CN101956584A - 一种具有vvt和vvl***的可变气门机构的驱动油路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，包括VVT油路，凸轮轴轴颈润滑油路，液压间隙调节器油路，VVL***控制油路以及单向阀(6)，所述VVT油路布置在缸盖中间，所述凸轮轴轴颈润滑油路布置在缸盖两侧，所述VVL***控制油路集成在液压间隙调节器油路中，所述单向阀(6)为多个，安装于缸盖的油路上VVT油路入口(4)和VVT***的机油控制阀OCV(11)之间，其在VVT***正常工作时打开，在发动机停机或怠速时关闭。

Description

一种具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构的驱动油路。
背景技术
随着汽车工业的发展，对发动机的性能、油耗以及排放的要求越来越高，可变气门技术已成为衡量发动机性能的标致性关键技术之一。可变气门机构改变了传统发动机中气门正时、气门升程固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳的配气正时、气门升程，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时改善了废气排放。
电磁驱动的气门机构能够对气门升程和气门正时进行瞬时任意控制，但目前也只是处于研究阶段，其成本、NVH、可靠性以及耐久性方面的难题还需要长时间攻克。在传统凸轮驱动的气门机构基础上，开发由液压驱动的同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构成为了各大汽车厂商攻克的焦点之一。现今，可变气门正时(Variable Valve Timing，VVT)技术已经得到了广泛的应用，但是可变气门升程(Variable Valve Lift，VVL)技术的应用还相当有限。两级可变气门升程由于其实现相对于连续可变气门升程简单，使其成为了各厂商优先开发并应用的对象，并有少量产品已经批产。
随着双顶置凸轮轴应用的推广，TYPE2(HLA：液压间隙调节器+RFF：指形滚子摇臂)形式的配气机构由于其自身的优越性，被越来越多的应用于高端发动机，并逐渐成为主流。但是，该形式下的两级可变气门升程机构目前尚未有批产的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构的驱动油路，其应用于TYPE2形式的配气机构中，由液压驱动相位器来实现气门正时的连续可变，由液压驱动两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂来实现气门升程的两级可变，从而进一步提高发动机的性能、降低油耗，改善废气排放。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构的驱动油路，机油从缸体主油道进入缸盖主油道，分流到VVT油路、凸轮轴轴颈润滑油路、液压间隙调节器油路以及VVL控制油路。
所述的VVL控制油路集成在进气液压调节器油路上。
所述的缸体主油道布置在进气侧。
所述的VVT油路直接从缸盖中间进入凸轮轴第一轴承盖，实现了油路的最短和最简化。VVT油路中安装有单向阀，其安装位置位于VVT油路入口和VVT***OCV之间，且单向阀的数量与相位器的数量相同。
由上述技术方案可知，本发明中VVL控制油路集成在进气液压间隙调节器有路中，简化了VVL***的油路结构。同时，缸体主油道布置在进气侧，符合进气侧机油消耗量大的要求，缩短了VVL***控制油路的长度，提高了VVL***的控制速度及精度。
VVT***油路直接从缸盖中间进入凸轮轴第一轴承盖，VVT油路长度缩短，并且减少了油路的变向。使得***的压损减小，响应提高，优化了VVT***的性能。
单向阀安装在VVT油路入口和VVT***OCV之间，当发动机停机或怠速时，单向阀关闭，使得单向阀以后的油路中的机油能够保留在油道中。从而缩短下次工作时单向阀后油路中的机油填充时间以及机油填充量。这样便缩短了VVT停机或怠速后首次工作的响应时间，也降低了发动机启动时液压挺杆异响发生的概率。
