CN108035781A - 基于fce模式下的电磁气门驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于FCE模式下的电磁气门驱动系统，包括气门罩，气门罩底部通过螺栓与缸盖固定连接，锁片镶嵌在气门罩内顶壁中间，气门导管镶嵌在缸盖中间的开槽内，气门穿过气门导管以及位于气门罩内下部的衔铁设置，气门的顶端与锁片相对设置，气门与气门导管上下滑动相连，气门与衔铁固定相连，气门弹簧套在衔铁上部的气门上，气门弹簧的上端与锁片固定相连并且下端与衔铁固定相连，电磁线圈固定在气门罩内并且与气门弹簧间隔设置，电磁线圈与线圈导线连接，线圈导线通过电磁气门驱动系统的处理控制单元与发动机的电子控制单元连接。本装置可以实现缸内混合气活性与浓度分层协同控制的高效清洁燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及电磁气门驱动系统，特别涉及基于FCE模式下的电磁气门驱动系统。
背景技术
FCE(Flexible Cylinder Engine)模式发动机由重整缸和工作缸组成，虽然内燃机是迄今为止热效率最高的动力机械，但是随着世界的能源危机和环境污染的问题日益严重，需要发动机实现高效清洁燃烧。为了突破传统内燃机燃烧方式所决定的有害排放和热效率两个极限，近年来众多学者提出多种高效清洁的新型燃烧技术。可变缸重整燃烧策略(Flexible cylinder engine，FCE)的发动机主体要由一个重整缸及若干个工作缸组成，具体结构参见图1，主体部分将发动机分为工作缸回路和重整缸回路。所述工作缸回路由进气总管1、三通阀4、工作缸7、工作缸进气管8、EGR控制阀15、EGR管2、中冷器3、压气机16、涡轮机17、排气管18和排气后处理装置19组成；所述重整缸回路由重整缸5、重整缸9、三通阀14、重整气管12、中冷器13、混合腔6组成。10、11分别为电磁气门驱动系统的处理控制单元和发动机的电子控制单元。具体工作流程为：重整缸负责重整燃料，重整后的重整气经过管路冷却后导入到工作缸中参与燃烧。根据工作缸的工作情况，控制重整缸的重整产物的活性，再导入工作缸中，从而工作缸可以实现高效清洁燃烧。其中，可变气门机构是控制重整缸重整产物的一种方式。可变气门机构主要分为有凸轮轴可变气门和无凸轮轴可变气门。前者基于凸轮轴的机械结构，只能相对的改变气门的升程或者正时，不符合FCE模式的要求。无凸轮轴气门技术取消了传统气门机构的凸轮轴传动件，而用电磁、电液、电气以及电机等方式驱动，可以灵活的控制进排气门的开启时刻与持续时间，没有凸轮轴也简化了气门结构的空间。Aura Systems公司、FEV公司和通用汽车公司分别提出了工作原理基本相同的采用双弹簧双电磁铁气门驱动方案，它的主要问题是气门落座冲击，电磁响应速度不够高，能量消耗及尺寸过大。国内外研究人员也对电液式气门驱动机构进行了大量的研究，如Ford公司的电控无弹簧双作用液压活塞可变气门驱动系统、Lucas公司的电控有弹簧单作用液压活塞可变气门驱动系统、南卡莱罗纳大学的电液驱动无凸轮系统、戴姆勒一奔驰公司的电液驱动活塞双弹簧系统等，电液气门驱动机构的主要问题是响应速度不够高、气门落座冲击、能耗过大和系统复杂等。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以实现缸内混合气活性与浓度分层协同控制的高效清洁燃烧的基于FCE模式下的电磁气门驱动系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明基于FCE模式下的电磁气门驱动系统，包括气门罩，所述的气门罩底部通过螺栓与缸盖固定连接，锁片镶嵌在气门罩内顶壁中间，气门导管镶嵌在缸盖中间的开槽内，气门穿过气门导管以及位于气门罩内下部的衔铁设置，气门的顶端与锁片相对设置，所述的气门与气门导管上下滑动相连，所述的气门与衔铁固定相连，气门弹簧套在衔铁上部的气门上，所述的气门弹簧的上端与锁片固定相连并且下端与衔铁固定相连，电磁线圈固定在气门罩内并且与气门弹簧间隔设置，所述电磁线圈与线圈导线连接，所述线圈导线通过电磁气门驱动系统的处理控制单元与发动机的电子控制单元连接，在电磁线圈通入电流时，所述的电磁线圈能够吸附衔铁沿气门罩内壁向上滑动至电磁线圈底部或者在切断电磁线圈电流时，所述的衔铁沿气门罩内壁向下滑动与电磁线圈分离直至支撑在缸盖顶壁。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
