CN111894694B - 升程可控式液力挺柱系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及升程可控式液力挺柱系统，包括：挺柱和油压控制阀；所述挺柱，用于通过凸轮轴和油压控制阀，控制气阀组件的推杆的升程；所述油压控制阀，用于对挺柱输送压力可控的润滑油，从而对挺柱进行压力控制；所述挺柱位于机体的挺柱安装孔内，上端与推杆抵顶，下端与凸轮轴抵顶；所述油压控制阀与挺柱连通。本发明能够采用油压控制气阀组件中推杆的升程，控制原理简单，可靠性能好。

Description

升程可控式液力挺柱系统

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及升程可控式液力挺柱系统。

背景技术

发动机配气机构中为将凸轮轴的旋转运动转换为推动气阀的直线运动，一般在配气机构中布置有挺柱。现有挺柱主要分为机械挺柱和液力挺柱两种，其中液力挺柱可有效消除配气机构中预留的气阀间隙，从而降低配气机构运动噪音、提高机构效率。

随着科技的飞速发展，通过改变配气机构运动过程中气阀升程和气阀的开闭时间，是提高发动机充气效率及实现重型发动机辅助制动功能的主要技术，该技术的核心在于如何实现配气机构中气阀升程可控。传统液力挺柱虽然可以有效消除配气机构中预留的气阀间隙，但不能控制气阀升程。

发明内容

本发明提供的升程可控式液力挺柱系统，其能够采用油压控制气阀组件中推杆的升程，控制原理简单，可靠性能好。

本发明提供的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，包括：挺柱和油压控制阀；

所述挺柱，用于通过凸轮轴和油压控制阀，控制气阀组件的推杆的升程；

所述油压控制阀，用于对挺柱输送压力可控的润滑油，从而对挺柱进行压力控制；

所述挺柱位于机体的挺柱安装孔内，上端与推杆抵顶，下端与凸轮轴抵顶；

所述油压控制阀与挺柱连通。

进一步地，所述挺柱，包括：柱塞、挺住体和球座；

所述挺住体为挺柱的外壳装置，呈内部中空、上端开口结构，形状挺柱安装孔配合，下端与凸轮轴抵顶；

所述柱塞设置在挺住体内，并可沿挺住体内壁上下滑动；

所述球座安装在柱塞的上端，与推杆抵顶；

所述柱塞下端至挺住体内壁下端之间形成有高压油腔；

当高压油腔内的压力低于预定阈值时：

所述凸轮轴推动挺住体上升至接触柱塞底部后，方可带动柱塞上升推动推杆；

当高压油腔内的压力高于预定阈值时：

所述凸轮轴推动挺住体的同时带动柱塞上升推动推杆。

更进一步地，所述油压控制阀将挺柱与发动机主油道连通；

所述油压控制阀将发动机主油道中的润滑油送入挺柱内，并通过控制送入润滑油的油压来控制高压油腔内压力；

当油压控制阀送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道始终与高压油腔连通，所述高压油腔内的压力低于预定阈值；

当油压控制阀送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道与高压油腔连通至高压油腔密闭，密闭后高压油腔内的压力高于预定阈值。

再进一步地，所述挺柱，还包括：执行活塞和单向阀；

所述柱塞为内部中空结构；

所述执行活塞安装在柱塞上部内；

所述单向阀安装在柱塞下部内；

所述单向阀位于的柱塞下部与高压油腔连通；

所述执行活塞可沿柱塞上部内壁上下滑动，下端与柱塞上部下端形成执行由腔；

所述执行由腔与油压控制阀连通；

当油压控制阀送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞的底部抵顶于单向阀的顶部，使执行由腔与高压油腔连通；

当油压控制阀送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞的底部与单向阀的顶部分开，所述单向阀使高压油腔密闭。