具体技术方案如下：
一种具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，包括VVT油路，凸轮轴轴颈润滑油路，液压间隙调节器油路，VVL***控制油路以及单向阀，所述VVT油路布置在缸盖中间，所述凸轮轴轴颈润滑油路布置在缸盖两侧，所述VVL***控制油路集成在液压间隙调节器油路中，所述单向阀为多个，安装于缸盖的油路上VVT油路入口和VVT***的机油控制阀OCV之间，其在VVT***正常工作时打开，在发动机停机或怠速时关闭。
进一步地，所述凸轮轴轴颈润滑油路包括凸轮轴轴颈供油油道和排气凸轮轴轴颈供油油道，凸轮轴轴颈供油油道和排气凸轮轴轴颈供油油道布置在缸盖两侧。
进一步地，所述液压间隙调节器油路包括排气液压间隙调节器油路和进气液压间隙调节器油路，所述VVL***控制油路集成在进气液压间隙调节器油路中。
进一步地，所述凸轮轴轴颈润滑油路连接所述液压间隙调节器油路，并向其供油，所述液压间隙调节器油路连接所述VVL***控制油路，并向其供油。
进一步地，所述VVL***控制油路包括VVL***控制油路入口和VVL***的机油控制阀OCV，该VVL***的机油控制阀OCV控制该油路入口的机油流入进气液压间隙调节器油路或VVL***泄油孔。
进一步地，还包括缸体主油道，缸盖主油道，所述缸体主油道连接缸盖主油道并向其供油，所述缸盖主油道分别连接进气凸轮轴轴颈供油油道、VVT油路入口、排气凸轮轴轴颈供油油道。
进一步地，所述进气凸轮轴轴颈供油油道连接所述排气液压间隙调节器油路和VVL***控制油路入口，所述VVL***控制油路入口连接进气液压间隙调节器油路或VVL***泄油孔，VVL***的机油控制阀OCV对VVL***控制油路入口的流向进行控制。
进一步地，所述VVL***的机油控制阀OCV对VVL***控制油路入口的流向进行控制具体为：
保证进气液压间隙调节器油路在VVL***泄油时达到液压间隙调节器正常工作所需的油压，且不达到VVL***切换所需的油压；
当VVL***OCV控制VVL***控制油路入口处的机油流入进气液压间隙调节器油路，进气液压间隙调节器油路中的高压油驱使两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置运动，实现从低升程到高升程的切换；
当VVL***OCV控制VVL***控制油路入口处的机油流入VVL***泄油孔，进气液压间隙调节器油路中的油压仅能维持液压间隙调节器正常工作，两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置回到初始位置，实现从高升程到低升程的切换。
进一步地，还包括相位器进油孔/回油孔、相位器回油孔/进油孔以及VVT***泄油孔，VVT油路入口通过所述单向阀连接机油控制阀OCV，所述机油控制阀OCV连接由相位器进油孔/回油孔和相位器回油孔/进油孔构成的回路，此处机油驱动相位器工作，并连接至VVT***泄油孔和油底壳。
进一步地，缸盖主油道布置在进气侧。
与目前现有技术相比，本发明：油从缸体主油道进入缸盖主油道，分流到VVT油路、凸轮轴轴颈润滑油路、液压间隙调节器油路以及VVL控制油路。VVL控制油路集成在进气液压间隙调节器有路中，简化了VVL***的油路结构。同时，缸体主油道布置在进气侧，符合进气侧机油消耗量大的要求，缩短了VVL***控制油路的长度，提高了VVL***的控制速度及精度。VVT油路布置在缸盖中间，液压挺杆油路和凸轮轴油路布置在缸盖两侧，实现了VVT油路的最短和最简化。
缸盖的油路上安装有两个单向阀，减小了发动机启动时VVT的机油消耗量，从而减少了VVT工作时的机油填充时间，提高了VVT***的响应速度。同时使得机油能够更快地到达液压挺杆中，减小了发动机的启动噪声。
附图说明
图1是本发明的油路示意图；
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
