本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

配氣機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分之一，它承載著實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)氣缸進(jìn)、排氣門的開(kāi)、閉正時(shí)以及控制氣門升程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重要作用，是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程，保證內(nèi)燃機(jī)熱功轉(zhuǎn)換的工作循環(huán)得以周而復(fù)始不斷進(jìn)行下去的基礎(chǔ)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)是否能可靠工作，其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性能否得到保障，與配氣機(jī)構(gòu)在換氣過(guò)程中對(duì)氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律的控制密切相關(guān)。

傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)固定，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律是固定不變的，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣參數(shù)的確定是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同工況下進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究后，設(shè)計(jì)選取的一種折衷方案，通常只能保證在某一工況使內(nèi)燃機(jī)的性能最優(yōu)。顯然，這一劣勢(shì)已使其不能滿足現(xiàn)階段對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高效率、低油耗、低排放的總體要求。因此，為了滿足不同工況下各異的氣門正時(shí)、開(kāi)啟持續(xù)期及升程的需求，提高內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，降低有害物排放，可變氣門技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?？勺儦忾T技術(shù)可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)工況的變化，實(shí)現(xiàn)氣門升程從零至最大設(shè)計(jì)升程和氣門正時(shí)及開(kāi)啟持續(xù)期的連續(xù)可變。

目前發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要有可變凸輪軸相位、可變凸輪型線、可變凸輪從動(dòng)件和電磁、電液驅(qū)動(dòng)等幾種形式。存在的問(wèn)題主要有實(shí)現(xiàn)氣門可變控制參數(shù)單一；機(jī)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜，使得制造成本大大增加；加裝了大量復(fù)雜的機(jī)械組件使得可靠性降低；電磁閥響應(yīng)速度不夠以及氣門落座沖擊問(wèn)題嚴(yán)重等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律固定不變和上述可變氣門技術(shù)不能靈活改變氣門運(yùn)動(dòng)參數(shù)等技術(shù)難題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠且能靈活控制氣門正時(shí)、氣門開(kāi)啟持續(xù)期和氣門升程的電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所述的一種電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)由控制閥下部1、緩沖環(huán)a2、油堵a3、密封圈a4、緩沖環(huán)b5、閥芯6、電控節(jié)流閥7、油堵b8、控制閥上部9、閥芯復(fù)位彈簧10、電磁線圈11、絕緣材料12、電控調(diào)壓閥13、密封圈b14、氣門15、氣門復(fù)位彈簧16組成，其中閥芯6置于控制閥下部1和控制閥上部9之間；閥芯復(fù)位彈簧10置于閥芯6與控制閥上部9之間；控制閥下部1和控制閥上部9通過(guò)控制閥下部1的外螺紋109和控制閥上部9的內(nèi)螺紋906相連接；氣門15置于控制閥下部1的下方，且其頂部置于控制閥下部1下部的圓孔a102內(nèi)；電磁線圈11置于控制閥上部9的圓孔c905內(nèi)，并通過(guò)包裹在外部的絕緣材料12與圓孔c905壁面固接；電控調(diào)壓閥13置于控制閥下部1的高壓油道111入口處的調(diào)壓閥安裝孔110內(nèi)，可對(duì)進(jìn)入高壓油道111的液壓油壓進(jìn)行調(diào)整；電控節(jié)流閥7放置于控制閥上部9的節(jié)流閥安裝孔901內(nèi)，可對(duì)低壓油道c902的有效流通面積進(jìn)行調(diào)整；油堵a3置于控制閥下部1低壓油道a103外側(cè)；油堵b8置于控制閥上部9低壓油道d903外側(cè)；緩沖環(huán)a2置于氣門15頂部的環(huán)槽d1502內(nèi)；緩沖環(huán)b5置于控制閥下部1頂部的環(huán)槽b107內(nèi)；密封圈a4置于控制閥下部1和控制閥上部9結(jié)合處的環(huán)槽a105內(nèi)；密封圈b14置于氣門15上部與控制閥下部1的下部圓孔a102壁面結(jié)合處的環(huán)槽c1501內(nèi)；控制閥下部1、控制閥上部9、閥芯6和氣門15軸心線重合。