还进一步地，所述挺住体的外壁上开设有第一环状油槽；

所述柱塞上部外壁上开设有第二环状油槽；

所述第一环状油槽上开设有第一油孔，使第一环状油槽与第二环状油槽连通；

所述第二环状油槽上开设有第二油孔，使第二环状油槽与执行由腔连通；

所述第一环状油槽通过机体上的第一油道与油压控制阀连通。

在上述技术方案中，所述单向阀，包括：钢球、钢球回位弹簧和堵盖；

所述堵盖固定安装在柱塞下部的底端；

所述钢球通过钢球回位弹簧和堵盖连接；

所述柱塞下部侧壁上开设有第三油孔，使柱塞下部与高压油腔连通；

所述柱塞上部与下部之间设置有导向孔；

所述执行活塞底部可穿过导向孔与钢球顶部抵顶；

在导向孔内壁，沿周向竖直地开设有多条油槽，用于将执行由腔和高压油腔连通；

当执行活塞的底部抵顶于钢球的顶部时，各油槽导通；

当执行活塞的底部与钢球的顶部分开后，各油槽被钢球封堵。

进一步地，所述执行活塞的顶部通过活塞限压弹簧与球座的底部连接；

在球座的上方、挺住体的顶端设置有限位卡簧，用于限制柱塞在挺住体内的位置；

当油压控制阀送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行由腔内的油压低于执行活塞的开启压力，所述活塞限压弹簧伸展，使执行活塞的底部抵顶于钢球的顶部；

当油压控制阀送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行由腔内的油压高于执行活塞的开启压力，所述活塞限压弹簧收缩，使执行活塞的底部与钢球的顶部分开。

在上述技术方案中，所述油压控制阀，包括：壳体、第一通道、第二通道和控制装置；

所述第一通道、第二通道和控制装置都设置在壳体内；

所述第一通道和第二通道具有同一入口，与发动机主油道连通；

所述第一通道的出口与挺柱连通；

所述第二通道的出口与壳体外部连通；

所述控制装置分别与第一通道和第二通道相连，用于通过控制第二通道的开启或关闭，从而控制第一通道中润滑油的油压；

当第二通道开启时，第一通道中润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压；

当第二通道关闭时，第一通道中润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压。

进一步地，所述控制装置，包括：控制活塞和控制活塞回弹弹簧；

所述壳体内部水平方向上开设有通孔结构；

所述控制活塞安装在通孔结构中，将通孔结构分为连通挺柱的部分和连通壳体外部的部分；

所述控制活塞回弹弹簧设置在连通壳体外部的部分内，用于推拉控制活塞沿水平方向移动；

当第二通道开启时，所述控制活塞回弹弹簧压缩，使得第一通道变窄；

当第二通道关闭时，所述控制活塞回弹弹簧伸展，使得第一通道最大；

所述壳体内部垂直方向上开设有进油道；

所述进油道一端发动机主油道，另一端与连通挺柱的部分相连通；

所述进油道中部分支有一条支由道；

所述支由道的一端与进油道一端连通，另一端与连通壳体外部的部分相连通；

由此，所述第一通道，包括：进油道和连通挺柱的部分；

所述第二通道，包括：进油道的一端和支由道。

更进一步地，所述控制装置，还包括：控制针阀和电磁阀；

所述控制针阀和电磁阀设置在连通壳体外部的部分内；

当电磁阀未通电时：

所述第二通道始终开启，所述第一通道内润滑油的油压与第二通道内润滑油的油压之和等于主油道内润滑油的油压；

当电磁阀通电时：

所述控制针阀将第二通道封堵，所述第一通道内润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压。

在本发明中，通过油压控制阀，采用油压控制挺柱的升程，配合特制凸轮型线的凸轮轴可实现气阀升程的控制，也可实现重型发动机的发动机制动功能。本发明控制原理简单、可靠性好，升程可在线实时控制。

附图说明

图1为本发明实施例中挺住的结构示意图；

图2为本发明实施例中油压控制阀的结构示意图；

图3为本发明实施例在电磁阀未通电时的结构示意图；

图4为本发明实施例在电磁阀通电时的结构示意图。

图中：挺柱 1(其中：限位卡簧 11、活塞限压弹簧 12、柱塞 13、执行活塞 14、导向孔 15、密封带 16、单向阀 17、第三油孔 18、挺住体 19、压力平衡孔 110、球座 111、限位凸台 112、第二环状油槽 113、第二油孔 114、顶针 115、第一油孔 116、第一环状油槽117、油槽 118、钢球 119、钢球回位弹簧 120、柱塞回位弹簧 121、堵盖 122、执行油腔123、高压油腔 124)、油压控制阀 2(其中：壳体 21、控制活塞 22、出油孔 23、第四油孔24、第三环状油槽 25、进油道 26、第二油道 27、控制活塞回位弹簧 28、弹簧底座 29、控制针阀 210、益油孔 211、电磁阀 212、泄油孔 213、第三油道 214、堵塞 215、限流量孔216)、机体 3(其中：第一油道 31)、凸轮 4、推杆 5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1和2所示，本实施例提供的升程可控式液力挺柱系统，包括：挺柱1和油压控制阀2；

