一种液压多模式可变气门驱动系统技术方案

一种液压多模式可变气门驱动系统，属于发动机气门驱动领域。它主要包括低压源、输油单向阀、凸轮、柱塞泵、气门驱动器、泄油阀、模式切换器。模式切换器包括设置有二冲程泄油槽、四冲程泄油槽、供油槽、二冲程驱动槽和四冲程驱动槽的阀芯和设置有供油口、泄油口和驱动口的外壳。通过控制模式切换器阀芯的轴向位置，实现四冲程模式和二冲程模式之间的切换；与凸轮轴调相机构相配合，可实现驱动模式和制动模式的切换；通过控制泄油阀的启闭状态，可实现灵活的可变气门事件；根据机型分别为四冲程模式及二冲程模式灵活选取柱塞泵开始供油和开始泄油等时刻，上述参数的取值不再受到凸轮型线的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种液压多模式可变气门驱动系统
本专利技术涉及一种液压多模式可变气门驱动系统，属于发动机气门驱动领域。
技术介绍
日益严格的节能减排和车辆安全性方面的法律法规推动着发动机新技术的快速发展。因其具有改善发动机性能的潜力，可变气门、可变冲程数、停缸、辅助制动、可变燃烧方式、可变压缩比等技术受到广泛关注。国内外的研究趋势是研究这些技术协同作用对发动机性能的影响，显然将各项技术的现有执行系统同时应用在发动机上的方案不可行。这些技术均可以由电控喷油技术和灵活程度足够高的可变气门技术相配合来实现。电控喷油技术较为成熟，而现有可变气门技术大多是针对四冲程发动机的驱动模式或者二冲程发动机的驱动模式开发的，因此，要想将上述各项技术应用于一台发动机，这要求可变气门驱动系统可在四冲程驱动模式、二冲程驱动模式、四冲程制动模式、二冲程制动模式之间灵活切换，并且在上述各自模式下，气门启闭参数灵活可调。目前尚未有一款可变气门驱动系统可满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：1）实现发动机四冲程驱动模式、二冲程驱动模式、四冲程制动模式、二冲程制动模式之间灵活切换。2）在各种模式下，实现气门启闭参数灵活可调，大幅度地改善发动机性能的目的。3）不同模式下的柱塞泵开始供油和开始泄油等时刻可以独立灵活调节。本专利技术采用的技术方案是：一种液压多模式可变气门驱动系统，它主要包括低压源、凸轮、柱塞泵、输油单向阀、模式切换器、泄油阀和气门驱动器。模式切换器具有阀芯和外壳，其中，外壳上设置有供油口、泄油口和驱动口，阀芯上设置有二冲程泄油槽、四冲程泄油槽、供油槽、二冲程驱动槽和四冲程驱动槽，供油口始终与供油槽相连，阀芯每720·N度曲轴转角旋转一周，阀芯具有两个轴向位置分别对应四冲程模式和二冲程模式。凸轮每360·M度曲轴转角旋转一周，由凸轮轴调相机构调节其相位，凸轮均布M个凸轮叶片。柱塞泵由凸轮驱动，低压源通过输油单向阀向柱塞泵的油腔输油，柱塞泵的油腔与供油口相连，泄油口和泄油阀的出油口均与低压源相连，驱动口与气门驱动器的油腔相连，泄油阀的进油口的连接端设置在驱动口与气门驱动器之间的油路或设置在柱塞泵的油腔与供油口之间的油路。在四冲程模式下，驱动口对着四冲程驱动槽所在轴向位置，泄油口对着四冲程泄油槽所在轴向位置。在二冲程模式下，驱动口对着二冲程驱动槽所在轴向位置，泄油口对着二冲程泄油槽所在轴向位置。本专利技术的有益效果是：（a）通过控制模式切换器阀芯的轴向位置，实现四冲程模式和二冲程模式之间的切换；与凸轮轴调相机构相配合，可实现驱动模式和制动模式的切换。（b）通过控制泄油阀的启闭状态，可在各种模式下实现灵活的可变气门事件。（c）四冲程模式及二冲程模式选取柱塞泵开始供油和开始泄油等时刻的取值独立灵活，不再受到凸轮型线的限制。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是液压多模式可变气门驱动系统示意图。图2是模式切换器示意图。图3是模式切换器阀芯示意图。图4是模式切换器的A-A和G-G截面图。图5是模式切换器的B-B截面图。图6是模式切换器的C-C截面图。图7是模式切换器的D-D截面图。图8是模式切换器的E-E截面图。图9是模式切换器的F-F截面图。图中：1、低压源，2、凸轮，3、柱塞泵，4、输油单向阀，5、模式切换器，5a、阀芯，5b、外壳，5IN、供油口，5OUT、泄油口，5A、驱动口，5a1、二冲程泄油槽，5a2、四冲程泄油槽，5a3、供油槽，5a4、二冲程驱动槽，5a5、四冲程驱动槽，6、泄油阀，7、气门驱动器。具体实施方式图1是液压多模式可变气门驱动系统示意图。图2是四冲程模式下的模式切换器示意图。图3是模式切换器阀芯示意图。图4是模式切换器的A-A和G-G截面图。图5到图9分别是四冲程模式下的模式切换器的B-B截面、C-C截面、D-D截面、E-E截面和F-F截面示意图。这种液压多模式可变气门驱动系统，它主要包括低压源1、凸轮2、柱塞泵3、输油单向阀4、模式切换器5、泄油阀6和气门驱动器7。模式切换器5具有阀芯5a和外壳5b。