其特征在于所述的控制閥下部1由下殼體101、圓孔a102、低壓油道a103、低壓油道b104、環(huán)槽a105、圓孔b106、環(huán)槽b107、環(huán)臺(tái)108、外螺紋109、調(diào)壓閥安裝孔110、高壓油道111組成，其中環(huán)臺(tái)108位于下殼體101頂部，其外表面布置有外螺紋109，可與控制閥上部9的內(nèi)螺紋906相連接；圓孔b106置于下殼體101中心位置，側(cè)面與高壓油道111相連通，底部與圓孔a102相連通；低壓油道a(103)一側(cè)與油堵a3相連，另一側(cè)與圓孔a102相連通，同時(shí)，低壓油道a(103)還與低壓油道b104相連通；下殼體101在與控制閥上部9和閥芯6接合處分別開(kāi)有環(huán)槽a105和環(huán)槽b107；圓孔a102、圓孔b106和下殼體101軸心線重合。

所述的閥芯6由圓臺(tái)a601、圓盤602、圓臺(tái)b603組成，其中圓盤602位于圓臺(tái)a601與圓臺(tái)b603之間，圓臺(tái)a601位于圓盤602的下表面，圓臺(tái)b603位于圓盤602的上表面，圓臺(tái)a601和圓臺(tái)b603分別與圓盤602固接；圓臺(tái)a601與控制閥下部1的圓孔b106相連；圓臺(tái)b603與控制閥上部9的出油孔904相連；圓盤602上表面還與閥芯復(fù)位彈簧10相連。

所述的控制閥上部9由節(jié)流閥安裝孔901、低壓油道c902、低壓油道d903、出油孔904、圓孔c905、內(nèi)螺紋906、上殼體907組成，其中低壓油道d903一側(cè)與出油孔904相連通，另一側(cè)與油堵b8相連；低壓油道c902與低壓油道d903相連通，同時(shí)其還與節(jié)流閥安裝孔901相連通；上殼體907、出油孔904和圓孔c905三者軸心線重合。

所述的氣門15上部開(kāi)有環(huán)槽c1501、環(huán)槽d1502。

所述的控制閥下部1上的低壓油道b104與控制閥上部9上的低壓油道c902裝配后需連通。

所述的低壓油道a103、低壓油道b104、低壓油道c902、電控節(jié)流閥7、低壓油道d903和出油孔904構(gòu)成低壓油路系統(tǒng)；電控調(diào)壓閥13、高壓油道111和氣門15頂端與圓孔a102壁面圍成的油腔構(gòu)成高壓油路系統(tǒng)。

所述的電磁線圈11，當(dāng)通電后能夠產(chǎn)生磁力，對(duì)閥芯6進(jìn)行吸合，斷電后磁力消失。

所述的閥芯6運(yùn)動(dòng)到最上端時(shí)，圓臺(tái)b603將會(huì)使低壓油道d903完全被遮擋，圓臺(tái)a601將會(huì)使高壓油道111出口完全打開(kāi)，與圓孔b106完全連通；當(dāng)閥芯6運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，圓臺(tái)a601將會(huì)使高壓油道111出口完全遮擋，圓臺(tái)b603將會(huì)使低壓油道d903完全打開(kāi)，與出油孔904完全連通。

所述的閥芯復(fù)位彈簧10和氣門復(fù)位彈簧16裝配時(shí)需具有一定的預(yù)緊力。

本發(fā)明裝置的工作過(guò)程如下：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門需要開(kāi)啟時(shí)，電磁線圈11通電，閥芯6在電磁力的吸引下向上運(yùn)動(dòng)，圓臺(tái)a601從高壓油道111出口移開(kāi)，高壓油道111與圓孔b106連通，低壓油道d903出口被圓臺(tái)b603遮擋；高壓油通過(guò)高壓油道111和圓孔b106進(jìn)入氣門15頂端與圓孔a102壁面圍成的油腔內(nèi)；氣門15頂端油腔內(nèi)的油壓力升高，推動(dòng)氣門15下行，氣門復(fù)位彈簧16被壓縮，氣門開(kāi)啟；當(dāng)氣門15頂端的油壓力與氣門復(fù)位彈簧16力共同作用達(dá)到平衡時(shí)，氣門到達(dá)最大升程。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門需要關(guān)閉時(shí)，電磁線圈11被斷電，閥芯6在閥芯復(fù)位彈簧10作用力下向下運(yùn)動(dòng)，高壓油道111出口被圓臺(tái)a601遮擋，低壓油道d903出口打開(kāi)，與出油孔904連通，氣門15頂端油腔內(nèi)的油壓降低，在氣門復(fù)位彈簧16的推力作用下氣門15上行，氣門關(guān)閉。

