專利名稱：一種新型的機械式可變挺柱機構及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機領域，更具體的說，是涉及一種新型的機械式可變 挺柱結構，本發(fā)明同時還涉及這種新型的機械式可變挺柱結構的控制方法。
背景技術：
在汽車發(fā)動機領域，由于汽車轉速和行駛工況的不同，發(fā)動機對最佳的氣 門升程要求也不同。通常，高速大負荷要求高的氣門升程以保證發(fā)動機功率輸 出，而在低速小負荷的情況下則要求較小的氣門升程(雙升程策略)甚至零氣 門升程(熄缸策略)以提高燃油經濟性。
目前，常規(guī)的挺柱只能保證一種氣門升程，無法滿足發(fā)動機對氣門升程的 可變要求。通過采用具有切換功能的機械式挺柱，并和具備高/低(零)雙升程 的凸輪配合，能夠實現(xiàn)發(fā)動機升程可變的功能。
采用搖臂式的氣門升程切換裝置的結構過于復雜，首先需要增加一根搖臂 軸，其次凸輪為復合凸輪，搖臂的數(shù)量也要相對增加，這樣的結構使挺柱機構 的成本增加，也使可靠性下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可根據(jù)發(fā)動機的不同工況，實現(xiàn) 一缸或幾缸在發(fā)動機工作時實現(xiàn)滅缸功能，從而達到節(jié)省燃料，提高燃料能量 利用率，降低發(fā)動機的廢氣排放的汽車發(fā)動機用的新型的機械式可變挺柱。 為解決本發(fā)明所述的技術問題，本實用新型采用的技術方案為 本發(fā)明為一種新型的機械式可變挺柱機構，包括挺柱殼體，所述的機械式 可變挺柱機構還包括襯套，回復彈簧，回復彈簧座，高壓油鑲套，高壓油銷， 鑲環(huán)，中間鎖銷，中間鑲環(huán)，緩沖彈簧，中間鑲套，彈簧銷，彈簧，彈簧銷鑲 套，調整墊片，外部油槽，所述的外部油槽通過挺柱殼體上的油孔與高壓油鑲套 內部連通，襯套設置在挺柱殼體內部，中間鑲套安裝在回復彈簧座內，回復彈 簧座位于襯套圓孔內部，高壓油鑲套與彈簧銷鑲套分別固定連接在挺柱殼體和 襯套上，中間鑲套內設置中間鎖銷，高壓油鑲套與彈簧銷鑲套內分別設置高壓 油銷和彈簧銷，氣門與中間鑲套貼合，所述的機械式可變挺柱機構與液壓控制油 路連接，液壓控制油路上設置電磁閥，電磁閥與發(fā)動機ECU連接。所述的襯套與挺柱殼體設置為固定連接的結構，挺柱殼體與襯套的側邊設 置出穿空結構，穿空結構上安裝固定挺柱殼體與襯套位置的高壓油鑲套和彈簧 銷鑲套，所述的高壓油鑲套和彈簧銷鑲套均為空心的方形體結構，回復彈簧座 在襯套內設置為可活動的結構。
所述的彈簧銷活動安裝在彈簧銷鑲套內，彈簧銷鑲套底部設置于彈簧銷)
貼合的彈簧；所述的高壓油銷皿設置在高壓油鑲套內；所述的中空結構的長 方體形的中間鑲套固定設置在襯套內，中間鑲套內部安裝中間鎖銷，中間鎖銷 上套裝起緩沖作用的緩沖彈簧，所述的氣門一端與中間鑲套外部固定連接，氣 門與中間鑲套之間設置帽狀結構的調整墊片，挺柱殼體與回復彈簧上部配合位
置設置凹槽，回復彈簧設置在挺柱殼體的凹槽內，回復彈簧的另一端貼合在中 間鑲套上。
所述的襯套與挺柱殼體之間設置為過盈配合的結構。
所述的中間鑲套與高壓油鑲套貼合的一端內部設置與中間鑲套配合，并與 中間鎖銷外徑過盈配合的中間鑲環(huán)，所述的高壓油鑲套與中間鑲套貼合的一端 內部設置與高壓油鑲套配合，并與高壓油銷外徑過盈配合的鑲環(huán)；所述的中間 鑲套的兩側豎向邊均設置出倒角，所述高壓油鑲套上設置與外界相通的排氣孔。 所述的挺柱殼體外側設置沿其表面一周的凹下的外部油槽。 所述的回復彈簧座的兩側設置有切削面，便于使中間鎖銷和兩側鎖銷的同軸。
本發(fā)明同時還涉及這種新型的機械式可變挺柱機構的控制方法，所述的新 型的機械式可變挺柱機構的控制方法為