如图1、图2所示，一种同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构的驱动油路，机油经由缸体主油道1流至缸盖主油道2处，继而分别流入进气凸轮轴轴颈供油油道5、VVT油路入口4、排气凸轮轴轴颈供油油道7。进气凸轮轴轴颈供油油道5里的机油，进一步流入排气液压间隙调节器油路12以VVL***控制油路入口13。VVT油路入口4布置在缸盖中间，VVT油路中安装有单向阀6，其安装位置位于VVT油路入口4和VVT***OCV11之间，且单向阀6的数量与相位器数量相同。
所述的VVL***控制油路入口13处的机油，经VVL***OCV14控制其是流入进气液压间隙调节器油路15还是流入VVL***泄油孔16。VVL***OCV14保证进气液压间隙调节器油路15能够在VVL***泄油时达到液压间隙调节器正常工作所需的油压，又不会达到VVL***切换所需的油压。当VVL***OCV14控制VVL***控制油路入口13处的机油流入进气液压间隙调节器油路15时，进气液压间隙调节器油路15中的高压油将驱使两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置运动，从而实现从低升程到高升程的切换；当VVL***OCV14控制VVL***控制油路入口13处的机油流入VVL***泄油孔16时，进气液压间隙调节器油路15中的油压仅能维持液压间隙调节器正常工作，两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置将回到初始位置，实现从高升程到低升程的切换。
本实施例只针对VVL***的控制油路，不涉及两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂的内部具体结构，也不涉及VVL***OCV14内部具体结构。
所述的VVT油路入口4处的机油，经由单向阀6流入VVT***OCV11的环形入油孔，通过由进油孔或回油孔8和回油孔或进油孔9组成的回路，驱动相位器工作，最终流入泄油孔10，回到油底壳中。
综上所述，VVT油路入口4布置在缸盖中间，进气凸轮轴轴颈供油油道5和排气凸轮轴轴颈供油油道7布置在缸盖两侧，缸盖主油道1布置在进气侧，进气液压间隙调节器油路15和排气液压间隙调节器油路12与进气凸轮轴轴颈供油油道5相连，这样的油路布置更加合理，满足了凸轮轴各轴颈的润滑以及液压间隙调节器工作用油的需求，同时在进气液压间隙调节器油路中集成了VVL***控制油路，VVL***的控制油路不需要单独设置，得到了简化，VVL***响应迅速、准确。VVT***油路得到了最大的优化，油路变向最少，机油进入相位器的距离最短。这样便加快了相位器的充油速度，相位器入口油压相对于主油道油压的压降最小，提高了相位器的响应速度以及工作稳定性。从而，发动机工作平稳，性能、油耗及排放更容易达到理论目标要求。
特别是当发动机停机或怠速时，单向阀6关闭，使得单向阀6以后的油路中的机油能够保留在油道中。从而缩短下次工作时单向阀6后油路中的机油填充时间以及机油填充量。配合优化后的VVT***油路，缩短了VVT停机或怠速后首次工作的响应时间，也降低了发动机启动时液压挺杆异响发生的概率。
本实施例应用于V形发动机时，其对发动机性能、油耗以及排放的改善效果更加明显。
作为本实施例的优选方案，整个油路中需要密封的油孔采用钢球密封，便于节约成本、提高生产效率。同时不排除使用丝堵或其他结构进行密封。
作为本实施例的优选方案，对于正时链传动的发动机，VVT***OCV11与正时前罩盖之间采用密封圈进行密封。
作为本实施例的优选方案，所述的单向阀6采用过盈装配装入缸盖上的VVT油路入口4的油道中。过盈装配工艺简单，装配效率高且连接可靠。
进一步地，一种同时具有VVT和VVL技术的可变气门机构的驱动油路，具有缸体主油道1、缸盖主油道2、工艺孔油路3、VVT油路入口4、进气凸轮轴轴颈供油油道5、机油由单向阀6、排气凸轮轴轴颈供油油道7、相位器进油孔或回油孔8、相位器回油孔或进油孔9、VVT***泄油孔10、VVT***OCV11、排气液压间隙调节器油路12、VVL***控制油路入口(13)、VVL***OCV14、进气液压间隙调节器油路15、VVL***泄油孔16。
机油经由缸体主油道1流至缸盖主油道2处，继而分别流入进气凸轮轴轴颈供油油道5、VVT油路入口4、排气凸轮轴轴颈供油油道7。
