CN104454065A - 气动发动机电液驱动全可变气门机构及全可变实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气动发动机电液驱动全可变气门机构及其全可变实现方法，包括喷气阀、三通电磁阀、电控柱塞泵、液压油箱和控制系统；电控柱塞泵的出油阀经过三通电磁阀与喷气阀相连，三通电磁阀的一个液压油出口与液压油箱相连，构成一个封闭回路；控制系统控制第一执行电机、第二执行电机运行。气动发动机电液驱动全可变气门机构可以实现气动发动机气门运动与曲轴转速的解耦，能够根据气动发动机的工况调节最优的配气相位；通过合理控制气门的开启相位，可以实现压气机的工作模式进行车辆的制动能量回收；采用电磁阀控制电液驱动的形式，简单可靠；能够实现对多缸气门的连续控制，结构紧凑，节省空间。

Description

气动发动机电液驱动全可变气门机构及全可变实现方法
技术领域
本发明涉及一种发动机气门机构及方法，更具体地说，本发明涉及一种通过采用执行电机调节液压泵的泵油量与泵油时刻来连续调节发动机的气门正时和升程的气动发动机电液驱动全可变气门机构及全可变实现方法。
背景技术
传统燃油汽车为石油资源和环境保护带来了巨大压力，开发新能源汽车成为世界各国研究的热点。气动发动机以压缩空气和液氮作为工作介质，能量来源广泛，能够实现零排放，是一种发展方向。压缩空气气动发动机的负荷大小通过调节压缩空气的进气量来实现，高压进气的特点决定了其不能沿用传统内燃机的凸轮轴—气门机械式配气机构。因此，为保证气动发动机的工作效果，提高其动力性与经济性，需要合理控制气动发动机气门相位，研制一种气动发动机全可变气机构。
目前发动机的可变气门驱动方式包括凸轮驱动、电磁驱动、电气驱动、电液驱动等。凸轮驱动方式调节不能实现全可变，电磁驱动方式难以同时满足高压进气对气门启闭频率和升程的要求，电气驱动对于密封的要求严格，电液驱动的方式最容易实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种气动发动机电液驱动全可变气门机构及全可变实现方法。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种气动发动机电液驱动全可变气门机构包括喷气阀（13）、三通电磁阀（1）、电控柱塞泵、液压油箱和控制系统；电控柱塞泵包括第一执行电机（2）、第二执行电机（12）、齿杆（3）、蜗杆（14）、调节孔板（8）、挺柱（9）、平面凸轮（10）、进油嘴（11）、出油阀（4）、柱塞（5）和柱塞套（6）；柱塞（5）上开有进油孔（7）；调节孔板（8）套装在柱塞（5）的进油孔（7）端，并可左右移动，调节孔板（8）外表面为齿圈结构，与一个由第一执行电机（2）驱动的齿杆（3）配合；挺柱（9）连接在柱塞（5）的非出油端，与平面凸轮（10）相接；柱塞（5）安装在柱塞套（6）内，并能够左右来回运动；柱塞套（6）外表面为蜗齿结构，与一个由第二执行电机（12）驱动的蜗杆（14）啮合；进油嘴（11）位于电控柱塞泵泵体上，出油阀（4）位于电控柱塞泵体侧端；液压油箱的出油口与电控柱塞泵的进油嘴（11）相连，进油嘴（11）通过油道与进油孔（7）相连，电控柱塞泵的出油阀（4）经过三通电磁阀（1）与喷气阀（13）相连，三通电磁阀（2）的一个液压油出口与液压油箱相连，构成一个封闭回路；控制系统控制第一执行电机（2）、第二执行电机（12）运行。
所述的平面凸轮（10）凸轮轴通过链条或皮带与发动机曲轴连接，由曲轴带动平面凸轮（10）旋转。
所述的喷气阀（13）的气门形式为菌状气门。
所述的气动发动机电液驱动全可变气门机构的全可变实现方法包括如下步骤：
1)三通电磁阀（1）接通，发动机曲轴带动平面凸轮（10）旋转，平面凸轮（10）推动柱塞（5）泵油，液压油通过电控柱塞泵进油嘴（11）、进油孔（7）进入柱塞（5）中，油路中的液压油推动喷气阀（13）打开，气体通过喷气阀（13）进入气缸；
2）第一执行电机（2）开启，其转子带动齿杆（3）转动，与齿杆（3）相啮合的调节孔板（8）随之在柱塞（5）上发生左右移动，进油孔（7）接通面积发生变化，进入柱塞内的油量改变，喷气阀（13）开启程度改变，进而气门升程发生改变； 
3）第二执行电机（12）开启，其转子带动蜗杆（14）转动，与蜗杆（14）相啮合的柱塞套（6）带动柱塞（5）随之发生转动，进油孔（7）接通时刻发生变化，喷气阀（13）开启时刻改变，进而气门开启时刻改变；
4）通过控制第一执行电机（2）、第二执行电机（12）的工作状态，即可控制电控柱塞泵泵油量与泵油时刻，从而实现气门升程全可变。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
