CN103925037B - 一种可调液压挺柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调液压挺柱，其可以消除发动机气门间隙，并可以在发动机制动工况下通过液压力的调节使排气门保持持续开启，开度大小由液压力控制，从而使发动机制动功率可调。一种可调液压挺柱包括与发动机配气凸轮直接接触的挺柱盘，与推杆直接接触的柱塞，在挺柱盘和柱塞之间有加工在发动机机体上的油道，油道进口处有比例阀，出口处有电磁阀，挺柱盘和柱塞之间液压腔的进口处装有单向阀。发动机正常工作时，比例阀输入低油压，消除气门间隙；发动机制动工况下，通过比例阀调节流入油道的油压大小，可以动态调节气门的开度，满足不同工况下的发动机制动需求。该装置可与发动机排气缓速器配合使用，得到更佳的制动效果。

Description

一种可调液压挺柱
技术领域
本发明涉及对发动机配气机构进行调整的液压挺柱，特指一种可调液压挺柱。其通过对液压挺柱中液压力大小的调整，可以在发动机正常工作状态下消除气门间隙，还可以在发动机制动工况下自动调整气门开度大小从而改变发动机制动功率。
背景技术
气门挺柱是发动机配气机构中一个非常重要的部件，液压挺柱通常安装在凸轮轴顶置式发动机的配气凸轮和气门杆之间，用于消除气门间隙，当发动机的热状态发生变化时，液压挺柱可随之调整有效工作长度，从而满足工作需求。
发动机制动是指汽车拖动发动机运转时，由于发动机的机械损失、泵气损失等产生的制动效能。由于正常拖动工况下发动机的泵气损失很小，因而此时的发动机制动功率通常较低。目前大部分柴油机通过安装排气缓速器，增加排气背压，增大发动机泵气损失的方式增强制动效果。但由于仅仅通过增加排气背压的方式产生的泵气损失增量有限，因此单纯使用排气缓速器的制动效果也不是很好。
目前的液压挺柱大都是利用发动机润滑油压，在凸轮和气门杆之间形成密封的液压油腔，利用润滑油的压力和液压油腔的泄漏对液压挺柱的工作长度进行调整。这种液压挺柱中的液压力是固定不变的，其工作长度的调整范围有限，只能适应发动机热状态的变化，无法驱动排气门开启以增强发动机制动的效果，更无法实现发动机正常运行工况和制动工况的相互转换。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可调的液压挺柱。通过比例阀对液压挺柱液压腔中的压力大小进行动态调整，当发动机正常运行时，电磁阀关闭，比例阀输入的油压较低，不足以克服气门弹簧预紧力，此时液压挺柱的工作效果与普通液压挺柱相同，通过密封的液压油腔消除和补偿气门间隙；当进入发动机制动工况时，电磁阀保持关闭，比例阀输入较高的油压，压力油经单向阀流入液压油腔，驱动柱塞、推杆、气门摇臂及气门动作，使排气门在液压力驱动下克服气门弹簧预紧力开启，增强发动机制动的制动功率，当需要增加排气门的开度大小时，ECU控制比例阀使输入油压升高，油压大小与气门开度成正比例关系，即排气门的开度大小动态可调，使得发动机在同一转速下也可输出不同的制动功率；当需要解除制动或减小排气门开度时，比例阀输入较低的油压，电磁阀打开，液压油腔中的油液压力降低，气门落座，电磁阀关闭，配气机构进入预定的工作过程。
实现本发明目的的技术方案如下：
设有一套液压挺柱机构，包含与配气凸轮直接接触的挺柱盘、与推杆直接接触的柱塞、挺柱盘和柱塞之间形成的液压油腔、加工在机体上的油道、比例阀、单向阀和电磁阀；其特征在于所述的比例阀由发动机ECU控制，可动态调整进入油道及液压油腔中的油压大小，当发动机正常运行时，油压较低，不足以克服气门弹簧预紧力，在发动机制动状态下，油压较高，可使排气门开启，开度大小随油压升高而增加，最大开度时不产生运动干涉。
柱塞下端面为球形，与挺柱盘的上端面形成液压油腔。
液压油腔的进口处设有单向阀，出口处设有电磁阀。
挺柱盘与配气凸轮的基圆接触时，液压油腔与加工在机体上的油道相通，挺柱盘被配气凸轮推动至一定升程时，液压油腔与油道断开。
电磁阀由发动机ECU控制，当发动机制动状态下需要减小排气门开度，以及发动机由制动状态变为正常运行工况时，电磁阀开闭一次，消除液压油腔中的油压，建立新的油压。
油道与发动机内部润滑油道相连或连接专用的液压油道。
本发明的可调液压挺柱在发动机制动工况下可与发动机排气缓速器联合使用，以增强发动机制动效果。
附图说明
图1是本发明的一种可调液压挺柱的结构示意图。
附图中标注说明：1-配气凸轮 2-挺柱盘 3-发动机机体 4-油道 5-比例阀6-单向阀 7-液压油腔 8-柱塞 9-推杆 10-摇臂调节螺钉 11-调节螺母12-摇臂 13-排气门 14-气缸盖 15-气门座圈 16-电磁阀
具体实施方式
参考附图，对本发明的一个实施例进行详细描述。
如图1所示，一种可调液压挺柱包含与配气凸轮(1)直接接触的挺柱盘(2)，与推杆(9)直接接触的柱塞(8)，柱塞(8)的下端面为球形，与挺柱盘(2)的上端面之间形成液压油腔(7)。液压油腔(7)的进口处设置有单向阀(6)，出口处设置有电磁阀(16)。当气门升程为零时，液压油腔(7)与加工在机体上的油道(4)相通。油道(4)的进口处设置有比例阀(5)，比例阀(5)由发动机ECU控制，可动态调整进入油道(4)及液压油腔(7)中的油压大小。当发动机正常运行时，油压较低，不足以克服气门弹簧预紧力，在发动机制动状态下，油压较高，可使排气门(13)开启。
发动机正常工作状态下，电磁阀(16)关闭，ECU控制比例阀(5)输入较低的油压，液压油流经单向阀(6)充满液压油腔(7)，消除配气机构的气门间隙。当凸轮驱动气门开启时，由于电磁阀(16)和单向阀(6)都关闭，液压油腔(7)处于密封状态，起到液压缸的作用，配气机构正常工作。当发动机热状态变化时，气门间隙的变化可通过液压油腔(7)的自然泄漏进行调整。当发动机达到正常工作温度时，液压油腔(7)的自然泄漏可由单向阀(6)之外的低压液压油进行补充。
当进入发动机制动工况时，ECU控制比例阀(5)输入较高的工作油压。当排气门(13)的升程为零时，液压油腔(7)与加工在机体上的油道(4)相通，高压油流经单向阀(6)进入液压油腔(7)，油液压力作用在柱塞(8)的球形下端面上，依次经过推杆(9)、摇臂调节螺钉(10)、摇臂(12)，驱动排气门(13)开启。当凸轮驱动气门动作时，由于电磁阀(16)和单向阀(6)都关闭，液压油腔(7)处于密封状态，起到液压缸的作用，从而使排气门(13)的开度始终保持。当需要使排气门(13)的开度进一步增加时，ECU控制比例阀(5)输入更高的工作油压，当液压油腔(7)与油道(4)相通时，高压油进入液压油腔(7)，使排气门(13)的开度进一步加大。比例阀(5)输出最高油压时，排气门(13)的开度达到最大，开度大小仍低于上止点时气门与活塞的间距，因此气门的持续开启不会产生运动干涉。当需要减小排气门(13)的开度时，ECU控制比例阀(5)输入稍低的工作油压，电磁阀(16)打开，液压油腔(7)中的压力较高的油液经电磁阀(16)排出，油压降低至新的工作油压水平，电磁阀(16)关闭，排气门(13)由于新的工作油压的驱动，保持较小的开度。
由于排气门(13)以某一开度持续开启，在压缩冲程中，活塞高速运动时，气缸内气体泄漏较少，而接近压缩上止点时，活塞速度较低，缸内气压较高，此时高压气体进入排气管，使得做功冲程开始时，缸内气压降低，减少冲程做功，从而增加制动过程中的制动功率。当发动机转速高时，排气门(13)开度较大时的制动功率高于开度较小时的制动功率。而当发动机转速较低时，排气门(13)开度较小时的制动功率高于开度较大时的制动功率。因此，通过可调液压挺柱动态调整排气门(13)的持续开启开度大小，可以在发动机转速不变的情况下动态调整发动机的制动功率，从而满足不同工况下的制动需求。
当由发动机制动工况进入正常工作状态时，ECU控制比例阀(5)输入较低的工作油压，电磁阀(16)打开，液压油腔(7)中压力较高的油液经电磁阀(16)排出，油压降低至新的工作油压水平，电磁阀(16)关闭，由于新的工作油压无法克服气门弹簧预紧力，排气门(13)落座关闭，配气机构恢复正常工作状态。

