CN203809076U - 一种发动机用电液气门 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机用电液气门，包含油缸、柱塞、气门；所述油缸的顶部设置有油缸盖；所述油缸的内部设置有相互连通的1号油腔和2号油腔；所述油缸上分别设置有1号油腔进油孔、1号油腔出油孔、2号油腔进油孔、2号油腔出油孔；所述1号油腔进油孔、1号油腔出油孔能分别为1号油腔注油、泄油；所述2号油腔进油孔、2号油腔出油孔能分别为2号油腔注油、泄油；所述柱塞包含活塞和活塞杆；所述活塞杆的一端垂直设置在活塞的下表面的中部；所述活塞设置1号油腔内；所述活塞杆的另一端穿过2号油腔并伸出油缸，可推动气门上下运动；本实用新型能改善发动机的最佳进、排气效果。

Description

一种发动机用电液气门

技术领域

本实用新型涉及一种发动机气门的改进，特别是一种能改善发动机的最佳进、排气效果的发动机用电液气门。

背景技术

现在的机械制造领域，有一些往复运动，需要采用凸轮轴或者摆轮或者蜗杆来实现，比如在汽车发动机制造行业，气门的往复运动一直就是由凸轮轴的旋转运动来实现的。驱动气门运动的气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉、凸轮轴从动齿轮、传动链或齿形带、传动链导轨、张紧器、半月键、凸轮轴止推片，凸轮轴承盖等零部件，其结构复杂，布置空间大，制造成本高昂，摩擦损失也很大。

目前国际上把可以改变配气相位和变换气门升程的配气机构称之为VVT，即可变配气机构。

现有实际应用的实例：

1.1传统机构用凸轮的凸轮型线特点：由于凸轮型线在各个工况下固定不变，因而配气相位也是单一不变的模式。

1.2现代的VVT发动机配气机构：

包含凸轮型线多级可调系统和气门升程连续可调系统两大类别；其中分凸轮型线多级可调系统有凸轮移位系统、凸轮切换系统、可变摇臂三大类别；气门升程连续可调系统包含有气门升程连续可调系统(Valvetronic)、气门升程连续可调系统(Univalve)、气门升程连续可调系统(VVEL)、气门升程连续可调系统(Valvematic)、电磁液压进气系统(Multiair)五大类别。

1.2.1凸轮型线多级可调系统

1.2.1.1凸轮型线多级可调系统-凸轮移位：通过凸轮位移，切换凸轮型面改变气门升程；其工作原理：凸轮与凸轮轴绕轴方向锁定，但轴向可调。

1.2.1.2凸轮型线多级可调系统-凸轮切换，其工作原理：凸轮包括中间小升程凸轮、两端相同的大升程凸轮；液压挺杆，分内、外挺杆，中间可由销子贯穿；通过销子的移动，实现内、外挺杆的独立或同步运动。

1.2.1.3凸轮型线多级可调系统-可变摇臂，其工作原理：1.控制销由液压控制开启，进而控制内、外摇臂的独立或同步运动；2.无液压或液压压力不足，控制销锁止(受弹簧控制)，内、外摇臂独立工作，由小升程凸轮通过内摇臂驱动气门；3.液压压力增大，控制销开启，内、外摇臂同步运动，由大升程凸轮通过外摇臂、内摇臂驱动气门。

1.2.2气门升程连续可调系统：分刚性和柔性两种。

1.2.2.1气门升程连续可调系统-Valvetronic

应用实例-BMW-N42，其工作原理：1.偏心轮驱动中间推杆，改变调节板的运动起始位置；2.通过调节板型线的特殊设计，通过与摇臂的接触位置的变化，实现气门升程改变。

1.2.2.2气门升程连续可调系统-Univalve

1.2.2.3气门升程连续可调系统-VVEL，其工作原理：1.偏心轴A(凸轮轴)旋转带动连杆A，连接杆A带动摇臂以偏心轴B的大圆心摆动，偏心轴B不动，摇臂通过连接杆B带动输出凸轮摆动；2.马达驱动偏心轴B，可以改变摇臂中心位置，位移量通过连接杆B作用在输出凸轮上，从而实现气门升程可变。

1.2.2.4气门升程连续可调系统-Valvematic，其工作原理：1.调节摇臂与摇臂驱动机构通过螺旋花键锁定；2.通过螺旋花键的轴向移动，改变调节摇臂与摇臂推动机构的夹角，实现气门升程变化。

