一种变模式气门驱动系统技术方案

一种变模式气门驱动系统，属于发动机气门驱动、停缸及辅助制动领域。它包括排气制动凸轮、排气驱动凸轮、进气驱动凸轮和进气制动凸轮，各凸轮均通过推杆、摇臂等驱动气门。还包括设置在各凸轮和相应气门组件之间或各凸轮和相应气门桥组件之间的排气制动支点组件、排气驱动支点组件、进气驱动支点组件和进气制动支点组件。通过控制各支点的状态，实现四冲程驱动、二冲程制动、停缸等模式，达到低油耗、低排放和高效制动的目的。本发明专利技术结构紧凑、可靠性高、成本低廉。

A variable mode valve actuation system

The utility model relates to a variable mode valve drive system, belonging to the field of engine valve driving, cylinder stopping and auxiliary braking. The utility model comprises an exhaust brake cam, an exhaust driving cam, an air inlet driving cam and an air inlet brake cam, wherein each cam drives the valve through a push rod, a rocker arm and the like. Also includes the exhaust brake assembly, exhaust fulcrum is arranged between the cam and the corresponding valve between the components or the cam and the corresponding valve drive axle assembly components, drive components fulcrum fulcrum of intake and intake braking pivot assembly. By controlling the state of each pivot, four stroke drive, two stroke braking and stop cylinder mode are realized to achieve low fuel consumption, low emission and high efficiency braking. The invention has the advantages of compact structure, high reliability and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种变模式气门驱动系统
本专利技术涉及一种变模式气门驱动系统，属于发动机气门驱动、停缸及辅助制动领域。
技术介绍
随着发动机保有量的急剧增加，能源与环境问题已成为制约我国可持续发展的重大问题之一。因其能够有效降低发动机的油耗和排放，停缸技术备受关注。研究表明：停缸时完全关闭进排气门可以有效降低泵气损失，提高停缸技术降低油耗和排放的能力。车辆安全性越来越受到人们的重视，越来越多的国家将辅助制动系统列为车辆必备的附件之一。然而目前辅助制动系统大多存在制动部件长时间工作容易过热、制动效率快速降低、制动效率可控程度低、制动时车辆容易跑偏、制动系统占用车辆空间等问题。在目前发动机辅助制动技术中，减压辅助制动技术的制动效果最好，它是在进排气门运行情况不变的基础上，在压缩上止点附近以较小开度开启排气门或者减压阀来实现减压制动效果，发动机每750°曲轴转角实现一次制动循环，属于四冲程制动，但其制动效果无法满足车辆大负载制动时的要求。目前，发动机小型化（Down-size）和低速化（Down-speed）已成为公认的节能减排的发展趋势；而发动机制动时，缸径越小、转速越低，其制动效果越差，因此实现二冲程制动模式势在必行。实现二冲程制动的关键在于实现发动机四冲程驱动模式和二冲程制动模式灵活切换的气门驱动系统设计。由于现有实用化的可变气门驱动系统大多用于四冲程驱动模式的发动机，不能满足变模式发动机的要求，因此开发一套结构紧凑、可靠性高、成本低廉且满足变模式发动机要求的气门驱动系统势在必行。发动机四冲程驱动模式和二冲程制动模式下，进/排气门开启频率、开启正时和开启持续期均存在极大地差异，这极大地增加了变模式气门驱动系统的开发难度。皆可博公司提出了一种HPD机构，它实现了发动机四冲程驱动模式和二冲程制动模式灵活切换。据该公司（SAE2016-01-8061）报道，HPD机构存在泄漏严重等问题，并且针对6缸机，该机构采用5个控制阀来实现两级制动（3缸制动或者6缸制动）。