CN105781659B - 电磁控制配气系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供电磁控制配气系统，包括高压油轨、电磁控制部分、气门体、油箱等。本发明采用高压油轨显著降低了系统内压力波动引起的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电磁控制部分高速电磁阀通断电控制控制阀开启和关闭液压油路，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角，有利于内燃机不同工况下灵活配气方式的实现，显著提高了气门控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

Description

电磁控制配气系统

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机，具体地说是内燃机配气系统。

背景技术

内燃机配气装置的主要作用是在规定的时间内把燃烧后的废气排出气缸，并吸入足够量的新鲜空气，配气定时和配气持续角对燃油的经济性、内燃机功率、燃烧及排放等影响重大。传统凸轮轴驱动机械式气门配气机构，气门的运动通过曲轴与凸轮轴以及凸轮轴与各气缸气门之间的机械传动控制配气定时，其气门开启时刻、持续时间和升程等在结构参数上固定不变，只能确保内燃机在特定工况下性能达到最佳，不利于使用工况变化频繁的内燃机。申请号为200910184400.1的专利公开了一种内燃机连续可变配气控制系统，该系统可以根据内燃机的转速和负荷需求优化控制进气门和排气门的开、闭正时，开、闭速度和行程，开、闭时长和进排气门的重合角度，但其曲柄连杆机构与活塞连接，仍然属于凸轮控制配气系统。申请号为201010120223.3的专利公开了一种发动机变功率配气控制系统，包括发动机气缸内的凸轮和作为配气机构的凸轮轴、柴油机燃油喷射系统的凸轮和喷油泵的凸轮轴，凸轮上设置有支撑块，支撑块在气缸排气门挺柱与摇臂的接触面为工作面，其配气机构也为传统凸轮驱动式。

发明内容

本发明的目的在于提供配气相位易于控制、配气持续角和气门升程便于灵活调节的电磁控制配气系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明电磁控制配气系统，其特征是：包括配气单元、高压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电磁控制部分、控制活塞、气门；所述电磁控制部分包括电磁阀体、控制阀，电磁阀体和控制阀均位于气门体里，电磁阀体包括阀体、线圈、衔铁，线圈缠绕在阀体里，衔铁位于阀体下方，控制阀与衔铁相连，控制阀的上端部连接控制阀复位弹簧，控制阀复位弹簧的端部顶在阀体里，控制阀的中部设置凸起部分，凸起部分的宽度宽于其上下接邻部分的宽度，凸起部分所在的气门体部分设置凸起部分腔室，凸起部分上方接邻部分与气门体形成回油腔，凸起部分下方接邻部分与气门体形成进油腔，凸起部分的上下端面分别与气门体相配合，气门体里与凸起部分上端面配合处为第一密封座面，气门体里与凸起部分下端面配合处为第二密封座面；控制活塞设置在气门体里并位于电磁控制部分的下方，控制活塞与电磁控制部分之间形成控制腔，气门体里分别设置高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，高压进油孔分别连通高压油轨和进油腔，低压回油孔分别连通油箱和回油腔，高低压通孔分别连通凸起部分腔室和控制腔，控制活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。

本发明还可以包括：

1、控制阀压在第二密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与低压回油孔；控制阀压在第一密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与高压进油孔。

本发明的优势在于：本发明采用高压油轨显著降低了由于电磁控制部分高速电磁阀切换高低压油路时引起的液压油压力波动导致的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电磁控制部分高速电磁阀通断电控制控制阀位移，实现对高低压油路的通断及流量大小的灵活控制，进而控制控制腔内液压油的供给量和泄放量，使作用在控制活塞上的液压力灵活变化，利用作用在控制活塞和气门上的压力差实现气门运动可控，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角，有利于内燃机不同工况下灵活配气方式的实现，显著提高了气门控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电磁控制部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～2，本发明一种电磁控制配气系统，它由高压油轨1、高压油管2、电磁控制部分3、控制腔4、控制活塞5、气门体6、弹簧座7、气门复位弹簧8、气门9、外壳10、通气口11、气门座12、回油管13、油箱14、滤器15和高压油泵16组成。其特征是：高压油轨1左端通过液压油管分别与高压油泵16、滤器15和油箱14相连通，高压油轨1上开有多个液压油出口，液压油出口的个数根据内燃机气缸的个数确定，液压油出口通过高压油管2与气门体6上开有的高压进油口相连通，气门体6上开有的低压回油口通过回油管13连通油箱14。电磁控制部分3由电气接头17、控制阀复位弹簧18、线圈19、控制阀20、第一密封座面21、第二密封座面22、高压进油孔23、高低压通孔24、低压回油孔25和衔铁26组成。气门体6上分别设计有第一密封座面21、第二密封座面22、高压进油孔23、高低压通孔24和低压回油孔25，高压进油孔23通过气门体6上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔25通过气门体6上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀20压紧至第二密封座面22上时，高低压通孔24连通控制腔4与低压回油孔25，在控制阀20压紧至第一密封座面21上时，高低压通孔24连通控制腔4与高压进油孔23，线圈19通过电气接头17与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀20的抬起和落座，衔铁26通过止动环固定在控制阀20上，并随之一起运动，控制阀20通过控制阀复位弹簧18被压紧至第二密封座面22上。控制活塞5设置在气门9上部并与气门体6之间形成控制腔4，控制活塞5随气门9开启和关闭并与气门9同步运动，弹簧座7通过止动环固定在气门9上，并随之一起运动，气门复位弹簧8压紧在弹簧座7与外壳10之间，气门座12对气门9的运动升程进行限制。

