双压电液压驱动增压式配气系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供双压电液压驱动增压式配气系统，包括液压油轨、第一电液控制部分、第二电液控制部分、气门体、油箱。本发明专利技术采用液压油轨显著降低了系统内压力波动引起的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过双压电协同液压控制球阀开启和关闭液压油路，利用增压活塞对增压腔内液压油进行增压，进而对液压活塞两端液压力灵活控制，利用作用在液压活塞和气门上的压力差实现气门运动可控，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角，通过压电堆直接驱动球阀，能灵活而精确的控制配气规律，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种内燃机，具体地说是内燃机配气系统。
技术介绍
内燃机配气装置的主要作用是在规定的时间内把燃烧后的废气排出气缸，并吸入足够量的新鲜空气，配气定时和配气持续角对燃油的经济性、内燃机功率、燃烧及排放等影响重大。进、排气过程必须严格按照内燃机定时要求进行，在多缸内燃机中，还要按照规定的发火次序来进行，以保证内燃机运转在最佳工况下。申请号为201410638791.0的专利公开了一种由机械、液压和电子控制三个子系统组成的可变配气相位系统，该系统的三个子系统相互配合可以实现可变配气相位的功能，但电子控制系统同样采用电磁阀控制，电磁阀执行机构结构复杂，电磁线圈电感作用使其响应时间滞后，导致对气门的控制精度差。申请号为200510041311.3的专利公开了一种电控气门执行机构，由壳体、壳体内底部的电磁装置、贯穿电磁装置轴向中心通孔的行程调节螺杆、行程调节螺杆上端与壳体内顶部之间设置的消噪弹簧构成，该专利技术采用电磁开关直接控制气门开闭，仍然存在结构复杂、响应慢及控制精度差的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供驱动压力可变及配气控制精度高的双压电液压驱动增压式配气系统。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术双压电液压驱动增压式配气系统，其特征是：包括配气单元、液压油轨、油箱；所述配气单元包括气门体、第一电液控制部分、第二电液控制部分、气门、外壳；所述第一电液控制部分包括第一压电堆、第一顶杆、第一球阀、第一球阀复位弹簧，第一压电堆安装在气门体里，第一顶杆位于第一顶杆腔里并位于第一压电堆的下方，第一球阀位于在第一球阀腔里，第一球阀腔位于第一顶杆腔下方，第一球阀复位弹簧腔位于第一球阀腔下方，第一球阀复位弹簧设置在第一球阀复位弹簧腔里并位于第一球阀下面，第一球阀腔上端与第一球阀相配合的位置为第一密封座面，第一球阀腔下端与第一球阀相配合的位置为第二密封座面；第一电液控制部分下方设置增压活塞，增压活塞与第一电液控制部分之间形成第一控制腔，增压活塞下方设置第二电液控制部分，第二电液控制部分与增压活塞之间形成增压腔；所述第二电液控制部分包括第二压电堆、第二顶杆、第二球阀、第二球阀复位弹簧、液压活塞，第二压电堆安装在气门体里并位于增压腔下方，第二顶杆设置在第二顶杆腔里并位于第二压电堆下方，第二球阀腔设置在第二顶杆腔下方，第二球阀复位弹簧腔设置在第二球阀腔下方，第二球阀设置在第二球阀腔里，第二球阀复位弹簧设置在第二球阀复位弹簧腔里，第二球阀分别与第二球阀腔上端面和第二球阀腔下端面相配合，第二球阀腔上端面与第二球阀配合处为第三密封座面，第二球阀腔下端面与第二球阀配合处为第四密封座面，液压活塞设置