CN206707788U - 气门调节装置、全可变配气机构以及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气门调节装置、全可变配气机构以及发动机，气门调节装置包括相对设置的上挺柱体和下挺柱体，且所述上挺柱体和下挺柱体之间形成液压油腔，所述上挺柱体和下挺柱体相互靠近或者远离时能够调节所述液压油腔的大小；与所述液压油腔连通的油道，且所述油道上设置有阀门，液压油能够经所述油道进出所述液压油腔。该气门调节装置的结构设计可以有效地解决发动机气门工况适应具有局限性的问题。

Description

气门调节装置、全可变配气机构以及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种气门调节装置、全可变配气机构以及发动机。

背景技术

传统发动机使用固定式配气机构，配气相位兼顾发动机的各种工况，采用的是一种折中方案，不能在各个工况下都能达到配气相位的最优。与固定式配气相位相比，可变配气机构可以在发动机的整个工况范围内，根据发动机的实际运行需求，提供最优的气门开启正时和气门升程，实现发动机外部进气状态和内部热力状态的优化，可以较好的满足发动机高低转速、不同负荷的要求，达到改善发动机动力性、油耗与排放的目的。

目前，已有可变气门技术方案，如奥迪AVS系统，当发动机在低负载的情况下，为了追求发动机的节油性能，此时AVS系统则将凸轮推至左侧，以较小的凸轮推动气门。发动机在高负载的情况下，AVS系统将螺旋沟槽套筒向右推动，使角度较大的凸轮得以推动气门。然而，如此设置，气门只能按照凸轮位置，实现两段或者三段变化，不能实现连续气门可变，工况适应具有局限性。

综上所述，如何有效地解决发动机气门工况适应具有局限性的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种气门调节装置，该气门调节装置的结构设计可以有效地解决发动机气门工况适应具有局限性的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述气门调节装置的全可变配气机构以及包括上述全可变配气机构的发动机。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气门调节装置，包括：

相对设置的上挺柱体和下挺柱体，且所述上挺柱体和下挺柱体之间形成液压油腔，所述上挺柱体和下挺柱体相互靠近或者远离时能够调节所述液压油腔的大小；

与所述液压油腔连通的油道，且所述油道上设置有阀门，液压油能够经所述油道进出所述液压油腔。

优选地，上述气门调节装置中，还包括设置于所述液压油腔内部且两端分别与所述上挺柱体和下挺柱体相抵的挺柱弹簧。

优选地，上述气门调节装置中，所述油道包括均与所述液压油腔连通的进油道和泄油道。

优选地，上述气门调节装置中，所述进油道上设置有电控溢流阀和限压单向阀，所述泄油道上设置有泄油电磁阀。

优选地，上述气门调节装置中，所述进油道上还设置有油泵，且所述进油道的进油口与油箱连通。

优选地，上述气门调节装置中，还包括与所述液压油腔内部连通的溢流油道，且所述溢流油道的进口与所述进油道通过三通电磁阀连通。

优选地，上述气门调节装置中，还包括能够驱动所述上挺柱体和下挺柱体相互靠近或者远离的驱动件，所述驱动件具体为凸轮。

优选地，上述气门调节装置中，所述上挺柱体的外壁上设置有环形油槽，所述环形油槽通过开设于所述上挺柱上的油孔与所述液压油腔内部连通，且所述油道与所述环形油槽连通。

一种全可变配气机构，包括气门组件和气门调节装置，所述气门调节装置为上述中任一项所述的气门调节装置，所述气门调节装置通过与所述上挺柱体的顶端连接的推杆与所述气门组件连接。

