具有缓冲功能的全可变电液气门系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统，包括：滑套、螺旋轴、活塞和复位弹簧，所述滑套相对于发动机固定，所述活塞顶靠于所述气门组件，所述螺旋轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面；所述螺旋轴的第一端设置有螺旋面，第二端设置有控制齿轮；所述滑套开设有与缓冲腔连通的缓冲油孔，所述缓冲油孔通过节流装置与所述发动机的低压油路连通。当气门即将落座时，活塞首先碰撞缓冲环，由于节流装置的作用，缓冲腔内的机油对缓冲环的运动起到阻尼作用，使气门缓慢落座，减小了对气门和气门座的密封面造成的冲击损坏，从而有效提高了气门机构的使用寿命。

Fully variable electro-hydraulic valve system with buffer function

【技术实现步骤摘要】
具有缓冲功能的全可变电液气门系统
本专利技术涉及发动机气门机构
，尤其涉及一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统。
技术介绍
全可变气门机构(FullyVariableValveSystem,简称FVVS)可实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可变，对发动机的节能减排具有重要意义。FVVS能够采用进气门早关(EIVC)的方式控制进入气缸内的工质数量，从而取消节气门，这种无节气门汽油机将大幅度地降低泵气损失，使中小负荷时的燃油耗降低10-15％。全可变气门机构与增压中冷匹配，可以解决发动机增压后的爆燃和热负荷高的问题，在大幅度提高平均有效压力的前提下实现低温燃烧，改善发动机热效率并减少有害气体的排放；因此FVVS技术已成为内燃机新技术的重要发展方向之一。目前，较为先进的全可变气门机构是舍弗勒和菲亚特联合研制的MultiAir(又名UniAir)系统，该系统采用了凸轮轴驱动式电液气门机构，通过凸轮轴与电磁阀联合控制气门运动规律。该系统的工作原理如下：由凸轮推动液压活塞，液压活塞通过滑套腔与驱动活塞相连，而滑套腔则由一个开关式电磁阀控制。当电磁阀处于完全关闭状态时，液压活塞通过液体压力推动驱动活塞，将凸轮转动产生的液压压力传递给气门；此时进气门完全由凸轮控制，处于开启状态。当电磁阀处于完全开启状态时，液体压力无法传递驱动力，液压活塞无法推动驱动活塞，进气门不再受凸轮控制并处于回落或关闭状态。通过对电磁阀开闭时刻的控制，即可实现各种不同的气门运动规律，实现全可变气门机构的功能。但是，其电磁阀结构复杂，价格昂贵，限制了该技术的推广应用。为了替代昂贵的高速电磁阀，中国专利技术专利CN109339896A公开了一种具有缓冲功能的全可变电液气门装置，包括：凸轮轴和气门组件；螺旋轴、滑套、活塞和复位弹簧，所述螺旋轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述活塞顶靠于所述气门组件，在所述滑套内，所述螺旋轴与所述活塞之间的空间形成密封的滑套腔，所述复位弹簧夹压于所述螺旋轴与所述活塞之间；所述螺旋轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面；所述螺旋轴的与所述滑套滑动密封连接的周壁是螺旋状周壁，所述螺旋轴的端部设置有与齿条啮合的控制齿轮，所述齿条由发动机电控单元控制的直线执行机构驱动；所述滑套开设有进油孔和限位油孔，所述进油孔靠近所述螺旋轴，所述限位油孔靠近所述活塞，所述进油孔和所述限位油孔分别与发动机的低压油路连通，在所述限位油孔与所述发动机的低压油路之间的连接管路上设置有单向阀。本专利技术采用螺旋轴和凸轮轴联合控制气门运动，通过转动螺旋轴来改变进油孔的开闭时刻，既可实现全可变气门机构的功能，响应速度快，控制方便，又替代了价格昂贵的高速电磁阀，适合多缸发动机使用。但是，该装置在应用中发现：该机构在电液控制气门落座的过程中，存在落座速度过快问题，对气门和气门座的密封面造成冲击损坏，影响使用寿命。而且，在发动机停机过程中，滑套腔中的液压油会慢慢渗漏，起动发动机时，滑套腔中可能出现“无油”的现象，导致系统工作失效。