CN101435380A - 一种用于hcci\si切换的内燃机气缸盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，气缸盖本体上有进、排气道，气缸盖本体上的主油道与凸轮轴内部油道连通，气缸盖本体上设置电磁控制阀，电磁控制阀有进油口、供油口和泄油口，其连通状态其一是依次接通主油道、进油口、供油口连通到液压挺杆供油道；其二是依次连通液压挺杆供油道、供油口和泄油口。本发明对油道进行设置使其进油口与发动机主油道相连，同时该控制阀的供油口与液压挺杆的控制油路以及缸盖内部相联来控制供油和泄油。本发明有利于发动机实现SI\HCCI燃烧模式切换，发动机排放、油耗性能显著改善，同时结构紧凑，设计合理。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机气缸盖。
背景技术
进入21世纪，人类面临着日益严重的能源危机和大气污染。随着世界各国排放法规日趋严格，低排放已经成为发动机产品进入市场的首要前提条件；同时由于国际油价持续上涨，考虑到经济性问题，用户对车辆的油耗要求越来越高。这就促使众多科研机构和汽车公司加大在节能环保汽车领域的研究。均质充量压燃(HCCI，HomogenousCharge Compression Ignition)是一种预混合燃烧和低温燃烧相结合的新型燃烧方式，相比SI(SI，Spark Ignition，火花塞点火)燃烧模式，HCCI燃烧具有燃烧温度低、低排放、热效率高的特点，代表着下一代内燃技术发展方向。但是HCCI的燃烧正时很难进行控制，并且目前还无法在整个工况下实现HCCI燃烧，并且该HCCI燃烧模式下容易产生爆震，尾气处理系统比较复杂。由于无法在整个工况下实现HCCI燃烧模式，所以实现HCCI产品化的最有效路径就是在部分工况下实现HCCI。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，确保HCCI\SI燃烧模式的顺利切换，适于可变液压挺杆来实现气门升程可变，两套独立的气门升程曲线将分别控制SI和HCCI工况的气门升程，实现发动机的低油耗、低排放。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，包括气缸盖本体，其上有进、排气道，气缸盖本体上的主油道与凸轮轴内部油道连通，其特征在于：气缸盖本体上设置电磁控制阀，电磁控制阀有三个通路接口，分别是进油口、供油口和泄油口，电磁控制阀可处在以下连接状态，其一是依次接通主油道、进油口、供油口连通到液压挺杆供油道，其二是依次连通液压挺杆供油道、供油口和泄油口。
在上述方案中，为了顺利实现SI\HCCI间平稳切换的发动机缸盖，从而实现低油耗、低排放的HCCI发动机，通过使用INA公司的TSSH(TSSH，INA公司产品代号，即一种INA液压挺杆)可变液压挺杆，来实现气门升程可变，两套独立的气门升程曲线将分别控制SI(SI，Spark Ignition，火花塞点火)和HCCI工况的气门升程，即气门开启高度。为了配合可变液压挺杆的使用，本发明对油道进行相应结构的设计，通过设置电磁控制阀并将其安装在缸盖的进气一侧，其进油口与发动机主油道相连，同时该控制阀的供油口与液压挺杆的控制油路以及缸盖内部相联来控制供油和泄油。本发明有利于发动机实现SI\HCCI燃烧模式切换，发动机排放、油耗性能显著改善，同时结构紧凑，设计合理。
附图说明
图1是本发明的俯视状态的结构示意图；
图2是图1仰视图；
图3是图1的A-A剖视图；
图4是本发明的油路控制原理图；
图5是电磁控制阀的原理图。
具体实施方式
结合图1-5说明本发明的具体技术方案，即内燃机气缸盖，包括气缸盖本体10，其上有进、排气道，气缸盖本体10上的主油道11与凸轮轴内部油道18连通，气缸盖本体10上设置电磁控制阀20，电磁控制阀20有三个通路接口，分别是进油口21、供油口22和泄油口23，电磁控制阀20可处在以下连接状态，其一是依次接通主油道11、进油口21、供油口22连通到液压挺杆供油道19，其二是依次连通液压挺杆供油道19、供油口22和泄油口23。电磁控制阀20处在上述两种连接状态时，分别实现SI燃烧工况和HCCI燃烧工况的控制。
具体讲，主油道11是经过管路12连到进油口21上，供油口22经过管路14连到液压挺杆供油道19上，如图4所示。
结合图1、3、4，与凸轮轴内部油道18连通的主油道11与VVT(VVT，Variable Valve Timing，可变气门正时)机构油道17连通，基于发动机缸盖空间布置的局限性以及满足TSSH对油路的要求，优选的方案是将所述的液压挺杆供油道19布置在气缸盖水道正上方，主油道11由前端直接通向VVT机构油道17及凸轮轴内部油道18，这样使得缸盖体积在整体变化不大的前提下满足了TSSH对油路的要求。结合图1、2、3，所述的气缸盖本体10上有安装座30用于固定安装电磁控制阀20，安装座30位于气缸盖本体10的上部边缘侧边处，安装座30上设置有与电磁控制阀20上的进油口21、供油口22和泄油口23对应连通的进油管接头31、供油管接头32和泄油管接头33，位于安装座30同侧下方盖体上布置有管路12、管路14的管头，它们与供油管接头32和泄油管接头33之间由油管相连。采用上述方案布置电磁控制阀20，不仅响应快捷、便于部件的安装，同时也便于相应接口和管件连接，另外，不会与其它部件和管路的布置发生干涉。
