專利名稱：柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電液控制可變配氣裝置，尤其涉及柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用機(jī)械式凸輪軸驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門的配氣機(jī)構(gòu)。氣 門的運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲軸與凸輪軸，凸輪軸與各氣門之間的機(jī)械傳動(dòng)來(lái)控制定時(shí)。長(zhǎng)期以來(lái)，這種 機(jī)械式機(jī)構(gòu)被證明是簡(jiǎn)單、有效和可靠的，并且費(fèi)用相對(duì)低廉。然而，這種氣門機(jī)構(gòu)在氣門 的開(kāi)啟時(shí)刻，開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間和氣門升程等參數(shù)上是固定不變的，無(wú)法在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中進(jìn)行調(diào) 節(jié)，工作缺乏柔性。而這些固定不變的氣門運(yùn)行參數(shù)只能通過(guò)各種不同的配氣相位試驗(yàn)，從 中選取兼顧各種工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一種折衷方案，不能在各種情況下提供最佳正時(shí)，發(fā)動(dòng) 機(jī)性能潛力不能得到充分發(fā)揮。由于這種折衷能滿足內(nèi)燃機(jī)大部分工況的基本要求，所以被 認(rèn)為是可行的。但是20世紀(jì)80年代以來(lái)，能源和環(huán)境問(wèn)題閂益突出，社會(huì)對(duì)燃油的經(jīng)濟(jì)性和 有害排放物的要求R益嚴(yán)格，如何改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、提高熱效率和減少有害排放越來(lái)越受 到關(guān)注，這就要求對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。
配氣相位直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣性能，對(duì)燃燒過(guò)程的優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用。配 氣相位的選擇要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的高速功率、低速扭矩、怠速油耗、部分負(fù)荷下的燃油經(jīng)濟(jì)性、 低速平穩(wěn)性和廢氣排放等問(wèn)題。為了獲得較好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，配氣相位應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的 變化而變化。發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和大負(fù)荷下需要較大的氣門重疊角和進(jìn)氣門關(guān)閉角，以便得到較
高的功率輸出；反之，在怠速和低速小負(fù)荷下則需要較小的進(jìn)氣門關(guān)閉角和氣門重疊角，以
便得到較好的怠速平穩(wěn)性和廢氣排放性能。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作者針對(duì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，改良了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系
統(tǒng)，出現(xiàn)了廢氣再循環(huán)(EGR)和后處理技術(shù)，然而伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物的減少，卻導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)效率的降低，而當(dāng)采用高增壓壓力時(shí)可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)最高爆發(fā)壓力過(guò)高。可變配 氣技術(shù)可以通過(guò)改變氣門開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)刻實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的一定工況下，可以利 用壓縮沖程中，延遲進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，使一部分已經(jīng)進(jìn)入氣缸的氣體重新進(jìn)入進(jìn)氣岐管， 并在渦輪增壓的作用下保持一定的氣壓，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率可以大大增加并降低泵吸損失。 這樣就造成了實(shí)際上的壓縮空氣沒(méi)有進(jìn)氣時(shí)的多從而降低壓縮比，造成膨脹比大于壓縮比， 減小發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最高爆發(fā)壓力。
