖面图。
55.图23是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4中的驱动复位组件的俯视剖面图。
56.图24是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4中的上连杆的正视剖面图。
57.图25是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4中的下连杆的正视剖面图。
58.图26是本发明的发动机气门驱动装置的实施例4中的限位块的正视剖面图。
具体实施方式
59.实施例1：
60.如图3所示，本发明的发动机气门驱动装置100，包括箱体105、连杆(上连杆310和下连杆320)和工作活塞330，以及驱动复位组件290(此处的驱动复位装置有驱动活塞280和复位活塞210组成)。如图1和2所示，箱体105为摇臂，摇臂通过摇臂孔(未显示)装配在发动机的摇臂轴(未显示)上；箱体105内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道130，机油通道110以及装配台阶170(位于垂直通道140上)，水平通道130的底部190和定位孔 180。
61.如图3所示，垂直通道140内设有上连杆310和下连杆320，以及限位块220；垂直通
道 140上端设置有调整螺栓300，下端设有工作活塞330和压缩弹簧340。上连杆下端和下连杆上端设有转动副，通过转动副的切换配合从而控制工作活塞的行程变化；此处的转动副为球形转动副，也就是球头和球窝的配合结构。上连杆310为倒v型，其中上部有一个上部转动副配合结构为上部球头540，下部有两个转动副配合结构为两个球窝，第一下部转动副配合结构为第一下部球窝520，以及第二下部转动副配合结构为第二下部球窝500(见图 9)；下连杆320为v型，其中下部有一个下部转动副配合结构为下部球头550，上部有两个转动副配合结构为两个球头，第一上部转动副配合结构为第一上部球头510，以及第二下部转动副配合结构为第二上部球头530(见图10)。如图9和图10所示，在上连杆310中，上部球头540的球心，第一下部球窝520的球心和第二下部球窝500的球心，构成一个三角形，其中上部球头540的球心和第一下部球窝520的连线长度为l11，上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线长度为l12，上部球头540的球心和第一下部球窝520的连线长度l11大于上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线长度l12。在下连杆320 中，下部球头550的球心，第一上部球头510的球心和第二上部球头530的球心，构成一个三角形，其中下部球头550的球心和第一上部球头510的球心的连线长度为l21，下部球头 550的球心和第二上部球头530的球心的连线长度为l22，下部球头550的球心和第一上部球头510的球心的连线长度l21大于下部球头550的球心和第二上部球头530的球心连线l22 的。
62.水平通道130内设置有驱动活塞280，复位活塞210，以及复位弹簧290和复位弹簧座 260和弹性挡圈200。驱动活塞280和复位活塞210分别位于水平通道130的两端，驱动活塞 280和复位活塞210分别位于垂直通道140的两侧；其中驱动活塞280和机油通道110位于一侧；复位活塞210、复位弹簧290、复位弹簧座260、弹性挡圈200位于另一侧。复位弹簧290的一端位于复位活塞210的盲孔中，另一端固定在复位弹簧座260上，复位弹簧座260由弹性挡圈200固定在水平通道130中。
63.如图1和3所示，限位块220装配在垂直通道130中，箱体105上有装配台阶170，装配台阶170和限位块220的上端配合，限制限位块220的位置；箱体105上有定位孔180(见图 2)，和限位块220上的定位孔580配合，可以限制限位块220的转动，同时将限位块220固定在垂直通道140中。限位块上设置有限位槽620，上连杆310、下连杆320和驱动活塞280 的部分位于限位槽620中，限位槽620的宽度等于或稍大于上连杆310、下连杆320和驱动活塞280的部分的宽度。此外，限位块220上有定位槽640，用于容纳驱动活塞280和复位活塞 210的运动，以及通孔610用于容纳工作活塞330的运动。
64.箱体105的下部有一个弹簧座350，弹簧座350用来支撑固定压缩弹簧340，采用紧固螺栓360将弹簧座350固定在箱体105上(见图2)。压缩弹簧340的下端与弹簧座350固定，压缩弹簧340的上端与工作活塞330连接。
65.如图3所示，上连杆310的上部球头540与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆310的第一第二下部球窝500和下连杆320 的第二上部球头530通过第二转动副431相连接，下连杆320的下部球头550与工作活塞330 的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门 (未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图9和10所示，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头 530的球
心在竖直位置上，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心的连线的长度都较短，工作活塞330处于第一位置(缩回位置)。
66.如图4所示，上连杆310的上部球头540与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆310的下端面520和下连杆320的第一上部球头510通过第三转动副432相连接，下连杆320的下部球头550与工作活塞330的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门(未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第三转动副432和第四转动副433 均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图9和10所示，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心的连线的长度都较长，工作活塞330为第二位置(伸出位置)。
67.当气门驱动装置处于初始位置，上连杆的(上部转动副配合结构)上部球头540和上连杆下部(第一下部转动副配合结构)第一球窝520，与下连杆上部(第一上部转动副配合结构)第一球头510和下连杆的(下部转动副配合结构)下部球头550处于竖直位置，此时上连杆的(上部转动副配合结构)上部球头的球心和下连杆的(下部转动副配合结构) 下部球头的球心之间的长度为初始长度l11+l21；当气门驱动装置处于设置位置，上连杆的(上部转动副配合结构)上部球头540、下部(第二下部转动副配合结构)第二球窝500 和上连杆上部(第二上部转动副配合结构)第二球头510、下连杆的(下部转动副配合结构)下部球头530处于竖直位置，此时上连杆的(上部转动副配合结构)上部球头的球心和下连杆的(下部转动副配合结构)下部球头的球心之间的长度为设置长度l12+l22。初始长度l11+l21和设置长度l12+l22不同，此时初始长度l11+l21大于设置长度l12+l22。
