本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，更確切地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著環(huán)境污染和能源短缺的問(wèn)題日益嚴(yán)重，節(jié)能、高效和環(huán)保成為內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向，“節(jié)能減排”策略是目前解決環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的主要手段，同時(shí)也是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。通過(guò)優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)，有利于提高充量系數(shù)，調(diào)整殘余廢氣量，優(yōu)化缸內(nèi)燃燒，降低污染物排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。眾所周知米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)即是通過(guò)改變配氣正時(shí)技術(shù)改變進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到進(jìn)氣門打開行程末段下止點(diǎn)前，進(jìn)氣門提前關(guān)閉，由于活塞繼續(xù)下行使缸內(nèi)氣體發(fā)生膨脹，氣體溫度降低，進(jìn)而改善NO_X的產(chǎn)生，同時(shí)米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)可以降低有效壓縮比，從而降低缸內(nèi)壓力，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)噪聲，減少機(jī)械損失和延長(zhǎng)機(jī)械壽命。

為了使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，氣門的配氣相位需要隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的改變而改變。在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷的情況下，為了獲得大的輸出功率，需要較大的氣門重疊角和進(jìn)氣延閉角；然而在低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷的情況下，為了獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟(jì)性，需要較小的氣門重疊角和進(jìn)氣延閉角。傳統(tǒng)配氣相位是固定不變的，固定的凸輪軸式氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)多個(gè)氣門相位及升程的獨(dú)立控制，在米勒循環(huán)的應(yīng)用中存在一定限制。此外，汽車在不同環(huán)境下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況時(shí)刻變化，由于不同工況下對(duì)進(jìn)、排氣量要求不同，傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)亦很難滿足未來(lái)日益嚴(yán)格的內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)要求。而計(jì)算機(jī)、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電子技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)上，電控液壓控制的可變氣門機(jī)構(gòu)成為一種較為理想的可變氣門系統(tǒng)，可以使配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與柴油機(jī)運(yùn)行工況相互獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)氣門正時(shí)、氣門開啟持續(xù)時(shí)間和升程的靈活控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)低油耗、低排放和高效率的控制目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)氣參數(shù)不可控和氣門落座對(duì)缸體沖擊過(guò)強(qiáng)的問(wèn)題，提供了一種四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)包括高壓缸體、低壓缸體、4套結(jié)構(gòu)相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁機(jī)構(gòu)；

所述的電磁機(jī)構(gòu)包括第一高速電磁閥、第二高速電磁閥、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥；第一高速電磁閥、第二高速電磁閥、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥的結(jié)構(gòu)相同；

高壓缸體安裝在低壓缸體上并采用高強(qiáng)螺釘固定連接，4套結(jié)構(gòu)相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在高壓缸體與低壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔內(nèi)，第一高速電磁閥、第二高速電磁閥、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥依次安裝在高壓缸體上的第一電磁閥座孔、第二電磁閥座孔、第三電磁閥座孔與第四電磁閥座孔上。

技術(shù)方案中所述的4套結(jié)構(gòu)相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在高壓缸體與低壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔內(nèi)是指：所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括高壓缸體O型圈、小柱塞、大柱塞、限位臺(tái)肩、過(guò)渡挺桿、限位銅片與低壓缸體O型圈；所述的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的大柱塞安裝在高壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔內(nèi)，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的小柱塞安裝在4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的大柱塞內(nèi)，小柱塞的上段柱體伸出高壓缸體，小柱塞頂端的中心處沿軸向加工有螺紋孔，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的過(guò)渡挺桿裝入低壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔內(nèi)，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的下段挺桿從低壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓缸體下段階梯孔中伸出，每套小柱塞、大柱塞與過(guò)渡挺桿回轉(zhuǎn)中心線共線，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的限位臺(tái)肩套裝在4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的過(guò)渡挺桿的上端，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓缸體O型圈安裝在低壓缸體下段階梯孔上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的下環(huán)形槽內(nèi)，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的限位銅片采用調(diào)節(jié)螺釘安裝在低壓柱塞孔的底端面上，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓缸體O型圈安裝在高壓缸體上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的上環(huán)形槽中。