與固定配氣相位相比，可變配氣相位則可以在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下， 提供最佳的氣門開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)刻或升程，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣性能，較好的滿足發(fā)動(dòng)機(jī) 在高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷與小負(fù)荷時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、廢氣排放的要求，整體提高發(fā)動(dòng)機(jī) 綜合性能。現(xiàn)代高科技的發(fā)展已將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能、增效、低排放作為"節(jié)能一高效一環(huán) 保" 一體化課題進(jìn)行綜合研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。配氣相位固定不變的限制已越來(lái)越顯得不適應(yīng)時(shí) 代要求，為此，可變氣門技術(shù)已成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研究重點(diǎn)方向之一。
可變配氣技術(shù)由于自身的優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視，國(guó)外研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究， 出現(xiàn)了很多種可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，有些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氣門參數(shù)可變的功能，但只有少數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、成本較低的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，大多數(shù)可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由于成本較高或者可靠性的問(wèn) 題，僅處于實(shí)驗(yàn)階段?，F(xiàn)有產(chǎn)品中的可變配氣機(jī)構(gòu)以改變凸輪軸的相位為主要方式，對(duì)原發(fā) 動(dòng)機(jī)的改動(dòng)都比較大，多見(jiàn)于小功率汽油機(jī)。由于大功率柴油機(jī)進(jìn)排氣凸輪軸分為"頂置" 和"側(cè)底置"兩種，由于"側(cè)底置"凸輪軸使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，目前應(yīng)用十分 廣泛，通常它的進(jìn)排氣門由同一凸輪軸驅(qū)動(dòng)，很難使進(jìn)排氣門分別進(jìn)行調(diào)整，所以大功率柴 油機(jī)的可變氣門技術(shù)有待開(kāi)發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服己有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種既對(duì)材料和加工設(shè)備的要求不 高，對(duì)原柴油機(jī)改動(dòng)小，同時(shí)又能可靠實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門正時(shí)與升程連續(xù)靈活可變的柴油機(jī)電 液控制可變配氣裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是柴油機(jī)龜'液控制可變配氣裝置，它包 括可調(diào)穩(wěn)定壓力源，它還包括其進(jìn)油口通過(guò)供油管線與所述的可調(diào)穩(wěn)定壓力源相連的兩位兩 通電磁閥、與所述的電磁閥相連的電控單元、氣門搖臂、液壓推桿總成，所述的液壓推桿總 成包括一個(gè)推桿、壓力室、設(shè)置在所述的壓力室內(nèi)與所述的推桿相連的液壓活塞，所述的氣 門搖臂為能夠繞搖臂軸運(yùn)動(dòng)的杠桿結(jié)構(gòu)，其一端壓在所述的活塞上，另一端壓在氣門上，所 述的壓力室通過(guò)管線與所述的電磁閥的出油口相連通。
本實(shí)用新型的有益效果是，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制調(diào)整方便；對(duì)液壓推桿偶件的加工精度 及材料力學(xué)性能沒(méi)有太高要求，元件的使用壽命長(zhǎng)；正時(shí)與升程能夠連續(xù)靈活調(diào)整；可在普 通發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有推桿基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，對(duì)原機(jī)改動(dòng)小，易于實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。


