CN102852578B - 一种汽油发动机挺柱 - Google Patents
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Abstract
一种汽油发动机挺柱，用于解决发动机停缸时停止工作汽缸的气门闭合问题。它包括挺柱外壳、挺柱盖和内挺柱，所述挺柱外壳通过螺纹连接结构安装在发动机缸盖上，在挺柱外壳内部套装挺柱盖，所述挺柱盖由凸轮轴驱动在挺柱外壳内腔中上下移动，其外侧壁与挺柱外壳内壁的上部密闭贴合，在挺柱盖内腔中套装内挺柱，所述内挺柱可沿挺柱盖的内壁上下移动，其外侧壁与挺柱盖内壁密闭贴合。本发明配合由ECU控制的发动机停缸技术，使停止工作汽缸的气门保持关闭状态，降低了发动机的排放与油耗，提高了发动机的热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽油发动机挺柱，尤其是一种配合发动机停缸技术的汽油发动机挺柱，属发动机技术领域。
背景技术
为了预留用于爬坡和加速的储备动力，目前乘用车均配备相对大排量的汽油发动机，由于大排量发动机的最佳经济油耗一般与高速大负荷工况匹配，因此带来发动机在日常使用条件下，节气门开度较小，泵气损失大，工作效率低的问题。针对发动机在大部分工况下并非处于最佳经济油耗区工作的情况，减少泵气损失是提高汽油发动机效率的一个重要措施，因此停缸技术逐渐被开发利用。
停缸技术就是当发动机处于常用负荷工况时，发动机中一定数量的汽缸停止工作，使发动机排量减小，此时节气门开度相对增大，泵气损失减小，发动机效率得到很大提升。由于停缸后发动机排量减小，其最佳经济油耗区向常用工况移动，使发动机常用工况在经济油耗区域内。当前主流的停缸技术方案是对停止工作的汽缸断油和停止点火，并使其进、排气门处于关闭状态。其中断油和停止点火通过ECU控制完成，而使停止工作的汽缸气门处于关闭状态需要对配气机构进行结构设计来实现，这也是应用停缸技术的难点，现有技术中采用两段式凸轮轴控制气门动作，但因其执行机构复杂，增加了缸盖的高度，不利于发动机的布置。
发明内容
本发明技术方案以解决上述现有技术问题为目的，提供一种汽油发动机挺柱，它与由发动机ECU控制的停缸技术配合，使停止工作汽缸的气门保持关闭状态，降低发动机的排放与油耗，提高发动机的热效率。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽油发动机挺柱，它包括挺柱外壳、挺柱盖和内挺柱，所述挺柱外壳通过螺纹连接结构安装在发动机缸盖上，在挺柱外壳内部套装挺柱盖，所述挺柱盖由凸轮轴驱动在挺柱外壳内腔中上下移动，其外侧壁与挺柱外壳内壁的上部密闭贴合，在挺柱盖内腔中套装内挺柱，所述内挺柱可沿挺柱盖的内壁上下移动，其外侧壁与挺柱盖内壁密闭贴合。
上述汽油发动机挺柱，所述挺柱外壳上部为外六角装配夹紧面结构，在其下部设有与发动机缸盖配装的外螺纹，在挺柱外壳侧壁上设有与发动机缸盖油道连通的挺柱外壳油道，所述挺柱外壳油道另一端与位于挺柱外壳与挺柱盖之间的储油腔相连。
上述汽油发动机挺柱，所述挺柱盖为套筒结构，在套筒侧壁上左右对称设置锁止销安装孔，所述锁止销安装孔中配装锁止销，所述锁止销为阶梯圆柱体结构，其大直径圆柱体部分与锁止销安装孔密闭贴合。
上述汽油发动机挺柱，所述锁止销将锁止销安装孔分隔为复位弹簧安装腔和高压油腔，所述复位弹簧安装腔中设有锁止销复位弹簧，所述锁止销复位弹簧一端与锁止销大直径端面连接，另一端固定在锁夹上，所述锁夹安装在锁止销安装孔外端的锁夹槽中。
上述汽油发动机挺柱，所述高压油腔与布置在挺柱盖侧壁上的斜油道连通，所述斜油道另一端与位于挺柱外壳与挺柱盖之间的储油腔相连。
上述汽油发动机挺柱，所述内挺柱顶端设有内挺柱复位弹簧，所述内挺柱复位弹簧上端与挺柱盖顶面连接，内挺柱下端与气门配装。
