CN110295966A - 内燃机配气系统及具有其的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内燃机配气系统及具有其的内燃机，该内燃机配气系统包括控制单元、电机及阀门，内燃机的进气道及排气道均设置有所述阀门，所述电机与所述阀门相连，所述控制单元与所述电机电气相连，所述电机在所述控制单元的控制对所述进气道及所述排气道内的所述阀门的开度进行控制。该配气系统结构简单，能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。

Description

内燃机配气系统及具有其的内燃机
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别是涉及一种内燃机配气系统及具有其的内燃机。
背景技术
内燃机配气系统是按照内燃机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。目前传统内燃机的进气通过气门轴向运动控制气体的通断，而气门运动通过配气机构进行调节，配气机构包括正时皮带(链条)、VVT、凸轮轴、挺柱、摇臂、气门、锁夹、弹簧等零部件，结构复杂，占用体积大，且能量传递路径长，摩擦损失大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种内燃机配气系统及具有其的内燃机，该配气系统结构简单，能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。
本发明提供了一种内燃机配气系统，包括控制单元、电机及阀门，内燃机的进气道及排气道均设置有所述阀门，所述电机与所述阀门相连，所述控制单元与所述电机电气相连，所述电机在所述控制单元的控制对所述进气道及所述排气道内的所述阀门的开度进行控制。
进一步地，所述电机包括进气控制电机及排气控制电机，所述阀门包括位于所述进气道的进气阀门及位于所述排气道的出气阀门，所述进气控制电机与所述进气阀门相连，并控制所述进气阀门的开度，所述排气控制电机与所述排气阀门相连，并控制所述排气阀门的开度。
进一步地，所述配气系统还包括曲轴位置检测装置，所述曲轴位置检测装置与所述控制单元电气相连，所述曲轴位置检测装置检测曲轴的位置，并将所述曲轴的位置信息传递至所述控制单元，所述控制单元根据所述曲轴的位置信息及内燃机功率输出需求控制所述阀门的开度。
进一步地，所述阀门包括第一座体、第二座体、齿圈及多个阀片，所述第一座体及所述第二座体的中部均设置有通气口，所述第一座体固定于内燃机的固定件上，所述第二座体设置于所述第一座体的一侧，所述齿圈套设固定于所述第二座体外圆周上，多个所述阀片夹设于所述第一座体与所述第二座体之间，在所述第一座体上形成有多个第一滑槽，在所述第二座体上形成有多个第二滑槽，所述第一滑槽沿直线延伸，多个所述第一滑槽或其延伸线收尾相接形成一多边形，所述第二滑槽沿从靠近所述通气口方向至远离所述通气口方向延伸，且所述第二滑槽或其延伸线与所述通气口相切，所述第一滑槽及所述第二滑槽的个数与所述阀片的个数相对应，多个所述阀片以所述通气口的中心为圆心的同一圆上沿周向布设，多个所述阀片围成一开口，所述阀片上设置有第一固定块及第二固定块，所述第一固定块可滑动地伸入所述第一滑槽内，所述第二固定块可滑动地伸入所述第二滑槽内，所述电机上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿圈啮合。
进一步地，多个所述第一滑槽或其延伸线形成一正多边形，该正多边形的中心为所述通气口的中心，多个所述第二滑槽在以所述通气口的中心为圆心的同一圆上沿周向均匀布设，所述开口的中心与两个所述通气口的中心位于同一直线上。
进一步地，所述阀片及所述第一滑槽均为六个，六个所述第一滑槽组成一正六边形。
进一步地，所述阀片包括基体部及收缩部，所述收缩部相对于所述基体部更靠近所述阀片上的开口，所述第一固定块及所述第二固定块均设置于所述基体部上，从靠近所述基体部方向至远离所述基体部方向，所述收缩部的宽度逐渐减小。
进一步地，所述收缩部为等腰三角形。
进一步地，每一所述阀片的收缩部的侧面与其相邻的所述阀片的收缩部的侧面相互抵接。
本发明还提供了一种内燃机，该内燃机包括本发明提供的内燃机配气系统。
综上所述，在本发明中，通过在进气道及排气道内设置阀门，并通过电机控制该阀门的开闭，这就替代了利用内燃机自身动能驱动配气机构的方式，省去了一系列的传动机构，简化了配气系统的结构，缩小了内燃机的体积能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。进一步地，通过第一座体、第二座体及阀片的设置，能够减少气门对气流的扰动，气流的特性更加的稳定，优化燃烧分析，使得气流进入燃烧室燃烧时更加的稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的内燃机配气系统的系统框图。