68.安装在箱体105上面的调整螺栓300用来调整工作活塞330在垂直通道140内的上下初始位置(气门间隙)(见图3)。对于不需要调整工作活塞330的初始位置的情形，就不需要调整螺栓300。此时，上连杆310的上端面540直接与箱体105之间形成转动副430(该第一转动副的调整螺栓变换为箱体)。
69.当工作活塞为缩回位置(图3)时，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动活塞280，驱动活塞280的左侧边界推动上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510向右；同时，复位活塞210受到上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510的挤压，压缩复位弹簧290处于压缩状态，此时复位活塞210上的左侧边界顶住上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510，使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头 530的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第二转动副431、以及第一转动副430；上述3个转动副，第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310 和下连杆320的相互活动；同时，驱动活塞280的左侧边界顶住上连杆310的第一下部球窝 520和下连杆320的第一上部球头510；以及压缩复位弹簧290处于压缩状态，此时上连杆 310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510依靠在复位活塞210上的右侧边界；还有，
下连杆320的球头530限制在驱动活塞的环状结构710；上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头550 的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动。
70.当工作活塞为伸出位置(图4)时，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动活塞280；复位弹簧290处于伸直状态，复位活塞210在复位弹簧290的作用下，推动上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510向右；驱动活塞280的左侧边界受到上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510的推动，使得驱动活塞 280停靠在水平通道130的底部190，使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520 的球心、下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、以及第一转动副430；上述3个转动副，第一转动副430、第三转动副432和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310和下连杆320的相互活动；同时，驱动活塞280的左侧边界顶住上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510；上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510依靠在复位活塞210 上的右侧边界，上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心、下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心、下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动；工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
71.工作活塞从缩回位置(图3)切换至伸出位置(图4)，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上，切换为——上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520第一下部球窝520 的球心，下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心在竖直位置上。工作活塞处于缩回位置时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心的连线的长度都较短；当工作活塞为伸出位置时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520第一下部球窝 520的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心的连线的长度都较长。这样，工作活塞330由缩回位置变化为伸出位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程增加。
72.同样的，工作活塞从伸出位置(图4)切换至缩回位置(图3)，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520第一下部球窝520的球心，下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510的球心在竖直位置上，切换为——上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。当工作活塞为伸出位置时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520第一下部球窝520的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头550的球心和上部第一上部球头510 的球
心的连线的长度都较长；工作活塞处于缩回位置时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头 530的球心的连线的长度都较短。这样，工作活塞330由伸出位置变化为缩回位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程减少；此时，工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
73.实施例1的工作过程是：
74.此实施例中的气门驱动装置100的初始状态(即发动机停机时候)的工作活塞330处于伸出状态；没有打开发动机气门驱动的控制机构，工作活塞仍然处于伸出状态，气门驱动装置产生大气门升程的气门运动。
