CN115111022A - 一种无凸轮电液驱动气门装置 - Google Patents

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孙亚奇
王小慧
刘玉婷
高丽英
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Abstract

本发明提供了一种无凸轮电液驱动气门装置，包括气门驱动阀、活塞、回位弹簧、气门本体、气门盒和驱动油缸，驱动油缸一端安装有气门驱动阀，驱动油缸另一端安装至气门盒，驱动油缸内部安装有活塞，活塞的一端位于驱动油缸内部，活塞另一端***气门盒，且与气门盒内部的气门本体一端相接触，气门本体靠近活塞的一端设有回位弹簧。本发明所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，本装置可随工况独立灵活调整换气相位、开启持续期、气门升程，使得发动机各个稳定工况的换气过程达到最优；本装置能精确控制气门运动，通过对气门开启末端和落座过程中的液压油流通截面积的精确设计，控制气门落座速度，来实现气门软着陆。

Description

一种无凸轮电液驱动气门装置
技术领域
本发明属于发动机驱动气门技术领域，尤其是涉及一种无凸轮电液驱动气门装置。
背景技术
柴油机提高功率密度、节能减排的核心是提高热效率，其关键是组织好换气过程、喷油过程和燃烧过程，同时减少各种损失。当前柴油机高压共轨***喷油压力可达200MPa以上，继续提高喷油压力对发动机性能提升十分有限。而燃烧三大要素中换气过程仍普遍保留了传统凸轮驱动的固定方式，在面工况下难以获得最优的充气与燃烧效率。同时，随着转速的不断提升，柴油机高速换气不足与低速泵气损失过大的矛盾突显。目前常用的可调气门正时VVT和VVL技术仍然存在一定耦合关系，属于对应技术条件下的最佳折衷，但很难从根本改善发动机的配气性能、提高燃油的燃烧效率。
无凸轮配气机构驱动形式中，电磁机构运动的动力学特性很差，气门落座冲击大；电气驱动机构使用空气作为驱动介质有利于提高空气驱动的响应速度，但是由空气的压缩性很大，很难精确控制，并且需要独立供气***。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种无凸轮电液驱动气门装置，以解决现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无凸轮电液驱动气门装置，包括气门驱动阀、活塞、回位弹簧、气门本体、气门盒和驱动油缸，所述驱动油缸一端安装有气门驱动阀，且气门驱动阀信号连接至控制***，所述驱动油缸另一端安装至气门盒，所述驱动油缸内部安装有活塞，所述活塞的一端位于驱动油缸内部，活塞另一端***气门盒，且与气门盒内部的气门本体一端相接触，所述气门本体靠近活塞的一端设有回位弹簧，所述回位弹簧亦安装至气门盒内部。
进一步的，还包括供油***，所述驱动油缸安装有气门驱动阀的一端连接至供油***，供油***用于给驱动油缸供油。
进一步的，还包括压力传感器，所述压力传感器安装至驱动油缸内，所述压力传感器信号连接至控制***。
进一步的，还包括导向套，所述导向套套设于气门本体外壁中部，且导向套位于回位弹簧一侧。
进一步的，还包括进油油路高频电磁阀，所述进油油路高频电磁阀安装至供油***的进油油路上，所述进油油路高频电磁阀信号连接至控制***。
进一步的，还包括回油油路高频电磁阀，所述回油油路高频电磁阀安装至供油***的回油油路上，所述回油油路高频电磁阀信号连接至控制***。
相对于现有技术，本发明所述的一种无凸轮电液驱动气门装置具有以下优势：
(1)本发明所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，本装置可随工况独立灵活调整换气相位、开启持续期、气门升程，使得发动机各个稳定工况的换气过程达到最优；本装置能精确控制气门运动，通过对气门开启末端和落座过程中的液压油流通截面积的精确设计，控制气门落座速度，来实现气门软着陆。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的结构原理示意图。