附圖是本實(shí)用新型的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如附圖所示的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，它包括可調(diào)穩(wěn)定壓力源3，它還包括其進(jìn) 油口通過(guò)供油管線與所述的可調(diào)穩(wěn)定壓力源相連的兩位兩通電磁閥2、與所述的電磁閥2相連 的電控單元4、氣門搖臂7、液壓推桿總成l，所述的液壓推桿總成包括一個(gè)推桿、壓力室5、 設(shè)置在所述的壓力室5內(nèi)與所述的推桿相連的液壓活塞6，所述的氣門搖臂7為能夠繞搖臂軸 運(yùn)動(dòng)的杠桿結(jié)構(gòu)，其一端壓在所述的活塞6內(nèi)，另一端壓在氣門8上。所述的壓力室通過(guò)管線 與所述的電磁閥的出油口相連通?？烧{(diào)穩(wěn)定壓力源可以包括液壓油泵、調(diào)壓閥及穩(wěn)壓器，穩(wěn) 壓器可以是任何形式的穩(wěn)壓裝置，也可以借用足夠容積的油道起到穩(wěn)壓作用，所述的可調(diào)穩(wěn) 定壓力源可以由液壓油泵、穩(wěn)壓器相連構(gòu)成，所述的穩(wěn)壓器上設(shè)置有調(diào)壓閥，所述的穩(wěn)壓器 的出油口通過(guò)供油管線與所述的兩位兩通電磁閥的進(jìn)油口相連。所述可的液壓油泵可為齒輪 泵、柱塞泵、轉(zhuǎn)子泵及葉片泵中的任一種。所述電控單元可以是專用的控制部件，也可將控 制功能集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)內(nèi)。所述的液壓推桿總成l可由發(fā)動(dòng)機(jī)原機(jī)推桿進(jìn)行改裝而成。
本實(shí)用新型的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置包括兩種工作模式 一種是帶凸輪軸的工作 模式， 一種是不帶凸輪軸的工作模式。 1.帶凸輪軸工作模式
該裝置在配合凸輪軸的工作模式下，當(dāng)系統(tǒng)不工作的時(shí)候，所述電控單元4控制所述兩
位兩通電磁閥2保持常閉狀態(tài)，所述可調(diào)穩(wěn)定壓力源3輸送的機(jī)油直接回到供油油箱，所述液 壓推桿總成1隨發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸9旋轉(zhuǎn)進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)排氣門按照原機(jī)的定時(shí)與升程進(jìn) 行動(dòng)作，此時(shí)液壓活塞6處于最低位，推桿長(zhǎng)度最小，氣門8按照凸輪型線移動(dòng)。
當(dāng)所述液壓推桿總成l在隨發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)所述電控 單元4控制所述兩位兩通電磁閥2在設(shè)定的某一時(shí)刻開(kāi)啟向活塞室內(nèi)供油，使活塞室內(nèi)壓力迅 速并高，當(dāng)壓力大于氣門彈簧力時(shí)，所述液壓活塞6在活塞室內(nèi)上行，所述的液壓推桿總成l 長(zhǎng)度增大；當(dāng)所述液壓推桿總成l在同一個(gè)配氣循環(huán)中，通過(guò)所述電控單元4控制兩位兩通電 磁閥2在另一時(shí)刻切斷向活塞室內(nèi)供油，并使活塞室與供油油箱聯(lián)通，活塞室內(nèi)機(jī)油在氣門 彈簧力作用下壓回供油油箱，使活塞室內(nèi)壓力迅速降低，所述液壓推桿總成l迅速恢復(fù)至原 長(zhǎng)度，完成發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)配氣循環(huán)內(nèi)正時(shí)與升程的調(diào)整。 2.不帶凸輪軸工作模式
該裝置在不帶凸輪軸獨(dú)立的工作模式下，所述液壓推桿總成l可置于任何能夠使發(fā)動(dòng)機(jī) 氣門進(jìn)行動(dòng)作的位置，所述電控單元4通過(guò)控制兩位兩通電磁閥2在設(shè)定的某一時(shí)刻開(kāi)啟向活 塞室內(nèi)供油，使活塞室內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力大于氣門彈簧力時(shí)，所述液壓推桿總成l長(zhǎng)度增 大，氣門開(kāi)啟；當(dāng)所述液壓推桿總成l在同一個(gè)配氣循環(huán)中，通過(guò)電控單元4控制兩位兩通電 磁閥2在設(shè)定的另一時(shí)刻切斷向活塞室內(nèi)供油，活塞室內(nèi)機(jī)油由于氣門彈簧彈力作用壓回機(jī) 油箱，使活塞室內(nèi)壓力降低，所述的液壓推桿總成l恢復(fù)至原長(zhǎng)度，氣門關(guān)閉，完成一次氣 門動(dòng)作。
本發(fā)明的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，由電控單元4根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)精確控制， 通過(guò)適時(shí)調(diào)整兩位兩通電磁閥2開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻，可靈活調(diào)整液壓推桿總成l中活塞室中的進(jìn)油與斷油，通過(guò)改變液壓推桿總成l的長(zhǎng)度，靈活調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣的定時(shí)與升程，從而 調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)配氣到最佳狀態(tài)。