75.当发动机需要高速大负荷时候，此时需要发动机气门升程较大(见图4)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)切断不提供机油，经由箱体105内的机油油路110不向水平通道130提供机油压力(见图1)，没有机油压力作用于驱动活塞280，复位弹簧290推动复位活塞210向右运动，推动上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510向右运动，进而上连杆310的第一下部球窝520和下连杆320的第一上部球头510使得驱动活塞 280向左运动，最后驱动活塞280靠住水平通道的底部190。此时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上，与下连杆320的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从小气门升程位置切换到大气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生大气门升程的气门运动。
76.当发动机进入低速小负荷、怠速、冷启动或者跳开气门时候，此时需要发动机气门升程较小(见图3)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体105内的机油油路110向水平通道130提供机油压力(见图1)，机油压力作用于驱动活塞280，驱动活塞280推动上连杆310的第一下部球窝 520和下连杆320的第一上部球头510向左运动，使得复位活塞210向左运动压缩复位弹簧 290，使得复位活塞210达到左边抵住弹簧座260；此时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上，与下连杆320的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从大气门升程位置切换到小气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生小气门升程的气门运动；或者工作活塞330的底面(下端面)434脱离(连接)下面的发动机气门，不产生气门运动。
77.实施例2：
78.如图11所示，本实施例的发动机气门驱动装置100是实施例1的变形，包括箱体105 (图1，所示的箱体是摇臂，摇臂通过摇臂孔(未显示)装配在发动机的摇臂轴(未显示)上)、上连杆310和下连杆320、工作活塞330和驱动复位组件290(此处的驱动复位组件有象足280，球销288和销钉282组成)。箱体105内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道130(见图1)。
79.如图11所示，垂直通道140内设有上连杆310和下连杆3201，以及限位块220；垂直
通道140上端设置有调整螺栓300，下端设有工作活塞330和压缩弹簧340。下连杆3201为v 型，其中下部有一个下部转动副配合结构为下部球头5501，上部有两个转动副配合结构为两个球头，第一上部转动副配合结构为第一上部球头5101，以及第二下部转动副配合结构为第二上部球头5301(见图15)。如图15所示，在下连杆3201中，下部球头5501的球心，第一上部球头5110的球心和第二上部球头5301的球心，构成一个三角形，其中下部球头 5501的球心和第一上部球头5101的球心的连线长度为l31，下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心的连线长度为l32，下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心的连线长度l31大于下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心连线l32的。
80.水平通道130内设置有驱动复位组件290(此处的驱动复位组件有象足280，球销288和销钉282组成)，以及复位弹簧270和弹性挡圈230。驱动复位组件290和机油通道110位于水平通道的同一侧；同时，驱动复位组件和复位弹簧270、弹性挡圈230也在水平通道的相同侧。复位弹簧270的一端位于驱动复位组件290的象足280上，另一端固定在弹性挡圈230 上，弹性挡圈230固定在水平通道130中。定位块240和锁紧螺母200位于水平通道130的另一侧；定位块240由锁紧螺母200固定在水平通道130中。
81.驱动复位组件290由象足282和球销288组成(见图13和图14)，象足282设置有球窝，球销288的一侧都设置有球体，球销288的一侧球体和象足282的球窝固定，象足282的球窝的口部有收口结构，减小了球窝的尺寸，使得球销288不会从象足282中拉脱；球销288的另一侧设置有销钉287，销钉287固定在球销288上，同时可以和下连杆320装配在一起；球销288上的销钉287和下连杆320形成万向节结构，能够实现球销288推动和拉回下连杆320 的功能，当球销288运动时候，能够使得下连杆320跟随球销288一起运动。象足组件290是一种可靠的机械结构，能够实现推拉球销288的双重功能——象足282推动球销288的时候，象足282的球窝的底部推动球销的一侧球体的顶部，由此象足282能够推动球销288运动；象足282拉动球销288的时候，象足282的球窝的口部拉动球销的一侧球体的腰部，由此象足282能够拉动球销288运动。同时，象足组件290也能够实现球销288的一侧销钉287 的中心高度变化——由于象足282的球窝的口部尺寸大于球销288连接部分的尺寸，球销 288的一侧销钉287能够以固定在象足282的球窝内的一侧球体的中心进行旋转，进而实现球销288的一侧销钉287的中心高度变化。
82.球销288的一侧销钉287和下连杆320装配可以按照下面的步骤进行：首先，将间隙调整螺钉300旋入箱体105，并且用螺母固定；然后，依次放入上连杆310，放置好复位弹簧 270和挡圈230的驱动复位组件280(此时销钉287没有安装在驱动复位组件280上)，并且将挡圈230压入水平通道130的挡圈槽中；再次，将下连杆320放入垂直通道140，同时将下连杆320上的销钉安装孔和球销288上的销钉安装孔对齐；最后，通过箱体105上的通孔 (此处未显示)将销钉287放入下连杆320上的销钉安装孔和球销288上的销钉安装孔，并且用专用的压紧夹具将销钉287的两端挤压，固定在球销288上的销钉安装孔中。
83.如图12所示，上连杆310的上部球头540与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆310的第二下部球窝500和下连杆3201的第二上部球头5301通过第二转动副431相连接，下连杆3201的下部球头5501与工作活塞330的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门(未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第二转动副431和第四
转动副433均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图9和15所示，上连杆310的上部球头540 的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆320的下部球头5501的球心和第二上部球头5301 的球心在竖直位置上，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆3201的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心的连线的长度都较短，工作活塞330处于第一位置(缩回位置)。
