CN204402600U - 基于电液控制式的进气配气系统 - Google Patents

Abstract

基于电液控制式的进气配气系统属内燃机技术领域，本实用新型中高压油管出入口分别连通进油孔Ⅰ和高压出油孔，回油管Ⅰ出入口分别连通阀壳孔和回油孔Ⅰ，回油管Ⅱ出入口分别连通回油管Ⅲ入口和泄油孔道，机油阀回油管Ⅱ入口连通机油阀回油孔Ⅱ，机油阀回油管Ⅰ入口连通机油阀回油孔Ⅰ，低压油管出入口分别连通低压进油孔和低压油管Ⅰ，低压油管Ⅰ入口和回油管Ⅲ出口置于油箱中；低压油管Ⅱ上串接机油阀进油管入口和单向阀Ⅱ，机油阀进油管出口连通机油阀进油孔，步进电机、回转外阀芯位置和凸轮轴位置传感器由电子控制单元控制；本实用新型气门落座冲击小，气门关闭时刻和升程控制灵活、可实现无节气门控制和米勒循环、可靠性高，制造成本低。

Description

基于电液控制式的进气配气系统

技术领域

本实用新型属内燃机技术领域，具体涉及一种能够实现进气门关闭时刻和升程连续调节的配气系统。

背景技术

点火式内燃机进气配气机构的功用是按照发动机每一气缸内进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进气门，使新鲜充量及时进入气缸。一方面，为了增加进入气缸中的气体量，进气门应该在吸气下止点后推迟关闭，推迟关闭的角度称为进气迟闭角。最佳的进气迟闭角和发动机转速有关，理想的进气规律是发动机进气迟闭角随着发动机转速的提高而增大，以实现动力性的要求。另一方面，在发动机小负荷时，由于节气门的开度很小，会造成很大的节流损失，因此利用进气门进行负荷控制，从而加大节气门的开度，不失为一条提高发动机经济性的途径。为同时满足发动机动力性和经济性要求，就要求发动机进气配气机构能够实现关闭时刻和升程的连续可变。

目前的可变配气机构大体分为三类：机械式、电磁驱动式、电液驱动式。其中机械式可变配气机构存在控制机构不够灵活，气门升程和配气相位可变范围小，传动机构复杂的不足；电磁驱动式可变配气机构存在气门落座冲击大、电磁响应速度不够高，能量消耗及外形尺寸过大的问题；电液式可变配气机构也存在气门落座冲击大，电磁阀响应速度不够的缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于通过电液机构控制实现进气门关闭时刻和升程的连续可变，从而有效的控制进入气缸中的气体量。该系统具有气门落座冲击小，气门关闭时刻和升程控制灵活、可靠性高，制造成本低等优点。同时，由于不采用高速电磁阀，也避免了电磁阀响应速度不够的问题。

本实用新型由气门驱动机构A、高压供油机构B、机油阀控制机构C、泄油控制机构D、回油管Ⅰ1、凸轮轴位置传感器2、回转外阀芯位置传感器3、回油管Ⅱ4、机油阀回油管Ⅱ5、机油阀进油管6、机油阀回油管Ⅰ7、单向阀Ⅰ8、回油管Ⅲ9、低压油管Ⅰ10、溢流阀11、低压油泵12、油箱13、低压油管Ⅱ14、单向阀Ⅱ15、高压油管16、单向阀Ⅲ17组成，其中，高压油管16的入口端与高压供油机构B的高压出油孔34连通，高压油管16的出口端与气门驱动机构A的进油孔Ⅰ28连通，高压油管16上置有单向阀Ⅲ17；回油管Ⅰ1的入口端与气门驱动机构A的回油孔Ⅰ26连通；回油管Ⅰ1的出口端经管接头56与泄油控制机构D的阀壳孔57连通；凸轮轴位置传感器2和回转外阀芯位置传感器3固接于发动机凸轮轴罩盖上；回油管Ⅱ4的入口端与泄油控制机构D的泄油孔道60连通，回油管Ⅱ4的出口端和回油管Ⅲ9入口端连通；回油管Ⅲ9出口端置于油箱13中，回油管Ⅲ9自上而下顺序串接机油阀回油管Ⅱ5)出口端、机油阀回油管Ⅰ7的出口端、单向阀Ⅰ8、低压油管Ⅰ10的出口端和溢流阀11；机油阀回油管Ⅱ5)的入口端与机油阀控制机构C中机油阀壳体47的机油阀回油孔Ⅱ48连通；机油阀回油管Ⅰ7的入口端与机油阀控制机构C中机油阀壳体47的机油阀回油孔Ⅰ51连通；低压油管Ⅱ14的入口端接在低压油管Ⅰ10上，低压油管Ⅱ14的出口端与高压供油机构B的低压进油孔35连通，低压油管Ⅱ14自左至右顺序串接机油阀进油管6的入口端和单向阀Ⅱ15；低压油管Ⅰ10的入口端置于油箱13中，低压油管Ⅰ10上置有低压油泵12；机油阀进油管6的出口端与机油阀控制机构C中机油阀壳体47的机油阀进油孔50连通；机油阀控制机构C的步进电机52由电子控制单元53控制，电子控制单元53接收来自凸轮轴位置传感器2和回转外阀芯位置传感器3的位置信号；机油阀控制机构C固接于发动机缸盖上。