本發(fā)明的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于
1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)原機(jī)改動(dòng)小，可實(shí)現(xiàn)低成本制造；
2. 由于對(duì)可調(diào)穩(wěn)定壓力源的壓力要求不高(只需5 10MPa)，液壓油泵所需的驅(qū)動(dòng)功率 小，故系統(tǒng)的功耗小；
3. 該系統(tǒng)分別作用于發(fā)動(dòng)機(jī)各缸，可實(shí)現(xiàn)各缸進(jìn)排氣的相互獨(dú)立調(diào)整，也可實(shí)現(xiàn)其中某 單缸或者某幾缸進(jìn)排氣調(diào)整，最大限度的發(fā)揮進(jìn)排氣相位與升程可變的靈活性，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī) 的性能；
4. 該系統(tǒng)通過(guò)電控系統(tǒng)靈活控制，可通過(guò)査詢發(fā)動(dòng)機(jī)工作的全歷程各種工況下的控制 MAP圖，實(shí)時(shí)的將進(jìn)排氣調(diào)整到最佳狀態(tài)；
5. 系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單方便，只需要對(duì)一個(gè)兩位兩通電磁閥進(jìn)行時(shí)序控制就可使系統(tǒng)滿足發(fā)動(dòng) 機(jī)氣門正時(shí)與升程連續(xù)可變的要求；
6. 采用不帶凸輪軸的獨(dú)立工作模式時(shí)，可取消發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸，減少發(fā)動(dòng)機(jī)損失在配氣機(jī) 構(gòu)上功耗。
權(quán)利要求1.柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，它包括可調(diào)穩(wěn)定壓力源，其特征在于它還包括其進(jìn)油口通過(guò)供油管線與所述的可調(diào)穩(wěn)定壓力源相連的兩位兩通電磁閥、與所述的電磁閥相連的電控單元、氣門搖臂、液壓推桿總成，所述的液壓推桿總成包括一個(gè)推桿、壓力室、設(shè)置在所述的壓力室內(nèi)與所述的推桿相連的液壓活塞，所述的氣門搖臂為能夠繞搖臂軸運(yùn)動(dòng)的杠桿結(jié)構(gòu)，其一端壓在所述的活塞上，另一端壓在氣門上，所述的壓力室通過(guò)管線與所述的電磁閥的出油口相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，其特征在于所述的可調(diào)穩(wěn)定 壓力源由液壓油泵、穩(wěn)壓器相連構(gòu)成，所述的穩(wěn)壓器上設(shè)置有調(diào)壓阓，所述的穩(wěn)壓器的出油 口通過(guò)供油管線與所述的兩位兩通電磁閥的進(jìn)油口相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，其特征在于所述的液壓油 泵為齒輪泵、柱塞泵、轉(zhuǎn)子泵及葉片泵中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，其特征在于所述的電控單元 為獨(dú)立的控制部件或?qū)⒖刂乒δ芗稍诎l(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了柴油機(jī)電液控制可變配氣裝置，它包括可調(diào)穩(wěn)定壓力源，它還包括其進(jìn)油口通過(guò)供油管線與所述的可調(diào)穩(wěn)定壓力源相連的兩位兩通電磁閥、與電磁閥相連的電控單元、氣門搖臂、液壓推桿總成，液壓推桿總成包括一個(gè)推桿、壓力室、設(shè)置在所述的壓力室內(nèi)與所述的推桿相連的液壓活塞，氣門搖臂為能夠繞搖臂軸運(yùn)動(dòng)的杠桿結(jié)構(gòu)，其一端壓在所述的活塞上，另一端壓在氣門上，壓力室通過(guò)管線與所述的電磁閥的出油口相連通。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制調(diào)整方便；對(duì)液壓推桿偶件的加工精度及材料力學(xué)性能沒(méi)有太高要求，元件的使用壽命長(zhǎng)；正時(shí)與升程能夠連續(xù)靈活調(diào)整；可在普通發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有推桿基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，對(duì)原機(jī)改動(dòng)小，易于實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)F01L1/20GK201162550SQ20072009831
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者崔振興, 洋 李, 蘇萬(wàn)華, 裴毅強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)