一种液压可变气门装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种液压可变气门装置，包括凸轮，以及自外向内依次套装的外壳、衬套、活塞套和单杆活塞；衬套、活塞套和单杆活塞同轴并可沿轴向移动；单杆活塞无杆端与活塞套形成一液压腔，在活塞套随凸轮的移动过程中，该液压腔或密闭或与外部高压油源相通或与外部低压油源相通；通过调节外部高压油源压力以及衬套的初始位置，可以改变所述液压腔中液压流体的运动规律，从而实现气门的可变。本发明专利技术取消了昂贵的电液伺服系统，保证气门运动灵活可变的基础上可明显降低成本，有利于可变气门技术的工程化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种液压可变气门装置
本专利技术属于发动机
，尤其是涉及一种发动机可变气门液压执行机构。
技术介绍
内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的排放法规。传统内燃机采取固定型线的凸轮轴驱动气门，这使得内燃机的排放与油耗并不能在所有的工况点达到最佳，因此，大多新型内燃机都采用可变气门技术控制排放，降低油耗。可变气门技术目前主要分为基于凸轮轴的可变配气技术及无凸轮配气技术。前者主要改变机械结构，因此结构简单，响应速度快，但是因为保留了凸轮，其气门只是相对可变，并不能任意可变。而无凸轮配气技术则可以任意的改变气门正时、升程及持续期。就驱动方式来分，无凸轮配气技术分为电磁驱动、电气驱动、电机驱动、电液驱动等方式。相对于电磁驱动的能耗大，电气驱动的响应速度低及不稳定，电机驱动的系统复杂等缺点，电液驱动的无凸轮配气技术结构相对简单、响应速度较快。然而它也有不可避免的缺点：高转速下液压系统流量不够，气门达到最大升程处及落座处速度快、冲击力大。因此主要用于柴油机这种转速较低的发动机上，除此之外，还必须要采用昂贵的电液伺服系统及相对复杂的控制技术来精确的控制气门行程避免落座冲击，而且在多缸机上需要多套电磁阀系统，大大增加了发动机的成本。因此，研究灵活可变而成本又相对较低适用于多缸机的可变气门系统势在必行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种液压可变气门装置，通过改变外部高压油源以及衬套轴向初始位置，控制液压流体的运动，最终实现气门的可变。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种液压可变气门装置，包括凸轮机构，以及自外向内依次套装的外壳、衬套、活塞套和单杆活塞；所述的衬套、活塞套和单杆活塞同轴；所述外壳上端开口，其侧壁设有高压通道和低压通道，其下端设有气门开口；所述衬套的侧壁设有一对与所述高压通道和低压通道分别连通的第二通道和第一通道，所述衬套沿轴向方向与所述外壳间隙滑动配合；所述凸轮机构中的凸轮与所述活塞套的上端接触，所述活塞套随所述凸轮的型线沿轴向方向与衬套间隙滑动配合；所述活塞套的侧壁上设有一第三通道；该第三通道随着所述活塞套的上下移动与所述第二通道或第一通道中的一个连通或全部断开；所述单杆活塞沿轴向方向与所述活塞套间隙滑动配合，其活塞杆上套设有所述气门预紧弹簧并与所述气门固定连接，所述气门与所述气门开口相配合；所述单杆活塞的活塞面积设为S；所述气门预紧弹簧提供一初始预紧力F，所述气门预紧弹簧的刚度系数设为K，所述低压通道油压压力小于F/S，所述高压通道油压压力大于等于[F+K(L1-L2)]/S。进一步的，所述外壳内设有控制齿轮，所述衬套的外表面设有一组竖直方向与所述控制齿轮啮合的外齿，所述控制齿轮带动所述衬套沿所述外壳内壁上下滑动。进一步的，所述外壳内还设有一齿轮轴，所述齿轮轴与所述控制齿轮固定连接。进一步的，所述活塞套的外回转表面设有环形凹槽，所述第三通道设置在所述环形凹槽的内底面上，并与所述活塞套的内部连通，所述环形凹槽随着所述活塞套的上下移动与所述第二通道或第一通道中的一个连通或全部断开。进一步的，所述第一通道下沿到所述第二通道上沿的距离设为L1，所述环形凹槽上沿到下沿的距离设为L2，所述L2小于所述L1。进一步的，所述凸轮机构包括凸轮和凸轮驱动机构，所述活塞套随所述凸轮的型线沿轴向方向与衬套间隙滑动配合，所述凸轮驱动机构驱动所述凸轮沿轴心转动。相对于现有技术，本专利技术所述的液压可变气门装置具有以下优势：(1)本专利技术所述的液压可变气门装置，通过调节所述高压通道内的油压以及衬套的初始位置，可以改变所述液压腔中液压流体的运动规律，从而实现气门的灵活可变，且取消了昂贵的电液伺服系统，不需要在每一个工作循环下都对液压系统进行操作，而是在气门运动规律需要改变的工况下才对液压参数进行调整，保证气门运动灵活可变的基础上可明显降低成本，有利于可变气门技术的工程化应用，尤其适用于多缸柴油机。