CN115182800B - 一种实现同名气门相异升程的液压气门机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，主要特点是多个同名气门的启闭相互独立，可以根据内燃机的功能需求提供多种气门相异开启方式。其主要结构包括第一配气凸轮驱动系统、第二配气凸轮驱动系统、方向控制阀、第一液压活塞组件、第二液压活塞组件、气门组件和低压系统；通过控制多个方向控制阀或组合控制阀处于不同的工作位，使液压挺柱油腔切换与液压活塞油腔或低压系统的连通，构成多种液压活塞驱动气门工作模式，实现同名气门相异升程的气门运行方式，进而辅助实现组织缸内气体流动、变排量停缸、缸内制动功能，对内燃机高效、清洁燃烧及车辆行驶安全具有重要作用。

Description

一种实现同名气门相异升程的液压气门机构
技术领域
本发明涉及内燃机的气门机构，特别是涉及一种实现同名气门相异开启升程的液压气门机构。
背景技术
在传统的多气门内燃机中，配气机构的工作状态较为固定，两个或两个以上的同名气门（进气门或排气门）只能在各自凸轮型线驱动下，按照设定的配气正时同步产生相同的气门动作。但随着内燃机技术不断发展，这种缺乏灵活调控的配气机构越来越不能满足使用需求。为了充分发挥多气门内燃机的结构优势，挖掘其在节能减排等方面的潜力，利用可变配气机构实现同名气门相异开启成为一种有效手段。
对于多气门点燃式内燃机，进气门相异开启有助于组织缸内气体流动，实现高效燃烧；通过多个不同开启升程的气门各自独立开启实现非节流方式进气量控制，在提高充量系数、减少泵气损失、降低燃油消耗方面具有积极意义；而在小负荷工况辅助实现变排量停缸运行可以提高剩余工作气缸负荷率，使点燃式内燃机工作在高效区域，对节省燃油具有重要作用。
对于多气门压燃式内燃机，通过排气门相异开启对其功能进行扩展，比如：重型商用车会配备对车辆行驶安全具有重要作用的辅助制动装置，其中压缩释放式制动或二冲程制动会在缸内气体压缩末期开启气门释放高能气体，以此消耗动能进行减速，它的实现便是借助于排气门在非排气冲程的再次开启；在小负荷工况，通过辅助实现停缸运行，对减少燃油消耗、快速预热后处理系统进而减少排放也有重要意义。
发明内容
为了克服现有内燃机使用传统配气机构时气门升程固定且单一的不足，本发明提供了一种使多气门内燃机实现同名气门相异开启升程的液压气门机构，其主要特点是通过调节方向控制阀处在不同的工作位置，使液压挺柱油腔与液压活塞油腔或者与低压系统连通，构成多种液压活塞驱动气门工作模式，实现同名气门相异开启升程的气门运行方式，对内燃机高效、清洁燃烧及车辆行驶安全具有重要作用。
本发明采用如下的技术方案：
第一方面，本发明提出了一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，包括：第一配气凸轮驱动系统、第二配气凸轮驱动系统、第一控制阀、第二控制阀、第一液压活塞组件、第二液压活塞组件、气门组件和低压系统；
第一配气凸轮驱动系统包括第一凸轮、第一液压挺柱组件；所述第一液压挺柱组件包括第一液压挺柱和第一液压挺柱套，所述第一液压挺柱和第一液压挺柱套之间设置第一液压挺柱油腔；所述第一液压挺柱在第一凸轮驱动下往复运动；
第二配气凸轮驱动系统包括第二凸轮、第二液压挺柱组件；所述第二液压挺柱组件包括第二液压挺柱和第二液压挺柱套，所述第二液压挺柱和第二液压挺柱套之间设置第二液压挺柱油腔；所述第二液压挺柱在第二凸轮驱动下往复运动；
第一液压活塞组件包括第一液压活塞和第一液压活塞套，所述第一液压活塞和第一液压活塞套之间设置第一液压活塞油腔，所述第一液压活塞驱动相应气门组件往复运动；
第二液压活塞组件包括第二液压活塞和第二液压活塞套，所述第二液压活塞和第二液压活塞套之间设置第二液压活塞油腔，所述第二液压活塞驱动相应气门组件往复运动；
第一控制阀设置有进油口、回油口、工作口，所述进油口与第一液压挺柱油腔连通，回油口与低压系统连通，工作口与第一液压活塞油腔连通；
第二控制阀设置有进油口、回油口、工作口，所述进油口与第二液压挺柱油腔连通，回油口与低压系统连通，工作口与第二液压活塞油腔连通；
本发明的液压气门机构通过控制第一控制阀的进油口与工作口或者回油口连通，通过控制第二控制阀的进油口与工作口或者回油口连通，能够实现“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”四种液压活塞驱动气门工作模式；根据功能需求，本发明选取两种或两种以上液压活塞驱动气门工作模式使用，并实现工作模式之间的相互切换。
