一种进气门装置、配气系统及配气相位切换方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及发动机设备技术领域，尤其涉及一种进气门装置、配气系统及配气相位切换方法。本发明专利技术的进气门装置包括顺次连接的凸轮、气门传动机构和进气门，凸轮转动推动气门传动机构运动，以控制进气门的开启和关闭；凸轮的轮廓线包括多段分别具有不同升程的型线，以使气门传动机构能带动进气门分别实现多种配气相位；气门传动机构上设置有液压控制机构，液压控制机构用于控制进气门在各种配气相位之间切换。该进气门装置能够兼顾至少两种不同工况对配气相位的要求，特别是能同时满足气门的米勒升程和普通正常升程的性能和动力学要求，同时还能实现对不同配气相位的灵活切换，切换过程准确性高，从而机动性的实现发动机的最优性能和排放目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机设备
，尤其涉及一种进气门装置、配气系统及配气相位切换方法。
技术介绍
随着环境的恶化和温室效应的影响，人们对传统柴油机排放污染物关注的同时，也越来越关注二氧化碳的排放，这就需要柴油机技术路线升级过程中，需要对更多的变量实现可控，配气机构作为柴油机进气系统的主要装置，其对进气量、配气相位的灵活控制与否关系到柴油机的性能与排放指标。其中，配气机构是发动机的重要组成部分，其主要功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。气门式配气机构主要由气门组和气门传动组两部分构成。配气相位，又称配气定时，是以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续时间。不同的发动机，由于结构和转速的不同，其配气定时也不相同，即使是同一台发动机，其配气定时也应随转速的变化而变化，目前大多数发动机采用不变的配气定时，它只适用于发动机某一常用转速。现在的柴油机多采用的是固定配气相位，即在全负荷全工况下的配气相位是唯一的，这样不利于实现对进气系统的灵活控制，且不利于实现全工况下最优的柴油机性能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供了一种进气门装置、配气系统及配气相位切换方法，该装置能同时满足气门的米勒升程和普通正常升程的性能和动力学要求，以实现气门升程的灵活可控切换，从而使得该配气系统在不同工况下都能实现性能与排放的最优状态。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种进气门装置，包括顺次连接的凸轮、气门传动机构和进气门，所述凸轮转动推动气门传动机构运动，以控制所述进气门的开启和关闭；所述凸轮的轮廓线包括多段分别具有不同升程的型线，以使所述气门传动机构能带动进气门分别实现多种配气相位；所述气门传动机构上设置有液压控制机构，所述液压控制机构用于控制进气门在各种配气相位之间切换。进一步的，所述凸轮的轮廓线包括基圆、第一型线和第二型线，所述第一型线通过第二型线与基圆连接，且所述第一型线的升程大于所述第二型线的升程。进一步的，所述第一型线的两端分别通过所述第二型线与基圆连接。进一步的，所述气门传动机构包括挺柱导杆组、摇臂轴和驱动活塞，所述摇臂轴的一端通过挺柱导杆组与凸轮连接，且所述摇臂轴与挺柱导杆组之间设有导杆间隙；所述摇臂轴的另一端通过驱动活塞与进气门连接，所述摇臂轴与驱动活塞之间设有活塞腔，所述活塞腔的高度即为气门间隙；所述液压控制机构设置于所述摇臂轴与活塞腔之间。进一步的，所述液压控制机构包括：主油道；控制滑阀，可滑动的密封设置于所述摇臂轴内，所述控制滑阀的两端分别设有第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面分别与所述主油道连接，所述第一端面的面积大于第二端面的面积，所述第二端面顶端设有滑阀弹簧；控制阀，设置于所述控制滑阀的第一端面与所述主油道之间，用于控制所述控制滑阀在第一状态和第二状态之间滑动切换；单向阀，设置于所述活塞腔的进油端和出油端之间，所述活塞腔的进油端与控制滑阀的第二端面始终保持连通；所述控制滑阀在第一状态和第二状态之间滑动切换时，所述活塞腔的出油端与控制滑阀的第二端面之间连通或断开。进一步的，所述控制阀关闭，所述控制滑阀在所述滑阀弹簧的作用下滑动至第一状态时，所述活塞腔的进油端和出油端分别与所述控制滑阀的第二端面之间连通；所述控制滑阀滑动至第二状态时，所述控制阀打开，所述活塞腔的进油端与控制滑阀的第二端面之间连通，所述活塞腔的出油端与控制滑阀的第二端面之间断开。进一步的，所述摇臂轴与挺柱导杆组之间设有用于调节所述导杆间隙的调节螺栓。本专利技术还提供了一种配气系统，包括如上所述的进气门装置。本专利技术还提供了一种配气相位切换方法，包括如下步骤：间隙调节：在摇臂轴的一端与挺柱导杆组之间设置导杆间隙，所述导杆间隙的宽度与凸轮的第二型线的升程相匹配，利用所述导杆间隙在所述摇臂轴的另一端与驱动活塞之间的活塞腔内设置气门间隙；将进气门切换至第一种配气相位：关闭电磁阀，使得液压控制机构的控制滑阀在滑阀弹簧的作用下滑动至第一状态，此时所述控制滑阀的第一端面与外界连通，所述控制滑阀的第二端面同时与主油道、活塞腔的进油端、及活塞腔的出油端连通，从而使得所述凸轮在转动时，所述第二型线的升程被导杆间隙抵消，此时所述进气门的开闭状态仅与所述凸轮的第一型线的升程相匹配；将所述进气门切换至第二种配气相位：打开电磁阀，此时所述控制滑阀的第一端面和第二端面分别与主油道连通，使得所述控制滑阀在两端面压力差的作用下滑动至第二状态，此时所述控制滑阀的第一端面和第二端面分别与主油道连通，所述第二端面与活塞腔的进油端连通，且与所述活塞腔的出油端断开，从而使得所述凸轮转动时，所述气门间隙内充满液压油，此时所述进气门的开闭状态与所述凸轮的整体轮廓线的升程相匹配。