專利名稱：電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用性型涉及一種電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是一種用電控來改變汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)行傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案，是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部件，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)由正時(shí)鏈(或是正時(shí)皮帶、挺桿)、正時(shí)鏈漲緊機(jī)構(gòu)、正時(shí)鏈輪(或是正時(shí)齒輪)、凸輪軸、搖臂、搖臂銷、搖臂架、氣門、氣門彈簧等組成，構(gòu)成完成發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的一部分。這種配氣機(jī)構(gòu)零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、磨損后噪音大，且調(diào)整維修相當(dāng)繁雜；更致命的缺陷是，此種結(jié)構(gòu)的配氣相位角是固定的，不能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，也就是說這種結(jié)構(gòu)只能適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的某一特定轉(zhuǎn)速(即所謂的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速)，高于或是低于此特定轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)工作便不佳，造成功率、扭矩的損失，且熱效率低、燃燒不完全，導(dǎo)致油耗大、排放高(和設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速相比)。
實(shí)用性型內(nèi)容本實(shí)用性型的目的是針對(duì)現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)復(fù)雜、部件多、易磨損、噪音大、調(diào)整維修極不方便，更重要的是配氣相位角無法和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低而變化所造成的充氣不足，排氣不凈、熱效率利用率低，燃燒不完全所導(dǎo)致的油耗大、排放高，以及功率和扭矩的損失的缺點(diǎn)，提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件少、不易磨損、壽命長、免維護(hù)、噪音小、調(diào)整維修很方便，最佳配氣相位角能自動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)速相跟蹤適應(yīng)、調(diào)整的一種電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用性型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征是所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由殼體、殼體內(nèi)底部的電磁裝置、貫穿電磁裝置軸向中心通孔的行程調(diào)節(jié)螺桿、行程調(diào)節(jié)螺桿上端與殼體內(nèi)頂部之間設(shè)置的消噪彈簧構(gòu)成。
本實(shí)用性型是對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，舍去了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)中的正時(shí)鏈(或是正時(shí)皮帶、挺桿)、正時(shí)鏈漲緊機(jī)構(gòu)、正時(shí)鏈輪(或是正時(shí)齒輪)、凸輪軸、搖臂、搖臂銷、搖臂架等復(fù)雜零部件，將主要包括電磁裝置的本機(jī)構(gòu)分別固定在進(jìn)氣門、排氣門上方，通過車輛中各傳感器感知發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況(如曲軸相位、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速等)，將信號(hào)傳輸給電控單元(如ECU)，電控單元同時(shí)根據(jù)各傳感器傳來的信號(hào)給本實(shí)用性型的電磁裝置施加脈沖電流來控制進(jìn)、排氣門的最佳配氣相位角(之前已將此數(shù)據(jù)輸入電控單元芯片中)，由于氣門行程的減小和本機(jī)構(gòu)的高度可靠性，從根本上排除了傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)可能發(fā)生的氣門與氣門間，氣門與活塞間相互碰撞的惡性故障，與當(dāng)代電噴和蓄能式發(fā)動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)而改變現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率低、燃燒不完全等現(xiàn)狀，使發(fā)動(dòng)機(jī)全程每一轉(zhuǎn)速都變成“設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速”，“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速”，“理想轉(zhuǎn)速”。使用本實(shí)用性型，可使現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率更高、功率更高、扭矩更大、壽命更長、油耗更低、噪音更小，每一工況轉(zhuǎn)速更平穩(wěn)，同時(shí)啟動(dòng)更容易的綠色環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。


