CN108087051B - 一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，包括控制轮、单向阀、回位弹簧、控制阀杆和外壳，所述外壳套装于所述控制轮外部，所述外壳上开设有泄油通道，所述控制轮套设于所述控制阀杆上，所述控制阀杆底端设置有单向阀，所述单向阀外部设置有活塞，所述活塞与所述回位弹簧相接触，所述活塞上开设有控制区域，当控制阀杆处于不同角度时，所述控制区域的位置不同，可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。本发明通过机械方式调节液压挺柱泄油升程，从而实现了发动机气门升程的连续可变，并且结构简单，在发动机缸盖中易于布置。
Description
技术领域
本发明涉及发动机气门技术领域，具体涉及一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构。
背景技术
21世纪以来，随着汽车保有量的不断增加，汽车带来的环境污染和能源紧张问题日益突出，发展高效节能环保汽车迫在眉睫。面对严格的排放法规和燃油经济要求，汽车作为节能减排技术的主要承担者，汽车制造厂家研发了一系列汽车节能减排技术。其中，可变技术由于可以使发动机相关系统的结构或参数在不同工况下得到优化，从而能较好地降低发动机燃油消耗。可变气门升程技术作为一种可以提高发动机性能的技术，能够通过停缸管理、自我完善升级和与其他先进发动机技术协同使用，在未来会得到更加广泛的应用，因此，国际各大汽车集团都投入大量的资金和人力研发气门升程可变技术。
研究表明，连续可变式气门升程(Continual Variable Valve Lift，缩写CVVL)技术，可以根据发动机的运行工况改变气门升程量，使得节气门始终处于较大开度的范围内，能有效的降低油耗和排放、提高发动机功率和扭矩。现有技术的可变气门升程装置一类属于分级调整，这类装置气门升程能实现两级到三级的可调，不足之处在于只能部分提升发动机的性能；另一类虽然可以实现气门升程的连续可变，但是存在结构复杂，生产成本较高，以及在发动机狭小的空间内不便布置等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其通过机械方式调节可使得发动机液压挺柱泄油高度连续可调，从而实现了发动机气门升程的连续可变，并且结构简单，在发动机缸盖中易于布置。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，包括控制轮、单向阀、回位弹簧、控制阀杆和外壳，所述外壳套装于所述控制轮外部，所述外壳上开设有泄油通道，所述控制轮套设于所述控制阀杆上，所述控制阀杆底端设置有单向阀，所述单向阀外部设置有活塞，所述活塞与所述回位弹簧相接触，所述活塞上开设有控制区域，当控制阀杆处于不同角度时，所述控制区域的位置不同，可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。
进一步地，还包括上端盖，所述上端盖与所述外壳螺纹连接。
进一步地，所述控制轮中心设置有中心孔，所述控制阀杆穿设于所述中心孔中。
进一步地，所述控制轮具有不完全齿轮结构，通过齿条带动控制其角度改变。
进一步地，所述外壳上开设有凹槽。
进一步地，所述控制区域为三角形区域。
进一步地，所述回位弹簧一端与所述外壳底部相抵，另一端与所述活塞相抵。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过机械方式调节可使得发动机液压挺柱泄油高度连续可调，从而实现了发动机气门升程的连续可变，在发动机低速运行时能够显著提高发动机燃油经济性，同时又能够兼顾发动机高速时的动力性，结构简单，在发动机缸盖中易于布置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明提供的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构的结构示意图；
图2是本发明提供的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构的剖视图；
图3是本发明提供的控制区域的外部结构示意图；
图4是本发明提供的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构的控制原理图；
图中：1-上端盖，2-控制轮，3-单向阀，4-回位弹簧，5-控制阀杆，6-外壳，7-活塞，8-控制区域，9-凹槽，10-矩形凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
请参阅图1和图2，本实施例提供一种发动机连续可变气门升程(CVHLA)液压挺柱机构，包括上端盖1、控制轮2、单向阀3、回位弹簧4、控制阀杆5和外壳6。
其中，所述上端盖1与所述外壳6螺纹连接，所述外壳6上开设有泄油通道和凹槽9。
所述控制轮2设置在所述外壳6内部，所述控制轮2具有不完全齿轮结构，通过齿条带动控制其角度改变，在本实施例中，所述控制轮2的直径为16mm。
所述控制轮2中心设置有中心孔，所述控制阀杆5穿设于所述中心孔中。
所述单向阀3设置在所述控制阀杆5底端，所述单向阀3外部设置有活塞7，在本实施例中，所述活塞7的直径为10mm，所述回位弹簧4一端与所述活塞7相抵，另一端与所述外壳6底部相抵。
所述活塞7上开设有三角形的控制区域8，所述控制区域8外部结构示意图如图3所示。当所述控制阀杆5处于不同角度时，所述控制区域8的位置不同，可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。
请参阅图3和图4，本发明提供的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构的控制原理如下：
