本發(fā)明涉及內燃機配氣機構，具體涉及一種可變氣門機構。
背景技術：
發(fā)動機傳統的配氣機構均采用凸輪驅動氣門的機械傳動方式，氣門的啟閉特性很大程度上取決于凸輪的運動型線，而凸輪運動型線的設計主要取決于發(fā)動機各工況轉速、負荷綜合指標的平衡值，其性能只能滿足發(fā)動機部分工況的需求，如低負荷的動力性或高負荷的燃油經濟性，而不能滿足全工況的需求。
技術實現要素：
本發(fā)明提供一種能夠實現連續(xù)調節(jié)和控制氣門正時和升程的可變氣門機構。
本發(fā)明采用的技術方案是：一種可變氣門機構，包括挺柱、挺柱外套、氣門推桿和凸輪；挺柱為下部中空結構的圓柱體結構，挺柱外套為中空圓筒狀結構，其內表面與挺柱外表面滑動配合；凸輪設置在挺柱正上方；氣門推桿為上部中空的圓柱體結構；還設置有挺柱座，上端與挺柱內部上表面連接，下端與氣門推桿內表面上部滑動配合；氣門推桿內部設置有與其內表面配合的回油彈簧，回油彈簧上方設置有彈簧擋板；彈簧擋板、挺柱座和氣門推桿之間構成附加升程腔；挺柱外套與氣門推桿之間設置有擋油環(huán)，挺柱外套內表面、氣門推桿外表面、挺柱內表面和挺柱座之間構成密閉壓油腔；壓油腔與附加升程腔連通；挺柱外套上設置有連接供油系統管路的進油口和回油口；挺柱上設置有連通進油口和壓油腔的進油油道；挺柱上設置有連通附加升程腔和回油口的回油油道；挺柱上設置有連通回油油道的限壓油道，限壓油道上設置有限壓閥。
進一步的，所述壓油腔和附加升程腔之間設置有進油單向閥。
進一步的，所述挺柱座為中間直徑大，兩端直徑小的三階圓柱體結構；從上往下第一階圓柱體與挺柱內部上表面設置的圓柱槽相配合，從上往下第三階圓柱體與氣門推桿內表面上方相配合。
進一步的，所述彈簧擋板與挺柱座之間，氣門推桿上設置有止推塊。
進一步的，所述擋油環(huán)通過定位螺釘與挺柱外套固定連接。
進一步的，所述挺柱座第二階圓柱體外表面設置有環(huán)形油槽，環(huán)形油槽直徑方向上設置有橫向油道，挺柱座軸向上設置有豎向油道，構成T形的油道；T形油道連通壓油腔和附加升程腔。
進一步的，所述挺柱上沿挺柱運動方向設置有兩個互不相通且兩端為圓弧狀的長油槽；其中一個連通進油口和進油油道；另一個連通回油口和回油油道。
進一步的，所述擋油環(huán)為中空圓柱體結構。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明進油和壓油都由本身完成，無需額外提供高壓供油系統，液壓油供油系統簡單、普及性好；
(2)本發(fā)明可以根據需要設計壓油腔和附加升程腔面積的比值，對氣門附加升程進行動態(tài)調節(jié)，最大化氣門升程曲線時面值；
(3)本發(fā)明不改變氣門、凸輪機構及凸輪傳動機構，針對傳統不可變機構的改動設計工作量小，易于推廣實施；
(4)本發(fā)明主要以機械結構為主，機構的響應迅速，可靠性好，附加升程控制邏輯簡單，標定工作量小。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結構示意圖。
