中空气门弹簧保持器
阅读说明：本技术 中空气门弹簧保持器 (Hollow valve spring retainer ) 是由 约翰·康纳尔 马克·马丁 乔伊·福斯马克 于 2019-06-05 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“中空气门弹簧保持器”。提供了用于气门机构总成的气门弹簧保持器的方法和系统。在一个实例中,气门弹簧保持器可以是至少部分中空的并且包括在所述气门弹簧保持器的材料内形成通道的内部腔体。所述内部腔体内的空气可以通过通道流体地联接到围绕所述气门弹簧保持器的空气。通过增材制造可以减小所述气门弹簧保持器的质量,并且可以减少所述气门弹簧保持器的制造成本和时间。(The present disclosure provides a "hollow valve spring retainer". Methods and systems for a valve spring retainer for a valvetrain assembly are provided. In one example, the valve spring retainer may be at least partially hollow and include an internal cavity forming a channel within the material of the valve spring retainer. Air within the internal cavity may be fluidly coupled to air surrounding the valve spring retainer through a passage. The mass of the valve spring retainer may be reduced by additive manufacturing, and the manufacturing cost and time of the valve spring retainer may be reduced.)
技术领域
本说明书总体上涉及用于保持提升气门弹簧的保持器。
背景技术
气门机构的凸轮轴可以控制提升气门(诸如发动机中的进气门或排气门)的运动。除了气门和凸轮轴之外，气门机构还可包括将气门联接到凸轮轴并将凸轮轴的旋转运动转换成气门的线性运动的摇臂、推杆和提升器。气门机构的部件可协同工作以控制在发动机操作期间输送到燃烧室的空气和燃料的量。进气门的提升允许空气通过入口端口进入燃烧室，并且当由凸轮释放时，进气门可以关闭并阻挡空气流动。类似地，当排气门被提升时，排气可以通过出口端口从燃烧室流动到排气歧管。进气门和排气门可以适配气门弹簧，以在气门被凸轮调节到关闭位置时将气门抵靠气门座密封。
气门弹簧可围绕气缸盖表面和气门弹簧保持器之间的进气门或排气门的气门杆缠绕。在顶置凸轮轴取向中，气门可以被凸轮压下，从而压缩气门弹簧并打开气门。当被关闭时，气门弹簧的弹簧负载抵靠气缸盖表面并且抵靠气门弹簧保持器施加压力，以将气门抵靠气门座按压并且阻挡流过气缸的入口端口或出口端口。为了抵消气门弹簧的弹簧负载，气门弹簧保持器可沿着气门杆布置在气门与气门座的相对端，从而抵抗由气门弹簧施加的力，使气门弹簧保持器不会移位。以这种方式，气门弹簧保持器可以沿着气门锚固，而气门弹簧的膨胀迫使气门向上滑动到关闭位置。
气门弹簧的弹簧负载可取决于气门机构的总质量。气门机构的部件(包括气门弹簧保持器)通常由诸如钢的耐久耐热材料制成。然而，由金属形成气门机构零件可能会导致气门机构的质量重，并且气门弹簧的弹簧负载可能相应地增加以保持气门与凸轮轴的凸轮凸角之间的接触。这也可能增加气门机构内的摩擦并导致部件劣化。具体地，将气门弹簧保持器定位在进气门或排气门的气门杆顶部可增加气门上的应力。
试图减小气门机构的重量包括减小气门弹簧保持器的质量。Black在U.S.4,321,894中示出了一种示例方法。其中，公开了一种气门弹簧保持器，其具有包括孔的基座。基座还具有向下突出以配合到气门弹簧上并保持气门弹簧的唇缘。气门弹簧保持器还包括气门调节器盖，所述气门调节器盖具有与基座中的螺纹接合的螺纹。基座和调节器盖都由比常规实心气门弹簧保持器更薄的表面和更少的材料形成。因此，减小了气门弹簧保持器的总质量。
然而，本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个实例，由两个单独的零部件(例如，基座和调节器盖)形成气门弹簧保持器增加了待制造的部件的数量，从而提高了生产成本。另外，通过使气门弹簧保持器的部件数量加倍，从而增加了制造气门弹簧保持器的劳动力和组装时间。
发明内容
在一个实例中，上述问题可以通过一种发动机的气门机构来解决，所述气门机构包括：气门弹簧；盘形气门弹簧保持器，其具有中心孔以及与所述中心孔同心的多个内部腔体，所述保持器与所述气门弹簧的第一端接合。以这种方式，所述气门弹簧保持器可以以有成本效益的方式被制造为质量减小的单个一体式部件。
作为一个实例，所述气门弹簧保持器可以适配内部腔体，使得所述气门弹簧保持器是至少部分中空的。内部腔体可以在气门弹簧保持器的厚度内形成空气环，其中腔体内的空气通过通道联接到围绕所述气门弹簧保持器的空气。由于中空构型，用于形成所述气门弹簧保持器的金属量显著减少，而不会影响所述气门弹簧保持器的结构完整性。所述保持器可以通过增材制造被制造为单个单元，从而减少生产劳动力和时间。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在
具体实施方式
中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式后面的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了其中可以使用中空气门弹簧保持器的示例性发动机系统。
图2A示出了气门被调节到关闭位置的气门机构的第一剖视图，所述气门适配气门弹簧保持器。
图2B示出了气门被调节到打开位置的气门机构的第二剖视图，所述气门适配气门弹簧保持器。
图3从等距透视图示出了中空气门弹簧保持器的第一截面。
图4从正视图示出了中空气门弹簧保持器的第二截面。
图5从底视图示出了中空气门弹簧保持器的第三截面。
图3至图5大致按比例示出。
具体实施方式
以下描述涉及一种用于提升气门总成的中空气门弹簧保持器。气门弹簧保持器可包括在发动机系统的气门机构中，诸如图1中所示的发动机系统。在图2A和图2B的剖视图中示出气门弹簧保持器相对于提升气门(诸如燃烧室的进气门或排气门)的气门杆和气门弹簧的定位。提升气门在图2A中被示为处于关闭位置并且在图2B中被示为处于打开位置，以示出气门弹簧保持器可如何辅助气门移动。此外，提升气门总成在燃烧室的端口处的定位可以允许提升气门总成控制空气流入燃烧室或排气流出燃烧室。图3至图5描绘了来自不同视图和平面的中空气门弹簧保持器的截面，其示出了中空气门弹簧保持器的内部腔体的细节，所述内部腔体可以导致中空气门弹簧保持器的质量减小。