进一步的，所述第一控制阀和第二控制阀为方向控制阀，所述方向控制阀包括第一工作位、第二工作位；所述方向控制阀的第一工作位是进油口与工作口接通，回油口封闭；所述方向控制阀的第二工作位是进油口与回油口接通、工作口封闭，或者进油口、回油口和工作口均接通。
进一步的，所述第一控制阀的回油口和第二控制阀的回油口是连通的或不连通的。
进一步的，所述第一配气凸轮驱动系统和第二配气凸轮驱动系统中，凸轮直接驱动平面液压挺柱、或者滚轮液压挺柱；或者凸轮通过滚轮摇臂组件、或者通过“挺柱+推杆”组件驱动液压挺柱运动。
进一步的，所述第一配气凸轮驱动系统设置第一单向阀，所述第二配气凸轮驱动系统设置第二单向阀；第一单向阀使油液由低压系统单向流入第一液压挺柱油腔，第二单向阀使油液由低压系统单向流入第二液压挺柱油腔。
进一步的，所述第一液压活塞或第二液压活塞各自直接驱动一个气门组件往复运动；或者所述第一液压活塞或第二液压活塞通过气门桥驱动两个或两个以上气门组件往复运动。
第二方面，本发明还公开了一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，包括：第一配气凸轮驱动系统、第二配气凸轮驱动系统、组合控制阀、第一液压活塞组件、第二液压活塞组件、气门组件和低压系统；
第一配气凸轮驱动系统包括第一凸轮、第一液压挺柱组件；所述第一液压挺柱组件包括第一液压挺柱和第一液压挺柱套，所述第一液压挺柱和第一液压挺柱套之间设置第一液压挺柱油腔；所述第一液压挺柱在第一凸轮驱动下往复运动；
第二配气凸轮驱动系统包括第二凸轮、第二液压挺柱组件；所述第二液压挺柱组件包括第二液压挺柱和第二液压挺柱套，所述第二液压挺柱和第二液压挺柱套之间设置第二液压挺柱油腔；所述第二液压挺柱在第二凸轮驱动下往复运动；
第一液压活塞组件包括第一液压活塞和第一液压活塞套，所述第一液压活塞和第一液压活塞套之间设置第一液压活塞油腔，所述第一液压活塞驱动相应气门组件往复运动；
第二液压活塞组件包括第二液压活塞和第二液压活塞套，所述第二液压活塞和第二液压活塞套之间设置第二液压活塞油腔，所述第二液压活塞驱动相应气门组件往复运动；
所述组合控制阀包括进油口Ⅰ、工作口Ⅰ、进油口Ⅱ、工作口Ⅱ、回油口，所述进油口Ⅰ与第一液压挺柱油腔连通，工作口Ⅰ与第一液压活塞油腔连通；所述进油口Ⅱ与第二液压挺柱油腔连通，工作口Ⅱ与第二液压活塞油腔连通，回油口与低压系统连通；
本发明的液压气门机构通过控制组合控制阀的进油口Ⅰ与工作口Ⅰ或者回油口连通、通过控制进油口Ⅱ与工作口Ⅱ或者回油口连通，能够实现“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”、“第二凸轮驱动第二液压活塞且第一凸轮无法驱动第一液压活塞”、“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”四种液压活塞驱动气门工作模式；根据功能需求，本发明选取两种或两种以上液压活塞驱动气门工作模式使用，并实现工作模式之间的相互切换。
作为进一步的技术方案，所述组合控制阀为方向控制阀，所述组合控制阀的工作位包括第一组合工作位、第二组合工作位、第三组合工作位和第四组合工作位中的至少两个工作位；
所述第一组合工作位为进油口Ⅰ与工作口Ⅰ接通，进油口Ⅱ与工作口Ⅱ接通，回油口封闭；
所述第二组合工作位为进油口Ⅰ和进油口Ⅱ均与回油口接通；
所述第三组合工作位为进油口Ⅰ与工作口Ⅰ接通，进油口Ⅱ与回油口接通；
所述第四组合工作位为进油口Ⅰ与回油口接通，进油口Ⅱ与工作口Ⅱ接通。
作为进一步的技术方案，所述第一配气凸轮驱动系统设置第一单向阀，所述第二配气凸轮驱动系统设置第二单向阀；第一单向阀使油液由低压系统单向流入第一液压挺柱油腔，第二单向阀使油液由低压系统单向流入第二液压挺柱油腔。
作为进一步的技术方案，所述第一液压活塞或第二液压活塞各自直接驱动一个气门组件往复运动；或者所述第一液压活塞或第二液压活塞通过气门桥驱动两个或两个以上气门组件往复运动。
应用时，本发明安装于内燃机上，第一凸轮和第二凸轮在内燃机曲轴带动下运转，同名气门相异开启的动作过程通过配气凸轮驱动系统、控制阀、液压活塞组件和低压系统的共同作用实现。
下面以第一种方案为例，对本发明的工作过程进行说明：