在气门体里，液压活塞与其下方的气门体之间形成第二控制腔，液压活塞与其上方的气门体之间形成第三控制腔；气门体里分别设置总回油孔、第一顶杆腔、第二顶杆腔、第一高压进油孔、第二高压进油孔、第三高压进油孔、第一高低压通孔、第二高低压通孔、第一低压回油孔、第二低压回油孔、第一球阀腔、第二球阀腔、第一球阀复位弹簧腔、第二球阀复位弹簧腔，总回油管连通油箱，第一高压进油孔分别连通第一顶杆腔和液压油轨，第一低压回油孔分别连通第一球阀复位弹簧腔和总回油管，第一高低压通孔分别连通第一球阀腔和第一控制腔，第二球阀复位弹簧腔连通第二高压进油孔，第三控制腔连通第三高压进油孔，第二高压进油孔和第三高压进油孔连通后连通增压腔，第二低压回油孔分别连通第二顶杆腔和总回油管，第二高低压通孔分别连通第二球阀腔和第二控制腔；液压活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。本专利技术还可以包括：1、增压腔通过吸油管路与总回油管相通，吸油管路上安装吸油单向阀。2、增压活塞上端面面积大于其下端面面积，液压活塞上断面面积小于其下端面面积。本专利技术的优势在于：本专利技术通过第一电液控制部分和第二电液控制部分协同通断电分别控制第一球阀和第二球阀位移，在配气系统内部实现高低压油路间灵活转换，通过增压活塞对增压腔内的液压油增压，使作用在液压活塞上的液压力灵活变化，利用作用在液压活塞和气门上的压力差实现气门运动可控，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角；采用液压油轨显著降低了由于电液控制部分切换高低压油路时引起的液压油压力波动导致的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过压电堆直接驱动球阀，能灵活而精确的控制配气规律，有利于内燃机不同工况下灵活配气方式的实现，显著提高了气门控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的第一电液控制部分的示意图；图3为本专利技术的第二电液控制部分的示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1～3，本专利技术一种双压电液压驱动增压式配气系统，它由液压油轨1、液压油管2、第一电液控制部分3、第一控制腔4、增压活塞5、增压活塞复位弹簧6、吸油单向阀7、增压腔8、第二电液控制部分9、气门体10、弹簧座11、气门复位弹簧12、气门13、外壳14、通气口15、气门座16、回油管17、油箱18、滤器19和液压油泵20组成。液压油轨1左端通过液压油管分别与液压油泵20、滤器19和油箱18相连通，液压油轨1上开有多个液压油出口，液压油出口的个数根据内燃机气缸的个数确定，液压油出口通过液压油管2与气门体10上开有的液压进油口相连通，气门体10上开有的低压回油口通过回油管17连通油箱18。第一电液控制部分3由电气接头21、第一压电堆22、第一高压进油孔23、第一密封座面24、第一球阀复位弹簧25、第一高低压通孔26、第一低压回油孔27、第二密封座面28、第一球阀29和第一顶杆30组成。第二电液控制部分9由第二顶杆31、第三密封座面32、第二球阀33、第二高压进油孔34、第三高压进油孔35、液压活塞36、第二控制腔37、第二高低压通孔38、第三控制腔39、第二球阀复位弹簧40、第四密封座面41、第二低压回油孔42和第二压电堆43组成。气门体10上分别设计有第一高压进油孔23、第一密封座面24、第一高低压通孔26、第一低压回油孔27、第二密封座面28、第三密封座面32、第二高压进油孔34、第三高压进油孔35、第二高低压通孔...