图2A至图5示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。至少在一个实例中，如果被示出为直接彼此接触或者直接联接，那么这些元件可分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个实例中，被示出为彼此连续或邻近的元件可分别与彼此连续或邻近。作为一个实例，彼此共面接触放置的部件可称为共面接触。作为另一个实例，在至少一个实例中，在其间仅有间距并且没有其他元件的彼此分开定位的元件可称作如此。作为又一个实例，被示出为在彼此的上方/下方、在彼此相对侧上或者在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此称作如此。此外，如图所示，在至少一个实例中，最顶部元件或元件的最顶部点可称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底部点可称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可相对于图的垂直轴线，并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个实例中，被示为在其他元件上方的元件被垂直地定位在其他元件的上方。作为又一个实例，图中描绘的元件的形状可称为具有那些形状(例如像，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆角的、倒角的、成角度等)。此外，在至少一个实例中，被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个实例中，被示为在另一个元件内或被示为在另一个元件外部的元件可称作如此。
车辆可包括发动机系统，所述发动机系统包括联接在进气系统和排气系统之间的发动机。车辆运动可以通过发动机的燃烧室(例如气缸)处的空气和燃料的燃烧来推进。可以通过调节气缸处的进气门和排气门来控制空气从进气系统到燃烧室的流动以及排气从燃烧室到排气系统的输送。具有这种部件的车辆的实例在图1中示出。图1描绘了由车辆5的发动机系统7包括的内燃发动机10的气缸的实例。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统并且通过来自车辆驾驶员130经由输入装置132的输入来进行控制。在该实例中，输入装置132包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸14(在本文可称为“燃烧室”)可包括燃烧室壁136，活塞138定位在其中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器系统联接到乘用车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达(未示出)可经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
气缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外，进气通道146还可以与发动机10的其他气缸连通。图1示出了发动机10，所述发动机配置有涡轮增压器175，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174，以及沿着排气歧管148与排气管158之间的排气系统布置的排气涡轮176。压缩机174可通过轴180机械地联接到涡轮176。压缩机174的转速可以由布置在发动机系统7的排气系统中的废气门181调节。在一些实例中，涡轮增压器175可以是电动涡轮增压器并且至少部分地由电动马达提供动力。
增压空气冷却器(CAC)160可在压缩机174下游和节气门162上游定位在进气通道142中。CAC 160可以是空气-空气CAC或液冷式CAC，其被配置成冷却由压缩机174压缩的空气并提高所述空气的密度。冷却的空气可以输送到发动机10并在气缸14处燃烧。
包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气通道设置，以改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可以定位在压缩机174的下游，如图1所示，或可替代地，可以设在压缩机174的上游。
发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实例中，发动机10的每个气缸(包括气缸14)可包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。
进气门150可通过控制器12经由致动器152来控制。类似地，排气门156可通过控制器12经由致动器154来控制。在一些状况期间，控制器12可改变提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可由相应的气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可为电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时，或者可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的任一种可能性。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作来改变气门操作的凸轮廓线切换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。例如，气缸14可替代地可包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他实例中，进气门和排气门可由共同的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统来控制。
在一些实例中，进气门150和排气门156可各自包括气门弹簧153，当气门被致动到关闭位置时，所述气门弹簧153抵靠气缸14的表面施加压缩力以将气门抵靠气缸14的入口端口和排气端口密封。气门弹簧153可以围绕进气门150和排气门156的气门杆缠绕。气门弹簧保持器155可以直接定位在气门弹簧153上方而处于进气门150和排气门156的每一者的顶部处，并且可以用于沿着气门锚固气门弹簧153的顶端的位置。以这种方式，气门弹簧保持器使气门弹簧位置能够沿着气门杆保持。中空气门弹簧保持器的示例性实施例在图2A至图5中示出，并且将在下面进一步详细描述。
气缸14可具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点与处于上止点时的容积比。在一个实例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些实例中，压缩比可增加。例如，当使用较高辛烷值燃料或者具有较高汽化潜焓的燃料时，可能发生这种情况。如果直接喷射因其对发动机爆震的影响而被使用，那么压缩比也可能会增加。