技術(shù)方案中所述的小柱塞由上段柱體和下段柱體組成，上段柱體的直徑小于下段柱體的直徑，小柱塞的上段柱體直徑與高壓缸體上段階梯孔直徑相同，小柱塞的下段柱體直徑與大柱塞的內(nèi)徑相同，小柱塞的下段柱體高度等于大柱塞的空心腔的高度，小柱塞的總長(zhǎng)度大于高壓缸體的高度，小柱塞頂部的中心處沿軸向加工螺紋孔，在下段柱體上沿軸向均勻分布有4道第一環(huán)形溝槽。

技術(shù)方案中所述的大柱塞是空心式柱塞，大柱塞由直徑不同的上段空心柱塞和下段空心柱塞組成，大柱塞的內(nèi)徑等于小柱塞外徑，大柱塞上段空心柱塞的外徑和長(zhǎng)度分別等于高壓缸體中間段階梯孔的內(nèi)徑和高度，大柱塞下段空心柱塞的外徑和長(zhǎng)度分別等于高壓缸體下段階梯孔的內(nèi)徑和高度，大柱塞的空心高度等于小柱塞下段柱體高度。

技術(shù)方案中所述的過(guò)渡挺桿由直徑不同的上段挺桿和下段挺桿組成，過(guò)渡挺桿的上段挺桿直徑等于低壓缸體上的低壓缸體中段階梯孔的內(nèi)徑，并且大于大柱塞的內(nèi)徑，在過(guò)渡挺桿上段挺桿上沿軸向加工兩道第二環(huán)形溝槽。

技術(shù)方案中所述的高壓缸體為長(zhǎng)方體形結(jié)構(gòu)件，高壓缸體的中間位置豎直地加工4個(gè)相互平行的結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔貫穿高壓缸體，4個(gè)高壓柱塞孔回轉(zhuǎn)軸線的依次連線為一矩形，高壓柱塞孔設(shè)置為三段直徑不同的階梯孔，自上而下依次為高壓缸體上段階梯孔、高壓缸體中間段階梯孔和高壓缸體下段階梯孔，高壓柱塞孔貫穿高壓缸體，在三段直徑不同的階梯孔中，高壓缸體上段階梯孔直徑最小，高壓缸體下段階梯孔直徑最大；在高壓缸體頂部的4角處設(shè)置有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥座孔即第一電磁閥座孔、第二電磁閥座孔、第三電磁閥座孔與第四電磁閥座孔；在高壓缸體左右兩端、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥座孔的下方對(duì)稱地加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的進(jìn)油道與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回油，在高壓缸體內(nèi)部加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的主油道、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一支路油道、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第二支路油道與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第三支路油道，進(jìn)油道的加工深度達(dá)到電磁閥座孔處，即4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的進(jìn)油道與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥進(jìn)油孔相連通，回油道的加工深度同樣達(dá)到電磁閥座孔處，即4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回油道與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥回油孔相連通，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的主油道依次和第一電磁閥座孔、第二電磁閥座孔、第三電磁閥座孔與第四電磁閥座孔相連通，并且依次和4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一支路油道、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第二支路油道與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第三支路油道相連通；其中第一支路油道與第二支路油道匯成一條油道與1個(gè)相對(duì)應(yīng)的高壓缸體中間段階梯孔的頂部相通；第三支路油道與1個(gè)相對(duì)應(yīng)的高壓缸體中間段階梯孔的上部相通，每個(gè)第一支路油道與第二支路油道中分別設(shè)有單向閥和節(jié)流孔，在每個(gè)高壓缸體上段階梯孔的孔壁處加工有安裝密封圈的上環(huán)形槽。

