[發明專利]一種壓電驅動的挺柱式無凸輪軸氣門驅動機構

在審

• 申請號: 201610949926.4
• 申請日: 2016-10-22
• 公開（公告）號: CN107975395A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 董穎;常占輝
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F01L9/04
• 分類號: F01L9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發動機配氣機構，具體是發動機無凸輪軸氣門驅動機構，特指一種壓電驅動的挺柱式無凸輪軸氣門驅動機構。

背景技術

壓電驅動器是利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應，當輸入一定的電壓時，壓電驅動器將產生隨電壓升高而逐漸增大的變形量，從而將電能轉變成機械運動，具有強度大，功耗低，響應速度快，位移控制精度高等一系列優點。

現代發動機特別是轉速較高的汽油機，往往采用頂置式凸輪軸配用液壓挺柱驅動氣門的開啟和關閉，從而使氣門驅動系統傳動鏈較短獲得較大的剛度，滿足高速運轉下配氣機構的工作效能。而在發動機工作過程中由于溫度變化產生的工作元件變形以及由此產生的尺寸偏差，則通過液壓挺柱動態調節凸輪軸到氣門之間的間隙，滿足不同工作溫度下氣門驅動鏈的尺寸要求。

發動機配氣機構的工作性能對于發動機的動力性，經濟性，排放性等都有著非常重要的影響。目前的可變配氣機構中對氣門的工作參數調整最為靈活，可以使氣門的工作參數得到最大范圍動態變化的是無凸輪軸氣門驅動機構，這種機構取消了傳統配氣機構中的凸輪軸，采用其他的動力源直接驅動氣門動作，目前主要有電磁驅動、電液驅動、電氣驅動等幾種工作形式。

發明內容

本發明的目的在于提出一種壓電驅動的挺柱式無凸輪軸氣門驅動機構。通過ECU控制壓電驅動器變形伸長，利用機械傳動機構傳遞這一變形量和驅動力，在此同時也可以根據需要相應的放大驅動行程，推動活塞運動壓縮挺柱體內腔中的油液，利用活塞和柱塞的直徑差，使壓電驅動器在不同輸入電壓下的變形伸長量經機械傳動機構傳遞和挺柱體液壓傳遞放大后，在柱塞上得到多倍放大，驅動氣門開啟。當ECU控制輸入壓電驅動器的電壓逐漸降低時，壓電驅動器的變形伸長量減小，氣門在氣門彈簧的作用下落座回位，通過柱塞推動活塞及機械傳動機構回復到初始位置。在氣門落座期間，可以通過控制壓電驅動器變形伸長量的變化，得到較小的氣門落座沖擊。

實現本發明目的的技術方案如下：

設有一種壓電驅動的挺柱式無凸輪軸氣門驅動機構，包含壓電驅動部分、行程液壓放大及自適應部分，其特征在于：所述的壓電驅動部分包括壓電驅動器和機械傳動機構，所述的機械傳動機構可以直接傳遞所述的壓電驅動器的動作，也可以通過杠桿放大機構或橢圓放大機構或三角形放大機構對所述的壓電驅動器的驅動動作進行放大；所述的行程液壓放大及自適應部分包括固定安裝在氣缸蓋上的挺柱體、活塞、單向閥、柱塞、密封圈，所述的挺柱體具有第一端和第二端，所述的第一端與所述的活塞配合安裝，所述的密封圈安裝在所述的活塞和所述的挺柱體之間，用于實現無泄漏的可靠密封，所述的挺柱體外表面有至少一個油孔通向所述的挺柱體內腔，所述的挺柱體內腔安裝有和所述的油孔數量相同的所述的單向閥，與所述的油孔對應安裝，用于控制流經所述的油孔的油液只能從所述的挺柱體外部向所述的挺柱體內腔單向流動，所述的挺柱體第二端與所述的柱塞配合安裝；所述的機械傳動機構的末端傳動元件與所述的活塞緊密接觸，所述的柱塞與發動機氣門緊密接觸。

所述的壓電驅動器的輸入電壓由電控單元ECU根據發動機工作需要自由調節，當發動機工作狀況變化時，ECU控制所述的壓電驅動器的輸入電壓，調節所述的壓電驅動器的變形量，最終控制氣門的開度大小及氣門軌跡曲線。

所述的活塞和所述的柱塞均可以沿自身的軸線方向在所述的挺柱體內運動，所述的柱塞與所述的挺柱體第二端配合安裝，允許微量泄漏。

所述的挺柱體內腔充滿油液，外表面的油孔與發動機潤滑油道相通或連接專用的液壓油路。

當氣門落座時ECU控制所述的壓電驅動器的輸入電壓變化，可以對氣門的落座速度進行控制。

所述的活塞直徑大于所述的柱塞直徑，兩者由于直徑差產生的行程放大結合所述的機械傳動機構的放大倍數用來使所述的壓電驅動器的工作行程能夠放大到氣門的最大升程。

附圖說明

圖1是本發明的一種壓電驅動的挺柱式無凸輪軸氣門驅動機構的結構示意圖。

附圖中標注說明：1-氣門 2-氣門彈簧 3-柱塞 4-挺柱體 5-密封圈 6-活塞7-壓電驅動器 8-傳動塊 9-油孔 10-單向閥

具體實施方式

參考附圖，對本發明的一個實施例進行詳細描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域內的普通技術人員在沒有進行創造性勞動的前提下所獲得的其他所有實施例，都屬于本發明的保護范圍。