所述挺柱1，用于通过凸轮轴4和油压控制阀2，控制气阀组件的推杆5的升程；

所述油压控制阀2，用于对挺柱1输送压力可控的润滑油，从而对挺柱1进行压力控制；

所述挺柱1位于机体3的挺柱安装孔内，上端与推杆5抵顶，下端与凸轮轴4抵顶；

所述油压控制阀2与挺柱1连通。

在本实施例中，如图3和4所示，本实施例主要由挺柱1和油压控制阀2两部分组成。挺柱1与传统液力挺柱外观基本一致呈圆柱形结构，安装与机体3上的挺柱安装孔中。油压控制阀2可根据实际需要布置在机体3上的任意位置，油压控制阀2的进油道26与发动机润滑主油道直接连通，出油孔23与挺柱1的第一环状油槽117相连。

本实施例通过油压控制阀2，采用油压控制挺柱1的升程，配合特制凸轮型线的凸轮轴4可实现气阀升程的控制，也可实现重型发动机的发动机制动功能。本发明控制原理简单、可靠性好，升程可在线实时控制。

所述挺柱1，包括：柱塞13、挺住体19和球座111；

所述挺住体19为挺柱1的外壳装置，呈内部中空、上端开口结构，形状挺柱安装孔配合，下端与凸轮轴4抵顶；

所述柱塞13设置在挺住体19内，并可沿挺住体19内壁上下滑动；

所述球座111安装在柱塞13的上端，与推杆5抵顶；

所述柱塞13下端至挺住体19内壁下端之间形成有高压油腔124；

当高压油腔124内的压力低于预定阈值时：

所述凸轮轴4推动挺住体19上升至接触柱塞13底部后，方可带动柱塞13上升推动推杆5；

当高压油腔124内的压力高于预定阈值时：

所述凸轮轴4推动挺住体19的同时带动柱塞13上升推动推杆5。

所述油压控制阀2将挺柱1与发动机主油道连通；

所述油压控制阀2将发动机主油道中的润滑油送入挺柱1内，并通过控制送入润滑油的油压来控制高压油腔124内压力；

当油压控制阀2送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道始终与高压油腔124连通，所述高压油腔124内的压力低于预定阈值；

当油压控制阀2送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道与高压油腔124连通至高压油腔124密闭，密闭后高压油腔124内的压力高于预定阈值。

所述挺柱1，还包括：执行活塞14和单向阀17；

所述柱塞13为内部中空结构；

所述执行活塞14安装在柱塞13上部内；

所述单向阀17安装在柱塞13下部内；

所述单向阀17位于的柱塞13下部与高压油腔124连通；

所述执行活塞14可沿柱塞13上部内壁上下滑动，下端与柱塞13上部下端形成执行由腔123；

所述执行由腔123与油压控制阀2连通；

当油压控制阀2送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞14的底部抵顶于单向阀17的顶部，使执行由腔123与高压油腔124连通；

当油压控制阀2送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞14的底部与单向阀17的顶部分开，所述单向阀17使高压油腔124密闭。

在本实施例中，主要原理是利用油压控制阀2控制进入挺柱1内部润滑油的压力，再利用进入挺柱1内部的油压大小，控制挺柱1内单向阀17的开启与关闭，从而实现挺柱1升程的控制。挺柱1中油压低于预定阈值时，单向阀17常开，凸轮轴4驱动挺柱1上行时，挺柱1上方气阀组件通过推杆5反馈到柱塞13上的阻力大于挺柱1内的润滑油压力，挺柱体19向上运动但柱塞13处于静止状态，柱塞13下方高压油腔124内的润滑油从单向阀17处返流回执行油腔123及第二环状油槽113中，当柱塞13下部单向阀17底座(堵盖122)与挺柱体19接触后柱塞13开始移动；挺柱1中油压高于预定阈值时，单向阀17关闭，凸轮轴4驱动挺柱1上行时，由于单向阀17已关闭挺柱1内单向阀17下方的高压油腔124中压力迅速升高，在液力的作用下挺柱1内柱塞13随挺柱体1一起移动。

