[發(fā)明專利]一種高速大流量氣動先導式可變配氣結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710116881.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106949246B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉昊;韓思敏;劉坤;呂攀
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;F16K1/36;F16K27/02;F16K31/363;F01L9/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種高速大流量氣動先導式可變配氣結構。包括閥體、閥芯、限位套筒、彈簧和閥蓋，閥體兩側結構對稱，且兩側內部開有結構相同的兩個內腔，兩個內腔分別用于進/排氣，兩個內腔中均裝有閥芯、限位套筒和彈簧，閥體頂端安裝閥蓋；閥體一側結構的頂端、底端和側壁均開有盲孔，頂端和底端的盲孔同軸布置且相連通，底端和側壁端盲孔之間相連通，閥芯包括從上到下依次同軸固定連接的動力活塞、平衡活塞和氣門。本發(fā)明能克服傳統(tǒng)配氣機構無法在高壓氣體環(huán)境下維持工作的缺陷，確保配氣系統(tǒng)工作的可靠性；消除了凸輪驅動的線型約束，實現配氣相位靈活連續(xù)可變，有效使氣動發(fā)動機減少高壓氣體損失，提高能量轉化效率，且結構簡單，易于控制。

技術領域

本發(fā)明涉及了可變配氣結構，尤其是涉及了一種高速大流量氣動先導式可變配氣結構，可用作氣動發(fā)動機的配氣機構，或適用于其它對進氣過程具有高壓大流量精確控制要求的工作環(huán)境。

背景技術

隨著我國經濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高，作為我國支柱產業(yè)之一的汽車工業(yè)正以前所未有的速度迅速的發(fā)展壯大。我國汽車保有量增長迅速，汽車行業(yè)的能源壓力和環(huán)保壓力也日漸增大。車用燃料是汽車工業(yè)的血液。目前，汽車燃料仍主要是以石油產品中的汽油、柴油為主。內燃機汽車消耗大量石油、天然氣等寶貴不可再生的化石資源，是大家公認的耗能大戶。尤其是隨著汽車保有量的急劇增加，化石燃料被大量消耗，這就造成石油產品供需矛盾日漸嚴重。各國汽車生產廠商以及相關的科研機構在致力于提高內燃機性能以滿足日益嚴格的環(huán)保標準要求的同時，也把更多的精力投入到新一代不使用或較少使用石油等礦物質燃料、超低排放、清潔節(jié)能的新型汽車的研發(fā)當中，汽車發(fā)動機對節(jié)能環(huán)保的替代能源的需求日漸迫切。其中配氣機構是氣動發(fā)動機的核心組成部分，直接影響氣動發(fā)動機的輸出轉矩轉速、能量轉化效率和耗氣量。與傳統(tǒng)內燃機不同，氣動發(fā)動機在實際工作時缸內壓力低于進氣道壓力，在缸內外壓差的作用下，氣門表面始終承受很大的背壓，當壓力超過氣門彈簧的預緊力時，氣門將在進氣道壓力的作用下被頂開，造成密封失效、進氣泄露，從而影響整機的工作效率。另一方面配氣相位是影響氣動發(fā)動機性能的關鍵參數，而在傳統(tǒng)凸輪式配氣機構當中，配氣相位的調節(jié)受制于凸輪線型，很多時候沒有辦法調節(jié)到最佳值，所以急需本發(fā)明這種可變相位配氣機構。

發(fā)明內容

為了克服現有傳統(tǒng)配氣機構無法滿足在高壓環(huán)境下正常完成配氣工作，并且無法為氣動發(fā)動機提供最佳的配氣相位，本發(fā)明提供了一種高速大流量氣動先導式可變配氣結構，可以作為氣動發(fā)動機的配氣機構，或者應用于其它對進氣過程具有高壓大流量精確控制要求的工作環(huán)境，以解決傳統(tǒng)配氣機構的諸多不足。

本發(fā)明采用的技術方案是：

本發(fā)明包括閥體、閥芯、限位套筒、彈簧和閥蓋，閥體兩側結構對稱，且兩側內部開有結構相同的兩個內腔，兩個內腔分別用于進氣和出氣，兩個內腔中均裝有閥芯、限位套筒和彈簧，閥體頂端安裝閥蓋，閥蓋頂端與高速開關閥連接，閥體底端連接氣缸。

所述閥體一側結構的頂端、底端和側壁均開有盲孔，頂端和底端的盲孔同軸布置且通過第一臺階通孔相連通，底端和側壁端的盲孔之間通過第二臺階通孔相連通，底端盲孔的孔端面邊緣開有進/排氣門墊圈槽，進/排氣門墊圈槽安裝有墊圈；頂端盲孔上部側方的閥體側壁開有定位孔；

所述的閥芯包括從上到下依次同軸固定連接的動力活塞、平衡活塞和氣門；動力活塞和平衡活塞之間、動力活塞和氣門之間分別通過上軸和下軸固定連接，動力活塞通過密封墊和壓緊螺母連接在上軸頂端，動力活塞和平衡活塞的側周面分別開有動力活塞密封圈槽、平衡活塞密封圈槽；動力活塞和平衡活塞分別置于閥體頂端和底端的盲孔中，氣門位于底端盲孔的孔端面處附近；

上軸穿設第一臺階通孔并通過活塞桿密封圈密封連接，動力活塞密封圈槽內安裝有動力活塞密封圈，動力活塞通過動力活塞密封圈和頂端盲孔的側壁之間密封連接；平衡活塞密封圈槽內安裝有平衡活塞密封圈，平衡活塞通過平衡活塞密封圈和底端盲孔的側壁之間密封連接；動力活塞下方的頂端盲孔內裝有限位套筒，限位套筒和動力活塞之間的上軸套有彈簧，彈簧兩端分別連接到動力活塞底面和限位套筒內底面。