此外，该机构还存在驱动和制动调节机构都安装在摇臂上导致的运动件数量多、质量大等问题，这不利于气门驱动系统实现低能耗；此外，摇臂的运动惯性力大，系统各部件的接触部分容易发生破坏。该机构的驱动油从作为摇臂固定支点的轴的内部引到摇臂移动支点上来调节驱动和制动调节机构，油路较为复杂，加工不易。因此一款具备结构紧凑、可靠性高、成本低廉、能耗低、零泄漏等特点，可实现四冲程驱动模式和二冲程制动模式，并在两种模式下均可实现停缸功能的变模式气门驱动系统势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：通过设计一种变模式气门驱动系统，用于实现：（a）为了达到发动机低油耗、低排放和高效制动的运行，需要气门驱动系统实现四冲程驱动模式、二冲程制动模式、停缸等多种模式。（b）为了满足市场需求，需要气门驱动系统实现结构紧凑、工作可靠、成本低廉、低能耗、零泄漏等。（c）为了拓展应用范围，需要针对不同机型，提供不同的布置方式；为了进一步提高发动机性能，需要该系统可以很容易地与现有可变气门机构相兼容。（d）为了降低系统成本，需要减少控制阀的数量。（e）为了提高零部件的通用性和可更换性，需要将各组件采用标准件或者设计成独立模块。本专利技术所采用的技术方案是：一种变模式气门驱动系统包括进气门组件和排气门组件，它还包括布置在凸轮轴上的凸轮、安装在固定件上的两个驱动支点组件和两个制动支点组件、推杆、摇臂、摇臂复位机构。凸轮包含排气制动凸轮、排气驱动凸轮、进气驱动凸轮和进气制动凸轮，驱动支点组件包含排气驱动支点组件和进气驱动支点组件，制动支点组件包含排气制动支点组件和进气制动支点组件，推杆包含排气制动推杆、排气驱动推杆、进气驱动推杆和进气制动推杆，摇臂包含排气制动摇臂、排气驱动摇臂、进气驱动摇臂和进气制动摇臂，摇臂复位机构包含排气制动摇臂复位机构和进气制动摇臂复位机构。排气制动凸轮通过排气制动推杆和排气制动摇臂，直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气制动支点组件相应地设置在排气制动凸轮和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气制动凸轮和气门桥组件之间的任意两个接触端之间。排气驱动凸轮通过排气驱动推杆和排气驱动摇臂，直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气驱动支点组件相应地设置在排气驱动凸轮和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气驱动凸轮和气门桥组件之间的任意两个接触端之间。进气驱动凸轮通过进气驱动推杆和进气驱动摇臂，直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气驱动支点组件相应地设置在进气驱动凸轮和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气驱动凸轮和气门桥组件之间的任意两个接触端之间。进气制动凸轮通过进气制动推杆和进气制动摇臂，直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气制动支点组件相应地设置在进气制动凸轮和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气制动凸轮和气门桥组件之间的任意两个接触端之间。在驱动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件和进气驱动支点组件工作，排气制动支点组件和进气制动支点组件失效。在制动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件和进气驱动支点组件失效，排气制动支点组件和进气制动支点组件工作。在驱动或制动模式下，停止工作气缸的排气驱动支点组件、进气驱动支点组件、排气制动支点组件和进气制动支点组件失效。驱动支点组件至少包括第一驱动活塞、第二驱动活塞、锁定块、驱动锁定弹簧、以及驱动复位弹簧。固定件上设置有安装孔和驱动控制油路。第一驱动活塞和第二驱动活塞嵌套后，安装在固定件内。第一驱动活塞和第二驱动活塞之间设置有驱动复位弹簧。第一驱动活塞和第二驱动活塞中，被嵌套者设置有侧向孔，侧向孔中设置有锁定块和驱动锁定弹簧，嵌套者上设有油孔和锁定槽或锁定孔，驱动控制油路通过油孔与锁定槽或锁定孔相连。当驱动控制油路为高压油时，第一驱动活塞和第二驱动活塞不被锁定，驱动支点组件失效。当驱动控制油路为低压油时，第一驱动活塞和第二驱动活塞被锁定块锁定，驱动支点组件工作。或驱动支点组件还包括驱动支点组件衬套、液压间隙调节组件或驱动支点组件衬套和液压间隙调节组件的组合结构。制动支点组件采用第一制动支点组件。第一制动支点组件至少包括第一制动活塞、第二制动活塞、第一锁定块、第二锁定块、制动锁定弹簧、制动复位弹簧。固定件上设置有安装孔和制动控制油路。