在一些实例中，发动机10的每个气缸都可包括用于引发燃烧的火花塞192。在选定的操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而，在一些实施例中，诸如在发动机10可通过自动点火或者通过喷射燃料(一些柴油发动机可能是这种情况)而开始燃烧的情况下，可省略火花塞192。
在一些实例中，发动机10的每个气缸可被配置有一个或多个燃料喷射器以便向其提供燃料。作为一个非限制性实例，气缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可被配置来输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出直接联接到气缸14，以用于直接在其中与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166提供所谓的直接喷射(以下称为“DI”)将燃料喷射到燃烧气缸14中。虽然图1示出被定位到气缸14的一侧的喷射器166，但是其可替代地可位于活塞顶上，诸如靠近火花塞192的位置。当利用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低的挥发性，这种位置可改进混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并接近进气门以改善混合。燃料可经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器170被示出布置在进气通道146中而不是布置在气缸14中，其构造提供所谓的进气道燃料喷射(以下称为“PFI”)将燃料喷射到气缸14上游的进气道中。燃料喷射器170可与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。注意，单个驱动器168或171可以用于两个燃料喷射系统，或者如所描绘的，可以使用多个驱动器，诸如用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171。
在一个可选实例中，燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在又一个实例中，燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在又一些实例中，气缸14可以仅包括单个燃料喷射器，所述单个燃料喷射器被配置为从燃料系统接收不同的相对量的不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置为作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射该燃料混合物。
在气缸的单个循环期间，燃料可以通过两个喷射器输送到气缸。例如，每个喷射器可以输送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，诸如下文所述，从每个喷射器输送的燃料的分布和/或相对量可以随工况(诸如发动机负荷、爆震和排气温度)而变化。进气道喷射的燃料可以在打开的进气门事件、关闭的进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前)期间以及在打开和关闭的进气门操作期间输送。类似地，诸如，直接喷射的燃料可以在进气冲程期间以及部分地在先前的排气冲程期间，在进气冲程期间，并且部分地在压缩冲程期间输送。因此，即使对于单个燃烧事件，所喷射的燃料也可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，每个循环可以对所输送的燃料执行多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次喷射。
现在更详细地描述进气门150的操作。进气门150可从完全打开位置移动到完全关闭位置，或者移动到它们之间的任何位置。假设所有其他条件和参数恒定(例如，对于给定的节气门位置、车速、歧管压力等)，相比进气门150的任何其他位置，气门的完全打开位置允许更多的空气从进气通道146进入气缸14。相反，相比进气门150的任何其他位置，完全关闭位置可防止空气流(或允许最少量的空气)从进气通道146进入气缸14。因此，完全打开位置与完全关闭位置之间的位置可允许不同量的空气在进气通道146与气缸14之间流动。在一个实例中，相比其初始位置，将进气门150移动到打开更多的位置允许更多的空气从进气通道146流动到气缸14。
排气门156也可以从完全打开位置移动到完全关闭位置，或者移动到它们之间的任何位置。将排气门156调节到完全打开位置允许与排气门156的任何其他位置相比，来自气缸14的更多排气进入排气歧管148。当排气门156处于完全关闭位置时，可阻挡排气从气缸14流动到排气歧管148。因此，完全打开位置和完全关闭位置之间的位置可以允许不同量的排气从气缸14流动到排气歧管148，或者作为残余物保留在气缸中。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些不同的特性包括大小差异，例如，一个喷射器可具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷射角度、不同的操作温度、不同的取向、不同的喷射正时、不同的喷射特性、不同的位置等。此外，取决于喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比率，可以实现不同的效果。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料品质和不同燃料成分的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物和/或其组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个实例可以包括汽油作为具有较低汽化热的第一燃料类型，并包括乙醇作为具有较大汽化热的第二燃料类型。在另一个实例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并使用含醇燃料混合物(诸如E85(大约85％乙醇和15％汽油)或M85(大约85％甲醇和15％汽油))作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。
当进气和燃料的混合物在气缸14处燃烧时，可命令排气门156打开并使排气从气缸14流动到排气歧管148。排气门156的打开可以在进气门150完全关闭之前定时打开，使得当两个气门至少部分打开时存在重叠时段。重叠可以产生弱真空，所述弱真空加速空气-燃料混合物进入气缸，诸如排气清扫。可以响应于发动机转速、凸轮轴气门正时和排气系统配置来对气门重叠的时段进行定时。除了气缸14之外，排气歧管148还可以接收来自发动机10的其他气缸的排气。从气缸14引导至排气歧管148的排气可经由旁路通道179和废气门181流动到涡轮176或绕过涡轮176。
