專利名稱：一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的配氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)調(diào)節(jié)負(fù)荷是通過(guò)改變進(jìn)入氣缸內(nèi)的可燃混合氣數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)改變進(jìn)入氣缸內(nèi)的可燃混合氣數(shù)量。在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度增大，進(jìn)入氣缸內(nèi)的可燃混合氣數(shù)量增加，內(nèi)燃機(jī)的輸出功率相應(yīng)增大；反之，則減小。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于中小負(fù)荷工況下工作時(shí)，由于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度小，內(nèi)燃機(jī)的泵氣損失將顯著增加，最終導(dǎo)致燃油耗增加。此外內(nèi)燃機(jī)理想的配氣定時(shí)是在低速時(shí)具有較小的進(jìn)氣遲閉角、高速時(shí)具有較大的進(jìn)氣遲閉角，以滿足動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的要求。雖然有些內(nèi)燃機(jī)通過(guò)變換凸輪型線實(shí)現(xiàn)可變凸輪機(jī)構(gòu)或可變氣門(mén)定時(shí)機(jī)構(gòu)。但是這些機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)配氣定時(shí)的連續(xù)可變，從而不能滿足內(nèi)燃機(jī)中小負(fù)荷時(shí)具有低油耗，高轉(zhuǎn)速時(shí)能實(shí)現(xiàn)大功率的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)。它使內(nèi)燃機(jī)的配氣定時(shí)能夠連續(xù)可變，可以有效地控制進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣體數(shù)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)，包括凸輪軸傳動(dòng)組件、氣門(mén)組件，其特征在于所述的凸輪軸傳動(dòng)組件中的配氣凸輪驅(qū)動(dòng)挺柱，挺柱可軸向移動(dòng)地置于液壓缸體內(nèi)，挺柱的部分外側(cè)圓面與液壓缸體內(nèi)壁一端密封，液壓缸體內(nèi)壁另一端為與缸體內(nèi)壁密封的液壓活塞，液壓活塞驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉；缸體內(nèi)設(shè)有挺柱回位彈簧，在液壓缸體外壁上設(shè)有進(jìn)口單向閥、出口單向閥分別控制液體的流入和流出。
所述的出口單向閥為單向電磁增力閥，該電磁增力閥的電磁線圈與一斷電器電連接，電磁線圈由斷電器控制電源的開(kāi)通和關(guān)閉。
所述的斷電器包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的底板、斷電開(kāi)關(guān)、與斷電開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、斷電凸輪等；底板與斷電凸輪同軸安裝，斷電開(kāi)關(guān)及其觸點(diǎn)固定在底板上，斷電開(kāi)關(guān)的一端通過(guò)支點(diǎn)軸安裝在底板上，另一端與底板之間設(shè)有復(fù)位彈簧；斷電凸輪與配氣凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；斷電開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)可隨同底板繞斷電凸輪軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。
配氣凸輪型線由上升段、平段和下降段組成，且平段所占凸輪包角大于等于60°。
本發(fā)明所述氣門(mén)組件與普通內(nèi)燃機(jī)基本相同，由氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧和氣門(mén)彈簧座等組成。所述凸輪軸傳動(dòng)組件由曲軸驅(qū)動(dòng)，凸輪軸與曲軸的轉(zhuǎn)速比為1∶2，其中配氣凸輪型線由上升段、平段和下降段組成，當(dāng)凸輪從動(dòng)件位于平段時(shí)，其升程保持不變。
該配氣系統(tǒng)的工作過(guò)程可分為三個(gè)階段第一階段為氣門(mén)開(kāi)啟和升高階段。在該階段進(jìn)口單向閥和單向電磁增力閥均關(guān)閉，液壓缸的液體處于封閉狀態(tài)，挺柱在凸輪上升段的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)液壓油和液壓活塞推動(dòng)氣門(mén)開(kāi)啟和升高，該階段氣門(mén)升程主要取決于凸輪型線。