圖1為本實(shí)用性型固定在氣缸的氣缸蓋上結(jié)構(gòu)示意圖及氣缸處于進(jìn)氣沖程時(shí)的本實(shí)用性型工作狀態(tài)示意圖；圖中，1電磁線圈，2耐磨襯套，3動(dòng)鐵芯，4消噪墊，5行程調(diào)節(jié)螺桿，6鎖緊螺母，7消噪彈簧，8殼體，9進(jìn)氣門彈簧，10進(jìn)氣門，11進(jìn)氣道，12排氣門，13排氣門彈簧，14排氣道。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施進(jìn)一步說明本實(shí)用性型，本實(shí)用性型由殼體8、殼體8內(nèi)底部的電磁線圈1、貫穿電磁線圈1的動(dòng)鐵芯3、貫穿動(dòng)鐵芯3軸向中心通孔的行程調(diào)節(jié)螺桿5、行程調(diào)節(jié)螺桿5上端與殼體8內(nèi)頂部之間設(shè)置的消噪彈簧7構(gòu)成；電磁線圈1的中心孔與動(dòng)鐵芯3之間還置有耐磨襯套2；行程調(diào)節(jié)螺桿5上端旋有鎖緊螺母6；動(dòng)鐵芯3上部對(duì)應(yīng)電磁線圈1內(nèi)端面設(shè)置消噪墊4。本實(shí)用性型分別固定在氣缸進(jìn)、排氣門處的氣缸蓋上，電磁線圈1外接電控單元。
具體的工作情況是這樣的，現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、壓、爆、排四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，其中壓縮沖程和爆發(fā)沖程(前大部份)進(jìn)氣門10，排氣門12都是關(guān)閉的(也就是電磁裝置無脈沖電流通過)，在進(jìn)氣沖程開始時(shí)，電控單元(ECU)根據(jù)各傳感器(同電噴發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器)感知發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況(如曲軸相位、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速等)，給固定在進(jìn)氣門10上方的電磁線圈1施加脈沖電流，電磁線圈1得電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引進(jìn)氣門動(dòng)鐵芯3下行，安裝在動(dòng)鐵芯3上的進(jìn)氣門行程調(diào)節(jié)螺桿5下部接觸氣門桿頂端同步下行，推動(dòng)進(jìn)氣門10克服進(jìn)氣門彈簧9的力量下行打開進(jìn)氣道11進(jìn)氣，氣門開啟行程可比現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)氣門行程略小，因有進(jìn)氣提前角，實(shí)際此動(dòng)作早在發(fā)動(dòng)機(jī)上一排氣沖程末就已開始。在完成進(jìn)氣相位角后，脈沖電流立即消失，進(jìn)氣門10在進(jìn)氣門彈簧9的作用下，上行關(guān)閉進(jìn)氣道11，同時(shí)氣門桿推動(dòng)進(jìn)氣門調(diào)節(jié)螺桿5上行，進(jìn)氣門動(dòng)鐵芯3亦同步上升，準(zhǔn)備下一次發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。同理，在排氣沖程開始時(shí)(因有排氣提前角，實(shí)際排氣動(dòng)作早在發(fā)動(dòng)機(jī)上一沖程，爆發(fā)沖程末就已開始)，電控單元(ECU)根據(jù)傳感信號(hào)給電磁裝置以脈沖電流，工作過程同上所述。由于排氣沖程早在爆發(fā)沖程末就已開始，推動(dòng)排氣門12不但要克服排氣門彈簧13的力量，而且還要克服燃燒室內(nèi)高溫高壓氣體的力量。所以和推動(dòng)進(jìn)氣門10的電磁功率相比，推動(dòng)排氣門12的電磁功率應(yīng)增大(具體增大值需根據(jù)各發(fā)動(dòng)機(jī)而異)。
本實(shí)用性型中，消噪彈簧7的硬度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)、排氣彈簧硬度，其作用有三，一是始終將氣門行程調(diào)節(jié)螺桿下端和進(jìn)、排氣門桿頂部接觸，消除傳統(tǒng)的氣門間隙帶來的噪音；二是在發(fā)動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)下能自動(dòng)適應(yīng)熱膨脹量，消除傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)存在的冷機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噪音小、熱機(jī)噪音大的弊端；三是在氣門關(guān)閉時(shí)，降低氣門和氣門座圈的迫擊噪音，同時(shí)減輕這兩配合件的磨損。消噪墊4和其同理，也起到消噪減磨的作用。
在各發(fā)動(dòng)機(jī)所需電磁功率相同(或略小)，氣門行程相差不大的情況下，本實(shí)用性型利用氣門行程調(diào)節(jié)螺桿來進(jìn)行調(diào)整，便于形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，本實(shí)用性型可利用發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元(如ECU)和各傳感器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)共享，之前可將各轉(zhuǎn)速最佳配氣相位角等數(shù)據(jù)輸入電控單元。然后指揮本實(shí)用性型作開閉氣門，進(jìn)行進(jìn)、排氣工作。如不是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，可配套電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(如ECU)和各傳感器，用各轉(zhuǎn)速最佳配氣相位角等數(shù)據(jù)替換原電噴數(shù)據(jù)輸入電控單元指揮本實(shí)用性型動(dòng)作開閉氣門進(jìn)行進(jìn)、排氣工作。
