CN104405468A - 发动机液压开闭气门装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机液压开闭气门装置是有正时轮带动凸轮或凸轮凸槽推动凸轮液压缸顶杆，顶杆推动凸轮液压缸活塞往复运动对凸轮液压缸的液压油进行压缩和释放，此液压油带动气门液压缸的气门活塞运动，气门活塞直接或间接连接气门从而完成发动机的气门开启和关闭，气门活塞的回程可以用弹簧或是用储能器来实现，凸轮液压缸活塞的回程可以用弹簧或是用凸轮凸槽机构强制活塞回程，凸轮顶杆可以连接滑履或是连接滚轮来接触凸轮面，一个凸轮可以同时连接多个凸轮活塞缸，来完成一个凸轮带动多个独立的气门液压系统。

Description

发动机液压开闭气门装置
所属技术领域
本发明涉及一种发动机进气门、排气门液压开闭的装置，适用各种带有气门的发动机或相关活塞气门的开关机构。
背景技术
目前，公知的发动机进气门、排气门的开启装置都是机械开启方式，其结构复杂，运动惯量大，占用空间大，消耗材料多，耗能大，转动副多，正时带容易断裂，气门的安装位置和角度受限，在高速发动机系统中发动机的气门的开启开度控制困难等缺点。
发明内容
本发明是有一副或较少的凸轮带动因发动机气门不同进气角度摆布在凸轮上的顶杆或顶杆滚轮，顶杆直接推动活塞，此活塞的排布可以根据凸轮面与转轴的角度设计成按径向或轴向以及有一定角度的方向；凸轮所推动的每一个活塞推动的液压油对应着相对应的每一个气门活塞缸，每个气门同样是由单独的活塞推动，气门活塞直接或间接连接气门，气门活塞缸的推动端连接凸轮活塞缸由柱塞推动的液压油，液压油流入气门活塞缸来推动气门活塞正程运动打开气门，回程端保压段连接保压弹簧或液压储能器，保压弹簧可以直接连在气门液压缸的背端，储能器可以是气囊的或是弹簧等形式，所有气门的回程段都可以共同连接此储能器，此系统的凸轮液压段可以连接单向阀以随时补充液压油的漏损，凸轮机构可以设计成凸轮凸槽形式来强制约束顶杆的回程，也可以用弹簧来达到凸轮液压缸的回程，这种回程目的是强制补充泵压腔中因液压油的漏损，通过单向阀补充，凸轮液压活塞底端直接连接油箱用来释放液压腔中油的盈余，单向阀和泄压口保证每次液压循环都能保证系统定量液压油，也就是每次循环液压油都是原始量，在液压端连接溢流阀保证系统故障时泄压，保护系统，也可以连接可控泄压阀让压力油释放而不能推动气门开启已达到关闭气门的作用，这样可以用于多缸发动机的变缸工作，因发动机工作状况需要气门开度和相位的调节，可以容易的调节凸轮凸槽与顶杆的间距来达到可变气门的开度和相位的调节，此种调节方式能够达到因发动机转速的变化无极的变化气门的开度和相位，已良好地完成可变气门的功能。
此系统的优点是：
1、节能：此系统减少了较多的运动副，减少了各运动构件的能量损失。
2、安全：此系统直接由主轴齿轮状态连接正时轮，消除了正时皮带，从而不会因为皮带的断裂造成的发动机损坏。
3、节约：此系统构造简单，寿命长、多构件结构相同，易于标准化和批量生产；可以去除发动机上盖，去除气门系统润滑的机构，去掉润滑液压泵，从而节约大量材料。
4、节约空间，减少了正时系统空间，减少了凸轮系统空间，去除发动机上盖。
5、应用广泛：此系统适应所有带有进气门和排气门的发动机，尤其适用多缸发动机，结构要求严格的发动机。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明的进一步说明。
如图中：此系统列举了一例由储能器通过液压油进行对气门活塞的回压以保持气门的有效闭合，由发动机主轴通过齿轮带动正时轮，正时轮连接一个用径向凸轮凸槽机构强制凸轮液压缸可靠回程的装置。1储能器补油口，2储能器补油口单向阀，3储能器，4气门活塞，5气门活塞缸，6缸体连接油管，7液压柱塞缸，8柱塞连阀管，9液压端补油单向阀，10溢流阀，11卸荷阀，12阀门零压段连接管，13气门缸回压油管，14气门，15液压柱塞，16滚轮，17径向凸轮凸槽，18柱塞下端卸荷管，19正时轮与凸轮凸槽连接轴，20正时轮，21发动机主轴轮组成了一套单一气门完整的工作原理图，是本发明的一个实施例的原理图，此系统的凸轮凸槽可以根据气门工作相位，在此凸轮凸槽上摆布多个凸轮活塞缸，来完成一个凸轮凸槽带动多个独立的气门液压系统。
具体实施方式
在图中，发动机主轴轮21连接在发动机主轴上啮合正时轮20，正时轮20通过正时轮与凸轮凸槽连接轴19连接径向凸轮凸槽17，由径向凸轮凸槽17带动滚轮16做往复直线运动来带动液压柱塞15对液压柱塞缸7内的液压油进行压缩和释放，当正程压缩时液压油通过缸体连接油管6进入气门活塞缸5中并推动气门活塞4向下运动，从而直接或间接带动气门14作开启运动，同时气门活塞4下端推动活塞缸5下端的液压油经过气门缸回压油管13被压入储能器3中，当回程释放时，储能器3中液压油又通过气门缸回压油管13推动活塞4做回程运动，气门活塞缸5中的液压油被压回到液压柱塞缸7内，一直到气门关闭，在系统中柱塞下端卸荷管18起到液压柱塞15在下端时保持液压油的压力为零，同时也起到每一轮的循环都会让液压系统油量保持恒定，确保系统运行中对液压油的恒定油量控制，液压端补油单向阀9是为了因液压油在运行中的减少，当液压柱塞15回程运动接近底端时因为液压油的减少而及时通过液压端补油单向阀9对系统进行补油，溢流阀10是保护系统油压过高时对液压油进行溢流泄压，起到对系统的保护作用，卸荷阀11是当需要某些发动机活塞停止工作时，对液压柱塞15推动的液压油进行卸荷释放，从而达到关闭气门的作用，可用在可变排量发动机或其它功能的使用，阀门零压段连接管12是用来对液压端补油单向阀9、溢流阀10和卸荷阀11连接油箱之用；储能器补油口1是对储能器3进行液压油的补充；储能器补油口单向阀2是为了阻止储能器3中的液压油通过储能器补油口1流失。