所述的气门驱动机构A由气门18、气门弹簧19、气门活塞20、活塞腔21、气门缓冲块22缓冲腔23、缓冲回油孔24、缓冲进油管25、回油孔Ⅰ26、缓冲块油孔27、进油孔Ⅰ28、气门壳体29、气门孔30组成，其中气门壳体29底部设有气门孔30，气门壳体29左上壁自上而下顺序设有缓冲回油孔24、回油孔Ⅰ26和进油孔Ⅰ28，气门壳体29内设有缓冲腔23；缓冲进油管25一端经缓冲回油孔24与缓冲腔23连通，缓冲进油管25另一端与回油管Ⅰ1连通；气门18上部经气门孔30与气门活塞20底部固接，气门18上套有气门弹簧19，气门弹簧19由气门活塞20底面和气门壳体29底部限位，气门缓冲块22固接于气门活塞20顶部，气门活塞20与气门壳体29内壁滑动连接，气门缓冲块22与缓冲腔23壁滑动连接，气门缓冲块22内设有缓冲块油孔27，缓冲块油孔27与活塞腔21和缓冲腔23连通。

所述的高压供油机构B由驱动凸轮31、液压挺柱32、挺柱弹簧33、高压出油孔34、低压进油孔35、挺柱腔36、挺柱腔壳体37组成，其中挺柱腔壳体37右上壁设有高压出油孔34，左边壁面设有低压进油孔35；挺柱腔壳体37内部为挺柱腔36，液压挺柱32与挺柱腔36壁面滑动连接；挺柱弹簧33置于挺柱腔36内，由挺柱腔壳体37顶壁和液压挺柱32顶面限位；液压挺柱32底面与凸轮轴上的驱动凸轮31接触。

所述的机油阀控制机构C由机油阀提前孔38、凸轮轴39、控油提前环槽40、密封槽壳41、控油延后环槽42、控油提前孔43、控油延后孔44、机油阀延后孔45、机油阀弹簧46、机油阀壳体47、机油阀回油孔Ⅱ48、双活塞杆49、机油阀进油孔50、机油阀回油孔Ⅰ51、步进电机52、电子控制单元53组成，其中，步进电机52由电子控制单元53控制，机油阀壳体47上部设有机油阀提前孔38和机油阀延后孔45，机油阀壳体47下部靠左设有机油阀回油孔Ⅱ48，机油阀壳体47下部靠右设有机油阀进油孔50、机油阀回油孔Ⅰ51；机油阀弹簧46和双活塞杆49置于机油阀壳体47内，双活塞杆49的活塞与机油阀壳体47内壁滑动连接，机油阀弹簧46由机油阀壳体47左端和双活塞杆49左端限位，机油阀提前孔38和机油阀延后孔45的中心距、机油阀进油孔50和机油阀回油孔Ⅰ51的中心距与双活塞杆49的二活塞的间距均相等，为W；双活塞杆49右端与步进电机52输出轴固接，；凸轮轴39直径为L，凸轮轴39圆周上设有控油提前环槽40和控油延后环槽42，控油提前环槽40与控油提前孔43连接，控油延后环槽42与控油延后孔44连接，控油提前环槽40和控油延后环槽42由密封槽壳41密封；密封槽壳41与机油阀壳体47固接；控油提前孔43为轴向孔，设于凸轮轴39中心，控油提前孔43左端与凸轮轴39左端平齐，控油提前孔43右端开口为径向孔，位于距凸轮轴39左端面3L+W处；控油延后孔44为轴向孔，设于凸轮轴39的中心轴L/2处，控油延后孔44一部分位于凸轮轴39上，一部分位于泄油控制机构中的回转内阀芯55内，凸轮轴39内的控油延后孔44左端与凸轮轴39左端平齐，右端开口为径向孔位于距凸轮轴39左端面距离为3L处。