所述挺住体19的外壁上开设有第一环状油槽117；

所述柱塞13上部外壁上开设有第二环状油槽113；

所述第一环状油槽117上开设有第一油孔116，使第一环状油槽117与第二环状油槽113连通；

所述第二环状油槽113上开设有第二油孔114，使第二环状油槽113与执行由腔123连通；

所述第一环状油槽117通过机体3上的第一油道31与油压控制阀2连通。

所述单向阀17，包括：钢球119、钢球回位弹簧120和堵盖122；

所述堵盖122固定安装在柱塞13下部的底端；

所述钢球119通过钢球回位弹簧120和堵盖122连接；

所述柱塞13下部侧壁上开设有第三油孔18，使柱塞13下部与高压油腔124连通；

所述柱塞13上部与下部之间设置有导向孔15；

所述执行活塞14底部可穿过导向孔15与钢球119顶部抵顶；

在导向孔15内壁，沿周向竖直地开设有多条油槽118，用于将执行由腔123和高压油腔124连通；

当执行活塞14的底部抵顶于钢球119的顶部时，各油槽118导通；

当执行活塞14的底部与钢球119的顶部分开后，各油槽118被钢球119封堵。

所述执行活塞的顶部通过活塞限压弹簧12与球座111的底部连接；

在球座111的上方、挺住体19的顶端设置有限位卡簧11，用于限制柱塞13在挺住体19内的位置；

当油压控制阀2送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行由腔123内的油压低于执行活塞14的开启压力，所述活塞限压弹簧12伸展，使执行活塞14的底部抵顶于钢球119的顶部；

当油压控制阀2送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行由腔123内的油压高于执行活塞14的开启压力，所述活塞限压弹簧12收缩，使执行活塞14的底部与钢球119的顶部分开。

如图1所示，本实施例中挺柱1整体呈圆柱形，主要包括：挺柱:19、柱塞13、柱塞回位弹簧121、单向阀17和执行活塞组件。

挺柱体19呈圆柱筒型结构，挺柱体19下端为弧形球面，挺柱体19圆柱外表面中下部周向设置有第一环状油槽117，第一环状油槽117底部沿挺柱体19轴心，周向分布有多个第一油孔116。挺柱体19空腔内上部表面上设置有限位卡簧安装槽。

柱塞13为阶梯型圆柱结构，柱塞13上部大圆柱为导向执行部分，大圆柱外表面中下端周向设置有第二环状油槽113。第二环状油槽113底部沿柱塞13轴心，周向分布有多个第二油孔114。柱塞13上部的大圆柱空腔内表面上端设置有螺纹。球座111与大圆柱上端螺纹相连。

柱塞13下部小圆柱为单向阀17的安装座，小圆柱外表面沿柱塞13轴心周向分布有多个第三油孔18。柱塞13下部小圆柱空腔下端的内臂上，设置有螺纹。堵盖122与小圆柱下端螺纹相连。

柱塞13的大小圆柱连接处沿中心轴线方向设有导向孔15，导向孔15内壁上周向布置有多条油槽118。导向孔15下端与小圆柱内壁上端面连接处，设置单向阀17的密封带16。密封带16能够覆盖导向孔15和各油槽118的下断面。

柱塞回位弹簧121为普通螺旋弹簧，弹簧弹力较低，能使柱塞13上行回位即可。柱塞回位弹簧121安装于挺柱体19内孔底部与柱塞13之间(高压油腔124内)，并利用柱塞13下部的小圆柱外表面进行定位(小圆柱在柱塞回位弹簧121内)。

单向阀17为单向球阀，由钢球119、钢球回位弹簧120及堵盖122组成。钢球119通过钢球回位弹簧120与柱塞13上的密封带16形成密封。堵盖122通过螺纹将钢球119、钢球回位弹簧120安装与柱塞13上单向阀安装孔中。

执行活塞组件，包括：执行活塞14、球座111和活塞限压弹簧12组成。执行活塞14为阶梯型圆柱结构，执行活塞14上部圆柱内孔为活塞限压弹簧12安装孔；中部圆柱为限位凸台，用于限制执行活塞14运动位置；下部圆柱为顶针115。顶针115可在导向孔15中穿行。

球座111为圆环形结构，球座111上端面设置有用于支撑推杆5等零件的球窝，球座下部设有活塞限压弹簧定位的圆柱凸台。球窝上设有多个压力平衡孔110。球座111外表面设置有连接用螺纹，通过螺纹与柱塞13上部连接。

