分級(jí)增壓式排氣閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供分級(jí)增壓式排氣閥，包括排氣閥閥座、排氣閥復(fù)位彈簧、排氣閥復(fù)位彈簧座、排氣閥桿、排氣閥液壓活塞、增壓室、液壓柱塞、二級(jí)活塞、一級(jí)活塞、伺服油通孔和液壓腔，一級(jí)活塞和排氣閥體之間形成液壓腔，液壓腔通過伺服油進(jìn)口與高壓伺服油管相連通，一級(jí)活塞與二級(jí)活塞相連，一級(jí)活塞上開有伺服油通孔，液壓柱塞由于增壓室內(nèi)伺服油的液壓力作用與二級(jí)活塞緊密相連，液壓柱塞與排氣閥液壓活塞之間形成增壓室，增壓室通過伺服吸油單向閥與伺服油箱相連通，排氣閥液壓活塞下端緊連排氣閥桿。本發(fā)明對(duì)排氣閥控制的自由度大，能靈活的控制排氣定時(shí)和持續(xù)角，可以實(shí)現(xiàn)排氣閥升程可變，能進(jìn)一步改善內(nèi)燃機(jī)的排放和燃油的經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】分級(jí)增壓式排氣閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動(dòng)機(jī)，具體地說是發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)的工作過程中，每完成一個(gè)工作循環(huán)都必須把廢氣排出氣缸，把新鮮空氣吸入氣缸，進(jìn)、排氣過程必須嚴(yán)格按照內(nèi)燃機(jī)的定時(shí)要求進(jìn)行，在多缸內(nèi)燃機(jī)中，還要按照規(guī)定的發(fā)火次序來進(jìn)行，以保證內(nèi)燃機(jī)在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。排氣閥是內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的重要部件之一，其主要作用是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)把燃燒后的廢氣排出燃燒室，排氣正時(shí)和持續(xù)角對(duì)燃油的經(jīng)濟(jì)性、內(nèi)燃機(jī)功率及排放都有很大影響?，F(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)排氣閥啟閉時(shí)刻和動(dòng)作規(guī)律大多是由配氣機(jī)構(gòu)正時(shí)齒輪系統(tǒng)中的凸輪軸上安裝的凸輪通過一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來控制的，其存在凸輪易于磨損破壞、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作噪聲大和加工精度要求高、排氣相位和氣門升程不可變及控制精度差等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供排氣正時(shí)可控、持續(xù)角和氣門升程可變的分級(jí)增壓式排氣閥。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明分級(jí)增壓式排氣閥，其特征是:包括活塞套、排氣閥、復(fù)位彈簧套、排氣閥外殼、伺服油箱，活塞套里設(shè)置一級(jí)活塞、二級(jí)活塞、液壓柱塞，二級(jí)活塞的上部套于一級(jí)活塞里并可在一級(jí)活塞里往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一級(jí)活塞上端部開有伺服油通孔，一級(jí)活塞與活塞套之間形成液壓腔，液壓柱塞設(shè)置在二級(jí)活塞下方，排氣閥的閥桿端部安裝排氣閥液壓活塞，排氣閥液壓活塞與液壓柱塞之間形成增壓室，排氣閥的閥桿中部位于復(fù)位彈簧套里，復(fù)位彈簧套固定在排氣閥殼體上，復(fù)位彈簧套里安裝排氣閥復(fù)位彈簧和排氣閥復(fù)位彈簧座，排氣閥復(fù)位彈簧位于排氣閥復(fù)位彈簧座和排氣閥殼體之間，排氣閥殼體上設(shè)置排氣閥閥座，排氣閥的閥頭與排氣閥閥座配合并被排氣閥閥座限定位置，液壓腔通過第一高壓伺服油管連通二位三通電磁換向閥，二位三通電磁換向閥分別通過第二高壓伺服油管和第三高壓伺服油管連通伺服油箱，增壓室與第二高壓伺服油管通過第四高壓伺服油管相連通，第三高壓伺服油管上安裝高壓伺服油泵、伺服油輸油泵、伺服油濾清器。
