一种电液全可变配气装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电液全可变配气装置及控制方法，属于发动机气阀技术领域，电液全可变配气装置包括缓冲控制阀、升程控制阀、低压油箱、过滤器、液压马达、蓄能器、溢流阀、电磁换向阀、电液全可变配气执行器、电子控制系统和油管等附属部件；在全可变配气执行器上，有高压油口、升程控制油口、缓冲控制油口、缸体节流口以及A、B、C、D、E五个液压腔，通过控制这5个腔内的液压油的压力，实现发动机气阀的开启以及落座等动作；通过改变两位三通阀、升程控制阀、缓冲控制阀的得失电时刻就可以改变发动机气阀开启的相位、升程，实现气阀升程和相位的柔性调节以及气阀开启的持续期，从而实现气阀运动的全可变。

Electro hydraulic fully variable air distribution device and control method

The invention discloses a hydraulic fully variable valve device and control method thereof, and belongs to the technical field of engine valve, electro-hydraulic fully variable valve device includes a buffer control valve, lift control valve, pressure tank, filter, hydraulic motor, hydraulic accumulator, pressure relief valve, solenoid valve, electro-hydraulic variable valve full pneumatic actuator, electronic control system and oil and other ancillary components; in the fully variable valve actuator, a high pressure oil inlet, lift control ports, buffer control oil inlet, cylinder flow port and A, B segment, C, D, E five hydraulic chambers through the hydraulic oil control of the 5 the cavity pressure, engine valve open and taking other actions; by changing the two position three-way valve, lift control valve, control valve and electric buffer time can change the engine valve opening phase, lift, valve lift and Implementation The flexible adjustment of the phase and the duration of the valve opening, so as to realize the fully variable movement of the valve.