图1为本发明电磁控制配气系统的整体结构示意图，包括高压油轨1、高压油管2、电磁控制部分3、控制腔4、控制活塞5、气门体6、弹簧座7、气门复位弹簧8、气门9、外壳10、通气口11、气门座12、回油管13、油箱14、滤器15和高压油泵16。高压油轨1左端通过液压油管分别与高压油泵16、滤器15和油箱14相连通，高压油轨1上开有多个液压油出口，液压油出口的个数根据内燃机气缸的个数确定，如图1所示，为本发明用于四缸内燃机时的示意图，液压油出口通过高压油管2与气门体6上开有的高压进油口相连通，气门体6上开有的低压回油口通过回油管13连通油箱14。电气接头17、控制阀复位弹簧18、线圈19、控制阀20、第一密封座面21、第二密封座面22、高压进油孔23、高低压通孔24、低压回油孔25和衔铁26共同构成了电磁控制配气系统的电磁控制部分3，如图2所示。气门体6上分别设计有第一密封座面21、第二密封座面22、高压进油孔23、高低压通孔24和低压回油孔25，高压进油孔23通过气门体6上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔25通过气门体6上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀20压紧至第二密封座面22上时，高低压通孔24连通控制腔4与低压回油孔25，在控制阀20压紧至第一密封座面21上时，高低压通孔24连通控制腔4与高压进油孔23，线圈19通过电气接头17与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀20的抬起和落座，衔铁26通过止动环固定在控制阀20上，并随之一起运动，控制阀20通过控制阀复位弹簧18被压紧至第二密封座面22上。控制活塞5设置在气门9上部并与气门体6之间形成控制腔4，控制活塞5随气门9开启和关闭并与气门9同步运动，弹簧座7通过止动环固定在气门9上，并随之一起运动，气门复位弹簧8压紧在弹簧座7与外壳10之间，气门座12对气门9的运动升程进行限制。如图1所示，本发明用于四缸内燃机时，油箱14内的液压油流经液压油管流入滤器15，滤清后的液压油通过液压油管流入高压油泵16，并在高压油泵16内被增压到一定压力，从高压油泵16内流出的高压液压油经过液压油管流入高压油轨1，并保持高压储存在高压油轨1内，高压油轨1内的高压液压油流经高压油管2经由气门体6上开有的高压进油口流入气门体6内高压进油通道，在电磁控制配气系统电磁控制部分3未通电时，控制阀复位弹簧18压紧控制阀20至第二密封座面22，流入气门体6内的高压液压油经由高压进油孔23流入控制阀20、第二密封座面22与气门体6形成的环形容腔内，由于控制阀20在此容腔内所受上下液压合力为零，控制阀20仍然被控制阀复位弹簧18压紧至第二密封座面22上，此时，第一密封座面21打开，高低压通孔24连通控制腔4与低压回油孔25，从而通过回油管13连通控制腔4与油箱14，气门9在气门复位弹簧8的弹簧力作用下被压紧至气门座12上，通气口11与气缸不连通；在电磁控制配气系统电磁控制部分3线圈19接收来自内燃机电控单元的控制电流后，衔铁26受电磁力吸引而向上运动，同时拉动控制阀20迅速向上运动，控制阀20密封第一密封座面21，高低压通孔24与低压回油孔24断开，第二密封座面22开启，高低压通孔24与高压进油孔23连通，高压油轨1内的高压液压油流经高压油管2流入控制腔4，控制腔4内压力迅速升高，此时控制活塞5所受液压力大于气门复位弹簧8的弹簧力与气门9所受气缸内压力的合力，控制活塞5与气门9一起向下运动，气门9离开气门座12而开启，通气口11与气缸连通，开启配气；在电磁控制配气系统电磁控制部分3线圈19再次断电时，电磁力消失，控制阀20在控制阀复位弹簧18的弹簧力作用下向下运动再次密封第二密封座面22，高低压通孔24与高压进油孔23断开，第一密封座面21开启，控制腔4通过高低压通孔24与低压回油孔25相连通，控制腔4内的高压液压油流经高低压通孔25回流至油箱14，控制腔4内压力迅速下降，气门9在气门复位弹簧8的弹簧力作用下向上运动压紧至气门座12而关闭，完成一个配气循环过程。图1所示，为本发明用于四缸内燃机时的示意图，可以根据内燃机气缸个数灵活调整本发明电磁控制配气系统的电磁控制部分3、控制腔4、控制活塞5、气门体6、弹簧座7、气门复位弹簧8、气门9、外壳10、通气口11和气门座12等的个数。本发明采用高压油轨1显著降低了由于电磁控制部分3高速电磁阀切换高低压油路时引起的液压油压力波动导致的气门9开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电磁控制部分3高速电磁阀通断电控制控制阀20位移，实现对高低压油路的通断及流量大小的灵活控制，可以实现不同的配气方式，既可以根据不同工况调节配气定时，又能灵活控制配气持续角，显著提高了气门9控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