Claims (6)

1.一种可调液压挺柱，包含与配气凸轮(1)直接接触的挺柱盘(2)、与推杆(9)直接接触的柱塞(8)、挺柱盘和柱塞之间形成的液压油腔(7)、加工在机体上的油道(4)、比例阀(5)、单向阀(6)和电磁阀(16)；其特征在于所述的比例阀(5)由发动机ECU控制，可动态调整进入油道及液压油腔(7)中的油压大小，当发动机正常运行时，油压较低，不足以克服气门弹簧预紧力，在发动机制动状态下，油压较高，可使排气门(13)开启，开度大小随油压升高而增加，最大开度时不产生运动干涉。
2.根据权利要求1所述的一种可调液压挺柱，其特征在于柱塞(8)下端面为球形，与挺柱盘(2)的上端面形成液压油腔(7)。
3.根据权利要求1所述的一种可调液压挺柱，其特征在于液压油腔(7)的进口处设有单向阀(6)，出口处设有电磁阀(16)。
4.根据权利要求1所述的一种可调液压挺柱，其特征在于挺柱盘(2)与配气凸轮(1)的基圆接触时，液压油腔(7)与加工在机体上的油道(4)相通，挺柱盘(2)被配气凸轮(1)推动至一定升程时，液压油腔(7)与油道(4)断开。
5.根据权利要求1所述的一种可调液压挺柱，其特征在于电磁阀(16)由发动机ECU控制，当发动机制动状态下需要减小排气门开度，以及发动机由制动状态变为正常运行工况时，电磁阀开闭一次，消除液压油腔(7)中的油压，建立新的油压。
6.根据权利要求1所述的一种可调液压挺柱，其特征在于油道(4)与发动机内部润滑油道相连或连接专用的液压油道。
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