CN105822377A - 电磁控制增压式配气系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供电磁控制增压式配气系统，包括液压油轨、电磁控制部分、气门体、油箱等。本发明采用液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；通过电磁控制部分通断电控制控制阀开启和关闭液压油路，利用增压活塞对增压腔内液压油进行增压，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

电磁控制增压式配气系统

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机，具体地说是燃气机配气系统。

背景技术

内燃机配气装置的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。申请号为200810246252.7的专利公开了一种新型的可变升程配气系统，包括液压挺柱、气门、摇臂、传动齿轮、调节杆、步进电机、凸轮轴设置在摇臂和调节杆之间，凸轮轴的凸轮与摇臂和调节杆接触，调节杆与传动齿轮连接，传动齿轮与步进电机啮合，该系统可以实现气门正时随工况的需求而改变，最大化优化发动机性能。申请号为200610042070.9的专利公开了一种配气定时连续可变的内燃机配气系统，由气门组件、液压缸组件、液压缸出口控制装置、液压缸进口控制装置和凸轮轴传动组件等组成，气门的开启和升高由凸轮上升段控制，气门的下降和关闭时刻取决于液压缸内液体的排泄时刻，可以实现改变配气定时和气门升程的目的。传统凸轮轴驱动配气机构，其气门开启时刻、持续时间和升程等配气参数难以同时灵活调节，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。此外，由于采用机械传动，存在传动机构易于磨损破坏、工作噪声大和加工精度要求高及气门控制精度差等缺点。

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、驱动压力可变的电磁控制增压式配气系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明电磁控制增压式配气系统，其特征是：包括配气单元、液压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电磁控制部分、增压活塞、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；

增压活塞设置在气门体里并位于电磁控制部分的下方，增压活塞上套有增压活塞复位弹簧，控制活塞设置在气门体里并位于增压活塞的下方，增压活塞与电磁控制部分之间形成控制腔，控制活塞与增压活塞之间形成增压腔，气门体里分别设置回油总管、高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，回油总管连通油箱，高压进油孔分别连通液压油轨和进油腔，低压回油孔分别连通回油总管和回油腔，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、增压腔通过吸油管路连通回油总管，吸油管路上安装吸油单向阀。

2、增压活塞的上端面面积大于其下端面面积。

3、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：本发明通过电磁控制部分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，通过增压活塞对增压腔内的液压油增压，使作用在控制活塞上的液压力灵活变化，液压驱动气门开启和关闭，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；采用液压油轨显著降低了由于电磁控制部分高低压油路转换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，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增压式配气系统，它由液压油轨1、液压油管2、电磁控制部分3、控制腔4、增压活塞5、增压活塞复位弹簧6、吸油单向阀7、增压腔8、控制活塞9、气门体10、弹簧座11、气门复位弹簧12、气门13、外壳14、通气口15、气门座16、回油管17、油箱18、滤器19和液压油泵20组成。液压油轨1左端通过油管分别与液压油泵20、滤器19和油箱18相连通，液压油轨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，液压油出口通过液压油管2与气门体10上开有的液压进油口相连通，气门体10上开有的低压回油口通过回油管17连通油箱18。电磁控制部分3由控制阀复位弹簧21、线圈22、控制阀23、第一密封座面24、第二密封座面25、高压进油孔26、高低压通孔27、低压回油孔28和衔铁29组成。气门体10上分别设计有第一密封座面24、第二密封座面25、高压进油孔26、高低压通孔27和低压回油孔28，高压进油孔26通过气门体10上的液压油通道与液压进油口相连通，低压回油孔28通过气门体10上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀23压紧至第二密封座面25上时，高低压通孔27连通控制腔4与低压回油孔28，在控制阀23压紧至第一密封座面24上时，高低压通孔27连通控制腔4与高压进油孔26，线圈22通过电气接头与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀23的抬起和落座，衔铁29通过止动环固定在控制阀23上，并随之一起运动，控制阀23通过控制阀复位弹簧21被压紧至第二密封座面25上。增压活塞5上端面积大于下端面积，其上端与气门体10之间形成控制腔4，控制腔4连通高低压通孔27，下端与控制活塞9及气门体10之间形成增压腔8，增压腔8通过吸油单向阀7与油箱18连通。控制活塞9设置在气门13上部，控制活塞9随气门13开启和关闭并与气门13同步运动，弹簧座11通过止动环固定在气门13上，并随之一起运动，气门复位弹簧12压紧在弹簧座11与外壳14之间，气门座16对气门13的运动升程进行限制。