当第一控制阀处于第一工作位时，驱动第一液压活塞组件的油路接通，此时第一凸轮驱动第一液压挺柱运动，第一液压挺柱油腔内的液压油经第一控制阀的进油口、工作口及连接油路进入第一液压活塞油腔，第一液压活塞驱动气门组件运动；当第一控制阀处于第二工作位时，驱动第一液压活塞组件的油路不接通，此时第一凸轮驱动第一液压挺柱运动，第一液压挺柱油腔内的液压油经第一控制阀的进油口、回油口及连接油路进入低压系统，第一液压活塞不能驱动气门组件运动。
当第二控制阀处于第一工作位时，驱动第二液压活塞组件的油路接通，此时第二凸轮驱动第二液压挺柱运动，第二液压挺柱油腔内的液压油经第二控制阀的进油口、工作口及连接油路进入第二液压活塞油腔，第二液压活塞驱动气门组件运动；当第二控制阀处于第二工作位时，驱动第二液压活塞组件的油路不接通，此时第二凸轮驱动第二液压挺柱运动，第二液压挺柱油腔内的液压油经第二控制阀的进油口、回油口及连接油路进入低压系统，第二液压活塞不能驱动气门组件运动。
通过控制第一控制阀和第二控制阀进行不同工作位的组合，可以构成四种液压活塞驱动气门工作模式：“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”，此时第一控制阀处于第一工作位，第二控制阀处于第二工作位；“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”，此时第一控制阀处于第二工作位，第二控制阀处于第一工作位；“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”，此时第一控制阀和第二控制阀均处于第一工作位；“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”，此时第一控制阀和第二控制阀均处于第二工作位。当把第一控制阀和第二控制阀合成为一个组合控制阀来应用时，组合控制阀在功能上能够实现第一控制阀和第二控制阀构成的四种工作模式。
根据结构需求，当第一控制阀和第二控制阀共用低压系统时，第一控制阀的回油口和第二控制阀的回油口是连通的；当第一控制阀和第二控制阀各有一组低压系统时，第一控制阀的回油口和第二控制阀的回油口是不连通的。
配气凸轮为气门开启动作的驱动来源，根据要实现的不同配气效果对第一凸轮和第二凸轮的最大升程、开启相位、开启持续期等基本参数进行设置。
气门组件体现机构的具体工作效果，当一个液压活塞只与一个气门组件接触时，可实现对一个气门的直接驱动；当一个液压活塞通过气门桥与多个气门组件接触时，可实现一个液压活塞驱动多个气门同时动作。
在第一配气凸轮驱动系统和第二配气凸轮驱动系统中，若气门机构为顶置凸轮轴结构，凸轮可以直接驱动平面液压挺柱、或者滚轮液压挺柱往复运动，还可以通过摇臂滚轮组件驱动液压挺柱运动；若气门机构为下置凸轮轴结构，凸轮可以通过“挺柱+推杆”组件驱动液压挺柱运动。
当控制阀处于工作口与回油口连通位置、液压挺柱处于回落过程时，排入低压系统的油液经控制阀回流至液压挺柱油腔内。在配气凸轮驱动系统中设置的单向阀（第一单向阀或第二单向阀）将增大低压系统内油液流向液压挺柱油腔的回流面积，从而降低流动阻力。
在配气凸轮驱动系统内设置单向阀，当机构中的油液发生泄漏时，也能使每个工作循环中液压挺柱油腔和液压活塞油腔的油液得到及时补充。
低压系统的油液由发动机润滑系统供给，并在低压储油腔内进行储存；当控制阀处于第二工作位时，受到凸轮推动的油液会经控制阀和连接油路进入低压系统，导致低压系统内的油压不稳定，利用设置在低压系统内的蓄能器储存和释放液压压力能，可以减小液压压力的波动；当进入低压系统的液压油量较多，超过设定容积，利用溢流阀将多余油液排出低压系统，保证液压气门机构的正常工作；蓄能器和溢流阀的共同作用使低压系统内的相对压力通常维持在0MPa至2MPa之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）通过多组配气凸轮驱动、多组控制阀控制，构成多种液压活塞驱动气门工作模式，实现多气门内燃机同名气门相异开启升程的气门运行方式。
（2）匹配点燃式内燃机进气门使用，实现单个气门大升程开启、单个气门小升程开启、多个气门相异升程开启，从而有助于减少泵气损失、组织缸内气体流动，实现高效、清洁燃烧；实现多个气门均不开启，从而有助于提高剩余工作气缸负荷率，使其工作在高效区域，实现变排量停缸节油。
