[發(fā)明專利]一種壓電驅(qū)動(dòng)的杠桿式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610878724.5
• 申請(qǐng)日: 2016-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107869367A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董穎;常占輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F01L9/04
• 分類號(hào): F01L9/04;F01L13/00;F01L1/245
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，具體是發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特指一種壓電驅(qū)動(dòng)的杠桿式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)可以改善不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能，但由于可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)基于傳統(tǒng)的凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)，因此對(duì)于氣門(mén)的配氣正時(shí)和開(kāi)啟升程等參數(shù)的改變范圍相對(duì)受限。無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)取消了傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪軸，采用其他的方式直接驅(qū)動(dòng)氣門(mén)動(dòng)作，目前主要有電磁驅(qū)動(dòng)、電液驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)等幾種工作形式。無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于氣門(mén)的工作參數(shù)控制比較靈活，氣門(mén)的工作狀態(tài)可以在極大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多樣性的變化，滿足各種工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)工作要求，但對(duì)于氣門(mén)的落座速度控制，以及氣門(mén)運(yùn)動(dòng)軌跡的精確控制等方面還存在一些問(wèn)題，另外，大部分無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)氣門(mén)部分開(kāi)啟并保持這一升程，要實(shí)現(xiàn)這一目的必須采用更為復(fù)雜，更為精密的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的工作可靠性，同時(shí)提高了整機(jī)成本。

壓電驅(qū)動(dòng)器是利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)，當(dāng)輸入一定的電壓時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器將產(chǎn)生隨電壓升高而逐漸增大的變形量，從而將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有強(qiáng)度大，功耗低，響應(yīng)速度快，位移控制精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種壓電驅(qū)動(dòng)的杠桿式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)ECU控制壓電驅(qū)動(dòng)器變形伸長(zhǎng)，推動(dòng)擺桿的第一端向上運(yùn)動(dòng)，擺桿繞固定的支點(diǎn)擺動(dòng)時(shí)，第二端的運(yùn)動(dòng)行程被放大；一次放大后的擺桿第二端與搖桿第一端鉸接，通過(guò)搖桿的運(yùn)動(dòng)在搖桿第二端行程得到二次放大，最終可以使壓電驅(qū)動(dòng)器的變形量被放大幾十倍至上百倍，滿足氣門(mén)開(kāi)啟的要求。壓電驅(qū)動(dòng)器變形時(shí)產(chǎn)生巨大的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)機(jī)構(gòu)采用剛性的桿件，可以滿足氣門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力要求與剛度要求。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

一種壓電驅(qū)動(dòng)的杠桿式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包含液壓挺柱、推桿、銷、右側(cè)搖桿、左側(cè)搖桿、銷A、銷B、右側(cè)擺桿、左側(cè)擺桿、右側(cè)支點(diǎn)、壓電驅(qū)動(dòng)器、左側(cè)支點(diǎn)；其特征在于所述壓電驅(qū)動(dòng)器下端面安裝在氣缸蓋上，中心線與氣門(mén)的中心線重合，上端面與左側(cè)擺桿、右側(cè)擺桿的第一端緊密接觸；所述的右側(cè)支點(diǎn)、右側(cè)擺桿、銷A、右側(cè)搖桿均設(shè)置在中心線右側(cè)，所述的左側(cè)支點(diǎn)、左側(cè)擺桿、左側(cè)搖桿、銷B均設(shè)置在中心線左側(cè)，兩側(cè)元件按名稱分別一一對(duì)應(yīng)，在中心線兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置；所述的銷A鉸接右側(cè)搖桿第一端和右側(cè)擺桿第二端；所述的銷B鉸接左側(cè)搖桿第一端和左側(cè)擺桿第二端；所述的銷鉸接左側(cè)搖桿第二端、右側(cè)搖桿第二端和推桿上端。

壓電驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓由電控單元ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作需要自由調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況變化時(shí)，ECU控制壓電驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓，調(diào)節(jié)壓電驅(qū)動(dòng)器的變形量，最終控制氣門(mén)的開(kāi)度大小。

銷、推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡始終在氣門(mén)的中心線上。

左側(cè)支點(diǎn)、右側(cè)支點(diǎn)均固定安裝在氣缸蓋上。

銷A鉸接右側(cè)搖桿第一端和右側(cè)擺桿第二端的鉸接間隙為零，銷B鉸接左側(cè)搖桿第一端和左側(cè)擺桿第二端的鉸接間隙為零，銷鉸接左側(cè)搖桿第二端、右側(cè)搖桿第二端和推桿上端的鉸接間隙為零。

右側(cè)搖桿、右側(cè)擺桿、左側(cè)搖桿、左側(cè)擺桿均在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

擺桿第一端和第二端到支點(diǎn)的距離比，以及右側(cè)搖桿與左側(cè)搖桿之間的夾角大小，由壓電驅(qū)動(dòng)器的工作行程和氣門(mén)的最大開(kāi)度決定。

壓電驅(qū)動(dòng)器處于自由狀態(tài)時(shí)，推桿位于最上端位置，液壓挺柱的進(jìn)油口與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋上的壓力潤(rùn)滑油道相通。

液壓挺柱的工作尺寸可以在一定范圍內(nèi)變化，以補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度不同時(shí)的熱變形。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種壓電驅(qū)動(dòng)的杠桿式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)注說(shuō)明：1-氣門(mén) 2-氣門(mén)彈簧 3-液壓挺柱 4-推桿 5-銷 6-右側(cè)搖桿 7-銷A 8-右側(cè)擺桿 9-右側(cè)支點(diǎn) 10-壓電驅(qū)動(dòng)器 11-左側(cè)支點(diǎn) 12-左側(cè)擺桿 13-氣缸蓋 14-銷B 15-左側(cè)搖桿

具體實(shí)施方式

參考附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。