[發明專利]基于FCE模式下的電磁氣門驅動系統

在審

• 申請號: 201810016115.8
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108035781A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 王滸;楊嘉;堯命發;王洋;賀子晗;馬俊生
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01L9/04
• 分類號: F01L9/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

本發明公開了基于FCE模式下的電磁氣門驅動系統，包括氣門罩，氣門罩底部通過螺栓與缸蓋固定連接，鎖片鑲嵌在氣門罩內頂壁中間，氣門導管鑲嵌在缸蓋中間的開槽內，氣門穿過氣門導管以及位于氣門罩內下部的銜鐵設置，氣門的頂端與鎖片相對設置，氣門與氣門導管上下滑動相連，氣門與銜鐵固定相連，氣門彈簧套在銜鐵上部的氣門上，氣門彈簧的上端與鎖片固定相連并且下端與銜鐵固定相連，電磁線圈固定在氣門罩內并且與氣門彈簧間隔設置，電磁線圈與線圈導線連接，線圈導線通過電磁氣門驅動系統的處理控制單元與發動機的電子控制單元連接。本裝置可以實現缸內混合氣活性與濃度分層協同控制的高效清潔燃燒。

技術領域

本發明涉及電磁氣門驅動系統，特別涉及基于FCE模式下的電磁氣門驅動系統。

背景技術

FCE(Flexible Cylinder Engine)模式發動機由重整缸和工作缸組成，雖然內燃機是迄今為止熱效率最高的動力機械，但是隨著世界的能源危機和環境污染的問題日益嚴重，需要發動機實現高效清潔燃燒。為了突破傳統內燃機燃燒方式所決定的有害排放和熱效率兩個極限，近年來眾多學者提出多種高效清潔的新型燃燒技術。可變缸重整燃燒策略(Flexible cylinder engine，FCE)的發動機主體要由一個重整缸及若干個工作缸組成，具體結構參見圖1，主體部分將發動機分為工作缸回路和重整缸回路。所述工作缸回路由進氣總管1、三通閥4、工作缸7、工作缸進氣管8、EGR控制閥15、EGR管2、中冷器3、壓氣機16、渦輪機17、排氣管18和排氣后處理裝置19組成；所述重整缸回路由重整缸5、重整缸9、三通閥14、重整氣管12、中冷器13、混合腔6組成。10、11分別為電磁氣門驅動系統的處理控制單元和發動機的電子控制單元。具體工作流程為：重整缸負責重整燃料，重整后的重整氣經過管路冷卻后導入到工作缸中參與燃燒。根據工作缸的工作情況，控制重整缸的重整產物的活性，再導入工作缸中，從而工作缸可以實現高效清潔燃燒。其中，可變氣門機構是控制重整缸重整產物的一種方式。可變氣門機構主要分為有凸輪軸可變氣門和無凸輪軸可變氣門。前者基于凸輪軸的機械結構，只能相對的改變氣門的升程或者正時，不符合FCE模式的要求。無凸輪軸氣門技術取消了傳統氣門機構的凸輪軸傳動件，而用電磁、電液、電氣以及電機等方式驅動，可以靈活的控制進排氣門的開啟時刻與持續時間，沒有凸輪軸也簡化了氣門結構的空間。Aura Systems公司、FEV公司和通用汽車公司分別提出了工作原理基本相同的采用雙彈簧雙電磁鐵氣門驅動方案，它的主要問題是氣門落座沖擊，電磁響應速度不夠高，能量消耗及尺寸過大。國內外研究人員也對電液式氣門驅動機構進行了大量的研究，如Ford公司的電控無彈簧雙作用液壓活塞可變氣門驅動系統、Lucas公司的電控有彈簧單作用液壓活塞可變氣門驅動系統、南卡萊羅納大學的電液驅動無凸輪系統、戴姆勒一奔馳公司的電液驅動活塞雙彈簧系統等，電液氣門驅動機構的主要問題是響應速度不夠高、氣門落座沖擊、能耗過大和系統復雜等。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的不足，提供一種可以實現缸內混合氣活性與濃度分層協同控制的高效清潔燃燒的基于FCE模式下的電磁氣門驅動系統。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明基于FCE模式下的電磁氣門驅動系統，包括氣門罩，所述的氣門罩底部通過螺栓與缸蓋固定連接，鎖片鑲嵌在氣門罩內頂壁中間，氣門導管鑲嵌在缸蓋中間的開槽內，氣門穿過氣門導管以及位于氣門罩內下部的銜鐵設置，氣門的頂端與鎖片相對設置，所述的氣門與氣門導管上下滑動相連，所述的氣門與銜鐵固定相連，氣門彈簧套在銜鐵上部的氣門上，所述的氣門彈簧的上端與鎖片固定相連并且下端與銜鐵固定相連，電磁線圈固定在氣門罩內并且與氣門彈簧間隔設置，所述電磁線圈與線圈導線連接，所述線圈導線通過電磁氣門驅動系統的處理控制單元與發動機的電子控制單元連接，在電磁線圈通入電流時，所述的電磁線圈能夠吸附銜鐵沿氣門罩內壁向上滑動至電磁線圈底部或者在切斷電磁線圈電流時，所述的銜鐵沿氣門罩內壁向下滑動與電磁線圈分離直至支撐在缸蓋頂壁。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：