CN1740525A

CN1740525A - 电控气门执行机构

Info

Publication number: CN1740525A
Application number: CN200510041311.3A
Authority: CN
Inventors: 秦强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-31
Filing date: 2005-07-31
Publication date: 2006-03-01

Abstract

本发明涉及一种电控气门执行机构，属于发动机技术领域，由壳体、壳体内底部的电磁装置、贯穿电磁装置轴向中心通孔的行程调节螺杆、行程调节螺杆上端与壳体内顶部之间设置的消噪弹簧构成，本发明是对现有发动机传统配气机构的改进，将主要包括电磁装置的本机构分别固定在进气门、排气门上方，电控信号给本发明的电磁装置施加脉冲电流来控制进、排气门的最佳配气相位角，与当代电喷和蓄能式发动机等现代技术相结合，使发动机全程每一转速都变成“设计转速”，“经济转速”，“理想转速”，使用本发明，可使发动机热效率更高、功率更高、扭矩更大、寿命更长、油耗更低、噪音更小，每一工况转速更平稳，同时启动更容易的绿色环保发动机。

Description

电控气门执行机构

技术领域

本发明涉及一种电控气门执行机构，是一种用电控来改变汽油、柴油发动机现行传统配气机构的技术方案，是发动机的一个部件，属于发动机技术领域。

背景技术

现行汽油、柴油发动机的配气机构由正时链(或是正时皮带、挺杆)、正时链涨紧机构、正时链轮(或是正时齿轮)、凸轮轴、摇臂、摇臂销、摇臂架、气门、气门弹簧等组成，构成完成发动机工作循环的一部分。这种配气机构零部件多、结构复杂、易磨损、磨损后噪音大，且调整维修相当繁杂；更致命的缺陷是，此种结构的配气相位角是固定的，不能随发动机转速的变化而变化，也就是说这种结构只能适应发动机的某一特定转速(即所谓的设计转速)，高于或是低于此特定转速，发动机工作便不佳，造成功率、扭矩的损失，且热效率低、燃烧不完全，导致油耗大、排放高(和设计转速相比)。

发明内容

本发明的目的是针对现行发动机配气机构复杂、部件多、易磨损、噪音大、调整维修极不方便，更重要的是配气相位角无法和发动机转速的高低而变化所造成的充气不足，排气不净、热效率利用率低，燃烧不完全所导致的油耗大、排放高，以及功率和扭矩的损失的缺点，提供结构简单、部件少、不易磨损、寿命长、免维护、噪音小、调整维修很方便，最佳配气相位角能自动和发动机每一转速相跟踪适应、调整的一种电控气门执行机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种电控气门执行机构，其特征是所述的执行机构由壳体、壳体内底部的电磁装置、贯穿电磁装置轴向中心通孔的行程调节螺杆、行程调节螺杆上端与壳体内顶部之间设置的消噪弹簧构成。

本发明是对现有发动机传统配气机构的改进，舍去了现有发动机传统配气机构中的正时链(或是正时皮带、挺杆)、正时链涨紧机构、正时链轮(或是正时齿轮)、凸轮轴、摇臂、摇臂销、摇臂架等复杂零部件，将主要包括电磁装置的本机构分别固定在进气门、排气门上方，通过车辆中各传感器感知发动机工作情况(如曲轴相位、实时转速等)，将信号传输给电控单元(如ECU)，电控单元同时根据各传感器传来的信号给本发明的电磁装置施加脉冲电流来控制进、排气门的最佳配气相位角(之前已将此数据输入电控单元芯片中)，由于气门行程的减小和本机构的高度可靠性，从根本上排除了传统配气机构可能发生的气门与气门间，气门与活塞间相互碰撞的恶性故障，与当代电喷和蓄能式发动机等现代技术相结合，进而改变现行发动机的热效率低、燃烧不完全等现状，使发动机全程每一转速都变成“设计转速”，“经济转速”，“理想转速”。使用本发明，可使现行发动机热效率更高、功率更高、扭矩更大、寿命更长、油耗更低、噪音更小，每一工况转速更平稳，同时启动更容易的绿色环保发动机。

附图说明

图1为本发明固定在气缸的气缸盖上结构示意图及气缸处于进气冲程时的本发明工作状态示意图；

图中，1电磁线圈，2耐磨衬套，3动铁芯，4消噪垫，5行程调节螺杆，6锁紧螺母，7消噪弹簧，8壳体，9进气门弹簧，10进气门，11进气道，12排气门，13排气门弹簧，14排气道。

具体实施方式

结合附图和实施进一步说明本发明，本发明由壳体8、壳体8内底部的电磁线圈1、贯穿电磁线圈1的动铁芯3、贯穿动铁芯3轴向中心通孔的行程调节螺杆5、行程调节螺杆5上端与壳体8内顶部之间设置的消噪弹簧7构成；电磁线圈1的中心孔与动铁芯3之间还置有耐磨衬套2；行程调节螺杆5上端旋有锁紧螺母6；动铁芯3上部对应电磁线圈1内端面设置消噪垫4。本发明分别固定在气缸进、排气门处的气缸盖上，电磁线圈1外接电控单元。