所述的泄油控制机构D由控油提前孔43、控油延后孔44、键54、回转内阀芯55、管接头56、阀壳孔57、回转外阀芯孔58、回转外阀芯59、泄油孔道60、阀壳体61、端盖档板62、螺栓63组成，其中，回转内阀芯55装配于回转外阀芯59右部的凹槽内，回转内阀芯55经键54与机油阀控制机构C的凸轮轴39左端固接，端盖档板62经三个均布螺栓63固接于回转外阀芯59右部的凹槽顶端；回转外阀芯59左部设有开口于左侧的泄油孔道60，回转外阀芯59左部设有径向的回转外阀芯孔58，阀壳体61固定于凸轮轴罩盖上，阀壳体61上侧设有径向的阀壳孔57，回转外阀芯59左部外圈安装在阀壳体61内圈中并在其中转动，回转外阀芯59每转动一圈回转外阀芯孔58和阀壳孔57连通一次。

本实用新型介绍的电液控制式进气配气系统共由气门驱动机构A、高压供油机构B、机油阀控制机构C、泄油控制机构D、回油管Ⅰ1、凸轮轴位置传感器2、回转外阀芯位置传感器3、回油管Ⅱ4、机油阀回油管Ⅱ5、机油阀进油管6、机油阀回油管Ⅰ7、单向阀Ⅰ8、回油管Ⅲ9、低压油管Ⅰ10、溢流阀11、低压油泵12、油箱13、低压油管Ⅱ14、单向阀Ⅱ15、高压油管16、单向阀Ⅲ17组成。工作过程如下：

该系统的工作过程分为以下三个阶段：

第一阶段为气门开启和下降阶段，该阶段泄油控制机构D处于关闭状态，液压挺柱32在驱动凸轮31的上升段作用下使单向阀Ⅲ17开启，高压机油通过高压油管16进入活塞腔21，推动气门活塞20带动气门18开启和下降。该阶段气门18升程主要取决于驱动凸轮31型线。

第二阶段为气门18回落阶段，在该阶段中，由于单向阀单向阀Ⅲ17的存在，气门18的回落过程不再受到驱动凸轮31型线的控制，只要泄油控制机构不开始泄油，气门18就可以继续下降或者保持最大升程。直到泄油开始，高压机油被排出活塞腔21，气门18在气门弹簧19的作用下回落。泄油开始的越早，气门18的关闭时刻就越早。在气门18落座的过程后期，当气门缓冲块22将回油孔Ⅰ26封死后，机油将通过缓冲回油孔24继续泄出，但由于缓冲回油管24的直径要比回油孔Ⅰ26的直径小得多，机油的泄出速度变慢，从而给气门缓冲块22一个向下的作用力力，确保气门18能够平稳落座，避免对气门座的过大冲击。

第三阶段为液压挺柱32回落阶段，该阶段驱动凸轮31处于下降段，液压挺柱32在挺柱弹簧33作用下回落，挺柱腔36内油压下降，单向阀Ⅱ15打开，低压机油被吸入到挺柱腔36内，当液压挺柱32回落到驱动凸轮31基圆上时，挺柱腔36内油压和外界基本持平，单向阀Ⅱ15关闭。当驱动凸轮31转到上升段时下一个阶段的气门开启和上升阶段开始。

综上所述，本配气系统的气门关闭时刻和气门升程不再受到凸轮型线的控制，只由泄油控制机构D控制的泄油时刻决定。由于泄油时刻在本系统中是可以通过机油阀控制机构C连续调节的，因此可以实现气门关闭时刻和气门升程的连续可变。

