CN102465729A - 液压可变气门升程装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压可变气门升程装置，其可以包括：壳体，其形成活塞腔，该活塞腔的一侧开口；气门操纵活塞，其能够滑动地布置在所述活塞腔中，且该气门操纵活塞的一端与打开/关闭进排气道的气门连接；和EHV液压泵，其配置成向所述活塞腔提供油，其中第一油道在所述EHV液压泵与所述活塞腔之间形成，该第一油道向所述活塞腔的侧表面提供油，节流孔从所述气门操纵活塞的活塞侧表面形成到活塞上端表面。因此，所述液压可变气门升程装置根据发动机的工作状态来改变气门升程量，所述液压可变气门升程装置通过使气门升程形成斜坡轮廓来减小气门关闭时的冲击，且并未要求多孔口的精加工，因此降低了制造成本。

Description

液压可变气门升程装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年11月11日提交的韩国专利申请第10-2010-0112299号的优先权和权益，该申请的全部内容为了所有目的而通过引用结合于本文中。
技术领域
本发明涉及一种气门升程装置。更特别地，本发明涉及一种液压可变气门升程装置，其改变用于打开/关闭内燃机的进排气道(port)的气门的升程量。
背景技术
内燃机使燃料/空气进入燃烧室且使其燃烧以产生动力。进气门被凸轮轴打开以吸入空气，空气在进气门打开时被供给到燃烧室中。
并且，排气门被凸轮轴提升，燃烧废气在排气门打开时从燃烧室中排出。
进气门和排气门地最佳工作情况取决于发动机的旋转速度。亦即，这些气门的最佳升程或最佳打开/关闭正时取决于发动机的旋转速度。研究人员已经着手对可变气门升程(VVL)装置进行研究，该装置能够实现基于发动机速度的不同的气门升程，从而实现这种取决于发动机的旋转速度的最佳气门操作。
同时，因为广泛使用的CVVL包括连杆、偏心凸轮、控制轴等且构件的数量大，所以惯性重量(inertial weight)和累计公差变得较大，且在开发CVVL系统的移动特性方面存在缺点。
并且，因为气缸的气门同时受到相同的凸轮轴的控制，所以限制了自由的气门运动。
本发明背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对本发明总体背景的理解，其不应作为该信息构成对本领域技术人员来说已经公知的现有技术的确认和任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面提供一种液压可变气门升程装置，其优点在于，其能够根据发动机的工作状态来调节气门升程量，使得气门升程形成斜坡(ramp)轮廓，以减小气门关闭时的冲击。
根据本发明的各个方面的液压可变气门升程装置可以包括：壳体，其形成活塞腔，该活塞腔的一侧开口；气门操纵活塞，其能够滑动地布置在所述活塞腔中，且该气门操纵活塞的一端与用于打开/关闭进排气道的气门相连接；和EHV液压泵，其配置成向所述活塞腔提供油，其中在所述EHV液压泵与所述活塞腔之间形成第一油道，从而向所述活塞腔的侧表面提供油，且从所述气门操纵活塞的活塞侧表面到活塞上端表面形成节流孔(orifice hole)。
所述第一油道的一侧可以与液压管路连接，在主油道布置第一止回阀以防止油逆流。
从所述第一油道分出而形成第二油道，且该第二油道可以与所述活塞腔连接，在该第二油道布置第二止回阀以防止油逆流。所述第二油道可以与所述活塞腔的腔上端表面连接。
对应于所述第一油道，所述第二油道可以与所述活塞腔的另一侧连接。
所述第一油道可以在与所述活塞腔的腔上端表面的至少距离为L1处与所述活塞腔的侧表面连接，所述第二油道在与所述活塞腔的腔上端表面的距离至少为L2处与所述活塞腔的侧表面连接，且L1的长度大于L2的长度。
所述第二止回阀可以包括用于防止逆流的止回球，在该止回球中形成止回阀孔口(check valve orifice)，使得少量的油逆流或顺流。
可以在所述节流孔中布置孔口止回阀(orifice check valve)，使得通过该节流孔供给到所述活塞腔的油流量受到限制，且防止所供给的油逆流。
所述孔口止回阀可以包括用于防止逆流的止回球，在该止回球中形成止回阀孔口，使得少量的油逆流或顺流。