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的液压可变气门装置初始状态(凸轮未驱动可变气门装置)下的示意图；图2是本专利技术液压可变气门装置中气门即将开启时的示意图；图3是本专利技术液压可变气门装置中气门升程及关闭时刻可调时的示意图；图4是本专利技术液压可变气门装置中气门开启时刻可调时的示意图；图5是本专利技术液压可变气门装置所用符号的示意图。附图标记说明：1-凸轮；2-活塞套；3-齿轮轴；4-控制齿轮；5-环形凹槽；6-单杆活塞；7-衬套；8-外壳；9-气门预紧弹簧；10-气门；11-第二通道；12-高压通道；13-低压通道；14-第一通道；15-第三通道。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1至5所示，本专利技术包括凸轮机构，以及自外向内依次套装的外壳8、衬套7、活塞套2和单杆活塞6；的衬套7、活塞套2和单杆活塞6同轴；外壳8上端开口，其侧壁设有高压通道12和低压通道13，其下端设有气门开口；衬套7的侧壁设有一对与高压通道12和低压通道13分别连通的第二通道11和第一通道14，衬套7沿轴向方向与外壳8间隙滑动配合；凸轮机构中的凸轮1与活塞套2的上端接触，活塞套2随凸轮1的型线沿轴向方向与衬套7间隙滑动配合；活塞套2的侧壁上设有一第三通道15；该第三通道15随着活塞套2的上下移动与第二通道11或第一通道14中的一个连通或全部断开；单杆活塞6沿轴向方向与活塞套2间隙滑动配合，其活塞杆上套设有气门预紧弹簧9并与气门10固定连接，气门10与气门开口相配合；单杆活塞6配合安装在活塞套2内，其活塞杆由活塞套2的下端伸出，套设有气门预紧弹簧9并与气门10固定连接，该气门10通过气门预紧弹簧9与气门开口相配合。外壳8内设有控制齿轮4，衬套7的外表面设有一组竖直方向与控制齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压可变气门装置，其特征在于：包括凸轮机构，以及自外向内依次套装的外壳(8)、衬套(7)、活塞套(2)和单杆活塞(6)；所述的衬套(7)、活塞套(2)和单杆活塞(6)同轴；所述外壳(8)上端开口，其侧壁设有高压通道(12)和低压通道(13)，其下端设有气门开口；所述衬套(7)的侧壁设有一对与所述高压通道(12)和低压通道(13)分别连通的第二通道(11)和第一通道(14)，所述衬套(7)沿轴向方向与所述外壳(8)间隙滑动配合；所述凸轮机构中的凸轮(1)与所述活塞套(2)的上端接触，所述活塞套(2)随所述凸轮(1)的型线沿轴向方向与衬套(7)间隙滑动配合；所述活塞套(2)的侧壁上设有一第三通道(15)；该第三通道(15)随着所述活塞套(2)的上下移动与所述第二通道(11)或第一通道(14)中的一个连通或全部断开；所述单杆活塞(6)沿轴向方向与所述活塞套(2)间隙滑动配合，其活塞杆上套设有所述气门预紧弹簧(9)并与所述气门(10)固定连接，所述气门(10)与所述气门开口相配合；所述单杆活塞(6)的活塞面积设为S；所述气门预紧弹簧(9)提供一初始预紧力F，所述气门预紧弹簧(9)的刚度系数设为K，所述低压通道(13)油压压力小于F/S，所述高压通道(12)油压压力大于等于[F+K(L1‑L2)]/S。...

【技术特征摘要】
1.一种液压可变气门装置，其特征在于：包括凸轮机构，以及自外向内依次套装的外壳(8)、衬套(7)、活塞套(2)和单杆活塞(6)；所述的衬套(7)、活塞套(2)和单杆活塞(6)同轴；所述外壳(8)上端开口，其侧壁设有高压通道(12)和低压通道(13)，其下端设有气门开口；所述衬套(7)的侧壁设有一对与所述高压通道(12)和低压通道(13)分别连通的第二通道(11)和第一通道(14)，所述衬套(7)沿轴向方向与所述外壳(8)间隙滑动配合；所述凸轮机构中的凸轮(1)与所述活塞套(2)的上端接触，所述活塞套(2)随所述凸轮(1)的型线沿轴向方向与衬套(7)间隙滑动配合；所述活塞套(2)的侧壁上设有一第三通道(15)；该第三通道(15)随着所述活塞套(2)的上下移动与所述第二通道(11)或第一通道(14)中的一个连通或全部断开；所述单杆活塞(6)沿轴向方向与所述活塞套(2)间隙滑动配合，其活塞杆上套设有所述气门预紧弹簧(9)并与所述气门(10)固定连接，所述气门(10)与所述气门开口相配合；所述单杆活塞(6)的活塞面积设为S；所述气门预紧弹簧(9)提供一初始预紧力F，所述气门预紧弹簧(9)的刚度系数设为K，所述低压通道(13)油压压力小于F/S，所述高压通道(12)油压压力大于等于[F...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔宇，李研芳，王晓滕，杨震寰，黄树和，刘胜，丁技峰，梁红波，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津,12