气动发动机电液驱动全可变气门机构可以实现气动发动机气门运动与曲轴转速的解耦，能够根据气动发动机的工况调节最优的配气相位；通过合理控制气门的开启相位，可以实现压气机的工作模式进行车辆的制动能量回收；采用电磁阀控制电液驱动的形式，简单可靠；能够实现对多缸气门的连续控制，结构紧凑，节省空间。
附图说明
图1为气动发动机电液驱动全可变气门机构的结构示意图；
图2为本发明中调节升程部分的结构示意图；
图3为本发明中调节正时部分的结构示意图。
图中附图标记为：1 三通电磁阀；2 第一执行电机；3 齿杆；4 出油阀；5 柱塞；6 柱塞套；7 进油孔；8 调节孔板；9 挺柱；10 平面凸轮；11 电控柱塞泵进油嘴；12 第二执行电机；13 喷气阀；14 蜗杆。
具体实施方式
首先，需要说明的是，本发明不仅适用于单缸气动发动机，还可用于双缸、四缸等多缸气动发动机。下面将结合附图对本发明进行详细描述。
本实施例中气动发动机电液驱动全可变气门机构如图1所示，电控柱塞泵柱塞5上开有进油孔7；调节孔板8套装在柱塞5进油孔7端，并可左右移动，调节孔板8外表面为齿圈结构，与齿杆3配合；齿杆3与第一执行电机2的转子相连；挺柱9连接在柱塞5的非出油端，与平面凸轮10相接；平面凸轮10右端通过带传动或者链传动与发动机曲轴相连；柱塞5安装在柱塞套6内，并能够左右来回运动；柱塞套6外表面为蜗齿结构，与蜗杆14啮合；蜗杆14与第二执行电机12的转子相连；进油嘴11位于电控柱塞泵泵体上，出油阀4位于电控柱塞泵体侧端；液压油箱的出油口与电控柱塞泵的进油嘴11相连，进油嘴11通过油道与进油孔7相连，电控柱塞泵的出油阀4经过三通电磁阀1与喷气阀13相连，三通电磁阀2的一个液压油出口与液压油箱相连。
如图2所示，本发明的调节升程部分包括第一执行电机2、齿杆3、柱塞5、进油孔7和调节孔板8。
如图3所示，本发明的调节正式部分包括柱塞套6、平面凸轮10、第二执行电机12和蜗杆14
所述的气动发动机电液驱动全可变气门机构的全可变实现方法为：
1、三通电磁阀1接通，发动机曲轴带动平面凸轮10旋转，平面凸轮10推动柱塞5泵油，液压油通过电控柱塞泵进油嘴11、进油孔7进入柱塞5中，油路中的液压油推动喷气阀13打开，气体通过喷气阀13进入气缸；
2、图2中，第一执行电机2开启，其转子带动齿杆3转动，与齿杆3相啮合的调节孔板8随之在柱塞5上发生左右移动，进油孔7接通面积发生变化，进入柱塞内的油量改变，喷气阀13开启程度改变，进而气门升程发生改变； 
3、图3中，第二执行电机12开启，其转子带动蜗杆14转动，与蜗杆14相啮合的柱塞套6带动柱塞5随之发生转动，进油孔7接通时刻发生变化，喷气阀13开启时刻改变，进而气门开启时刻改变；
4、通过控制第一执行电机2、第二执行电机12的工作状态，即可控制电控柱塞泵泵油量与泵油时刻，从而实现气门升程全可变。对于多缸气动发动机来讲，只需增加泵体的柱塞数量，每个柱塞分别与每缸气门相连，并匹配相应的凸轮，即可实现多缸全部气门的全可变。
最后，还需注意的是，以上公布的仅是本发明的具体实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种气动发动机电液驱动全可变气门机构，其特征在于，包括喷气阀（13）、三通电磁阀（1）、电控柱塞泵、液压油箱和控制系统；电控柱塞泵包括第一执行电机（2）、第二执行电机（12）、齿杆（3）、蜗杆（14）、调节孔板（8）、挺柱（9）、平面凸轮（10）、进油嘴（11）、出油阀（4）、柱塞（5）和柱塞套（6）；柱塞（5）上开有进油孔（7）；调节孔板（8）套装在柱塞（5）的进油孔（7）端，并可左右移动，调节孔板（8）外表面为齿圈结构，与一个由第一执行电机（2）驱动的齿杆（3）配合；挺柱（9）连接在柱塞（5）的非出油端，与平面凸轮（10）相接；柱塞（5）安装在柱塞套（6）内，并能够左右来回运动；柱塞套（6）外表面为蜗齿结构，与一个由第二执行电机（12）驱动的蜗杆（14）啮合；进油嘴（11）位于电控柱塞泵泵体上，出油阀（4）位于电控柱塞泵体侧端；液压油箱的出油口与电控柱塞泵的进油嘴（11）相连，进油嘴（11）通过油道与进油孔（7）相连，电控柱塞泵的出油阀（4）经过三通电磁阀（1）与喷气阀（13）相连，三通电磁阀（2）的一个液压油出口与液压油箱相连，构成一个封闭回路；控制系统控制第一执行电机（2）、第二执行电机（12）运行。
2.根据权利要求1所述的气动发动机电液驱动全可变气门机构，其特征在于所述的平面凸轮（10）凸轮轴通过链条或皮带与发动机曲轴连接，由曲轴带动平面凸轮（10）旋转。
3.根据权利要求1所述的气动发动机电液驱动全可变气门机构，其特征在于所述的喷气阀（13）的气门形式为菌状气门。