【技术保护点】
双压电液压驱动增压式配气系统，其特征是：包括配气单元、液压油轨、油箱；所述配气单元包括气门体、第一电液控制部分、第二电液控制部分、气门、外壳；所述第一电液控制部分包括第一压电堆、第一顶杆、第一球阀、第一球阀复位弹簧，第一压电堆安装在气门体里，第一顶杆位于第一顶杆腔里并位于第一压电堆的下方，第一球阀位于在第一球阀腔里，第一球阀腔位于第一顶杆腔下方，第一球阀复位弹簧腔位于第一球阀腔下方，第一球阀复位弹簧设置在第一球阀复位弹簧腔里并位于第一球阀下面，第一球阀腔上端与第一球阀相配合的位置为第一密封座面，第一球阀腔下端与第一球阀相配合的位置为第二密封座面；第一电液控制部分下方设置增压活塞，增压活塞与第一电液控制部分之间形成第一控制腔，增压活塞下方设置第二电液控制部分，第二电液控制部分与增压活塞之间形成增压腔；所述第二电液控制部分包括第二压电堆、第二顶杆、第二球阀、第二球阀复位弹簧、液压活塞，第二压电堆安装在气门体里并位于增压腔下方，第二顶杆设置在第二顶杆腔里并位于第二压电堆下方，第二球阀腔设置在第二顶杆腔下方，第二球阀复位弹簧腔设置在第二球阀腔下方，第二球阀设置在第二球阀腔里，第二球阀复位弹簧设置在第二球阀复位弹簧腔里，第二球阀分别与第二球阀腔上端面和第二球阀腔下端面相配合，第二球阀腔上端面与第二球阀配合处为第三密封座面，第二球阀腔下端面与第二球阀配合处为第四密封座面，液压活塞设置在气门体里，液压活塞与其下方的气门体之间形成第二控制腔，液压活塞与其上方的气门体之间形成第三控制腔；气门体里分别设置总回油孔、第一顶杆腔、第二顶杆腔、第一高压进油孔、第二高压进油孔、第三高压进油孔、第一高低压通孔、第二高低压通孔、第一低压回油孔、第二低压回油孔、第一球阀腔、第二球阀腔、第一球阀复位弹簧腔、第二球阀复位弹簧腔，总回油管连通油箱，第一高压进油孔分别连通第一顶杆腔和液压油轨，第一低压回油孔分别连通第一球阀复位弹簧腔和总回油管，第一高低压通孔分别连通第一球阀腔和第一控制腔，第二球阀复位弹簧腔连通第二高压进油孔，第三控制腔连通第三高压进油孔，第二高压进油孔和第三高压进油孔连通后连通增压腔，第二低压回油孔分别连通第二顶杆腔和总回油管，第二高低压通孔分别连通第二球阀腔和第二控制腔；液压活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。...

【技术特征摘要】
1.双压电液压驱动增压式配气系统，其特征是：包括配气单元、液压油轨、
油箱；所述配气单元包括气门体、第一电液控制部分、第二电液控制部分、气
门、外壳；
所述第一电液控制部分包括第一压电堆、第一顶杆、第一球阀、第一球阀
复位弹簧，第一压电堆安装在气门体里，第一顶杆位于第一顶杆腔里并位于第
一压电堆的下方，第一球阀位于在第一球阀腔里，第一球阀腔位于第一顶杆腔
下方，第一球阀复位弹簧腔位于第一球阀腔下方，第一球阀复位弹簧设置在第
一球阀复位弹簧腔里并位于第一球阀下面，第一球阀腔上端与第一球阀相配合
的位置为第一密封座面，第一球阀腔下端与第一球阀相配合的位置为第二密封
座面；
第一电液控制部分下方设置增压活塞，增压活塞与第一电液控制部分之间
形成第一控制腔，增压活塞下方设置第二电液控制部分，第二电液控制部分与
增压活塞之间形成增压腔；
所述第二电液控制部分包括第二压电堆、第二顶杆、第二球阀、第二球阀
复位弹簧、液压活塞，第二压电堆安装在气门体里并位于增压腔下方，第二顶
杆设置在第二顶杆腔里并位于第二压电堆下方，第二球阀腔设置在第二顶杆腔
下方，第二球阀复位弹簧腔设置在第二球阀腔下方，第二球阀设置在第二球阀
腔里，第二球阀复位弹簧设置在第二球阀复位弹簧腔里，第二球阀分别与第二
球阀腔上端面和第二球阀腔下端面相配合，第二球阀腔上端面与第二球阀配合
处为第三密封座面，第二球阀腔下端面与第二球阀配...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，白云，费红姿，李学民，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23