一种发动机，包括如上述所述的全可变配气机构。

本实用新型提供的气门调节装置包括上挺柱体、下挺柱体、油道以及阀门。其中，上挺柱体和下挺柱体相对设置，即处于工作状态时上挺柱体和下挺柱体上下分布，并且上挺柱体和下挺柱体之间形成液压油腔，上挺柱体和下挺柱体相互靠近或者远离时能够调节液压油腔的大小。即上挺柱体和下挺柱体相互靠近时液压油腔逐渐缩小，上挺柱体和下挺柱体相互远离时液压油腔逐渐增大。油道与液压油腔内部连通，并且油道上设置有阀门，液压油能够经油道进出液压油腔。阀门能够控制液压油能否通过油道进入或者流出液压油腔。

应用本实用新型提供的气门调节装置时，由于阀门能够控制液压油能否通过油道进入或者流出液压油腔，可以通过控制阀门进而控制进入液压油腔的进油量和进油时刻，通过控制阀门进而控制流出液压油腔的出油量和出油时刻，如此能够实现控制液压油腔内部的油量变化，进而实现控制气门运动，实现气门升程与气门正时的全可变。与现有技术相比，本申请提供的气门调节装置可以在发动机的整个工况范围内，根据发动机的实际运行需求，提供最优的气门开启正时和气门升程，实现发动机外部进气状态和内部热力状态的优化，可以较好的满足发动机高低转速、不同负荷的要求，达到改善发动机动力性、油耗与排放的目的。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种全可变配气机构，该全可变配气机构包括上述任一种气门调节装置。由于上述的气门调节装置具有上述技术效果，具有该气门调节装置的全可变配气机构也应具有相应的技术效果。本实用新型还提供了一种包括上述全可变配气机构的发动机，因此该发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的全可变配气机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气门调节装置的俯视剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的气门升程最小时的状态示意图；

图4为本实用新型实施例提供的气门升程最大时的状态示意图；

图5为本实用新型实施例提供的两种状态的气门的升程曲线图。

在图1-5中：

1气缸体、2上挺柱体、3环形油槽、4泄油道、5泄油电磁阀、6液压油腔、7油孔、8挺柱弹簧、9油箱、10下挺柱体、11凸轮、12进油道、13限压单向阀、14油泵、15溢流油道、16电控溢流阀、17气门、18气门弹簧、19气门帽、20摇臂、21摇臂轴、22气门间隙调整螺钉、23推杆。

具体实施方式

本实用新型的第一个目的在于提供一种气门调节装置，该气门调节装置的结构设计可以有效地解决发动机气门工况适应具有局限性的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述气门调节装置的全可变配气机构以及包括上述全可变配气机构的发动机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图5，本实用新型提供的气门调节装置包括上挺柱体2、下挺柱体10、油道以及阀门。其中，上挺柱体2和下挺柱体10相对设置，即处于工作状态时上挺柱体2和下挺柱体10上下分布，并且上挺柱体2和下挺柱体10之间形成液压油腔6，上挺柱体2和下挺柱体10相互靠近或者远离时能够调节液压油腔6的大小。即上挺柱体2和下挺柱体10相互靠近时液压油腔6逐渐缩小，上挺柱体2和下挺柱体10相互远离时液压油腔6逐渐增大。油道与液压油腔6内部连通，并且油道上设置有阀门，液压油能够经油道进出液压油腔6。阀门能够控制液压油能否通过油道进入或者流出液压油腔6。

应用本实用新型提供的气门调节装置时，由于阀门能够控制液压油能否通过油道进入或者流出液压油腔6，可以通过控制阀门进而控制进入液压油腔6的进油量和进油时刻，通过控制阀门进而控制流出液压油腔6的出油量和出油时刻，如此能够实现控制液压油腔6内部的油量变化，进而实现控制气门17运动，实现气门17升程与气门17正时的全可变。与现有技术相比，本申请提供的气门17调节装置可以在发动机的整个工况范围内，根据发动机的实际运行需求，提供最优的气门17开启正时和气门17升程，实现发动机外部进气状态和内部热力状态的优化，可以较好的满足发动机高低转速、不同负荷的要求，达到改善发动机动力性、油耗与排放的目的。