第二階段為氣門(mén)回落階段。該階段挺柱處于凸輪平段上，其升程保持不變。單向電磁增力閥被斷電后，電磁力消失，電磁增力閥被打開(kāi)，液壓油被排出液壓缸，氣門(mén)在氣門(mén)彈簧的作用下回落至氣門(mén)座，該階段氣門(mén)升程與凸輪型線無(wú)關(guān)。
第三階段為挺柱回落階段，當(dāng)凸輪型線處于下降段時(shí)，挺柱在挺柱彈簧的作用下回落，液壓缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)口單向閥被打開(kāi)，液壓油被吸入缸體中。當(dāng)挺柱回落至凸輪基圓上時(shí)，液壓缸內(nèi)液體壓力與外界壓力基本相同，進(jìn)口單向閥即關(guān)閉。單向電磁增力閥也處于通電后的緊閉狀態(tài)，當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)至上升段時(shí)即開(kāi)始了下一個(gè)循環(huán)的氣門(mén)啟閉過(guò)程。
如上所述，在氣門(mén)回落階段氣門(mén)升程與凸輪型線無(wú)關(guān)，氣門(mén)的下降和關(guān)閉時(shí)刻取決于液壓缸內(nèi)液體的排泄時(shí)刻。本發(fā)明通過(guò)單向電磁增力閥控制液壓缸內(nèi)液體的排泄時(shí)刻，所述單向電磁增力閥由斷電器控制，斷電器的斷電開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)能隨底板繞斷電凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，從而改變了單向電磁增力閥電磁線圈的斷電和通電所對(duì)應(yīng)的配氣相位，即改變了氣門(mén)回落和落座的時(shí)間，達(dá)到了配氣定時(shí)連續(xù)可變的目的。
本發(fā)明的有益效果是對(duì)于點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)采用該配氣系統(tǒng)可取消節(jié)氣門(mén)；通過(guò)改變進(jìn)氣遲閉角來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，從而達(dá)到減小泵氣損失改善燃油經(jīng)濟(jì)性的目的；同理，通過(guò)改變排氣定時(shí)，實(shí)現(xiàn)配氣定時(shí)的連續(xù)可變，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膬?nèi)部EGR率，降低油耗，降低廢氣排放；使配氣定時(shí)滿足內(nèi)燃機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)的需求，高轉(zhuǎn)速時(shí)能實(shí)現(xiàn)大功率，提高內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性。該配氣系統(tǒng)特別適用于點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)。對(duì)于普通內(nèi)燃機(jī)可以通過(guò)改變配氣定時(shí)提高動(dòng)力性能和改善排放性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中斷電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1配氣凸輪，2挺柱，3液壓缸體，4挺柱回位彈簧，5電磁閥體，6電磁線圈，7電磁閥彈簧，8液壓活塞，9氣門(mén)彈簧，10氣門(mén)，11單向閥體，12單向閥彈簧，13外殼，14斷電開(kāi)關(guān)，15觸點(diǎn)，16斷電凸輪，17底板，18齒圈，19齒條，20復(fù)位彈簧。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工作過(guò)程。在圖1中，左側(cè)為進(jìn)口單向閥部分，包括單向閥體11、單向閥彈簧12等；右側(cè)為單向電磁增力閥部分，包括電磁閥體5、電磁線圈6和電磁閥彈簧7等；中部為氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括配氣凸輪1、挺柱2、挺柱回位彈簧4、液壓缸體3、液壓活塞8、氣門(mén)彈簧9和氣門(mén)10等。凸輪軸傳動(dòng)組件中的配氣凸輪1驅(qū)動(dòng)挺柱2，挺柱2可軸向移動(dòng)地置于液壓缸體3內(nèi)，挺柱2的部分外側(cè)圓面與液壓缸體內(nèi)壁一端密封，液壓缸體3內(nèi)壁另一端為與缸體內(nèi)壁密封的液壓活塞8，液壓活塞8驅(qū)動(dòng)氣門(mén)10開(kāi)啟和關(guān)閉；缸體內(nèi)設(shè)有挺柱回位彈簧4。電磁增力閥的電磁線圈6與一斷電器電連接，電磁線圈由斷電器控制電源的開(kāi)通和關(guān)閉。進(jìn)口單向閥由液壓缸體3內(nèi)的液體壓力大小來(lái)決定開(kāi)通或關(guān)閉。配氣凸輪1的型線由上升段、平段和下降段組成，且平段所占凸輪包角大于等于60°。