技術(shù)方案中所述的低壓缸體為長(zhǎng)方體形結(jié)構(gòu)件，低壓缸體上豎直地加工4個(gè)互相平行的結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔貫穿低壓缸體，低壓柱塞孔設(shè)置為三段直徑不同的階梯孔，三段階梯孔同軸線，自上而下依次為低壓缸體上段階梯孔、低壓缸體中段階梯孔和低壓缸體下段階梯孔，低壓缸體上段階梯孔直徑等于高壓缸體中高壓缸體下段階梯孔直徑，低壓缸體中段階梯孔直徑小于高壓缸體中高壓缸體中間段階梯孔直徑，低壓缸體下段階梯孔直徑等于高壓缸體中高壓缸體上段階梯孔直徑，4個(gè)低壓柱塞孔的回轉(zhuǎn)中心軸線與高壓缸體中4個(gè)高壓柱塞孔的中心軸線共線；低壓缸體的兩端加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的輔油道，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的輔油道連通4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓缸體上段階梯孔和卸油管路；左、右兩對(duì)低壓柱塞孔的中間設(shè)置有前后水平方向的緩沖主油道，4個(gè)低壓柱塞孔的低壓缸體中段階梯孔分別經(jīng)過(guò)兩條左、右水平油道與緩沖主油道相連通，緩沖主油道兩側(cè)的4對(duì)左右水平油道中分別設(shè)置有第二單向閥與第二單節(jié)流孔，兩對(duì)單向閥方向設(shè)置相反，在低壓缸體下段階梯孔的下端孔壁處加工有安裝密封圈的下環(huán)形槽，低壓缸體的前后兩端加工有分別安裝1號(hào)油氣緩沖罐和2號(hào)油氣緩沖灌的螺紋孔，并且緩沖主油道連通1號(hào)油氣緩沖罐和2號(hào)油氣緩沖灌的內(nèi)腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)依靠先進(jìn)的電子控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加靈活精準(zhǔn)的進(jìn)、排氣控制，實(shí)時(shí)控制四氣門開閉時(shí)刻和氣門升程，同時(shí)控制四個(gè)進(jìn)、排氣門的開啟持續(xù)時(shí)間，進(jìn)而控制缸內(nèi)空燃比和缸內(nèi)EGR量，實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)廢氣再循環(huán)，滿足對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷和小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的最優(yōu)化控制。進(jìn)、排氣門之間的電控液壓控制相互獨(dú)立，互不影響。

2.本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)通過(guò)改變液壓作用面積和運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量，配合單向閥和節(jié)流孔的作用，增加氣門開啟和關(guān)閉的前期運(yùn)動(dòng)速度，降低氣門后期運(yùn)動(dòng)速度，減緩氣門對(duì)缸體的落座沖擊和損壞。

3.本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)由于采用高速電磁閥結(jié)構(gòu)，無(wú)凸輪軸機(jī)構(gòu)，降低四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)的磨損。通過(guò)控制單元輸出信號(hào)控制高速電磁閥的通斷電，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門啟閉時(shí)刻的精準(zhǔn)控制。

4.本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)所采用的HSV高速電磁閥(以下簡(jiǎn)稱高速電磁閥)，具有響應(yīng)速度快、流量大、體積小、耐高溫、精度高、壽命長(zhǎng)、抗污染能力強(qiáng)和工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，保證了四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)的控制精度和穩(wěn)定性要求。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)中的HSV二位三通高速電磁閥即第一高速電磁閥結(jié)構(gòu)原理圖；