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统，以减缓气门的落座速度，减小对气门和气门座的密封面造成的冲击损坏，提高使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术如下技术方案：一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统，包括：凸轮轴和气门组件；滑套、螺旋轴、活塞和复位弹簧，所述滑套相对于发动机固定，所述螺旋轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述螺旋轴与所述活塞之间的内腔称为滑套腔，所述复位弹簧夹压于所述螺旋轴与所述活塞之间，所述活塞顶靠于所述气门组件，所述螺旋轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面；所述螺旋轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有螺旋面，所述第二端与齿轮齿条机构传动连接，所述齿轮齿条机构包括控制齿轮和齿条，所述控制齿轮设置于所述螺旋轴的第二端，所述齿条由发动机电控单元控制的直线执行机构驱动；所述滑套开设有进油孔和限位油孔，所述进油孔和所述限位油孔分别与发动机的低压油路连通，在所述进油孔与所述发动机的低压油路之间的连接管路上设置有单向阀；所述滑套的活塞端部设置有阶梯孔结构，所述阶梯孔结构包括大孔和小孔，所述小孔与所述活塞的滑动密封面配合，所述大孔内设置有缓冲环，所述缓冲环套设于所述活塞的滑动密封面并与所述大孔的内周面滑动密封配合，所述缓冲环和所述活塞在所述阶梯孔内形成缓冲腔；所述活塞的外端周面设置有用于在所述气门组件的气门落座时碰撞所述缓冲环的凸缘，所述滑套的活塞端部安装有挡板，当所述气门组件的气门关闭时，所述缓冲环与所述挡板之间具有缓冲距离；所述滑套开设有与所述缓冲腔连通的缓冲油孔，所述缓冲油孔通过节流装置与所述发动机的低压油路连通。其中，所述螺旋轴设置有环形槽，所述环形槽开设有通油孔，所述通油孔连通所述环形槽和所述滑套腔，所述进油孔在所述螺旋轴的运动过程中时刻与所述环形槽保持连通；所述螺旋轴的螺旋面的头部设置有一个螺旋轴顶靠平面，所述活塞的与所述螺旋轴相对的一端设置有活塞轴向凸出部，所述活塞轴向凸出部的头部设置有活塞顶靠平面；所述滑套设置有第一定位销，所述活塞设置有沿轴向延伸的导向槽，所述第一定位销伸入所述导向槽内；所述限位油孔设置于在所述螺旋面碰到所述活塞顶靠平面之前就被所述螺旋轴封堵住的位置；所述齿轮齿条机构还设置有限位装置和回位弹簧，当所述回位弹簧使所述齿条移动到所述限位装置限定的极限位置时，所述活塞顶靠平面顶靠于所述螺旋轴顶靠平面，所述气门组件的气门升程由所述凸轮轴控制。其中，所述螺旋轴的第一端设置有螺旋轴轴向凸出部，所述螺旋轴轴向凸出部的头部设置有另一个所述螺旋轴顶靠平面，所述螺旋面的根部交汇于所述螺旋轴轴向凸出部的根部；所述活塞轴向凸出部有两个，两个所述活塞轴向凸出部的头部分别设置有一个所述活塞顶靠平面，所述活塞顶靠平面与所述螺旋轴顶靠平面一一对应。其中，两个所述活塞顶靠平面同面，两个所述螺旋轴顶靠平面同面。其中，两个所述活塞顶靠平面相对于所述活塞的中心对称设置，两个所述螺旋轴顶靠平面相对于所述螺旋轴的中心对称设置。其中，所述螺旋轴的第二端设置有推力轴承，所述推力轴承与所述凸轮轴的凸轮面之间设置有耐磨垫片。其中，所述控制齿轮与所述螺旋轴以传递扭矩的方式连接。其中，所述齿条同时与多个所述螺旋轴的控制齿轮啮合。其中，所述直线执行机构是直线电机或执行电磁铁或气缸或液压缸。其中，所述滑套设置有第二定位销，所述第二定位销伸入所述环形槽内。本专利技术采用上述技术方案后，其技术效果是：1)本专利技术采用螺旋轴和凸轮轴联合控制气门运动，通过转动螺旋轴来改变限位油孔的开闭时刻，即可实现全可变气门机构的功能，回程时，液压油从进油孔进入滑套腔，与复位弹簧一起使螺旋轴快速复位，由发动机电控单元控制的直线执行机构驱动螺旋轴转动，响应速度快，控制方便，替代了价格昂贵的高速电磁阀，适合多缸发动机使用。