【技术实现步骤摘要】
一种电液全可变配气装置及控制方法
本专利技术属于发动机气阀
，具体涉及一种电液全可变配气装置及控制方法。
技术介绍
伴随着世界环境问题和国际能源危机的日趋严重，其已严重威胁到人类社会的可持续发展。随着内燃机行业的高速发展，人们对石油资源的需求与日俱增，由此而带来的环境污染和能源短缺等问题也接踵而至，节能和环保已然成为内燃机工业发展不得不面对的两个重要问题。为了能有效解决这两个问题，世界各国对提高发动机的经济性和控制有害排放要求均越来越高，节约燃油，控制有害排放，已经成为内燃机技术发展的核心方向。为了解决节能和环保问题，各种内燃机新技术层出不穷，改变发动机气门的配气定时和气门升程是改善发动机性能、提高热效率和减少有害排放的一种重要方法。目前发动机的可变气门驱动方式包括凸轮驱动、电磁驱动、电气驱动、电液驱动等。传统的发动机气门驱动系统采用机械凸轮机构来控制进气门和排气门，由于凸轮型线是固定的，因而其气门升程、配气定时等配气参数都是固定不变的，凸轮驱动方式调节不能实现全可变，无法在发动机运行中进行调节，通常只能保证在某一工况下优化发动机性能。为了更好地解决上述问题，有研究人员提出了无凸轮配气机构，即取消发动机配气机构中的凸轮轴及从动件，而以电磁、电液、电气或者其他方式驱动气门。可变配气技术作为一种性价比较高的技术手段得到了广泛地推广，该技术主要通过改进发动机的配气机构来达到改善发动机性能的目的，因为配气机构直接关系到发动机燃烧过程的完善程度，故对其动力性、经济性和排放性能的优劣有着重要的影响。现阶段研发的无凸轮可变配气机构相比于传统的配气机构具有明显的配气优势，但在这些无凸轮可变配气机构中，电磁驱动方式难以同时满足高压进气对气门启闭频率和升程的要求，电气驱动对于密封的要求严格，而电液驱动的全可变气阀驱动装置能突破凸轮型线的制约，实现气阀升程与相位的柔性调节，进而改善发动机的整体性能，因此电液驱动的方式最容易实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够突破凸轮型线的制约、实现气阀升程和相位的柔性调节且气阀在开启持续期实现连续可变的电液全可变配气装置及控制方法。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术公开了一种电液全可变配气装置及控制方法，包括缓冲控制阀15、升程控制阀16、低压油箱17、过滤器18、液压马达19、蓄能器20、溢流阀21、电磁换向阀22、电液全可变配气执行器23、电子控制系统和油管等附属部件；电液全可变配气执行器23包括油口，缓冲控制阀15、升程控制阀16和电磁换向阀22分别通过油管与油口相连接；电磁换向阀22之后依次连接有蓄能器20、液压马达19与过滤器18，最后连接到低压油箱17；同时电磁换向阀22通过另一条管道直接连接到低压油箱17，管道线上通过溢流阀21与蓄能器20相连接；电子控制系统通过导线分别连接到缓冲控制阀15、升程控制阀16与电磁换向阀22上。对于一种电液全可变配气装置及控制方法，所述的电液全可变配气执行器23包括缸体节流孔2、高压油口3、主活塞4、下盖板5、升程控制油口8、落座缓冲油口9、缓冲活塞10、缸体11、缓冲弹簧12、低压油口13和上盖板14；上盖板14与下盖板5分别位于缸体11的上下两端密封缸体11，主活塞4与缓冲活塞10将缸体11内部分成A、B、C、D、E五个液压腔，A液压腔中缓冲活塞10上方开有低压油口13，C液压腔所在的缸体11处开有落座缓冲油口9，D液压腔所在的缸体11处开有高压油口3，E液压腔所在的缸体11处开有升程控制油口8，主活塞4后端连接有气缸气阀及气阀弹簧。优选的，所述的A、B两个液压腔位于缸体上部，缓冲活塞10位于A、B两个液压腔之间，A液压腔中安装有缓冲弹簧12，缓冲弹簧12的上端固定在上盖板14上，下端固定在缓冲活塞10上；缸体11上有一隔板，将B、C两液压腔分隔，隔板上有一缸体节流孔2；主活塞4将隔板以下分割成C、D、E三个液压腔，在任何情况下，主活塞4均不会遮挡液压油口。优选的，所述的缸体11为上窄下宽的凸形结构，上下的结构为圆柱体或方体结构；上盖板14沿圆周均布多个沉头螺纹孔1，螺栓通过沉头螺纹口1将上盖板14安装在缸体11上，上盖板14面向A液压腔的一侧安装有弹簧座，用于安装缓冲弹簧12；下盖板5沿圆周均布两圈沉头螺纹孔，螺栓通过直径小的一圈沉头螺纹孔7将下盖板5安装在缸体上，通过直径大的一圈沉头螺纹孔6将电液全可变配气执行器23安装在气缸盖上；下盖板5中心处还开有圆孔，圆孔直径与缓冲活塞10直径相同，在圆孔与缓冲活塞10连接处安装有密封圈。优选的，所述的高压油口3与电磁换向阀22相接，升程控制油口8与升程控制阀16相接，落座缓冲油口9与缓冲控制阀15相接，低压油口13与低压油轨相连接。优选的，所述的电磁换向阀22为两位三通换向阀。对于一种电液全可变配气装置及控制方法，电液全可变配气执行器23在多缸发动机中工作时，A液压腔中开有两个对称的油口分别直接连接到相邻的电液全可变配气执行器23的A液压腔中，末端的油口接回低压油箱17。本专利技术公开了一种电液全可变配气装置及控制方法，其控制方法的具体实现步骤包括：(1)气缸气阀关闭，缓冲控制阀、升程控制阀及电磁换向阀处于失电状态，电液全可变配气执行器的A、B、C、D、E液压腔均处于低压状态；(2)给电磁换向阀通电，高压液压油通过高压油口向D液压腔内灌入，A、B、C、E液压腔处于低压状态，在液压力的作用下，主活塞推动气阀下移，气阀开启；(3)气阀开启的过程中，C液压腔的容积不断增大，低压液压油通过缓冲低压油口向C液压腔内灌入；(4)当气阀接近最大升程时，升程控制阀通电，升程控制油口关闭，E液压腔内液压油压力升高，主活塞在C、D、E液压腔内液压力以及气阀弹簧的弹力作用下处于平衡状态；(5)当气阀达到最大升程时，气阀进入最大升程持续期；(6)电磁换向阀失电，D液压腔内液压油压力变低，升程控制阀失电，各腔内压力改变，主活塞受弹簧力作用向上运动，气阀开始落座；(7)缓冲控制阀得电，落座缓冲油口关闭，C液压腔内的液压油通过缸体节流口流入B液压腔，B液压腔中的缓冲活塞在液压力与缓冲弹簧的作用下向上运动，B液压腔与C液压腔中的液压油压力上升，主活塞受到向下的液压力增大，向上运动的速度减小，也就是气阀落座的速度减小；(8)气阀完全落座，缓冲控制阀失电，B液压腔与C液压腔内的压力下降，缓冲活塞在弹簧力的作用下向下运动，为下一次缓冲做准备。优选的，所述的A液压腔内充满液压油，且液压油始终处于低压状态。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所公开的这种电液全可变配气装置结构简单，加工难度小，装配方便；本专利技术所公开的这种电液全可变配气装置及控制方法既适用于柴油机，又适用于汽油机，通用型强；本专利技术所公开的这种电液全可变配气装置及控制方法可以使发动机气阀在全工况下，实现气阀升程和相位的柔性调节且气阀在开启持续期中实现连续可变；本专利技术所公开的这种电液全可变配气装置中A液压腔内始终充满低压油，能够在电液全可变配气执行器工作的过程中润滑缓冲活塞，减小冲击，从而增加装置的使用寿命。本专利技术所公开的这种电液全可变配气装置可利用A液压腔中的缓冲弹簧12来控制B液压腔中液压力的大小，从而可以使气阀在落座阶段有效降低落座速度，减小气阀落座冲击，降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电液全可变配气装置及控制方法，其特征在于：包括缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)、低压油箱(17)、过滤器(18)、液压马达(19)、蓄能器(20)、溢流阀(21)、电磁换向阀(22)、电液全可变配气执行器(23)、电子控制系统和油管等附属部件；电液全可变配气执行器(23)包括油口，缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)和电磁换向阀(22)分别通过油管与油口相连接；电磁换向阀(22)之后依次连接有蓄能器(20)、液压马达(19)与过滤器(18)，最后连接到低压油箱(17)；同时电磁换向阀(22)通过另一条管道直接连接到低压油箱(17)，管道线上通过溢流阀(21)与蓄能器(20)相连接；电子控制系统通过导线分别连接到缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)与电磁换向阀(22)上。