（3）匹配压燃式内燃机排气门使用，实现单个气门制动升程开启，从而实现压缩释放式制动或二冲程制动，有助于车辆行驶安全；实现多个气门均不开启，从而有助于提高剩余工作气缸负荷率，使其工作在高效区域，实现变排量停缸节油。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1中应用于点燃式内燃机的液压气门机构结构示意图。
图2为实施例1中的进气门升程示意图。
图3为实施例2中采用组合控制阀的液压气门机构结构示意图。
图4为实施例2中组合控制阀的油路接通示意图。
图5为实施例3中应用于压燃式内燃机的液压气门机构结构示意图。
图6为实施例3中的排气门升程示意图。
图7为凸轮通过滚轮摇臂组件推动液压挺柱运动示意图。
图8为凸轮通过“挺柱+推杆”组件推动液压挺柱运动示意图。
附图标记：
a、第一配气凸轮驱动系统，b、第二配气凸轮驱动系统，c、低压系统，d、液压油源；
1、气门组件A，2、第一液压活塞组件，2-1、第一液压活塞，2-2、第一液压活塞套，2-3、第一液压活塞油腔，3、第二液压活塞组件，3-1、第二液压活塞，3-2、第二液压活塞套，3-3、第二液压活塞油腔，4、第二控制阀，5、第二单向阀，6、第一控制阀，7、第一单向阀，8、第一液压挺柱组件，8-1、第一液压挺柱，8-2、第一液压挺柱套，8-3、第一液压挺柱油腔，9、第一凸轮，10、机油泵，11、油底壳，12、低压储油腔，13、蓄能器，14、第二凸轮，15、第二液压挺柱组件，15-1、第二液压挺柱，15-2、第二液压挺柱套，15-3、第二液压挺柱油腔，16、气门组件B，17、气门桥，18、滚轮摇臂组件，19、“挺柱+推杆”组件；
K、组合控制阀；
K1、K2、K3、K4是组合控制阀的工作位；
K2’、K3’、K4’分别是K2、K3、K4工作位的另一形式；
P1、进油口Ⅰ，P2、进油口Ⅱ，A1、工作口Ⅰ，A2、工作口Ⅱ，T、回油口。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种应用于点燃式内燃机实现两个进气门相异开启升程的液压气门机构，包括第一配气凸轮驱动系统a、第二配气凸轮驱动系统b、低压系统c、第一控制阀6、第二控制阀4、第一液压活塞组件2、第二液压活塞组件3、气门组件A1、气门组件B16。
第一配气凸轮驱动系统a包括第一凸轮9、第一液压挺柱组件8和第一单向阀7；上述的第一液压挺柱组件8包括第一液压挺柱8-1和第一液压挺柱套8-2，第一液压挺柱8-1和第一液压挺柱套8-2之间设置有第一液压挺柱油腔8-3；上述的第一单向阀7使油液由低压系统c单向流入第一液压挺柱油腔8-3。
第二配气凸轮驱动系统b包括第二凸轮14、第二液压挺柱组件15和第二单向阀5；上述的第二液压挺柱组件15包括第二液压挺柱15-1和第二液压挺柱套15-2，第二液压挺柱15-1和第二液压挺柱套15-2之间设置有第二液压挺柱油腔15-3；上述的第二单向阀5使油液由低压系统c单向流入第二液压挺柱油腔15-3。
上述的第一凸轮9为进气大升程凸轮，第二凸轮14为进气小升程凸轮。
第一液压活塞组件2包括第一液压活塞2-1和第一液压活塞套2-2，第一液压活塞2-1和第一液压活塞套2-2之间设置有第一液压活塞油腔2-3，上述的第一液压活塞2-1驱动气门组件A1往复运动。
第二液压活塞组件3包括第二液压活塞3-1和第二液压活塞套3-2，第二液压活塞3-1和第二液压活塞套3-2之间设置有第二液压活塞油腔3-3，上述第二液压活塞3-1驱动气门组件B16往复运动。
上述的第一控制阀6和第二控制阀4均为两位三通方向控制阀，均设置有进油口、回油口、工作口；第一控制阀6的进油口与第一液压挺柱油腔8-3连通，工作口与第一液压活塞油腔2-3连通，回油口与低压系统c连通；第二控制阀4的进油口与第二液压挺柱油腔15-3连通，工作口与第二液压活塞油腔3-3连通，回油口与低压系统c连通。
第一控制阀6和第二控制阀4的第一工作位均是进油口与工作口接通，回油口封闭；第二工作位均是进油口、回油口和工作口都接通。
低压系统c包括蓄能器13和低压储油腔12，油液通过液压油源d供应并在低压储油腔12内进行储存，液压油源d为内燃机的润滑系统，包括机油泵10和油底壳11；低压系统c中还设置有溢流阀，通过与蓄能器13共同作用使低压系统的相对压力通常维持在0MPa至2MPa之间。