其中，上挺柱体2具有凹槽，下挺柱体10具有与凹槽配合的凸起，凸起在凹槽内滑动时实现上挺柱体2和下挺柱体10之间的相互靠近或者远离。凸起的顶端与凹槽的槽底壁之间的空隙形成液压油腔6。

另外，该气门调节装置还包括设置于液压油腔6内部的挺柱弹簧8，并且挺柱弹簧8的两端分别与上挺柱体2和下挺柱体10相抵的挺柱弹簧8，即挺柱弹簧8的上端与上挺柱体2的凹槽槽底壁相抵，挺柱弹簧8的下端与下挺柱体10的凸起顶端相抵。上挺柱体2和下挺柱体10相互靠近时压缩挺住弹簧，如此设置，可以减小气门17落座的速度，起到缓冲的作用。

为了便于控制，油道可以包括均与液压油腔6连通的进油道12和泄油道4，即进油道12和泄油道4均与液压油腔6内部连通，液压油可以经进油道12进入液压油腔6，经泄油道4流出液压油腔6。如此分别控制进油道12和泄油道4即可实现，控制液压油腔6内部的油量变化，进而实现控制气门17运动。当然，也可以在油道上设置双向阀门，液压油从同一油道进入或者排出液压油腔6。

为了便于控制，上述实施例中可以在进油道12上设置电控溢流阀16，在泄油道4上设置有泄油电磁阀5。如此可以通过电控溢流阀16控制液压油腔6进油量与进油时刻，通过泄油电磁阀5控制液压油腔6内泄油油量与出油时刻，实现控制液压油腔6内的油量变化。

进一步地，为了保证进入液压油腔6内的油压稳定，还可以在进油道12上设置限压单向阀13。

为了便于向液压油腔6内供油，其中进油道12上还设置有油泵14，进油道12的进油口与油箱9连通。

为了防止液压油腔6内部的液压油过量，还可以包括与液压油腔6内部连通的溢流油道15，溢流油道15的出口与油箱9连通，溢流油道15的进口与进油道12通过三通电磁阀连通，多余的液压油依次经三通电磁阀和溢流油道15流回油箱9。

在另一实施例中，该气门调节装置还可以包括驱动上挺柱体2和下挺柱体10相互靠近或者远离的驱动件。如此驱动件与下挺柱体10结合，实现对气门17的调节，而且挺柱弹簧8的设置能够保证驱动件与下挺柱体10的结合。具体地，驱动件可以为凸轮11。

使用上述实施例提供的气门调节装置时，该系统气门17开启时刻与气门17最大升程量，通过电控溢流阀16控制进入液压油腔6油量和进油时刻控制：

当液压油腔6内充满油时，此时上下挺柱体的总体长度最长，气门17开启时刻最早，气门17升程最大；当液压油腔6内没有液压油时，凸轮11驱动下挺柱体10克服挺柱弹簧8弹力与上挺柱体2结合，此时上下挺柱体的总体长度最小，气门17开启时刻最晚，气门17升程最小。

该系统气门17关闭时刻由泄油电磁阀5控制，根据发动机不同工况要求，控制泄油电磁阀5的泄油时刻，实现不同的气门17关闭时刻。

当发动机需要气门17升程与正时最大时，液压油经进油道12进入液压油腔6内，使液压油腔6内充满液压油。此时上下挺柱体的总体长度达到最大，如图4所示，凸轮11型线和上挺柱体2的运动传递到气门17，实现气门17运动，此时气门17升程曲线如图5中B所示。

当发动机需要气门17升程与正时最小时，进油道12不供油时，液压油腔6内没有液压油，凸轮11驱动下挺柱体10克服挺柱弹簧8弹力与上挺柱体2结合，此时上下挺柱体的总体长度达到最小，如图3所示，凸轮11型线和上挺柱体2的运动传递到气门17，实现气门17运动，此时气门17升程曲线如图5中A所示。

