CN205744035U - 电磁液压驱动式配气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供电磁液压驱动式配气系统，包括高压油轨、电液控制部分、气门体、油箱等。本实用新型采用高压油轨显著降低了系统内压力波动引起的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电液控制部分通断电控制控制阀开启和关闭液压油路，进而对液压活塞两端液压力灵活控制，利用作用在液压活塞和气门上的压力差实现气门运动可控，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角，有利于内燃机不同工况下灵活配气方式的实现，显著提高了气门控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

Description

电磁液压驱动式配气系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种内燃机，具体地说是内燃机配气系统。

背景技术

传统凸轮轴驱动机械式气门配气机构，气门的运动通过曲轴与凸轮轴以及凸轮轴与各气缸气门之间的机械传动控制配气定时，其气门开启时刻、持续时间和升程等在结构参数上固定不变，只能确保内燃机在特定工况下性能达到最佳，不利于使用工况变化频繁的内燃机。此外，由于采用机械传动，存在传动机构易于磨损破坏、工作噪声大和加工精度要求高及气门控制精度差等缺点。申请号为201010120223.3的专利公开了一种发动机变功率配气控制系统，包括发动机气缸内的凸轮和作为配气机构的凸轮轴、柴油机燃油喷射系统的凸轮和喷油泵的凸轮轴，凸轮上设置有支撑块，支撑块在气缸排气门挺柱与摇臂的接触面为工作面，其配气机构为传统凸轮驱动式。申请号为200610042070.9的专利公开了一种配气定时连续可变的内燃机配气系统，由气门组件、液压缸组件、液压缸出口控制装置、液压缸进口控制装置和凸轮轴传动组件等组成，气门的开启和升高由凸轮上升段控制，气门的下降和关闭时刻取决于液压缸内液体的排泄时刻，该系统虽然可以实现改变配气定时和气门升程的目的，但仍属于凸轮驱动式配气系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供配气相位易于控制、配气持续角和气门升程便于灵活调节的电磁液压驱动式配气系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型电磁液压驱动式配气系统，其特征是：包括配气单元、高压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电液控制部分、气门、外壳；所述电液控制部分包括电磁阀体、控制阀、液压活塞，电磁阀体和控制阀均位于气门体里，电磁阀体包括阀体、线圈、衔铁，线圈缠绕在阀体里，衔铁位于阀体下方，控制阀与衔铁相连，控制阀的上端部连接控制阀复位弹簧，控制阀复位弹簧的端部顶在阀体里，控制阀的中部设置凸起部分，凸起部分的宽度宽于其上下接邻部分的宽度，凸起部分所在的气门体部分设置凸起部分腔室，凸起部分上方接邻部分与气门体形成进油腔，凸起部分下方接邻部分与气门体形成回油腔，凸起部分的上下端面分别与气门体相配合，气门体里与凸起部分上端面配合处为第一密封座面，气门体里与凸起部分下端面配合处为第二密封座面，液压活塞设置在控制阀下方的气门体里，液压活塞下端与气门体之间形成第一控制腔，液压活塞上端与气门体之间形成第二控制腔，气门体里分别设置进油管路、第一高压进油孔、第二高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，进油管路连通高压油轨，第一高压进气孔分别连通进油腔和进油管路，第二高压进气孔分别连通第二控制腔和进油管路，低压回油孔分别连通回油腔和油箱，高低压通孔分别连通凸起部分腔室和第一控制腔，液压活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。

本实用新型还可以包括：

1、所述液压活塞的上端面面积小于其下端面面积。

2、控制阀压至第一密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与低压回油孔，控制阀压至第二密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与第一高压进油孔。