当废气门181关闭时，被引导至涡轮176的排气可驱动涡轮176的旋转，从而使压缩机174旋转。可替代地，当废气门181至少部分地打开，诸如调节到完全关闭和完全打开之间的位置，或者完全打开时，一部分废气可以通过旁路通道179转向涡轮176周围。使流过旁路通道179的排气流分流可以减少涡轮176的旋转，从而减小由压缩机174提供给进气通道142中的进气的增压量。因此，在期望增压快速减小的事件期间，例如在输入装置132处的松加速器踏板，可以通过打开废气门181并减少引导至涡轮176的废气量来使涡轮176减速。
废气门181设置在旁路通道179中，所述旁路通道179将排气歧管148、下游排气传感器128联接到介于涡轮176和排放控制装置178之间的排气管158。来自涡轮机176的废排气和被引导通过旁路通道179的排气可在排放控制装置178上游在排气管158中汇集，然后在排放控制装置178处进行催化处理。
排气传感器128被示为在涡轮176上游联接到排气歧管148以及和旁路通道179与排气歧管148之间的接合处。例如，传感器128可从各种合适的传感器中选择以便提供对排气空燃比的指示，所述各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器，然后在排放控制装置178处进行处理。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合，它们被配置成在将排气释放到大气之前从其中除去不需要的化学物质。
上述气门和车辆5的其他可致动部件可由控制器12控制。控制器12在图1中被示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的在所述特定实例中被示出为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110的电子存储介质、随机存取存储器112、保活存储器114、以及数据总线。控制器12可以从联接到图1所描绘的发动机10的各种传感器，以及图2A至图2B中所示和所述的传感器16接收各种信号。除了先前讨论的那些信号之外，控制器还可接收各种信号，包括以下的测量：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。排气歧管压力可以由压力传感器182测量，并且排气管158中的压力由另一个压力传感器184测量。控制器12可基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。
如上所述，图1仅示出了多缸发动机中的一个气缸。因此，每个气缸可类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解，发动机10可包括任何合适的数量的气缸，包括2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一个可包括参考气缸14通过图1描述和描绘的各种部件中的一些或全部。
在一些实例中，车辆5可为混合动力车辆，具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源。在其他实例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆。在所示实例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的实例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，并且第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴140与电机52及与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式配置，包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机52从能量存储装置58(本文是电池58)接收电力以向车轮55提供扭矩。电机52还可以作为发电机操作，以提供电力从而给电池58充电，诸如在制动操作期间。
控制器12从图1以及图2A至图2B的各种传感器接收信号，并基于接收到的信号和存储在控制器的存储器中的指令，利用图1以及图2A至图2B的各种致动器来调节发动机操作。例如，控制器可以使用PIP信号和来自进气门150的位置传感器的信息来确定燃料喷射正时。作为另一个实例，来自进气门150和排气门156的位置传感器的信号可用于调节火花正时。
进气门和/或排气门(下文中，统称为气门)的打开和关闭可能会影响发动机操作(诸如如上所述的火花正时、燃料喷射正时)以及发动机的动力输出和性能。确保在气门关闭时气门抵靠气缸的进气端口或排气端口密封可以降低燃烧期间空燃比偏离目标空燃比(例如，化学计量值)的可能性。使气门适配气门弹簧可以改善气门与进气端口或排气端口的密封接合。为了通过气门弹簧保持气门上的所需压缩力使得气门抵靠端口牢固地按压，气门还可包括气门弹簧保持器。气门弹簧保持器可以布置在气门弹簧的顶端的正上方并与气门弹簧的顶端接触，并且可以抵抗沿着气门的位移。气门弹簧保持器的定位在图2A至图2B中以气门机构202的局部剖视图更详细地示出。
气门机构202可包括一个或多个凸轮轴，所述一个或多个凸轮轴配置有凸轮轴凸角以控制气缸的进气门和排气门的位置。双顶置凸轮轴布置在图2A至图2B的实例中示出，但其他实例可包括凸轮轴的交替定位，诸如单顶置凸轮轴或推杆系统，其中凸轮轴布置在进气门和排气门下方。图2A中示出了气门机构202的第一剖视图200，其中气门204处于关闭位置。气门204可以是图1的进气门150或排气门156，并且可以布置在气缸207的气缸盖206中。围绕凸轮轴203旋转的凸轮凸角208可以定位在气缸盖206上方，并且可以是附接到凸轮轴203的多个凸轮凸角中的一个。凸轮凸角208可具有细长的锥形端210和圆形端212。在第一剖视图200中，凸轮凸角208被示为旋转到一定的位置，使得圆形端212与布置在气门204的上端216处的凸轮从动件214接触。凸轮从动件214可被成形为包围气门204的上端216的盖。
气门204可以在凸轮凸角208和端口224之间延伸，所述端口224可以是进气端口或排气端口。端口224流体地联接到气缸207，并且气门204的凸缘226布置在端口224和气缸207的合并区域215处。凸缘226的直径可以至少等于或略大于合并区域215中的端口224的直径，使得当气门204关闭时，如图2A所示，端口224和气缸207之间的流动被阻挡。
气门204可相对于端口224和气缸207合并的区域向上或向下移动。通过将由凸轮轴203的旋转致动的凸轮凸角208的旋转转换成气门204的线性运动来控制运动。例如，在图2A中，凸轮凸角208旋转，使得与锥形端210相比相对于凸轮轴203具有较小直径的圆形端212与垫片218接触。在该位置，气门204可以在箭头228所示的方向上被提升，使得凸缘226将端口224与气缸207密封。当凸轮凸角208旋转到图2A中所示的位置时，气门204的提升可由气门弹簧230进行辅助。