所述活塞限压弹簧12为普通螺旋弹簧，安装与执行活塞14上部的沉孔与球座111之间，通过执行活塞14下部的限位凸台使活塞限压弹簧12处于预压缩状态，并保证其开启压力达到规定值。

所述挺柱1各部件之间装配关系如下：

单向阀17通过堵盖122上的螺纹将钢球119、钢球回位弹簧120安装于柱塞下端的单向阀安装座中并与柱塞形成整体。执行活塞14从上方装入柱塞13上的安装孔中，并通过执行活塞14上的限位凸台限制执行活塞14在柱塞13内的运动位置。使用球座111上的螺纹将活塞限压弹簧12压紧在执行活塞14与球座111之间，并使执行活塞14的开启压力在达到规定值。柱塞总成(包括：单向阀17与执行活塞组件)连同柱塞限压弹簧12一起从挺柱体19上方装入挺柱19内，并使用限位卡簧11限制柱塞13在挺柱体19内的位置。通过柱塞13下部的单向阀17安装座外延给柱塞回位弹簧121定位。挺柱1组装完成后，在柱塞回位弹簧121的作用下柱,13处于最高点。挺柱1安装于机体3上的挺柱安装孔内，并使用单独的油道供油。

如图2所示，所述油压控制阀2，包括：壳体21、第一通道、第二通道和控制装置；

所述第一通道、第二通道和控制装置都设置在壳体21内；

所述第一通道和第二通道具有同一入口，与发动机主油道连通；

所述第一通道的出口与挺柱1连通；

所述第二通道的出口与壳体21外部连通；

所述控制装置分别与第一通道和第二通道相连，用于通过控制第二通道的开启或关闭，从而控制第一通道中润滑油的油压；

当第二通道开启时，第一通道中润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压；

当第二通道关闭时，第一通道中润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压。

所述控制装置，包括：控制活塞22和控制活塞回弹弹簧28；

所述壳体21内部水平方向上开设有通孔结构；

所述控制活塞22安装在通孔结构中，将通孔结构分为连通挺柱1的部分和连通壳体21外部的部分；

所述控制活塞回弹弹簧28设置在连通壳体21外部的部分内，用于推拉控制活塞22沿水平方向移动；

当第二通道开启时，所述控制活塞回弹弹簧28压缩，使得第一通道变窄；

当第二通道关闭时，所述控制活塞回弹弹簧28伸展，使得第一通道最大；

所述壳体21内部垂直方向上开设有进油道26；

所述进油道26一端发动机主油道，另一端与连通挺柱1的部分相连通；

所述进油道26中部分支有一条支由道；

所述支由道的一端与进油道26一端连通，另一端与连通壳体21外部的部分相连通；

由此，所述第一通道，包括：进油道26和连通挺柱1的部分；

所述第二通道，包括：进油道26的一端和支由道。

所述控制装置，还包括：控制针阀210和电磁阀212；

所述控制针阀210和电磁阀212设置在连通壳体21外部的部分内；

当电磁阀212未通电时：

所述第二通道始终开启，所述第一通道内润滑油的油压与第二通道内润滑油的油压之和等于主油道内润滑油的油压；

当电磁阀212通电时：

所述控制针阀210将第二通道封堵，所述第一通道内润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压。

如图2所示，在本实施例中，油压控制阀2，主要包括：壳体21、控制活塞22、控制活塞回位弹簧28、弹簧底座29和电磁阀212。

所述壳体21为所有零件的安装基体，且内部有多条油。壳体21内设置有控制活塞安装孔，活塞安装孔一端设有出油孔23，另一端顶部内孔设有螺纹。在活塞安装孔圆柱内壁面上，垂直与轴线方向设有进油道26。进油道26一端与发动机主油道连通，另一端与控制活塞安装孔的圆柱壁面连通。

在活塞安装孔与进油道26连接处设有第三环状油槽25。在进油道26上分支有第二油道27。第二油道27一端与进油道26连通，中部设有限流量孔216，另一端采用堵塞215密封。

在第二油道27的限流量孔216与堵塞215之间设有第三油道214，第三油道214一端与第二油道27连通，另一端与控制活塞安装孔连通。

控制活塞22呈一端开口的内部中空型圆柱筒型结构，在控制活塞22中部沿圆周分布有多个第四油孔24。控制活塞22开口端面向挺住1，封闭端面向控制装置。在控制活塞22的封闭端设有弹簧定位凸台。

