一种单凸轮轴开关支点式变模式气门驱动系统技术方案

一种单凸轮轴开关支点式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。它包括进排气门组件、排气制动凸轮、排气驱动凸轮、进气驱动凸轮、进气制动凸轮、排气制动摇臂、排气驱动摇臂、进气驱动摇臂、进气制动摇臂、排气制动支点组件、排气驱动支点组件、进气驱动支点组件、进气制动支点组件等。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。本发明专利技术运动件数量少、结构紧凑、可靠性高、成本低廉、能耗低、零泄漏。

【技术实现步骤摘要】
一种单凸轮轴开关支点式变模式气门驱动系统
本专利技术涉及一种单凸轮轴开关支点式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720°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：通过设计一种单凸轮轴开关支点式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：这种单凸轮轴开关支点式变模式气门驱动系统包括排气门组件和进气门组件。它还包括布置在凸轮轴上的凸轮、摇臂、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、摇臂复位弹簧。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。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。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。摇臂复位弹簧包含排气制动摇臂复位弹簧和进气制动摇臂复位弹簧。排气制动摇臂与排气制动支点组件的支点、排气制动凸轮及排气制动摇臂复位弹簧相接触。排气驱动摇臂与排气驱动支点组件的支点以及排气驱动凸轮相接触。进气驱动摇臂与进气驱动支点组件的支点以及进气驱动凸轮相接触。进气制动摇臂与进气制动支点组件的支点、进气制动凸轮以及进气制动摇臂复位弹簧相接触。排气制动摇臂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。进气驱动摇臂和进气制动摇臂直接或通过进气侧的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。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驱动活塞、锁定块、锁定弹簧以及驱动复位弹簧。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。制动支点组件制动支点组件采用第一制动支点组件或者第二制动支点组件。第一制动支点组件至少包括制动活塞、制动滑阀阀体、制动滑阀回复弹簧、制动单向阀阀芯、制动单向阀回复弹簧。或第一制动支点组件还包括制动活塞衬套、滑阀衬套或制动活塞衬套和滑阀衬套的组合结构。第二制动支点组件至少包括第二活塞、第一锁定块、第二锁定块、制动锁定弹簧、以及制动复位弹簧。或第二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。摇臂直接驱动气门组件时，气门组件包含气门驱动输入端和气门制动输入端。驱动摇臂与气门驱动输入端相接触，制动摇臂与气门制动输入端相接触。气门传动块包括驱动输入端、制动输入端和输出端。驱动摇臂与驱动输入端相接触，制动摇臂与制动输入端相接触，输出端驱动气门组件。排气门组件包含第一排气门组件和第二排气门组件，进气门组件包含第一进气门组件和第二进气门组件。气门桥组件采用第一气门桥组件、第二气门桥组件或第三气门桥组件。第一气门桥组件包括第一气门桥和第一传动杆。第一气门桥通过凸台驱动第一传动杆。第一气门桥包括第一驱动输入端和第一气门桥输出端。第一传动杆包括第一制动输入端和第一传动杆输出端。第二气门桥组件包括第二气门桥和驱动摇臂复位弹簧。第二气门桥包括第二制动输入端、第二驱动输入端、第二气门桥第一输出端和第二气门桥第二输出端。第三气门桥组件包括第三气门桥和第二传动杆，第三气门桥通过铰接和凸台驱动第二传动杆，第三气门桥包括第三驱动输入端和第三气门桥输出端，第二传动杆包括第三制动输入端和第二传动杆输出端。对于排气侧或进气侧采用第一气门桥组件，驱动摇臂与第一驱动输入端相接触，制动摇臂与第一制动输入端相接触，第一气门桥输出端和第一传动杆输出端分别与两个气门组件相接触。对于排气侧或进气侧采用第二气门桥组件，驱动摇臂与第二驱动输入端相接触，制动摇臂与第二制动输入端相接触，第二气门桥第一输出端和第二气门桥第二输出端分别与两个气门组件相接触。对于排气侧或进气侧采用第三气门桥组件，驱动摇臂与第三驱动输入端相接触，制动摇臂与第三制动输入端相接触，第三气门桥输出端和第二传动杆输出端分别与两个气门组件相接触。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单凸轮轴开关支点式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、摇臂、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、摇臂复位弹簧；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），所述摇臂包含排气制动摇臂（201）、排气驱动摇臂（202）、进气驱动摇臂（203）和进气制动摇臂（204），所述驱动支点组件包含排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302），所述制动支点组件包含排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402），所述摇臂复位弹簧包含排气制动摇臂复位弹簧（701）和进气制动摇臂复位弹簧（702）；所述排气制动摇臂（201）与排气制动支点组件（401）的支点、排气制动凸轮（101）及排气制动摇臂复位弹簧（701）相接触，排气驱动摇臂（202）与排气驱动支点组件（301）的支点以及排气驱动凸轮（102）相接触，进气驱动摇臂（203）与进气驱动支点组件（302）的支点以及进气驱动凸轮（103）相接触，进气制动摇臂（204）与进气制动支点组件（402）的支点、进气制动凸轮（104）以及进气制动摇臂复位弹簧（702）相接触；排气制动摇臂（201）和排气驱动摇臂（202）直接或通过气门传动块或通过气门桥组件驱动排气门组件；排气制动摇臂（201）和排气驱动摇臂（202）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；进气驱动摇臂（203）和进气制动摇臂（204）直接或通过进气侧的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；在驱动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302）工作，排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）失效；在制动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302）失效，排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）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（301）、进气驱动支点组件（302）、排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）失效。...