【技术特征摘要】
1.一种电液全可变配气装置及控制方法，其特征在于：包括缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)、低压油箱(17)、过滤器(18)、液压马达(19)、蓄能器(20)、溢流阀(21)、电磁换向阀(22)、电液全可变配气执行器(23)、电子控制系统和油管等附属部件；电液全可变配气执行器(23)包括油口，缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)和电磁换向阀(22)分别通过油管与油口相连接；电磁换向阀(22)之后依次连接有蓄能器(20)、液压马达(19)与过滤器(18)，最后连接到低压油箱(17)；同时电磁换向阀(22)通过另一条管道直接连接到低压油箱(17)，管道线上通过溢流阀(21)与蓄能器(20)相连接；电子控制系统通过导线分别连接到缓冲控制阀(15)、升程控制阀(16)与电磁换向阀(22)上。2.根据权利要求1所述的一种电液全可变配气装置及控制方法，其特征在于：所述的电液全可变配气执行器(23)包括缸体节流孔(2)、高压油口(3)、主活塞(4)、下盖板(5)、升程控制油口(8)、落座缓冲油口(9)、缓冲活塞(10)、缸体(11)、缓冲弹簧(12)、低压油口(13)和上盖板(14)；上盖板(14)与下盖板(5)分别位于缸体(11)的上下两端密封缸体(11)，主活塞(4)与缓冲活塞(10)将缸体(11)内部分成A、B、C、D、E五个液压腔，A液压腔中缓冲活塞(10)上方开有低压油口(13)，C液压腔所在的缸体(11)处开有落座缓冲油口(9)，D液压腔所在的缸体(11)处开有高压油口(3)，E液压腔所在的缸体(11)处开有升程控制油口(8)，主活塞(4)后端连接有气缸气阀及气阀弹簧。3.根据权利要求2所述的一种电液全可变配气装置及控制方法，其特征在于：所述的A、B两个液压腔位于缸体上部，缓冲活塞(10)位于A、B两个液压腔之间，A液压腔中安装有缓冲弹簧(12)，缓冲弹簧(12)的上端固定在上盖板(14)上，下端固定在缓冲活塞(10)上；缸体(11)上有一隔板，将B、C两液压腔分隔，隔板上有一缸体节流孔(2)；主活塞(4)将隔板以下分割成C、D、E三个液压腔，在任何情况下，主活塞(4)均不会遮挡液压油口。4.根据权利要求2所述的一种电液全可变配气装置及控制方法，其特征在于：所述的缸体(11)为上窄下宽的凸形结构，上下的结构为圆柱体或方体结构；上盖板(14)沿圆周均布多个沉头螺纹孔(1)，螺栓通过沉头螺纹口(1)将上盖板(14)安装在缸体(11)上，上盖板(14)面向A液压腔的一侧安装有弹簧座，用于安装缓冲弹簧(12)；下盖板...

【专利技术属性】
技术研发人员：路勇，李建，李博，熊丽君，李耀琦，姚成文，
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