所述的气缸盖本体10上有管路与主油路相通并延伸到壳体部的管头13，该管头13用于连接油温传感器，可以方便油温参数的采集。
所述的液压挺杆导向面15贯穿整个发动机缸盖本体10，气缸盖本体10上的主油道11经液压挺杆供油道19、支路191连通到液压挺杆导向面15部位，这样可以利用有限的气缸盖本体10内空间，对管路进行优选、合理的布置。液压挺杆导向面15导向面上有限定液压挺杆转动的导向槽151，这是为了液压挺杆正常工作的工艺结构。
考虑到缸盖连接时其它部件的位置，气缸盖本体10上的凸轮轴承座16的内侧设开让位孔161，该让位空161也是工艺结构。
以下结合图4，对本发明工作过程作进一步的说明。
在SI燃烧工况下，控制油路顺序为：主油道11→管路12→电磁控制阀20的进油口21→电磁控制阀20的供油口22→管路14→液压挺杆供油道19→支路191连通到液压挺杆导向面15部位。这时由于管路内壁摩擦所产生的压力损失，使得液压挺杆供油道19内的油压略低于主油道11中的油压，但仍高于液压挺杆的工作油压，满足液压挺杆对油路的要求，此时使用凸轮轴的长升程型线，电磁控制阀20的工作状态是使其进油口21和供油口22之间的通路连通；
在HCCI燃烧工况下，电磁控制阀20的工作状态是使其进油口21和供油口22之间的通路断开，并使供油口22与电磁控制阀20上的泄油口23相通，主油道11与液压挺杆供油道19之间无法形成通路，此时油路走向为液压挺杆供油道19→管路14→电磁控制阀20的供油口22→电磁控制阀20的泄油口23，液压挺杆供油道19内的油压无法建立，低于其工作油压，液压挺杆的液压系统处于非工作状态，发动机使用凸轮轴的短升程型线工作。
通常情况下，发动机的主油道包括主油道11→含管头13的管路→VVT机构油道17→凸轮轴内部油道18，与液压挺杆的工作油路区别的是发动机的主油道单独控制，因此无论发动机运转在哪种工况下，发动机主油道都不会受其影响，保证了VVT机构以及凸轮轴工作的稳定性。
Claims (8)
1、一种用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，包括气缸盖本体(10)，其上有进、排气道，气缸盖本体(10)上的主油道(11)与凸轮轴内部油道(18)连通，其特征在于：气缸盖本体(10)上设置电磁控制阀(20)，电磁控制阀(20)有三个通路接口，分别是进油口(21)、供油口(22)和泄油口(23)，电磁控制阀(20)可处在以下连接状态，其一是依次接通主油道(11)、进油口(21)、供油口(22)连通到液压挺杆供油道(19)，其二是依次连通液压挺杆供油道(19)、供油口(22)和泄油口(23)。
2、根据权利要求1所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：主油道(11)经管路(12)连到进油口(21)，供油口(22)经管路(14)连到液压挺杆供油道(19)。
3、根据权利要求1所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：与凸轮轴内部油道(18)连通的主油道(11)与VVT机构油道(17)连通。
4、根据权利要求1或2所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：所述的气缸盖本体(10)上有安装座(30)用于固定安装电磁控制阀(20)，安装座(30)位于气缸盖本体(10)的上部边缘侧边处，安装座(30)上设置有与电磁控制阀(20)上的进油口(21)、供油口(22)和泄油口(23)对应连通的进油管接头(31)、供油管接头(32)和泄油管接头(33)，位于安装座(30)同侧下方盖体上布置有管路(12)、管路(14)的管头，它们与供油管接头(32)和泄油管接头(33)之间由油管相连。
5、根据权利要求1所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：所述的气缸盖本体(10)上有管路与主油路相通并延伸到壳体部的管头(13)，该管头(13)用于连接油温传感器。
6、根据权利要求1或2所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：所述的液压挺杆导向面(15)贯穿整个发动机缸盖本体(10)，气缸盖本体(10)上的主油道(11)经液压挺杆供油道(19)、支路(191)连通到液压挺杆导向面(15)部位，液压挺杆导向面(15)导向面上有限定液压挺杆转动的导向槽(151)。
7、根据权利要求1所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：气缸盖本体(10)上的凸轮轴承座(16)的内侧开设让位孔(161)。
8、根据权利要求3所述的用于HCCI\SI切换的内燃机气缸盖，其特征在于：所述的液压挺杆供油道(19)在气缸盖水道正上方，主油道由前端直接通向VVT机构油道(17)及凸轮轴内部油道(18)。
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