CN102787878B - 一种液压驱动的发动机配气机构 - Google Patents
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Abstract
一种液压驱动的发动机配气机构，用于改善车辆的动力性、燃油经济性和排放性能。它包括驱动组件、执行组件、液压油路、储油罐和控制系统，所述驱动组件连接在液压油路中，所述液压油路与储油罐连通，所述执行组件包括气门桥、两个气门和气门回位弹簧，所述气门桥上端面与驱动组件配装，下端面与两个气门连接，所述气门回位弹簧套装在气门杆外面。本发明所涉及的发动机配气机构实现了全可变气门技术，可同时对气门的开闭时刻，开启的持续期和气门升程进行控制，使配气机构更加适应发动机频繁变化工况的要求，降低了发动机油耗，保证发动机在高负荷时的动力输出，使发动机具备了良好的怠速特性，为实现停缸技术提供了技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种由ECU控制，通过液压油缸驱动的发动机配气机构，属于发动机技术领域。
背景技术
提高发动机的充气效率是改善车辆经济性和动力性的有效途径，目前在汽车发动机上已经开始使用的VVT技术，是根据发动机不同工况调节进、排气门的相位，也就是调节进、排气门的开闭时刻，但它不能同时控制气门升程以及气门开启的持续期，不能充分满足该工况下发动机的进气要求。
众所周知，汽车发动机在不同工况下所需要的最佳进气量是不一样的，由于传统发动机配气机构中凸轮的型线是固定的，所以很难达到与发动机所有工况最佳匹配的效果。虽然通过VVT技术可以调节进、排气门的开闭时刻，但对气门升程以及开启的持续期的控制无能为力，因此传统发动机的配气机构在车辆的燃油经济性及排放指标的改善方面存在着缺陷。
发明内容
本发明的目的在于为改善车辆的动力性、燃油经济性和排放性能，提供一种能同时控制气门的开闭时刻、气门升程及开启持续期的全可变液压驱动的发动机配气机构。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种液压驱动的发动机配气机构，它包括驱动组件、执行组件、液压油路、储油罐和控制系统，所述驱动组件连接在液压油路中，所述液压油路与储油罐连通，所述执行组件包括气门桥、两个气门和气门回位弹簧，所述气门桥上端面与驱动组件配装，下端面与两个气门连接，所述气门回位弹簧套装在气门杆外面。
上述液压驱动的发动机配气机构，所述驱动组件包括高压油泵、冷却器、高压油管和液压缸，所述高压油泵进口与储油罐连接，其出口连接冷却器进口，所述冷却器出口与高压油管进口连接，所述高压油管出口与液压缸连接，在高压油管上还设有与储油罐连通的泄油回路，所述液压缸上设有与高压油管连通的进油口、与储油罐连通的回油口和泄油口，液压缸的活塞杆与执行组件配装。
上述液压驱动的发动机配气机构，所述控制系统包括ECU和执行器，所述ECU通过导线与执行器连接，所述执行器包括液压缸进液电磁阀、液压缸排液电磁阀、泄压阀Ⅰ和泄压阀Ⅱ，它们均为单向阀，其中，液压缸进液电磁阀安装在液压缸进油口处，液压缸排液电磁阀安装在液压缸回油口处，泄压阀Ⅰ安装在液压缸泄油口处，泄压阀Ⅱ安装在高压油管的泄油回路中。
本发明结构中，储液罐中的油液由高压油泵增压后再经过冷却器冷却流入高压油管，高压油管中的油压由泄压阀Ⅱ控制，当高压油管中油液压力过高时，泄压阀Ⅱ打开，部分油液流回到储液罐中，保证了高压油管中油压恒定，使其不受发动机工况变化的影响；本发明中ECU根据发动机的工况，对液压缸进液电磁阀和液压缸排液电磁阀进行控制，当液压缸进液电磁阀打开时，高压油管中的高压油液流入液压缸，在液压缸活塞杆推动下气门打开，如果液压缸进液电磁阀开启持续时间长，进入液压缸中的液体多，液压缸活塞杆移动距离长，气门升程就大，与之相反，如果液压缸进液电磁阀开启持续时间短，气门升程就小；当液压缸排液电磁阀开启时，气门开始关闭，如果液压缸排液电磁阀打开得晚，气门开启持续期就大，如果液压缸排液电磁阀早开，气门开启持续期减小，本发明以此实现了对气门打开时刻、开启持续期及气门升程的调节；本发明液压缸中的油液压力通过泄压阀Ⅰ控制，当液压缸中油液压力过高时，泄压阀Ⅰ打开，部分油液流回到储液罐中，保证了液压缸中油压在一定范围内变化，使气门的开闭动作柔和；本发明气门打开的动力来自于液压驱动力，回位的动力来自于回位弹簧的弹力。总之，本发明方案所涉及的配气机构实现了全可变气门（VVA）技术，可同时对气门的开闭时刻，开启的持续期和气门升程进行控制，使配气机构更加适应发动机频繁变化工况的要求，降低了发动机油耗，保证发动机在高负荷时的动力输出，使发动机具备了良好的怠速特性，可以实现发动机停缸技术。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图是本发明的总体布置示意图。
