專利名稱：滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣門的控制。特別是涉及一種系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī) 械式控制安全方便的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用機(jī)械式凸輪軸驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門的配氣機(jī) 構(gòu)。氣門的運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲軸與凸輪軸，凸輪軸與各氣門之間的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)控制定時(shí)。長(zhǎng)期 以來(lái)，這種機(jī)械式機(jī)構(gòu)被證明是簡(jiǎn)單、有效和可靠的，并且費(fèi)用相對(duì)低廉。然而，這種 氣門機(jī)構(gòu)開啟時(shí)間和相位等參數(shù)是固定不變的，無(wú)法在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中進(jìn)行調(diào)節(jié)，工作缺 乏柔性，不能在不同情況下改變正時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能潛力不能得到充分發(fā)揮。對(duì)配氣時(shí)間 進(jìn)行一定改變，能滿足內(nèi)燃機(jī)大部分工況的基本要求，所以被認(rèn)為是可行的。20世紀(jì)80 年代以來(lái)，能源和環(huán)境問(wèn)題日益突出，社會(huì)對(duì)燃油的經(jīng)濟(jì)性和有害排放物的要求日益嚴(yán) 格，如何改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、提高熱效率和減少有害排放越來(lái)越受到關(guān)注，這就要求對(duì) 傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。
配氣相位和時(shí)間直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣性能，對(duì)燃燒過(guò)程的優(yōu)劣起著至關(guān)重要 的作用。配氣相位和時(shí)間的選擇要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的高速功率、低速扭矩、怠速油耗、部 分負(fù)荷下的燃油經(jīng)濟(jì)性、低速平穩(wěn)性和廢氣排放等問(wèn)題。為了獲得較好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能， 配氣相位應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而變化。發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和大負(fù)荷下需要較大的氣門重 疊角和進(jìn)氣門關(guān)閉角，以便得到較高的功率輸出；反之，在怠速和低速小負(fù)荷下則需要 較小的進(jìn)氣門關(guān)閉角和氣門重疊角，以便得到較好的怠速平穩(wěn)性和廢氣排放性能。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作者對(duì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)有害物排放和提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率的努力，出現(xiàn)了 廢氣再循環(huán)(EGR)和后處理技術(shù)，然而伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物的減少，卻導(dǎo)致了發(fā)動(dòng) 機(jī)效率的降低，而當(dāng)采用高增壓壓力時(shí)可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)最高爆發(fā)壓力過(guò)高?？勺兣錃饧?術(shù)可以通過(guò)改變氣門開啟關(guān)閉時(shí)刻實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的一定工況下，可以利 用延遲進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，使一部分已經(jīng)進(jìn)入氣缸的氣體重新進(jìn)入進(jìn)氣歧管，并在渦輪 增壓的作用下保持一定的氣壓，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率可以大大增加并降低泵吸損失。這樣 就造成了實(shí)際上的壓縮空氣沒有進(jìn)氣時(shí)的多從而降低壓縮比，造成膨脹比大于壓縮比， 減小發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最高爆發(fā)壓力。
與固定配氣相位相比，可變配氣相位則可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷 下，提供可變的氣門開啟、關(guān)閉時(shí)刻或升程，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣性能，較好的滿 足發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、廢氣排放的要求，整 體提高發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展已將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能、增效、低排放作為