上述现有技术的客观缺点是结构复杂、制造成本高、驱动损失也大。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是：提出了一种能改善发动机的最佳进、排气效果的发动机用电液气门。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：一种发动机用电液气门，包含油缸、柱塞、气门；所述油缸的顶部设置有油缸盖；所述油缸的内部设置有相互连通的1号油腔和2号油腔；所述油缸上分别设置有1号油腔进油孔、1号油腔出油孔、2号油腔进油孔、2号油腔出油孔；所述1号油腔进油孔、1号油腔出油孔能分别为1号油腔注油、泄油；所述2号油腔进油孔、2号油腔出油孔能分别为2号油腔注油、泄油；所述柱塞包含活塞和活塞杆；所述活塞杆的一端垂直设置在活塞的下表面的中部；所述活塞设置1号油腔内；所述活塞的外圆周面与1号油腔的内壁紧密接触；所述活塞杆的另一端穿过2号油腔并伸出油缸，可推动气门上下运动；当活塞在1号油腔内向上运动到达极限位置时，活塞不会使1号油腔进油孔无法注油、1号油腔出油孔无法泄油；当活塞在1号油腔9内向下运动到达极限位置时，活塞不会使2号油腔进油孔无法注油、2号油腔出油孔无法泄油。

优选的，所述1号油腔的内径比2号油腔的内径大；所述1号油腔位于2号油腔的上方；所述1号油腔和2号油腔的连接处形成有台阶；所述油缸盖的下表面的中部设置有凸起；当活塞在1号油腔内向上运动时，活塞的上表面顶住凸起时，活塞不会堵住1号油腔进油孔、1号油腔出油孔；当活塞在1号油腔内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶时，活塞不会堵住2号油腔进油孔、2号油腔出油孔。

优选的，所述1号油腔的内径比2号油腔的内径大；所述1号油腔位于2号油腔的上方；所述1号油腔和2号油腔的连接处形成有台阶；所述油缸盖的下表面设置有内凹型结构，所述内凹型结构的内壁上钻1-1号油腔选油孔、1-1号油腔出油孔；所述1号油腔进油孔与1-1号油腔进油孔直接连通、1号油腔出油孔与1-1号油腔出油孔直接连通；当活塞在1号油腔内向上运动时，活塞的上表面顶住油缸盖的下表面时，活塞不会使1号油腔进油孔无法进油、1号油腔出油孔无法出油；当活塞在1号油腔内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶时，活塞不会使2号油腔进油孔无法注油、2号油腔出油孔无法泄油。

优选的，所述发动机用电液气门，还包含挺柱；所述挺柱的下表面形成有凹槽；所述凹槽的底部设置有气门弹簧座；所述气门的上端设置在气门弹簧座的中心孔中并通过锁片固定；所述气门的中部套设有气门弹簧垫；当气门弹簧垫固定时，所述气门可沿气门弹簧垫运动；所述气门弹簧套设在气门上，其一端设置在气门弹簧垫上，另一端设置在气门弹簧座上。

优选的，所述柱塞与气门直接组合成一体；所述气门的中部套设有气门弹簧垫；当气门弹簧垫固定时，所述气门可沿气门弹簧垫运动；所述气门弹簧套设在气门上，其一端设置在气门弹簧垫上，另一端设置在油缸的下表面上。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技本相比具有下列优点：

本实用新型的发动机用电液气门取消了进气凸轮轴、排气凸轮轴、凸轮轴盖、传动链、传动链张紧器、传动链导轨、传动链静轨、齿形带、凸轮轴从动齿轮(进、排气凸轮各一个)、凸轮轴主动齿轮，凸轮轴主动齿轮键、凸轮轴位置传感器等十几个零部件，降低了制造成本，减少了气门驱动的摩擦损失，实现了连续的、按发动机工况需要提供的气门升程和配气相位，提高了发动机的进、排气效率，改善了发动机的燃烧，进而提高了发动机的动力性，经济性以及降低了发动机的排放，为绿色环保发动机的发展提供了广阔的提升空间。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