气门弹簧230围绕气门204的气门杆232缠绕，从而在气缸盖206的表面与气门弹簧保持器234之间延伸。气门弹簧保持器234可以是大致盘形的，其中气门杆232***穿过气门弹簧保持器234的中心孔。气门弹簧保持器234可以沿着气门杆232处于固定位置。也就是说，气门弹簧保持器234不会沿着气门杆232滑动，这在一些实例中可以如下实现：将气门弹簧保持器234焊接到气门杆232，使得气门弹簧保持器234由焊接接头固定到气门杆232。其他联接配置也是可能的。当气门204处于提升位置时，相对于锥形端210与凸轮从动件214的垫片218接触时，凸轮从动件214被压下的距离减小，如图2B所示。气门弹簧230的压缩减小，并且气门弹簧230的弹簧负载的至少一部分的释放导致气门弹簧230沿着气门杆232的长度扩展。气门弹簧230的底端236抵靠气缸盖206的表面按压，而当气门弹簧230扩展时，气门弹簧230的顶端238抵靠气门弹簧保持器234按压。结果，气门204向上滑动，凸缘226抵靠气门座240的接触使向上运动停止，气门座240在图2B中示出。在该位置，气门204关闭。
在图2B中所示的第二剖视图250中，凸轮凸角208旋转，使得凸轮凸角208的锥形端210与凸轮从动件214的垫片218接触。凸轮从动件214相对于图2A中所示的凸轮从动件214的位置在箭头242所示的方向上被压下。凸轮从动件214的下压导致气门204也沿着箭头242所示的方向滑动，并且气门204的凸缘226在气门座240下方移位，使得端口224和气缸207之间的流动不再被气门204阻挡。在该位置，气门204打开。
应当理解，图2A和图2B的关闭位置和打开位置分别表示气门204的运动边界。换句话说，图2A和图2B中的气门204的位置分别示出了完全闭合取向和完全打开取向。当凸轮凸角208旋转使得圆形端212的中央区域(如图2A所示)与锥形端210的中央区域(如图2B所示)之间的凸轮凸角208的表面与凸轮从动件214的垫片218接触时，气门204可以在完全打开和完全关闭之间的一系列位置连续滑动。
在打开位置，气门弹簧230可被压缩在气门弹簧保持器234与气缸盖206的表面之间。气门弹簧保持器可以由具有相对高耐热性的耐久刚性材料(诸如钢)形成。取决于存在的气缸的数量，发动机系统可包括多个气门弹簧保持器。在具有较多数量气缸的施行车辆中，气门弹簧保持器的数量可能会相应地增加，从而导致气门机构重量的不期望地增加。因此，使用质量减小的气门弹簧保持器可以抵消由气门弹簧保持器的重量所引起的发动机性能的降低。气门弹簧保持器的质量可通过引入内部腔体而减小，从而减少用于形成气门弹簧保持器的材料的量。尽管如此，中空气门弹簧保持器仍然能够保持拉伸强度并抵抗由气门弹簧施加在气门弹簧保持器上的压力所引起的变形。
中空气门弹簧保持器可以通过增材制造(诸如3D打印)来制造。与形成气门弹簧保持器的常规方法(例如压铸)相比，气门弹簧保持器的增材制造可以允许保持器容易地形成有相对薄的连续表面。在制造过程中浪费的材料减少，并且生产劳动力相对减少，从而降低了成本。此外，加工成本的降低可以至少部分地平衡由更昂贵的金属诸如钛或镍铬合金形成中空气门弹簧保持器。同样，气门弹簧保持器的3D打印可允许使用在常规加工方法中难以使用的替代性轻质材料，诸如低密度铝合金。
从图3中的透视图示出了中空气门弹簧保持器302的第一截面300。提供一组参考轴301(表示y轴、z轴和x轴)用于在图3至图5中所示的视图之间进行比较。第一截面300沿着z-y平面截取。气门弹簧保持器302具有与z轴同轴的中心轴304。为了简洁起见，图3至图5中描绘的气门弹簧保持器302的视图之间共有的元件被类似地标记，并且为了简洁不会在初始描述之外重新介绍。
中空气门弹簧保持器302可以被配置为具有中心圆形孔310的盘或实心圆环。气门弹簧保持器在边缘壁332处的外径303大于气门弹簧保持器在孔壁311处的内径305。盘可以具有平坦的上面312和阶梯状的包括多个同心区段(例如，与中心孔310同心)的下面314，每个区段具有不同的厚度。每个同心区段通过下面314的阶梯状几何形状而与相邻区段不同，其中每个区段通过基本上垂直的相邻表面与邻接区段分开。靠近孔壁311的区段形成气门弹簧保持器302的最厚区域，其中沿着z轴测量厚度306。布置在内部相邻区段外部(例如，更远离孔壁311并且更靠近边缘壁332)的每个同心区段比内部区段薄。因此，靠近边缘壁332的最外侧区段可以形成气门弹簧保持器302的最薄部分。应当理解，虽然图3至图5中所示的气门弹簧保持器被示为具有三个阶梯状区段，但气门弹簧保持器的其他实例可以具有多于或少于三个区段，并且区段之间的过渡可以更加平缓。例如，代替形成不同厚度的不同台阶的区段，气门弹簧保持器的厚度可以从孔壁311到边缘壁221逐渐减小。
厚度306(在气门弹簧保持器302的靠近孔310的最厚区域处)是上面312和下面314之间的距离，所述距离小于气门弹簧保持器302的半径308。圆形孔310延伸穿过气门弹簧保持器302的整个厚度306，穿过气门弹簧保持器302的中央区域。中心轴304可以在圆形孔310内居中，中心轴304沿着气门弹簧保持器302的最厚区段的厚度306延伸。孔壁311可以具有相对于中心轴304略微成角度的平面。孔壁311的平面的角度，如图4中的气门弹簧保持器302的第二截面400所示(也沿着z-y平面截取)，可以导致气门弹簧保持器302的上面312处的孔的直径大于气门弹簧保持器302的下面314处的孔310的直径。
气门弹簧保持器302的下面314的第一台阶316可以设置在气门弹簧保持器302的最内侧边缘处，紧邻并且围绕孔310。第三台阶328设置在气门弹簧保持器302的最外侧边缘处，在边缘壁332的内部，并且第二台阶318定位在第一台阶316与第三台阶328之间。第一台阶316可以形成气门弹簧保持器302的半径308的一部分，该部分代表气门弹簧保持器302的最厚(例如，具有厚度306)的部分。第一台阶316可以围绕孔310周向延伸并且具有沿着y轴测量的宽度，所述宽度是气门弹簧保持器302的总半径308的至少三分之一。第一台阶316的底表面315可以与气门弹簧保持器302的上面312平行，而第一台阶316的侧壁317可以基本上垂直于底表面315。
第一台阶316可以由第二台阶318周向围绕，所述第二台阶具有比第一台阶316的厚度306薄的厚度320。第一台阶316的底表面315沿着第一台阶316的外圆周延伸到第一台阶316的侧壁317中。另外，第一台阶的侧壁317可以延伸到第二台阶318的底表面322中，底表面322平行于气门弹簧保持器302的上面312。第二台阶318的底表面322可以延伸到第二台阶318的侧壁324中，所述侧壁324垂直于气门弹簧保持器302的第二台阶318的底表面322。侧壁324可以是第二台阶318的外圆周。沿着y轴限定的第二台阶318的宽度可以是气门弹簧保持器302的半径308的三分之一或更小。第二台阶318的侧壁324可以联接到第三台阶328的底表面326，所述底表面326也平行于气门弹簧保持器302的上面312。