本实用新型气门落座冲击小，气门关闭时刻和升程控制灵活、可靠性高，制造成本低。由于不采用高速电磁阀，可避免电磁阀响应速度不够的问题。

附图说明

图1为基于电液控制式的进气配气系统的结构示意图

图2为气门驱动机构A结构示意图

图3为高压供油机构B结构示意图

图4为机油阀控制机构C工作状态一示意图

图5为机油阀控制机构C工作状态二示意图

图6为机油阀控制机构C工作状态三示意图

图7为泄油控制机构D结构示意图

图8为泄油控制机构E-E截面剖面图

图9为泄油控制机构N-N截面剖面图

图10为泄油控制机构M-M截面剖面图

其中：A.气门驱动机构 B.高压供油机构 C.机油阀控制机构 D.泄油控制机构 1.回油管Ⅰ 2.凸轮轴位置传感器 3.回转外阀芯位置传感器 4.回油管Ⅱ 5.机油阀回油管Ⅱ6.机油阀进油管 7.机油阀回油管Ⅰ 8.单向阀Ⅰ 9.回油管Ⅲ 10.低压油管Ⅰ 11.溢流阀 12.低压油泵 13.油箱 14.低压油管Ⅱ 15.单向阀Ⅱ 16.高压油管 17.单向阀Ⅲ18.气门 19.气门弹簧 20.气门活塞 21.活塞腔 22.气门缓冲块 23.缓冲腔 24.缓冲回油孔 25.缓冲进油管 26.回油孔Ⅰ 27.缓冲块油孔 28.进油孔Ⅰ 29.气门壳体30.气门孔 31.驱动凸轮 32.液压挺柱 33.挺柱弹簧 34.高压出油孔 35.低压进油孔36.挺柱腔 37.挺柱腔壳体 38.机油阀提前孔 39.凸轮轴 40.控油提前环槽 41.密封槽壳 42.控油延后环槽 43.控油提前孔 44.控油延后孔 45.机油阀延后孔 46.机油阀弹簧 47.机油阀壳体 48.机油阀回油孔Ⅱ 49.双活塞杆 50.机油阀进油孔 51.机油阀回油孔Ⅰ 52.步进电机 53.电子控制单元 54.键 55.回转内阀芯 56.管接头 57.阀壳孔 58.回转外阀芯孔 59.回转外阀芯 60.泄油孔道 61.阀壳体 62.端盖档板 63.螺栓 64.延后环孔 65.提前腔 66.延后腔 67.内阀芯叶轮 68.延后槽孔 69.外阀芯叶轮 70.提前槽孔 71.控油提前中孔

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体工作过程:

图2为气门驱动机构A结构示意图，包括气门18、气门弹簧19、气门活塞20、活塞腔21、气门缓冲块22缓冲腔23、缓冲回油孔24、缓冲进油管25、回油孔Ⅰ26、缓冲块油孔27、进油孔Ⅰ28、气门壳体29、气门孔30组成，其中气门壳体29底部设有气门孔30，气门壳体29左上壁自上而下顺序设有缓冲回油孔24、回油孔Ⅰ26和进油孔Ⅰ28，气门壳体29内设有缓冲腔23；缓冲进油管25一端经缓冲回油孔24与缓冲腔23连通，缓冲进油管25另一端与回油管Ⅰ1连通；气门18上部经气门孔30与气门活塞20底部固接，气门18上套有气门弹簧19，气门弹簧19由气门活塞20底面和气门壳体29底部限位，气门缓冲块22固接于气门活塞20顶部，气门活塞20与气门壳体29内壁滑动连接，气门缓冲块22与缓冲腔23壁滑动连接，气门缓冲块22内设有缓冲块油孔27，缓冲块油孔27与活塞腔21和缓冲腔23连通。当高压机油从进油孔Ⅰ28进入活塞腔21，气门活塞20在高压机油推动下克服气门弹簧19带动气门18开启并向下运动。该阶段气门18升程主要取决于驱动凸轮31型线。气门18的回位取决于泄油控制机构D的泄油时刻。只要泄油控制机构D保持关闭，气门18就可以保持继续开启或者最大升程。当开始泄油时，活塞腔21内的机油首先直接进入缓冲腔23，然后从缓冲腔23进入缓冲回油孔24和回油孔Ⅰ26泄出。当气门缓冲块22将缓冲腔23封死后，活塞腔21内的机油通过缓冲块油孔27进入缓冲腔23，然后从缓冲回油孔24和回油孔Ⅰ26泄出。直到气门缓冲块22将回油孔Ⅰ26封死，活塞腔21内的机油只能通过缓冲回油孔24泄出，由于缓冲回油孔24的直径比回油孔Ⅰ26的直径小得多，因此泄油速度变慢，无法快速泄出的机油会对气门缓冲块22产生一个向下的力从而使气门18落座的速度降低。最终，使气门18避免过大的落座冲击能够平稳落座。

图3为高压供油机构B结构示意图，包括驱动凸轮31、液压挺柱32、挺柱弹簧33、高压出油孔34、低压进油孔35、挺柱腔36、挺柱腔壳体37，其中挺柱腔壳体37右上壁设有高压出油孔34，左边壁面设有低压进油孔35；挺柱腔壳体37内部为挺柱腔36，液压挺柱32与挺柱腔36壁面滑动连接；挺柱弹簧33置于挺柱腔36内，由挺柱腔壳体37顶壁和液压挺柱32顶面限位；液压挺柱32底面与凸轮轴上的驱动凸轮31接触。首先，驱动凸轮31处于下降段，液压挺柱32在挺柱弹簧33作用下回落，挺柱腔36内油压下降，单向阀Ⅱ15打开，低压机油通过低压进油孔35被吸入到挺柱腔36内，当液压挺柱32回落到驱动凸轮基圆上时，挺柱腔36内油压和外界基本持平，单向阀Ⅱ15关闭。驱动凸轮31随后处于上升段，驱动液压挺柱32上移，使挺柱腔36内的机油压力升高。高压机油通过高压出油孔34流出，将单向阀Ⅲ17打开，气门驱动机构A开始工作。

