凸輪驅(qū)動式內(nèi)燃機液壓全可變氣門機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種凸輪驅(qū)動式內(nèi)燃機液壓全可變氣門機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)發(fā)動機的配氣機構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)固定，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，配氣相位是不能改變的，通常只能保證在某一工況優(yōu)化內(nèi)燃機的性能，不能同時兼顧各工況的要求，很難達到真正的最佳配氣相位。這些固定的氣門運行參數(shù)只是內(nèi)燃機在不同工況下運行對氣門工作要求的各種綜合矛盾的一種折衷。因此，為了滿足不同工況下各異的配氣相位需求，提高內(nèi)燃機經(jīng)濟性和動力性，降低有害物排放，需要采用可變氣門技術(shù)?？勺儦忾T技術(shù)可根據(jù)內(nèi)燃機工況的變化，實現(xiàn)氣門升程從零至最大設(shè)計升程和配氣相位的連續(xù)可變。
[0003]由于可變氣門技術(shù)具有巨大的優(yōu)越性，其已經(jīng)成為當(dāng)前內(nèi)燃機研宄的一個熱點方向，國內(nèi)外一些高等院校和科研機構(gòu)相繼展開了對可變氣門機構(gòu)的研宄工作。雖然目前可變氣門機構(gòu)的種類繁多，工作原理也不盡相同，但根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和驅(qū)動方式的不同，可將可變氣門機構(gòu)大體分為凸輪驅(qū)動機構(gòu)和無凸輪驅(qū)動機構(gòu)兩大類。其中無凸輪驅(qū)動可變氣門機構(gòu)可以實現(xiàn)對氣門升程和配氣相位的靈活控制，但由于其涉及液壓、電磁、電子等多個領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需占用較大的體積；而凸輪驅(qū)動的可變氣門機構(gòu)，機構(gòu)相對簡單可靠，但由于原有凸輪機構(gòu)的局限性，往往不能靈活的控制氣門升程和配氣相位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有可變氣門機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，以及不能靈活控制氣門升程和配氣相位等缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單可靠，且能靈活控制氣門升程和配氣相位的凸輪驅(qū)動式內(nèi)燃機液壓全可變氣門機構(gòu)。
[0005]本實用新型由由液壓活塞氣門組A、挺柱組B、凸輪1、油管I 2、油箱I 3、濾清器
4、油管II 5、油泵6、溢流閥7、油管III 8、單向閥I 9、單向閥II 10、單向閥III 11、油管IV 12、電液比例閥13、油管V 14和油箱II 15組成，其中油管III8入口端置于油箱I 3中，油管III 8出口端固接于挺柱組B的挺柱套33頂部的進油孔I 29 ;油管III 8入口端置有濾清器4，油管III 8入口端和油管III 8出口端之間串接有油泵6、油管II 5入口端和單向閥I 9 ;油管II 5入口端和油管II 5出口端之間串接有溢流閥7和油管I 2出口端，油管II 5出口端置于油箱I 3中；油管I 2入口端與挺柱組(B)的泄油孔I 27固接，油管I 2中部置有單向閥II 10;油管V 14入口端固接于液壓活塞氣門組A的泄油孔II 22，油管V 14出口端置于油箱II 15中，油管V 14近入口端置有電液比例閥13 ;油管IV 12入口端固接于挺柱組B的連接孔32，油管IV 12出口端與液壓活塞氣門組A的進油孔II 21連通，油管IV 12中部置有單向閥III 11。
[0006]所述的液壓活塞氣門組A由氣門16、氣門彈簧座I 17、氣門彈簧I 18、氣門活塞19、活塞腔20和活塞套23組成，其中活塞套23頂部設(shè)有進油孔II 21，活塞套23右上壁設(shè)有泄油孔II 22，氣門活塞19置于活塞套23中，與活塞套23內(nèi)壁滑動連接，活塞腔20為氣門活塞19上部與活塞套23之間的空腔部分，并且為氣門活塞19在活塞套23內(nèi)壁滑動提供導(dǎo)向作用；氣門16上固接有氣門彈簧座I 17，再套有氣門彈簧I 18，氣門16上端穿過活塞套23底部的中心孔與氣門活塞19下端固接，氣門彈簧I 18上下端分別由活塞套23底部和氣門彈簧座I 17限位。