其它工况时，根据发动机工况需求，通过电控溢流阀16控制进入液压油腔6的油量与进油时刻，通过泄油电磁阀5控制泄油时刻，进而实现控制气门17运动，实现气门17升程曲线在A与B之间全可变。满足发动机各工况进排气需求的同时，可以实现米勒循环、发动机提排温等特殊要求。

其中，上挺柱体2的外壁上设置有环形油槽3，环形油槽3通过开设于上挺柱上的油孔7与液压油腔6内部连通，并且油道与环形油槽3连通。当油道包括进油道12和泄油道4时，进油道12和泄油道4均与环形油槽3连通，如此液压油依次经过进油道12、环形油槽3和油孔7进入液压油腔6，依次经过油孔7、环形油槽3和泄油道4排出液压油腔6。如此可以保证上下挺柱体10运动与发生旋转时油道均与液压油腔6相连通。发动机的气缸体1与环形油槽3共同形成封闭的环形油腔。

基于上述实施例中提供的气门调节装置，本实用新型还提供了一种全可变配气机构，该全可变配气机构包括气门组件和上述实施例中任意一种气门调节装置。气门调节装置通过与上挺柱体2的顶端连接的推杆与气门组件连接。其中，气门组件包括摇臂20、摇臂轴21、气门帽19和气门17，摇臂20的一端与推杆23连接，摇臂20的另一端与气门帽19的上端连接，气门帽19的下端与气门17连接，气门17上还设置有气门弹簧18。摇臂轴设置于摇臂的两端之间且与摇臂铰接。摇臂20与推杆23的连接处还可以设置气门间隙调整螺钉22。由于该全可变配气机构采用了上述实施例中的气门调节装置，所以该全可变配气机构的有益效果请参考上述实施例。

本申请还提供了一种包括上述全可变配气机构的发动机，该发动机的有益效果请参考上述实施例，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气门调节装置，其特征在于，包括：

相对设置的上挺柱体(2)和下挺柱体(10)，且所述上挺柱体(2)和下挺柱体(10)之间形成液压油腔(6)，所述上挺柱体(2)和下挺柱体(10)相互靠近或者远离时能够调节所述液压油腔(6)的大小；

与所述液压油腔(6)连通的油道，且所述油道上设置有阀门，液压油能够经所述油道进出所述液压油腔(6)。

2.根据权利要求1所述的气门调节装置，其特征在于，还包括设置于所述液压油腔(6)内部且两端分别与所述上挺柱体(2)和下挺柱体(10)相抵的挺柱弹簧(8)。

3.根据权利要求1所述的气门调节装置，其特征在于，所述油道包括均与所述液压油腔(6)连通的进油道(12)和泄油道(4)。

4.根据权利要求3所述的气门调节装置，其特征在于，所述进油道(12)上设置有电控溢流阀(16)和限压单向阀(13)，所述泄油道(4)上设置有泄油电磁阀(5)。

5.根据权利要求4所述的气门调节装置，其特征在于，所述进油道(12)上还设置有油泵(14)，且所述进油道(12)的进油口与油箱(9)连通。

6.根据权利要求3所述的气门调节装置，其特征在于，还包括与所述液压油腔(6)内部连通的溢流油道(15)。

7.根据权利要求1所述的气门调节装置，其特征在于，还包括能够驱动所述上挺柱体(2)和下挺柱体(10)相互靠近或者远离的驱动件，所述驱动件具体为凸轮(11)。

8.根据权利要求1所述的气门调节装置，其特征在于，所述上挺柱体(2)的外壁上设置有环形油槽(3)，所述环形油槽(3)通过开设于所述上挺柱上的油孔(7)与所述液压油腔(6)内部连通，且所述油道与所述环形油槽(3)连通。

9.一种全可变配气机构，包括气门组件和气门调节装置，其特征在于，所述气门调节装置为权利要求1-8任一项所述的气门调节装置，所述气门调节装置通过与所述上挺柱体(2)的顶端连接的推杆与所述气门组件连接。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求9所述的全可变配气机构。