图4、图5、图6为机油阀控制机构C三种工作状态结构示意图，包括机油阀提前孔38、凸轮轴39、控油提前环槽40、密封槽壳41、控油延后环槽42、控油提前孔43、控油延后孔44、机油阀延后孔45、机油阀弹簧46、机油阀壳体47、机油阀回油孔Ⅱ48、双活塞杆49、机油阀进油孔50、机油阀回油孔Ⅰ51、步进电机52、电子控制单元53组成，其中，步进电机52由电子控制单元53控制，机油阀壳体47上部设有机油阀提前孔38和机油阀延后孔45，机油阀壳体47下部靠左设有机油阀回油孔Ⅱ48，机油阀壳体47下部靠右设有机油阀进油孔50、机油阀回油孔Ⅰ51；机油阀弹簧46和双活塞杆49置于机油阀壳体47内，双活塞杆49的活塞与机油阀壳体47内壁滑动连接，机油阀弹簧46由机油阀壳体47左端和双活塞杆49左端限位，机油阀提前孔38和机油阀延后孔45的中心距、机油阀进油孔50和机油阀回油孔Ⅰ51的中心距与双活塞杆49的二活塞的间距均相等，为W；双活塞杆49右端与步进电机52输出轴固接，；凸轮轴39直径为L，凸轮轴39圆周上设有控油提前环槽40和控油延后环槽42，控油提前环槽40与控油提前孔43连接，控油延后环槽42与控油延后孔44连接，控油提前环槽40和控油延后环槽42由密封槽壳41密封；密封槽壳41与机油阀壳体47固接；控油提前孔43为轴向孔，设于凸轮轴39中心，控油提前孔43左端与凸轮轴39左端平齐，控油提前孔43右端开口为径向孔，位于距凸轮轴39左端面3L+W处；控油延后孔44为轴向孔，设于凸轮轴39的中心轴L/2处，控油延后孔44一部分位于凸轮轴39上，一部分位于泄油控制机构中的回转内阀芯55内，凸轮轴39内的控油延后孔44左端与凸轮轴39左端平齐，右端开口为径向孔位于距凸轮轴39左端面距离为3L处。

如图4所示，当需要给控油提前孔43供油时，电子控制单元53通过步进电机52控制双活塞杆49，使机油阀提前孔38和机油阀进油孔50连通，机油阀延后孔45和机油阀回油孔Ⅱ48相连，从而使来自机油阀进油孔50的机油通过机油阀提前孔38、控油提前环槽40进入控油提前孔43中；同时，控油延后孔44中的机油通过控油延后环槽42、机油阀延后孔45后，从机油阀回油孔Ⅱ48流处。如图5所示，当需要给控油延后孔44供油时，电子控制单元53通过步进电机52控制双活塞杆49，使机油阀延后孔45和机油阀进油孔50连通，机油阀提前孔38和机油阀回油孔Ⅰ51相连，使来自机油阀进油孔50的机油通过机油阀延后孔45、控油延后环槽42进入控油延后孔44；使控油提前孔43中的机油通过控油提前环槽40、机油阀提前孔38流入到机油阀回油孔Ⅰ51中。如图6，当要保持控油提前孔43和控油延后孔44中的机油量不变时，电子控制单元53通过步进电机52控制双活塞杆49，使机油阀提前孔38和机油阀延后孔45同时被两个活塞封死。