[0007]所述的挺柱組B由榫舌24、油量調(diào)節(jié)套筒25、齒圈夾緊螺釘26、挺柱腔28、螺旋槽30、挺柱活塞31、挺柱套33、油量調(diào)節(jié)齒桿套筒34、油量調(diào)節(jié)齒桿35、齒圈36、榫舌槽37、活塞桿38、彈簧II 39、彈簧座II 40組成，其中挺柱套33頂部設(shè)有進油孔I 29，挺柱套33左側(cè)中部設(shè)有泄油孔I 27，挺柱套33右側(cè)上部設(shè)有連接孔32 ;挺柱活塞31位于挺柱套33內(nèi)，挺柱活塞31上部與挺柱套33內(nèi)壁滑動連接；挺柱腔28為挺柱活塞31上部與挺柱套33之間的空腔部分，并且為挺柱活塞31在挺柱套33內(nèi)壁滑動提供導(dǎo)向，挺柱活塞31上設(shè)有螺旋槽30 ;油量調(diào)節(jié)套筒25上部內(nèi)圈與泄油孔I 27以下的挺柱套33外圈固接；油量調(diào)節(jié)套筒25下部內(nèi)圈與榫舌槽37外圈固接；挺柱活塞31的活塞桿38上部穿過榫舌槽37頂部的孔與挺柱活塞31固接；挺柱活塞31的活塞桿38中部與榫舌24固接，榫舌24與榫舌槽37滑動連接，挺柱活塞31的活塞桿38下端與彈簧座II 40固接；彈簧II 39套于挺柱活塞31的活塞桿38下部，彈簧II 39的上下端分別由油量調(diào)節(jié)套筒25下端和彈簧座II 40限位；齒圈36經(jīng)齒圈夾緊螺釘26固接于油量調(diào)節(jié)套筒25外圈上部一側(cè)，油量調(diào)節(jié)齒桿35與齒圈36嚙合，油量調(diào)節(jié)齒桿35固接于油量調(diào)節(jié)齒桿套筒34內(nèi)；彈簧座II 40下端與凸輪I接觸。
[0008]進一步地凸輪I與挺柱活塞31下端彈簧座II 40相接觸，氣門16上固接有氣門彈簧座I 17，再套有氣門彈簧I 18，氣門16上端穿過活塞套23底部的中心孔與氣門活塞19下端固接，氣門彈簧I 18上下端分別由活塞套23底部和氣門彈簧座I 17限位，凸輪I驅(qū)動挺柱活塞31上行，高壓系統(tǒng)內(nèi)的油壓上升，推動氣門活塞19克服氣門彈簧I 18推動氣門16開啟。濾清器4下端與油箱13連接，上端與油泵6下端連接，油泵6上端連接一三通管接頭，該三通管接頭下端連接油泵6上端，右端連接溢流閥7左端，上端連接單向閥19左端，單向閥19右端連接挺柱組B的挺柱套33頂部的進油孔I 29。單向閥IIlO左端連接一三通管接頭，該三通管接頭上端連接溢流閥7右端，左端連接單向閥119右端，下端連接油箱12，單向閥119連接挺柱組(B)的泄油孔I 27。單向閥IIIll左端連接挺柱組B的連接孔32，右端連接與液壓活塞氣門組A的進油孔II 21連通，電液比例閥13左端連接液壓活塞氣門組A活塞套19上的泄油孔1122，右端連接油箱1115。
[0009]本實用新型按照液壓系統(tǒng)可分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)，低壓系統(tǒng)包括油箱13、濾清器4、油泵6、溢流閥7、單向閥19、油箱1115，高壓系統(tǒng)包括挺柱腔28、挺柱活塞31、挺柱套33、單向閥III11、氣門活塞19、活塞腔20和活塞套23，且挺柱套33上開有進油孔I 29、泄油孔127和連接孔32，活塞套23上開有進油孔1121和泄油孔II 22。首先進油孔I 29、泄油孔127、泄油孔II 22均關(guān)閉，凸輪I驅(qū)動挺柱組B的挺柱活塞31上行，高壓系統(tǒng)內(nèi)的油壓上升，推動液壓活塞氣門組A的氣門活塞19克服氣門彈簧I 18推動氣門16開啟，當(dāng)氣門16到達指定升程時，單向閥IIIll可保持氣門升程。開啟電液比例閥13，使高壓油通過泄油孔1122流出，氣門16在氣門彈簧I 18的作用下回位。當(dāng)凸輪I處于下降段時，挺柱活塞31開始回落，此時氣門16處于已落座或正在落座過程中，當(dāng)氣門16和挺柱活塞31均落座時，完成一次完整的氣門16啟閉過程。
[0010]結(jié)合本實用新型各組件及其安裝位置關(guān)系，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]1.當(dāng)發(fā)動機處于低速小負荷時，進氣流速低，流體流動慣性小，宜采用較小的氣門16升程，有利于增強缸內(nèi)氣流運動，提高燃燒速度，增加發(fā)動機低速扭矩，改善冷啟動和降低油耗。如圖3所示，從上往下看順時針旋轉(zhuǎn)螺旋槽30，可使螺旋槽30關(guān)閉泄油孔I 27的時刻滯后，同時使氣門16晚開和氣門16升程變小；此時配合電液比例閥13的開啟時刻實現(xiàn)進氣門開啟持續(xù)時間控制亦可實現(xiàn)汽油機無節(jié)氣門負荷控制和米勒循環(huán)。
[0012]2.當(dāng)發(fā)動機處于高速大負荷時，進氣流速高，流體流動慣性大，宜采用較大的氣門升程，提早開啟進氣門，減少氣門節(jié)流損失，提高充氣效率，提高發(fā)動機在高速大負荷時的功率輸出，并降低燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟性。如圖3所示，從上往下看逆時針旋轉(zhuǎn)螺旋槽30，可以使氣門16早開，氣門16升程變大。
[0013]3.挺柱活塞31旋轉(zhuǎn)角度一定，則氣門16的升程和開啟時刻一定，氣門16到達最大升程后，隨著挺柱活塞31的下行，挺柱腔28內(nèi)液壓油壓力下降，單向閥IIIll由于壓差的作用隨即關(guān)閉，氣門16升程保持在最大位置，此時通過ECU即發(fā)動機控制電腦控