可以灵活控制重整缸进排气门的开启与关闭时刻，从而获得来自重整缸不同活性的氧化产物，使其重新导入工作缸中，从而可以实现缸内混合气活性与浓度分层协同控制的高效清洁燃烧。
附图说明
图1为已有的FCE模式发动机的结构示意图；
图2是本发明的基于FCE模式下的电磁气门驱动系统开启状态结构示意图；
图3是本发明的基于FCE模式下的电磁气门驱动系统关闭状态结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图2-3所示的本发明的基于FCE模式下的电磁气门驱动系统，包括气门罩28，所述的气门罩28底部通过螺栓29与缸盖20固定连接，锁片27镶嵌在气门罩28内顶壁中间，气门导管23镶嵌在缸盖20中间的开槽内，气门26穿过气门导管23以及位于气门罩28内下部的衔铁22设置，气门26的顶端与锁片27相对设置，所述的气门26与气门导管23上下滑动相连，气门26在气门导管23内能够做上下直线运动，所述的气门26与衔铁22固定相连，气门弹簧21套在衔铁22上部的气门26上，所述的气门弹簧21的上端与锁片27固定相连并且下端与衔铁22固定相连，电磁线圈25固定在气门罩28内并且与气门弹簧21间隔设置，不阻碍气门弹簧21的运动。
所述电磁线圈25与线圈导线24连接，所述线圈导线24通过电磁气门驱动系统的处理控制单元与发动机的电子控制单元连接，在电磁线圈通入电流时，所述的电磁线圈25能够吸附衔铁22沿气门罩28内壁向上滑动至电磁线圈25底部或者在切断电磁线圈电流时，所述的衔铁22沿气门罩28内壁向下滑动与电磁线圈25分离直至支撑在缸盖20顶壁。
图2为气门开启时候的状态，图3为气门关闭时候的状态。所述电磁气门驱动系统的处理控制单元根据发动机的电子控制单元传递的曲轴转角信号，控制线圈导线24中的电流；所述电磁线圈25在线圈导线24中有电流时产生磁力，将衔铁22吸附到电磁线圈25底部，气门26跟随衔铁运动进而成为图3的状态，实现气门26关闭；所述气门弹簧21在线圈导线24中有电流时被压缩，无电流时在气门弹簧21的弹力的作用下，气门26恢复图2状态，从而实现气门26开启；所述气门导管23保证气门26在开启和关闭的过程中保持直线运动。
上述电磁气门驱动系统可以实现重整缸的进排气门在任意时刻开启或者关闭。配合图1所示的FCE模式发动机，在工作缸不同的工况下，通过电磁气门驱动系统控制进排气门的开启与关闭时刻，改变重整缸重整产物的活性，重新将重整气通入工作缸中参与燃烧，从而实现工作缸的高效清洁燃烧。
尽管上述结合示意图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，以上表述仅为示意性，并非限制性。本领域的技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以进行多种变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (1)
1.基于FCE模式下的电磁气门驱动系统，其特征在于：包括气门罩，所述的气门罩底部通过螺栓与缸盖固定连接，锁片镶嵌在气门罩内顶壁中间，气门导管镶嵌在缸盖中间的开槽内，气门穿过气门导管以及位于气门罩内下部的衔铁设置，气门的顶端与锁片相对设置，所述的气门与气门导管上下滑动相连，所述的气门与衔铁固定相连，气门弹簧套在衔铁上部的气门上，所述的气门弹簧的上端与锁片固定相连并且下端与衔铁固定相连，电磁线圈固定在气门罩内并且与气门弹簧间隔设置，所述电磁线圈与线圈导线连接，所述线圈导线通过电磁气门驱动系统的处理控制单元与发动机的电子控制单元连接，在电磁线圈通入电流时，所述的电磁线圈能够吸附衔铁沿气门罩内壁向上滑动至电磁线圈底部或者在切断电磁线圈电流时，所述的衔铁沿气门罩内壁向下滑动与电磁线圈分离直至支撑在缸盖顶壁。
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