4.一种如权利要求1所述的气动发动机电液驱动全可变气门机构的全可变实现方法，其特征在于包括如下步骤：
1)三通电磁阀（1）接通，发动机曲轴带动平面凸轮（10）旋转，平面凸轮（10）推动柱塞（5）泵油，液压油通过电控柱塞泵进油嘴（11）、进油孔（7）进入柱塞（5）中，油路中的液压油推动喷气阀（13）打开，气体通过喷气阀（13）进入气缸；
2）第一执行电机（2）开启，其转子带动齿杆（3）转动，与齿杆（3）相啮合的调节孔板（8）随之在柱塞（5）上发生左右移动，进油孔（7）接通面积发生变化，进入柱塞内的油量改变，喷气阀（13）开启程度改变，进而气门升程发生改变； 
3）第二执行电机（12）开启，其转子带动蜗杆（14）转动，与蜗杆（14）相啮合的柱塞套（6）带动柱塞（5）随之发生转动，进油孔（7）接通时刻发生变化，喷气阀（13）开启时刻改变，进而气门开启时刻改变；
4）通过控制第一执行电机（2）、第二执行电机（12）的工作状态，即可控制电控柱塞泵泵油量与泵油时刻，从而实现气门升程全可变。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105626249A (zh) * 2016-01-21 2016-06-01 杨炳 一种高输出扭矩低噪音的石油运输装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1136664A2 (en) * 2000-02-10 2001-09-26 Gianluigi Buglioni Valves with variable lifts and timings
US20040103868A1 (en) * 2001-11-13 2004-06-03 Ralph Engelberg Device for the control of at least one gas exchange valve
CN101149002A (zh) * 2007-11-02 2008-03-26 浙江大学 压缩空气发动机电气驱动全可变气门驱动系统
CN201159093Y (zh) * 2008-02-15 2008-12-03 蔡学功 液压内燃机可变气门机构
CN101713308A (zh) * 2009-09-29 2010-05-26 奇瑞汽车股份有限公司 一种可变气门升程的液压阀机构
CN103195630A (zh) * 2013-04-01 2013-07-10 天津大学 基于凸轮的发动机供油正时与持续期可变的装置及方法
CN103821578A (zh) * 2014-03-14 2014-05-28 大连理工大学 压缩空气发动机液压控制高压进气系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1136664A2 (en) * 2000-02-10 2001-09-26 Gianluigi Buglioni Valves with variable lifts and timings
US20040103868A1 (en) * 2001-11-13 2004-06-03 Ralph Engelberg Device for the control of at least one gas exchange valve
CN101149002A (zh) * 2007-11-02 2008-03-26 浙江大学 压缩空气发动机电气驱动全可变气门驱动系统
CN201159093Y (zh) * 2008-02-15 2008-12-03 蔡学功 液压内燃机可变气门机构
CN101713308A (zh) * 2009-09-29 2010-05-26 奇瑞汽车股份有限公司 一种可变气门升程的液压阀机构
CN103195630A (zh) * 2013-04-01 2013-07-10 天津大学 基于凸轮的发动机供油正时与持续期可变的装置及方法
CN103821578A (zh) * 2014-03-14 2014-05-28 大连理工大学 压缩空气发动机液压控制高压进气系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105626249A (zh) * 2016-01-21 2016-06-01 杨炳 一种高输出扭矩低噪音的石油运输装置
CN105626249B (zh) * 2016-01-21 2021-05-07 南昌富昌石油储运有限公司 一种高输出扭矩低噪音的石油运输装置

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