进一步的，所述在摇臂轴的一端与挺柱导杆组之间设置导杆间隙，进一步包括：在驱动活塞和进气门之间设置一具有预设高度的衬垫，所述预设高度等于所述凸轮的第二型线的升程；通过调节螺栓使得所述摇臂轴与挺柱导杆组之间贴合；取出所述衬垫，以使所述摇臂轴与挺柱导杆组之间具有所述导杆间隙。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术的进气门装置包括顺次连接的凸轮、气门传动机构和进气门，凸轮转动推动气门传动机构运动，以控制进气门的开启和关闭；凸轮的轮廓线包括多段分别具有不同升程的型线，以使气门传动机构能带动进气门分别实现多种配气相位；气门传动机构上设置有液压控制机构，液压控制机构用于控制进气门在各种配气相位之间切换。该进气门装置在同一凸轮的轮廓线上设置多段分别具有不同升程的型线，以使该进气门装置能够兼顾至少两种不同工况对配气相位的要求，特别是能同时满足气门的米勒升程和普通正常升程的性能和动力学要求，且通过液压控制机构实现不同配气相位的灵活切换，从而机动性的实现发动机的最优性能和排放目标；该液压控制机构的结构紧凑，对发动机本体改动较小，且直接使用发动机上的润滑油作为压力源，不必增加额外的辅助装置，在配气相位的切换过程中响应迅速、准确，能够实现不同气门升程的灵活、准确的切换。附图说明图1为本专利技术实施例的进气门装置的装配图；图2为本专利技术实施例的凸轮的截面结构示意图；图3为本专利技术实施例的控制滑阀处于第一状态时的结构示意图；图4为本专利技术实施例的控制滑阀处于第二状态时的结构示意图；图5为本专利技术实施例的活塞腔的气门间隙调节示意图；图6为本专利技术实施例的进气门的气门升程曲线图.其中，1、凸轮；110、第一型线；120、第二型线；130、第一曲线；140、第二曲线；2、挺柱导杆组；3、控制阀；4、摇臂轴；5、调节螺栓；51、导杆间隙；52、第一位置；53、第二位置；6、主油道；61、第一油道；62、第二油道；63、第三油道；64、第四油道；7、单向阀螺钉；71、活塞腔；72、单向阀；8、驱动活塞；9、控制滑阀；A、第一端面；B、第二端面；10、密封螺栓；11、进气门。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进气门装置，其特征在于，包括顺次连接的凸轮、气门传动机构和进气门，所述凸轮转动推动气门传动机构运动，以控制所述进气门的开启和关闭；所述凸轮的轮廓线包括多段分别具有不同升程的型线，以使所述气门传动机构能带动进气门分别实现多种配气相位；所述气门传动机构上设置有液压控制机构，所述液压控制机构用于控制进气门在各种配气相位之间切换。

【技术特征摘要】
1.一种进气门装置，其特征在于，包括顺次连接的凸轮、气门传动机构和进气门，所述凸轮转动推动气门传动机构运动，以控制所述进气门的开启和关闭；所述凸轮的轮廓线包括多段分别具有不同升程的型线，以使所述气门传动机构能带动进气门分别实现多种配气相位；所述气门传动机构上设置有液压控制机构，所述液压控制机构用于控制进气门在各种配气相位之间切换。2.根据权利要求1所述的进气门装置，其特征在于，所述凸轮的轮廓线包括基圆、第一型线和第二型线，所述第一型线通过第二型线与基圆连接，且所述第一型线的升程大于所述第二型线的升程。3.根据权利要求2所述的进气门装置，其特征在于，所述第一型线的两端分别通过所述第二型线与基圆连接。4.根据权利要求1-3中任一项所述的进气门装置，其特征在于，所述气门传动机构包括挺柱导杆组、摇臂轴和驱动活塞，所述摇臂轴的一端通过挺柱导杆组与凸轮连接，且所述摇臂轴与挺柱导杆组之间设有导杆间隙；所述摇臂轴的另一端通过驱动活塞与进气门连接，所述摇臂轴与驱动活塞之间设有活塞腔，所述活塞腔的高度即为气门间隙；所述液压控制机构设置于所述摇臂轴与活塞腔之间。5.根据权利要求4所述的进气门装置，其特征在于，所述液压控制机构包括：主油道；控制滑阀，可滑动的密封设置于所述摇臂轴内，所述控制滑阀的两端分别设有第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面分别与所述主油道连接，所述第一端面的面积大于第二端面的面积，所述第二端面顶端设有滑阀弹簧；控制阀，设置于所述控制滑阀的第一端面与所述主油道之间，用于控制所述控制滑阀在第一状态和第二状态之间滑动切换；单向阀，设置于所述活塞腔的进油端和出油端之间，所述活塞腔的进油端与控制滑阀的第二端面始终保持连通；所述控制滑阀在第一状态和第二状态之间滑动切换时，所述活塞腔的出油端与控制滑阀的第二端面之间连通或断开。6.根据权利要求5所述的进气门装置，其特征在于，所述控制阀关闭时，所述控制滑阀在所述滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾德民，王波，李志杰，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37