需要提前氣門開(kāi)啟正時(shí)時(shí)，提前電磁線圈11通電時(shí)刻；需要推遲氣門開(kāi)啟正時(shí)時(shí)，推后電磁線圈11通電時(shí)刻。

需要增加氣門開(kāi)啟持續(xù)期時(shí)，增大電磁線圈11通電時(shí)間；需要減小氣門開(kāi)啟持續(xù)期時(shí)，降低電磁線圈11通電時(shí)間。

需要增大氣門升程時(shí)，提高高壓油道111入口處電控調(diào)壓閥13的調(diào)壓壓力，進(jìn)而增加氣門15頂端所受到的油壓力和氣門復(fù)位彈簧16的壓縮量；需要減小氣門升程時(shí)，降低高壓油道111入口處電控調(diào)壓閥13的調(diào)壓壓力，進(jìn)而減小氣門15頂端所受到的油壓力和氣門復(fù)位彈簧16的壓縮量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明提供的電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)氣門正時(shí)、氣門開(kāi)啟持續(xù)期和氣門升程的連續(xù)可變，控制靈活；

2.本發(fā)明提供的電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)可兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下性能，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；

3.本發(fā)明提供的電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)無(wú)節(jié)氣門負(fù)荷控制，降低泵氣損失，提高充氣效率以及能實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

4.本發(fā)明提供的電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，易于推廣。

附圖說(shuō)明

圖1是電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是圖1中控制閥下部1的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是圖1中閥芯6的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是圖1中控制閥上部9的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是圖1中氣門15的結(jié)構(gòu)示意圖

其中，1.控制閥下部2.緩沖環(huán)a3.油堵a4.密封圈a5.緩沖環(huán)b6.閥芯7.電控節(jié)流閥8.油堵b9.控制閥上部10.閥芯復(fù)位彈簧11.電磁線圈12.絕緣材料13.電控調(diào)壓閥14.密封圈b15.氣門16.氣門復(fù)位彈簧101.下殼體102.圓孔a103.低壓油道a104.低壓油道b105.環(huán)槽a106.圓孔b107.環(huán)槽b108.環(huán)臺(tái)109.外螺紋110.調(diào)壓閥安裝孔111.高壓油道601.圓臺(tái)a602.圓盤603.圓臺(tái)b901.節(jié)流閥安裝孔902.低壓油道c903.低壓油道d904.出油孔905.圓孔c906.內(nèi)螺紋907.上殼體

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-5對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述：

參照附圖1，2，3，4，5：

本發(fā)明由控制閥下部1、緩沖環(huán)a2、油堵a3、密封圈a4、緩沖環(huán)b5、閥芯6、電控節(jié)流閥7、油堵b8、控制閥上部9、閥芯復(fù)位彈簧10、電磁線圈11、絕緣材料12、電控調(diào)壓閥13、密封圈b14、氣門15、氣門復(fù)位彈簧16組成。

其中，控制閥下部1和控制閥上部9通過(guò)控制閥下部1的外螺紋109和控制閥上部9的內(nèi)螺紋906相連接；

緩沖環(huán)a2置于氣門15頂部的環(huán)槽d1502內(nèi)，為氣門15的落座提供緩沖作用；

油堵a3置于控制閥下部1低壓油道a103外側(cè)，其作用是對(duì)低壓油道a103的外側(cè)出口進(jìn)行密封；

密封圈a4置于控制閥下部1和控制閥上部9結(jié)合處的環(huán)槽a105內(nèi)，對(duì)低壓油道b104和低壓油道c902的結(jié)合處進(jìn)行密封，防止液壓油泄露；