圖中：1.油箱，2.網(wǎng)式濾清器，3.液壓泵，4.伺服電動(dòng)機(jī)，5.溢流閥，6.供油單向閥，7.壓力繼電器，8.壓力表，9.儲(chǔ)能器，10.控制單元，11.高壓共軌高速數(shù)據(jù)采集卡，12.進(jìn)油道，13.回油道，14.第一高速電磁閥，15.主油道，16.第一支路油道，17.第二支路油道，18.高壓缸體O型圈，19.氣門升程傳感器，20.高壓缸體，21.第三支路油道，22.第二高速電磁閥，23.第一單向閥，24.第一節(jié)流孔，25.大柱塞，26.小柱塞，27.流量閥，28.第一環(huán)形溝槽，29.冷卻器，30.輔油道，31.低壓缸體中段階梯孔，32.限位銅片，33.低壓缸體上段階梯孔，34.限位臺(tái)肩，35.過(guò)渡挺桿，36.調(diào)節(jié)螺釘，37.低壓缸體O型圈，38.第二節(jié)流孔，39.第二單向閥，40.第二環(huán)形溝槽，41.緩沖主油道，42.低壓缸體，43.第一電磁閥座孔，44.密封蓋，45.小柱塞孔，46.第二電磁閥座孔，47.第三電磁閥座孔，48.1號(hào)油氣緩沖罐，49.第四電磁閥座孔，50.銜鐵，51.電磁線圈，52.磁鐵，53.閥桿，54.回油孔，55.工作油孔，56.推桿，57.第一密封球閥，58.進(jìn)油孔，59.第二密封球閥，60.2號(hào)油氣緩沖灌，61.氣門彈簧，62.氣門。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述：

本實(shí)用新型所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同運(yùn)行工況和各缸內(nèi)燃燒情況，通過(guò)控制單元10接受輸入的信號(hào)，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理分析，進(jìn)一步對(duì)4個(gè)高速電磁閥輸出相應(yīng)的電流信號(hào)，調(diào)節(jié)氣門62正時(shí)、開啟持續(xù)時(shí)間和氣門62升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下，都能獲得較好的容積效率和較低的泵氣損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

參閱圖1和圖2所示，所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)主要包括高壓缸體20、低壓缸體42、4套結(jié)構(gòu)相同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁機(jī)構(gòu)。

所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)是根據(jù)四氣門單缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置根據(jù)單缸機(jī)4個(gè)氣門62位置設(shè)定，4套執(zhí)行機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上完全相同。每一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)均包括安裝在高壓缸體20內(nèi)的小柱塞26、大柱塞25、高壓缸體O型圈18和安裝在低壓缸體42內(nèi)的過(guò)渡挺桿35、低壓缸體O型圈37、限位銅片32、限位臺(tái)肩34、調(diào)節(jié)螺釘36；電磁機(jī)構(gòu)包括第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥，第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥的結(jié)構(gòu)相同。

所述的高壓缸體20為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)件，平面面積略大于氣缸蓋面積。高壓缸體20上豎直地加工4個(gè)相互平行且結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔，4個(gè)高壓柱塞孔位于高壓缸體20中間位置，4個(gè)高壓柱塞孔回轉(zhuǎn)軸線連線為一矩形，高壓柱塞孔設(shè)置為三段直徑不同的階梯孔，三段階梯孔同軸線，自上而下依次為高壓缸體上段階梯孔、高壓缸體中間段階梯孔和高壓缸體下段階梯孔，高壓柱塞孔貫穿高壓缸體20。在三段直徑不同的階梯孔中，高壓缸體上段階梯孔直徑最小，高壓缸體下段階梯孔直徑最大。在高壓缸體20頂部的4角處即在4個(gè)高壓柱塞孔的外側(cè)加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥座孔即第一電磁閥座孔43、第二電磁閥座孔46、第三電磁閥座孔47與第四電磁閥座孔49；在高壓缸體20左右兩端、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥座孔的下方對(duì)稱地加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的進(jìn)油道12和4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回油道13；在高壓缸體20內(nèi)部加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的主油道15、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一支路油道16、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第二支路油道17與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第三支路油道21。進(jìn)油道12的加工深度達(dá)到電磁閥座孔處，即4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的進(jìn)油道12與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥進(jìn)油孔58相通；回油道13的加工深度同樣達(dá)到電磁閥座孔處，即4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回油道13與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電磁閥回油孔54相通；4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的主油道15依次和第一電磁閥座孔43、第二電磁閥座孔46、第三電磁閥座孔47與第四電磁閥座孔49相連通，并且依次和4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一支路油道16、4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第二支路油道17與4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第三支路油道21相連通；其中第一支路油道16與第二支路油道17匯成一條油道與1個(gè)相對(duì)應(yīng)的高壓缸體中間段階梯孔的頂部相通；第三支路油道21與1個(gè)相對(duì)應(yīng)的高壓缸體中間段階梯孔的上部相通。每個(gè)第一支路油道16和第二支路油道17中分別設(shè)有第一單向閥23和第一節(jié)流孔24。在每個(gè)高壓缸體上段階梯孔的孔壁處加工有安裝密封圈的上環(huán)形槽。