a) 發(fā)動機正常工作狀態(tài)時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁 閥處于關閉狀態(tài)，中間鎖銷在彈簧銷和彈簧的作用下，保持插入高壓油鑲套5 內的狀態(tài)，凸輪軸驅動挺柱使氣門機構工作；
b) 發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)低于預先設定值時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱
切換機構的油路的電磁閥打開，挺柱殼體的環(huán)形油槽上充滿高壓油，高壓油通
過推動高壓油銷動作，推動中間鎖銷退到回復彈簧座內，實現(xiàn)中間鎖銷與高壓 油鑲套與彈簧銷鑲套解鎖；
) 當發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)再次高于此前預先設定值時，電磁閥再次關 閉，高壓油卸去，中間鎖銷在回復彈簧、彈簧銷、彈簧的推動下，再次插入高壓油鑲套內，凸輪軸驅動挺柱使氣門機構工作。
所述的ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁閥打開后，高壓油 從環(huán)形油槽經過高壓油銷右側的小孔進入高壓油鑲套，并推動高壓油銷動作， 使中間鎖銷在緩沖彈簧和高壓油的共同作用下實現(xiàn)運動，從而推動中間鎖銷退 到回復彈簧座內。
采用本發(fā)明的技術方案，能帶來以下的有益效果
本發(fā)明的挺住結構，減少了挺柱體內零部件數(shù)量，使結構簡化，降低加工 工藝，使挺住機構擁有更寬廣的適用范圍。本發(fā)明的結構可根據(jù)發(fā)動機的不同 工況，實現(xiàn)一缸或幾缸在發(fā)動機工作時實現(xiàn)滅缸功能，從而達到節(jié)省燃料，提 高燃料能量利用率，降低發(fā)動機的廢氣排放的目的。


圖1為本發(fā)明的發(fā)動機正常工作狀態(tài)下的挺柱機構的內部結構示意圖2為發(fā)動機熄缸狀態(tài)下的挺柱機構的內部結構示意圖3為挺柱外部油槽的軸視結構示意圖4為回復彈簧座4和中間鑲套11的軸視結構示意圖中標記為1、挺柱殼體；2、襯套；3、回復彈簧；4、回復彈簧座；5、 高壓油鑲套；6、高壓油銷；7、鑲環(huán)；8、中間鎖銷；9、中間鑲環(huán)；10、緩沖 彈簧；11、中間鑲套；12、彈簧銷；13、彈簧；14、彈簧銷鑲套；15、調整墊 片；16、氣門；17、外部油槽；18、鑲套倒角；19、回復彈簧座切削面；20、 排氣孔；21、油孔；22、凹槽。
具體實施例方式
下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及
的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及 工作原理等作進一步的詳細說明-
如附圖1所示，本發(fā)明為一種新型的機械式可變挺柱機構，包括挺柱殼體1，
所述的機械式可變挺柱機構還包括襯套2，回復彈簧3，回復彈簧座4，高壓油 鑲套5，高壓油銷6，鑲環(huán)7，中間鎖銷8，中間鑲環(huán)9，緩沖彈簧IO，中間鑲 套ll，彈簧銷12，彈簧13，彈簧銷鑲套14,調整墊片15，外部油槽17，所述 的外部油槽17通過挺柱殼體1上的油孔與高壓油鑲套5內部連通，襯套2設置 在挺柱殼體l內部，中間鑲套11安裝在回復彈簧座4內，回復彈簧座4位于襯套2圓孔內部，高壓油鑲套5與彈簧銷鑲套14分別固定連接在挺柱殼體1和襯 套2上，中間鑲套ll內設置中間鎖銷8，高壓油鑲套5與彈簧銷鑲套14內分別 設置高壓油銷6和彈簧銷12，氣門16與中間鑲套11通過調整墊片15貼合，所 述的機械式可變挺柱機構與液壓控制油路連接，液壓控制油路上設置電磁閥， 電磁閥與發(fā)動機ECU連接。