緩沖環(huán)b5置于控制閥下部1頂部的環(huán)槽b107內(nèi)，為閥芯6的落座提供緩沖作用，避免沖擊振動(dòng)；

閥芯6置于控制閥下部1和控制閥上部9之間，可在控制閥上部9的圓孔c905中上下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)閥芯6運(yùn)動(dòng)到最上端時(shí)，圓臺(tái)b603將會(huì)使低壓油道d903完全被遮擋，圓臺(tái)a601將會(huì)使高壓油道111出口完全打開(kāi)，與圓孔b106完全連通；當(dāng)閥芯6運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，圓臺(tái)a601將會(huì)使高壓油道111出口完全遮擋，圓臺(tái)b603將會(huì)使低壓油道d903完全打開(kāi)，與出油孔904完全連通；

電控節(jié)流閥7放置于控制閥上部9的節(jié)流閥安裝孔901內(nèi)，可對(duì)低壓油道c902的有效流通面積進(jìn)行調(diào)整，來(lái)控制低壓油的卸油速度，進(jìn)而對(duì)氣門15的落座速度進(jìn)行調(diào)節(jié)；

油堵b8置于控制閥上部9低壓油道d903外側(cè)，其作用是對(duì)低壓油道d903的外側(cè)出口進(jìn)行密封；

閥芯復(fù)位彈簧10置于閥芯6與控制閥上部9之間，為閥芯6的安裝提供一定預(yù)緊力，并且在電磁線圈11斷電時(shí)可使閥芯6快速回位；

電磁線圈11置于控制閥上部9的圓孔c905內(nèi)，并通過(guò)包裹在外部的絕緣材料12與圓孔c905壁面固接；電磁線圈11通電產(chǎn)生磁力，可將閥芯6吸合，斷電磁力消失，閥芯6在閥芯復(fù)位彈簧10的作用力下向下運(yùn)動(dòng)快速回位；

電控調(diào)壓閥13置于控制閥下部1的高壓油道111入口處的調(diào)壓閥安裝孔110內(nèi)，可對(duì)進(jìn)入高壓油道111的液壓油壓進(jìn)行調(diào)整，從而改變氣門15開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)的推力，調(diào)節(jié)氣門15的升程；

密封圈b14置于氣門15上部與控制閥下部1下部圓孔a102壁面結(jié)合處的環(huán)槽c1501內(nèi)，對(duì)進(jìn)入氣門15頂端與圓孔a102壁面圍成的油腔內(nèi)的液壓油起到密封作用，防止液壓油泄露；

氣門15置于控制閥下部1的下方，且其頂部置于控制閥下部1下部的圓孔a102內(nèi)；

氣門復(fù)位彈簧16為氣門15的安裝提供一定預(yù)緊力，并且在氣門15回位落座時(shí)提供一定的回復(fù)力，保證氣門15運(yùn)動(dòng)的可靠性；

控制閥下部1、控制閥上部9、閥芯6和氣門15軸心線重合；

低壓油道a103、低壓油道b104、低壓油道c902、電控節(jié)流閥7、低壓油道d903和出油孔904構(gòu)成低壓油路系統(tǒng)；

電控調(diào)壓閥13、高壓油道111和氣門15頂端與圓孔a102壁面圍成的油腔構(gòu)成高壓油路系統(tǒng)。

參照附圖1，2：

所述的控制閥下部1由下殼體101、圓孔a102、低壓油道a103、低壓油道b104、環(huán)槽a105、圓孔b106、環(huán)槽b107、環(huán)臺(tái)108、外螺紋109、調(diào)壓閥安裝孔110、高壓油道111組成。

其中下殼體101在與控制閥上部9和閥芯6接合處分別開(kāi)有環(huán)槽a105和環(huán)槽b107；環(huán)槽a105為密封圈a4提供安裝位置，環(huán)槽b107為緩沖環(huán)b5提供安裝位置；

圓孔a102與氣門15上部間隙配合，為氣門15的上下運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向作用；

低壓油道a(103)一側(cè)與油堵a3相連，另一側(cè)與圓孔a102相連通，同時(shí)，低壓油道a(103)還與低壓油道b104相連通；

圓孔b106置于下殼體101中心位置，側(cè)面與高壓油道111相連通，底部與圓孔a102相連通；

環(huán)臺(tái)108位于下殼體101頂部，其外表面布置有外螺紋109，可與控制閥上部9的內(nèi)螺紋906相連接；

圓孔a102、圓孔b106和下殼體101軸心線重合。

參照附圖1，3：

所述的閥芯6由圓臺(tái)a601、圓盤602、圓臺(tái)b603組成。

其中圓盤602位于圓臺(tái)a601與圓臺(tái)b603之間，圓臺(tái)a601位于圓盤602的下表面，圓臺(tái)b603位于圓盤602的上表面；