"節(jié)能一高效一環(huán)保" 一體化課題進(jìn)行綜合研究和技術(shù)開發(fā)。配氣相位固定不變的限制 已越來(lái)越顯得不適應(yīng)時(shí)代要求，為此，可變氣門技術(shù)已成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研究重點(diǎn)方向之
可變配氣技術(shù)由于自身的優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視，國(guó)外研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的 研究，出現(xiàn)了很多種可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，有些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氣門參數(shù)可變的功能，但只有 少數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，大多數(shù)可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由于成本較高 或者可靠性的問(wèn)題，僅處于實(shí)驗(yàn)階段?，F(xiàn)有產(chǎn)品中的可變配氣機(jī)構(gòu)以改變凸輪軸的相位 為主要方式，對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)的改動(dòng)都比較大，多見于小功率汽油機(jī)。由于大功率柴油機(jī)進(jìn) 排氣凸輪軸分為"頂置"和"側(cè)底置"兩種，由于"側(cè)底置"凸輪軸使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制造成本低，目前應(yīng)用十分廣泛，通常它的進(jìn)排氣門由同一凸輪軸驅(qū)動(dòng)，很難使進(jìn)排氣 門分別進(jìn)行調(diào)整，所以大功率柴油機(jī)的可變氣門技術(shù)有待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種既對(duì)材料和加工設(shè)備的要求不高，對(duì)原柴 油機(jī)改動(dòng)小，同時(shí)又能可靠實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門正時(shí)可變系統(tǒng)的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，包括 有底座和沿底座上、下滑動(dòng)且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的液壓挺桿 總成，還設(shè)置有向液壓挺桿總成供油的供油系統(tǒng)，所述的液壓挺桿總成上形成有總成進(jìn) 油孔和總成泄油孔；所述的底座上形成有一端與供油系統(tǒng)相連通，另一端與液壓挺桿總 成上的總成進(jìn)油孔相連通的進(jìn)油孔；底座上還形成有與液壓挺桿總成上的總成泄油孔對(duì) 應(yīng)連通的泄油孔。
所述的液壓挺桿總成包括有由下至上一體形成的與發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸相連的推桿、油路 結(jié)構(gòu)和油壓室，所述的油壓室內(nèi)設(shè)置有與氣門搖臂連接的活塞。
所述的油路結(jié)構(gòu)中心形成有與油壓室相連通的油路，油路結(jié)構(gòu)的周邊形成有與油路 連通的總成進(jìn)油孔、總成主泄油孔和總成次泄油孔，所述的油路內(nèi)由下至上設(shè)置有彈簧 和內(nèi)閥芯。
所述的底座上的泄油孔包括有與總成主泄油孔和總成次泄油孔對(duì)應(yīng)連通的泄油大孔 和泄油小孔。
所述的供油系統(tǒng)包括有機(jī)油箱、調(diào)壓閥以及通過(guò)管路連接在機(jī)油箱和調(diào)壓閥之間的 油泵，所述的調(diào)壓閥還直接通過(guò)管路連接機(jī)油箱，以及還通過(guò)管路連通底座上進(jìn)油孔。 所述的油泵為齒輪泵、柱塞泵、轉(zhuǎn)子泵及葉片泵中的一種。
本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作 過(guò)程通過(guò)機(jī)械滑閥式控制，工作安全可靠，成本較低；對(duì)液壓推桿偶件的加工精度及材 料力學(xué)性能沒有太高要求，元件的使用壽命長(zhǎng)；氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)分兩模式工作，故系
統(tǒng)的功耗小，綜合作用起到環(huán)保節(jié)能的效果；本發(fā)明獨(dú)立作用于發(fā)動(dòng)機(jī)各缸，可實(shí)現(xiàn)各 缸進(jìn)排氣的相互獨(dú)立調(diào)整，最大限度的發(fā)揮進(jìn)氣相位調(diào)整的靈活性，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。 系統(tǒng)可在普通發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，對(duì)原機(jī)改動(dòng)小，易于實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。


