[發明專利]一種內燃機液壓可變氣門裝置

有效

• 申請號: 201710409587.5
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107246294B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 張翔宇;楊震寰;黃樹和;李研芳;曲栓;曹杰;丁技峰;梁永森
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F01L13/00
• 分類號: F01L13/00;F01L1/344;F01L9/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 馬倩倩

本發明提供了一種液壓可變氣門裝置，包括凸輪、外殼、襯套、單桿活塞和液壓活塞；襯套、單桿活塞和液壓活塞同軸并可沿軸向移動；液壓活塞內部自上而下設有一單向可變節流閥和一單向閥；單桿活塞與液壓活塞形成一液壓腔，在液壓活塞隨凸輪的移動過程中，該液壓腔或密閉或與外部低壓油源直接或間接相通；通過調節外部低壓油源壓力以及襯套的初始位置，可以改變所述液壓腔中液壓流體的運動規律，從而實現氣門的可變。本發明取消了昂貴的電液伺服系統，保證氣門運動靈活可變的基礎上可明顯降低成本，有利于可變氣門技術的工程化應用。

技術領域

本發明屬于發動機氣門結構技術領域，尤其是涉及一種內燃機液壓可變氣門裝置。

背景技術

內燃機至今仍然是熱效率最高、單位體積和單位重量功率最大的原動機，應用非常廣泛，然而隨著世界能源的逐漸短缺以及環境資源的不斷惡化，我們需要內燃機滿足更嚴格的排放法規。傳統內燃機采取固定型線的凸輪軸驅動氣門，這使得內燃機的排放與油耗并不能在所有的工況點達到最佳，因此，大多新型內燃機都采用可變氣門技術控制排放，降低油耗。

可變氣門技術目前主要分為基于凸輪軸的可變配氣技術及無凸輪配氣技術。前者主要改變機械結構，因此結構簡單，響應速度快，但是因為保留了凸輪，其氣門只是相對可變，并不能任意可變。而無凸輪配氣技術則可以任意的改變氣門正時、升程及持續期。就驅動方式來分，無凸輪配氣技術分為電磁驅動、電氣驅動、電機驅動、電液驅動等方式。相對于電磁驅動的能耗大，電氣驅動的響應速度低及不穩定，電機驅動的系統復雜等缺點，電液驅動的無凸輪配氣技術結構相對簡單、響應速度較快。然而它也有不可避免的缺點：高轉速下液壓系統流量不夠，氣門達到最大升程處及落座處速度快、沖擊力大。因此主要用于柴油機這種轉速較低的發動機上，除此之外，還必須要采用昂貴的電液伺服系統及相對復雜的控制技術來精確的控制氣門行程避免落座沖擊，而且在多缸機上需要多套電磁閥系統，大大增加了發動機的成本。因此，研究靈活可變而成本又相對較低適用于多缸機的可變氣門系統勢在必行。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種內燃機液壓可變氣門裝置，通過改變襯套與液壓活塞的相對位置以及外部低壓油源壓力，控制液壓流體的運動，最終實現氣門的可變。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種內燃機液壓可變氣門裝置，包括凸輪、外殼、襯套、單桿活塞和液壓活塞；所述外殼上端開口，底端設有氣門口，所述襯套沿軸向方向與所述外殼的內側壁間隙滑動配合，所述襯套的初始位置可調；所述液壓活塞和單桿活塞均沿軸向方向與所述襯套的內側壁間隙滑動配合，且上下設置，中間形成液壓腔；

所述外殼的側壁設有第一通道，所述襯套側壁設有第二通道，在所述襯套初始位置調節過程中，所述第二通道與所述第一通道始終相通；所述液壓活塞內部自上而下設有單向可變節流閥和單向閥；

所述液壓活塞隨凸輪的轉動沿軸向方向與襯套內壁間隙滑動配合，使所述第二通道可與所述液壓腔直接相通或相斷；或使所述第二通道通過單向閥或單向可變節流閥與所述液壓腔間接相通或相斷，相通時，所述第二通道內液壓流體可通過所述單向閥流進所述液壓腔，所述液壓腔內液壓流體通過所述單向可變節流閥流進所述第二通道；

其中，所述單向可變節流閥可以通過改變所述液壓腔與所述第二通道之間的壓力差來調節流閥開度；

所述單桿活塞的活塞桿上套有氣門彈簧并與氣門固定相連，所述氣門與所述外殼底部的氣門口配合；所述第一通道外接一低壓油源，所述氣門彈簧提供一預緊力，所述低壓油源壓力與所述單桿活塞截面積的乘積小于所述氣門彈簧的預緊力。

進一步的，所述外殼內設有控制齒輪，所述襯套的外表面設有一組豎直方向與所述控制齒輪嚙合的外齒，通過所述控制齒輪帶動所述襯套沿所述外殼內壁上下滑動。