專利名稱：滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對內(nèi)燃機氣門的控制。特別是涉及一種系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡單，機 械式控制安全方便的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的活塞式四沖程發(fā)動機普遍采用機械式凸輪軸驅(qū)動進氣門和排氣門的配氣機 構(gòu)。氣門的運動通過曲軸與凸輪軸，凸輪軸與各氣門之間的機械傳動來控制定時。長期 以來，這種機械式機構(gòu)被證明是簡單、有效和可靠的，并且費用相對低廉。然而，這種 氣門機構(gòu)開啟時間和相位等參數(shù)是固定不變的，無法在發(fā)動機運行中進行調(diào)節(jié)，工作缺 乏柔性，不能在不同情況下改變正時，發(fā)動機性能潛力不能得到充分發(fā)揮。對配氣時間 進行一定改變，能滿足內(nèi)燃機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，能源和環(huán)境問題日益突出，社會對燃油的經(jīng)濟性和有害排放物的要求日益嚴(yán) 格，如何改善發(fā)動機的性能、提高熱效率和減少有害排放越來越受到關(guān)注，這就要求對 傳統(tǒng)發(fā)動機進行改進。
配氣相位和時間直接影響著發(fā)動機的進排氣性能，對燃燒過程的優(yōu)劣起著至關(guān)重要 的作用。配氣相位和時間的選擇要考慮到發(fā)動機的高速功率、低速扭矩、怠速油耗、部 分負(fù)荷下的燃油經(jīng)濟性、低速平穩(wěn)性和廢氣排放等問題。為了獲得較好的發(fā)動機性能， 配氣相位應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而變化。發(fā)動機在高速和大負(fù)荷下需要較大的氣門重 疊角和進氣門關(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)動機工作者對減少發(fā)動機有害物排放和提高發(fā)動機工作效率的努力，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)動機有害排放物的減少，卻導(dǎo)致了發(fā)動 機效率的降低，而當(dāng)采用高增壓壓力時可能導(dǎo)致發(fā)動機最高爆發(fā)壓力過高?？勺兣錃饧?術(shù)可以通過改變氣門開啟關(guān)閉時刻實現(xiàn)米勒循環(huán)，在發(fā)動機運行的一定工況下，可以利 用延遲進氣門關(guān)閉的時間，使一部分已經(jīng)進入氣缸的氣體重新進入進氣歧管，并在渦輪 增壓的作用下保持一定的氣壓，發(fā)動機的進氣效率可以大大增加并降低泵吸損失。這樣 就造成了實際上的壓縮空氣沒有進氣時的多從而降低壓縮比，造成膨脹比大于壓縮比， 減小發(fā)動機工作的最高爆發(fā)壓力。
與固定配氣相位相比，可變配氣相位則可以在發(fā)動機不同工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷 下，提供可變的氣門開啟、關(guān)閉時刻或升程，從而改善發(fā)動機進、排氣性能，較好的滿 足發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷時動力性、經(jīng)濟性、廢氣排放的要求，整 體提高發(fā)動機綜合性能。現(xiàn)代高科技的發(fā)展已將汽車發(fā)動機的節(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 已越來越顯得不適應(yīng)時代要求，為此，可變氣門技術(shù)已成為汽車發(fā)動機研究重點方向之
可變配氣技術(shù)由于自身的優(yōu)點，日益受到人們的重視，國外研究機構(gòu)進行了大量的 研究，出現(xiàn)了很多種可變氣門驅(qū)動機構(gòu)，有些系統(tǒng)實現(xiàn)了氣門參數(shù)可變的功能，但只有 少數(shù)結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的機構(gòu)實現(xiàn)了產(chǎn)品化，大多數(shù)可變氣門驅(qū)動機構(gòu)由于成本較高 或者可靠性的問題，僅處于實驗階段。現(xiàn)有產(chǎn)品中的可變配氣機構(gòu)以改變凸輪軸的相位 為主要方式，對原發(fā)動機的改動都比較大，多見于小功率汽油機。由于大功率柴油機進 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)動機結(jié)構(gòu)簡單， 制造成本低，目前應(yīng)用十分廣泛，通常它的進排氣門由同一凸輪軸驅(qū)動，很難使進排氣 門分別進行調(diào)整，所以大功率柴油機的可變氣門技術(shù)有待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種既對材料和加工設(shè)備的要求不高，對原柴 油機改動小，同時又能可靠實現(xiàn)發(fā)動機進氣門正時可變系統(tǒng)的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣 門延時關(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)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，包括 有底座和沿底座上、下滑動且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動機凸輪軸的液壓挺桿 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 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 成上的總成進油孔相連通的進油孔；底座上還形成有與液壓挺桿總成上的總成泄油孔對 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)動機凸輪軸相連的推桿、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)包括有機油箱、調(diào)壓閥以及通過管路連接在機油箱和調(diào)壓閥之間的 油泵，所述的調(diào)壓閥還直接通過管路連接機油箱，以及還通過管路連通底座上進油孔。 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)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡單，工作 過程通過機械滑閥式控制，工作安全可靠，成本較低；對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；氣門延時關(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)明獨立作用于發(fā)動機各缸，可實現(xiàn)各 缸進排氣的相互獨立調(diào)整，最大限度的發(fā)揮進氣相位調(diào)整的靈活性，優(yōu)化發(fā)動機的性能。 系統(tǒng)可在普通發(fā)動機現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行改裝，對原機改動小，易于實現(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)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中-