所述第一油道可以与液压释放管路连接，包括：油控制阀，布置在所述液压释放管路中以打开/关闭该液压释放管路；和存储器，其在所述液压释放管路中布置在所述油控制阀的下游一侧，该存储器临时地存储所释放的液压。
所述存储器可以包括存储器活塞和存储器弹簧，该存储器活塞能够滑动地布置在存储器腔中，该存储器腔在所述液压释放管路的一侧形成，该存储器弹簧弹性地支撑所述存储器活塞。
如上文所述，根据本发明的各个方面的液压可变气门升程装置根据发动机的工作状态来改变气门升程量。
根据本发明的各个方面的液压可变气门升程装置通过使气门升程形成斜坡轮廓来减小气门关闭时的冲击。
根据本发明的各个方面的液压可变气门升程装置并不需要对多孔口的精加工，因此降低了制造成本。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点可以从结合在本申请文件中的附图以及下面的具体实施方式中变得显而易见，并在其中进行更加详细的阐述，其中附图以及具体实施方式一起用于解释本发明的一些原理。
附图说明
图1是根据本发明的示例性的液压可变气门升程装置的剖视图。
图2A至图2E示出了根据本发明的示例性的液压可变气门升程装置的工作状态。
图3是根据本发明的示例性的液压可变气门升程装置的局部剖视图。
图4是根据本发明的另一示例性的液压可变气门升程装置的局部剖视图。
图5是根据本发明的又一示例性的液压可变气门升程装置的局部剖视图。
具体实施方式
以下将详细参考本发明的不同实施例，本发明的实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述，但应了解该描述不是旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反地，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施例，还覆盖可以包括由权利要求书所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其它实施例。
参考图1，液压可变气门升程装置包括壳体。
在下侧开口的活塞腔135在壳体120中形成，气门操纵活塞130布置在活塞腔135中，液压间隙调节构件110(例如，HLA：液压余隙调节器)布置在气门操纵活塞130的下侧，液压间隙调节构件110与气门100连接。
气门100与液压间隙调节构件110和气门操纵活塞130一起上下移动。
EHV液压泵155配备在壳体120上，该EHV液压泵155包括EHV活塞155a和凸轮轴155b。
所述EHV是电动液压阀(Electro Hydraulic Valve)的缩写。
泵腔158在所述壳体中形成，泵腔158与活塞腔135分隔开而向所述壳体的一侧开口，EHV活塞155a插入泵腔158中，凸轮轴155b布置成对应于EHV活塞155a的外侧端部部分。
并且，回复弹簧157在凸轮轴155b的中心方向上使插入泵腔158中的EHV活塞155a复位。
因此，当凸轮轴155b旋转时，凸轮使EHV活塞155a插入泵腔158中，该泵腔的油压力增大。
第一油道160使泵腔158与活塞腔135连接。特别地，第一油道160与对应于气门操纵活塞130的活塞侧表面196的侧表面相连接。
节流孔125使活塞侧表面196与活塞上端表面194连接，该节流孔125在气门操纵活塞130中倾斜地形成。在此情况下，油通过节流孔125填充在气门操纵活塞130的活塞上端表面194与活塞腔135的腔上端表面192之间。
如图中所示，在气门操纵活塞130位于活塞腔135的上部的情况下，节流孔125与第一油道160连接。
主油道140在壳体120中形成，该主油道140与第一油道160的中间部分连接。
第一止回阀150布置在主油道140的中间，该第一止回阀150防止第一油道的油通过主油道140逆流。
主油道140与另一油管路连接，且向第一油道160补充通过第一止回阀150的油。
并且，HLA油道145在第一止回阀150的下游一侧从主油道140分出，且向液压间隙调节构件110供油。
液压释放管路199与第一油道160连接，油控制阀170和存储器(accumulator)180依序布置在液压释放管路199上。