[0006]本發(fā)明還可以包括:
[0007]1、伺服油通孔的橫截面面積大于液壓柱塞的橫截面面積。
[0008]2、一級(jí)增壓活塞的橫截面積大于二級(jí)活塞的橫截面積，二級(jí)活塞的橫截面積大于液壓柱塞的橫截面積。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:本發(fā)明采用一級(jí)活塞與二級(jí)活塞分別以不同的增壓比對(duì)液壓柱塞與排氣閥液壓活塞之間的增壓室內(nèi)的伺服油進(jìn)行增壓，進(jìn)而在排氣閥開啟的過程中以不同的增壓壓力驅(qū)動(dòng)，通過電磁閥控制高壓伺服油油路的通斷，可以實(shí)現(xiàn)排氣閥排氣定時(shí)、持續(xù)角和升程可變。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)排氣閥控制的自由度大，能靈活的控制排氣定時(shí)和持續(xù)角，可以實(shí)現(xiàn)排氣閥升程可變，能進(jìn)一步改善內(nèi)燃機(jī)的排放和燃油的經(jīng)濟(jì)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為增壓室內(nèi)壓力變化曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0013]結(jié)合圖1?2，本發(fā)明由排氣閥閥座6、排氣閥復(fù)位彈簧7、排氣閥復(fù)位彈簧座8、排氣閥桿9、排氣閥液壓活塞10、增壓室11、液壓柱塞13、二級(jí)活塞14、一級(jí)活塞15、伺服油通孔16和液壓腔17組成。其特征是:一級(jí)活塞15和排氣閥體之間形成液壓腔17，液壓腔17通過伺服油進(jìn)口與高壓伺服油管18相連通，一級(jí)活塞15作為二級(jí)活塞14的活塞套與二級(jí)活塞14相連，二級(jí)活塞14可以在一級(jí)活塞15內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，一級(jí)活塞15上開有伺服油通孔16，伺服油通過伺服油通孔16連通液壓腔17和由于二級(jí)活塞14滑動(dòng)時(shí)與一級(jí)活塞15形成的伺服油液壓腔，液壓柱塞13由于增壓室11內(nèi)伺服油的液壓力作用與二級(jí)活塞14緊密相連，液壓柱塞13與排氣閥液壓活塞10之間形成增壓室11，增壓室11通過伺服吸油單向閥12與伺服油箱4相連通，排氣閥液壓活塞10下端由于增壓室11內(nèi)伺服油的液壓力作用緊連排氣閥桿9，排氣閥復(fù)位彈簧座8被固定在排氣閥桿9上，隨之一起運(yùn)動(dòng)，排氣閥復(fù)位彈簧7壓緊在排氣閥復(fù)位彈簧座8上，排氣閥通過排氣閥閥座6限位。
[0014]圖1為本發(fā)明分級(jí)增壓式排氣閥的整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括排氣閥閥座6、排氣閥復(fù)位彈簧7、排氣閥復(fù)位彈簧座8、排氣閥桿9、排氣閥液壓活塞10、增壓室11、液壓柱塞13、二級(jí)活塞14、一級(jí)活塞15、伺服油通孔16和液壓腔17。