所述的低壓缸體42為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)件，低壓缸體42上豎直地加工4個(gè)互相平行且結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔，低壓柱塞孔設(shè)置為三段直徑不同的階梯孔，貫穿低壓缸體42，三段階梯孔同軸線，自上而下依次為低壓缸體上段階梯孔33、低壓缸體中段階梯孔31和低壓缸體下段階梯孔。低壓缸體上段階梯孔33直徑等于高壓缸體20中高壓缸體下段階梯孔直徑，低壓缸體中段階梯孔31直徑略小于高壓缸體中間段階梯孔直徑，低壓缸體下段階梯孔直徑等于高壓缸體上段階梯孔直徑，并且本實(shí)用新型的4個(gè)低壓柱塞孔的中心軸線與4個(gè)高壓柱塞孔的中心軸線共線。低壓缸體42的兩端加工有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的輔油道30，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的輔油道30連通4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓缸體上段階梯孔33和卸油管路。左、右兩對(duì)低壓柱塞孔的中間設(shè)置有前后水平方向的緩沖主油道41，4個(gè)低壓柱塞孔的低壓缸體中段階梯孔31分別經(jīng)過(guò)兩條左、右水平油道與緩沖主油道41相連通，緩沖主油道41兩側(cè)的4對(duì)左右水平油道中分別設(shè)有第二單向閥39與第二節(jié)流孔38，兩對(duì)單向閥方向設(shè)置相反，緩沖主油道41的油液不能從兩對(duì)單向閥中流向兩低壓缸體中段階梯孔31。在低壓缸體下段階梯孔的下端孔壁處加工有安裝密封圈的下環(huán)形槽。低壓缸體42的前后兩端加工有分別安裝1號(hào)油氣緩沖罐48和2號(hào)油氣緩沖灌60的螺紋孔，并且緩沖主油道41連通1號(hào)油氣緩沖罐48和2號(hào)油氣緩沖灌60的內(nèi)腔。

所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括安裝在高壓缸體20上的高壓柱塞孔內(nèi)的高壓缸體O型圈18、小柱塞26、大柱塞25和安裝在低壓缸體42上的低壓柱塞孔內(nèi)的限位臺(tái)肩34、過(guò)渡挺桿35、限位銅片32、調(diào)節(jié)螺釘36與低壓缸體O型圈37。

所述的小柱塞26分為直徑不同的上段柱體和下段柱體，小柱塞26的上段柱體直徑與高壓缸體上段階梯孔直徑相同，小柱塞26的上段柱體與大柱塞25采用間隙配合；小柱塞26的下段柱體直徑與大柱塞25內(nèi)徑相同；小柱塞26的下段柱體高度等于大柱塞25的空心腔高度；小柱塞26的總長(zhǎng)度略大于高壓缸體20的高度。小柱塞26頂部的中心處沿軸向加工螺紋孔，在下段柱體上沿軸向均勻分布有4道第一環(huán)形溝槽28。

