本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，特別涉及一種電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

如今，汽車保有量持續(xù)增加，石油資源日趨減少，節(jié)能環(huán)保成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主題。各種提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和改善發(fā)動(dòng)機(jī)排放的措施應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，其中配氣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能上發(fā)揮了很大的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展主要經(jīng)歷了常規(guī)凸輪驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)、凸輪驅(qū)動(dòng)可變配氣機(jī)構(gòu)和無(wú)凸輪驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)三個(gè)階段。傳統(tǒng)的配氣機(jī)構(gòu)有凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂、氣門等零件組成，氣門開度由凸輪軸上凸輪的升程決定，開度不能調(diào)整或不能連續(xù)調(diào)整，發(fā)動(dòng)機(jī)制造出來(lái)后，配氣相位和氣門升程即固定不變，無(wú)法適應(yīng)不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)進(jìn)排氣的需求。為了實(shí)現(xiàn)最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，配氣定時(shí)、氣門開啟持續(xù)期和氣門升程應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此可變配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了大力發(fā)展。凸輪驅(qū)動(dòng)可變配氣機(jī)構(gòu)的研究起步較早，目前技術(shù)發(fā)展比較成熟，己成為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。該類配氣機(jī)構(gòu)主要通過(guò)改變凸輪型線、凸輪軸相位以及凸輪軸和氣門之間從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)改變配氣定時(shí)或氣門升程，在一定程度上優(yōu)化配氣定時(shí)和氣門升程，可改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，但是這些調(diào)節(jié)仍然受到凸輪型線的限制，并沒(méi)有滿足發(fā)動(dòng)機(jī)全工況進(jìn)排氣最佳的要求。申請(qǐng)?zhí)枮?01010120223.3的專利公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)變功率配氣控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的凸輪和作為配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸、柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的凸輪和噴油泵的凸輪軸，凸輪上設(shè)置有支撐塊，支撐塊在氣缸排氣門挺柱與搖臂的接觸面為工作面，其配氣機(jī)構(gòu)為傳統(tǒng)凸輪驅(qū)動(dòng)式。申請(qǐng)?zhí)枮?00610042070.9的專利公開了一種配氣定時(shí)連續(xù)可變的內(nèi)燃機(jī)配氣系統(tǒng)，由氣門組件、液壓缸組件、液壓缸出口控制裝置、液壓缸進(jìn)口控制裝置和凸輪軸傳動(dòng)組件等組成，氣門的開啟和升高由凸輪上升段控制，氣門的下降和關(guān)閉時(shí)刻取決于液壓缸內(nèi)液體的排泄時(shí)刻，該系統(tǒng)雖然可以實(shí)現(xiàn)改變配氣定時(shí)和氣門升程的目的，但仍屬于凸輪驅(qū)動(dòng)式配氣系統(tǒng)。只有徹底取消凸輪機(jī)構(gòu)，采用無(wú)凸輪方式驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)氣門運(yùn)動(dòng)在運(yùn)行范圍內(nèi)的全柔性化調(diào)節(jié)，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在各工況下以最佳排放性能運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：解決上述技術(shù)已知的缺陷，提供一種電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)，同時(shí)集成電液驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和電磁驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：具有較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和快速的系統(tǒng)響應(yīng)性能，且可以實(shí)現(xiàn)全可變氣門技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的主要技術(shù)方案為:

一種電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)，包括電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體和活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體由電磁線圈、永磁體、磁軛、大活塞、端蓋和大油腔組成。所述電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體中左右兩端各有一個(gè)大活塞，電磁線圈與大活塞直接連接，左右兩端大油腔分別與兩端油管連接。在電磁力作用下電磁線圈的直線運(yùn)動(dòng)將驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)大活塞壓縮、抽取左右兩端大油腔中的液壓油。