一級(jí)活塞15和排氣閥體之間形成液壓腔17，液壓腔17通過伺服油進(jìn)口與高壓伺服油管18相連通，二位三通電磁換向閥19的通斷電流信號(hào)控制高壓伺服油管18與高壓伺服油油路或低壓伺服油油路的連通，一級(jí)活塞15作為二級(jí)活塞14的活塞套與二級(jí)活塞14相連，二級(jí)活塞14可以在一級(jí)活塞15內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，一級(jí)活塞15上開有伺服油通孔16，伺服油通過伺服油通孔16連通液壓腔17和由于二級(jí)活塞14滑動(dòng)時(shí)與一級(jí)活塞15形成的伺服油液壓腔，液壓柱塞13由于增壓室11內(nèi)伺服油的液壓力作用與二級(jí)活塞14緊密相連，液壓柱塞13與排氣閥液壓活塞10之間形成增壓室11，增壓室11通過伺服油管連通伺服吸油單向閥12，伺服吸油單向閥12的另外一端通過伺服油管連接伺服油箱4，排氣閥液壓活塞10下端由于增壓室11內(nèi)伺服油的液壓力作用緊連排氣閥桿9,排氣閥復(fù)位彈簧座8被固定在排氣閥桿9上,隨之一起運(yùn)動(dòng),排氣閥復(fù)位彈簧7壓緊在排氣閥復(fù)位彈簧座8上，排氣閥通過排氣閥閥座6進(jìn)行限位。當(dāng)二位三通電磁換向閥19PA通路接通時(shí)，伺服油箱4中的伺服油經(jīng)由伺服油濾清器3由伺服油輸油泵2輸入到高壓伺服油泵1，在高壓伺服油泵I內(nèi)增壓后的伺服油流經(jīng)二位三通電磁換向閥19，流過高壓伺服油管18，由伺服油進(jìn)口流入液壓腔17，由于一級(jí)活塞15的面積大于二級(jí)活塞
14的面積，二級(jí)活塞14的面積大于液壓柱塞13的面積，隨著液壓腔17內(nèi)不斷的供入高壓伺服油，一級(jí)活塞15帶動(dòng)二級(jí)活塞14推動(dòng)液壓柱塞13向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，增壓室11內(nèi)的低壓伺服油被一級(jí)活塞15增壓，當(dāng)增壓室11內(nèi)伺服油的壓力大于排氣閥復(fù)位彈簧7和氣缸內(nèi)氣體對(duì)排氣閥向上的壓力之和時(shí)排氣閥脫離排氣閥閥座6,排氣閥開始開啟；而在排氣閥從剛開啟到達(dá)到最大升程的開啟過程中，隨著排氣閥與排氣閥閥座6距離的增大，氣門開口面積增大，氣缸內(nèi)氣體排出量增加，缸內(nèi)氣體壓力降低，排氣閥所受向上的氣體壓力減小，此時(shí)，如果繼續(xù)按一個(gè)增壓比對(duì)增壓室11內(nèi)的伺服油增壓勢(shì)必要求高壓伺服油泵I不斷供入高壓的伺服油，造成額外的機(jī)械做功損失和高壓伺服油能量的損失，所以本發(fā)明在排氣閥從剛開啟到達(dá)到最大升程的開啟過程中用一級(jí)活塞15和二級(jí)活塞14分別對(duì)增壓室11內(nèi)的伺服油進(jìn)行增壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)一級(jí)活塞15增壓驅(qū)動(dòng)液壓柱塞13至排氣閥開啟到一定升程后即被限位，停止繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，伺服油通過一級(jí)活塞15上開有的伺服油通孔16驅(qū)動(dòng)二級(jí)活塞14繼續(xù)向下增壓增壓室11內(nèi)的伺服油，推動(dòng)排氣閥液壓活塞10連同排氣閥向下運(yùn)動(dòng)，直至排氣閥達(dá)到最大升程完全開啟。進(jìn)氣開始時(shí)，二位三通電磁換向閥19AT通路接通，液壓腔17中的高壓伺服油迅速流經(jīng)高壓伺服油管18，經(jīng)過二位三通電磁換向閥19流回到伺服油箱4中，此時(shí)，增壓室11內(nèi)的增壓后的伺服油推動(dòng)液壓柱塞13帶動(dòng)二級(jí)活塞
