[發明專利]一種變模式氣門驅動系統

有效

• 申請號: 201710423007.8
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107023342B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 崔靖晨;隆武強;田華;田江平;馮立巖;王陽;劉威
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F01L13/06
• 分類號: F01L13/06;F01L1/26;F01L9/02;F01L1/24
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 花向陽;楊翠翠

一種變模式氣門驅動系統，屬于發動機氣門驅動、停缸及輔助制動領域。它包括排氣制動凸輪、排氣驅動凸輪、進氣驅動凸輪和進氣制動凸輪，各凸輪均通過推桿、搖臂等驅動氣門。還包括設置在各凸輪和相應氣門組件之間或各凸輪和相應氣門橋組件之間的排氣制動支點組件、排氣驅動支點組件、進氣驅動支點組件和進氣制動支點組件。通過控制各支點的狀態，實現四沖程驅動、二沖程制動、停缸等模式，達到低油耗、低排放和高效制動的目的。本發明結構緊湊、可靠性高、成本低廉。

技術領域

本發明涉及一種變模式氣門驅動系統，屬于發動機氣門驅動、停缸及輔助制動領域。

背景技術

隨著發動機保有量的急劇增加，能源與環境問題已成為制約我國可持續發展的重大問題之一。因其能夠有效降低發動機的油耗和排放，停缸技術備受關注。研究表明：停缸時完全關閉進排氣門可以有效降低泵氣損失，提高停缸技術降低油耗和排放的能力。

車輛安全性越來越受到人們的重視，越來越多的國家將輔助制動系統列為車輛必備的附件之一。然而目前輔助制動系統大多存在制動部件長時間工作容易過熱、制動效率快速降低、制動效率可控程度低、制動時車輛容易跑偏、制動系統占用車輛空間等問題。在目前發動機輔助制動技術中，減壓輔助制動技術的制動效果最好，它是在進排氣門運行情況不變的基礎上，在壓縮上止點附近以較小開度開啟排氣門或者減壓閥來實現減壓制動效果，發動機每750°曲軸轉角實現一次制動循環，屬于四沖程制動，但其制動效果無法滿足車輛大負載制動時的要求。

目前，發動機小型化（Down-size）和低速化（Down-speed）已成為公認的節能減排的發展趨勢；而發動機制動時，缸徑越小、轉速越低，其制動效果越差，因此實現二沖程制動模式勢在必行。實現二沖程制動的關鍵在于實現發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式靈活切換的氣門驅動系統設計。

由于現有實用化的可變氣門驅動系統大多用于四沖程驅動模式的發動機，不能滿足變模式發動機的要求，因此開發一套結構緊湊、可靠性高、成本低廉且滿足變模式發動機要求的氣門驅動系統勢在必行。發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式下，進/排氣門開啟頻率、開啟正時和開啟持續期均存在極大地差異，這極大地增加了變模式氣門驅動系統的開發難度。皆可博公司提出了一種HPD機構，它實現了發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式靈活切換。據該公司（SAE 2016-01-8061）報道，HPD機構存在泄漏嚴重等問題，并且針對6缸機，該機構采用5個控制閥來實現兩級制動（3缸制動或者6缸制動）。此外，該機構還存在驅動和制動調節機構都安裝在搖臂上導致的運動件數量多、質量大等問題，這不利于氣門驅動系統實現低能耗；此外，搖臂的運動慣性力大，系統各部件的接觸部分容易發生破壞。該機構的驅動油從作為搖臂固定支點的軸的內部引到搖臂移動支點上來調節驅動和制動調節機構，油路較為復雜，加工不易。因此一款具備結構緊湊、可靠性高、成本低廉、能耗低、零泄漏等特點，可實現四沖程驅動模式和二沖程制動模式，并在兩種模式下均可實現停缸功能的變模式氣門驅動系統勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于：通過設計一種變模式氣門驅動系統，用于實現：（a）為了達到發動機低油耗、低排放和高效制動的運行，需要氣門驅動系統實現四沖程驅動模式、二沖程制動模式、停缸等多種模式。（b）為了滿足市場需求，需要氣門驅動系統實現結構緊湊、工作可靠、成本低廉、低能耗、零泄漏等。（c）為了拓展應用范圍，需要針對不同機型，提供不同的布置方式；為了進一步提高發動機性能，需要該系統可以很容易地與現有可變氣門機構相兼容。（d）為了降低系統成本，需要減少控制閥的數量。（e）為了提高零部件的通用性和可更換性，需要將各組件采用標準件或者設計成獨立模塊。