所述的大柱塞25是空心式柱塞，分為直徑不同的上段空心柱塞和下段空心柱塞，大柱塞25的內(nèi)徑等于小柱塞26外徑；大柱塞25上段空心柱塞的外徑和長(zhǎng)度分別等于高壓缸體中間段階梯孔的內(nèi)徑和高度；大柱塞25下段空心柱塞的外徑和長(zhǎng)度分別等于高壓缸體下段階梯孔的內(nèi)徑和高度。大柱塞25的空心高度等于小柱塞26下段柱體高度。

所述的過(guò)渡挺桿35分為直徑不同的上段挺桿和下段挺桿，過(guò)渡挺桿35的上段挺桿直徑等于低壓缸體中段階梯孔31的內(nèi)徑，并且略大于大柱塞25的內(nèi)徑。在過(guò)渡挺桿35上段挺桿上沿軸向加工兩道第二環(huán)形溝槽40。

所述的電磁閥機(jī)構(gòu)包括4個(gè)高速電磁閥。4個(gè)高速電磁閥包含第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥(圖中未畫出)，第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥結(jié)構(gòu)相同；第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥依次安裝在第一電磁閥座孔43、第二電磁閥座孔46、第三電磁閥座孔47與第四電磁閥座孔49上。

參閱圖1和圖3，所述的二位三通高速電磁閥即第一高速電磁閥14包括銜鐵50、電磁線圈51、磁鐵52、閥桿53、推桿56、第一密封球閥57和第二密封球閥59，并且由控制單元10輸出的電流信號(hào)控制其動(dòng)作。

高速電磁閥工作原理如下，當(dāng)控制單元10向電磁線圈51輸送電流時(shí)，通電后的電磁線圈51與磁鐵52產(chǎn)生強(qiáng)磁吸合銜鐵50，銜鐵50推動(dòng)閥桿53向下運(yùn)動(dòng)，并且推桿56推動(dòng)第一密封球閥57打開，同時(shí)第二密封球閥59關(guān)閉，達(dá)到進(jìn)油孔58與工作油孔55相連通的目的。當(dāng)控制單元10停止向電磁線圈51輸送電流時(shí)，強(qiáng)磁消失，高壓油推動(dòng)第一密封球閥57使其密封進(jìn)油孔58，第二密封球閥59打開，工作油孔55與回油孔54相連通。通過(guò)控制電磁線圈51的通斷電時(shí)刻，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制氣門62的開閉時(shí)刻。

將高壓缸體20安裝在低壓缸體42之上并采用高強(qiáng)螺釘固定連接，避免液壓油從兩者的接觸面間流出。4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的大柱塞25安裝在高壓缸體20上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的高壓柱塞孔內(nèi)。4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的小柱塞26安裝在4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的大柱塞25內(nèi)，小柱塞26的上段柱體伸出高壓缸體20，小柱塞26頂端的中心處沿軸向加工有螺紋孔，用以安裝氣門升程傳感器19。為保證大、小柱塞的良好運(yùn)動(dòng)，4套柱塞不能互換。4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的過(guò)渡挺桿35裝入低壓缸體42上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓柱塞孔內(nèi)，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的下段挺桿從低壓缸體42上的4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的低壓缸體下段階梯孔中伸出。每套小柱塞26、大柱塞25、過(guò)渡挺桿35與氣門62中心線處于同一軸線。氣門62在氣門彈簧61的作用下與過(guò)渡挺桿35接觸，對(duì)每套執(zhí)行機(jī)構(gòu)施加向上的推力。

高壓缸體O型圈18安裝在高壓缸體20上的上環(huán)形槽中，低壓缸體O型圈37安裝在低壓缸體42上的下環(huán)形槽中。環(huán)形限位臺(tái)肩34套裝在過(guò)渡挺桿35的上端，并通過(guò)螺釘將環(huán)形限位臺(tái)肩34固定在低壓缸體上段階梯孔33內(nèi)，限位臺(tái)肩34采用紫銅材料。調(diào)節(jié)螺釘36將紫銅材料的環(huán)形的限位銅片32固定在低壓缸體中段階梯孔31的底端面上。低壓缸體42前后兩端分別通過(guò)螺紋孔水平方向固定1號(hào)油氣緩沖罐48和2號(hào)油氣緩沖灌60，緩沖主油道41連接1號(hào)油氣緩沖罐48和2號(hào)油氣緩沖灌60的內(nèi)腔。