84.如图11所示，上连杆310的上部球头540与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆310的下端面520和下连杆3201的第一上部球头5101通过第三转动副432相连接，下连杆3201的下部球头5501与工作活塞330的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门(未显示) 的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第三转动副432和第四转动副 433均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图9和10所示，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆3201的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心的连线的长度都较长，工作活塞330为第二位置(伸出位置)。
85.当气门驱动装置处于初始位置，上连杆310的(上部转动副配合结构)上部球头540和上连杆310下部(第一下部转动副配合结构)第一下部球窝520，与下连杆3201上部(第一上部转动副配合结构)第一上部球头5101和下连杆3201的(下部转动副配合结构)下部球头5501处于竖直位置，此时上连杆310的(上部转动副配合结构)上部球头540的球心和下连杆3201的(下部转动副配合结构)下部球头5501的球心之间的长度为初始长度 l11+l31；当气门驱动装置处于设置位置，上连杆310的(上部转动副配合结构)上部球头 540、下部(第二下部转动副配合结构)第二下部球窝5001和下连杆3201上部(第二上部转动副配合结构)第二上部球头5101、下连杆3201的(下部转动副配合结构)下部球头 5501处于竖直位置，此时上连杆310的(上部转动副配合结构)上部球头540的球心和下连杆3201的(下部转动副配合结构)下部球头5501的球心之间的长度为设置长度l12+l32。初始长度l11+l31和设置长度l12+l32不同，此时初始长度l11+l31大于设置长度 l12+l322。
86.当工作活塞为缩回位置(图12)时，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的象足282推动球销288向右运动，球销288传递运动，球销288上的销钉287使得下连杆3201向右运动，然后球销288的左侧边界依靠在定位块240 的右侧边界，使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第二转动副431、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433 之间的摩擦力能够限制了上连杆310和下连杆3201的相互活动；球销288的左侧边界依靠在定位块240的右侧边界，球销288上的销钉287限制下连杆3201的运动；还有，球销288上的环状结构710限制下连杆3201的球头530，上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头 5301的球
心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动；工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
87.当工作活塞为伸出位置(图11)时，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动复位组件290；复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的象足282拉动球销288向右，球销288传递运动，球销288上的销钉287拉动下连杆3201的球头510向右，使得驱动活塞280停靠在水平通道130的底部 190，使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第三转动副432和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310和下连杆3201的相互活动；球销288上的销钉287限制下连杆3201的运动，上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心、下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动。
88.工作活塞从缩回位置(图11)切换至伸出位置(图12)，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心在竖直位置上，切换为——上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上(见图9和图15)。工作活塞处于缩回位置时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心的连线的长度都较短；当工作活塞为伸出位置时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心的连线的长度都较长。这样，工作活塞330由缩回位置变化为伸出位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程增加。
89.同样的，工作活塞从伸出位置(图12)切换至缩回位置(图11)，上连杆的上部球头 540的球心和第一下部球窝500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101 的球心在竖直位置上，切换为——上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心在竖直位置上(见图9和图 15)。当工作活塞为伸出位置时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心的连线的长度都较长；工作活塞处于缩回位置时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心的连线的长度都较短.这样，工作活塞330由伸出位置变化为缩回位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程减少；此时，工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
90.实施例2的工作过程是：
91.此实施例中的气门驱动装置100的初始状态(即发动机停机时候)的工作活塞330
处于伸出状态；没有打开发动机气门驱动的控制机构，工作活塞仍然处于伸出状态，气门驱动装置产生大气门升程的气门运动。