外壳5b上设置有供油口5IN、泄油口5OUT和驱动口5A，阀芯5a上设置有二冲程泄油槽5a1、四冲程泄油槽5a2、供油槽5a3、二冲程驱动槽5a4和四冲程驱动槽5a5，供油口5IN始终与供油槽5a3相连，阀芯5a每720·N度曲轴转角旋转一周，阀芯5a具有两个轴向位置分别对应四冲程模式和二冲程模式。凸轮2每360·M度曲轴转角旋转一周，由凸轮轴调相机构调节其相位，凸轮2均布M个凸轮叶片，其中，M和N均为正整数。柱塞泵3由凸轮2驱动，低压源1通过输油单向阀4向柱塞泵3的油腔输油，柱塞泵3的油腔与供油口5IN相连，泄油口5OUT和泄油阀6的出油口均与低压源1相连，驱动口5A与气门驱动器7的油腔相连，泄油阀6的进油口的连接端设置在驱动口5A与气门驱动器7之间的油路或设置在柱塞泵3的油腔与供油口5IN之间的油路。本专利技术给出的图2到图9为阀芯5a每720度曲轴转角旋转一周的示例。图5到图9为四冲程模式的情况，驱动口5A对着四冲程驱动槽5a5所在轴向位置，泄油口5OUT对着四冲程泄油槽5a2所在轴向位置。从当前时刻起，阀芯5a继续转过X0度，驱动口5A通过四冲程驱动槽5a5、二冲程驱动槽5a4、供油槽5a3与供油口5IN相连；阀芯5a继续转过X1度，驱动口5A将被关闭。泄油口5OUT在（360-X5）度阀芯5a转角前通过四冲程泄油槽5a2、供油槽5a3与供油口5IN相连；阀芯5a继续转过X4度，泄油口5OUT将被关闭。阀芯5a相对外壳5b下行时，本系统将从四冲程模式切换成二冲程模式。驱动口5A对着二冲程驱动槽5a4所在轴向位置，泄油口5OUT对着二冲程泄油槽5a1所在轴向位置。阀芯5a相对外壳5b的周向角度仍然为当前角度时，阀芯5a继续转过X2度，驱动口5A通过二冲程驱动槽5a4、供油槽5a3与供油口5IN相连；阀芯5a继续转过X3度，驱动口5A将被关闭；阀芯5a继续转过（180+X2）度，驱动口5A通过二冲程驱动槽5a4、供油槽5a3再次与供油口5IN相连；阀芯5a继续转过（180+X3）度，驱动口5A将再次被关闭。泄油口5OUT在X7度阀芯5a转角前通过二冲程泄油槽5a1、四冲程泄油槽5a2、供油槽5a3与供油口5IN相连；阀芯5a继续转过X6度，泄油口5OUT将被关闭；阀芯5a继续转过（180-X7）度，泄油口5OUT通过二冲程泄油槽5a1、四冲程泄油槽5a2、供油槽5a3与供油口5IN再次相连；阀芯5a继续转过（180+X6）度，泄油口5OUT将再次被关闭。由上可见，本专利技术中的四冲程模式及二冲程模式选取柱塞泵开始供油和开始泄油等时刻的取值独立灵活，不再受到凸轮型线的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压多模式可变气门驱动系统，它主要包括低压源（1）、凸轮（2）、柱塞泵（3）、输油单向阀（4）、泄油阀（6）、气门驱动器（7），其特征是：它还包括具有阀芯（5a）和外壳（5b）的模式切换器（5），外壳（5b）上设置有供油口（5IN）、泄油口（5OUT）和驱动口（5A），阀芯（5a）上设置有二冲程泄油槽（5a1）、四冲程泄油槽（5a2）、供油槽（5a3）、二冲程驱动槽（5a4）和四冲程驱动槽（5a5），供油口（5IN）始终与供油槽（5a3）相连，阀芯（5a）每720·N度曲轴转角旋转一周，阀芯（5a）具有两个轴向位置；所述凸轮（2）每360·M度曲轴转角旋转一周，由凸轮轴调相机构调节其相位，凸轮（2）均布M个凸轮叶片；所述柱塞泵（3）由凸轮（2）驱动，低压源（1）通过输油单向阀（4）向柱塞泵（3）的油腔输油，柱塞泵（3）的油腔与供油口（5IN）相连，泄油口（5OUT）和泄油阀（6）的出油口均与低压源（1）相连，驱动口（5A）与气门驱动器（7）的油腔相连，泄油阀（6）的进油口的连接端设置在驱动口（5A）与气门驱动器（7）之间的油路或设置在柱塞泵（3）的油腔与供油口（5IN）之间的油路；在四冲程模式下，驱动口（5A）对着四冲程驱动槽（5a5）所在轴向位置，泄油口（5OUT）对着四冲程泄油槽（5a2）所在轴向位置；在二冲程模式下，驱动口（5A）对着二冲程驱动槽（5a4）所在轴向位置，泄油口（5OUT）对着二冲程泄油槽（5a1）所在轴向位置。...

【技术特征摘要】
1.一种液压多模式可变气门驱动系统，它主要包括低压源（1）、凸轮（2）、柱塞泵（3）、输油单向阀（4）、泄油阀（6）、气门驱动器（7），其特征是：它还包括具有阀芯（5a）和外壳（5b）的模式切换器（5），外壳（5b）上设置有供油口（5IN）、泄油口（5OUT）和驱动口（5A），阀芯（5a）上设置有二冲程泄油槽（5a1）、四冲程泄油槽（5a2）、供油槽（5a3）、二冲程驱动槽（5a4）和四冲程驱动槽（5a5），供油口（5IN）始终与供油槽（5a3）相连，阀芯（5a）每720·N度曲轴转角旋转一周，阀芯（5a）具有两个轴向位置；所述凸轮（2）每360·M度曲轴转角旋转一周，由凸轮轴调相机构调节其相位，凸轮（2）均布M个凸轮叶片...

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