当摇臂的作用力作用于CVHLA上(图3中控制阀杆上方箭头方向表示摇臂作用力方向)旋转所述控制阀杆5时，所述控制区域8的位置改变，所述控制区域8与所述外壳6上内表面的矩形凹槽10相配合在不同角度下产生了不同的泄压高度，当所述控制阀杆5处于某一角度，该角度下所述控制区域8竖直方向长度与所述外壳6上内表面竖直方向的矩形凹槽10形成某一泄油行程，由于所述回位弹簧4刚度小于气门回位弹簧刚度，此时气门将不会被打开，只有当泄油通道(图4中控制阀杆下方箭头方向表示油流动方向)关闭后，液压缸封闭，此时CVHLA液压刚度大于气门回位弹簧刚度，气门将会被打开，因此只要控制阀杆处于不同的角度时，最终就能实现发动机气门升程连续可变的功能。
具体地，当发动机在低转速、低负荷运行时，小气门升程可以增加气缸内的负压和涡流，加强空气与燃油的混合，改善燃烧，提高发动机在低速端时的扭矩，改善燃油经济性，此时，CVHLA处于初始默认位置即为高升程模式，需调节控制所述控制轮2改变升程，当所述控制阀杆5带动所述控制轮2逆时针旋转时，CVHLA内部的泄压升程增加，即可改变发动机机气门升程；当发动机在高转速、高负荷运行时，大气门升程可以减小气门处的阻力，增加进气量，提高功率，此时只要控制CVHLA处于初始默认位置，即为高升程模式，发动机就能保证较好功率性能。
实施例2
请参阅图1和图2，本实施例提供一种发动机连续可变气门升程(CVHLA)液压挺柱机构，包括上端盖1、控制轮2、单向阀3、回位弹簧4、控制阀杆5和外壳6。
其中，所述上端盖1与所述外壳6螺纹连接，所述外壳6上开设有泄油通道和凹槽9。
所述控制轮2设置在所述外壳6内部，所述控制轮2具有不完全齿轮结构，通过齿条带动控制其角度改变，在本实施例中，所述控制轮2的直径为14mm。
所述控制轮2中心设置有中心孔，所述控制阀杆5穿设于所述中心孔中。
所述单向阀3设置在所述控制阀杆5底端，所述单向阀3外部设置有活塞7，在本实施例中，所述活塞7的直径为8mm，所述回位弹簧4一端与所述活塞7相抵，另一端与所述外壳6底部相抵。
所述活塞7上开设有三角形的控制区域8，所述控制区域8外部结构示意图如图3所示。当所述控制阀杆5处于不同角度时，所述控制区域8的位置不同，可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。
请参阅图3和图4，本发明提供的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构的控制原理如下：
当摇臂的作用力作用于CVHLA上(图3中控制阀杆上方箭头方向表示摇臂作用力方向)旋转所述控制阀杆5时，所述控制区域8的位置改变，所述控制区域8与所述外壳6上内表面的矩形凹槽10相配合在不同角度下产生了不同的泄压高度，当所述控制阀杆5处于某一角度，该角度下所述控制区域8竖直方向长度与所述外壳6上内表面竖直方向的矩形凹槽10形成某一泄油行程，由于所述回位弹簧4刚度小于气门回位弹簧刚度，此时气门将不会被打开，只有当泄油通道(图4中控制阀杆下方箭头方向表示油流动方向)关闭后，液压缸封闭，此时CVHLA液压刚度大于气门回位弹簧刚度，气门将会被打开，因此只要控制阀杆处于不同的角度时，最终就能实现发动机气门升程连续可变的功能。
具体地，当发动机在低转速、低负荷运行时，小气门升程可以增加气缸内的负压和涡流，加强空气与燃油的混合，改善燃烧，提高发动机在低速端时的扭矩，改善燃油经济性，此时，CVHLA处于初始默认位置即为高升程模式，需调节控制所述控制轮2改变升程，当所述控制阀杆5带动所述控制轮2逆时针旋转时，CVHLA内部的泄压升程增加，即可改变发动机机气门升程；当发动机在高转速、高负荷运行时，大气门升程可以减小气门处的阻力，增加进气量，提高功率，此时只要控制CVHLA处于初始默认位置，即为高升程模式，发动机就能保证较好功率性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，包括控制轮(2)、单向阀(3)、回位弹簧(4)、控制阀杆(5)和外壳，
所述外壳(6)套装于所述控制轮(2)外部，所述外壳(6)上开设有泄油通道，
所述控制轮(2)套设于所述控制阀杆(5)上，所述控制阀杆(5)底端设置有单向阀(3)，所述单向阀(3)外部设置有活塞(7)，所述活塞(7)与所述回位弹簧(4)相接触，
所述活塞(7)上开设有控制区域(8)，当旋转所述控制阀杆(5)时，所述控制区域(8)的位置改变，所述控制区域(8)与所述外壳(6)上内表面的矩形凹槽(10)相配合可实现不同泄压高度的调节，最终改变发动机气门升程。
2.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，还包括上端盖(1)，所述上端盖(1)与所述外壳(6)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述控制轮(2)中心设置有中心孔，所述控制阀杆(5)穿设于所述中心孔中。
4.根据权利要求3所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述控制轮(2)具有不完全齿轮结构。
5.根据权利要求3或4所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述控制轮(2)通过齿条带动控制其角度改变。
6.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述外壳(6)上开设有凹槽(9)。
7.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述控制区域(8)为三角形区域。
8.根据权利要求1所述的发动机连续可变气门升程液压挺柱机构，其特征在于，所述回位弹簧(4)一端与所述外壳(6)底部相抵，另一端与所述活塞(7)相抵。
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