92.当发动机需要高速大负荷时候，此时需要发动机气门升程较大，发动机气门驱动的控制机构(未显示)切断不提供机油，经由箱体105内的机油油路110不向水平通道130提供机油压力(见图12)，没有机油压力作用于驱动复位组件290，复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的象足282拉动球销288向右，球销288传递运动，球销288上的销钉287拉动下连杆3201的球头510向右，使得驱动活塞280停靠在水平通道130的底部190。此时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第一上部球头5101的球心在竖直位置上，与下连杆3201的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从小气门升程位置切换到大气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生大气门升程的气门运动。
93.当发动机进入低速小负荷、怠速、冷启动或者跳开气门时候，此时需要发动机气门升程较小，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体105内的机油油路110向水平通道130提供机油压力(见图 1)，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的象足282推动球销288向右运动，球销288传递运动，球销288上的销钉287使得下连杆3201向右运动，然后球销288的左侧边界依靠在定位块240的右侧边界。此时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝 500的球心，下连杆的下部球头5501的球心和第二上部球头5301的球心在竖直位置上，与下连杆3201的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从大气门升程位置切换到小气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生小气门升程的气门运动或者不产生气门运动。
94.实施例3：
95.如图16所示，本实施例的发动机气门驱动装置100是实施例1的变形，包括箱体105 (图1，所示的箱体是摇臂，摇臂通过摇臂孔(未显示)装配在发动机的摇臂轴(未显示)上)、上连杆310和下连杆320、工作活塞330和驱动复位组件290(如图13和14所见，此处的驱动复位组件有活塞2822、锁紧螺栓283和推拉杆2882组成)。箱体105内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道130(见图1)。
96.垂直通道内设有上连杆310和下连杆320，垂直通道140还设置有限位块220，下端设有工作活塞330。水平通道130内设有驱动复位组件290，复位弹簧270和定位块240。
97.水平通道130内设置有驱动复位组件290(此处的驱动复位组件有活塞2822、锁紧螺栓 283和推拉杆2882组成)，以及复位弹簧270和弹性挡圈230。驱动复位组件290和机油通道 110位于水平通道的同一侧；同时，驱动复位组件290和复位弹簧270、弹性挡圈230也在水平通道的相同侧。复位弹簧270的一端位于驱动复位组件290的活塞2822上，另一端固定在弹性挡圈230上，弹性挡圈230固定在水平通道130中。定位块240和锁紧螺母200位于水平通道130的另一侧；定位块240由锁紧螺母200固定在水平通道130中。
98.驱动复位组件290由活塞2822、锁紧螺栓283和推拉杆2882组成(见图13和图14)，
活塞2822设置有沉孔，推拉杆2882的一端安装在活塞2822的沉孔中，并且用螺栓283进行固定。驱动复位组件能够实现推拉下连杆320的双重功能——活塞2822推动推拉杆2882向左运动的时候，推拉杆2882的环状结构720推动下连杆320向左运动；活塞2822拉动推拉杆 2882向右的时候，推拉杆2882的环状结构720拉动下连杆320向右运动。
99.当工作活塞为缩回位置(图17)时，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的活塞2822推动推拉杆2882向左运动，推拉杆2882传递运动，推拉杆2882上的环状结构720推动下连杆320向左运动(同时在摩擦力的作用下，上连杆310跟随下连杆320一起向左运动)，然后推拉杆2882的左侧边界依靠在定位块240的右侧边界，使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第二转动副431、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310和下连杆320的相互活动；推拉杆2882的左侧边界依靠在定位块240的右侧边界，推拉杆2882上的环状结构7102限制下连杆320的球头530，上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头 550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心、下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动；工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
100.当工作活塞为伸出位置(图16)时，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动复位组件290；复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的活塞2822拉动推拉杆2882向右运动，推拉杆2882传递运动，推拉杆2882上的环状结构720拉动下连杆320的球头510向右(同时在摩擦力的作用下，上连杆310跟随下连杆320一起向右运动)，使得驱动活塞280停靠在水平通道130的底部 190，使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心、下连杆的下部球头550 的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞 330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第三转动副432和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆310和下连杆320的相互活动；推拉杆2882上的环状接头720限制下连杆320的运动，上述的限制能够使得上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520 的球心、下连杆的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心、下连杆的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动。
101.工作活塞从缩回位置(图17)切换至伸出位置(图16)，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上，切换为——上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上。工作活塞 330