所述活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括左端油管和右端油管，左端小油腔和右端小油腔，左端小活塞和右端小活塞。所述左端油管下部分別連接左端小油腔和右端小油腔的上端，所述右端油管下部分別連接左端小油腔和右端小油腔的下端。小活塞與氣門桿連接為一體設(shè)于小油腔內(nèi)，上述電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體中，液壓油的壓力通過(guò)油管傳遞至小活塞，與氣門桿一體的小活塞將驅(qū)動(dòng)氣門完成軸向的直線運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明中所有電磁線圈的運(yùn)動(dòng)方向是一致的并且是同步的。通過(guò)控制電磁線圈中電流的大小和方向，即可實(shí)現(xiàn)氣門特定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。左右對(duì)稱的電磁線圈采用了同匝數(shù)反方向的串聯(lián)連接方式，可以一定程度抵消電樞反應(yīng)。

本發(fā)明中永磁體采用海爾貝克陳列布局，材料選用欽鐵硼，提高了永磁體的利用率，保證了電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)的體積功率密度。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明中電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體橫置在缸蓋上，實(shí)際應(yīng)用中可以采取較大直徑的設(shè)計(jì)，相較豎直放置空間利用率較高，不會(huì)出現(xiàn)直徑過(guò)大而導(dǎo)致互相干涉。

（2）本發(fā)明擁有更大的直徑設(shè)計(jì)和空間利用率，意味著電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)可以擁有更大的電磁驅(qū)動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)更高的響應(yīng)速度，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)高頻次的開關(guān)動(dòng)作制造進(jìn)氣湍渦流，提高了油汽的霧化程度。

（3）本發(fā)明中大小活塞在做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)完全頂住大小油腔的端部，存在一定間隙，間隙內(nèi)留有少量液壓油，可實(shí)現(xiàn)氣門落座時(shí)產(chǎn)生緩沖，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)。

（4）本發(fā)明中大油腔的出油孔設(shè)計(jì)在油腔側(cè)壁上，此法可使某一活塞運(yùn)行到最大向外行程時(shí)，自動(dòng)堵住出油孔。左右兩對(duì)電磁線圈機(jī)械上沒(méi)有連接，這時(shí)，即使氣門桿受到外力也將無(wú)法上下移動(dòng)，從而達(dá)到氣門在完全開啟/關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的自鎖目的，節(jié)省保持氣門關(guān)閉時(shí)所需的能耗。

附圖說(shuō)明

為了更全面的理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是用于說(shuō)明油腔側(cè)壁、活塞和出油口的細(xì)節(jié)圖。

圖中：1-左端大油腔；1-1-右端大油腔；2-左端大活塞；2-1-右端大活塞；3-內(nèi)磁軛；4-永磁體；5-右行電磁線圈?。?-1-右行電磁線圈ⅱ；6-左行電磁線圈ⅰ；6-1-左行電磁線圈ⅱ；7-端蓋；8-外磁軛；9-左端油管；9-1-右端油管；10-左端小油腔；10-1-右端小油腔；11-左端小活塞；11-1-右端小活塞；12-間隙；13-活塞；14-出油孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例：

一種電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)，包括電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體和活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體由電磁線圈、永磁體、磁軛、大活塞、端蓋和大油腔組成。所述電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體中左右兩端各有一個(gè)大活塞，如圖1所示，右行電磁線圈ⅰ5、左行電磁線圈ⅰ6與左端大活塞2直接連接，右行電磁線圈ⅱ5-1、左行電磁線圈ⅱ6-1與右端大活塞2-1直接連接，左端大油腔1和右端大油腔1-1、左端小油腔10和右端小油腔10-1、左端油管9和右端油管9-1中存滿液壓油。由安培定理可知，電磁線圈5、5-1、6、6-1通電時(shí)，由于內(nèi)外永磁體4之間氣隙磁場(chǎng)的存在，電磁線圈受到沿軸向的電磁力，通過(guò)左手定則可以判定其方向。