图中各标号为：1、气门，1-1、气门回位弹簧，2、气门桥，3、液压缸活塞杆，4、液压缸，5、液压缸进液电磁阀，6、液压缸排液电磁阀，7、高压油管，8、冷却器 ，9、高压油泵，10、储液罐，11、泄压阀Ⅰ，12、泄压阀Ⅱ，13、ECU。
具体实施方式
参看附图，本发明包括驱动组件、执行组件、液压油路、储油罐10和控制系统，所述驱动组件连接在液压油路中，所述液压油路与储油罐10连通，所述执行组件包括气门桥2、两个气门1和气门回位弹簧1-1，所述气门桥2上端面与驱动组件配装，下端面与两个气门1连接，所述气门回位弹簧1-1套装在气门杆的外面。
参看附图，本发明的驱动组件包括高压油泵9、冷却器8、高压油管7和液压缸4，所述高压油泵9的进口与储油罐10连接，其出口连接冷却器8，所述冷却器8出口与高压油管7进口连接，所述高压油管7出口与液压缸4连接，在高压油管7上还设有与储油罐10连通的泄油回路，所述液压缸4上设有与高压油管7连通的进油口、与储油罐10连通的回油口和泄油口，液压缸活塞杆3与执行组件配装。
参看附图，本发明的控制系统包括ECU 13和执行器，所述ECU 13通过导线与执行器连接，所述执行器包括液压缸进液电磁阀5、液压缸排液电磁阀6、泄压阀Ⅰ11和泄压阀Ⅱ12，它们均为单向阀，与发动机ECU 13通过导线连接，其中，液压缸进液电磁阀5安装在液压缸4的进油口处，液压缸排液电磁阀6安装在液压缸4的回油口处，泄压阀Ⅰ11安装在液压缸4的泄油口处，泄压阀Ⅱ12安装在高压油管7的泄油回路中。
参看附图，为本发明的工作原理是：
一种液压驱动的发动机配气机构，其储液罐10中的油液体经过高压油泵9增压后再经过冷却器8冷却流入高压油管7中，高压油管7中的油液压力由泄压阀Ⅱ12控制，当高压油管7中的油液压力过高时，泄压阀Ⅱ12打开，油液流回到储液罐10中。
本发明结构中，气门1打开的动力来自于液压驱动力，回位的动力来自于回位弹簧1-1的弹力，油液进出液压缸4的时刻及流量由液压缸进液电磁阀5和液压缸排液电磁阀6控制。
本发明结构中， ECU13根据发动机的工况，对液压缸进液电磁阀5和液压缸排液电磁阀6进行控制，当液压缸进液电磁阀5打开时，高压油管7中的高压油液流入液压缸4，在液压缸活塞杆3推动下气门1打开，如果液压缸进液电磁阀5开启持续时间长，进入液压缸4中的液体多，液压缸活塞杆3移动距离长，气门升程就大，与之相反，如果液压缸进液电磁阀5开启持续时间短，气门升程就小；当液压缸排液电磁阀6开启时，气门1开始关闭，如果液压缸排液电磁阀6打开得晚，气门1开启持续期就大，如果液压缸排液电磁阀6早开，气门开启持续期小。本发明以此实现了对气门1打开时刻、开启持续时间及气门升程的调节。
本发明液压缸4中的油液压力通过泄压阀Ⅰ11控制，当液压缸中油液压力过高时，泄压阀Ⅰ11打开，部分油液流回到储液罐10中，保证了液压缸4中油压在一定范围内变化，使气门1的开闭动作柔和。
Claims (1)
1.一种液压驱动的发动机配气机构，其特征是，它包括驱动组件、执行组件、液压油路、储油罐（10）和控制系统，所述驱动组件连接在液压油路中，所述液压油路与储油罐（10）连通，所述执行组件包括气门桥（2）、两个气门（1）和气门回位弹簧（1-1），所述气门桥（2）上端面与驱动组件配装，下端面与两个气门（1）连接，所述气门回位弹簧（1-1）套装在气门杆的外面；
所述驱动组件包括高压油泵（9）、冷却器（8）、高压油管（7）和液压缸（4），所述高压油泵（9）的进口与储油罐（10）连接，其出口连接冷却器（8），所述冷却器（8）出口与高压油管（7）进口连接，所述高压油管（7）出口与液压缸（4）连接，在高压油管（7）上还设有与储油罐（10）连通的泄油回路，所述液压缸（4）上设有与高压油管（7）连通的进油口、与储油罐（10）连通的回油口和泄油口，液压缸活塞杆（3）与执行组件配装；
所述控制系统包括ECU和执行器，所述ECU（13）通过导线与执行器连接，所述执行器包括液压缸进液电磁阀（5）、液压缸排液电磁阀（6）、泄压阀Ⅰ（11）和泄压阀Ⅱ（12），它们均为单向阀，其中，液压缸进液电磁阀（5）安装在液压缸（4）的进油口处，液压缸排液电磁阀（6）安装在液压缸（4）的回油口处，泄压阀Ⅰ（11）安装在液压缸（4）的泄油口处，泄压阀Ⅱ（12）安装在高压油管（7）的泄油回路中。
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