一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門開啟正時(shí)，開啟升程的靈活控制，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，氣門落座沖擊小，氣門的運(yùn)動(dòng)曲線可以在大范圍內(nèi)自由控制，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況及各種新型燃燒技術(shù)的需求。一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括壓電驅(qū)動(dòng)器，傳動(dòng)塊，液壓缸，安裝在液壓缸上的大活塞和小活塞，以及被大活塞和小活塞密封的液壓腔，與液壓腔相連的單向閥和蓄壓器。當(dāng)需要?dú)忾T開啟時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器在輸入的高電壓作用下，變形伸長(zhǎng)，產(chǎn)生較小的位移推動(dòng)大活塞運(yùn)動(dòng)壓縮液壓腔，推動(dòng)小活塞產(chǎn)生足夠的行程和驅(qū)動(dòng)力使氣門開啟。當(dāng)需要?dú)忾T關(guān)閉時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓較低，氣門在氣門彈簧作用下回位落座。
【專利說明】
一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，具體是發(fā)動(dòng)機(jī)無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特指一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的工作性能對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，排放性等都有著非常重要的影響，在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下，所需要的最佳配氣正時(shí)，進(jìn)氣量等都是有所不同的。而傳統(tǒng)的凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)由于配氣正時(shí)單一，氣門升程固定，只能在某一工作狀態(tài)下滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能最佳的要求，而在其他工況下，凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)無法使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能達(dá)到最優(yōu)。因此，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的工作性能，在凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，得到了可變氣門機(jī)構(gòu)。
[0003]可變氣門機(jī)構(gòu)改善了不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能，在所有可變氣門機(jī)構(gòu)中，對(duì)氣門的配氣正時(shí)和開啟升程可變范圍最大的，是無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。目前的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，大都采用電磁閥，控制液壓油驅(qū)動(dòng)活塞，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)氣門動(dòng)作。通過電磁閥開閉時(shí)刻的不同，工作周期的不同，得到不同的氣門開啟正時(shí)和氣門升程。但在這種系統(tǒng)中，液壓油流出，氣門落座時(shí)沖擊很大，氣門落座速度很難通過電磁閥進(jìn)行控制，只有通過節(jié)流等方式降低落座沖擊，整個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，另外，大部分無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)氣門部分開啟并保持這一升程，要實(shí)現(xiàn)這一目的必須采用更為復(fù)雜，更為精密的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的工作可靠性，同時(shí)提高了整機(jī)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提出一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過ECU控制壓電驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)大活塞下行，壓縮液壓腔中的油液，利用大活塞和小活塞的直徑不同在小活塞上得到多倍放大的驅(qū)動(dòng)行程，直接推動(dòng)氣門開啟；當(dāng)ECU控制輸入壓電驅(qū)動(dòng)器的電壓降低時(shí)，壓電驅(qū)動(dòng)器縮短，氣門在氣門彈簧的作用下回位，推動(dòng)小活塞上行，同時(shí)大活塞在壓電驅(qū)動(dòng)器輸入電壓作用下，控制氣門的落座速度，減小落座沖擊。因此，通過ECU對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器輸入電壓的調(diào)整，可以靈活的控制氣門正時(shí)，氣門升程，得到參數(shù)多變，工作可靠的氣門工作曲線，更好地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作需求。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案如下:
[0006]設(shè)有一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包含液壓缸、蓄壓器、單向閥、大O形密封圈、大活塞、傳動(dòng)塊、壓電驅(qū)動(dòng)器、小O形密封圈、小活塞;其特征在于所述的大O形密封圈裝在大活塞上，所述的小O形密封圈裝在小活塞上，大活塞和小活塞裝在液壓缸上，大活塞和小活塞之間是被密封的液壓腔，液壓腔通過單向閥與蓄壓器相連，壓電驅(qū)動(dòng)器和傳動(dòng)塊緊密接觸，傳動(dòng)塊另一端和大活塞緊密接觸，小活塞與氣門緊密接觸，大活塞和小活塞兩者的直徑比由壓電驅(qū)動(dòng)器的工作行程和氣門的最大開度決定。
[0007]壓電驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓由電控單元E⑶控制，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作需要自由調(diào)節(jié)。
[0008]大活塞與液壓缸之間密封無泄漏，小活塞與液壓缸之間有微量泄漏。
[0009]蓄壓器工作壓力較低，僅用于保證大活塞始終與傳動(dòng)塊緊密接觸，小活塞始終與氣門緊密接觸。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]附圖中標(biāo)注說明:1_氣門2-氣門彈簧3-小活塞4-液壓缸5-蓄壓器6-單向閥7-大O形密封圈8-大活塞9-傳動(dòng)塊10-壓電驅(qū)動(dòng)器11-液壓腔12-小O形密封圈
【具體實(shí)施方式】
[0012]參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0013]如圖1所示，一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含液壓缸(4)、安裝在液壓缸(4)上的單向閥(6)，與單向閥出口相連的蓄壓器(5)，安裝在液壓缸(4)一端的大活塞