第一制动活塞和第二制动活塞嵌套后，安装在固定件内，第一制动活塞和第二制动活塞之间设置有制动复位弹簧，第一制动活塞和第二制动活塞之间还设置有导向机构。第一制动活塞和第二制动活塞中，被嵌套者的侧向孔中设置有第一锁定块和制动锁定弹簧，嵌套者上设有彼此相连的锁定孔和油孔，锁定孔内设置有第二锁定块，油孔与制动控制油路相连。当制动控制油路为低压油时，第一制动活塞和第二制动活塞不被锁定，第一制动支点组件失效。当制动控制油路为高压油时，第一制动活塞和第二制动活塞被第二锁定块锁定，第一制动支点组件工作。或第一制动支点组件还包括制动支点组件衬套、液压间隙调节组件或制动支点组件衬套和液压间隙调节组件的组合结构。制动支点组件采用第二制动支点组件。第二制动支点组件至少包括第一液压活塞、第二液压活塞、滑阀阀体、滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变模式气门驱动系统，它包括进气门组件和排气门组件，其特征是：它还包括布置在凸轮轴（1）上的凸轮、安装在固定件上的两个驱动支点组件和两个制动支点组件、推杆、摇臂、摇臂复位机构；所述凸轮包含排气制动凸轮（101）、排气驱动凸轮（102）、进气驱动凸轮（103）和进气制动凸轮（104），所述驱动支点组件包含排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202），所述制动支点组件包含排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302），所述推杆包含排气制动推杆（401）、排气驱动推杆（402）、进气驱动推杆（403）和进气制动推杆（404），所述摇臂包含排气制动摇臂（801）、排气驱动摇臂（802）、进气驱动摇臂（803）和进气制动摇臂（804），所述摇臂复位机构包含排气制动摇臂复位机构（701）和进气制动摇臂复位机构（702）；排气制动凸轮（101）通过排气制动推杆（401）和排气制动摇臂（801），直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气制动支点组件（301）相应地设置在排气制动凸轮（101）和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气制动凸轮（101）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；排气驱动凸轮（102）通过排气驱动推杆（402）和排气驱动摇臂（802），直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气驱动支点组件（201）相应地设置在排气驱动凸轮（102）和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气驱动凸轮（102）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；进气驱动凸轮（103）通过进气驱动推杆（403）和进气驱动摇臂（803），直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气驱动支点组件（202）相应地设置在进气驱动凸轮（103）和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气驱动凸轮（103）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；进气制动凸轮（104）通过进气制动推杆（404）和进气制动摇臂（804），直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气制动支点组件（302）相应地设置在进气制动凸轮（104）和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气制动凸轮（104）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；在驱动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202）工作，排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）失效；在制动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202）失效，排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）工作；在驱动或制动模式下，停止工作气缸的排气驱动支点组件（201）、进气驱动支点组件（202）、排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）失效。...