本实用新型的优势在于：本实用新型采用高压油轨显著降低了由于电液控制部分切换高低压油路时引起的液压油压力波动导致的气门开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电液控制部分通断电控制控制阀位移，实现对高低压油路的通断及流量大小的灵活控制，进而对液压活塞两端液压力灵活控制，利用作用在液压活塞和气门上的压力差实现气门运动可控，从而实现气门与通气口间的通断，能有效控制配气定时及配气持续角，有利于内燃机不同工况下灵活配气方式的实现，显著提高了气门控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电液控制部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～2，本实用新型一种电磁液压驱动式配气系统，它由高压油轨1、高压油管2、电液控制部分3、气门体4、弹簧座5、气门复位弹簧6、气门7、外壳8、通气口9、气门座10、回油管11、油箱12、滤器13和高压油泵14组成。高压油轨1左端通过液压油管分别与高压油泵14、滤器13和油箱12相连通，高压油轨1上开有多个液压油出口，液压油出口的个数根据内燃机气缸的个数确定，液压油出口通过高压油管2与气门体4上开有的高压进油口相连通，气门体4上开有的低压回油口通过回油管11连通油箱12。电液控制部分3由电气接头15、线圈16、第一高压进油孔17、第一密封座面18、第二密封座面19、第二高压进油孔20、高低压通孔21、第一控制腔22、液压活塞23、第二控制腔24、低压回油孔25、控制阀26、衔铁27和控制阀复位弹簧28组成。气门体4上分别设计有第一高压进油孔17、第一密封座面18、第二密封座面19、第二高压进油孔20、高低压通孔21和低压回油孔25，第一高压进油孔17通过气门体4上开有的高压油道连通第二高压进油孔20并与气门体4上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔25通过气门体4上的低压回油通道与低压回油口相连通，液压活塞23上端面积小于下端面积，其上端和下端分别与气门体4之间形成第二控制腔24和第一控制腔22，第一控制腔22与高低压通孔21连通，第二控制腔24与第二高压进油孔20连通，在控制阀26压紧至第一密封座面18上时，高低压通孔21连通第一控制腔22与低压回油孔25，在控制阀26压紧至第二密封座面19上时，高低压通孔21连通第一控制腔22与第一高压进油孔17，线圈16通过电气接头15与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀26的抬起和落座，衔铁27通过止动环固定在控制阀26上，并随之一起运动，线圈16未通电时控制阀26通过控制阀复位弹簧28被压紧至第二密封座面19上。液压活塞23设置在气门7上部并随气门7开启和关闭并与气门7同步运动，弹簧座5通过止动环固定在气门7上，并随之一起运动，气门复位弹簧6压紧在弹簧座5与外壳8之间，气门座10对气门7的运动升程进行限制。