如图2所示，本实施例通过控制第一控制阀6和第二控制阀4进行不同工作位的组合，可以实现四种气门运行方式：仅气门组件B16开启，用于低速小负荷工况；仅气门组件A1开启，用于低速大负荷工况；气门组件A1和气门组件B16均开启，用于高速大负荷工况；气门组件A1和气门组件B16均不开启，用于变排量停缸工况。
（1）当内燃机工作在低速小负荷工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6位于第二工作位，第二控制阀4位于第一工作位。该工况下的气门升程曲线参见图2中的气门组件B16，为单个气门小升程开启，这种开启方式不仅可以减少泵气损失，而且可以增强缸内气体流动，实现高效燃烧。
第一控制阀6位于第二工作位时，驱动第一液压活塞组件2的油路不接通，此时第一凸轮9驱动第一液压挺柱8-1运动，第一液压挺柱油腔2-3内的液压油经第一控制阀6的进油口、回油口及连接油路进入低压系统c，第一液压活塞2-1不驱动气门组件A1运动。
第二控制阀4位于第一工作位时，驱动第二液压活塞组件3的油路接通，此时第二凸轮14驱动第二液压挺柱15-1运动，第二液压挺柱油腔15-3内的液压油经第二控制阀4的进油口、工作口及连接油路进入第二液压活塞油腔3-3，第二液压活塞3-1驱动气门组件B16运动。
（2）当内燃机工作在低速大负荷工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6位于第一工作位，第二控制阀4位于第二工作位。该工况下的气门升程曲线参见图2中的气门组件A1，为单个气门大升程开启，这种开启方式不仅可以减少泵气损失，而且可以增强缸内气体流动，实现高效燃烧。
第一控制阀6位于第一工作位时，驱动第一液压活塞组件2的油路接通，此时第一凸轮9驱动第一液压挺柱8-1运动，第一液压挺柱油腔8-3内的液压油经第一控制阀6的进油口、工作口及连接油路进入第一液压活塞油腔2-3，第一液压活塞2-1驱动气门组件A1运动。
第二控制阀4位于第二工作位时，驱动第二液压活塞组件3的油路不接通，此时第二凸轮14驱动第二液压挺柱15-1运动，第二液压挺柱油腔15-3内的液压油经第二控制阀4的进油口、回油口及连接油路进入低压系统c，第二液压活塞3-1不驱动气门组件B16运动。
（3）当内燃机工作在高速大负荷工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6和第二控制阀4均位于第一工作位。该工况下的气门升程曲线参见图2中的气门组件A1和气门组件B16，为两个气门相异升程开启，这种开启方式不仅可以满足进气需求，而且可以增强缸内气体流动，实现高效燃烧。
（4）当内燃机工作在变排量停缸工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6和第二控制阀4均位于第二工作位。该工况下的气门组件A1和气门组件B16均不开启，实现气缸工作停止，通过提高剩余工作气缸负荷率，使其工作在高效区域，对节省燃油具有重要作用。
在第一配气凸轮驱动系统a中，气门机构为顶置凸轮轴结构，第一液压挺柱8-1由第一凸轮9直接驱动，还可以通过如图7所示的滚轮摇臂组件18由第一凸轮9驱动；若气门机构为下置凸轮轴结构，第一液压挺柱8-1可以通过如图8所示的“挺柱+推杆”组件19由第一凸轮9驱动。这种凸轮驱动液压挺柱运动的方式同样适用于第二配气凸轮驱动系统b，在此不进行赘述。
实施例2:
如图3和图4所示，本实施例提供一种采用组合控制阀K实现同名气门相异开启升程的液压气门机构，与实施例1的区别是用组合控制阀K代替第一控制阀6和第二控制阀4，这里对组合控制阀K对应实施例1中不同液压活塞驱动气门工作模式时的控制阀状态进行解释。
组合控制阀K包括五个油路接口，分别为进油口ⅠP1，对应第一控制阀6的进油口；进油口ⅡP2，对应第二控制阀4的进油口；工作口ⅠA1，对应第一控制阀6的工作口；工作口ⅡA2，对应第二控制阀4的工作口；回油口T，对应第一控制阀6和第二控制阀4的回油口。
当组合控制阀K代替实施例1中的第一控制阀6和第二控制阀4时，可形成四个工作位K1、K2、K3、K4。K1至K4中进油口与回油口T接通时，进油口对应的工作口处于封闭状态；K2’、K3’、K4’分别为K2、K3、K4工作位的另一种油路接通形式，当组合控制阀K的工作位中进油口与回油口T接通时，进油口所对应的工作口也与回油口T接通。