【技术特征摘要】
1.一种变模式气门驱动系统，它包括进气门组件和排气门组件，其特征是：它还包括布置在凸轮轴（1）上的凸轮、安装在固定件上的两个驱动支点组件和两个制动支点组件、推杆、摇臂、摇臂复位机构；所述凸轮包含排气制动凸轮（101）、排气驱动凸轮（102）、进气驱动凸轮（103）和进气制动凸轮（104），所述驱动支点组件包含排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202），所述制动支点组件包含排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302），所述推杆包含排气制动推杆（401）、排气驱动推杆（402）、进气驱动推杆（403）和进气制动推杆（404），所述摇臂包含排气制动摇臂（801）、排气驱动摇臂（802）、进气驱动摇臂（803）和进气制动摇臂（804），所述摇臂复位机构包含排气制动摇臂复位机构（701）和进气制动摇臂复位机构（702）；排气制动凸轮（101）通过排气制动推杆（401）和排气制动摇臂（801），直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气制动支点组件（301）相应地设置在排气制动凸轮（101）和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气制动凸轮（101）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；排气驱动凸轮（102）通过排气驱动推杆（402）和排气驱动摇臂（802），直接或通过气门传动块驱动排气门组件，或通过气门桥组件驱动排气门组件，排气驱动支点组件（201）相应地设置在排气驱动凸轮（102）和排气门组件之间的任意两个接触端之间或排气驱动凸轮（102）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；进气驱动凸轮（103）通过进气驱动推杆（403）和进气驱动摇臂（803），直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气驱动支点组件（202）相应地设置在进气驱动凸轮（103）和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气驱动凸轮（103）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；进气制动凸轮（104）通过进气制动推杆（404）和进气制动摇臂（804），直接或通过气门传动块驱动进气门组件，或通过气门桥组件驱动进气门组件，进气制动支点组件（302）相应地设置在进气制动凸轮（104）和进气门组件之间的任意两个接触端之间或进气制动凸轮（104）和气门桥组件之间的任意两个接触端之间；在驱动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202）工作，排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）失效；在制动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（201）和进气驱动支点组件（202）失效，排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）工作；在驱动或制动模式下，停止工作气缸的排气驱动支点组件（201）、进气驱动支点组件（202）、排气制动支点组件（301）和进气制动支点组件（302）失效。2.根据权利要求1所述的一种变模式气门驱动系统，其特征是：所述驱动支点组件至少包括第一驱动活塞（21A）、第二驱动活塞（21B）、锁定块（22）、驱动锁定弹簧（23）、以及驱动复位弹簧（24）；所述固定件上设置有安装孔和驱动控制油路（92）；所述第一驱动活塞（21A）和第二驱动活塞（21B）嵌套后，安装在固定件内；第一驱动活塞（21A）和第二驱动活塞（21B）之间设置有驱动复位弹簧（24）；第一驱动活塞（21A）和第二驱动活塞（21B）中，被嵌套者设置有侧向孔，侧向孔中设置有锁定块（22）和驱动锁定弹簧（23），嵌套者上设有油孔和锁定槽或锁定孔，驱动控制油路（92）通过油孔与锁定槽或锁定孔相连；当驱动控制油路（92）为高压油时，第一驱动活塞（21A）和第二驱动活塞（21B）不被锁定，驱动支点组件失效；当驱动控制油路（92）为低压油时，第一驱动活塞（21A）和第二驱动活塞（21B）被锁定块（22）锁定，驱动支点组件工作；或所述驱动支点组件还包括驱动支点组件衬套（25）、液压间隙调节组件或驱动支点组件衬套（25）和液压间隙调节组件的组合结构。3.根据权利要求1所述的一种变模式气门驱动系统，其特征是：所述制动支点组件采用第一制动支点组件；所述第一制动支点组件至少包括第一制动活塞（31A）、第二制动活塞（31B）、第一锁定块（32A）、第二锁定块（32B）、制动锁定弹簧（33）、制动复位弹簧（34）；所述固定件上设置有安装孔和制动控制油路（93）；所述第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）嵌套后，安装在固定件内，第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）之间设置有制动复位弹簧（34），第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）之间还设置有导向机构；第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）中，被嵌套者的侧向孔中设置有第一锁定块（32A）和制动锁定弹簧（33），嵌套者上设有彼此相连的锁定孔和油孔，锁定孔内设置有第二锁定块（32B），油孔与制动控制油路（93）相连；当制动控制油路（93）为低压油时，第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）不被锁定，第一制动支点组件失效；当制动控制油路（93）为高压油时，第一制动活塞（31A）和第二制动活塞（31B）...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔靖晨，隆武强，田华，田江平，冯立岩，王阳，刘威，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21