图1为本实用新型电磁液压驱动式配气系统的整体结构示意图，包括高压油轨1、高压油管2、电液控制部分3、气门体4、弹簧座5、气门复位弹簧6、气门7、外壳8、通气口9、气门座10、回油管11、油箱12、滤器13和高压油泵14组成。高压油轨1左端通过液压油管分别与高压油泵14、滤器13和油箱12相连通，高压油轨1上开有多个液压油出口，液压油出口的个数根据内燃机气缸的个数确定，如图1所示，为本实用新型用于四缸内燃机时的示意图，液压油出口通过高压油管2与气门体4上开有的高压进油口相连通，气门体4上开有的低压回油口通过回油管11连通油箱12。电气接头15、线圈16、第一高压进油孔17、第一密封座面18、第二密封座面19、第二高压进油孔20、高低压通孔21、第一控制腔22、液压活塞23、第二控制腔24、低压回油孔25、控制阀26、衔铁27和控制阀复位弹簧28共同构成了电磁液压驱动式配气系统的电液控制部分3，如图2所示。气门体4上分别设计有第一高压进油孔17、第一密封座面18、第二密封座面19、第二高压进油孔20、高低压通孔21和低压回油孔25，第一高压进油孔17通过气门体4上开有的高压油道连通第二高压进油孔20并与气门体4上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔25通过气门体4上的低压回油通道与低压回油口相连通，液压活塞23上端面积小于下端面积，其上端和下端分别与气门体4之间形成第二控制腔24和第一控制腔22，第一控制腔22与高低压通孔21连通，第二控制腔24与第二高压进油孔20连通，在控制阀26压紧至第一密封座面18上时，高低压通孔21连通第一控制腔22与低压回油孔25，在控制阀26压紧至第二密封座面19上时，高低压通孔21连通第一控制腔22与第一高压进油孔17，线圈16通过电气接头15与内燃机电控单元相连，进而控制控制阀26的抬起和落座，衔铁27通过止动环固定在控制阀26上，并随之一起运动，线圈16未通电时控制阀26通过控制阀复位弹簧28被压紧至第二密封座面19上。液压活塞23设置在气门7上部并随气门7开启和关闭并与气门7同步运动，弹簧座5通过止动环固定在气门7上，并随之一起运动，气门复位弹簧6压紧在弹簧座5与外壳8之间，气门座10对气门7的运动升程进行限制。如图1所示，本实用新型用于四缸内燃机时，油箱12内的液压油流经液压油管流入滤器13，滤清后的液压油通过液压油管流入高压油泵14，并在高压油泵14内被增压到一定压力，从高压油泵14内流出的高压液压油经过液压油管流入高压油轨1，并保持高压储存在高压油轨1内，高压油轨1内的高压液压油流经高压油管2经由气门体4上开有的高压进油口流入气门体4内高压进油通道，在电磁液压驱动式配气系统电液控制部分3未通电时，控制阀复位弹簧28压紧控制阀26至第二密封座面19，此时，高低压通孔21与低压回油孔25不连通，由高压共轨1流入气门体4内的高压液压油分为两路，一路经由第二高压进油孔20流入第二控制腔24，一路经由第一高压进油孔17和高低压通孔21流入第一控制腔22，由于液压活塞23上端面积小于下端面积，因此，此时液压活塞23所受液压合力方向向上，又由于气门复位弹簧6对气门7的弹簧力方向也向上，所以气门7在液压力和弹簧力合力作用下被压紧至气门座10上，通气口9与气缸不连通；在电磁液压驱动式配气系统电液控制部分3线圈16接收来自内燃机电控单元的控制电流后，衔铁27受电磁力吸引而向上运动，同时拉动控制阀26迅速向上运动，控制阀26密封第一密封座面18，高低压通孔21与第一高压进油孔17断开，第二密封座面19开启，高低压通孔21与低压回油孔25连通，第一控制腔22内高压液压油流经高低压通孔21和低压回油孔25流回至油箱12，第一控制腔22内液压油压力迅速下降，而第二控制腔24内仍保持高压，液压活塞23所受液压合力向下，推动气门7克服气门复位弹簧6的弹簧力和气门7所受气缸内压力的合力，液压活塞23与气门7一起向下运动，气门7离开气门座10而开启，通气口9与气缸连通，开启配气；在电磁液压驱动式配气系统电液控制部分3线圈16再次断电时，电磁力消失，控制阀26在控制阀复位弹簧28的弹簧力作用下向下运动再次密封第二密封座面19，高低压通孔21与低压回油孔25断开，第一密封座面18开启，第一控制腔22通过高低压通孔21与第一高压进油孔17相连通，第一控制腔22内压力迅速升高，液压活塞23带动气门7在向上的液压力及气门复位弹簧6弹簧力作用下向上运动压紧至气门座10而关闭，完成一个配气循环过程。图1所示，为本实用新型用于四缸内燃机时的示意图，可以根据内燃机气缸个数灵活调整本实用新型电磁液压驱动式配气系统的电液控制部分3、气门体4、弹簧座5、气门复位弹簧6、气门7、外壳8、通气口9和气门座10等的个数。本实用新型采用高压油轨1显著降低了由于电液控制部分3切换高低压油路时引起的液压油压力波动导致的气门7开启和关闭不稳定性，确保了配气系统工作的可靠性及一致性；通过电液控制部分3通断电控制控制阀26位移，实现对高低压油路的通断及流量大小的灵活控制，可以实现不同的配气方式，既可以根据不同工况调节配气定时，又能灵活控制配气持续角，显著提高了气门7控制自由度，能进一步改善燃料的经济性和内燃机排放，有利于提高内燃机的动力性能。