控制活塞回位弹簧28为普通弹簧，但装配到规定位置后开启弹力为设定值。弹簧底座29为弹簧安装限位座，弹簧底座29通过螺纹安装与壳体21的控制活塞安装孔上。在弹簧底座29的中心轴线上设有泄油孔213。

电磁阀212安装于弹簧底座29上，电磁阀212上的控制针阀210与弹簧底座29上的泄油孔213配合，实现泄油孔213的开启与关闭。在电磁阀212的壳体上设有多个溢油孔211，多个溢油孔211与油压控制阀2外部相连。

当泄油孔213开启时，第二通道开启；当泄油孔213关闭时，第二通道关闭。

在本实施例中，工作原理如下：

以图3和4中显示的视角为例：来自发动机主油道内具有一定压力的润滑油，从油压控制阀2轭进进油道26处进入并在进油道26内分为两支，一支由控制活塞安装孔处的第三环状油道25和控制活塞上的第四油孔24进入控制活塞22内部从出油孔23流出，进入机体3上给挺柱供油的第一油道31中。上述过程为润滑油流经第一通道的过程。另一支由第二油道27、经过限流量孔216后由第三油道214进入控制活塞右侧的活塞回位弹簧室。

如图3所示，电磁阀212没通电时，控制针阀210在初始位置，控制针阀210与弹簧底座29上泄油孔213之间的通道处于常通状态。进入控制活塞22右侧回位弹簧室内的润滑油，从弹簧底座29上的泄油孔213及电磁阀212上的溢油孔211快速流出。由于限流量孔216限制了进入控制活塞回位弹簧室的润滑油油量，导致控制活塞22左侧的油压将大于活塞右侧回位弹簧室内的油压，当油压控制阀2出油孔23处的油压大于控制活塞回位弹簧压力时，控制活塞22向右移动，控制活塞22上的第四油孔24与壳体21上的第三环状油道25之间的进油通道慢慢变小至关闭。进入机体3内、为挺柱1供油的第一油道31内的油压开始下降。反之，控制活塞22在控制活塞回位弹簧28的作用下向左移动，进油通道加大油压上升。

如图4所示，电磁阀212通电时，控制针阀210向左移动，控制针阀210与弹簧底座29上的泄油孔213配合，将控制活塞22右侧回位弹簧室内对外泄露的通道堵塞。此时，控制活塞22左右两边的油压相同，在控制活塞回位弹簧28的作用下，控制活塞22始终处于最左侧，来自发动机主油道内的润滑油不经调压全部进入机体3、为挺柱1供油的第一油道31中。

从油压控制阀供过来的润滑油经过机体上的挺柱润滑油道1，进入挺柱体外圆柱面上的环状油槽1,在经过环状油槽1底部的油孔1，进入挺柱体与柱塞之间的环状油槽2内，由柱塞外面环状油槽2底部的油孔2，进入柱塞与挺柱体之间的执行油腔内，在从柱塞导向处的油槽通过单向阀进入柱塞下部的高压油腔。从执行活塞与柱塞之间的密封面处渗漏的润滑油，进入执行活塞上部的活塞限压弹簧室后，从球座上的压力平衡孔处流出，从而保证执行活塞限压弹簧室内压力与曲轴箱内压力一致。

如图3所示，系统未工作时，油压控制阀2上的电磁阀212未通电，此时，从油压控制阀2流出，进入挺柱1内控制在规定压力下的润滑油，进入挺柱1内部的执行油腔123及高压油腔124内。因油压低于挺柱1内执行活塞14的开启压力，执行活塞14上的顶针115始终顶在单向阀17的钢球119上，使单向阀17处于打开状态。

凸轮轴4处于基圆位置时，在润滑油压力及柱塞回位弹簧121的作用下，挺柱1内的柱塞13上行消除配气机构中预留的间隙。凸轮轴4转动到桃尖处时，因挺柱1上方气阀组件通过推杆5反馈到挺柱1上球座111上的阻力大于柱塞13下部高压油腔124内的油压加柱塞回位弹簧121的合力，高压油腔124内的润滑油返流回执行油腔123及供油道(第二油孔114、第二环状油槽113、第一油孔116和第一环状油槽117)内。此时，挺柱体19在凸轮轴4的推动下开始移动，但挺柱1内的柱塞13却处于静止状态。只有凸轮轴4桃尖与挺柱1转动到某一高度，挺柱体19上行与柱塞13底部接触后，挺柱1才能在凸轮轴4的推动下驱动气阀组件运动。