所述的襯套2與挺柱殼體1設置為固定連接的結構，挺柱殼體1與襯套2 的側邊設置出穿空結構，穿空結構上安裝固定挺柱殼體1與襯套2位置的高壓 油鑲套5和彈簧銷鑲套14，所述的高壓油鑲套5和彈簧銷鑲套14均為空心內圓 外方的結構，回復彈簧座4在襯套2內設置為可活動的結構。
所述的襯套2和挺柱殼體1過盈為一體，為降低加工時工藝性要求，特別 將其分開作為兩個部件，通過鑲套14和5固定連接在一起。
所述的彈簧銷12活動安裝在彈簧銷鑲套14內，彈簧銷鑲套14底部設置于 彈簧銷12貼合的彈簧13;所述的高壓油銷6活動活動設置在高壓油鑲套5內； 所述的中空結構的長方體形的中間鑲套11設置在回復彈簧座4內，中間鑲套11 內部安裝中間鎖銷8，中間鎖銷8上套裝緩沖彈簧10，緩沖彈簧10起緩沖作用， 防止在解鎖和鎖止時力量過大造成鑲環(huán)7、中間鑲環(huán)9的脫落。
所述的氣門16 —端通過調整墊片15與中間鑲套11貼合，氣門16與中間 鑲套11之間設置帽狀結構的調整墊片15，回復彈簧3設置在挺柱殼體1的底部， 回復彈簧3的另一端貼合在中間鑲套11上。
所述的調整墊片15結構為帽子形狀，這樣降低了調整墊片的尺寸和質量。 所述的回復彈簧3為矩形彈簧，目的是為了使挺柱殼體1在熄缸狀態(tài)下能 夠回復到先前位置，防止出現(xiàn)與凸輪之間的飛脫。
本發(fā)明的回復彈簧3同樣可以換為截錐螺旋壓縮彈簧用以降低高度。 所述的襯套2與挺柱殼體1之間設置為過盈配合的結構。 所述的中間鑲套11與高壓油鑲套5貼合的一端內部設置與中間鑲套11過 盈配合，并與中間鎖銷8外徑間隙配合的中間鑲環(huán)9，所述的高壓油鑲套5與中 間鑲套11貼合的一端內部設置與高壓油鑲套5過盈配合，并與高壓油銷6外徑 間隙配合的鑲環(huán)7;所述的中間鑲套ll的側邊豎向邊均設置出倒角18，所述高 壓油鑲套5上設置與外界相通的排氣孔20，使其能夠進入和排出空氣，實現(xiàn)高 壓油銷6的動作。所述的挺柱殼體1外側設置沿其表面一周的凹下的外部油槽17，所述的挺 柱殼體1外部環(huán)向油槽17便于無論挺柱旋轉到任何位置都能保證切換的功能。
所述的回復彈簧座4的兩側設置有切削面19，便于使中間鎖銷和兩側鎖銷 的同軸。
附圖2為發(fā)動機熄缸狀態(tài)下的挺柱機構的內部結構示意附圖3為挺柱外部油槽的軸視結構示意附圖4為回復彈簧座4和中間鑲套11的軸視結構示意本發(fā)明同時還涉及這種新型的機械式可變挺柱機構的控制方法，所述的新
型的機械式可變挺柱機構的控制方法為
a) 發(fā)動機正常工作狀態(tài)時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁 閥處于關閉狀態(tài)，中間鎖銷8在彈簧銷12、彈簧13的作用下，保持插入高壓油 鑲套5內的狀態(tài)，凸輪軸驅動挺柱使氣門機構工作；
b) 發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)低于預先設定值時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱 切換機構的油路的電磁閥打開，挺柱殼體l的環(huán)形油槽17上充滿高壓油，高壓 油通過推動高壓油銷6動作，推動中間鎖銷8退到回復彈簧座4內，實現(xiàn)中間 鎖銷8與高壓油鑲套5與彈簧銷鑲套14解鎖；此時凸輪驅動挺柱殼體1就不能 再次驅動中間鎖銷8、中間鑲環(huán)9、緩沖彈簧IO、中間鑲套ll這些部件，由于 氣門與這些部件固聯(lián)，所以同樣不能帶動氣門桿16向下運動，這樣就實現(xiàn)熄缸。
c) 當發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)再次高于此前預先設定值時，電磁閥再次關 閉，高壓油卸去，中間鎖銷8在回復彈簧3、彈簧銷12、彈簧13的推動下，再 次插入高壓油鑲套5內，凸輪軸驅動挺柱使氣門機構工作。此時的挺柱體又等 同于一般結構的挺柱機構。