本实用新型电磁液压驱动式配气系统包括高压油轨、高压油管、电液控制部分、气门体、弹簧座、气门复位弹簧、气门7、外壳、通气口、气门座、回油管、油箱、滤器和高压油泵。气门体上开有的高压进油口通过高压油管与高压油轨相连通，气门体上开有的低压回油口通过回油管连通油箱。气门体上分别设计有第一高压进油孔、第一密封座面、第二密封座面、第二高压进油孔、高低压通孔和低压回油孔。液压活塞设置在气门上部，弹簧座通过止动环固定在气门上，气门复位弹簧压紧在弹簧座与外壳之间。

电液控制部分包括电气接头、线圈、第一高压进油孔、第一密封座面、第二密封座面、第二高压进油孔、高低压通孔、第一控制腔、液压活塞、第二控制腔、低压回油孔、控制阀、衔铁和控制阀复位弹簧。第一高压进油孔通过气门体上开有的高压油道连通第二高压进油孔并与气门体上的高压油通道与高压进油口相连通，低压回油孔通过气门体上的低压回油通道与低压回油口相连通，在控制阀压紧至第一密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与低压回油孔，在控制阀压紧至第二密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与第一高压进油孔，线圈通过电气接头与内燃机电控单元相连，衔铁通过止动环固定在控制阀上，圈未通电时控制阀通过控制阀复位弹簧被压紧至第二密封座面上，控制阀通过控制阀复位弹簧被压紧至第二密封座面上。

液压活塞上端面积小于下端面积，其上端和下端分别与气门体之间形成第二控制腔和第一控制腔，第一控制腔与高低压通孔连通，第二控制腔与第二高压进油孔连通。电液控制部分、气门体、弹簧座、气门复位弹簧、气门、外壳、通气口和气门座的数量与内燃机气缸数量相同。

Claims (3)

1.电磁液压驱动式配气系统，其特征是：包括配气单元、高压油轨、油箱，所述配气单元包括气门体、电液控制部分、气门、外壳；所述电液控制部分包括电磁阀体、控制阀、液压活塞，电磁阀体和控制阀均位于气门体里，电磁阀体包括阀体、线圈、衔铁，线圈缠绕在阀体里，衔铁位于阀体下方，控制阀与衔铁相连，控制阀的上端部连接控制阀复位弹簧，控制阀复位弹簧的端部顶在阀体里，控制阀的中部设置凸起部分，凸起部分的宽度宽于其上下接邻部分的宽度，凸起部分所在的气门体部分设置凸起部分腔室，凸起部分上方接邻部分与气门体形成进油腔，凸起部分下方接邻部分与气门体形成回油腔，凸起部分的上下端面分别与气门体相配合，气门体里与凸起部分上端面配合处为第一密封座面，气门体里与凸起部分下端面配合处为第二密封座面，液压活塞设置在控制阀下方的气门体里，液压活塞下端与气门体之间形成第一控制腔，液压活塞上端与气门体之间形成第二控制腔，气门体里分别设置进油管路、第一高压进油孔、第二高压进油孔、低压回油孔、高低压通孔，进油管路连通高压油轨，第一高压进气孔分别连通进油腔和进油管路，第二高压进气孔分别连通第二控制腔和进油管路，低压回油孔分别连通回油腔和油箱，高低压通孔分别连通凸起部分腔室和第一控制腔，液压活塞下方连接气门，气门上套有气门复位弹簧，气门端部安装气门座，外壳安装在气门体下方，气门座位于外壳外侧；所述的配气单元的数量与发动机汽缸的数量相一致。

2.根据权利要求1所述的电磁液压驱动式配气系统，其特征是：所述液压活塞的上端面面积小于其下端面面积。

3.根据权利要求1或2所述的电磁液压驱动式配气系统，其特征是：控制阀压至第一密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与低压回油孔，控制阀压至第二密封座面上时，高低压通孔连通第一控制腔与第一高压进油孔。