Claims (8)

1.一种发动机液压开闭气门装置，其特征是有一组、二组或是多组由是有正时轮带动凸轮，凸轮推动凸轮液压缸顶杆，顶杆推动凸轮液压缸活塞往复运动对凸轮液压缸的油进行压缩和释放，被压缩和释放的液压油带动气门液压缸的气门活塞运动从而推动发动机的气门开启和关闭，气门活塞的回程可以用弹簧或是用储能器来实现，凸轮液压缸活塞的回程可以用弹簧或是用凸轮凸槽机构强制活塞回程，凸轮顶杆可以连接滑履或是连接滚轮来接触凸轮面，凸轮对凸轮活塞的推动可以是径向推动也可以是轴向推动，液压缸的安全保护可以有溢流阀、单向阀、泄压端口组成，气门的停止工作由卸荷阀完成。
2.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其特征之一是有发动机气门直接或是间接连接驱动气门的活塞，气门的打开是由液压油正程推动，气门的关闭是由弹簧或是液压储能器的中储有压力的液压油对气门液压缸进行逆程推动来完成气门的关闭。
3.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其特征之一是有凸轮液压缸和凸轮液压活塞或是柱塞来通过液压油对气门液压缸中的气门活塞的推动，其排布方式可以多个凸轮液压缸根据正时角度的不同使用同一个凸轮或凸轮凸槽，其活塞的回程当为凸轮结构时就用弹簧对活塞完成回程，当为凸轮凸槽装置时是由凸轮凸槽强迫带动滚轮或是滑履来完成活塞的回程。
4.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其特征之一是有一组、二组或多组凸轮或凸轮凸槽机构，来实现对凸轮液压缸运动，其凸轮曲面作用方向可以是径向的也可以是轴向的。
5.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其特征之一是有发动机主轴带动连接凸轮或凸轮凸槽机构的正时轮，传动方式可以为齿轮方式、同步带方式或链方式，根据需求传动比可以根据要求设计多种偶数倍。
6.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其系统安全特征之一是有单向阀、溢流阀和泄放口组成。
7.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其自动控制特征之一是有可控卸荷阀来完成对气门系统工作或是停止的控制，可控卸荷阀的控制方式可以是电控、油控或机械控制。
8.根据权利要求1所述的发动机液压开闭气门装置，其特征之一是当气门活塞回程由储能器完成时，可以由一只储能器连接多个或所有气门活塞缸回程端。
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