CN103806973B - 发动机电控液压配气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机电控液压配气系统，该系统包括：液压配气机构缸体和活塞执行机构，其包括液压缸体和活塞，活塞设于液压缸体内并可在液压力和气门弹簧共同作用下上下运动；液压缸体进油、回油管路，进油管路一端与液压缸体连通，另一端与发动机油底壳连通，进油管路和回油管路靠近液压缸体一端分别设有进油孔和回油孔；ECU及电磁阀执行机构，ECU与电磁阀执行机构信号连接，ECU通过持续接收来自曲轴箱信号盘传感器发出的发动机工作状态信号，控制电磁阀执行机构开启或关闭进油孔和回油孔，从而控制液压缸体内的液压力，进而控制气门的开闭和升程。本发明可实现发动机气门电控全可变功能，包括气门正时，相位，升程都可连续调整。

Description

发动机电控液压配气系统

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机电控液压配气系统。

背景技术

现有技术方案中，发动机配气系统普遍采用凸轮轴驱动气门方案，实现进、排气控制。其工作原理是：由发动机轮系驱动凸轮轴旋转，凸轮轴上的进、排气凸轮与凸轮轴同步旋转并按设计状态与气门接触，控制进、排气门的启闭时刻和气门升程，实现发动机进、排气控制。

上述采用凸轮轴驱动气门实现进、排气控制的方案存在如下缺点：设计定型的凸轮轴配气系统很难实现气门可变功能（即改变气门正时或/和气门升程）；一套配气系统不能在二冲程和四冲程发动机中共用；凸轮轴驱动气门响应不灵敏，发动机泵气损失大。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过发动机电控液压配气系统方案及工作原理，可实现气门配气相位全可变功能，发动机的很多技术，都需要用到灵活可变的配气相位，如二冲程和四冲程发动机间切换技术，缸内制动技术、HCCI燃烧技术、米勒循环技术、发动机排温热管理，停缸技术、内燃机和外燃机切换技术等，电控液压可变配气相位的实现，上述技术均可以应用。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种发动机电控液压配气系统，该系统包括：液压配气机构缸体和活塞执行机构，其包括液压缸体和活塞，活塞设于液压缸体内并可在液压力和气门弹簧共同作用下上下运动；液压缸体进油、回油管路，进油管路一端与液压缸体连通，另一端与发动机油底壳连通，回油管路一端与液压缸体连通，另一端与发动机油底壳连通，进油管路和回油管路靠近液压缸体一端分别设有进油孔和回油孔；ECU及电磁阀执行机构，ECU与电磁阀执行机构信号连接，ECU通过持续接收来自曲轴箱信号盘传感器发出的发动机工作状态信号，控制电磁阀执行机构开启或关闭进油孔和回油孔，从而控制液压缸体内的液压力，进而控制气门的开闭和升程。

上述技术方案中，液压缸体的进油管路上设有配气机构液压油共轨管，液压油共轨管与发动机油底壳之间的进油管路上设有液压油泵。

上述技术方案中，液压油共轨管与ECU连接，通过ECU可监控液压油共轨管中的油压。

上述技术方案中，曲轴箱内设有与曲轴齿轮相啮合的信号盘齿轮，信号盘齿轮的同步旋转可使信号盘传感器实时获取所述发动机工作状态信号。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的配气系统采用电控液压控制，反应灵敏，可大大降低发动机泵气损失；

2、由于电控液压控制对气门升程可实现无级调整，容易实现发动机气门可变控制；

3、本发明的配气系统适用范围广，可在二冲程和四冲程发动机间共用；

4、本发明的配气系统可实现缸内制动所需要的气门运动规律，所以本发明相对于现有技术更容易实现发动机缸内制动功能；

5、本发明的配气系统可实现HCCI燃烧所需的气门升程连续可变功能，可用于实现HCCI燃烧；

6、本发明的配气系统可有效控制发动机进气排气量，从而控制排气温度；

7、本发明的配气系统可灵活调整进排气门相位，可便于实现发动机米勒循环。

附图说明

图1是本发明发动机电控液压配气系统简图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-发动机活塞，2-发动机连杆，3-发动机曲柄，4-发动机曲轴齿轮，5-信号盘齿轮，6-发动机曲轴箱，7-发动机气缸，8-发动机气门及挺柱，9-发动机气缸盖，10-气门弹簧，11-配气机构液压缸体，12-配气机构液压活塞，13-配气机构液压油进油管，14-配气机构液压油进油孔，15-配气机构液压油共轨管，16-共轨管进油管，17-配气机构液压油回油管，18-配气机构液压油回油孔，19-电磁阀执行机构，20-油底壳，21-液压油泵，22-ECU电子控制单元，23-信号盘传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，本发明的发动机电控液压配气系统通过ECU接收来自信号盘传感器的信号，控制配气机构进油、回油，从而控制配气机构活塞在配气机构液压缸体内运动带动发动机气门开启或关闭进、排气门，获得气门需要的正时和升程。