K1工作位，对应第一控制阀6和第二控制阀4均位于第一工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮9驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14驱动第二液压活塞3-1”；
K2工作位，对应第一控制阀6和第二控制阀4均位于第二工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”；
K3工作位，对应第一控制阀6位于第一工作位，第二控制阀4位于第二工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮9驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”；
K4工作位，对应第一控制阀6位于第二工作位，第二控制阀4位于第一工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14驱动第二液压活塞3-1”。
实施例3：
如图5所示，本实施例提供一种应用于压燃式内燃机实现两个排气门相异开启升程的液压气门机构，除了需要说明的第一凸轮9、第二凸轮14和第一液压活塞组件2外，其他基本结构组成、连接方式及工作过程均与实施例1中的机构相同。
本实施例中第一凸轮9和第二凸轮14均为排气凸轮，其中第一凸轮9为主升程凸轮，第二凸轮14为用于二冲程制动过程能够开启两次的制动凸轮。
第一液压活塞2-1通过气门桥17驱动气门组件A1和气门组件B16共同往复运动；第二液压活塞3-1可以越过气门桥17直接驱动气门组件B16运动。
如图6所示，本实施例通过控制第一控制阀6和第二控制阀4进行不同工作位的组合，可以实现三种气门运行方式：气门组件A1、气门组件B16均开启，用于正常工作工况；仅气门组件B16开启，用于二冲程制动工况；气门组件A1和气门组件B16均不开启，用于变排量停缸工况。
（1）当内燃机工作在正常工作工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6位于第一工作位，第二控制阀4位于第二工作位。该工况下的气门升程曲线参见图6中的气门组件A1、气门组件B16，为两个气门主升程同步开启，这种开启方式可以满足内燃机正常排气需求。
（2）当内燃机工作在二冲程制动工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6位于第二工作位，第二控制阀4位于第一工作位。该工况下的气门升程曲线参见图6中的气门组件B16，为单个气门制动升程二次开启，这种开启方式可以实现较高的制动功率，对行驶安全具有重要作用。
（3）当内燃机工作在变排量停缸工况时，液压气门机构处于“第一凸轮9无法驱动第一液压活塞2-1且第二凸轮14无法驱动第二液压活塞3-1”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀6和第二控制阀4均位于第二工作位。该工况下的气门组件A1和气门组件B16均不开启，实现气缸工作停止，通过提高剩余工作气缸负荷率，使其工作在高效区域，对节省燃油具有重要作用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，包括：第一配气凸轮驱动系统、第二配气凸轮驱动系统、第一控制阀、第二控制阀、第一液压活塞组件、第二液压活塞组件、气门组件和低压系统；
第一配气凸轮驱动系统包括第一凸轮、第一液压挺柱组件；所述第一液压挺柱组件包括第一液压挺柱和第一液压挺柱套，所述第一液压挺柱和第一液压挺柱套之间设置第一液压挺柱油腔；所述第一液压挺柱在第一凸轮驱动下往复运动；第二配气凸轮驱动系统包括第二凸轮、第二液压挺柱组件；所述第二液压挺柱组件包括第二液压挺柱和第二液压挺柱套，所述第二液压挺柱和第二液压挺柱套之间设置第二液压挺柱油腔；所述第二液压挺柱在第二凸轮驱动下往复运动；
第一液压活塞组件包括第一液压活塞和第一液压活塞套，所述第一液压活塞和第一液压活塞套之间设置第一液压活塞油腔，所述第一液压活塞驱动相应气门组件A；第二液压活塞组件包括第二液压活塞和第二液压活塞套，所述第二液压活塞和第二液压活塞套之间设置第二液压活塞油腔，所述第二液压活塞驱动相应气门组件B；