第三台阶328可以周向地围绕第二台阶318，并且可以是气门弹簧保持器302的最薄区段，其具有厚度330。第三台阶328的厚度330分别小于第二台阶318和第一台阶316的厚度320、306，其中第二台阶316的厚度320介于第一台阶316的厚度306与第三台阶328的厚度330的中间。沿着y轴限定的第三台阶328的宽度可占气门弹簧保持器302的半径308的三分之一或更小。第三台阶328也可以是气门弹簧保持器302的最外侧区段，其由边缘壁332围绕。气门弹簧保持器302的总宽度是第一区段316、第二区段318和第三区段328中的每一个的宽度的总和，并且气门弹簧保持器302的沿着z轴限定的总高度是第一台阶316的厚度306。边缘壁332平行于z轴并通过相对于z轴倾斜的斜面334联接到上面312。在其他实例中，边缘壁332可以通过被倒角的表面联接到上面312。
气门弹簧保持器302的下面314的阶梯状几何形状可以允许气门弹簧(诸如图2A至图2B所示的气门弹簧230)由气门弹簧保持器302保持。例如，气门弹簧的顶端可以通过围绕第二台阶318的侧壁324缠绕并且抵靠第三台阶328的底表面326嵌套而与下面314接合。可替代地，根据气门弹簧的直径，气门弹簧的顶端可以抵靠第二台阶318的底表面322嵌套并围绕第一台阶316的侧壁317缠绕。由此，气门弹簧的顶端的位置由气门弹簧保持器302保持。
为了减小气门弹簧保持器302的质量，通过为气门弹簧保持器302配置除了中心孔310之外的多个内部腔体，气门弹簧保持器302可以是至少部分中空的。第一腔体336在图3至图5中示出，布置在气门弹簧保持器302的第一台阶316的厚度306内。沿着z-y平面或z-x平面截取的第一腔体336的截面可以具有圆形的不规则几何形状。第一腔体336可以与气门弹簧保持器302同轴，例如，气门弹簧保持器302的中心轴304也是第一腔体336的中心轴，并且可以形成延伸通过气门弹簧保持器302的第一台阶316的连续圆形通道。
第一腔体336可以具有可以向上弯曲的顶表面或顶部338，如图3和图4所示。顶部338可以是锥形的，具有沿着y方向限定的宽度，所述宽度在顶部338的顶部处最窄，并且在顶部联接到第一腔体336的侧壁340的地方最宽。然而，在其他实例中，第一腔体336的顶部338可以与气门弹簧保持器302的上面312共面。顶部338可以联接到第一腔体336的侧壁340的顶端，所述侧壁是直的并且与孔壁311基本上共面。侧壁340的底端可以联接到第一腔体336的底表面或底部342。底部342可以在与第一腔体336的顶部338的曲度相反的方向上向下弯曲，并且可以弯曲而不会逐渐变细。底部342可包括至少一个通道344，其从第一腔体336的底部342延伸到第一台阶316的底表面315。
通道344可以是用于在第一腔体336与气门弹簧保持器302的周围环境之间交换空气的通路。在一个实例中，通道344可以具有沿着y-x平面截取的圆形截面，所述圆形截面将第一腔体336内的空气流体地联接到气门弹簧保持器302周围例如外部的空气。通过为第一腔体336配置至少一个通道344，可以使在气门弹簧保持器302的加热期间可在第一腔体336内积聚的压力与围绕气门弹簧保持器302的环境空气平衡。例如，热量可以从发生燃烧的气缸传递到靠近气缸或与气缸接触的部件，诸如进气门和排气门、气门弹簧和气门弹簧保持器。气门弹簧保持器302的加热可以使包含在第一腔体336内的空气膨胀。加热的膨胀空气可以通过通道344从第一腔体336中排出，从而减小从加热的空气施加在第一腔体336的表面上的力。
虽然图3至图5的气门弹簧保持器302包括两个通道，但是应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，气门弹簧保持器可以包括更多或更少的通道，诸如1个、5个或8个等。此外，图3至图5中所示的气门弹簧保持器302的实例是非限制性实例，并且已经设想了第一腔体336以及通道344的对准、位置、大小、形状和尺寸的许多变化。作为一个实例，第一腔体336可以不是围绕气门弹簧保持器302的单个连续通道，而是可包括在气门弹簧保持器302的第一台阶316内环绕孔310的两个或更多个区段。
气门弹簧保持器302可包括第二腔体346，所述第二腔体布置在第一腔体336与气门弹簧保持器302的边缘壁332之间并且与第一腔体336和边缘壁332间隔开。第二腔体346可以同心地围绕第一腔体336，并且第一腔体336和第二腔体346两者可以围绕气门弹簧保持器302的中心孔310同心。第二腔体346可以部分地设置在第一台阶316的厚度306内并且部分地延伸到第二台阶318的厚度320中。换句话说，第二腔体346的第一部分319可以位于第一台阶316内，并且第二部分321可以位于第二台阶318内，如图4所示。由于第二腔体346部分地延伸到较薄(例如，比第一台阶316薄)的第二台阶318中，沿着z轴限定的第二腔体346的高度可小于第一腔体336的高度。
第二腔体346的截面的几何形状可以是不规则形状的，如图3和图4所示。例如，第二腔体346的上表面或顶部348可以向上弯曲并且逐渐变细，使得顶部348的顶部窄于(沿着y轴限定)顶部348的基部，在所述基部处，顶部348联接到第二腔体346的第一侧壁350和第二侧壁352的顶端。第一侧壁350和第二侧壁352可以不是共面的。相反，如图3和图4所示，第二腔体346的第一侧壁350可以与第一腔体336的侧壁340基本上共面。然而，第二腔体346的第二侧壁352可以相对于第一侧壁350成角度并且相对于z轴形成比第一侧壁350更大的角度。第二侧壁352成角度可导致第二腔体346的底表面或底部354比顶部348宽。
第一侧壁350和第二侧壁352的底端可以联接到第二腔体346的底部354。底部354可以在与第二腔体346的顶部348的曲度相反的方向上向下弯曲，并且与顶部348不同，可以不逐渐变细。第二腔体346的底部354的最底部点可以高于第一腔体336的底部342的最底部点，从而导致第二腔体346的高度较小，所述高度沿着z轴限定。同样，第二腔体346的截面由不对称表面形成，从而导致第二腔体346的不规则形状。尽管未在图3和图4中示出，但第二腔体346的底部354可包括一个或多个通道，类似于第一腔体336的通道344。第二腔体346的通道344的放置可以偏离第一腔体336的通道344的放置。例如，第二腔体346的通道可以沿着y-x平面相对于x轴成角度，使得图3和图4的截面300和400不会分离第二腔体346的一个或多个通道。
第二腔体346的通道344可以从第二腔体346的底部354延伸到气门弹簧保持器302的下面314的区域，诸如气门弹簧保持器302的第二台阶318的底表面322。第二腔体346的通道344可以将第二腔体346内的空气流体地联接到围绕气门弹簧保持器302的空气，从而提供一个或多个通气孔，以在气门弹簧保持器302被加热并且第二腔体346内的空气膨胀时使第二腔体346内的压力与围绕气门弹簧保持器302的环境空气平衡。