具体的工作情况是这样的，现行发动机进、压、爆、排四个冲程完成一个工作循环，其中压缩冲程和爆发冲程(前大部份)进气门10，排气门12都是关闭的(也就是电磁装置无脉冲电流通过)，在进气冲程开始时，电控单元(ECU)根据各传感器(同电喷发动机各传感器)感知发动机的工作情况(如曲轴相位、实时转速等)，给固定在进气门10上方的电磁线圈1施加脉冲电流，电磁线圈1得电后产生磁场，吸引进气门动铁芯3下行，安装在动铁芯3上的进气门行程调节螺杆5下部接触气门杆顶端同步下行，推动进气门10克服进气门弹簧9的力量下行打开进气道11进气，气门开启行程可比现行发动机气门行程略小，因有进气提前角，实际此动作早在发动机上一排气冲程末就已开始。在完成进气相位角后，脉冲电流立即消失，进气门10在进气门弹簧9的作用下，上行关闭进气道11，同时气门杆推动进气门调节螺杆5上行，进气门动铁芯3亦同步上升，准备下一次发动机的工作循环。同理，在排气冲程开始时(因有排气提前角，实际排气动作早在发动机上一冲程，爆发冲程末就已开始)，电控单元(ECU)根据传感信号给电磁装置以脉冲电流，工作过程同上所述。由于排气冲程早在爆发冲程末就已开始，推动排气门12不但要克服排气门弹簧13的力量，而且还要克服燃烧室内高温高压气体的力量。所以和推动进气门10的电磁功率相比，推动排气门12的电磁功率应增大(具体增大值需根据各发动机而异)。

本发明中，消噪弹簧7的硬度要远远小于进、排气弹簧硬度，其作用有三，一是始终将气门行程调节螺杆下端和进、排气门杆顶部接触，消除传统的气门间隙带来的噪音；二是在发动机热状态下能自动适应热膨胀量，消除传统配气机构存在的冷机发动机噪音小、热机噪音大的弊端；三是在气门关闭时，降低气门和气门座圈的迫击噪音，同时减轻这两配合件的磨损。消噪垫4和其同理，也起到消噪减磨的作用。

在各发动机所需电磁功率相同(或略小)，气门行程相差不大的情况下，本发明利用气门行程调节螺杆来进行调整，便于形成标准化、系列化。

如果发动机是电喷发动机，本发明可利用发动机的电控单元(如ECU)和各传感器，实现数据信号共享，之前可将各转速最佳配气相位角等数据输入电控单元。然后指挥本发明作开闭气门，进行进、排气工作。如不是电喷发动机，可配套电喷发动机电控单元(如ECU)和各传感器，用各转速最佳配气相位角等数据替换原电喷数据输入电控单元指挥本发明动作开闭气门进行进、排气工作。

在发动机起动前，如果上次停机后发动机处于压缩，或爆发冲程上，为了减小起动阻力，电控单元可设定排气门打开，在越过此两种冲程后恢复正常工作状态，这样可以大大降低起动阻力，在发动机易起动的同时延长电瓶、起动马达等电起动机构的使用寿命。因为本机构一开启气门就是其最大行程，使进、排气更充分，不像传统配气机构那样，随着凸轮轴转动，气门有渐开到最大开度和渐关的过程，所以，在保证进排气流量的前提下，本发明的气门行程可减小。由于气门行程的减小和本装置的高度可靠性，从根本上排除了传统配气机构可能发生的气门与气门间，气门与活塞间相互碰撞的恶性故障。

另外，本机构向气门施加的是同心垂直力，不象传统配气机构那样有侧向力，可大大减少气门的磨损及气门导套、气门座圈、气门油封的偏磨损，减少气门漏气和发动机烧机油的概率，延长了发动机的使用寿命。

Claims

1、一种电控气门执行机构，其特征是所述的执行机构由壳体、壳体内底部的电磁装置、贯穿电磁装置轴向中心通孔中的行程调节螺杆、行程调节螺杆上端与壳体内顶部之间设置的消噪弹簧构成。

2、根据权利要求1所述的电控气门执行机构，其特征在于电磁装置可由电磁线圈、贯穿电磁线圈的动铁芯构成，动铁芯具有轴向中心通孔，动铁芯的轴向中心通孔中贯穿行程调节螺杆。

3、根据权利要求1或2所述的电控气门执行机构，其特征在于电磁装置中电磁线圈的中心孔与动铁芯之间设置有耐磨衬套。

4、根据权利要求1或2所述的电控气门执行机构，其特征在于电磁装置中动铁芯上部对应电磁线圈内端面设置消噪垫。

5、根据权利要求1或2所述的电控气门执行机构，其特征在于电磁装置中动铁芯轴向中心通孔中的行程调节螺杆与气缸的气门同心。

6、根据权利要求1所述的电控气门执行机构，其特征在于行程调节螺杆上端旋有锁紧螺母。

7、根据权利要求1所述的电控气门执行机构，其特征在于消噪弹簧的硬度要小于气缸进、排气弹簧硬度，确保行程调节螺杆下端始终和气缸中进、排气门杆顶部接触。

8、根据权利要求1所述的电控气门执行机构，其特征在于排气门执行机构的电磁功率比进气门执行机构的电磁功率略大。