2)当气门即将落座时，活塞首先碰撞缓冲环，由于节流装置的作用，缓冲腔内的机油对缓冲环的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统，包括：/n凸轮轴和气门组件；/n滑套、螺旋轴、活塞和复位弹簧，所述滑套相对于发动机固定，所述螺旋轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述螺旋轴与所述活塞之间的内腔称为滑套腔，所述复位弹簧夹压于所述螺旋轴与所述活塞之间，所述活塞顶靠于所述气门组件，所述螺旋轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面；/n所述螺旋轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有螺旋面，所述第二端与齿轮齿条机构传动连接，所述齿轮齿条机构包括控制齿轮和齿条，所述控制齿轮设置于所述螺旋轴的第二端，所述齿条由发动机电控单元控制的直线执行机构驱动；/n所述滑套开设有进油孔和限位油孔，所述进油孔和所述限位油孔分别与发动机的低压油路连通，在所述进油孔与所述发动机的低压油路之间的连接管路上设置有单向阀；其特征在于，/n所述滑套的活塞端部设置有阶梯孔结构，所述阶梯孔结构包括大孔和小孔，所述小孔与所述活塞的滑动密封面配合，所述大孔内设置有缓冲环，所述缓冲环套设于所述活塞的滑动密封面并与所述大孔的内周面滑动密封配合，所述缓冲环和所述活塞在所述阶梯孔内形成缓冲腔；所述活塞的外端周面设置有用于在所述气门组件的气门落座时碰撞所述缓冲环的凸缘，所述滑套的活塞端部安装有挡板，当所述气门组件的气门关闭时，所述缓冲环与所述挡板之间具有缓冲距离；/n所述滑套开设有与所述缓冲腔连通的缓冲油孔，所述缓冲油孔通过节流装置与所述发动机的低压油路连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有缓冲功能的全可变电液气门系统，包括：
凸轮轴和气门组件；
滑套、螺旋轴、活塞和复位弹簧，所述滑套相对于发动机固定，所述螺旋轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接，所述螺旋轴与所述活塞之间的内腔称为滑套腔，所述复位弹簧夹压于所述螺旋轴与所述活塞之间，所述活塞顶靠于所述气门组件，所述螺旋轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面；
所述螺旋轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有螺旋面，所述第二端与齿轮齿条机构传动连接，所述齿轮齿条机构包括控制齿轮和齿条，所述控制齿轮设置于所述螺旋轴的第二端，所述齿条由发动机电控单元控制的直线执行机构驱动；
所述滑套开设有进油孔和限位油孔，所述进油孔和所述限位油孔分别与发动机的低压油路连通，在所述进油孔与所述发动机的低压油路之间的连接管路上设置有单向阀；其特征在于，
所述滑套的活塞端部设置有阶梯孔结构，所述阶梯孔结构包括大孔和小孔，所述小孔与所述活塞的滑动密封面配合，所述大孔内设置有缓冲环，所述缓冲环套设于所述活塞的滑动密封面并与所述大孔的内周面滑动密封配合，所述缓冲环和所述活塞在所述阶梯孔内形成缓冲腔；所述活塞的外端周面设置有用于在所述气门组件的气门落座时碰撞所述缓冲环的凸缘，所述滑套的活塞端部安装有挡板，当所述气门组件的气门关闭时，所述缓冲环与所述挡板之间具有缓冲距离；
所述滑套开设有与所述缓冲腔连通的缓冲油孔，所述缓冲油孔通过节流装置与所述发动机的低压油路连通。


2.如权利要求1所述的具有缓冲功能的全可变电液气门系统，其特征在于，
所述螺旋轴设置有环形槽，所述环形槽开设有通油孔，所述通油孔连通所述环形槽和所述滑套腔，所述进油孔在所述螺旋轴的运动过程中时刻与所述环形槽保持连通；
所述螺旋轴的螺旋面的头部设置有一个螺旋轴顶靠平面，所述活塞的与所述螺旋轴相对的一端设置有活塞轴向凸出部，所述活塞轴向凸出部的头部设置有活塞顶靠平面；
所述滑套设置有第一定位销，所述活塞设置有沿轴向延伸的导向槽，所述第一定位销伸入所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立峰，王秀强，吴龙龙，王孟晓，王昊天，吴贝贝，从田增，吴鹏超，苏明涛，衣金水，
申请(专利权)人：潍坊力创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37