進(jìn)油管與進(jìn)油道12接口螺紋連接，并且進(jìn)油道12與電磁閥進(jìn)油孔58相通；回油管與回油道13接口螺紋連接，回油道13與電磁閥回油孔54相通；主油道15與電磁閥工作油孔55相通；輔油道30的接口與卸油管路連接。

電磁閥機(jī)構(gòu)通過(guò)螺釘固定在高壓缸體20頂部的4角處，即第一高速電磁閥14、第二高速電磁閥22、第三高速電磁閥與第四高速電磁閥依次安裝在第一電磁閥座孔43、第二電磁閥座孔46、第三電磁閥座孔47與第四電磁閥座孔49上。

油箱1通過(guò)油管與網(wǎng)式濾清器2相連，網(wǎng)式濾清器2再與液壓泵3連接。液壓泵3后的油管產(chǎn)生分支，一個(gè)分支油管經(jīng)過(guò)溢流閥5后返回油箱1；另一個(gè)分支油管連接供油單向閥6。經(jīng)過(guò)供油單向閥6的油管再次產(chǎn)生分支，一個(gè)分支與低壓缸體42中的4個(gè)進(jìn)油道12相連接；另一個(gè)分支先與壓力繼電器7連接，再與壓力表8連接，最后與儲(chǔ)能器9連接。壓力繼電器7將儲(chǔ)能器9中的壓力反饋給伺服電動(dòng)機(jī)4，伺服電動(dòng)機(jī)4輸出端與液壓泵3輸入軸連接。

所述的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)的工作原理：

1.液壓系統(tǒng)建立階段

參閱圖1，首先打開流量閥27，保證整個(gè)油路的暢通。儲(chǔ)能器9中壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器7閉合，伺服電機(jī)4自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)液壓泵3運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵3供給的高壓油流經(jīng)供油單向閥6進(jìn)入儲(chǔ)能器9中。當(dāng)壓力達(dá)到溢流閥5的設(shè)定值時(shí)，溢流閥5開啟，多余的壓力油從溢流閥5中流回油箱，壓力繼電器7斷電，伺服電機(jī)4停止工作。如此往復(fù)循環(huán)，維持整個(gè)系統(tǒng)壓力處于穩(wěn)定的設(shè)定值。

2.控制氣門動(dòng)作階段

參閱圖1和圖3，當(dāng)控制單元10向電磁閥機(jī)構(gòu)中的某高速電磁閥輸入電流時(shí)，銜鐵50被吸合，使進(jìn)油孔58與工作油孔55相貫通。液壓泵3輸送的高壓油流經(jīng)供油單向閥6、進(jìn)油道12、高速電磁閥進(jìn)油孔58和工作油孔55，進(jìn)入主油道15。大柱塞25和小柱塞26受到高壓油的作用，推動(dòng)過(guò)渡挺桿35向下運(yùn)動(dòng)，使氣門62開啟。

當(dāng)電磁閥機(jī)構(gòu)中的某高速電磁閥斷電時(shí)，銜鐵50恢復(fù)到初始位置，工作油孔55與回油孔54相貫通。從高壓缸體20內(nèi)反向流回的液壓油，經(jīng)過(guò)工作油孔55和回油孔54流入回油道13，液壓油卸入油箱1，氣門62在氣門彈簧61的作用下關(guān)閉。

