[發(fā)明專利]一種二四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810607882.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108894839B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翔宇;張樹(shù)勇;黃樹(shù)和;李研芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所（天津）
• 主分類(lèi)號(hào): F01L1/344
• 分類(lèi)號(hào): F01L1/344;F01L1/46;F02D13/02
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發(fā)明提供了一種二四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)系統(tǒng)，包括凸輪軸、第一凸輪、第二凸輪、液壓缸、氣門(mén)和凸輪相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；第一凸輪與第二凸輪并列套于凸輪軸，且至少有一個(gè)為活動(dòng)凸輪；液壓缸頂部并列設(shè)有第一液壓腔和第二液壓腔，第一液壓腔和第二液壓腔的內(nèi)部分別設(shè)有可上下滑動(dòng)第一柱塞和第二柱塞；氣門(mén)頂端與活塞固定連接，活塞可沿液壓缸內(nèi)壁間隙滑動(dòng)；通過(guò)控制凸輪相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以使第一凸輪與第二凸輪至少實(shí)現(xiàn)凸輪相位部分重疊以及凸輪相位沿凸輪軸軸心對(duì)稱分布兩種狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)2/4沖程可變。本發(fā)明不需要在每一個(gè)工作循環(huán)下都對(duì)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，而是在沖程需要改變的工況下才進(jìn)行調(diào)整，控制簡(jiǎn)單，有利于可變氣門(mén)技術(shù)的工程化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種二四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)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(dòng)機(jī)，應(yīng)用非常廣泛，然而隨著世界能源的逐漸短缺以及環(huán)境資源的不斷惡化，我們需要內(nèi)燃機(jī)滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)采取固定型線的凸輪軸驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，這使得內(nèi)燃機(jī)的排放與油耗并不能在所有的工況點(diǎn)達(dá)到最佳，因此，大多新型內(nèi)燃機(jī)都采用可變氣門(mén)技術(shù)控制排放，降低油耗。

可變氣門(mén)技術(shù)目前主要分為基于凸輪軸的可變配氣技術(shù)及無(wú)凸輪配氣技術(shù)。前者主要改變機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，但是因?yàn)楸Ａ袅送馆啠錃忾T(mén)只是相對(duì)可變，并不能任意可變。而無(wú)凸輪配氣技術(shù)則可以任意的改變氣門(mén)正時(shí)、升程及持續(xù)期。就驅(qū)動(dòng)方式來(lái)分，無(wú)凸輪配氣技術(shù)分為電磁驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電液驅(qū)動(dòng)等方式。相對(duì)于電磁驅(qū)動(dòng)的能耗大，電氣驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)速度低及不穩(wěn)定，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，電液驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪配氣技術(shù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度較快。然而它也有不可避免的缺點(diǎn)：高轉(zhuǎn)速下液壓系統(tǒng)流量不夠，氣門(mén)達(dá)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(jī)這種轉(zhuǎn)速較低的發(fā)動(dòng)機(jī)上，除此之外，還必須要采用昂貴的電液伺服系統(tǒng)及相對(duì)復(fù)雜的控制技術(shù)來(lái)精確的控制氣門(mén)行程避免落座沖擊，大大增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的成本。因此，需要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)具體的用途來(lái)采用合適的可變氣門(mén)技術(shù)。

已經(jīng)公知的是，如發(fā)明專利(名稱：多模式2沖程/4沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；專利號(hào)：200880102440.0)中所描述的，通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)沖程從4沖程運(yùn)行切換到2沖程運(yùn)行可以使得燃燒頻率被翻倍,甚至在每一循環(huán)的輸出功相同時(shí)也實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的翻倍。

已經(jīng)公知的是，發(fā)動(dòng)機(jī)同一轉(zhuǎn)速下，4沖程模式可比2沖程模式具有更大的氣門(mén)開(kāi)啟持續(xù)期以及更高的氣門(mén)升程。由此，有必要針對(duì)上述需求，研究耗能低而又靈活可變的氣門(mén)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)2/4沖程互換功能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種二四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)系統(tǒng)，通過(guò)改變兩個(gè)凸輪的相對(duì)位置，可以實(shí)現(xiàn)2/4沖程互換功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種二四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)系統(tǒng)，包括凸輪軸、第一凸輪、第二凸輪、液壓缸、氣門(mén)和凸輪相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述第一凸輪與第二凸輪并列套于所述凸輪軸上，且所述第一凸輪與第二凸輪中至少有一個(gè)可繞凸輪軸旋轉(zhuǎn)，可繞凸輪軸旋轉(zhuǎn)的凸輪中設(shè)置所述凸輪相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述凸輪相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使所述第一凸輪與第二凸輪至少實(shí)現(xiàn)凸輪相位部分重疊以及凸輪相位沿所述凸輪軸的軸心對(duì)稱分布兩種狀態(tài)；所述液壓缸的頂部并列設(shè)有第一液壓腔和第二液壓腔，所述第一液壓腔和第二液壓腔的內(nèi)部分別設(shè)有第一柱塞和第二柱塞；所述第一凸輪與第二凸輪在隨凸輪軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中分別驅(qū)動(dòng)第一柱塞和第二柱塞上下滑動(dòng)；所述氣門(mén)的頂端與活塞固定連接，所述氣門(mén)中部套有帶預(yù)緊力的氣門(mén)彈簧，所述氣門(mén)底部與氣門(mén)座接觸配合；所述活塞可沿液壓缸的內(nèi)壁間隙滑動(dòng)。