圖2為斷電器結(jié)構(gòu)示意圖，包括斷電器外殼13、斷電開(kāi)關(guān)14、觸點(diǎn)15、斷電凸輪16、底板17、齒圈18、齒條19和復(fù)位彈簧20等組成。底板17設(shè)置在外殼13內(nèi)，底板與斷電凸輪16同軸安裝，斷電開(kāi)關(guān)14及其觸點(diǎn)固定在底板17上，斷電開(kāi)關(guān)的一端通過(guò)支點(diǎn)軸安裝在底板上，另一端與底板之間設(shè)有復(fù)位彈簧20；斷電凸輪16與配氣凸輪1同步轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一。底板的外圓周設(shè)有齒圈18，齒條19與該齒圈配合，斷電器的斷電開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)可隨同底板繞斷電凸輪軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。當(dāng)斷電凸輪16將斷電開(kāi)關(guān)14頂起時(shí)，斷電開(kāi)關(guān)14與觸點(diǎn)15脫離接觸，電磁線圈6被斷電；當(dāng)斷電凸輪16未頂起斷電開(kāi)關(guān)14時(shí)，復(fù)位彈簧20使斷電開(kāi)關(guān)14與觸點(diǎn)15保持接觸，電磁線圈6處于通電狀態(tài)。
該配氣系統(tǒng)工作原理如下第一階段即氣門(mén)開(kāi)啟階段。在該階段配氣凸輪1的上升段驅(qū)動(dòng)挺柱2下移，使液壓缸內(nèi)油壓上升，在缸內(nèi)油壓和單向閥彈簧12的共同作用下，進(jìn)口單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)。與此同時(shí)電磁線圈6在斷電器的控制下處于通電狀態(tài)，雖然液壓缸內(nèi)油壓較高，但電磁線圈6產(chǎn)生的電磁力使電磁增力閥也處于緊閉狀態(tài)。挺柱2在配氣凸輪1的驅(qū)動(dòng)下壓縮液壓缸內(nèi)的液壓油，使液壓活塞8克服氣門(mén)彈簧9的彈力推動(dòng)氣門(mén)10開(kāi)啟，在該階段氣門(mén)升程主要取決于凸輪1的型線。
第二階段為氣門(mén)回落階段。在該階段凸輪1處于最大升程的平段，挺柱2下移到最大升程位置。當(dāng)斷電凸輪16轉(zhuǎn)動(dòng)到將觸點(diǎn)15頂開(kāi)的位置時(shí)，斷電開(kāi)關(guān)14使電磁線圈6處于斷電狀態(tài)，電磁增力閥的電磁力隨之消失，液壓缸內(nèi)的高壓油在氣門(mén)彈簧9和活塞8的推動(dòng)下將電磁增力閥門(mén)打開(kāi)，液壓油流出液壓缸，氣門(mén)10隨之關(guān)閉。顯然該階段氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻取決于斷電開(kāi)關(guān)14的斷電時(shí)刻。改變斷電開(kāi)關(guān)14的斷電時(shí)間，即可改變進(jìn)氣遲閉角的大小。此外，為防止氣門(mén)落座沖擊過(guò)大，在氣門(mén)將要落座時(shí)采用節(jié)流的方式控制氣門(mén)落座速度。
第三階段為挺柱回落階段。當(dāng)凸輪1轉(zhuǎn)至下降段與挺柱2接觸時(shí)，挺柱2在挺柱回位彈簧4的作用下回落，液壓缸內(nèi)油壓降低，進(jìn)口單向閥打開(kāi)，液壓油被吸入液壓缸中。當(dāng)挺柱2回落至凸輪1的基圓上時(shí)，液壓缸內(nèi)油壓將達(dá)到或接近外界油壓，單向閥彈簧12使單向閥關(guān)閉。在該階段結(jié)束前，斷電凸輪16將轉(zhuǎn)到接通斷電開(kāi)關(guān)14的位置，電磁線圈6產(chǎn)生的電磁力使電磁增力閥處于緊閉狀態(tài)。當(dāng)配氣凸輪1再轉(zhuǎn)至上升段時(shí)即開(kāi)始了下一個(gè)循環(huán)的氣門(mén)啟閉過(guò)程。
在圖2所示的斷電器中，斷電開(kāi)關(guān)14及其觸點(diǎn)15被安裝在斷電器底板17上，底板17外圓鑲有齒圈18，在齒條19的作用下底板17能繞斷電凸輪軸的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)任意一個(gè)角度。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于某一固定轉(zhuǎn)速時(shí)，將底板17順斷電凸輪16的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)Φ1角時(shí)，斷電開(kāi)關(guān)14被頂開(kāi)的相位角將相應(yīng)推遲2·Φ1度曲軸轉(zhuǎn)角，電磁增力閥被打開(kāi)的相位角也相應(yīng)推遲，使氣門(mén)落座的相位角也將相應(yīng)推遲2·Φ1度曲軸轉(zhuǎn)角；同理，將底板17逆斷電凸輪16的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)Φ2角時(shí)，斷電開(kāi)關(guān)14被頂開(kāi)的相位角將相應(yīng)提前，導(dǎo)致氣門(mén)落座的相位角將提前2·Φ2度曲軸轉(zhuǎn)角。