本发明通过ECU控制发动机缸盖油道中的机油压力来改变挺柱高度，在发动机停缸时，使停止工作汽缸的气门处于关闭状态，而不影响其他工作汽缸的正常配气。在发动机处于启动或高速大负荷工况时，ECU控制电磁阀降低缸盖油道内的机油压力，此时在锁止销复位弹簧弹力作用下，锁止销小直径端从锁止销安装孔中伸出，将内挺柱锁止，当挺柱盖与凸轮轴顶尖接触时，内挺柱与挺柱盖一起向下运动，气门开启，然后，配合凸轮轴转动，气门通过气门弹簧回位，发动机气门处于正常开闭工作状态；在发动机处于低速小负荷工况时，ECU控制缸盖油道中机油压力增大，推动锁止销小直径端退回到锁止销安装孔中，解除内挺柱的锁止状态，此种情况下，挺柱盖向下运动时，内挺柱由于受到气门弹簧力的作用（气门弹簧力远远大于内挺住复位弹簧力）与气门及缸盖相对固定，与挺柱盖相对运动，此时挺柱盖仍由凸轮轴驱动，但凸轮型线变化不能使与内挺柱配合的气门与气门座分离，气门一直处于关闭状态，发动机停缸。本发明配合由ECU控制的发动机停缸技术，使停止工作汽缸的气门保持关闭状态，降低了发动机的排放与油耗，提高了发动机的热效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的剖面结构图；
图2是挺柱盖的剖面结构图；
图3是挺柱外壳剖面结构图；
图4是图3的A向视图；
图5是发动机高速大负荷工况下本发明工作状态示意图；
图6是本发明在停缸情况下的工作状态示意图。
图中各标号为：1、挺柱盖，1-1、锁止销安装孔，1-2、斜油道，1-3、锁夹槽，1-4、挺柱盖内腔，2、挺柱外壳，2-1、挺柱外壳油道，2-2、外六角装配夹紧面结构，2-3、挺柱外壳外螺纹，3、内挺柱，4、锁止销，5、内挺柱复位弹簧，6、锁止销复位弹簧，7、锁夹，8、发动机缸盖，8-1、缸盖油道，9、储油腔，10、凸轮，11、气门。
具体实施方式
参看图1，本发明包括挺柱外壳2、挺柱盖1和内挺柱3，所述挺柱外壳2通过螺纹连接结构安装在发动机缸盖8上，在挺柱外壳2内部套装挺柱盖1，所述挺柱盖1由凸轮轴驱动在挺柱外壳2内腔中上下移动，其外侧壁与挺柱外壳2内壁的上部密闭贴合，在挺柱盖内腔1-4中套装内挺柱3，所述内挺柱3可沿挺柱盖1的内壁上下移动，其外侧壁与挺柱盖1内壁密闭贴合。
参看图1、图3、图4，本发明的挺柱外壳2上部为外六角装配夹紧面结构2-2，在其下部设有与发动机缸盖配装的挺柱外壳外螺纹2-3，在挺柱外壳2侧壁上设有与发动机缸盖油道连通的挺柱外壳油道2-1，所述挺柱外壳油道2-1另一端与位于挺柱外壳2与挺柱盖1之间的储油腔9相连。
参看图1、图2，本发明的挺柱盖1为套筒结构，在套筒侧壁上左右对称设置锁止销安装孔1-1，所述锁止销安装孔1-1中配装锁止销4，所述锁止销4为阶梯圆柱体结构，其大直径圆柱体部分与锁止销安装孔1-1密闭贴合。
参看图1，本发明的锁止销4将锁止销安装孔1-1分隔为复位弹簧安装腔和高压油腔，所述复位弹簧安装腔中设有锁止销复位弹簧6，所述锁止销复位弹簧6一端与锁止销大直径部分端面连接，另一端固定在锁夹7上，所述锁夹7安装在锁止销安装孔外端的锁夹槽1-3中。
参看图1、图2，本发明的高压油腔与布置在挺柱盖侧壁上的斜油道1-2连通，所述斜油道1-2另一端与位于挺柱外壳2与挺柱盖1之间的储油腔9相连。
参看图1、图5，本发明的内挺柱3顶端设有内挺柱复位弹簧5，所述内挺柱复位弹簧5上端与挺柱盖1顶面连接，内挺柱3下端与气门11配装。
下面结合具体实施例对本发明工作原理进一步说明：