在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，如果上次停機(jī)后發(fā)動(dòng)機(jī)處于壓縮，或爆發(fā)沖程上，為了減小起動(dòng)阻力，電控單元可設(shè)定排氣門打開，在越過此兩種沖程后恢復(fù)正常工作狀態(tài)，這樣可以大大降低起動(dòng)阻力，在發(fā)動(dòng)機(jī)易起動(dòng)的同時(shí)延長電瓶、起動(dòng)馬達(dá)等電起動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命。因?yàn)楸緳C(jī)構(gòu)一開啟氣門就是其最大行程，使進(jìn)、排氣更充分，不像傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)那樣，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，氣門有漸開到最大開度和漸關(guān)的過程，所以，在保證進(jìn)排氣流量的前提下，本實(shí)用性型的氣門行程可減小。由于氣門行程的減小和本裝置的高度可靠性，從根本上排除了傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)可能發(fā)生的氣門與氣門間，氣門與活塞間相互碰撞的惡性故障。
另外，本機(jī)構(gòu)向氣門施加的是同心垂直力，不象傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)那樣有側(cè)向力，可大大減少氣門的磨損及氣門導(dǎo)套、氣門座圈、氣門油封的偏磨損，減少氣門漏氣和發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油的概率，延長了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征是所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由殼體、殼體內(nèi)底部的電磁裝置、貫穿電磁裝置軸向中心通孔中的行程調(diào)節(jié)螺桿、行程調(diào)節(jié)螺桿上端與殼體內(nèi)頂部之間設(shè)置的消噪彈簧構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電磁裝置可由電磁線圈、貫穿電磁線圈的動(dòng)鐵芯構(gòu)成，動(dòng)鐵芯具有軸向中心通孔，動(dòng)鐵芯的軸向中心通孔中貫穿行程調(diào)節(jié)螺桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電磁裝置中電磁線圈的中心孔與動(dòng)鐵芯之間設(shè)置有耐磨襯套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電磁裝置中動(dòng)鐵芯上部對(duì)應(yīng)電磁線圈內(nèi)端面設(shè)置消噪墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于電磁裝置中動(dòng)鐵芯軸向中心通孔中的行程調(diào)節(jié)螺桿與氣缸的氣門同心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于行程調(diào)節(jié)螺桿上端旋有鎖緊螺母。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于消噪彈簧的硬度要小于氣缸進(jìn)、排氣彈簧硬度，確保行程調(diào)節(jié)螺桿下端始終和氣缸中進(jìn)、排氣門桿頂部接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于排氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁功率比進(jìn)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁功率略大。
專利摘要本實(shí)用性型涉及一種電控氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，由殼體、殼體內(nèi)底部的電磁裝置、貫穿電磁裝置軸向中心通孔的行程調(diào)節(jié)螺桿、行程調(diào)節(jié)螺桿上端與殼體內(nèi)頂部之間設(shè)置的消噪彈簧構(gòu)成，本實(shí)用性型是對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，將主要包括電磁裝置的本機(jī)構(gòu)分別固定在進(jìn)氣門、排氣門上方，電控信號(hào)給本實(shí)用性型的電磁裝置施加脈沖電流來控制進(jìn)、排氣門的最佳配氣相位角，與當(dāng)代電噴和蓄能式發(fā)動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，使發(fā)動(dòng)機(jī)全程每一轉(zhuǎn)速都變成“設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速”，“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速”，“理想轉(zhuǎn)速”，使用本實(shí)用性型，可使發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率更高、功率更高、扭矩更大、壽命更長、油耗更低、噪音更小，每一工況轉(zhuǎn)速更平穩(wěn)，同時(shí)啟動(dòng)更容易的綠色環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02D13/02GK2816361SQ20052007414
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月31日
發(fā)明者秦強(qiáng) 申請(qǐng)人:秦強(qiáng)