处于缩回位置时，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心的连线的长度都较短；当工作活塞330为伸出位置时，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心的连线的长度都较长。这样，工作活塞330由缩回位置变化为伸出位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程增加。
102.同样的，工作活塞330从伸出位置(图16)切换至缩回位置(图17)，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上，切换为——上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上。当工作活塞330为伸出位置时，上连杆310的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心的连线的长度都较长；工作活塞330处于缩回位置时，上连杆310的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心的连线的长度，以及下连杆320的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心的连线的长度都较短这样，工作活塞330由伸出位置变化为缩回位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程减少；此时，工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
103.实施例3的工作过程是：
104.此实施例中的气门驱动装置100的初始状态(即发动机停机时候)的工作活塞330处于伸出状态；没有打开发动机气门驱动的控制机构，工作活塞仍然处于伸出状态，气门驱动装置产生大气门升程的气门运动。
105.当发动机需要高速大负荷时候，此时需要发动机气门升程较大(见图16)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)切断不提供机油，经由箱体105内的机油油路110不向水平通道130提供机油压力，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动复位组件290；复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的活塞2822拉动推拉杆2882向右运动，推拉杆2882传递运动，推拉杆2882上的环状结构720拉动下连杆320的球头510向右(同时在摩擦力的作用下，上连杆310跟随下连杆 320一起向右运动)，使得驱动活塞280停靠在水平通道130的底部190。此时，上连杆的上部球头540的球心和第一下部球窝520的球心，下连杆的下部球头550的球心和第一上部球头510的球心在竖直位置上，与下连杆320的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从小气门升程位置切换到大气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生大气门升程的气门运动。
106.当发动机进入低速小负荷、怠速、冷启动或者跳开气门时候，此时需要发动机气门升程较小(图17)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体105内的机油油路110向水平通道130提供机油压力 (见图1)，机油压力作用于驱动复位组件290，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的活塞2822推动推拉杆2882向左运动，推拉杆 2882传递运
动，推拉杆2882上的环状结构720推动下连杆320向左运动(同时在摩擦力的作用下，上连杆310跟随下连杆320一起向左运动)，然后推拉杆2882的左侧边界依靠在定位块240的右侧边界。此时，上连杆的上部球头540的球心和第二下部球窝500的球心，下连杆的下部球头550的球心和第二上部球头530的球心在竖直位置上，与下连杆320的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近 (连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从大气门升程位置切换到小气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置 100，传递给所述的发动机气门，产生小气门升程的气门运动或者不产生气门运动。
107.实施例4：
108.如图20和图21所示，本实施例的发动机气门驱动装置100是实施例1的变形，包括箱体 105(图1，所示的箱体是摇臂，摇臂通过摇臂孔(未显示)装配在发动机的摇臂轴(未显示)上)、上连杆3103和下连杆3203、工作活塞330和驱动复位组件290(此处的驱动复位组件290有活塞2823、销钉2873和节叉2883)。箱体105内设有垂直相交的垂直通道140和水平通道130(见图1)。
109.如图3所示，垂直通道140内设有上连杆3103和下连杆3203，以及限位块220；垂直通道140上端设置有调整螺栓300，下端设有工作活塞330和压缩弹簧340。上连杆下端和下连杆上端设有转动副，通过转动副的切换配合从而控制工作活塞的行程变化；此处的转动副为球形转动副，也就是球头和球窝的配合结构。上连杆3103为倒v型，其中上部有一个上部转动副配合结构为上部球头5403，下部有两个转动副配合结构为两个球窝，第一下部转动副配合结构为第一下部球窝5203，以及第二下部转动副配合结构为第二下部球窝5003 (见图9)；下连杆3203为v型，其中下部有一个下部转动副配合结构为下部球头5503，上部有两个转动副配合结构为两个球头，第一上部转动副配合结构为第一上部球头5103，以及第二下部转动副配合结构为第二上部球头5303(见图10)。如图9和图10所示，在上连杆3103中，上部球头5403的球心，第一下部球窝5203的球心和第二下部球窝5003的球心，构成一个三角形，其中上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的连线长度为l41，上部球头5403的球心和第二下部球窝5003的球心的连线长度为l42，上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的连线长度l41大于上部球头5403的球心和第二下部球窝5003的球心的连线长度l42。在下连杆3203中，下部球头5503的球心，第一上部球头5103的球心和第二上部球头5303的球心，构成一个三角形，其中下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心的连线长度为l51，下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心的连线长度为l52，下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心的连线长度l51大于下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心连线l52的。