圓臺(tái)a601和圓臺(tái)b603分別與圓盤602固接；

圓臺(tái)a601與控制閥下部1的圓孔b106相連，圓臺(tái)b603與控制閥上部9的出油孔904相連；圓孔b106和出油孔904分別為圓臺(tái)a601和圓臺(tái)b603的上下運(yùn)動(dòng)提供導(dǎo)向作用；

圓盤602上表面與閥芯復(fù)位彈簧10相連。

參照附圖1，4：

所述的控制閥上部9由節(jié)流閥安裝孔901、低壓油道c902、低壓油道d903、出油孔904、圓孔c905、內(nèi)螺紋906、上殼體907組成。

其中節(jié)流閥安裝孔901為電控節(jié)流閥7提供安裝位置；

低壓油道c902與低壓油道d903相連通，同時(shí)其還與節(jié)流閥安裝孔901相連通；在控制閥上部9與控制閥下部1裝配后低壓油道c902和低壓油道b104相連通；

低壓油道d903一側(cè)與出油孔904相連通，另一側(cè)與油堵b8相連；

上殼體907、出油孔904和圓孔c905三者軸心線重合。

參照附圖1，5：

所述的氣門15上部開(kāi)有環(huán)槽c1501和環(huán)槽d1502。

環(huán)槽c1501為密封圈b14提供安裝位置；

環(huán)槽d1502為緩沖環(huán)a2提供安裝位置。

結(jié)合本發(fā)明裝置各組件及其安裝位置關(guān)系，該電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)式全可變氣門機(jī)構(gòu)技術(shù)方案的具體工作過(guò)程及控制原理如下：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門需要開(kāi)啟時(shí)，電磁線圈11通電，閥芯6在電磁力的吸引下向上運(yùn)動(dòng)，圓臺(tái)a601從高壓油道111出口移開(kāi)，高壓油道111與圓孔b106連通，低壓油道d903出口被圓臺(tái)b603遮擋；高壓油通過(guò)高壓油道111和圓孔b106進(jìn)入氣門15頂端與圓孔a102壁面圍成的油腔內(nèi)；氣門15頂端油腔內(nèi)的油壓力升高，推動(dòng)氣門15下行，氣門復(fù)位彈簧16被壓縮，氣門開(kāi)啟；當(dāng)氣門15頂端的油壓力與氣門復(fù)位彈簧16力共同作用達(dá)到平衡時(shí)，氣門到達(dá)最大升程。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門需要關(guān)閉時(shí)，電磁線圈11被斷電，閥芯6在閥芯復(fù)位彈簧10作用力下向下運(yùn)動(dòng)，高壓油道111出口被圓臺(tái)a601遮擋，低壓油道d903出口打開(kāi)，與出油孔904連通，氣門15頂端油腔內(nèi)的油壓降低，在氣門復(fù)位彈簧16的推力作用下氣門15上行，氣門關(guān)閉。

需要提前氣門開(kāi)啟正時(shí)時(shí)，提前電磁線圈11通電時(shí)刻；需要推遲氣門開(kāi)啟正時(shí)時(shí)，推后電磁線圈11通電時(shí)刻。

需要增加氣門開(kāi)啟持續(xù)期時(shí)，增大電磁線圈11通電時(shí)間；需要減小氣門開(kāi)啟持續(xù)期時(shí)，降低電磁線圈11通電時(shí)間。

需要增大氣門升程時(shí)，提高高壓油道111入口處電控調(diào)壓閥13的調(diào)壓壓力，進(jìn)而增加氣門15頂端所受到的油壓力和氣門復(fù)位彈簧16的壓縮量；需要減小氣門升程時(shí)，降低高壓油道111入口處電控調(diào)壓閥13的調(diào)壓壓力，進(jìn)而減小氣門15頂端所受到的油壓力和氣門復(fù)位彈簧16的壓縮量。