所述活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括左端油管和右端油管，左端小油腔和右端小油腔，左端小活塞和右端小活塞。所述左端油管下部分別連接左端小油腔和右端小油腔的上端，所述右端油管下部分別連接左端小油腔和右端小油腔的下端。如圖1所示，小活塞與氣門桿連接為一體設(shè)于小油腔內(nèi)，電磁線圈的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)左端大活塞2、右端大活塞2-1壓縮、抽取左端大油腔1、右端大油腔1-1中的液壓油，液壓油的壓力推動(dòng)左端小活塞11、右端小活塞11-1，從而驅(qū)動(dòng)兩個(gè)氣門完成軸向的直線運(yùn)動(dòng)。

首先，當(dāng)右行電磁線圈ⅰ5與右行電磁線圈ⅱ5-1同時(shí)通電時(shí)，內(nèi)磁3受到軸向向左的電磁力，推動(dòng)大活塞2與2-1向右運(yùn)動(dòng)，抽取左端大油腔1中的液壓油，壓縮右端大油腔1-1里的液壓油；右端大油腔1-1里的液壓油受到的壓力通過(guò)右端油管9-1，傳遞能量到左端小油腔10、右端小油腔10-1下端，驅(qū)動(dòng)左端小活塞11、右端小活塞11-1上行，左端小油腔10、右端小油腔10-1上端的液壓油受到壓縮，并通過(guò)左端油管9注入到左端大油腔1中，從而使兩個(gè)氣門軸向向上運(yùn)動(dòng)。

同理，左行電磁線圈ⅰ6與左行電磁線圈ⅱ6-1同時(shí)通電，內(nèi)磁3受到軸向向右的電磁力，推動(dòng)左端大活塞2與右端大活塞2-1向左運(yùn)動(dòng)，壓縮左端大油腔1里的液壓油，抽取右端大油腔1-1中的液壓油；左端大油腔1里的液壓油受到的壓力通過(guò)左端油管9，傳遞能量到左端小油腔10、右端小油腔10-1上端，驅(qū)動(dòng)左端小活塞11、右端小活塞11-1下行，左端小油腔10、右端小油腔10-1下端的液壓油受到壓縮，并通過(guò)右端油管9-1注入到右端大油腔1-1中，使兩個(gè)氣門軸向向下運(yùn)動(dòng)。

所述的電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)具有平滑的電磁力特性，電磁液壓配氣機(jī)構(gòu)缸體內(nèi)外磁軛之間的氣隙中磁通密度分布均勻，電磁驅(qū)動(dòng)力受線圈位置的變化影響很小，且大小活塞通過(guò)油管直接聯(lián)通。與氣門桿為一體的小活塞，同時(shí)受到推壓力與抽吸力，且二力方向大小相同，保證了線圈與氣門的直線運(yùn)動(dòng)是同步進(jìn)行。通過(guò)對(duì)線圈中的電流大小進(jìn)行控制，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門升程的精確控制。

大小活塞在做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能完全徹底頂住大小油腔的端部，存在一定間隙12，間隙內(nèi)留有少量液壓油，可實(shí)現(xiàn)氣門落座的緩沖。同時(shí)，也降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)。而大油腔的出油孔14設(shè)計(jì)在油腔側(cè)壁上，此法可使某一活塞13運(yùn)行到最大向外行程時(shí)，自動(dòng)堵住出油孔（如圖2所示），左右兩對(duì)線圈機(jī)械上沒(méi)有連接，這時(shí)，即使氣門桿受到外力也無(wú)法上下移動(dòng)，從而達(dá)到氣門在完全開啟/關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的自鎖目的，節(jié)省保持氣門關(guān)閉時(shí)所需的能耗。

以上本發(fā)明具體實(shí)施方法描述的目的是為了舉例和說(shuō)明。顯然根據(jù)上述示例可能有許多變形和變化。以上選擇和描述的實(shí)施例是為了最佳解釋發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能更好地使用本發(fā)明和各種變形的不同實(shí)施例。

本發(fā)明并不局限于上述具體實(shí)施方法，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。