圖1是本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中-
1:機(jī)油箱2:油泵
3:調(diào)壓閥4:泄油大孔
5:液壓挺桿總成6:底座
7:油壓室8:活塞
9:進(jìn)油孔10:泄油小孔
11:油路12:彈簧
13-供油系統(tǒng)14:總成進(jìn)油孔
15-總成主泄油孔16:總成次泄油孔
17:推桿18:油路結(jié)構(gòu)
19:內(nèi)閥芯20:管路
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)做出詳 細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，是一種機(jī)械滑閥
式控制的、利用液壓挺桿總成的伸縮實(shí)現(xiàn)氣門相位調(diào)節(jié)的氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。包括有
底座6和沿底座6上、下滑動(dòng)且頂端連接氣門、底端連接發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓挺桿總成5，其特 征在于，還設(shè)置有向液壓挺桿總成5供油的供油系統(tǒng)13，所述的液壓挺桿總成5上形成 有總成進(jìn)油孔14和總成泄油孔；所述的底座6上形成有一端與供油系統(tǒng)13相連通，另 一端與液壓挺桿總成5上的總成進(jìn)油孔14相連通的進(jìn)油孔9;底座6上還形成有與液壓 挺桿總成5上的總成泄油孔對(duì)應(yīng)連通的泄油孔。
所述的液壓挺桿總成5包括有由下至上一體形成的與發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸相連的推桿17、 油路結(jié)構(gòu)18和油壓室7，所述的油壓室7內(nèi)設(shè)置有與氣門搖臂連接的活塞8。所述的油 路結(jié)構(gòu)18中心形成有與油壓室7相連通的油路11，油路結(jié)構(gòu)18的周邊形成有與油路11 連通的總成進(jìn)油孔14、總成主泄油孔15和總成次泄油孔16，所述的油路11內(nèi)由下至上 設(shè)置有彈簧12和內(nèi)閥芯19。所述的推桿17可以采用原發(fā)動(dòng)機(jī)推桿。
所述的底座6上的泄油孔包括有與總成主泄油孔15和總成次泄油孔16對(duì)應(yīng)連通的 泄油大孔4和泄油小孔10。
所述的供油系統(tǒng)12包括有機(jī)油箱1、調(diào)壓閥3以及通過(guò)管路連接在機(jī)油箱1和調(diào)壓 閥3之間的油泵2，所述的調(diào)壓閥3還直接通過(guò)管路20連接機(jī)油箱1，以及還通過(guò)管路 連通底座6上進(jìn)油孔9。所述的油泵2為齒輪泵、柱塞泵、轉(zhuǎn)子泵及葉片泵中的一種。只 要能夠滿足系統(tǒng)工作的壓力和流量要求即可。
所述的推桿17可以采用原發(fā)動(dòng)機(jī)推桿。即推桿可由發(fā)動(dòng)機(jī)原機(jī)推桿進(jìn)行改裝而成， 改裝后的推桿體積不大，仍可以在原發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝。
本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)可以配合凸輪軸一起工作。工作 狀態(tài)分為兩種模式。當(dāng)系統(tǒng)非工作模式下，所述油泵輸送的機(jī)油經(jīng)調(diào)壓閥3直接進(jìn)入機(jī) 油箱l，所述液壓推桿總成的長(zhǎng)度不發(fā)生改變，液壓推桿總成隨發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行上 下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)氣門按照原機(jī)的定時(shí)與升程進(jìn)行動(dòng)作。氣門運(yùn)動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)為純凸輪軸 控制的狀態(tài)。
當(dāng)系統(tǒng)在工作模式下，調(diào)壓閥不再短路，管路中產(chǎn)生壓力。所述液壓推桿總成在隨 發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，液壓推桿總成也在底座6中做軸向運(yùn)動(dòng)， 在某一時(shí)刻液壓推桿總成的進(jìn)油孔與底座上的進(jìn)油孔9接通，液壓缸7開始進(jìn)油，進(jìn)油 過(guò)程持續(xù)一定時(shí)間，此時(shí)活塞8上行，內(nèi)閥芯19也隨活塞上行。氣門升程升到最高點(diǎn)后 開始下降，在某一位置泄油小孔10首先打開，液壓缸開始通過(guò)總成次泄油孔16緩慢泄 油，當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到基圓和挺桿接觸時(shí)，氣門升程進(jìn)入近似保持階段，此時(shí)氣門下降速度 正比于活塞8的下降速度，并完全由泄油小孔10的直徑?jīng)Q定。當(dāng)活塞8繼續(xù)下降，內(nèi)閥 芯19隨之下降，在某一個(gè)恰當(dāng)?shù)奈恢檬挂簤和U總成5上的總成主泄油孔15與底座6 上的泄油大孔4導(dǎo)通，此時(shí)液壓缸7內(nèi)的機(jī)油迅速泄出，活塞8回位，氣門關(guān)閉。完成 發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)配氣循環(huán)內(nèi)進(jìn)氣門關(guān)閉延時(shí)的調(diào)整。