附图1为本实用新型所述的发动机用电液气门的第一实施例的剖视图；

附图2为本实用新型所述的发动机用电液气门的工作系统的工作原理图；

附图3为本实用新型所述的发动机用电液气门的工作系统的气门开关响应图；

附图4为本实用新型所述的发动机用电液气门的第二实施例的局部示意图；

其中：1、油缸；2、油缸盖；3、柱塞；4、挺柱；5、气门弹簧；6、气门弹簧垫；7、气门弹簧座；8、锁片；9、1号油腔；10、2号油腔；11、凸起；12、台阶；13、气门。

具体实施方式

下面结合附图来说明本实用新型。

如附图1所示为本实用新型所述的一种发动机用电液气门，包含油缸1、柱塞3、挺柱4、气门弹簧5、气门13；所述油缸1的顶部设置有油缸盖2；所述油缸1的内部设置有相互连通的1号油腔9和2号油腔10；所述1号油腔9的内径比2号油腔10的内径大；所述1号油腔9位于2号油腔10的上方；所述1号油腔9和2号油腔10的连接处形成有台阶12；所述油缸1上分别设置有1号油腔进油孔(未标出)、1号油腔出油孔(未标出)、2号油腔进油孔(未标出)、2号油腔出油孔(未标出)；所述1号油腔进油孔、1号油腔出油孔分别与1号油腔9连通；所述1号油腔进油孔、1号油腔出油孔能分别为1号油腔注油、泄油；所述2号油腔进油孔、2号油腔出油孔分别与2号油腔10连通；所述2号油腔进油孔、2号油腔出油孔能分别为2号油腔注油、泄油；所述柱塞3包含活塞(未标出)和活塞杆(未标出)；所述活塞杆的一端垂直设置在活塞的下表面的中部；所述活塞设置1号油腔9内；所述活塞的外圆周面与1号油腔9的内壁紧密接触；所述活塞杆的另一端穿过2号油腔10并伸出油缸1顶住挺柱4的上表面；所述油缸盖2的下表面的中部设置有凸起11；当活塞在1号油腔9内向上运动时，活塞的上表面顶住凸起11时，活塞不会堵住1号油腔进油孔、1号油腔出油孔；当活塞在1号油腔9内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶12时，活塞不会堵住2号油腔进油孔、2号油腔出油孔；所述挺柱4的下表面形成有凹槽(未标出)；所述凹槽的底部设置有气门弹簧座7；所述气门13的上端设置在气门弹簧座7的中心孔(未标出)中并通过锁片8固定；所述气门13的中部套设有气门弹簧垫6；当气门弹簧垫6固定时，所述气门13可沿气门弹簧垫6运动；所述气门弹簧5套设在气门13上，其一端设置在气门弹簧垫6上，另一端设置在气门弹簧座7上。本实施例中，为了能使气门13正常工作，活塞最大行程不小于气门13最大升程与气门间隙之和。

如附图2所示，所述发动机用电液气门的工作系统，包含曲轴转速信号传感器、曲轴角度位置信号传感器、汽车电脑(ECU)、进气门油压控制阀、排气门油压控制阀、发动机用电液气门；所述进气门油压控制阀与发动机用电液气门的1号油腔进油孔和2号油腔进油孔分别连通，并可分别控制1号油腔进油孔和2号油腔进油孔的通断；所述排气门油压控制阀与发动机用电液气门的1号油腔出油孔和2号油腔出油孔分别连通，并可分别控制1号油腔出油孔和2号油腔出油孔的通断；所述曲轴转速信号传感器、曲轴角度位置信号传感器获得的信号送汽车电脑处理，所述汽车电脑根据处理结果控制进气门油压控制阀或排气门油压控制阀工作，从而使发动机用电液气门中的气门13的运动以实现发动机的更佳进、排气效果。

