[發明專利]電磁、液壓和彈簧共同驅動的全可變氣門機構

有效

• 申請號: 201310746514.7
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103696823A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 高鋒軍;劉杰;鄭德生;李文慶;梁國志;羅偉
• 申請（專利權）人: 長城汽車股份有限公司
• 主分類號: F01L9/02
• 分類號: F01L9/02;F01L9/04
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 劉謨培

技術領域

本發明涉及一種發動機氣門機構，尤其涉及一種電磁、液壓和彈簧共同驅動的全可變氣門機構。

背景技術

目前實現氣門機構全可變控制的技術方案包括電控液壓驅動配氣機構、電控磁力驅動配氣機構和電控氣動配氣機構，這些配氣機構可實現傳統凸輪驅動機構無法實現的氣門開啟相位、關閉相位和升程大范圍可變的特點，可使發動機進排氣門的控制具有更大的柔性，可以實現發動機的多種燃燒模式，對改善發動機中低負荷工況下的燃燒具有很好的意義。但現有的電控液壓驅動氣門，由于電磁閥、液壓機構和緩沖機構為分體安裝，以及電磁閥內部線圈發熱和液壓結構密封等因素，限制了液壓線路的額定流量和額定壓力，導致氣門響應速度慢。而電控磁力驅動氣門機構雖然氣門響應速度快，但也導致氣門沖擊振動大，落座噪音大等問題。另一方面由于氣門的啟閉頻率高，運行時間長也會導致氣門配氣機構中的電磁閥發熱量大，易因過熱而損壞。

中國發明專利申請CN102877959A公開了一種發動機氣門控制機構及其控制方法，該發動機氣門控制機構包括氣門機構、電磁機構、氣門升程控制機構和液壓機構；所述氣門機構包括氣門和固定于氣門上端的活塞、氣門銜鐵；所述電磁機構包括上電磁鐵、下電磁鐵；所述氣門升程控制機構包括驅動單元和可在驅動單元作用下上下移動的下電磁鐵支撐架；所述液壓機構包括液壓腔，所述活塞活動安裝于液壓腔內，并將液壓腔分隔成活塞上部的第一液壓室和活塞下部的第二液壓室，所述第一液壓室與第一液壓管路相通，所述第二液壓室分別與第一液壓管路和第二液壓管路相通，其中第二液壓室與第一液壓管路之間設有第一電磁閥，第二液壓室與第二液壓管路之間設有第二電磁閥。該技術方案利用液壓機構取代傳統的氣門彈簧，在氣門下降時，依靠電磁鐵驅動，液壓機構的第一液壓室和第二液壓室相通而不發生作用，在氣門開啟到最大位置時，磁鐵和氣門銜鐵接觸，碰撞沖擊振動大，噪音大，且電磁鐵線圈通過的電流大，電磁線圈散熱困難，電磁鐵壽命低；在氣門關閉時，依靠電磁鐵和液壓缸共同驅動，雖然減小了電磁鐵線圈通過的電流，但由于電磁鐵在氣門工作時動作頻率高，電磁鐵產生熱量累積，由于電磁線圈散熱困難，致使電磁鐵壽命降低，同時，氣門在電磁鐵和液壓缸共同驅動作用下會導致氣門落座沖擊振動大，噪音大，雖然該方案中提出在氣門接近氣門上止點時控制下磁鐵通電，以通過向氣門銜鐵施加向下的吸力而對氣門產生一定的上行阻力，以此來控制氣門的落座速度和沖擊力，但由于氣門工作時啟閉頻率很高，上述的控制方式難以產生有效作用，且該控制方式也會導致電磁鐵線圈電流增大，產熱量增加，從而會影響電磁特的使用壽命。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種電磁、液壓和彈簧共同驅動的全可變氣門機構，其可避免單獨的電磁驅動或者液壓驅動形式的弊端，且氣門控制機構的沖擊振動小，噪音低，同時可對氣門控制機構中的電磁機構進行冷卻，提高了電磁機構的使用壽命。

為實現上述目的，本發明的電磁、液壓和彈簧共同驅動的全可變氣門機構包括氣門以及驅動氣門回位的氣門彈簧，所述的氣門上串聯設置有驅動所述氣門啟閉的電磁驅動機構和液壓驅動機構；所述的電磁驅動機構包括安裝于所述氣門上的電磁閥；所述的液壓驅動機構包括油箱，連接于油箱的液壓泵，驅動液壓泵運轉的電機，設于液壓泵出口的調壓閥，以及安裝于所述氣門上的液壓缸，所述液壓缸與液壓泵出口間連接設有改變油路流向以驅動所述液壓缸上行或下降的電磁換向閥，在所述電磁換向閥與液壓缸間串聯設置有單向節流閥，所述的單向節流閥包括并聯相接的單向閥組件和節流閥組件。

采用上述的技術方案，由于在氣門上串聯設置有驅動氣門啟閉的電磁閥和液壓缸，且在電磁換向閥與液壓缸之間還串聯設置有單向節流閥，所以，當氣門開啟時，電磁閥和液壓缸共同驅動氣門克服氣門彈簧的阻力而打開，當氣門關閉時，通過調整電磁閥和液壓缸的控制方式，使得電磁閥和液壓缸以及氣門彈簧共同驅動氣門關閉，由此在氣門的驅動過程中便將電磁驅動機構響應速度快和液壓驅動機構的過程平穩，沖擊小的優點有機的結合在一起，同時也利用電磁驅動機構響應速度快彌補了液壓驅動機構動作較慢的缺點，從而克服了單獨使用電磁驅動機構和液壓驅動機構時的弊端。

作為對上述方式的限定，所述電機經由離合器提供啟停信號。將液壓泵的驅動電機由離合器控制，在發動機啟動時，離合器合上，通過電機驅動液壓泵使得液壓缸工作從而使得發動機正常開啟，當發動機正常運行時，離合器分離，此時可通過發動機分動器傳遞的動力驅動液壓泵繼續工作，而在特殊工況當液壓源的壓力低于需求值時，也合上離合器啟動電機為液壓泵提供動力。