由于Φ1或Φ2能實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變，因此可使進(jìn)氣遲閉角或排氣遲閉角能連續(xù)可變。由于進(jìn)氣遲閉角的大小可改變進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)可燃混合氣的數(shù)量，因此調(diào)節(jié)底板17的位置，即可改變進(jìn)入氣缸的可燃混合氣數(shù)量。從而實(shí)現(xiàn)去除節(jié)氣門(mén)，降低泵氣損失的目的。
由于該系統(tǒng)的液壓油與發(fā)動(dòng)機(jī)用潤(rùn)滑油相同，因此其液壓系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)可以合并為一個(gè)系統(tǒng)。
依照上述方案，本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明并不困難。
權(quán)利要求
1.一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)，包括凸輪軸傳動(dòng)組件、氣門(mén)組件，其特征在于所述的凸輪軸傳動(dòng)組件中的配氣凸輪驅(qū)動(dòng)挺柱，挺柱可軸向移動(dòng)地置于液壓缸體內(nèi)，挺柱的部分外側(cè)圓面與液壓缸體內(nèi)壁一端密封，液壓缸體內(nèi)壁另一端為與缸體內(nèi)壁密封的液壓活塞，液壓活塞驅(qū)動(dòng)氣門(mén)；缸體內(nèi)設(shè)有挺柱回位彈簧，液壓缸體外壁上設(shè)有控制液體流入和流出的進(jìn)口單向閥、出口單向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)，其特征在于，所述的出口單向閥為單向電磁增力閥，該電磁增力閥的電磁線圈與一斷電器電連接，電磁線圈由斷電器控制電源的開(kāi)通和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)，其特征在于，所述的斷電器包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的底板、斷電開(kāi)關(guān)、與斷電開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、斷電凸輪；底板與斷電凸輪同軸安裝，斷電開(kāi)關(guān)及其觸點(diǎn)固定在底板上，斷電開(kāi)關(guān)的一端通過(guò)支點(diǎn)軸安裝在底板上，另一端與底板之間設(shè)有復(fù)位彈簧；斷電凸輪與配氣凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；斷電器的斷電開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)可隨同底板繞斷電凸輪軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)，其特征在于，配氣凸輪型線由上升段、平段和下降段組成，且平段所占凸輪包角大于等于60°。
全文摘要
一種電液控制的內(nèi)燃機(jī)連續(xù)可變配氣定時(shí)系統(tǒng)。由氣門(mén)組件、液壓油缸組件、進(jìn)口單向閥和單向電磁增力閥等組成。進(jìn)口單向閥控制液壓缸的進(jìn)油；單向電磁增力閥控制液壓缸的出油。氣門(mén)的開(kāi)啟和升高由配氣凸輪上升段控制；氣門(mén)的下降和關(guān)閉時(shí)刻取決于液壓缸內(nèi)液體的排泄時(shí)刻。當(dāng)與配氣凸輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)的斷電凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)到斷開(kāi)斷電開(kāi)關(guān)時(shí)，電磁線圈磁力消失，電磁增力閥被打開(kāi)，液壓缸內(nèi)的液體即可排出，氣門(mén)同時(shí)得到落座。轉(zhuǎn)動(dòng)斷電開(kāi)關(guān)的位置，即可實(shí)現(xiàn)配氣定時(shí)連續(xù)可變的目的。該配氣機(jī)構(gòu)配氣定時(shí)連續(xù)可變，可以有效地控制進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的氣體數(shù)量。特別適用于點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F01L9/02GK1959072SQ20061006998
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者謝宗法, 曹心誠(chéng), 馮延勇 申請(qǐng)人:濟(jì)南輕騎摩托車股份有限公司, 謝宗法