如果油控制阀170打开，则液压通过液压释放管路199的油控制阀170而向存储器180释放。
存储器180包括存储器活塞184和存储器弹簧186，存储器活塞184布置在存储器腔182中，存储器弹簧186弹性地支撑存储器活塞184。
如果油控制阀170打开，则存储器活塞184在液压的作用下向布置有存储器腔182的左侧移动，存储器弹簧186受压而吸收所述液压。
在各个实施例中，第一止回阀150使油在一个方向流动且保持流量小于预定值。
如果凸轮轴155b旋转而推动EHV活塞155a，则泵腔158的油被供给到第一油道160，且油通过节流孔125而被供给到活塞腔135。
因此，气门操纵活塞130、液压间隙调节构件110和气门100开始向下移动。此时，因为通过节流孔125所供给的油量小，所以活塞腔135在该过程的早期阶段中缓慢移动。
然而，如果气门操纵活塞130进一步向下移动，则第一油道160被直接连接到活塞腔135，而并不通过节流孔125。
因此，供给到活塞腔的油量增大，使得气门操纵活塞130能够快速移动。
换言之，气门100在升程期间的早期阶段缓慢打开，且气门100在升程的中间阶段快速打开。
并且，在油控制阀170打开以使在气门100向上移动的关闭阶段，气门100缓慢地关闭以减小噪声和振动以及机械摩擦和磨损。
图2A示出了气门100的打开期间的早期阶段，其中油被供给到第一油道160，且油通过节流孔125被供给到活塞腔135。
因为节流孔125的直径小，所以供给到活塞腔135的油量小。因此，气门100缓慢地打开而形成斜坡(ramp)。
图2B示出了气门100的打开期间的中间阶段，其中油被供给到第一油道160，与早期阶段的油通过节流孔125而供给相比，第一油道160的油直接供给到活塞腔135。
在此情况下，气门操纵活塞130关闭第一油道160的一部分。
参考图2B，第一油道与活塞腔135的侧表面连接，其中第一油道160连接于所述侧表面的一点，该点与腔上端表面192的距离为L1。
图2C示出了气门100的高升程阶段，其中油被供给到第一油道160，与早期阶段的油通过第二止回阀185和节流孔125而供给相比，第一油道160的油直接供给到活塞腔135。
在此情况下，因为气门操纵活塞130没有关闭第一油道160，供给到活塞腔135的量增大了。
图2D示出了气门100的关闭阶段，由于油控制阀170正在被打开，液压通过液压释放管路199而释放。
油开始从活塞腔135释放到第一油道160。
在此情况下，因为气门操纵活塞130没有关闭第一油道160，所以从活塞腔135回流到第一油道160的回流量增大。
图2E示出了气门的关闭斜坡阶段，油的液压通过节流孔而释放。
在此情况下，因为气门操纵活塞130关闭第一油道160，且油仅通过节流孔125而回流，所以从活塞腔135通过第一油道160而回流的量减少。因此，气门100形成缓慢闭合的斜坡。
参考图3，第一油道160与活塞腔135的一侧表面连接，第二油道300从第一油道160分出，该第二油道300与活塞腔135的另一侧表面连接。
第一油道160连接于活塞腔135的所述侧表面的一点，该点与腔上端表面192的距离为L1；第二油道300连接于活塞腔135的另一侧表面的一点，该点与腔上端表面192的距离为L2。如图所示，L1的长度大于L2的长度。
因此，当气门操纵活塞130位于上侧时，少量的油通过节流孔125供给到活塞腔135，接着，中等量的油通过第二油道300而供给，最后，大量的油通过第一油道160和第二油道300而供给。
参考图4，其示出了类似于上文所述的液压可变气门升程装置的局部剖视图，下文将描述所示装置的区别，且对重复描述予以省略。
如图4所示，气门操纵活塞130布置成在活塞腔135中上下移动，第一油道160与活塞腔135的侧表面连接。
从气门操纵活塞130的侧表面到活塞上端表面194形成节流孔410，孔口止回阀400布置在节流孔420中。
孔口止回阀400限制通过节流孔420从第一油道供给到活塞腔135的油的流量，且防止活塞腔135的油向第一油道160逆流。
如图4的细节图(a)中所示，孔口止回阀400的止回球在顺流方向打开，油通过第一油道160和节流孔420供给到活塞腔135，使得气门操纵活塞130向下移动。