气门弹簧保持器302的第三截面500在图5中示出，该截面是沿着y-x平面截取的。在第三截面500中示出由第一台阶316形成的穿过气门弹簧保持器302的部分的第一腔体336的圆形延伸部，描绘了第一腔体336与气门弹簧保持器302相对于中心轴304的同轴布置。还示出了第一腔体336周围、同时穿过第一台阶316的一部分和第二台阶318的一部分的第二腔体346的同心圆形延伸部，其中第二腔体346与第一腔体336由气门弹簧保持器302的材料间隔开。第二腔体346被定位成比第一腔体336更靠近边缘壁332。第一腔体336与第二腔体346的顶部348可以是共面的，两者都与y-x平面对准并且同轴，两者都以中心轴302为中心。
如前面针对气门弹簧保持器302的第一腔体336所述，图3至图5中所示的第二腔体346的实例是第二腔体346的非限制性实例，并且已经考虑了第二腔体346的大小、形状、几何形状和连续性的变化。另外，可以在气门弹簧保持器302中设置更多或更少的腔体，同时保持气门弹簧保持器302的质量减小并且不会降低气门弹簧保持器302的结构完整性。例如，气门弹簧保持器302可包括单个大容积腔体或3个腔体，每个腔体的体积小于所示的第一腔体336和第二腔体346。作为另一个实例，第一腔体336可以是气门弹簧保持器302内的连续通道，而第二腔体346可以由两个或更多个区段形成，所述两个或更多个区段由气门弹簧保持器302的材料分开，使得第二腔体346的区段不会彼此流体连通。第二腔体346的每个区段可包括通道，诸如第一腔体336的通道344，所述通道提供用于将膨胀空气从腔体的每个区段排放到围绕气门弹簧保持器302的环境空气的通路。已经设想了许多组合，包括腔体的配置的变化。
以这种方式，气门弹簧保持器可被配置为至少部分中空的，从而减小气门弹簧保持器的质量而不影响气门弹簧保持器支撑气门弹簧的能力。气门弹簧保持器可包括一个或多个内部腔体，从而在气门弹簧保持器的厚度内形成空间的一个或多个通道。内部腔体减小了气门弹簧保持器的材料需求，降低了相关联的制造成本而不损害保持器的结构完整性。此外，内部腔体和任何相关联的通道使得能够在内部腔体与围绕气门弹簧保持器的空气之间进行空气交换。这允许当气门弹簧保持器被加热时(诸如在高负载发动机操作期间)，腔体内的压力与环境空气平衡。气门弹簧保持器可以由连续的单件材料形成，从而允许气门弹簧保持器通过增材制造被制造成单个单元。结果，与气门弹簧保持器的生产相关的成本和时间显著减少。使发动机适配中空气门弹簧保持器的技术效果是可以减小气门机构的总质量，从而减小气门弹簧的弹簧负荷并减小气门机构部件之间产生的摩擦。
在一个实施例中，一种发动机的气门机构可包括：气门弹簧；盘形气门弹簧保持器，其具有中心孔以及与所述中心孔同心的多个内部腔体，所述保持器与所述气门弹簧的第一端接合。在所述气门机构的第一实例中，所述多个内部腔体形成环绕所述气门弹簧保持器的所述中心孔的连续空气通道，所述内部腔体中的每一个还包括将相应内部腔体的空气通道联接到围绕所述保持器的环境空气的通道。所述气门机构的第二实例可选地包括第一实例，并且还包括，其中所述多个内部腔体中的每一个彼此间隔开，由所述气门弹簧保持器的材料分开。所述气门机构的第三实例可选地包括第一实例和第二实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述多个内部腔体具有向上弯曲的顶部和向下弯曲的底部，所述内部腔体的所述顶部和所述底部通过侧壁联接。所述气门机构的第四实例可选地包括第一至第三实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧联接到气门的气门杆，并且所述气门弹簧保持器沿着所述气门杆的位置经由所述保持器与所述气门杆的牢固附接而被保持，所述牢固附接包括焊接接头。所述气门机构的第五实例可选地包括第一至第四实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧的所述第一端背离气缸盖，所述气门弹簧还包括与所述第一端相对的第二端，所述第二端与所述气缸盖的表面接触，并且其中所述气门弹簧在所述气门弹簧的所述第一端处在所述气门弹簧保持器上以及在所述第二端处在所述气缸盖的表面上施加弹簧负载。所述气门机构的第六实例可选地包括第一至第五实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧保持器焊接到所述气门杆，使得所述气门弹簧保持器抵抗从所述气门弹簧的位移并且将所述气门弹簧的所述弹簧负载转换成所述气门的运动。所述气门机构的第七实例可选地包括第一至第六实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧保持器具有平坦顶面和阶梯状下面，所述阶梯状下面形成所述气门弹簧保持器的靠近所述中心孔的最厚部分以及靠近所述气门弹簧保持器的外边缘的最薄部分。
作为另一个实施例，中空气门弹簧保持器包括：环形单元，其具有用于接收气门杆的中心孔；第一中空腔体和第二中空腔体，每个中空腔体与所述中心孔同心，所述第一腔体定位在所述环形单元内，距所述中心孔的距离与所述第二通道不同。在所述气门弹簧保持器的第一实例中，所述中心孔从所述单元的顶面延伸到底面，并且其中所述第一腔体定位在环形单元内且更靠近所述中心孔，而所述第二通道定位在所述环形单元内且更靠近所述气门弹簧保持器的外边缘壁。所述气门弹簧保持器的第二实例可选地包括第一实例，并且还包括其中所述环形单元的所述底面是阶梯状的，所述环形单元在所述外边缘壁处的直径大于最内侧台阶的圆周处的直径，所述直径以逐阶方式从所述顶面到所述底面减小。所述气门弹簧保持器的第三实例可选地包括第一实例和第二实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述阶梯状环形单元包括在所述顶面处具有第一直径的第一台阶、在所述底面处具有第二直径的第二台阶、以及具有介于所述第一台阶与所述第二台阶中间的第三直径的第三台阶，并且其中所述第一腔***于所述第一台阶内并且所述第二腔体延伸跨越所述第一台阶和所述第二台阶两者，其中所述第二腔体的第一部分位于所述第一台阶内并且第二部分位于所述第二台阶内。所述气门弹簧保持器的第四实例可选地包括第一至第三实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧保持器的第一阶梯状区域形成所述气门弹簧保持器的最厚部分，所述第一阶梯状区域靠近所述中心孔。所述气门弹簧保持器的第五实例可选地包括第一至第四实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧保持器的第二阶梯状区域形成邻近并环绕所述第一阶梯状区域的区域，所述区域比所述第一阶梯状区域薄。所述气门弹簧保持器的第六实例可选地包括第一至第五实例中的一个或多个，并且还包括，其中第三阶梯状区域布置在所述第二阶梯状区域与所述气门弹簧保持器的外边缘壁之间，所述第三阶梯状区域形成所述气门弹簧保持器的最薄部分。所述气门弹簧保持器的第七实例可选地包括第一至第六实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述第一内部腔体设置在所述第一阶梯状区域的厚度内并且包括从所述第一内部腔体延伸到所述第一阶梯状区域的底表面的一个或多个通道。