图5为泄油控制机构D结构示意图，图6、图7、图8分别为泄油控制机构D中E-E、N-N、M-M截面剖面图。包括控油提前孔43、控油延后孔44、键54、回转内阀芯55、管接头56、阀壳孔57、回转外阀芯孔58、回转外阀芯59、泄油孔道60、阀壳体61、端盖档板62、螺栓63组成，其中，回转内阀芯55装配于回转外阀芯59右部的凹槽内，回转内阀芯55经键54与机油阀控制机构C的凸轮轴39左端固接，端盖档板62经三个均布螺栓63固接于回转外阀芯59右部的凹槽顶端；回转外阀芯59左部设有开口于左侧的泄油孔道60，回转外阀芯59左部设有径向的回转外阀芯孔58，阀壳体61固定于凸轮轴罩盖上，上侧设有径向的阀壳孔57，回转外阀芯59左部外圈安装在阀壳体61内圈中并在其中转动，回转外阀芯59每转动一圈回转外阀芯孔58和阀壳孔57连通一次。如图5和图7，在回转内阀芯55上最左端与回转外阀芯59相接处，设有延后环孔64和延后槽孔68，凸轮轴39内的控油延后孔44一直延伸到回转内阀芯55内，并且连通延后环孔64。在回转内阀芯55上设有内阀芯叶轮67，在回转外阀芯59上设有外阀芯叶轮69，内阀芯叶轮67和外阀芯叶轮69之间的空间分别为提前腔65和延后腔66。如图5和图8，回转内阀芯55上和凸轮轴39最左端接触的最右端设有提前槽孔70和控油提前中孔71，凸轮轴39内的控油提前孔43和回转内阀芯55内的控油提前中孔71连通。如图6，阀壳体61为固定件，安装在凸轮轴罩盖上，回转外阀芯59为旋转件。当阀壳体61上的阀壳孔57和回转外阀芯59上的回转外阀芯孔58连通时，机油通过回转外阀芯59上的泄油孔道60泄入回油部分。如图7所示，回转外阀芯59的转动是通过回转内阀芯55上的内阀芯叶轮67带动回转外阀芯59上的外阀芯叶轮69实现的，由于回转内阀芯55和凸轮轴39连接在一起，所以，在机油阀控制机构C不介入工作时，回转外阀芯59、回转内阀芯55和凸轮轴39的转速相同。此时，气门关闭时刻由凸轮轴39控制。当需要回转外阀芯59提前一个角度时，如图8所示，机油通过控油提前中孔71和提前槽孔70进入提前腔65内，同时，延后腔66中的机油通过延后槽孔68和延后环孔64泄出一部分，实现回转外阀芯59相对于回转内阀芯55旋转一个角度，此角度即为回转外阀芯59提前角。提前角越大，泄油开始的越早，气门18关闭的也就越早。如果使泄油控制机构在气门18最大升程前开始泄油，气门18的最大升程也将随着泄油开始时刻的提前而逐渐减小。当需要回转外阀芯59的提前角度减小时，如图7所示，机油通过延后环孔64和延后槽孔68进入延后腔66，同时提前腔65中的机油将通过提前槽孔70和控油提前中孔71泄出一部分，这样就实现了回转外阀芯59相对于回转内阀芯55延后一个角度。本进气门配气机构中，回转外阀芯最大提前角度可达75度，在提前腔65内充满机油时达到。最小提前角度为0度，在提前腔65内没有机油时达到。

结合图1，具体说明该配气系统工作原理如下：

第一阶段为气门开启和下降阶段，该阶段泄油控制机构D处于关闭状态，即阀壳体61上的阀壳孔57和回转外阀芯59上的回转外阀芯孔58未连通，液压挺柱32在驱动凸轮31的上升段作用下上移，使挺柱腔36内的机油压力升高，单向阀Ⅱ15关闭，单向阀Ⅲ17开启。高压机油通过高压油管16进入活塞腔21，推动气门活塞20克服气门弹簧19的弹力带动气门18开启和下降。该阶段气门18升程主要取决于驱动凸轮31型线。

第二阶段气门回落阶段：在该阶段中，单向阀Ⅲ17使气门18的回落过程不再受到驱动凸轮31型线的控制，只由泄油控制机构决定。泄油控制机构处于关闭状态时，气门18就可以继续开启或者保持最大升程。当气门18需要提前关闭时，电子控制单元53首先根据发动机运行工况计算出回转外阀芯59需要相对于回转内阀芯55提前的角度，之后步进电机52根据电子控制单元53发出的指令控制双活塞杆49使机油阀进油孔50与机油阀提前孔38或者机油阀延后孔45连通，从而控制进入提前腔65和延后腔66中的机油。同时，电子控制单元53接受来自凸轮轴位置传感器2和回转外阀芯位置传感器3的信号，从而判断当前值和设定值之差，根据差值电子控制单元53继续发出指令进行调节。通过这样的反馈调节，直到回转外阀芯59提前到设定的角度。最后，步进电机52控制双活塞杆49，使机油阀提前孔38和机油阀延后孔45同时被封死，从而保持住提前角度。直到下一个发动机工况，泄油控制部分将重复上述调节过程。