如图4的细节图(b)中所示，孔口止回阀400的止回球在逆流方向关闭，活塞腔135的油通过止回球孔口410而排出到第一油道160，使得气门操纵活塞130缓慢地向上移动，其中所述止回球孔口410在孔口止回阀400的止回球中形成。
参考图5，其示出了类似于上文所述的液压可变气门升程装置的局部剖视图，下文将描述所示装置的区别，且对重复的描述予以省略。
如图5所示，气门操纵活塞130布置成在壳体120的活塞腔135中上下移动，第一油道160与活塞腔135的侧表面连接，第二油道500从第一油道160分出，该第二油道500与活塞腔135的上端表面连接。
第二止回阀510布置在第二油道500上，以防止活塞腔135的油向第一油道160逆流。在此情况下，止回阀510并未完全截断逆流。
如图5的细节图(a)中所示，第二止回阀510的止回球在顺流方向打开，油开始通过第二油道500供给到活塞腔135，使得气门操纵活塞130开始向下移动。
如图5的细节图(b)中所示，第二止回阀510的止回球在逆流方向关闭，活塞腔135的油通过止回球孔口520而排出到第一油道160，使得气门操纵活塞130缓慢地向上移动，其中所述止回球孔口520在第二止回阀510的止回球中形成。
为了方便解释和准确定义所附权利要求，术语上或下等依据特征在图中显示的位置来描述示例性实施例的该特征。
前述本发明的具体示例性实施例的目的是阐明和描述。这些实施例并非旨在穷尽本发明，也不是旨在将本发明限制于所揭示的具体形式，显然，按照上述教导可以进行许多改进和变化。这些示例性实施例的选择和描述是为了解释本发明的一些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员实现和使用本发明的各种示例性实施例及其各种替代和改进。本发明的保护范围旨在由权利要求及其等同内容所限定。

Claims (11)

1.一种液压可变气门升程装置，包括：
壳体，其包括开口的一侧，且该壳体形成活塞腔；
气门操纵活塞，其能够滑动地布置在所述活塞腔中，且该气门操纵活塞的一端与用于打开/关闭进排气道的气门连接；和
EHV液压泵，其配置成向所述活塞腔供油，
其中在所述EHV液压泵与所述活塞腔之间形成第一油道，该第一油道向所述活塞腔的侧表面提供油，且从所述气门操纵活塞的活塞侧表面到活塞上端表面形成节流孔。
2.根据权利要求1所述的液压可变气门升程装置，其中所述第一油道的一侧与液压管路连接，在主油道布置第一止回阀以防止油逆流。
3.根据权利要求1所述的液压可变气门升程装置，其中从所述第一油道分出而形成第二油道，且该第二油道与所述活塞腔连接，在该第二油道布置第二止回阀以防止油逆流。
4.根据权利要求3所述的液压可变气门升程装置，其中所述第二油道与所述活塞腔的腔上端表面连接。
5.根据权利要求3所述的液压可变气门升程装置，其中对应于所述第一油道，所述第二油道与所述活塞腔的另一侧连接。
6.根据权利要求5所述的液压可变气门升程装置，其中所述第一油道在与所述活塞腔的腔上端表面的距离至少为L1处与所述活塞腔的侧表面连接，所述第二油道在与所述活塞腔的腔上端表面的距离至少为L2处与所述活塞腔的侧表面连接，且L1的长度大于L2的长度。
7.根据权利要求3所述的液压可变气门升程装置，其中所述第二止回阀包括用于防止逆流的止回球，在该止回球中形成止回阀孔口，使得几乎没有油逆流或顺流。
8.根据权利要求1所述的液压可变气门升程装置，其中在所述节流孔中布置孔口止回阀，使得通过该节流孔供给到所述活塞腔的油流量受到限制，且防止所供给的油逆流。
9.根据权利要求8所述的液压可变气门升程装置，其中所述孔口止回阀包括用于防止逆流的止回球，在该止回球中形成止回阀孔口，使得少量的油逆流或顺流。
10.根据权利要求1所述的液压可变气门升程装置，其中所述第一油道与液压释放管路连接，包括：
油控制阀，其布置在所述液压释放管路中以打开/关闭该液压释放管路；和
存储器，其在所述液压释放管路中布置在所述油控制阀的下游一侧，该存储器临时地存储所释放的液压。
11.根据权利要求10所述的液压可变气门升程装置，其中所述存储器包括存储器活塞和存储器弹簧，该存储器活塞能够滑动地布置在存储器腔中，该存储器腔在所述液压释放管路的一侧形成，该存储器弹簧弹性地支撑所述存储器活塞。
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