所述气门弹簧保持器的第八实例可选地包括第一至第七实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述第二内部腔体设置在延伸跨越所述第一阶梯状区域和所述第二阶梯状区域两者并且在所述第一阶梯状区域和所述第二阶梯状区域的厚度内的区域中，并且包括从所述第二内部腔体延伸到所述气门弹簧保持器的所述底面的一个或多个通道。所述气门弹簧保持器的第九实例可选地包括第一至第八实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述第一内部腔体的所述一个或多个通道将所述第一内部腔体内的空气流体地联接到围绕所述气门弹簧保持器的环境空气，并且所述第二内部腔体的所述一个或多个通道将所述第二内部腔体内的空气流体地联接到围绕所述气门弹簧保持器的环境空气。所述气门弹簧保持器的第十实例可选地包括第一至第九实例中的一个或多个，并且还包括，其中所述气门弹簧保持器通过增材制造来制造。
作为另一个实施例，一种方法包括3D打印中空气门弹簧保持器，所述中空气门弹簧保持器被配置有一个或多个同心内部腔体，所述内部腔体与所述气门弹簧保持器的中心孔同心；使所述气门机构适配所述中空气门弹簧保持器，所述中空气门弹簧保持器联接到气门的气门杆，通过焊接接头固定到所述气门杆，并且布置在气门弹簧的顶端上方并与所述顶端接触。
应当注意，本文包括的示例性控制和估算程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文所述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略。因此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以用图形表示将要被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码，其中通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行所描述的动作。
应当明白的是，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合，以及本文公开的其他特征、功能和/或性质。
以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应当被理解成包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合。这些权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同均被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供一种发动机的气门机构，所述气门机构具有：气门弹簧；盘形气门弹簧保持器，其具有中心孔以及与所述中心孔同心的多个内部腔体，所述保持器与所述气门弹簧的第一端接合。
根据一个实施例，所述多个内部腔体形成环绕所述气门弹簧保持器的所述中心孔的连续空气通道，所述内部腔体中的每一个还包括将相应内部腔体的空气通道联接到围绕所述保持器的环境空气的通道。
根据一个实施例，所述多个内部腔体中的每一个彼此间隔开，由所述气门弹簧保持器的材料分开。
根据一个实施例，所述多个内部腔体具有向上弯曲的顶部和向下弯曲的底部，所述内部腔体的所述顶部和所述底部通过侧壁联接。
根据一个实施例，所述气门弹簧联接到气门的气门杆，并且所述气门弹簧保持器沿着所述气门杆的位置经由所述保持器与所述气门杆的牢固附接而被保持，所述牢固附接包括焊接接头。
根据一个实施例，所述气门弹簧的所述第一端背离气缸盖，所述气门弹簧还包括与所述第一端相对的第二端，所述第二端与所述气缸盖的表面接触，并且其中所述气门弹簧在所述气门弹簧的所述第一端处在所述气门弹簧保持器上以及在所述第二端处在所述气缸盖的表面上施加弹簧负载。
根据一个实施例，所述气门弹簧保持器焊接到所述气门杆，使得所述气门弹簧保持器抵抗从所述气门弹簧的位移并且将所述气门弹簧的所述弹簧负载转换成所述气门的运动。
根据一个实施例，所述气门弹簧保持器具有平坦顶面和阶梯状下面，所述阶梯状下面形成所述气门弹簧保持器的靠近所述中心孔的最厚部分以及靠近所述气门弹簧保持器的外边缘的最薄部分。
根据本发明，提供一种中空气门弹簧保持器，所述中空气门弹簧保持器具有：环形单元，其具有用于接收气门杆的中心孔；第一中空腔体和第二中空腔体，每个中空腔体与所述中心孔同心，所述第一腔体定位在所述环形单元内，距所述中心孔的距离与所述第二通道不同。
根据一个实施例，所述中心孔从所述单元的顶面延伸到底面，并且其中所述第一腔体定位在环形单元内且更靠近所述中心孔，而所述第二通道定位在所述环形单元内且更靠近所述气门弹簧保持器的外边缘壁。
根据一个实施例，所述环形单元的所述底面是阶梯状的，所述环形单元在所述外边缘壁处的直径大于最内侧台阶的圆周处的直径，所述直径以逐阶方式从所述顶面到所述底面减小。
根据一个实施例，所述阶梯状环形单元包括在所述顶面处具有第一直径的第一台阶、在所述底面处具有第二直径的第二台阶、以及具有介于所述第一台阶与所述第二台阶中间的第三直径的第三台阶，并且其中所述第一腔***于所述第一台阶内并且所述第二腔体延伸跨越所述第一台阶和所述第二台阶两者，其中所述第二腔体的第一部分位于所述第一台阶内并且第二部分位于所述第二台阶内。
根据一个实施例，所述气门弹簧保持器的第一阶梯状区域形成所述气门弹簧保持器的最厚部分，所述第一阶梯状区域靠近所述中心孔。
根据一个实施例，所述气门弹簧保持器的第二阶梯状区域形成邻近并环绕所述第一阶梯状区域的区域，所述区域比所述第一阶梯状区域薄。
根据一个实施例，第三阶梯状区域布置在所述第二阶梯状区域与所述气门弹簧保持器的外边缘壁之间，所述第三阶梯状区域形成所述气门弹簧保持器的最薄部分。
根据一个实施例，所述第一内部腔体设置在所述第一阶梯状区域的厚度内并且包括从所述第一内部腔体延伸到所述第一阶梯状区域的底表面的一个或多个通道。
根据一个实施例，所述第二内部腔体设置在延伸跨越所述第一阶梯状区域和所述第二阶梯状区域两者并且在所述第一阶梯状区域和所述第二阶梯状区域的厚度内的区域中，并且包括从所述第二内部腔体延伸到所述气门弹簧保持器的所述底面的一个或多个通道。
根据一个实施例，所述第一内部腔体的所述一个或多个通道将所述第一内部腔体内的空气流体地联接到围绕所述气门弹簧保持器的环境空气，并且所述第二内部腔体的所述一个或多个通道将所述第二内部腔体内的空气流体地联接到围绕所述气门弹簧保持器的环境空气。
根据一个实施例，所述气门弹簧保持器通过增材制造来制造。
根据本发明，一种用于气门机构的方法包括3D打印中空气门弹簧保持器，所述中空气门弹簧保持器被配置有一个或多个同心内部腔体，所述内部腔体与所述气门弹簧保持器的中心孔同心；使所述气门机构适配所述中空气门弹簧保持器，所述中空气门弹簧保持器联接到气门的气门杆，通过焊接接头固定到所述气门杆，并且布置在气门弹簧的顶端上方并与所述顶端接触。