如图4所示，系统工作时，油压控制阀2上的电磁阀212通电，此时，从油压控制阀2流出，进入挺柱1内与发动机主油道内油压一致，有较高压力的润滑油进入挺柱1内部的执行油腔123及高压油腔124内。因油压高于挺柱1内执行活塞14的开启压力，在油压的推动下执行活塞14上行，执行活塞14上的顶针115远离单向阀17上的钢球119。单向阀17恢复正常功能进入高压油腔124内的润滑油只能进不出。凸轮轴4处于基圆位置时，润滑油推开单向阀17进入高压油腔124，凸轮轴4转动到桃尖处时，挺柱1内高压油腔124内的油压上升，单向阀17关闭通往执行油腔的通道，在液力的作用下柱塞13跟随挺柱体19一同移动。

本实施例的有益效果在于：

1、系统功能相对独立，但外形特点与传统挺柱基本一致，在现有机型上换装、升级功能时，不用改变现有机型基体结构；

2、本实施例采用油压控制挺柱的升程，其控制原理简单、可靠性好，升程可在线实时控制；

3、本实施例采用电子加油压控制形式，控制系统结构简单，不需要专用的机械装置及专用驱动油道等；

4、本实施例在控制阀关闭状态下犹如液力减震器，可有效降低配气机构中因气阀间隙产生的噪音；

5、本实施例配合特制凸轮型线的凸轮轴可实现气阀升程的控制，也可实现重型发动机的发动机制动功能。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，包括：挺柱（1）和油压控制阀（2）；

所述挺柱（1），用于通过凸轮轴（4）和油压控制阀（2），控制气阀组件的推杆（5）的升程；

所述油压控制阀（2），用于对挺柱（1）输送压力可控的润滑油，从而对挺柱（1）进行压力控制；

所述挺柱（1）位于机体（3）的挺柱安装孔内，上端与推杆（5）抵顶，下端与凸轮轴（4）抵顶；

所述油压控制阀（2）与挺柱（1）连通；

所述油压控制阀（2），包括：壳体（21）、第一通道、第二通道和控制装置；

所述第一通道、第二通道和控制装置都设置在壳体（21）内；

所述第一通道和第二通道具有同一入口，与发动机主油道连通；

所述第一通道的出口与挺柱（1）连通；

所述第二通道的出口与壳体（21）外部连通；

所述控制装置分别与第一通道和第二通道相连，用于通过控制第二通道的开启或关闭，从而控制第一通道中润滑油的油压；

当第二通道开启时，第一通道中润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压；

当第二通道关闭时，第一通道中润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压；

所述控制装置，包括：控制活塞（22）和控制活塞回弹弹簧（28）；

所述壳体（21）内部水平方向上开设有通孔结构；

所述控制活塞（22）安装在通孔结构中，将通孔结构分为连通挺柱（1）的部分和连通壳体（21）外部的部分；

所述控制活塞回弹弹簧（28）设置在连通壳体（21）外部的部分内，用于推拉控制活塞（22）沿水平方向移动；

当第二通道开启时，所述控制活塞回弹弹簧（28）压缩，使得第一通道变窄；

当第二通道关闭时，所述控制活塞回弹弹簧（28）伸展，使得第一通道最大；

所述壳体（21）内部垂直方向上开设有进油道（26）；

所述进油道（26）一端发动机主油道，另一端与连通挺柱（1）的部分相连通；

所述进油道（26）中部分支有一条支由道；

所述支由道的一端与进油道（26）一端连通，另一端与连通壳体（21）外部的部分相连通；

由此，所述第一通道，包括：进油道（26）和连通挺柱（1）的部分；

所述第二通道，包括：进油道（26）的一端和支由道。

2.根据权利要求1所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，所述挺柱（1），包括：柱塞（13）、挺柱体（19）和球座（111）；