图2为图1中阀门的主视结构示意图。
图3为图1中阀门的结构分解示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。
本发明提供一种内燃机配气系统及具有其的内燃机，该配气系统结构简单，能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。
图1为本发明实施例提供的内燃机配气系统的系统框图，如图1所示，本发明实施例提供的内燃机配气系统包括控制单元10、电机20及阀门30，阀门30分别设置于内燃机的进气道及排气道内，电机20与阀门30相连，控制单元10与电机20电气相连，电机20在控制单元10的控制下对进气道及排气道内的阀门30的开度进行控制。
在本实施例中，通过在进气道及排气道内设置阀门30，并通过控制单元10，直接通过电机20控制该阀门30的开度，这就替代了利用内燃机自身动能驱动配气机构的方式，省去了一系列的传动机构，简化了配气系统的结构，缩小了内燃机的体积能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。
进一步地，电机20包括进气控制电机21及排气控制电机22，阀门30包括位于进气道的进气阀门31及位于排气道的排气阀门32，进气控制电机21与进气阀门31相连，并控制进气阀门31的开度，排气控制电机22与排气阀门32相连，并控制排气阀门32的开度。通过进气控制电机21及排气控制电机22的设置，能够分别对进气阀门31及出气进气阀门31进行控制，更易根据内燃机的工况对内燃机的进气量及排气量进行控制。
更进一步地，在本实施例中，内燃机配气系统还包括曲轴位置检测装置40，如曲轴位置传感器，曲轴位置检测装置40与控制单元10电气相连，曲轴位置检测装置40检测曲轴的位置，并将曲轴的位置信息传递至控制单元10，控制单元10根据曲轴的位置信息及功率输出需求，以适合的进气提前角通过电机20对阀门30的开度进行控制。
图2为图1中阀门的主视结构示意图，图3为图1中阀门的结构分解示意图。如图2及图3所示，在本实施例中，进气阀门31与排气阀门32的结构可以相同，阀门30包括第一座体33、第二座体34、齿圈35及多个阀片36，在第一座体33及第二座体34的中部均设置有通气口37，第一座体33及第二座体34的其中之一固定于内燃机的固定件上，如第一座体33固定于内燃机的固定件上，如进气道或排气道内，第二座体34设置于第一座体33的一侧，齿圈35套设固定于第一座体33及第二座体34的其中另一的外圆周上，如齿圈35套设于第二座体34的外圆周上，多个阀片36夹设于第一座体33与第二座体34之间，在第一座体33上形成有多个第一滑槽331，在第二座体34上形成有多个第二滑槽341，第一滑槽331沿直线延伸，多个第一滑槽331或其延伸线首尾相接形成一多边形，第二滑槽341从靠近通气口37方向至远离通气口37方向延伸，且第二滑槽341或其延伸线与通气口相切，第一滑槽331及第二滑槽341的个数与阀片36的个数相对应，多个阀片36在以通气口37的中心为圆心的同一圆上沿周向布设，多个阀片36围成一开口38，阀片36上设置有第一固定块362及第二固定块363，第一固定块362可滑动地伸入第一滑槽331内，第二固定块363可滑动地伸入第二滑槽341内。电机20上设置有驱动齿轮，驱动齿轮与齿圈35啮合。
在控制阀门30开闭时，电机20转动驱动齿轮，驱动齿轮通过齿圈35带动第二座体34转动，第二座体34上的第二滑槽341会驱动阀片36运动，因此，在第一滑槽331与第二滑槽341的作用下，多个阀片36中间的开口38会随着第二座体34的转动而变大或变小，以控制进气及出气量。
进一步地，在本实施例中，多个第一滑槽331或其延伸线组成一正多边形，而通气口37的中心为该正多边形的中心，多个第二滑槽341沿以通气口37的中心为圆心的同一圆的周向均匀布设，开口38的中心与两个通气口37的中心位于同一直线上，上述的结构使得阀门30在调节时，阀片36上开口38的中心位置不会发生变化。也即，气体在通过阀门30时，气流的大小会产生变化，但气流的中心始终不变，这能够减少气门对气流的扰动，气流的特性更加的稳定，优化燃烧分析，使得气流进入燃烧室燃烧时更加的稳定。
进一步地，在本实施例中，阀片36为六个，六个第一滑槽331组成一正六边形。每一阀片36均包括基体部364及收缩部365，收缩部365相对于基体部364更靠近阀片36上的开口38，第一固定块362及第二固定块363均设置于基体部364上，从靠近基体部364方向至远离基体部364方向，收缩部365的宽度逐渐减小，优选地，收缩部365为等腰三角形。