进气凸轮轴轴颈供油油道5里的机油，进一步流入排气液压间隙调节器油路12以及VVL***控制油路入口13。VVL***控制油路入口13处的机油，经VVL***OCV14控制其流入进气液压间隙调节器油路15或VVL***泄油孔16。
VVT油路入口4处的机油由单向阀6进入VVT***OCV11的环形入油孔，通过由相位器进油孔或回油孔8和相位器回油孔或进油孔9组成的回路，驱动相位器工作，最终流入VVT***泄油孔10，回到油底壳中。
VVT油路入口4布置在缸盖中间，VVT***OCV11安装在缸盖前端面上。
进气凸轮轴轴颈供油油道5布置在离缸体主油道1较近处。
VVT油路中安装有单向阀6，其安装位置位于VVT油路入口4和VVT***OCV11之间。
采用端面进油的VVL***OCV14，控制方式为开关控制。
采用中间侧面进油的VVT***OCV11，控制方式为PID控制。
对于正时链传动的发动机，VVT***OCV11与正时前罩盖之间采用密封圈进行密封。
排气凸轮轴轴颈供油油道7布置在离缸体主油道1较远处。
进、排气VVT油路分别都安装有单向阀6，其个数与相位器数量相同。
单向阀6与VVT油路入口4采用过盈装配固定。
工艺孔油路3采用丝堵或钢球进行密封。
机油经由缸体主油道流至缸盖主油道处，继而分别流入进气凸轮轴轴颈供油油道、VVT油路入口、排气凸轮轴轴颈供油油道。进气凸轮轴轴颈供油油道里的机油，进一步流入排气液压间隙调节器油路以VVL***控制油路入口。VVT油路入口布置在缸盖中间，VVT油路中安装有单向阀，其安装位置位于VVT油路入口和VVT***OCV之间，且单向阀的数量与相位器数量相同。VVL***控制油路入口处的机油，经VVL***OCV控制其是流入进气液压间隙调节器油路还是流入VVL***泄油孔。VVL***OCV保证进气液压间隙调节器油路能够在VVL***泄油时达到液压间隙调节器正常工作所需的油压，又不会达到VVL***切换所需的油压。当VVL***OCV控制VVL***控制油路入口处的机油流入进气液压间隙调节器油路时，进气液压间隙调节器油路中的高压油将驱使两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置运动，从而实现从低升程到高升程的切换；当VVL***OCV控制VVL***控制油路入口处的机油流入VVL***泄油孔时，进气液压间隙调节器油路中的油压仅能维持液压间隙调节器正常工作，两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置将回到初始位置，实现从高升程到低升程的切换。VVT油路入口处的机油，经由单向阀流入VVT***OCV的环形入油孔，通过由进油孔或回油孔和回油孔或进油孔组成的回路，驱动相位器工作，最终流入泄油孔，回到油底壳中。
本实施例应用于TYPE2形式的配气机构中，由液压驱动相位器来实现气门正时的连续可变，由液压驱动两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂来实现气门升程的两级可变，从而进一步提高发动机的性能、降低油耗，改善废气排放。
在缸盖的油路上安装有两个单向阀，安装位置位于VVT油路入口和VVT***OCV之间，且距离VVT***OCV较近。该单向阀在VVT正常工作时打开，但在发动机停机或怠速时关闭。这样可以使发动机停机或怠速时，VVT油路中位于单向阀之后的油路中的机油仍保留在油路和油腔中，从而减少了VVT下次工作时的机油填充时间，提高了VVT***的响应速度。同时减小了发动机启动时VVT的机油消耗量，使得机油能够更快地到达液压挺杆中，减小了发动机的启动噪声。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，包括VVT油路，凸轮轴轴颈润滑油路，液压间隙调节器油路，VVL***控制油路以及单向阀(6)，所述VVT油路布置在缸盖中间，所述凸轮轴轴颈润滑油路布置在缸盖两侧，所述VVL***控制油路集成在液压间隙调节器油路中，所述单向阀(6)为多个，安装于缸盖的油路上VVT油路入口(4)和VVT***的机油控制阀OCV(11)之间，其在VVT***正常工作时打开，在发动机停机或怠速时关闭。
