[發(fā)明專利]一種集約型鎖定式多模式可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611144898.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106640251B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔靖晨;田華;隆武強(qiáng);田江平;王陽(yáng);劉威;楊添淏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F01L1/34
• 分類號(hào): F01L1/34;F02B69/06
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 花向陽(yáng);楊翠翠

一種集約型鎖定式多模式可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)氣門驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。它主要包括凸輪軸、模式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、模式備選機(jī)構(gòu)、模式切換機(jī)構(gòu)、凸輪軸相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、氣門調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、氣門控制機(jī)構(gòu)等。模式切換機(jī)構(gòu)和凸輪軸相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配合使用，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程驅(qū)動(dòng)模式、四沖程驅(qū)動(dòng)模式、二沖程制動(dòng)模式、四沖程制動(dòng)模式等多種模式之間的轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步通過(guò)與氣門控制機(jī)構(gòu)配合使用，最終滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)最佳換氣的要求，達(dá)到綜合提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性和制動(dòng)安全性的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、布置容易，可采用液壓式或者機(jī)械式等不同機(jī)構(gòu)，為用戶提供不同的可變氣門靈活程度、可靠性、成本等要求的方案供其選擇。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集約型鎖定式多模式可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)氣門驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，以及人們對(duì)車輛的駕駛性和安全性的專注，未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要在滿足排放指標(biāo)的前提下，綜合考慮動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和安全性。這就需要在驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)全工況范圍內(nèi)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能。而目前備受關(guān)注的可變氣門、可變沖程數(shù)、停缸、輔助制動(dòng)、新型燃燒方式、可變壓縮比、可變EGR等技術(shù)大多只在發(fā)動(dòng)機(jī)小范圍運(yùn)行工況區(qū)域內(nèi)對(duì)其性能進(jìn)行改善。如現(xiàn)有可變氣門技術(shù)只應(yīng)用于在固定沖程數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)工況下，并且大多用于汽油機(jī)的進(jìn)氣門來(lái)降低泵氣損失。可變沖程數(shù)技術(shù)國(guó)內(nèi)外尚處于研究階段，并且只用于驅(qū)動(dòng)工況下。現(xiàn)有具有停缸技術(shù)的車型只能提供停缸功能，因此，對(duì)油耗改善程度偏低，大多只能獲得8％左右的油耗降低。另一方面，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)保有量的急劇增加，車輛安全性越來(lái)越受到人們的重視，越來(lái)越多的國(guó)家將輔助制動(dòng)系統(tǒng)列為車輛必備的附件之一。然而目前輔助制動(dòng)系統(tǒng)大多存在制動(dòng)部件長(zhǎng)時(shí)間工作容易過(guò)熱、制動(dòng)效率快速降低、制動(dòng)效率可控程度低、制動(dòng)時(shí)車輛容易跑偏、制動(dòng)系統(tǒng)占用有限的車輛空間等問(wèn)題。在目前發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)技術(shù)中，減壓輔助制動(dòng)技術(shù)的制動(dòng)效果最好，但是它是在進(jìn)排氣門運(yùn)行情況不變，在壓縮上止點(diǎn)附近以較小開度開啟排氣門或者減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)減壓制動(dòng)效果，發(fā)動(dòng)機(jī)每720°曲軸轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)一次制動(dòng)循環(huán)，屬于四沖程制動(dòng)，其制動(dòng)效果無(wú)法滿足車輛大負(fù)載制動(dòng)時(shí)的要求。

針對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)研究領(lǐng)域的問(wèn)題，大連理工大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所燃燒課題組基于在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)全工況范圍內(nèi)分區(qū)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能的思想，提出一種多模式發(fā)動(dòng)機(jī)，并且給出各種模式的應(yīng)用工況以及對(duì)氣門啟閉時(shí)刻的要求：在低速大負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)工況下，采用二沖程驅(qū)動(dòng)模式，以達(dá)到提高動(dòng)力輸出的目的；在其他發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工況下，采用四沖程驅(qū)動(dòng)模式，以達(dá)到降低燃油消耗和排放物生成的目的；在大負(fù)載制動(dòng)工況下，采用二沖程制動(dòng)模式，以達(dá)到提高制動(dòng)功率輸出的目的；在小負(fù)載制動(dòng)工況下，采用四沖程制動(dòng)模式，根據(jù)制動(dòng)負(fù)載的要求，改變制動(dòng)模式的沖程數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)輸出，以達(dá)到提高車輛安全性的目的。

目前，實(shí)用化了的可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多保留了配氣凸輪，采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)，主要分為：1)凸輪軸調(diào)相式，如TOYOTA的VVT系統(tǒng)、BMW的Vanos系統(tǒng)等；2)分階段可變氣門升程式，如Honda的VTEC系統(tǒng)等；3)連續(xù)可變氣門升程式，如BMW的Valvetronic系統(tǒng)、Hyundai的CVVL系統(tǒng)等。這類系統(tǒng)通過(guò)控制中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸氣門的啟閉正時(shí)和最大行程三者的同步調(diào)節(jié)。

較有凸輪可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，無(wú)凸輪系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更加靈活的氣門事件，同時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴，并且需要在可靠性、耐用性和氣門熱膨脹補(bǔ)償控制等方面進(jìn)行更加深入的研究。這類系統(tǒng)主要包括電磁式和電液式兩類。電磁式系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)精確控制、氣門升程可調(diào)程度等方面有待進(jìn)一步改善。較電磁式系統(tǒng)而言，電液式系統(tǒng)具有相對(duì)更高的氣門可調(diào)靈活度、更高的功率密度、布置靈活等特點(diǎn)，是目前最具潛力的可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括共軌供油式和凸輪供油式兩大類。