参看图1～图6，本发明通过ECU控制发动机缸盖油道8-1中的机油压力来改变挺柱高度，在发动机停缸时，使停止工作汽缸的气门11处于关闭状态，而不影响其他工作汽缸的正常配气。在发动机处于启动或高速大负荷工况时，ECU通过电磁阀减小缸盖油道内的机油压力，此时在锁止销复位弹簧6弹力作用下，锁止销4的小直径端从锁止销安装孔1-1中伸出，将内挺柱3锁止，当挺柱盖1与凸轮10顶尖接触时，内挺柱3与挺柱盖1一起向下运动，气门11开启，然后，配合凸轮轴转动，气门11通过气门弹簧回位，发动机气门处于正常开闭工作状态；在发动机处于低速小负荷工况时，ECU控制缸盖油道8-1中机油压力增大，推动锁止销4向外侧移动，锁止销4小头端退回到锁止销安装孔1-1中，解除内挺柱3的锁止状态，内挺柱3向上移动，此时挺柱盖1仍由凸轮轴驱动，但凸轮10型线变化不能使与内挺柱3配合的气门11与气门座分离，气门11一直处于关闭状态，发动机停缸。本发明与发动机停缸技术配合，在停止工作汽缸停止喷油和点火时，使其进排气门始终处于关闭状态；本发明结构紧凑，不增加缸盖的高度，通过对缸盖中的机油压力的控制来调节气门工作状态，可靠性好；本发明方案对发动机缸盖改动小，只需要在原有挺柱孔中加工内螺纹并开设一个横穿的机油道即可，便于在批量生产的机型上推广使用。
Claims (2)
1.一种汽油发动机挺柱，其特征是，它包括挺柱外壳（2）、挺柱盖（1）和内挺柱（3），所述挺柱外壳（2）通过螺纹连接结构安装在发动机缸盖（8）上，在挺柱外壳（2）内部套装挺柱盖（1）；所述挺柱盖（1）由凸轮轴驱动在挺柱外壳（2）内腔中上下移动，其外侧壁与挺柱外壳（2）内壁的上部密闭贴合，在挺柱盖内腔（1-4）中套装内挺柱（3），所述内挺柱（3）可沿挺柱盖（1）的内壁上下移动，其外侧壁与挺柱盖（1）内壁密闭贴合；
所述挺柱外壳（2）上部为外六角装配夹紧面结构（2-2），在其下部设有与发动机缸盖配装的挺柱外壳外螺纹（2-3），在挺柱外壳（2）侧壁上设有与发动机缸盖油道连通的挺柱外壳油道（2-1），所述挺柱外壳油道（2-1）另一端与位于挺柱外壳（2）与挺柱盖（1）之间的储油腔（9）相连；
所述挺柱盖（1）为套筒结构，在套筒侧壁上左右对称设置锁止销安装孔（1-1），所述锁止销安装孔（1-1）中配装锁止销（4），所述锁止销（4）为阶梯圆柱体结构，其大直径圆柱体部分与锁止销安装孔（1-1）密闭贴合；
所述锁止销（4）将锁止销安装孔（1-1）分隔为复位弹簧安装腔和高压油腔，所述复位弹簧安装腔中设有锁止销复位弹簧（6），所述锁止销复位弹簧（6）一端与锁止销大直径部分端面连接，另一端固定在锁夹（7）上，所述锁夹（7）安装在锁止销安装孔外端的锁夹槽（1-3）中；
所述高压油腔与布置在挺柱盖侧壁上的斜油道（1-2）连通，所述斜油道（1-2）另一端与位于挺柱外壳（2）与挺柱盖（1）之间的储油腔（9）相连；
在发动机处于启动或高速大负荷工况时，ECU控制电磁阀降低缸盖油道内的机油压力，此时在锁止销复位弹簧弹力作用下，锁止销小直径端从锁止销安装孔中伸出，将内挺柱锁止，当挺柱盖与凸轮轴顶尖接触时，内挺柱与挺柱盖一起向下运动，气门开启，然后，配合凸轮轴转动，气门通过气门弹簧回位，发动机气门处于正常开闭工作状态；在发动机处于低速小负荷工况时，ECU控制缸盖油道中机油压力增大，推动锁止销小直径端退回到锁止销安装孔中，解除内挺柱的锁止状态，挺柱盖向下运动，内挺柱由于受到气门弹簧力的作用，气门弹簧力远远大于内挺住复位弹簧力，与气门及缸盖相对固定，与挺柱盖相对运动，此时挺柱盖仍由凸轮轴驱动，但凸轮型线变化不能使与内挺柱配合的气门与气门座分离，气门一直处于关闭状态，发动机停缸。
2.根据权利要求1所述的一种汽油发动机挺柱，其特征是，所述内挺柱（3）顶端设有内挺柱复位弹簧（5），所述内挺柱复位弹簧（5）上端与挺柱盖（1）顶面连接，内挺柱（3）下端与气门（11）配装。
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