具體工作過(guò)程：控制單元10向第二高速電磁閥22提供電流，銜鐵50吸合，進(jìn)油通路打開，從液壓泵3輸出的高壓油經(jīng)過(guò)供油單向閥6和第二高速電磁閥22的進(jìn)油孔58流進(jìn)主油道15，高壓油被迫從第一單向閥23中流進(jìn)高壓缸體20油腔內(nèi)，作用在大柱塞25和小柱塞26上表面，此時(shí)液壓作用面積較大，大柱塞25和小柱塞26具有較大的下行加速度，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度快。當(dāng)大柱塞25下行，第三支路油道21打開，兩個(gè)油道的高壓油共同作用，加速了氣門62開啟速度。低壓缸體上段階梯孔33內(nèi)的空氣和液壓油通過(guò)輔油道30排入油箱1，減少大柱塞25下行阻力，克服氣門62開啟困難。

當(dāng)大柱塞25與限位臺(tái)肩34接觸后，停止向下運(yùn)動(dòng)，液壓油作用在小柱塞26上表面，推動(dòng)小柱塞26繼續(xù)下行。

氣門62開啟前期，低壓缸體中段階梯孔31內(nèi)的液壓油經(jīng)過(guò)第二單向閥39流入緩沖主油道41，減少低壓缸體中段階梯孔31內(nèi)阻力，增加了氣門62開啟響應(yīng)速度。氣門62開啟后期，當(dāng)?shù)诙蜗蜷y39所在油道被下行的過(guò)渡挺桿35密封后，液壓油只能經(jīng)過(guò)第二節(jié)流孔38流入緩沖主油道41。由于節(jié)流孔的節(jié)流作用，使氣門62后期開啟速度降低，減少對(duì)缸體的沖擊破壞，延長(zhǎng)使用壽命。

1號(hào)油氣緩沖灌48和2號(hào)油氣緩沖灌60中的空氣具有良好的壓縮性，降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)引起的缸內(nèi)液體波動(dòng)，起到緩沖作用。通過(guò)改變液壓作用在大柱塞25和小柱塞26的面積和質(zhì)量，氣門62開啟前期，響應(yīng)速度快；氣門開啟末期，通過(guò)節(jié)流作用，降低氣門62開啟速度。

氣門62保持階段，當(dāng)氣門62行程達(dá)到最大位置后，第二高速電磁閥22繼續(xù)保持短暫通電狀態(tài)，此時(shí)液壓力等于氣門彈簧力，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持在最大行程位置。

改變調(diào)節(jié)螺釘36的旋入深度，可以改變氣門62的最大限定升程；改變壓力繼電器7的設(shè)定值可以同步改變氣門62的升程，達(dá)到氣門62升程可變目的。

氣門62關(guān)閉階段，控制單元10控制第二電磁閥22斷電，進(jìn)油孔58關(guān)閉。此時(shí)，高壓缸體20內(nèi)液壓力小于彈簧力，過(guò)渡挺桿35受彈簧力作用向上運(yùn)動(dòng)。高壓缸體20內(nèi)液壓油先從第三支路油道21經(jīng)過(guò)工作油孔55、回油孔54和回油道13流回油箱1。由于氣門62回落前期，回油道無(wú)任何機(jī)械阻力，回落速度快。

小柱塞26帶動(dòng)大柱塞25上行，氣門62回落后期，第三支路油道21被大柱塞25封堵，液壓油從第一節(jié)流孔24內(nèi)流入主油道15，節(jié)流孔具有節(jié)流緩沖作用，降低氣門62關(guān)閉后期的運(yùn)動(dòng)速度。在氣門彈簧61的作用下實(shí)現(xiàn)氣門62柔性落座，減緩氣門62對(duì)缸蓋的沖擊作用，延長(zhǎng)氣門62和缸蓋的使用壽命。

過(guò)渡挺桿35向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，1號(hào)油氣緩沖罐48和2號(hào)油氣緩沖灌60中的液壓油和空氣可以從第二節(jié)流孔38迅速流回低壓缸體中段階梯孔31，補(bǔ)充過(guò)渡挺桿35上行的空間，避免低壓缸體中段階梯孔31中出現(xiàn)真空負(fù)壓。