进一步如图1所示，配气机构部分具体包括液压缸体11、液压活塞12，液压活塞12可在液压缸体11内上下运动，气门挺柱上套设有气门弹簧10，通过液压活塞12上的液压力以及气门弹簧10的弹簧力共同作用下实现气门运动的控制，由于进、排气门的开闭以及升程控制需要根据发动机各冲程的工作时点进行调整，因此配气机构还包括进油、回油控制单元，该进、回油控制单元包括液压油进油管13和液压油回油管17，进油管13和回油管17上分别设有液压油进油孔14和液压油回油孔18，通过ECU22发送信号可使电磁阀执行机构控制液压油进油孔14和液压油回油孔18的开启或关闭，进而控制进入液压缸体11内的液压力，从而控制气门动作。发动机具有多个进、排气门，在配气机构进油管路上设有配气机构共轨管15，共轨管15前端设有共轨管进油管16，共轨管进油管16通过液压油泵21与油底壳20相连通，液压油回油管17也与油底壳20相连通。

本发明涉及的发动机为常规发动机，包括气缸7、气缸盖9以及曲轴箱6，发动机曲轴齿轮4的旋转通过发动机曲柄3和发动机连杆2带动活塞1在缸体7内上下往复运动。

下面结合图1描述本发明发动机电控液压配气系统的工作过程：

首先，液压油泵21从油底壳20中将油液吸出并加压后统一储存在配气机构液压油共轨管15中，配气机构液压油共轨管15中有稳定、高压的液压油保证足以驱动气门启闭，配气机构液压油共轨管15中的油压由ECU22监控，发动机气门及挺柱8（进、排气门）在气门弹簧10的作用下处于关闭状态，信号盘齿轮5与曲轴齿轮4啮合并把发动机的工作信号传递给信号盘传感器23，ECU22接收信号盘传感器23的信号并对电磁阀执行机构19发出指令进行相关操作。

第一过程：当ECU22从信号盘传感器23监控到发动机需要打开发动机气门及挺柱8时，ECU22立即发出指令让电磁阀执行机构19打开配气机构液压油进油孔14并关闭配气机构液压油回油孔18，液压油共轨管15中的高压油液立即进入配气机构液压缸体11并驱动配气机构液压活塞12下行，配气机构液压活塞12克服弹簧弹力推动发动机气门及挺柱8下行，气门打开，气体进入或排出发动机气缸7。

第二过程：当ECU22从信号盘传感器23监控到发动机需要关闭发动机气门及挺柱8时，ECU22立即发出指令让电磁阀执行机构19打开配气机构液压油回油孔18并关闭配气机构液压油进油孔14，配气机构液压缸体11中的高压油液立即排出到油底壳20，发动机气门及挺柱8在气门弹簧10的作用下上行并关闭发动机气门。ECU22持续监测发动机状态并发出相应指令让电控液压配气系统在第一过程和第二过程之间循环工作，实现发动机进、排气电控液压控制。

本发明的配气系统采用电控液压控制，可实现气门运动参数（配气相位、配气正时和气门升程）的无极调节，而发动机的许多功能和控制，如内燃机和外燃机的切换，两冲程和四冲程的切换、停缸、缸内制动、HCCI燃烧、米勒循环、排气热管理都需要改变配气系统的运动规律，现有配气机构不能实现所有的运动规律，而本发明不但可以满足发动机基本功能的要求，而且可以使发动机实现更多的功能。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种发动机电控液压配气系统，包括：

液压配气机构缸体和活塞执行机构，其包括液压缸体和活塞，所述活塞设于液压缸体内并可在液压力和气门弹簧共同作用下上下运动；

液压缸体进油、回油管路，所述进油管路一端与液压缸体连通，另一端与发动机油底壳连通；所述回油管路一端与液压缸体连通，另一端与发动机油底壳连通；所述进油管路和回油管路靠近液压缸体一端分别设有进油孔和回油孔；

ECU及电磁阀执行机构，所述ECU与电磁阀执行机构信号连接，所述ECU通过持续接收来自曲轴箱信号盘传感器发出的发动机工作状态信号，控制所述电磁阀执行机构开启或关闭所述进油孔和回油孔，从而控制所述液压缸体内的液压力，进而控制气门的开闭和升程，

其特征在于，所述曲轴箱内设有与曲轴齿轮相啮合的信号盘齿轮，信号盘齿轮的同步旋转使得信号盘传感器实时获取所述发动机工作状态信号。

2.根据权利要求1所述的发动机电控液压配气系统，其特征在于，所述液压缸体的进油管路上设有配气机构液压油共轨管，所述液压油共轨管与发动机油底壳之间的进油管路上设有液压油泵。

3.根据权利要求2所述的发动机电控液压配气系统，其特征在于，所述液压油共轨管与所述ECU连接，通过ECU监控液压油共轨管中的油压。