第三阶段液压挺柱回落阶段：该阶段驱动凸轮31处于下降段，液压挺32在挺柱弹簧33作用下回落，挺柱腔36内油压下降，单向阀Ⅱ15打开，低压机油被吸入到挺柱腔36内，当液压挺32回落到凸轮基圆上时，挺柱腔36内油压和外界基本持平，单向阀Ⅱ15关闭。当驱动凸轮31转到上升段时下一个阶段的气门18开启和上升阶段开始。

Claims (5)

1.一种基于电液控制式的进气配气系统，其特征在于由气门驱动机构(A)、高压供油机构(B)、机油阀控制机构(C)、泄油控制机构(D)、回油管Ⅰ(1)、凸轮轴位置传感器(2)、回转外阀芯位置传感器(3)、回油管Ⅱ(4)、机油阀回油管Ⅱ(5)、机油阀进油管(6)、机油阀回油管Ⅰ(7)、单向阀Ⅰ(8)、回油管Ⅲ(9)、低压油管Ⅰ(10)、溢流阀(11)、低压油泵(12)、油箱(13)、低压油管Ⅱ(14)、单向阀Ⅱ(15)、高压油管(16)、单向阀Ⅲ(17)组成，其中，高压油管(16)的入口端与高压供油机构(B)的高压出油孔(34)连通，高压油管(16)的出口端与气门驱动机构(A)的进油孔Ⅰ(28)连通，高压油管(16)上置有单向阀Ⅲ(17)；回油管Ⅰ(1)的入口端与气门驱动机构(A)的回油孔Ⅰ(26)连通；回油管Ⅰ(1)的出口端经管接头(56)与泄油控制机构(D)的阀壳孔(57)连通；凸轮轴位置传感器(2)和回转外阀芯位置传感器(3)固接于发动机凸轮轴罩盖上；回油管Ⅱ(4)的入口端与泄油控制机构(D)的泄油孔道(60)连通，回油管Ⅱ(4)的出口端和回油管Ⅲ(9)入口端连通；回油管Ⅲ(9)出口端置于油箱(13)中，回油管Ⅲ(9)自上而下顺序串接机油阀回油管Ⅱ(5)出口端、机油阀回油管Ⅰ(7)的出口端、单向阀Ⅰ(8)、低压油管Ⅰ(10)的出口端和溢流阀(11)；机油阀回油管Ⅱ(5)的入口端与机油阀控制机构(C)中机油阀壳体(47)的机油阀回油孔Ⅱ(48)连通；机油阀回油管Ⅰ(7)的入口端与机油阀控制机构(C)中机油阀壳体(47)的机油阀回油孔Ⅰ(51)连通；低压油管Ⅱ(14)的入口端接在低压油管Ⅰ(10)上，低压油管Ⅱ(14)的出口端与高压供油机构(B)的低压进油孔(35)连通，低压油管Ⅱ(14)自左至右顺序串接机油阀进油管(6)的入口端和单向阀Ⅱ(15)；低压油管Ⅰ(10)的入口端置于油箱(13)中，低压油管Ⅰ(10)上置有低压油泵(12)；机油阀进油管(6)的出口端与机油阀控制机构(C)中机油阀壳体(47)的机油阀进油孔(50)连通；机油阀控制机构(C)的步进电机(52)由电子控制单元(53)控制，电子控制单元(53)接收来自凸轮轴位置传感器(2)和回转外阀芯位置传感器(3)的位置信号；机油阀控制机构(C)固接于发动机缸盖上。

2.按权利要求1所述的基于电液控制式的进气配气系统，其特征在于所述的气门驱动机构(A)由气门(18)、气门弹簧(19)、气门活塞(20)、活塞腔(21)、气门缓冲块(22)缓冲腔(23)、缓冲回油孔(24)、缓冲进油管(25)、回油孔Ⅰ(26)、缓冲块油孔(27)、进油孔Ⅰ(28)、气门壳体(29)、气门孔(30)组成，其中气门壳体(29)底部设有气门孔(30)，气门壳体(29)左上壁自上而下顺序设有缓冲回油孔(24)、回油孔Ⅰ(26)和进油孔Ⅰ(28)，气门壳体(29)内设有缓冲腔(23)；缓冲进油管(25)一端经缓冲回油孔(24)与缓冲腔(23)连通，缓冲进油管(25)另一端与回油管Ⅰ(1)连通；气门(18)上部经气门孔(30)与气门活塞(20)底部固接，气门(18)上套有气门弹簧(19)，气门弹簧(19)由气门活塞(20)底面和气门壳体(29)底部限位，气门缓冲块(22)固接于气门活塞(20)顶部，气门活塞(20)与气门壳体(29)内壁滑动连接，气门缓冲块(22)与缓冲腔(23)壁滑动连接，气门缓冲块(22)内设有缓冲块油孔(27)，缓冲块油孔(27)与活塞腔(21)和缓冲腔(23)连通。