(8)，其上裝有大O形密封圈(7)以保證可靠密封無泄漏，安裝在液壓缸(4)另一端的小活塞
(3)，其上裝有小O形密封圈(12)，小活塞(3)與液壓缸(4)之間有微量泄漏，以補(bǔ)償氣門熱脹冷縮，壓電驅(qū)動(dòng)器(10)由ECU控制，通過傳動(dòng)塊(9)與大活塞(8)緊密接觸，小活塞(3)與氣門
(I)緊密接觸，氣門(I)上安裝有氣門彈簧(2)，在大活塞(8)和小活塞(3)之間是被密封的液壓腔(11)，通過單向閥(6)與蓄壓器(5)內(nèi)部低壓油液相通。
[0014]當(dāng)氣門(I)關(guān)閉時(shí)，E⑶控制輸入壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的電壓較低，壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的伸長(zhǎng)量較小，液壓腔(11)內(nèi)壓力較低，單向閥(6)關(guān)閉，傳動(dòng)塊(9)與大活塞(8)緊密接觸，小活塞(3)與氣門(I)緊密接觸，但壓力遠(yuǎn)小于氣門彈簧(2)的作用力。
[0015]當(dāng)需要?dú)忾T(I)開啟時(shí)，E⑶控制輸入壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的電壓較高，壓電驅(qū)動(dòng)器
(10)變形伸長(zhǎng)，通過傳動(dòng)塊(9)推動(dòng)大活塞(8)產(chǎn)生較小的位移，壓縮液壓腔(11)，液壓腔
(II)內(nèi)壓力升高，從而小活塞(3)對(duì)氣門(I)的推力增大，克服氣門彈簧(2)的作用力，使氣門開啟。由于大活塞(8)的直徑遠(yuǎn)大于小活塞(3)的直徑，因此小活塞(3)的行程遠(yuǎn)大于大活塞(8)的位移，而且，壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的響應(yīng)速度快，變形伸長(zhǎng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力大，位移精度高，因此可以精確控制大活塞(8)的位移，進(jìn)而控制小活塞(3)的行程，即氣門(I)的開度。
[0016]當(dāng)需要?dú)忾T(I)部分開啟時(shí)，只要通過ECU控制輸入壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的電壓，壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的變形伸長(zhǎng)量適當(dāng)縮短，從而使大活塞(8)的位移適當(dāng)減小，此時(shí)小活塞(3)SP可使氣門(I)部分開啟。
[0017]當(dāng)氣門(I)開啟到預(yù)定開度時(shí)，ECU保持輸入壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的電壓不變，則壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的變形伸長(zhǎng)量不變，大活塞(8)和小活塞(3)都保持在各自的位置，氣門(I)保持當(dāng)前開度不變，獲得較大的時(shí)面值。
[0018]當(dāng)需要?dú)忾T(I)關(guān)閉時(shí)，ECU控制輸入壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的電壓逐漸降低，則壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的變形伸長(zhǎng)量逐漸減小，此時(shí)氣門(I)在氣門彈簧(2)的作用下，推動(dòng)小活塞(3)回位，小活塞(3)壓縮液壓腔(11)，推動(dòng)大活塞(8)回到初始位置，同時(shí)獲得適當(dāng)?shù)穆渥俣群洼^低的落座沖擊。
[0019]由于大活塞(8)和傳動(dòng)塊(9)始終緊密接觸，小活塞(3)與氣門(I)始終緊密接觸，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)，各機(jī)構(gòu)及氣門(I)等都有一定的熱變形，因此，在小活塞(3)和液壓缸(4)之間有微量泄漏，當(dāng)氣門(I)溫度升高尺寸增加時(shí)，通過小活塞(3)與液壓缸
(4)之間的微量泄漏對(duì)氣門(I)的變形量進(jìn)行補(bǔ)償，保持系統(tǒng)工作穩(wěn)定。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變化，氣門(I)溫度降低尺寸減小時(shí)，在氣門(I)關(guān)閉狀態(tài)下，液壓腔(11)內(nèi)壓力低于蓄壓器
(5)內(nèi)壓力，少量油液經(jīng)過單向閥(6)流入液壓腔(11)，對(duì)氣門(I)的變形量進(jìn)行補(bǔ)償。在正常工作狀態(tài)下，經(jīng)小活塞(3)和液壓缸(4)之間微量泄漏的油液也通過此方法進(jìn)行補(bǔ)充。
[0020]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其他場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包含液壓缸(4)、蓄壓器(5)、單向閥(6)、大O形密封圈(7)、大活塞(8)、傳動(dòng)塊(9)、壓電驅(qū)動(dòng)器(10)、小O形密封圈(12)、小活塞(3);其特征在于所述的大O形密封圈(7)裝在大活塞(8)上，所述的小O形密封圈(12)裝在小活塞(3)上，大活塞(8)和小活塞(3)裝在液壓缸(4)內(nèi)，大活塞(8)和小活塞(3)之間是被密封的液壓腔(U)，液壓腔(11)通過單向閥(6)與蓄壓器(5)相連，壓電驅(qū)動(dòng)器(10)和傳動(dòng)塊(9)緊密接觸，傳動(dòng)塊(9)另一端和大活塞(8)緊密接觸，小活塞(3)與氣門(I)緊密接觸，大活塞(8)和小活塞(3)兩者的直徑比由壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的工作行程和氣門(I)的最大開度決定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于壓電驅(qū)動(dòng)器(10)的輸入電壓由電控單元ECU控制，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作需要自由調(diào)節(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于大活塞(8)與液壓缸(4)之間密封無泄漏，小活塞(3)與液壓缸(4)之間有微量泄漏。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓電驅(qū)動(dòng)的無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于蓄壓器(5)工作壓力較低，僅用于保證大活塞(8)始終與傳動(dòng)塊(9)緊密接觸，小活塞(3)始終與氣門(I)緊密接觸。
【文檔編號(hào)】F01L9/04GK205654389SQ201620321327
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日 公開號(hào)201620321327.3, CN 201620321327, CN 205654389 U, CN 205654389U, CN-U-205654389, CN201620321327, CN201620321327.3, CN205654389 U, CN205654389U
【發(fā)明人】董穎, 常占輝
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)