2.如权利要求1所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述凸轮轴轴颈润滑油路包括凸轮轴轴颈供油油道(5)和排气凸轮轴轴颈供油油道(7)，凸轮轴轴颈供油油道(5)和排气凸轮轴轴颈供油油道(7)布置在缸盖两侧。
3.如权利要求1或2所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述液压间隙调节器油路包括排气液压间隙调节器油路(12)和进气液压间隙调节器油路(15)，所述VVL***控制油路集成在进气液压间隙调节器油路(15)中。
4.如权利要求1-3中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述凸轮轴轴颈润滑油路连接所述液压间隙调节器油路，并向其供油，所述液压间隙调节器油路连接所述VVL***控制油路，并向其供油。
5.如权利要求1-4中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述VVL***控制油路包括VVL***控制油路入口(13)和VVL***的机油控制阀OCV(14)，该VVL***的机油控制阀OCV(14)控制该油路入口的机油流入进气液压间隙调节器油路或VVL***泄油孔。
6.如权利要求1-5中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，还包括缸体主油道(1)，缸盖主油道(2)，所述缸体主油道(1)连接缸盖主油道(2)并向其供油，所述缸盖主油道(2)分别连接进气凸轮轴轴颈供油油道(5)、VVT油路入口(4)、排气凸轮轴轴颈供油油道(7)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述进气凸轮轴轴颈供油油道(5)连接所述排气液压间隙调节器油路(12)和VVL***控制油路入口(13)，所述VVL***控制油路入口(13)连接进气液压间隙调节器油路(15)或VVL***泄油孔(16)，VVL***的机油控制阀OCV(14)对VVL***控制油路入口(13)的流向进行控制。
8.如权利要求7所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，所述VVL***的机油控制阀OCV(14)对VVL***控制油路入口(13)的流向进行控制具体为：
保证进气液压间隙调节器油路(15)在VVL***泄油时达到液压间隙调节器正常工作所需的油压，且不达到VVL***切换所需的油压；
当VVL***OCV(14)控制VVL***控制油路入口(13)处的机油流入进气液压间隙调节器油路(15)，进气液压间隙调节器油路(15)中的高压油驱使两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置运动，实现从低升程到高升程的切换；
当VVL***OCV(14)控制VVL***控制油路入口(13)处的机油流入VVL***泄油孔(16)，进气液压间隙调节器油路(15)中的油压仅能维持液压间隙调节器正常工作，两级液压间隙调节器或两级指形滚子摇臂中的切换装置回到初始位置，实现从高升程到低升程的切换。
9.如权利要求1-8中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，还包括相位器进油孔/回油孔(8)、相位器回油孔/进油孔(9)以及VVT***泄油孔(10)，VVT油路入口(4)通过所述单向阀(6)连接机油控制阀OCV(11)，所述机油控制阀OCV(11)连接由相位器进油孔/回油孔(8)和相位器回油孔/进油孔(9)构成的回路，此处机油驱动相位器工作，并连接至VVT***泄油孔(10)和油底壳。
10.如权利要求1-9中任一项所述的具有VVT和VVL***的可变气门机构的驱动油路，其特征在于，缸盖主油道(1)布置在进气侧。
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