每一阀片36的收缩部365的侧面与其相邻的阀片36的收缩部365的侧面相抵接，在阀片36运动时，两个相抵接的侧面相互滑移，这样能够保证阀片36之间的密封，以及便于阀片36的运动。
综上所述，在本发明中，通过在进气道及排气道内设置阀门30，并通过电机20控制该阀门30的开闭，这就替代了利用内燃机自身动能驱动配气机构的方式，省去了一系列的传动机构，简化了配气系统的结构，缩小了内燃机的体积能够减少能量损失，减少内燃机的尺寸，有利于其它配件的布设。进一步地，通过第一座体33、第二座体34及阀片36的设置，能够减少气门对气流的扰动，气流的特性更加的稳定，优化燃烧分析，使得气流进入燃烧室燃烧时更加的稳定。
本发明还提供了一种内燃机，该内燃机包括上述的内燃机配气系统，关于该内燃机的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种内燃机配气系统，其特征在于：包括控制单元、电机及阀门，内燃机的进气道及排气道均设置有所述阀门，所述电机与所述阀门相连，所述控制单元与所述电机电气相连，所述电机在所述控制单元的控制对所述进气道及所述排气道内的所述阀门的开度进行控制。
2.根据权利要求1所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述电机包括进气控制电机及排气控制电机，所述阀门包括位于所述进气道的进气阀门及位于所述排气道的出气阀门，所述进气控制电机与所述进气阀门相连，并控制所述进气阀门的开度，所述排气控制电机与所述排气阀门相连，并控制所述排气阀门的开度。
3.根据权利要求1所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述配气系统还包括曲轴位置检测装置，所述曲轴位置检测装置与所述控制单元电气相连，所述曲轴位置检测装置检测曲轴的位置，并将所述曲轴的位置信息传递至所述控制单元，所述控制单元根据所述曲轴的位置信息及内燃机功率输出需求控制所述阀门的开度。
4.根据权利要求1所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述阀门包括第一座体、第二座体、齿圈及多个阀片，所述第一座体及所述第二座体的中部均设置有通气口，所述第一座体及所述第二座体的其中之一固定于内燃机的固定件上，所述第二座体设置于所述第一座体的一侧，所述齿圈套设固定于所述第一座体及所述第二座体其中另一的外圆周上，多个所述阀片夹设于所述第一座体与所述第二座体之间，在所述第一座体上形成有多个第一滑槽，在所述第二座体上形成有多个第二滑槽，所述第一滑槽沿直线延伸，多个所述第一滑槽或其延伸线收尾相接形成一多边形，所述第二滑槽沿从靠近所述通气口方向至远离所述通气口方向延伸，且所述第二滑槽或其延伸线与所述通气口相切，所述第一滑槽及所述第二滑槽的个数与所述阀片的个数相对应，多个所述阀片以所述通气口的中心为圆心的同一圆上沿周向布设，多个所述阀片围成一开口，所述阀片上设置有第一固定块及第二固定块，所述第一固定块可滑动地伸入所述第一滑槽内，所述第二固定块可滑动地伸入所述第二滑槽内，所述电机上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿圈啮合。
5.根据权利要求4所述的内燃机配气系统，其特征在于：多个所述第一滑槽或其延伸线形成一正多边形，该正多边形的中心为所述通气口的中心，多个所述第二滑槽在以所述通气口的中心为圆心的同一圆上沿周向均匀布设，所述开口的中心与两个所述通气口的中心位于同一直线上。
6.根据权利要求5所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述阀片及所述第一滑槽均为六个，六个所述第一滑槽组成一正六边形。
7.根据权利要求5所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述阀片包括基体部及收缩部，所述收缩部相对于所述基体部更靠近所述阀片上的开口，所述第一固定块及所述第二固定块均设置于所述基体部上，从靠近所述基体部方向至远离所述基体部方向，所述收缩部的宽度逐渐减小。
8.根据权利要求7所述的内燃机配气系统，其特征在于：所述收缩部为等腰三角形。
9.根据权利要求8所述的内燃机配气系统，其特征在于：每一所述阀片的收缩部的侧面与其相邻的所述阀片的收缩部的侧面相互抵接。
10.一种内燃机，其特征在于：所述内燃机包括权利要求1至权利要求9中任意一项所述的内燃机配气系统。
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