第一控制阀设置有进油口、回油口、工作口，所述进油口与第一液压挺柱油腔连通，回油口与低压系统连通，工作口与第一液压活塞油腔连通；第二控制阀设置有进油口、回油口、工作口，所述进油口与第二液压挺柱油腔连通，回油口与低压系统连通，工作口与第二液压活塞油腔连通；
所述第一控制阀和第二控制阀为方向控制阀，所述方向控制阀包括第一工作位、第二工作位；所述方向控制阀的第一工作位是进油口与工作口接通，回油口封闭；所述方向控制阀的第二工作位是进油口与回油口接通、工作口封闭，或者进油口、回油口和工作口均接通；
液压气门机构通过控制第一控制阀的进油口与工作口或者回油口连通，通过控制第二控制阀的进油口与工作口或者回油口连通，能够实现“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”四种液压活塞驱动气门工作模式；根据功能需求，选取两种或两种以上液压活塞驱动气门工作模式使用，并实现工作模式之间的相互切换；
液压气门机构处于“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀位于第二工作位，第二控制阀位于第一工作位；第一控制阀位于第二工作位时，第一凸轮驱动第一液压挺柱运动，第一液压挺柱油腔内的液压油经第一控制阀的进油口、回油口及连接油路进入低压系统，第一液压活塞不驱动气门组件A运动；第二控制阀位于第一工作位时，驱动第二液压活塞组件的油路接通，此时第二凸轮驱动第二液压挺柱运动，第二液压挺柱油腔内的液压油经第二控制阀的进油口、工作口及连接油路进入第二液压活塞油腔，第二液压活塞驱动气门组件B运动；
液压气门机构处于“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀位于第一工作位，第二控制阀位于第二工作位;第一控制阀位于第一工作位时，驱动第一液压活塞组件的油路接通，此时第一凸轮驱动第一液压挺柱运动，第一液压挺柱油腔内的液压油经第一控制阀的进油口、工作口及连接油路进入第一液压活塞油腔，第一液压活塞驱动气门组件A运动;第二控制阀位于第二工作位时，第二凸轮驱动第二液压挺柱运动，第二液压挺柱油腔内的液压油经第二控制阀的进油口、回油口及连接油路进入低压系统，第二液压活塞不驱动气门组件B运动；
液压气门机构处于“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀和第二控制阀均位于第一工作位；该工况下的气门为两个气门相异升程开启；
液压气门机构处于“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”的活塞驱动气门工作模式，此时第一控制阀和第二控制阀均位于第二工作位；该工况下的气门组件A和气门组件B均不开启，实现气缸工作停止；
通过多组配气凸轮驱动、多组控制阀控制，构成多种液压活塞驱动气门工作模式，实现多气门内燃机同名气门相异开启升程的气门运行方式；
所述的低压系统包括蓄能器和低压储油腔，油液通过液压油源供应并在低压储油腔内进行储存，液压油源为内燃机的润滑系统，包括机油泵和油底壳；低压系统中还设置有溢流阀，通过与蓄能器共同作用使低压系统的相对压力维持在0MPa至2MPa之间。
2.如权利要求1所述的实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一控制阀的回油口和第二控制阀的回油口是连通的或不连通的。
3.如权利要求1所述的实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一配气凸轮驱动系统和第二配气凸轮驱动系统中，凸轮直接驱动平面液压挺柱、或者滚轮液压挺柱；或者凸轮通过滚轮摇臂组件、或者通过“挺柱+推杆”组件驱动液压挺柱运动。
4.如权利要求1所述的实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一配气凸轮驱动系统设置第一单向阀，所述第二配气凸轮驱动系统设置第二单向阀；第一单向阀使油液由低压系统单向流入第一液压挺柱油腔，第二单向阀使油液由低压系统单向流入第二液压挺柱油腔。
5.如权利要求1所述的实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一液压活塞或第二液压活塞各自直接驱动一个气门组件往复运动；或者所述第一液压活塞或第二液压活塞通过气门桥驱动两个或两个以上气门组件往复运动。