1:機油箱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:進油孔10:泄油小孔
11:油路12:彈簧
13-供油系統(tǒng)14:總成進油孔
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
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)做出詳 細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，是一種機械滑閥
式控制的、利用液壓挺桿總成的伸縮實現(xiàn)氣門相位調(diào)節(jié)的氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)。包括有
底座6和沿底座6上、下滑動且頂端連接氣門、底端連接發(fā)動機的液壓挺桿總成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上的總成進油孔14相連通的進油孔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)動機凸輪軸相連的推桿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)動機推桿。
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包括有機油箱1、調(diào)壓閥3以及通過管路連接在機油箱1和調(diào)壓 閥3之間的油泵2，所述的調(diào)壓閥3還直接通過管路20連接機油箱1，以及還通過管路 連通底座6上進油孔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)動機推桿。即推桿可由發(fā)動機原機推桿進行改裝而成， 改裝后的推桿體積不大，仍可以在原發(fā)動機上安裝。
本發(fā)明的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(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，所述油泵輸送的機油經(jīng)調(diào)壓閥3直接進入機 油箱l，所述液壓推桿總成的長度不發(fā)生改變，液壓推桿總成隨發(fā)動機凸輪軸旋轉(zhuǎn)進行上 下往復(fù)運動，使進氣門按照原機的定時與升程進行動作。氣門運動過程表現(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)動機凸輪軸旋轉(zhuǎn)進行上下往復(fù)運動過程中，液壓推桿總成也在底座6中做軸向運動， 在某一時刻液壓推桿總成的進油孔與底座上的進油孔9接通，液壓缸7開始進油，進油 過程持續(xù)一定時間，此時活塞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，氣門升程進入近似保持階段，此時氣門下降速度 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，此時液壓缸7內(nèi)的機油迅速泄出，活塞8回位，氣門關(guān)閉。完成 發(fā)動機的一個配氣循環(huán)內(nèi)進氣門關(guān)閉延時的調(diào)整。
本發(fā)明的發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)的特點是，外部油路中沒有專門的控制通斷的 裝置，工作機油直接通到底座6的進油孔9里，靠液壓挺桿總成5上的各油孔與底座6 上的各油孔的相對位置的不同，實現(xiàn)進出油相位的控制，進而實現(xiàn)氣門升程的控制，底 座6同時實現(xiàn)了液壓挺桿的導(dǎo)向。通過仔細(xì)調(diào)整進出油孔的位置和孔徑，可以滿足發(fā)動 機進排氣的定時與升程控制的要求，從而調(diào)整發(fā)動機配氣到較佳狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，包括有底座(6)和沿底座(6)上、下滑動且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動機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)上的總成進油孔(14)相連通的進油孔(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)動機進氣門延時關(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)動機凸輪軸相連的推桿(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)動機進氣門延時關(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)動機進氣門延時關(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 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)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，其特征在于， 所述的供油系統(tǒng)(12)包括有機油箱(1)、調(diào)壓閥(3)以及通過管路連接在機油箱(1) 和調(diào)壓闊(3)之間的油泵(2)，所述的調(diào)壓閥(3)還直接通過管路(20)連接機油箱(1)，以及還通過管路連通底座(6)上進油孔(9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑閥式兩模式發(fā)動機進氣門延時關(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)動機進氣門延時關(guān)閉系統(tǒng)，包括有底座和沿底座上、下滑動且頂端連接氣門搖臂、底端連接發(fā)動機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油孔相連通的進油孔；底座上還形成有與液壓挺桿總成上的總成泄油孔對應(yīng)連通的泄油孔。本發(fā)明系統(tǒng)零件少，結(jié)構(gòu)簡單，工作過程通過機械滑閥式控制，工作安全可靠，成本較低，元件的使用壽命長，可實現(xiàn)各缸進排氣的相互獨立調(diào)整，最大限度的發(fā)揮進氣相位調(diào)整的靈活性，優(yōu)化發(fā)動機的性能，易于實現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號F01L9/02GK101377138SQ20081015227
公開日2009年3月4日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者強 戰(zhàn), 蘇萬華, 裴毅強 申請人:天津大學(xué)