【技术特征摘要】
1.一种单凸轮轴开关支点式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、摇臂、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、摇臂复位弹簧；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），所述摇臂包含排气制动摇臂（201）、排气驱动摇臂（202）、进气驱动摇臂（203）和进气制动摇臂（204），所述驱动支点组件包含排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302），所述制动支点组件包含排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402），所述摇臂复位弹簧包含排气制动摇臂复位弹簧（701）和进气制动摇臂复位弹簧（702）；所述排气制动摇臂（201）与排气制动支点组件（401）的支点、排气制动凸轮（101）及排气制动摇臂复位弹簧（701）相接触，排气驱动摇臂（202）与排气驱动支点组件（301）的支点以及排气驱动凸轮（102）相接触，进气驱动摇臂（203）与进气驱动支点组件（302）的支点以及进气驱动凸轮（103）相接触，进气制动摇臂（204）与进气制动支点组件（402）的支点、进气制动凸轮（104）以及进气制动摇臂复位弹簧（702）相接触；排气制动摇臂（201）和排气驱动摇臂（202）直接或通过气门传动块或通过气门桥组件驱动排气门组件；排气制动摇臂（201）和排气驱动摇臂（202）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；进气驱动摇臂（203）和进气制动摇臂（204）直接或通过进气侧的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；在驱动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302）工作，排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）失效；在制动模式下，工作气缸的排气驱动支点组件（301）和进气驱动支点组件（302）失效，排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）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（301）、进气驱动支点组件（302）、排气制动支点组件（401）和进气制动支点组件（402）失效。2.根据权利要求1所述的一种单凸轮轴开关支点式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驱动活塞（31）、锁定块（32）、锁定弹簧（33）、以及驱动复位弹簧（34）；或所述驱动支点组件还包括驱动支点组件衬套（35）、液压间隙调节组件或驱动支点组件衬套（35）和液压间隙调节组件的组合结构。3.根据权利要求1所述的一种单凸轮轴开关支点式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或者第二制动支点组件；所述第一制动支点组件至少包括制动活塞（40）、制动滑阀阀体（41）、制动滑阀回复弹簧（42）、制动单向阀阀芯（43）、制动单向阀回复弹簧（44）；或所述第一制动支点组件还包括制动活塞衬套（47）、滑阀衬套（48）或制动活塞衬套（47）和滑阀衬套（48）的组合结构；所述第二制动支点组件至少包括第二活塞（431）、第一锁定块（432A）、第二锁定块（432B）、制动锁定弹簧（433）、以及制动复位弹簧（434）；或所述第二制动支点组件还包括制动支点组件衬套（435）、液压间隙调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔靖晨，隆武强，田华，田江平，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