110.水平通道130内设置有驱动复位组件290(此处的驱动复位组件290有有活塞2823、销钉2873和节叉2883组成)，以及复位弹簧270和弹性挡圈230。驱动复位组件290和机油通道110位于水平通道的同一侧；同时，驱动复位组件290和复位弹簧270、弹性挡圈230也在水平通道的相同侧。复位弹簧270的一端位于驱动复位组件290的活塞2822上，另一端固定在弹性挡圈230上，弹性挡圈230固定在水平通道130中。定位块2403和锁紧螺母200位于水平通道130的另一侧；定位块2403由锁紧螺母200固定在水平通道130中。
111.驱动复位组件290由活塞2823和节叉2883组成，为一种节叉2883角度可变的万向
节结构(见图13和图14)。节叉2883的一端安装在活塞2823中，并且用销钉287进行固定，另一端为象足结构的球窝7103，可以和下连杆3203的球头5103组成象足结构。驱动复位组件 290是一种可靠的万向节机械结构，能够实现推拉节叉2883的双重功能——活塞2823推动节叉2883的时候，活塞2823通过销钉287推动节叉2883，由此活塞2823能够推动节叉2883 运动；活塞2823拉动节叉2883的时候，活塞2823通过销钉287推动节叉2883，由此活塞 2823能够拉动节叉2883运动。同时，驱动复位组件290也能够实现节叉2883的一侧球窝 7103的中心高度变化——由于节叉2883可以围绕销钉287进行旋转产生角度变化，进而实现节叉2883的一侧球窝7103的中心高度变化。节叉2883的一端的球窝7103和下连杆3203的球头5103组成象足结构，可以实现节叉2883推动和拉回下连杆3203。
112.如图21所示，上连杆3103的上部球头5403与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆3103的第二下部球窝5003和下连杆3203 的第二上部球头5303通过第二转动副431相连接，下连杆3203的下部球头5503与工作活塞 330的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门 (未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图24和25所示，上连杆3103的上部球头5403的球心和第二下部球窝5003的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心在竖直位置上，上连杆的上部球头5403的球心和第二下部球窝5003的球心的连线的长度，以及下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心的连线的长度都较短，工作活塞330处于第一位置(缩回位置)。
113.如图20所示，上连杆3103的上部球头5403与箱体105(这里所示的是固定在箱体105上的调整螺钉210)之间设有第一转动副430，上连杆3103的第一下部球窝5203和下连杆3203 的第一上部球头5103通过第三转动副431相连接，下连杆3203的下部球头5503与工作活塞 330的上端面之间设有第四转动副433，工作活塞330的下端面(底面)434位于发动机气门 (未显示)的上方。本实施例图示的三个转动副——第一转动副430、第三转动副432和第四转动副433均为球形转动副(球体与球窝配合)。如图24和25所示，上连杆的上部球头 5403的球心和第一下部球窝5203的球心，下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头 5103的球心在竖直位置上，上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心的连线的长度，以及下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心的连线的长度都较长，工作活塞330为第二位置(伸出位置)。
114.当气门驱动装置处于初始位置，上连杆3103的(上部转动副配合结构)上部球头5403 和上连杆3103下部(第一下部转动副配合结构)第一下部球窝5203，与下连杆3203上部 (第一上部转动副配合结构)第一上部球头51031和下连杆3203的(下部转动副配合结构)下部球头5503处于竖直位置，此时上连杆3103的(上部转动副配合结构)上部球头5403的球心和下连杆3203的(下部转动副配合结构)下部球头5503的球心之间的长度为初始长度l11+l51；当气门驱动装置处于设置位置，上连杆3103的(上部转动副配合结构) 上部球头5403、下部(第二下部转动副配合结构)第二下部球窝5001和下连杆3203上部 (第二上部转动副配合结构)第二上部球头51031、下连杆3203的(下部转动副配合结构)下部球头5503处于竖直位置，此时上连杆3103的(上部转动副配合结构)上部球头 5403的球心和下连杆3203的(下部转动副配合结构)下部球头5503的球心之间的长度为设置长度l12+l52。初始
长度l11+l51和设置长度l12+l52不同，此时初始长度l11+l51大于设置长度l12+l522。
115.当工作活塞为伸出位置(图20)时，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的活塞2823推动节叉2883向左运动，节叉2883传递运动，节叉2883上的球窝710推动下连杆3203向左运动(同时在摩擦力的作用下，上连杆 3103跟随下连杆3203一起向左运动)，然后上连杆3103的下端球窝5203左侧边界依靠在定位块2403的右侧边界，使得上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧 340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第二转动副431、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆3103和下连杆3203的相互活动；节叉2883的左侧边界依靠在定位块2403的右侧边界，上述的限制能够使得上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动；工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
116.当工作活塞为缩回位置(图21)时，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动复位组件290；复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的活塞2823拉动节叉2883向右运动，节叉2883传递运动，节叉 2883上的球窝710拉动下连杆3203的第二上部球头5303向右(同时在摩擦力的作用下，上连杆3103跟随下连杆3203一起向右运动)，此时活塞2823停靠在水平通道130的底部190，使得上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5003的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心在竖直位置上。此时，压缩弹簧340作用于工作活塞330，在第四转动副433上形成向上的作用力，这个作用力传递至第三转动副432、以及第一转动副430，上述3个转动副，第一转动副430、第二转动副431和第四转动副433之间的摩擦力能够限制了上连杆3103和下连杆3203的相互活动；节叉2883上的环状接头720限制下连杆 3203的运动，上述的限制能够使得上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5003的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心在竖直位置上。另外球形转动副本身具有对中心自稳定功能，这样能够保证上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5003的球心、下连杆的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心在竖直位置上。这样，工作活塞330能够承载来自气门的反作用力，对气门施加作用力，产生气门运动。