本發(fā)明的技術方案的默認形式為挺住機構的電磁闊處于關閉狀態(tài)，挺柱體 內鎖止銷處于鎖止的狀態(tài)，這樣做是為了保證發(fā)動機在啟動時全部氣缸都工作， 以免發(fā)生動力不足熄火的狀態(tài)。
所述的ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁閥打開后，高壓油 經過挺柱殼體上的環(huán)形油槽17通過高壓油銷6右側的小孔進入高壓油鑲套5， 并推動高壓油銷6動作，使中間鎖銷8在高壓油的作用下實現(xiàn)運動，從而推動 中間鎖銷8退到回復彈簧座4內。
上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明具體的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或 未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其他場合的，均在本發(fā)明的保 護范圍內。
權利要求
1、一種新型的機械式可變挺柱機構，包括挺柱殼體(1)，其特征在于所述的機械式可變挺柱機構還包括襯套(2)，回復彈簧(3)，回復彈簧座(4)，高壓油鑲套(5)，高壓油銷(6)，鑲環(huán)(7)，中間鎖銷(8)，中間鑲環(huán)(9)，緩沖彈簧(10)，中間鑲套(11)，彈簧銷(12)，彈簧(13)，彈簧銷鑲套(14)，調整墊片(15)，外部油槽(17)，所述的外部油槽(17)通過挺柱殼體(1)上的油孔(21)與高壓油鑲套(5)內部連通，襯套(2)設置在挺柱殼體(1)內，中間鑲套(11)安裝在回復彈簧座(4)內，回復彈簧座(4)位于襯套(2)圓孔內，高壓油鑲套(5)與彈簧銷鑲套(14)分別固定連接在挺柱殼體(1)和襯套(2)上，中間鑲套(11)內設置中間鎖銷(8)，高壓油鑲套(5)與彈簧銷鑲套(14)內分別設置高壓油銷(6)和彈簧銷(12)，氣門(16)通過調整墊片(15)與中間鑲套(11)貼合，所述的機械式可變挺柱機構與液壓控制油路連接，液壓控制油路上設置電磁閥，電磁閥與發(fā)動機ECU連接。
2、 按照權利要求l所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于所述 的襯套(2)與挺柱殼體(1)設置為固定連接的結構，挺柱殼體(1)與襯套(2) 的側邊設置出穿空結構，穿空結構上安裝固定挺柱殼體(1)與襯套(2)位置 的高壓油鑲套(5)和彈簧銷鑲套(14)，所述的高壓油鑲套(5)和彈簧銷鑲套(14)均為空心的方形體結構，回復彈簧座(4)在襯套(2)內設置為可活動 的結構。
3、 按照權利要求1所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于所述 的彈簧銷(12)活動安裝在彈簧銷鑲套(14)內，彈簧銷鑲套(14)底部設置 與彈簧銷(12)貼合的彈簧(13);所述的高壓油銷(6)活動設置在高壓油鑲 套(5)內；所述的中空結構的內圓外方的中間鑲套(11)固定設置在襯套(2) 內，中間鑲套(11)內部安裝中間鎖銷(8)，中間鎖銷(8)上套裝起緩沖作用 的緩沖彈簧(10)，所述的氣門(16) —端與中間鑲套(11)外部固定連接，氣 門(16)與中間鑲套(11)之間設置帽狀結構的調整墊片(15)，挺柱殼體(1) 與回復彈簧(3)上部配合位置設置凹槽(22)，回復彈簧(3)設置在挺柱殼體(1)的凹槽(22)內，回復彈簧(3)的另一端貼合在中間鑲套(11)上。
4、 按照權利要求1或2所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于 所述的襯套(2)與挺柱殼體(1)之間設置為過盈配合的結構。