本发明电磁控制配气系统包括高压油轨、高压油管、电磁控制部分、控制腔、控制活塞、气门体、弹簧座、气门复位弹簧、气门、外壳、通气口、气门座、回油管、油箱、滤器和高压油泵。气门体上开有的高压进油口通过高压油管与高压油轨相连通，气门体上开有的低压回油口通过回油管连通油箱。气门体上分别设计有第一密封座面、第二密封座面、高压进油孔、高低压通孔和低压回油孔。控制活塞设置在气门上部并与气门体之间形成控制腔，弹簧座通过止动环固定在气门上，气门复位弹簧压紧在弹簧座与外壳之间。

电磁控制部分包括电气接头、控制阀复位弹簧、线圈、控制阀、第一密封座面、第二密封座面、高压进油孔、高低压通孔、低压回油孔和衔铁。高压进油孔通过气门体上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔通过气门体上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀压紧至第二密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与低压回油孔，在控制阀压紧至第一密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与高压进油孔，线圈通过电气接头与内燃机电控单元相连，衔铁通过止动环固定在控制阀上，控制阀通过控制阀复位弹簧被压紧至第二密封座面上。高压油管、电磁控制部分、控制腔、控制活塞、气门体、弹簧座、气门复位弹簧、气门、外壳、通气口和气门座的数量与内燃机气缸数量相同。

Claims (2)

1.电磁控制配气系统，其特征是：包括配气单元、高压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电磁控制部分、控制活塞、气门；所述电磁控制部分包括电磁阀体、控制阀，电磁阀体和控制阀均位于气门体里，电磁阀体包括阀体、线圈、衔铁，线圈缠绕在阀体里，衔铁位于阀体下方，控制阀与衔铁相连，控制阀的上端部连接控制阀复位弹簧，控制阀复位弹簧的端部顶在阀体里，控制阀的中部设置凸起部分，凸起部分的宽度宽于其上下接邻部分的宽度，凸起部分所在的气门体部分设置凸起部分腔室，凸起部分上方接邻部分与气门体形成回油腔，凸起部分下方接邻部分与气门体形成进油腔，凸起部分的上下端面分别与气门体相配合，气门体里与凸起部分上端面配合处为第一密封座面，气门体里与凸起部分下端面配合处为第二密封座面；控制活塞设置在气门体里并位于电磁控制部分的下方，控制活塞与电磁控制部分之间形成控制腔，气门体里分别设置高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，高压进油孔分别连通高压油轨和进油腔，低压回油孔分别连通油箱和回油腔，高低压通孔分别连通凸起部分腔室和控制腔，控制活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。

2.根据权利要求1所述的电磁控制配气系统，其特征是：控制阀压在第二密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与低压回油孔；控制阀压在第一密封座面上时，高低压通孔连通控制腔与高压进油孔。