本实用新型所述的发动机用电液气门的工作系统的气门开关响应图，见附图3。

本实用新型所述的发动机用电液气门中的柱塞3与气门13也可以直接组合成一体，进而可取消气门弹簧、气门座、气门弹簧垫以及气门锁片。

本实用新型所述的发动机用电液气门中，所述油缸盖的下表面也可以设置有内凹型结构，所述内凹型结构的内壁上钻1-1号油腔进油孔(未标出)、1-1号油腔出油孔(未标出)；所述1号油腔进油孔与1-1号油腔进油孔直接连通、1号油腔出油孔与1-1号油腔出油孔直接连通；当活塞在1号油腔内向上运动时，活塞的上表面顶住油缸盖的下表面时，活塞不会1号油腔进油孔无法注油、1号油腔出油孔无法泄油；当活塞在1号油腔内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶时，活塞不会2号油腔进油孔无法注油、2号油腔出油孔无法泄油，见附图4。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的发动机用电液气门取消了进气凸轮轴、排气凸轮轴、凸轮轴盖、传动链、传动链张紧器、传动链导轨、传动链静轨、齿形带、凸轮轴从动齿轮(进、排气凸轮各一个)、凸轮轴主动齿轮，凸轮轴主动齿轮键、凸轮轴位置传感器等十几个零部件，降低了制造成本，减少了气门驱动的摩擦损失，实现了连续的、按发动机工况需要提供的气门升程和配气相位，提高了发动机的进排气效率，改善了发动机的燃烧，进而提高了发动机的动力性，经济性以及降低了发动机的排放，为绿色环保发动机的发展提供了广阔的提升空间。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机用电液气门，其特征在于：包含油缸、柱塞、气门；所述油缸的顶部设置有油缸盖；所述油缸的内部设置有相互连通的1号油腔和2号油腔；所述油缸上分别设置有1号油腔进油孔、1号油腔出油孔、2号油腔进油孔、2号油腔出油孔；所述1号油腔进油孔、1号油腔出油孔能分别为1号油腔注油、泄油；所述2号油腔进油孔、2号油腔出油孔能分别为2号油腔注油、泄油；所述柱塞包含活塞和活塞杆；所述活塞杆的一端垂直设置在活塞的下表面的中部；所述活塞设置1号油腔内；所述活塞的外圆周面与1号油腔的内壁紧密接触；所述活塞杆的另一端穿过2号油腔并伸出油缸，可推动气门上下运动；当活塞在1号油腔内向上运动到达极限位置时，活塞不会使1号油腔进油孔无法注油、1号油腔出油孔无法泄油；当活塞在1号油腔9内向下运动到达极限位置时，活塞不会使2号油腔进油孔无法注油、2号油腔出油孔无法泄油。

2.根据权利要求1所述的发动机用电液气门，其特征在于：所述1号油腔的内径比2号油腔的内径大；所述1号油腔位于2号油腔的上方；所述1号油腔和2号油腔的连接处形成有台阶；所述油缸盖的下表面的中部设置有凸起；当活塞在1号油腔内向上运动时，活塞的上表面顶住凸起时，活塞不会堵住1号油腔进油孔、1号油腔出油孔；当活塞在1号油腔内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶时，活塞不会堵住2号油腔进油孔、2号油腔出油孔。

3.根据权利要求1所述的发动机用电液气门，其特征在于：所述1号油腔的内径比2号油腔的内径大；所述1号油腔位于2号油腔的上方；所述1号油腔和2号油腔的连接处形成有台阶；所述油缸盖的下表面设置有内凹型结构，所述内凹型结构的内壁上钻1-1号油腔进油孔、1-1号油腔出油孔；所述1号油腔进油孔与1-1号油腔进油孔直接连通、1号油腔出油孔与1-1号油腔出油孔直接连通；当活塞在1号油腔内向上运动时，活塞的上表面顶住油缸盖的下表面时，活塞不会使1号油腔进油孔无法进油、1号油腔出油孔无法出油；当活塞在1号油腔内向下运动时，活塞的下表面顶住台阶时，活塞不会使2号油腔进油孔无法注油、2号油腔出油孔无法泄油。

4.根据权利要求1或2或3所述的发动机用电液气门，其特征在于：还包含挺柱；所述挺柱的下表面形成有凹槽；所述凹槽的底部设置有气门弹簧座；所述气门的上端设置在气门弹簧座的中心孔中并通过锁片固定；所述气门的中部套设有气门弹簧垫；当气门弹簧垫固定时，所述气门可沿气门弹簧垫运动；所述气门弹簧套设在气门上，其一端设置在气门弹簧垫上，另一端设置在气门弹簧座上。

5.根据权利要求1或2或3所述的发动机用电液气门，其特征在于：所述柱塞与气门直接组合成一体；所述气门的中部套设有气门弹簧垫；当气门弹簧垫固定时，所述气门可沿气门弹簧垫运动；所述气门弹簧套设在气门上，其一端设置在气门弹簧垫上，另一端设置在油缸的下表面上。