5、 按照權利要求1或3所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于所述的中間鑲套(11)與高壓油鑲套(5)貼合的一端內部設置與中間鑲套(11) 過盈配合，并與中間鎖銷(8)外徑間隙配合的中間鑲環(huán)(9)，所述的高壓油鑲 套(5)與中間鑲套(11)貼合的一端內部設置與高壓油鑲套(5)過盈配合， 并與高壓油銷(6)外徑間隙配合的鑲環(huán)(7);所述的中間鑲套(11)的兩側豎 向邊均設置出倒角(18)，所述高壓油鑲套(5)上設置與外界相通的排氣孔(20)。
6、 按照權利要求1或2所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于 所述的挺柱殼體(1)外側設置沿其表面一周凹下的外部油槽(17)。
7、 按照權利要求1所述的新型的機械式可變挺柱機構，其特征在于所述 的回復彈簧座(4)的兩側設置有切削面(19)。
8、 一種新型的機械式可變挺柱機構的控制方法，其特征在于所述的新型 的機械式可變挺柱機構的控制方法為a) 發(fā)動機正常工作狀態(tài)時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁 閥處于關閉狀態(tài)，中間鎖銷(8)在彈簧銷(12)、彈簧(13)的作用下，保持 插入高壓油鑲套(5)內的狀態(tài)，凸輪軸驅動挺柱，使氣門機構工作；b) 發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)低于預先設定值時，ECU控制汽車發(fā)動機挺柱 切換機構的油路的電磁閥打開，挺柱殼體(1)的環(huán)形油槽(17)上充滿高壓油， 高壓油通過推動高壓油銷(6)動作，推動中間鎖銷(8)退到回復彈簧座(4) 內，實現(xiàn)中間鎖銷(8)與高壓油鑲套(5)與彈簧銷鑲套(14)解鎖；c) 當發(fā)動機轉速、負荷等參數(shù)再次高于此前預先設定值時，電磁閥再次關 閉，高壓油卸去，中間鎖銷(8)在回復彈簧(3)、彈簧銷(12)、彈簧(13) 的推動下，再次插入高壓油鑲套(5)內，凸輪軸驅動挺柱使氣門機構工作。
9、 按照權利要求8所述的新型的機械式可變挺柱機構的控制方法，其特征 在于所述的ECU控制汽車發(fā)動機挺柱切換機構的油路的電磁閥打開后，高壓 油從高壓油銷(6)右側的小孔進入高壓油鑲套(5)，并推動高壓油銷(6)動 作，使中間鎖銷(8)在緩沖彈簧(10)和高壓油的共同作用下實現(xiàn)運動，從而 推動中間鎖銷(8)退到回復彈簧座(4)內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應用于汽車發(fā)動機領域的新型機械式可變挺柱機構，所述的挺柱機構的襯套(2)設置在挺柱殼體(1)內，中間鑲套(11)安裝在回復彈簧座(4)上，回復彈簧座(4)位于襯套(2)形成的圓孔內，高壓油鑲套(5)與彈簧銷鑲套(14)連接挺柱殼體(1)和襯套(2)，中間鑲套(11)內設置中間鎖銷(8)，高壓油鑲套(5)與彈簧銷鑲套(14)內設置高壓油銷(6)和彈簧銷(12)，氣門(16)通過調整墊片(15)與中間鑲套(11)貼合，本發(fā)明同時還涉及這種可變挺柱機構的控制方法，本發(fā)明的挺柱結構及其控制方法，不僅使結構簡化，還能達到節(jié)省燃料，提高燃料能量利用率，降低發(fā)動機廢氣排放的目的。
文檔編號F01L13/00GK101655020SQ20091014502
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權日2009年9月21日
發(fā)明者震 王, 禮 范 申請人:蕪湖杰鋒汽車動力系統(tǒng)有限公司