14推動(dòng)一級(jí)活塞15落座到最低位置，排氣閥在排氣閥復(fù)位彈簧7的彈力作用下重新落座至排氣閥閥座6上，由于排氣閥各個(gè)部分都會(huì)存在伺服油的泄漏，所以增壓室11內(nèi)的伺服油通過伺服吸油單向閥12從伺服油箱4中進(jìn)行伺服油的補(bǔ)充。圖2為本發(fā)明增壓室11內(nèi)伺服油壓力變化曲線示意圖。本發(fā)明通過一級(jí)活塞15和二級(jí)活塞14與液壓柱塞13的不同的增壓比，可以實(shí)現(xiàn)在排氣閥開啟過程中不同的增壓壓力控制，通過控制二位三通電磁換向閥19PA、AT油路的通斷時(shí)刻，可以控制排氣閥的排氣正時(shí)、排氣持續(xù)角和排氣閥的升程，能進(jìn)一步改善燃料的經(jīng)濟(jì)性和內(nèi)燃機(jī)的排放，提高了內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能。
[0015]本發(fā)明分級(jí)增壓式排氣閥包括排氣閥閥座、排氣閥復(fù)位彈簧、排氣閥復(fù)位彈簧座、排氣閥桿、排氣閥液壓活塞、增壓室、液壓柱塞、二級(jí)活塞、一級(jí)活塞、伺服油通孔和液壓腔。一級(jí)活塞和排氣閥體之間形成液壓腔，液壓腔通過伺服油進(jìn)口與高壓伺服油管相連通，一級(jí)活塞作為二級(jí)活塞的活塞套與二級(jí)活塞相連，二級(jí)活塞可以在一級(jí)活塞內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)，一級(jí)活塞上開有伺服油通孔，液壓柱塞由于增壓室內(nèi)伺服油的液壓力作用與二級(jí)活塞緊密相連，液壓柱塞與排氣閥液壓活塞之間形成增壓室，增壓室通過伺服吸油單向閥與伺服油箱相連通，排氣閥液壓活塞下端由于增壓室內(nèi)伺服油的液壓力作用緊連排氣閥桿。
[0016]伺服油通孔的橫截面面積大于液壓柱塞的橫截面面積。
[0017]一級(jí)增壓活塞的橫截面積大于二級(jí)活塞的橫截面積,二級(jí)活塞的橫截面積大于液壓柱塞的橫截面積。
【權(quán)利要求】
1.分級(jí)增壓式排氣閥，其特征是:包括活塞套、排氣閥、復(fù)位彈簧套、排氣閥外殼、伺服油箱，活塞套里設(shè)置一級(jí)活塞、二級(jí)活塞、液壓柱塞，二級(jí)活塞的上部套于一級(jí)活塞里并可在一級(jí)活塞里往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一級(jí)活塞上端部開有伺服油通孔，一級(jí)活塞與活塞套之間形成液壓腔，液壓柱塞設(shè)置在二級(jí)活塞下方，排氣閥的閥桿端部安裝排氣閥液壓活塞，排氣閥液壓活塞與液壓柱塞之間形成增壓室，排氣閥的閥桿中部位于復(fù)位彈簧套里，復(fù)位彈簧套固定在排氣閥殼體上，復(fù)位彈簧套里安裝排氣閥復(fù)位彈簧和排氣閥復(fù)位彈簧座，排氣閥復(fù)位彈簧位于排氣閥復(fù)位彈簧座和排氣閥殼體之間，排氣閥殼體上設(shè)置排氣閥閥座，排氣閥的閥頭與排氣閥閥座配合并被排氣閥閥座限定位置，液壓腔通過第一高壓伺服油管連通二位三通電磁換向閥，二位三通電磁換向閥分別通過第二高壓伺服油管和第三高壓伺服油管連通伺服油箱，增壓室與第二高壓伺服油管通過第四高壓伺服油管相連通，第三高壓伺服油管上安裝高壓伺服油泵、伺服油輸油泵、伺服油濾清器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)增壓式排氣閥，其特征是:伺服油通孔的橫截面面積大于液壓柱塞的橫截面面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分級(jí)增壓式排氣閥，其特征是:一級(jí)增壓活塞的橫截面積大于二級(jí)活塞的橫截面積，二級(jí)活塞的橫截面積大于液壓柱塞的橫截面積。
【文檔編號(hào)】F01L13/00GK103953412SQ201410107946
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】白云, 范立云, 仇會(huì)彬, 連歷, 張建宇, 馬修真, 費(fèi)紅姿, 劉晶晶 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)