6.一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，包括：第一配气凸轮驱动系统、第二配气凸轮驱动系统、组合控制阀、第一液压活塞组件、第二液压活塞组件、气门组件和低压系统；
第一配气凸轮驱动系统包括第一凸轮、第一液压挺柱组件；所述第一液压挺柱组件包括第一液压挺柱和第一液压挺柱套，所述第一液压挺柱和第一液压挺柱套之间设置第一液压挺柱油腔；所述第一液压挺柱在第一凸轮驱动下往复运动；第二配气凸轮驱动系统包括第二凸轮、第二液压挺柱组件；所述第二液压挺柱组件包括第二液压挺柱和第二液压挺柱套，所述第二液压挺柱和第二液压挺柱套之间设置第二液压挺柱油腔；所述第二液压挺柱在第二凸轮驱动下往复运动；
第一液压活塞组件包括第一液压活塞和第一液压活塞套，所述第一液压活塞和第一液压活塞套之间设置第一液压活塞油腔，所述第一液压活塞驱动相应气门组件往复运动；第二液压活塞组件包括第二液压活塞和第二液压活塞套，所述第二液压活塞和第二液压活塞套之间设置第二液压活塞油腔，所述第二液压活塞驱动相应气门组件往复运动；
所述的组合控制阀包括进油口Ⅰ、工作口Ⅰ、进油口Ⅱ、工作口Ⅱ、回油口，所述进油口Ⅰ与第一液压挺柱油腔连通，工作口Ⅰ与第一液压活塞油腔连通；所述进油口Ⅱ与第二液压挺柱油腔连通，工作口Ⅱ与第二液压活塞油腔连通，回油口与低压系统连通；所述组合控制阀为方向控制阀，所述组合控制阀的工作位包括第一组合工作位、第二组合工作位、第三组合工作位和第四组合工作位中的至少两个工作位；
所述第一组合工作位为进油口Ⅰ与工作口Ⅰ接通，进油口Ⅱ与工作口Ⅱ接通，回油口封闭；
所述第二组合工作位为进油口Ⅰ和进油口Ⅱ均与回油口接通；
所述第三组合工作位为进油口Ⅰ与工作口Ⅰ接通，进油口Ⅱ与回油口接通；
所述第四组合工作位为进油口Ⅰ与回油口接通，进油口Ⅱ与工作口Ⅱ接通；
液压气门机构通过控制组合控制阀的进油口Ⅰ与工作口Ⅰ或者回油口连通、通过控制进油口Ⅱ与工作口Ⅱ或者回油口连通，能够实现“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”、“第二凸轮驱动第二液压活塞且第一凸轮无法驱动第一液压活塞”、“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”、“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”四种液压活塞驱动气门工作模式；根据功能需求，选取两种或两种以上液压活塞驱动气门工作模式使用，并实现工作模式之间的相互切换；
第一组合工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”；
第二组合工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”；
第三组合工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮驱动第一液压活塞且第二凸轮无法驱动第二液压活塞”；
第四组合工作位，可构成液压活塞驱动气门工作模式为“第一凸轮无法驱动第一液压活塞且第二凸轮驱动第二液压活塞”；
通过多组配气凸轮驱动、多组控制阀控制，构成多种液压活塞驱动气门工作模式，实现多气门内燃机同名气门相异开启升程的气门运行方式；
所述的低压系统包括蓄能器和低压储油腔，油液通过液压油源供应并在低压储油腔内进行储存，液压油源为内燃机的润滑系统，包括机油泵和油底壳；低压系统中还设置有溢流阀，通过与蓄能器共同作用使低压系统的相对压力维持在0MPa至2MPa之间。
7.如权利要求6所述的一种实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一配气凸轮驱动系统设置第一单向阀，所述第二配气凸轮驱动系统设置第二单向阀；第一单向阀使油液由低压系统单向流入第一液压挺柱油腔，第二单向阀使油液由低压系统单向流入第二液压挺柱油腔。
8.如权利要求6所述的实现同名气门相异升程的液压气门机构，其特征在于，所述第一液压活塞或第二液压活塞各自直接驱动一个气门组件往复运动；或者所述第一液压活塞或第二液压活塞通过气门桥驱动两个或两个以上气门组件往复运动。
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