3.按权利要求1所述的基于电液控制式的进气配气系统，其特征在于所述的高压供油机 构(B)由驱动凸轮(31)、液压挺柱(32)、挺柱弹簧(33)、高压出油孔(34)、低压进油孔(35)、挺柱腔(36)、挺柱腔壳体(37)组成，其中挺柱腔壳体(37)右上壁设有高压出油孔(34)，左边壁面设有低压进油孔(35)；挺柱腔壳体(37)内部为挺柱腔(36)，液压挺柱(32)与挺柱腔(36)壁面滑动连接；挺柱弹簧(33)置于挺柱腔(36)内，由挺柱腔壳体(37)顶壁和液压挺柱(32)顶面限位；液压挺柱(32)底面与凸轮轴上的驱动凸轮(31)接触。

4.按权利要求1所述的基于电液控制式的进气配气系统，其特征在于所述的机油阀控制机构(C)由机油阀提前孔(38)、凸轮轴(39)、控油提前环槽(40)、密封槽壳(41)、控油延后环槽(42)、控油提前孔(43)、控油延后孔(44)、机油阀延后孔(45)、机油阀弹簧(46)、机油阀壳体(47)、机油阀回油孔Ⅱ(48)、双活塞杆(49)、机油阀进油孔(50)、机油阀回油孔Ⅰ(51)、步进电机(52)、电子控制单元(53)组成，其中，步进电机(52)由电子控制单元(53)控制，机油阀壳体(47)上部设有机油阀提前孔(38)和机油阀延后孔(45)，机油阀壳体(47)下部靠左设有机油阀回油孔Ⅱ(48)，机油阀壳体(47)下部靠右设有机油阀进油孔(50)、机油阀回油孔Ⅰ(51)；机油阀弹簧(46)和双活塞杆(49)置于机油阀壳体(47)内，双活塞杆(49)的活塞与机油阀壳体(47)内壁滑动连接，机油阀弹簧(46)由机油阀壳体(47)左端和双活塞杆(49)左端限位，机油阀提前孔(38)和机油阀延后孔(45)的中心距、机油阀进油孔(50)和机油阀回油孔Ⅰ(51)的中心距与双活塞杆(49)的二活塞的间距均相等，为W；双活塞杆(49)右端与步进电机(52)输出轴固接，凸轮轴(39)直径为L，凸轮轴(39)圆周上设有控油提前环槽(40)和控油延后环槽(42)，控油提前环槽(40)与控油提前孔(43)连接，控油延后环槽(42)与控油延后孔(44)连接，控油提前环槽(40)和控油延后环槽(42)由密封槽壳(41)密封；密封槽壳(41)与机油阀壳体(47)固接；控油提前孔(43)为轴向孔，设于凸轮轴(39)中心，控油提前孔(43)左端与凸轮轴(39)左端平齐，控油提前孔(43)右端开口为径向孔，位于距凸轮轴(39)左端面3L+W处；控油延后孔(44)为轴向孔，设于凸轮轴(39)的中心轴L/2处，控油延后孔(44)一部分位于凸轮轴(39)上，一部分位于泄油控制机构(D)中的回转内阀芯(55)内，凸轮轴(39)内的控油延后孔(44)左端与凸轮轴(39)左端平齐，右端开口为径向孔位于距凸轮轴(39)左端面距离为3L处。

5.按权利要求1所述的基于电液控制式的进气配气系统，其特征在于所述的泄油控制机构(D)由控油提前孔(43)、控油延后孔(44)、键(54)、回转内阀芯(55)、管接头(56)、阀壳孔(57)、回转外阀芯孔(58)、回转外阀芯(59)、泄油孔道(60)、阀壳体(61)、端盖档板(62)、螺栓(63)组成，其中，回转内阀芯(55)装配于回转外阀芯(59)右部的凹槽内，回转内阀芯(55)经键(54)与机油阀控制机构(C)的凸轮轴(39)左端固接，端盖档板(62)经三个均布螺栓(63)固接于回转外阀芯(59)右部的凹槽顶端；回转外阀芯(59)左部设有开口于左侧的泄油孔道(60)，回转外阀芯(59)左部设有径向的回转外阀芯孔(58)，阀壳体(61)固定于凸轮轴罩盖上，阀壳体(61)上侧设有径向的阀壳孔(57)，回转外阀芯(59)左部外圈安装在阀壳体(61)内圈中并在其中转动，回转外阀芯(59)每转动一圈回转外阀芯孔(58)和阀壳孔(57)连通一次。