所述挺柱体（19）为挺柱（1）的外壳装置，呈内部中空、上端开口结构，形状与挺柱安装孔配合，下端与凸轮轴（4）抵顶；

所述柱塞（13）设置在挺柱体（19）内，并可沿挺柱体（19）内壁上下滑动；

所述球座（111）安装在柱塞（13）的上端，与推杆（5）抵顶；

所述柱塞（13）下端至挺柱体（19）内壁下端之间形成有高压油腔（124）；

当高压油腔（124）内的压力低于预定阈值时：

所述凸轮轴（4）推动挺柱体（19）上升至接触柱塞（13）底部后，方可带动柱塞（13）上升推动推杆（5）；

当高压油腔（124）内的压力高于预定阈值时：

所述凸轮轴（4）推动挺柱体（19）的同时带动柱塞（13）上升推动推杆（5）；

所述油压控制阀（2）将挺柱（1）与发动机主油道连通；

所述挺柱（1），还包括：执行活塞（14）和单向阀（17）；

所述柱塞（13）为内部中空结构；

所述执行活塞（14）安装在柱塞（13）上部内；

所述单向阀（17）安装在柱塞（13）下部内；

所述单向阀（17）位于的柱塞（13）下部与高压油腔（124）连通；

所述执行活塞（14）可沿柱塞（13）上部内壁上下滑动，下端与柱塞（13）上部下端形成执行油腔（123）；

所述执行油腔（123）与油压控制阀（2）连通；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞（14）的底部抵顶于单向阀（17）的顶部，使执行油腔（123）与高压油腔（124）连通；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行活塞（14）的底部与单向阀（17）的顶部分开，所述单向阀（17）使高压油腔（124）密闭。

3.根据权利要求2所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，

所述油压控制阀（2）将发动机主油道中的润滑油送入挺柱（1）内，并通过控制送入润滑油的油压来控制高压油腔（124）内压力；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道始终与高压油腔（124）连通，所述高压油腔（124）内的压力低于预定阈值；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述主油道与高压油腔（124）连通至高压油腔（124）密闭，密闭后高压油腔（124）内的压力高于预定阈值。

4.根据权利要求3所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，所述挺柱体（19）的外壁上开设有第一环状油槽（117）；

所述柱塞（13）上部外壁上开设有第二环状油槽（113）；

所述第一环状油槽（117）上开设有第一油孔（116），使第一环状油槽（117）与第二环状油槽（113）连通；

所述第二环状油槽（113）上开设有第二油孔（114），使第二环状油槽（113）与执行油腔（123）连通；

所述第一环状油槽（117）通过机体（3）上的第一油道（31）与油压控制阀（2）连通。

5.根据权利要求2所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，所述单向阀（17），包括：钢球（119）、钢球回位弹簧（120）和堵盖（122）；

所述堵盖（122）固定安装在柱塞（13）下部的底端；

所述钢球（119）通过钢球回位弹簧（120）和堵盖（122）连接；

所述柱塞（13）下部侧壁上开设有第三油孔（18），使柱塞（13）下部与高压油腔（124）连通；

所述柱塞（13）上部与下部之间设置有导向孔（15）；

所述执行活塞（14）底部可穿过导向孔（15）与钢球（119）顶部抵顶；

在导向孔（15）内壁，沿周向竖直地开设有多条油槽（118），用于将执行油腔（123）和高压油腔（124）连通；

当执行活塞（14）的底部抵顶于钢球（119）的顶部时，各油槽（118）导通；

当执行活塞（14）的底部与钢球（119）的顶部分开后，各油槽（118）被钢球（119）封堵。

6.根据权利要求5所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，所述执行活塞的顶部通过活塞限压弹簧（12）与球座（111）的底部连接；

在球座（111）的上方、挺柱体（19）的顶端设置有限位卡簧（11），用于限制柱塞（13）在挺柱体（19）内的位置；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压小于主油道内润滑油的油压时：

所述执行油腔（123）内的油压低于执行活塞（14）的开启压力，所述活塞限压弹簧（12）伸展，使执行活塞（14）的底部抵顶于钢球（119）的顶部；

当油压控制阀（2）送入润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压时：

所述执行油腔（123）内的油压高于执行活塞（14）的开启压力，所述活塞限压弹簧（12）收缩，使执行活塞（14）的底部与钢球（119）的顶部分开。

7.根据权利要求1所述的升程可控式液力挺柱系统，其特征在于，所述控制装置，还包括：控制针阀（210）和电磁阀（212）；

所述控制针阀（210）和电磁阀（212）设置在连通壳体（21）外部的部分内；

当电磁阀（212）未通电时：

所述第二通道始终开启，所述第一通道内润滑油的油压与第二通道内润滑油的油压之和等于主油道内润滑油的油压；

当电磁阀（212）通电时：

所述控制针阀（210）将第二通道封堵，所述第一通道内润滑油的油压等于主油道内润滑油的油压。

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