圖中：1-氣門推桿，2-挺柱外套，3-定位螺釘，4-擋油環(huán)，5-液壓油池，6-進油電磁閥，7-進油口，8-進油油道，9-進油單向閥，10-挺柱，11-凸輪，12-限壓閥，13-限壓油道，14-回油油道，15-回油口，16-回油電磁閥，17-挺柱座，18-壓油腔，19-止推塊，20-附加升程腔，21-彈簧擋板，22-回油彈簧。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
如圖1所示，一種可變氣門機構，包括挺柱10、挺柱外套2、氣門推桿1和凸輪11；挺柱10為下部中空結構的圓柱體結構，挺柱外套2為中空圓筒狀結構，其內表面與挺柱10外表面滑動配合；凸輪11設置在挺柱10正上方；氣門推桿1為上部中空的圓柱體結構；還設置有挺柱座17，上端與挺柱10內部上表面連接，下端與氣門推桿1內表面上部滑動配合；氣門推桿1內部設置有與其內表面配合的回油彈簧22，回油彈簧22上方設置有彈簧擋板21；彈簧擋板21、挺柱座17和氣門推桿1之間構成附加升程腔20；挺柱外套2與氣門推桿1之間設置有擋油環(huán)4，挺柱外套2內表面、氣門推桿1外表面、挺柱10內表面和挺柱座17之間構成密閉壓油腔18；壓油腔18與附加升程腔20連通；挺柱外套2上設置有連接供油系統管路的進油口7和回油口15；挺柱10上設置有連通進油口7和壓油腔18的進油油道8；挺柱10上設置有連通附加升程腔20和回油口15的回油油道14；挺柱10上設置有連通回油油道14的限壓油道13，限壓油道13上設置有限壓閥12。
進一步的，所述壓油腔18和附加升程腔20之間設置有進油單向閥9；設置進油單向閥9可以確保液壓油從壓油腔18進入附加升程腔20而不會出現逆流。
進一步的，所述挺柱座17為中間直徑大，兩端直徑小的三階圓柱體結構；從上往下第一階圓柱體與挺柱10內部上表面設置的圓柱槽相配合，從上往下第三階圓柱體與氣門推桿1內表面上方相配合；安裝使用時，挺柱座7、氣門推桿1和挺柱10保持同軸，這種結構使得其配合更加穩(wěn)定；挺柱10底部挖去兩個與挺柱10同軸但直徑不同的圓柱體，形成“凸”字形的圓柱腔；挺柱座17從上往下第一階圓柱體與挺柱10內部的小圓柱槽相配合，且頂面與小圓柱槽的頂面貼合；挺柱座17底部圓柱體表面與氣門推桿1圓柱腔的內表面形成密封面。
進一步的，所述彈簧擋板21與挺柱座17之間，氣門推桿1上設置有止推塊19；可以限制彈簧擋板21移動的距離，保證附加升程腔20的容積；彈簧擋板21外表面與氣門推桿1圓柱腔內表面形成密封面。
進一步的，所述挺柱外套2為中空圓筒狀結構，擋油環(huán)4通過定位螺釘3與挺柱外套2固定連接；挺柱外套2與挺柱10保持同軸，挺柱10外表面與挺柱外套2內表面形成密封面。
進一步的，所述挺柱座17第二階圓柱體外表面設置有環(huán)形油槽，環(huán)形油槽直徑方向上設置有橫向油道，挺柱座17軸向上設置有豎向油道，構成T形的油道；T形油道連通壓油腔18和附加升程腔20。
進一步的，所述挺柱10上沿挺柱10運動方向設置有兩個互不相通且兩端為圓弧狀的長油槽；其中一個連通進油口7和進油油道8；另一個連通回油口15和回油油道14；設置長油槽可以確保挺柱10在運動的情況下通過長油槽與挺柱外套2上的進油口7、回油口15相通；在長油槽頂部分別設置進油油道18和回油油道14；進油油道8將供油系統與壓油腔18連通，回油油道14將回油系統與附加升程腔20連通。