图1为本发明电磁控制增压式配气系统的整体结构示意图，包括液压油轨1、液压油管2、电磁控制部分3、控制腔4、增压活塞5、增压活塞复位弹簧6、吸油单向阀7、增压腔8、控制活塞9、气门体10、弹簧座11、气门复位弹簧12、气门13、外壳14、通气口15、气门座16、回油管17、油箱18、滤器19和液压油泵20组成。液压油轨1左端通过油管分别与液压油泵20、滤器19和油箱18相连通，液压油轨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，液压油出口通过液压油管2与气门体10上开有的液压进油口相连通，气门体10上开有的低压回油口通过回油管17连通油箱18。控制阀复位弹簧21、线圈22、控制阀23、第一密封座面24、第二密封座面25、高压进油孔26、高低压通孔27、低压回油孔28和衔铁29共同构成了电磁控制增压式配气系统的电磁控制部分3，如图2所示。气门体10上分别设计有第一密封座面24、第二密封座面25、高压进油孔26、高低压通孔27和低压回油孔28，高压进油孔26通过气门体10上的液压油通道与液压进油口相连通，低压回油孔28通过气门体10上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀23压紧至第二密封座面25上时，高低压通孔27连通控制腔4与低压回油孔28，在控制阀23压紧至第一密封座面24上时，高低压通孔27连通控制腔4与高压进油孔26，线圈22通过电气接头与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀23的抬起和落座，衔铁29通过止动环固定在控制阀23上，并随之一起运动，控制阀23通过控制阀复位弹簧21被压紧至第二密封座面25上。增压活塞5上端面积大于下端面积，其上端与气门体10之间形成控制腔4，控制腔4连通高低压通孔27，下端与控制活塞9及气门体10之间形成增压腔8，增压腔8通过吸油单向阀7与油箱18连通。控制活塞9设置在气门13上部，控制活塞9随气门13开启和关闭并与气门13同步运动，弹簧座11通过止动环固定在气门13上，并随之一起运动，气门复位弹簧12压紧在弹簧座11与外壳14之间，气门座16对气门13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18内的液压油流经油管流入滤器19，滤清后的液压油通过油管流入液压油泵20，并在液压油泵20内被增压到一定压力，从液压油泵20内流出的增压液压油经过油管流入液压油轨1，并储存在液压油轨1内，液压油轨1内的增压液压油流经液压油管2经由气门体10上开有的液压进油口流入气门体10内液压进油通道，在电磁控制增压式配气系统电磁控制部分3未通电时，控制阀复位弹簧21压紧控制阀23至第二密封座面25，流入气门体10内的增压液压油经由高压进油孔26流入控制阀23、第二密封座面25与气门体10形成的环形容腔内，由于控制阀23在此容腔内所受上下液压合力为零，控制阀23仍然被控制阀复位弹簧21压紧至第二密封座面25上，此时，第一密封座面24打开，高低压通孔27连通控制腔4与低压回油孔28，从而通过回油管17连通控制腔4与油箱18，控制腔4内液压油压力较低，增压活塞5在增压活塞复位弹簧6作用下不对增压腔8内液压油进行增压，增压腔8内液压油压力较低，气门13在气门复位弹簧12的弹簧力作用下被压紧至气门座16上，通气口15与气缸不连通；在电磁控制增压式配气系统电磁控制部分3线圈22接收来自内燃机电控单元的增压控制电流后，衔铁29受电磁力吸引而向上运动，同时拉动控制阀23迅速向上运动，控制阀23密封第一密封座面24，高低压通孔27与低压回油孔28断开，第二密封座面25开启，高低压通孔27与高压进油孔26连通，液压油轨1内的增压液压油流经液压油管2流入控制腔4，控制腔4内压力迅速升高，由于增压活塞5上端面积大于下端面积，增压活塞5向下运动并对增压腔8内液压油进行增压，增压腔8内液压油压力迅速增加，此时控制活塞9所受液压力大于气门复位弹簧12的弹簧力与气门13所受气缸内压力的合力，控制活塞9与气门13一起向下运动，气门13离开气门座16而开启，通气口15与气缸连通，开启配气；在电磁控制增压式配气系统电磁控制部分3线圈22再次断电时，电磁力消失，控制阀23在控制阀复位弹簧21的弹簧力作用下向下运动再次密封第二密封座面25，高低压通孔27与高压进油孔26断开，第一密封座面24开启，控制腔4通过高低压通孔27与低压回油孔28相连通，控制腔4内的高压液压油流经高低压通孔27回流至油箱18，控制腔4内压力迅速下降，在增压活塞复位弹簧6的弹簧力及增压腔8内液压油对增压活塞5下端面液压力合力作用下增压活塞5向上运动至初始位置，吸油单向阀7开启，增压腔8通过吸油单向阀7自油箱18中吸油，增压腔8内液压油压力恢复至初始值，气门13在气门复位弹簧12的弹簧力作用下向上运动压紧至气门座16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增压式配气系统的电磁控制部分3、控制腔4、增压活塞5、增压活塞复位弹簧6、吸油单向阀7、增压腔8、控制活塞9、气门体10、弹簧座11、气门复位弹簧12、气门13、外壳14、通气口15和气门座16等的个数。本发明采用液压油轨1显著降低了由于电磁控制部分3高低压油路转换时引起的液压油压力波动导致的气门13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通断电控制控制阀23位移，实现对高低压油路的通断及流量大小的灵活控制，通过增压活塞对增压腔内的液压油增压，使作用在控制活塞上的液压力灵活变化，液压驱动气门开启和关闭，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13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。

