全可变电液气门系统技术方案

技术编号:24326989 阅读:12 留言:0更新日期:2020-05-29 18:23
本发明专利技术公开了一种全可变电液气门系统,包括:滑套、滑动轴、活塞和复位弹簧,滑套相对于发动机固定,活塞顶靠于所述气门组件,滑动轴在轴向上受控于凸轮轴的凸轮面;滑动轴设置有与滑套腔连通的限位油孔,滑套的内孔壁开设有螺旋槽,所述螺旋槽与所述通油孔相通,当所述螺旋槽与所述限位油孔连通时,所述滑套腔与所述发动机的低压油路连通泄压;滑动轴轴向凸出部设置有滑动轴顶靠平面,活塞轴向凸出部的头部设置有活塞顶靠平面。本发明专利技术解决了由于滑套腔中的机油流失而影响系统正常工作的问题,并使与气门开启时刻对应的曲轴转角保持不变,特别适合应用到具有扫气过程的发动机的进气门可变行程的控制。

Fully variable electro-hydraulic valve system

【技术实现步骤摘要】
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;滑动轴、滑套、活塞和复位弹簧,所述滑动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,所述滑动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滑动轴与所述活塞之间;所述滑动轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面;所述滑动轴的与所述滑套滑动密封连接的周壁是螺旋状周壁,所述滑动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通油孔,所述进油孔靠近所述滑动轴,所述通油孔靠近所述活塞,所述进油孔和所述通油孔分别与发动机的低压油路连通,在所述通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。本专利技术采用滑动轴和凸轮轴联合控制气门运动,通过转动滑动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,在应用中发现:第一,如果将该装置应用到进气门可变行程的控制时,由于发动机大多设计有扫气过程,要求与进气门的开启时刻对应的曲轴转角(相对于上止点)不变,但该装置只能在凸轮面的上升段的某个时刻堵住通油孔,图10示出了该装置一组曲轴转角/气门升程曲线,显示出与其气门开启时刻对应的曲轴转角会随着通油孔封堵时刻的改变而改变,因而该装置的应用受到限制。第二,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。第三,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。
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全可变电液气门系统,以解决由于滑套腔中的机油流失而影响系统正常工作的问题,并使与气门的开启时刻对应的曲轴转角保持不变。为解决上述技术问题,本专利技术如下技术方案:一种全可变电液气门系统,包括:凸轮轴和气门组件;滑套、滑动轴、活塞和复位弹簧,所述滑套相对于发动机固定,所述滑动轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接,所述滑动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滑动轴与所述活塞之间,所述活塞顶靠于所述气门组件,所述滑动轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面;所述滑动轴具有相对设置的第一端和第二端,所述滑动轴的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滑动轴的第二端,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通油孔,所述进油孔和所述通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;所述滑动轴设置有与所述滑套腔连通的限位油孔,所述滑套的内孔壁开设有螺旋槽,所述螺旋槽的靠近所述滑动轴第二端的槽面为螺旋面,所述螺旋槽与所述通油孔相通,当所述螺旋槽与所述限位油孔连通时,所述滑套腔与所述发动机的低压油路连通泄压;所述滑动轴的第一端设置有滑动轴轴向凸出部,所述滑动轴轴向凸出部设置有滑动轴顶靠平面,所述活塞的与所述滑动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;所述滑套设置有定位销,所述活塞设置有沿轴向延伸的导向槽,所述定位销伸入所述导向槽内;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滑动轴顶靠平面,所述限位油孔被所述滑套的非槽部分封堵,所述气门组件的气门升程由所述凸轮轴控制。其中,当所述滑动轴受控于所述凸轮面的基圆段、所述齿条向所述限位装置的相反方向移动至另一个极限位置时,所述螺旋槽与所述限位油孔连通。其中,所述滑动轴的第一端设置有两个所述滑动轴轴向凸出部,两个所述滑动轴轴向凸出部的头部分别设置有一个所述滑动轴顶靠平面;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滑动轴顶靠平面一一对应。其中,两个所述活塞顶靠平面同面,两个所述滑动轴顶靠平面同面。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,两个所述滑动轴顶靠平面相对于所述滑动轴的中心对称设置。其中,所述滑动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滑动轴以传递扭矩的方式连接。其中,所述齿条同时与多个所述滑动轴的控制齿轮啮合。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。本专利技术采用上述技术方案后,其技术效果是:1)本专利技术由于在滑套内孔壁上设置了螺旋槽并在本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种全可变电液气门系统,包括:/n凸轮轴和气门组件;/n滑套、滑动轴、活塞和复位弹簧,所述滑套相对于发动机固定,所述滑动轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接,所述滑动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滑动轴与所述活塞之间,所述活塞顶靠于所述气门组件,所述滑动轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面;/n所述滑动轴具有相对设置的第一端和第二端,所述滑动轴的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滑动轴的第二端,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通油孔,所述进油孔和所述通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所述滑动轴设置有与所述滑套腔连通的限位油孔,所述滑套的内孔壁开设有螺旋槽,所述螺旋槽的靠近所述滑动轴第二端的槽面为螺旋面,所述螺旋槽与所述通油孔相通,当所述螺旋槽与所述限位油孔连通时,所述滑套腔与所述发动机的低压油路连通泄压;/n所述滑动轴的第一端设置有滑动轴轴向凸出部,所述滑动轴轴向凸出部设置有滑动轴顶靠平面,所述活塞的与所述滑动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;/n所述滑套设置有定位销,所述活塞设置有沿轴向延伸的导向槽,所述定位销伸入所述导向槽内;/n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滑动轴顶靠平面,所述限位油孔被所述滑套的非槽部分封堵,所述气门组件的气门升程由所述凸轮轴控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全可变电液气门系统,包括:
凸轮轴和气门组件;
滑套、滑动轴、活塞和复位弹簧,所述滑套相对于发动机固定,所述滑动轴和所述活塞分别与所述滑套滑动密封连接,所述滑动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滑动轴与所述活塞之间,所述活塞顶靠于所述气门组件,所述滑动轴在轴向上受控于所述凸轮轴的凸轮面;
所述滑动轴具有相对设置的第一端和第二端,所述滑动轴的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滑动轴的第二端,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通油孔,所述进油孔和所述通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,
所述滑动轴设置有与所述滑套腔连通的限位油孔,所述滑套的内孔壁开设有螺旋槽,所述螺旋槽的靠近所述滑动轴第二端的槽面为螺旋面,所述螺旋槽与所述通油孔相通,当所述螺旋槽与所述限位油孔连通时,所述滑套腔与所述发动机的低压油路连通泄压;
所述滑动轴的第一端设置有滑动轴轴向凸出部,所述滑动轴轴向凸出部设置有滑动轴顶靠平面,所述活塞的与所述滑动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;
所述滑套设置有定位销,所述活塞设置有沿轴向延伸的导向槽,所述定位销伸入所述导向槽内;
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滑动轴顶靠平面,所述限位油孔被所述滑套的非槽部分封堵,所述气门组件的气门升程由所述凸轮轴控制。


2.如权利要求1所述的全可变电液气门系统,其特征在于,当所述滑动轴受控于所述凸轮面的基圆段、所述齿条向所述限位装置的相反方向移动至另一个极限位置时,所述螺旋槽与所述限位油孔连通。


3.如权利要求1所述的全可变电液气门...

【专利技术属性】
技术研发人员:王立峰王秀强王孟晓吴龙龙从田增王昊天吴贝贝吴鹏超衣金水苏明涛
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

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