[發(fā)明專利]一種雙向彈簧緩沖的可變氣門系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310740035.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN103670570A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堯命發(fā);張翔宇;鄭尊清;李永志;岳朗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): F01L1/34
• 分類號(hào): F01L1/34;F01L9/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門液壓緩沖機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)至今仍然是熱效率最高、單位體積和單位重量功率最大的原動(dòng)機(jī)，應(yīng)用非常廣泛，然而隨著世界能源的逐漸短缺以及環(huán)境資源的不斷惡化，我們需要內(nèi)燃機(jī)滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)采取固定型線的凸輪驅(qū)動(dòng)氣門，這使得內(nèi)燃機(jī)的排放與油耗并不能在所有的工況點(diǎn)達(dá)到最佳，因此，大多新型內(nèi)燃機(jī)都采用可變氣門技術(shù)控制排放，降低油耗。

可變氣門技術(shù)目前主要分為基于凸輪的可變配氣技術(shù)及無凸輪配氣技術(shù)。前者又可細(xì)分為基于凸輪的機(jī)械可變配氣技術(shù)和基于凸輪的電液可變配氣技術(shù)，其中，基于凸輪的機(jī)械可變配氣技術(shù)主要通過一系列的凸輪和齒輪來改變氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，但是因?yàn)楸Ａ袅送馆啠錃忾T只是相對(duì)可變，并不能任意可變，而基于凸輪的電液可變配氣技術(shù)，氣門行程一部分由凸輪提供，另一部分由液壓彈性改變，其特點(diǎn)為，氣門可變程度更靈活，耗能也較低。無凸輪配氣技術(shù)則可以任意的改變氣門正時(shí)、升程、持續(xù)期及運(yùn)動(dòng)次數(shù)。就驅(qū)動(dòng)方式來分，無凸輪配氣技術(shù)分為電磁驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電液驅(qū)動(dòng)等方式。相對(duì)于電磁驅(qū)動(dòng)的能耗大，電氣驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)速度低及不穩(wěn)定，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，電液驅(qū)動(dòng)的無凸輪配氣技術(shù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度較快。然而它也有不可避免的缺點(diǎn)：高轉(zhuǎn)速下液壓系統(tǒng)流量不夠，氣門達(dá)到最大升程處及落座處速度快、沖擊力大。

克服這種性能限制的一個(gè)途徑是如中國(guó)專利（申請(qǐng)?zhí)朇N102606251）中所述，在電液系統(tǒng)中加入一對(duì)相對(duì)的彈簧，其與系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量一起來產(chǎn)生彈簧質(zhì)量諧振或擺動(dòng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)較高的系統(tǒng)響應(yīng)和較好的緩沖，然而其氣門彈簧的固定導(dǎo)致最大升程處必須要采用額外緩沖，因此其也采用小孔節(jié)流原理，不能隨著供油壓力的變化而實(shí)現(xiàn)最佳的緩沖。

發(fā)動(dòng)機(jī)供油壓力一般是可變的，在低轉(zhuǎn)速下供油壓力較低，在高轉(zhuǎn)速下供油壓力較高，如果在實(shí)際過程中只針對(duì)最大供油壓力優(yōu)化，必然會(huì)導(dǎo)致額外的能量損失，因此最佳的緩沖策略是根據(jù)不同的供油壓力實(shí)現(xiàn)不同的彈簧緩沖力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種雙向彈簧緩沖的可變氣門系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由殼體、致動(dòng)活塞、緩沖活塞、兩個(gè)可移動(dòng)擋板、緩沖彈簧、電磁閥構(gòu)成，利用電磁閥控制可變氣門系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉，利用緩沖彈簧與兩個(gè)可移動(dòng)擋板進(jìn)行落座與最大升程處的緩沖，利用緩沖活塞控制緩沖彈簧的預(yù)緊力，從而在緩沖過程中，可以根據(jù)不同的供油壓力下能夠?qū)崿F(xiàn)與之相適應(yīng)的緩沖效果，本發(fā)明適應(yīng)范圍廣，能耗低，控制簡(jiǎn)單，有利于可變配氣技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的推廣。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種雙向彈簧緩沖的可變氣門系統(tǒng)，包括殼體、第一液壓油通道、第二液壓油通道和第三液壓油通道；所述殼體包括上腔體和下腔體，所述上腔體內(nèi)設(shè)有可沿軸向移動(dòng)的致動(dòng)活塞，與所述致動(dòng)活塞相連的活塞桿貫穿下腔體后與發(fā)動(dòng)機(jī)氣門連接；所述殼體的壁上設(shè)有用于連通第一液壓油通道和致動(dòng)活塞上部液壓腔的油孔、用于連通第二液壓油通道和致動(dòng)活塞下部液壓腔的油孔、用于連接至第三液壓油通道的油孔；所述活塞桿的上部設(shè)有第一環(huán)形凹槽，在氣門回落緩沖時(shí)始終與所述第三液壓油通道相通，所述活塞桿的下部設(shè)有第二環(huán)形凹槽；所述下腔體中設(shè)有自上而下地套在活塞桿上的第一固定擋圈、第一活動(dòng)擋板、緩沖彈簧、緩沖活塞、第二活動(dòng)擋板和第二固定擋圈；所述第一活動(dòng)擋板、所述緩沖活塞和第二活動(dòng)擋板與所述活塞桿滑動(dòng)配合，所述緩沖活塞和第二活動(dòng)擋板配合；所述第一固定擋圈與所述第二固定擋圈固定與所述活塞桿上，所述第一固定擋圈用于限制所述第一活動(dòng)擋板的頂端位置，所述第二固定擋圈用于限制所述第二活動(dòng)擋板的底端位置；在所述致動(dòng)活塞處于軸向最上端時(shí)，所述第一活動(dòng)擋板未與第一固定擋圈接觸；在所述致動(dòng)活塞處于軸向最下端時(shí)，所述第二活動(dòng)擋板未與所述第二固定擋圈接觸；所述緩沖活塞、所述第二活動(dòng)擋板和所述活塞桿三者之間形成一封閉的可移動(dòng)液壓腔；所述緩沖活塞橫截面積大于所述致動(dòng)活塞橫截面積；所述第一環(huán)形凹槽中設(shè)有第一油孔，所述第二環(huán)形凹槽中設(shè)有第二油孔，所述第一油孔和第二油孔之間設(shè)有通道，所述第二油孔與所述可移動(dòng)液壓腔相通；所述第一液壓油通道和所述第二液壓油通道與一兩位四通電磁閥連接，所述第一液壓油通道、所述第二液壓油通道和兩位四通電磁閥一起控制所述致動(dòng)活塞的軸向移動(dòng)，所述第三液壓油通道與一兩位兩通電磁閥連接，所述第三液壓油通道和兩位兩通電磁閥一起控制所述緩沖活塞的軸向移動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：