117.工作活塞从缩回位置(图21)切换至伸出位置(图20)，上连杆3103的上部球头5403 的球心和第一下部球窝5003的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头 5303的球心在竖直位置上，切换为——上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝 5203的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上。工作活塞330处于缩回位置时，上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝 5003的球心的连线的长度，以及下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心的连线的长度都较短；当工作活塞330为伸出位置时，上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心的连线的长度，以及下连杆3203的下部球头5503的球心和第
一上部球头5103的球心的连线的长度都较长。这样，工作活塞330由缩回位置变化为伸出位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程增加。
118.同样的，工作活塞330从伸出位置(图20)切换至缩回位置(图21)，上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上，切换为——上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝5003的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心在竖直位置上。当工作活塞330为伸出位置时，上连杆3103的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心的连线的长度，以及下连杆3203的下部球头5503的球心和第一上部球头 5103的球心的连线的长度都较长；工作活塞330处于缩回位置时，上连杆3103的上部球头 5403的球心和第一下部球窝5003的球心的连线的长度，以及下连杆3203的下部球头5503的球心和第二上部球头5303的球心的连线的长度都较短这样，工作活塞330由伸出位置变化为缩回位置，由此使得气门升程产生了变化，使得气门升程减少；此时，工作活塞330的底面(下端面)434也可以和气门脱离，此时没有气门升程。
119.实施例4的工作过程是：
120.此实施例中的气门驱动装置100的初始状态(即发动机停机时候)的工作活塞330处于缩回状态；没有打开发动机气门驱动的控制机构，工作活塞仍然处于缩回状态，气门驱动装置产生小气门升程的气门运动或者没有气门升程不产生气门运动。
121.当发动机进入低速小负荷、怠速、冷启动或者跳开气门时候，此时需要发动机气门升程较小(图21)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)切断不提供机油，经由箱体105 内的机油油路110不向水平通道130提供机油压力，此时机油通道110没有机油，机油压力不作用于驱动复位组件290；复位弹簧270处于伸直状态，使得驱动复位组件290依靠在水平通道的底部190。驱动复位组件290的活塞2823推动节叉2883向左运动，节叉2883传递运动，节叉2883上的球窝710推动下连杆3203的第一上部球头5103向左运动(同时在摩擦力的作用下，上连杆3103跟随下连杆3203一起向左运动)。此时，上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心，下连杆的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上，与下连杆3203的底部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面(下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100 从小气门升程位置切换到大气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生小气门升程的气门运动或者不产生气门运动。
122.当发动机需要高速大负荷时候，此时需要发动机气门升程较大(见图20)，发动机气门驱动的控制机构(未显示)开通提供机油，机油通过发动机的机油油路网络(未显示)，经由箱体105内的机油油路110向水平通道130提供机油压力(见图1)，机油压力作用于驱动复位组件290，此时机油通道110充满机油，机油压力作用于驱动复位组件290，驱动复位组件290的活塞2823拉动节叉2883向左运动，节叉2883传递运动，节叉2883上的球窝710拉动下连杆3203的第一上部球头5103向右运动(同时在摩擦力的作用下，上连杆 3103跟随下连杆3203一起向右运动)，然后上连杆3103的第一下部球窝5203的左侧边界依靠在定位块2403的右侧边界。此时，上连杆的上部球头5403的球心和第一下部球窝5203的球心，下连杆3203的下部球头5503的球心和第一上部球头5103的球心在竖直位置上，与下连杆3203的底
部相连的工作活塞330产生了高度变化，从伸出位置变为缩回位置，其底面 (下端面)434靠近(连接)下面的发动机气门，气门驱动装置100从大气门升程位置切换到小气门升程位置。此时，发动机凸轮(未显示)的运动通过摇臂和摇臂内处于工作位置的气门驱动装置100，传递给所述的发动机气门，产生大气门升程的气门运动。
123.本发明的实施例是对本发明进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些熟悉本行业的人员可以显而易见地在本发明的范围和原理内对本发明进行修改和变动。举例来说，一个具体机构所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体机构，进而得到一个新的机构。实施例中的箱体不但可以是摇臂，还可以是气门桥甚至固定的箱体。此外，上连杆和箱体(调整螺栓)之间、上连杆和象足组件的球销之间、象足组件的球销和下连杆之间、以及下连杆和制动活塞之间构成的转动副，也可以是柱面或其它链接。还有上连杆和下连杆的导向和定位也可以有不同的方式，以及象足结构和万向节结构也可以有不同的方式。本发明的发动机气门驱动装置除了可以产生发动机制动的气门运动之外，还可以产生其它类型的可变气门运动。因此，本发明将包括上述修改和变动，只要它们属于所附的权利要求或与所要求权力相当的范围之内。