CN101509404A - 可变气门系统 - Google Patents

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Abstract

一种可变气门系统，用液压控制内燃机气门的开关，可连续改变配气相位。其构造由气缸盖、气门、气门活塞、气门活塞缸、主活塞、主活塞缸体、凸轮轴组成。工作原理：内燃机工作时，凸轮将主活塞向下推，当主活塞下端运动到调节筒斜面的上边缘未将出油孔封住位置时，气门活塞不动；气门在气门弹簧的作用下处于关闭状态。当主活塞下端运动到调节筒斜面的上边缘将出油孔封住位置时，主活塞缸内的油经输油管进入气门活塞缸推动气门活塞打开气门，使气体通过气道进入或排出燃烧室，实现换气。通过调节调节筒的位置即可调节气门的开启时刻和升程，通过调节节流阀开度来改变气门迟闭角，连续改变配气相位。

Description

可变气门系统
技术领域
本发明属于内燃机技术领域。
背景技术
现代内燃机为发出更大的功率，其转速越来越高，转速范围越来越宽；为实现更好的换气，这就要求配气相位可变才能满足各种工况的需要；为此许多内燃机采用可变配气相位机构，一般采用凸轮相位可变的可变气门机构；但这种可变气门机构进气持续角不变，虽然高速时可能加大进气迟闭角，但气门叠开角减小；不利于高速时进气。
发明内容
本发明的目的是提供一种用液压控制内燃机进、排气的可变气门系统，可连续改变配气相位和气门升程，使配气相位能满足各种工况的需要，并可通过独立控制进气门迟闭角来连续改变内燃机的实际压缩比；减小进气行程时气缸内的负压，使泵吸损失减小；使内燃机各种工况都有较高的效率，达到节能和环保的目的。
本发明的技术方案是：用凸轮轴驱动主缸活塞运动产生压力油，并由产生的压力油推动气门活塞，实现气门的开启；靠齿圈、齿条控制主缸调节筒的位置；控制主缸向气门油缸供油的时间和数量来控制气门的启闭时间和升程，实现连续改变配气相位。
其具体构造由气缸盖、气门、气门活塞、气门活塞缸、主活塞、主活塞缸体、凸轮轴、气门弹簧、主活塞弹簧、节流阀、调节筒等组成。其中气门活塞制成圆桶形，置于气门活塞缸内，与气门尾部固定在一起，并设使其回位的气门弹簧；气门活塞缸为筒形，固定在缸体上，用油管与主活塞缸体相连。主活塞缸体为圆筒形，其上开有出油孔，下端接有带单项阀的进油管，用螺钉固定在气缸盖上。主活塞为圆柱形，置于主活塞缸体内，主活塞下端设用于使其回位的主活塞弹簧，调节筒套在主活塞缸体外，并可相对转动；上部接触出油孔部位制成斜面，下端制有一齿圈；齿圈与调节筒齿条相啮合由步进电机驱动旋转以控制气门启闭时间；节流阀与输油管单向阀并联，装于气门活塞缸与主活塞缸体之间，并用齿圈与节流阀齿条相啮合由步进电机驱动以调节其开度。
工作原理：内燃机工作时，油泵将内燃机的润滑油通过主活塞缸体上的进油管经单向阀送入主活塞缸体内，使主活塞缸体内充满润滑油，多余的润滑油则从出油孔排出。凸轮轴转动时，凸轮将主活塞向下推，当主活塞下端运动到调节筒斜面的上边缘未将出油孔封住位置时，缸内的油从出油孔排出；主活塞缸体内的压力并不升高，气门活塞不动，气门在气门弹簧的作用下处于关闭状态。当主活塞下端运动到调节筒斜面的上边缘将出油孔封住位置时，主活塞缸内的油不能从出油孔排出；主活塞缸体内的压力升高，油经输油管进入节流阀和输油管单向阀；然后进入气门活塞缸推动气门活塞，打开气门；使气体通过气道进入或排出燃烧室，实现换气。换气结束后气门活塞、主活塞分别在气门弹簧、主活塞弹簧的作用下回到原位。此时输油管单向阀关闭，气门活塞缸内的油只能通过节流阀流回主活塞缸体内；当内燃机小负荷工作时，由步进电机驱动节流阀齿条，调节节流阀开度，可以控制气门活塞缸内的油流回主活塞缸体内的速度，使气门活塞晚于主活塞回到原位；进气门迟闭角变大，减小进气行程时气缸内的负压，使泵吸损失减小。内燃机控制系统可根据内燃机的转速、负荷和尾气检测结果，控制步进电机驱动调节筒齿条动作，从而转动齿圈，带动调节筒转动，而改变斜面上边缘与出油孔的相对位置；进而改变气门的开启时间和开度，实现最佳变配气相位。
附图说明
附图是本发明的结构图，图中1单向阀、2进油管、3调节筒齿条、4节流阀齿条、5节流阀、6输油管单向阀、7调节筒、8主活塞缸、9凸轮轴、10主活塞、11出油孔、12气门活塞缸、13气门活塞、14气门弹簧、15气门、16气缸盖、17气道、18斜面、19主活塞弹簧、20输油管。
具体实施方式
在附图中，气门活塞置于气门活塞缸内，与气门尾部固定在一起；气门活塞缸、主活塞缸体用螺钉固定在气缸盖上；主活塞置于主活塞缸体上部，上端与凸轮轴接触，主活塞下端装主活塞弹簧。

Claims (3)

1、一种可变气门系统，其特征在于：可变气门系统构造由气缸盖、气门、气门活塞、气门活塞缸、主活塞、主活塞缸体、凸轮轴、气门弹簧、主活塞弹簧、节流阀、调节筒组成；其中气门活塞制成圆桶形，置于气门活塞缸内，与气门尾部固定在一起，气门活塞缸内设气门弹簧；气门活塞缸为圆桶形，固定在气缸盖上，用油管与主活塞缸体相连。
2、如权利要求1所述的可变气门系统，其特征在于：主活塞缸体为圆筒形，其上开有出油孔，下端接有带单项阀的进油管，用螺钉固定在气缸盖上；主活塞为圆柱形，置于主活塞缸体内，主活塞下端设主活塞弹簧；在主活塞缸体外套有调节筒，调节筒上部制成斜面，下端制有一齿圈，齿圈与调节筒齿条相啮合。
3、如权利要求1所述的可变气门系统，其特征在于：气门活塞缸与主活塞缸体之间并联装有节流阀与输油管单向阀，并用齿圈与节流阀齿条相啮合以调节节流阀开度。
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