進一步的，所述擋油環(huán)4為中空圓柱體結構，與挺柱10保持同軸；挺柱外套2上設置有螺紋孔，擋油環(huán)4外表面設置有與挺柱外套2相同的螺紋孔，通過定位螺釘3與挺柱外套2相連；擋油環(huán)4外表面與挺柱外套2內表面形成密封面；擋油環(huán)4的內表面與氣門推桿1的外表面形成密封面。
使用時，挺柱10、挺柱外套2、挺柱座17、擋油環(huán)4和氣門推桿1保持同軸；與進油口7連接的供油系統管路上設置有進油電磁閥6，與回油口15連接的供油系統管路上設置有回油電磁閥16。
使用時，限壓閥12的限壓值計算方法如下：
Fk＝k(L+Δl)＝P0s即
P0＝k(L+Δl)/s
式中：k為氣門彈簧的剛度，Δl為氣門最大附加升程，s為附加升程腔20內氣門推桿1的受力面積，L為氣門原升程，Fk為氣門總升程最大時的彈簧力，P0為限壓閥12的限壓值；使用時，只需限壓閥12的限壓值略大于P0即可。
進油電磁閥6打開，回油電磁閥16關閉，液壓油井進油系統和進油油道8與壓油腔18相通；當挺柱10隨凸輪11向上運動時，由于挺柱外套2與擋油環(huán)4是固定的，所以壓油腔18的容積V1隨挺柱10的上行而增大，油壓p1減小，液壓油充滿整個壓油腔18，進油電磁閥6關閉；當凸輪推動挺柱10下行而“擠壓”壓油腔18內的液壓油，壓油腔18的容積V1減小，油壓p1增大，液壓油經進油單向閥9和“T”形油道進入附加升程腔20，液壓油在液力作用下首先推動彈簧擋板21，克服回油彈簧22預緊力，進而推動彈簧擋板21下行使氣門推桿1與挺柱座17產生相對位移，從而導致氣門推桿1的實際位移大于挺柱座17的實際位移，氣門附加升程由此產生。
氣門附加升程的實際值與壓油腔18和附加升程腔20的容積變化有關；ΔV1＝ΔV2，即s1Δl1＝s2Δl2，V1為壓油腔18的容積，s1為壓油腔18內液壓油受力面積，p1為壓油腔18內液壓油油壓，V2為附加升程腔20的容積，s2為附加升程腔20內液壓油受力面積，p2為附加升程腔20內液壓油油壓，Δl1為挺柱下行的位移，Δl2為氣門的附加升程值；當壓油腔18液壓油受力面積s1與附加升程腔20的受力面積s2之比為1:1時，挺柱10下行的位移與氣門的附加升程值相等；當s1與s2之比大于1:1時，挺柱10下行的位移小于氣門的附加升程值；當s1與s2之比小于1:1時，挺柱10下行的位移大于氣門的附加升程值；由此可知，可通過合理設計s1與s2的比值來調節(jié)氣門的附加升程；當氣門附加升程值大于最大附加升程值時，液壓油經回油油道14的限壓閥12流出，氣門的附加升程保持動態(tài)平衡，直到回油電磁閥16打開，附加升程消失；當挺柱10隨凸輪11上行時，進油電磁閥6和回油電磁閥16均打開，進油電磁閥6的液壓油進入壓油腔18為一下循環(huán)做準備，附加升程腔20內的液壓油在回油彈簧22的作用下經回油電磁閥16流入液壓油池5；當不需要產生附加升程時，進油電磁閥6和回油電磁閥16均保持常開狀態(tài)，氣門按原機的凸輪型線運動。
本發(fā)明與傳統配氣機構相比，本發(fā)明能根據發(fā)動機各工況的轉速和負荷調整氣門的啟閉時刻及升程，能較好的滿足發(fā)動機各工況負荷下的燃油經濟性、動力性和排放的要求，提升發(fā)動機的整體性能；同時可變氣門技術可通過改變氣門的啟閉時刻實現米勒循環(huán)，有助于均質壓燃、預混燃燒等新型燃燒模式的實施。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。