本发明电磁控制增压式配气系统包括液压油轨、液压油管、电磁控制部分、控制腔、增压活塞、增压活塞复位弹簧、吸油单向阀、增压腔、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、滤器和液压油泵。气门体上开有的液压进油口通过液压油管与液压油轨相连通，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。增压活塞上端面积大于下端面积，其上端与气门体之间形成控制腔，控制腔连通高低压通孔，下端与控制活塞及气门体之间形成增压腔，增压腔通过吸油单向阀与油箱连通。控制活塞设置在气门上部，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液压油通道与液压进油口相连通，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。电磁控制部分、控制腔、增压活塞、增压活塞复位弹簧、吸油单向阀、增压腔、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 (5)

1.电磁控制增压式配气系统，其特征是：包括配气单元、液压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电磁控制部分、增压活塞、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；

增压活塞设置在气门体里并位于电磁控制部分的下方，增压活塞上套有增压活塞复位弹簧，控制活塞设置在气门体里并位于增压活塞的下方，增压活塞与电磁控制部分之间形成控制腔，控制活塞与增压活塞之间形成增压腔，气门体里分别设置回油总管、高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，回油总管连通油箱，高压进油孔分别连通液压油轨和进油腔，低压回油孔分别连通回油总管和回油腔，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所述的电磁控制增压式配气系统，其特征是：增压腔通过吸油管路连通回油总管，吸油管路上安装吸油单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的电磁控制增压式配气系统，其特征是：增压活塞的上端面面积大于其下端面面积。

4.根据权利要求1或2所述的电磁控制增压式配气系统，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。

5.根据权利要求3所述的电磁控制增压式配气系统，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。