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的特點(diǎn)是，外部油路中沒有專門的控制通斷的 裝置，工作機(jī)油直接通到底座6的進(jìn)油孔9里，靠液壓挺桿總成5上的各油孔與底座6 上的各油孔的相對(duì)位置的不同，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出油相位的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣門升程的控制，底 座6同時(shí)實(shí)現(xiàn)了液壓挺桿的導(dǎo)向。通過(guò)仔細(xì)調(diào)整進(jìn)出油孔的位置和孔徑，可以滿足發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)排氣的定時(shí)與升程控制的要求，從而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)配氣到較佳狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，包括有底座(6)和沿底座(6)上、下滑動(dòng)且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的液壓挺桿總成(5)，其特征在于，還設(shè)置有向液壓挺桿總成(5)供油的供油系統(tǒng)(12)，所述的液壓挺桿總成(5)上形成有總成進(jìn)油孔(14)和總成泄油孔；所述的底座(6)上形成有一端與供油系統(tǒng)(13)相連通，另一端與液壓挺桿總成(5)上的總成進(jìn)油孔(14)相連通的進(jìn)油孔(9)；底座(6)上還形成有與液壓挺桿總成(5)上的總成泄油孔對(duì)應(yīng)連通的泄油孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在于， 所述的液壓挺桿總成(5)包括有由下至上一體形成的與發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸相連的推桿(17)、 油路結(jié)構(gòu)(18)和油壓室(7)，所述的油壓室(7)內(nèi)設(shè)置有與氣門搖臂連接的活塞(8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在于， 所述的油路結(jié)構(gòu)(18)中心形成有與油壓室(7)相連通的油路(11)，油路結(jié)構(gòu)(18) 的周邊形成有與油路(11)連通的總成進(jìn)油孔(14)、總成主泄油孔(15)和總成次泄 油孔(16)，所述的油路(11)內(nèi)由下至上設(shè)置有彈簧(12)和內(nèi)闊芯(19)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在 于，所述的底座(6)上的泄油孔包括有與總成主泄油孔(15)和總成次泄油孔(16)對(duì) 應(yīng)連通的泄油大孔(4)和泄油小孔(10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在于， 所述的供油系統(tǒng)(12)包括有機(jī)油箱(1)、調(diào)壓閥(3)以及通過(guò)管路連接在機(jī)油箱(1) 和調(diào)壓闊(3)之間的油泵(2)，所述的調(diào)壓閥(3)還直接通過(guò)管路(20)連接機(jī)油箱(1)，以及還通過(guò)管路連通底座(6)上進(jìn)油孔(9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在于， 所述的油泵(2)為齒輪泵、柱塞泵、轉(zhuǎn)子泵及葉片泵中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開一種滑閥式兩模式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，包括有底座和沿底座上、下滑動(dòng)且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的液壓挺桿總成，還設(shè)置有向液壓挺桿總成供油的供油系統(tǒng)，所述的液壓挺桿總成上形成有總成進(jìn)油孔和總成泄油孔；所述的底座上形成有一端與供油系統(tǒng)相連通，另一端與液壓挺桿總成上的總成進(jìn)油孔相連通的進(jìn)油孔；底座上還形成有與液壓挺桿總成上的總成泄油孔對(duì)應(yīng)連通的泄油孔。本發(fā)明系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作過(guò)程通過(guò)機(jī)械滑閥式控制，工作安全可靠，成本較低，元件的使用壽命長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)各缸進(jìn)排氣的相互獨(dú)立調(diào)整，最大限度的發(fā)揮進(jìn)氣相位調(diào)整的靈活性，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，易于實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)F01L9/02GK101377138SQ20081015227
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者強(qiáng) 戰(zhàn), 蘇萬(wàn)華, 裴毅強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)