附图标记说明：
1、气门驱动阀；2、压力传感器；3、活塞；4、回位弹簧；5、导向套；6、气门本体；7、气门盒；8、驱动油缸；9、进油油路高频电磁阀；10、回油油路高频电磁阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图2所示，一种无凸轮电液驱动气门装置，包括气门驱动阀1、活塞3、回位弹簧4、气门本体6、气门盒7和驱动油缸8，所述驱动油缸8一端安装有气门驱动阀1，且气门驱动阀1信号连接至控制***，所述驱动油缸8另一端安装至气门盒7，所述驱动油缸8内部安装有活塞3，所述活塞3的一端位于驱动油缸8内部，活塞3另一端***气门盒7，且与气门盒7内部的气门本体6一端相接触，所述气门本体6靠近活塞3的一端设有回位弹簧4，所述回位弹簧4亦安装至气门盒7内部，所述控制***为现有技术，可以为现有的PLC或者工控机。本装置可随工况独立灵活调整换气相位、开启持续期、气门升程，使得发动机各个稳定工况的换气过程达到最优；本装置能精确控制气门本体6运动，通过对气门本体6开启末端和落座过程中的液压油流通截面积的精确设计，控制气门本体6落座速度，来实现气门本体6软着陆。
在本实施例里，无凸轮电液驱动装置主要有气门驱动阀1、压力传感器2、活塞3、回位弹簧4、导向套5及气门本体6组成。回位弹簧4通过弹簧盘套接至气门本体6，弹簧盘内部通过锁夹安装至气门本体6，气门本体6与回位弹簧4安装于气门盒7上，通过缸内液压油驱动活塞3推动气门本体6开启，并在回位弹簧4的作用下关闭，实现气门本体6往复运动。
还包括供油***，所述驱动油缸8安装有气门驱动阀1的一端连接至供油***，供油***用于给驱动油缸8供油。在实际使用时，通过供油***给驱动油缸8供油从而驱动活塞3推动气门本体6开启。
还包括压力传感器2，所述压力传感器2安装至驱动油缸8内，所述压力传感器2信号连接至控制***。在本实施例里，压力传感器2为现有的传感器，在实际使用时，在压力传感器2与气门驱动阀1的作用下便可以控制气门正时。
还包括导向套5，所述导向套5套设于气门本体6外壁中部，且导向套5位于回位弹簧4一侧。在本实施例里，导向套5用于给气门本体6往复运动提供导向，同时给回位弹簧4限位。
还包括进油油路高频电磁阀9，所述进油油路高频电磁阀9安装至供油***的进油油路上，所述进油油路高频电磁阀9信号连接至控制***。在本实施例里，进油油路高频电磁阀9为现有的高频电磁阀。
还包括回油油路高频电磁阀10，所述回油油路高频电磁阀10安装至供油***的回油油路上，所述回油油路高频电磁阀10信号连接至控制***。在本实施例里，回油油路高频电磁阀10为现有的高频电磁阀。
一种无凸轮电液驱动气门装置的工作原理：
当进油油路高频电磁阀9开启，回油油路高频电磁阀10关闭时，高压油进入驱动油缸8上油腔推动活塞3，进而推动气门本体6向下运动，驱动油缸8下侧油腔的背压油会经过背压溢流阀回到油箱。如图2所示，当回油高频电磁阀10开启，进油油路高频电磁阀9关闭时，气门本体6在回位弹簧4的作用下回到气门本体6关闭位置。气门驱动阀1驱动并控制气门正时及气门时面值，为控制***提供***状态监测模块接口(监测模块为现有技术)。气门驱动阀1开启信号控制气门正时，气门驱动阀1开启脉宽控制气门时面值。由气门本体6开启后的平衡位置由气门本体6所受弹簧弹力、油缸驱动力、气门阻尼力决定。气门平衡位置可以由***高压驱动油压决定。通过控制气门驱动阀1开启时刻、驱动脉宽、***油压实现气门正时、时面值、升程可变。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：包括气门驱动阀(1)、活塞(3)、回位弹簧(4)、气门本体(6)、气门盒(7)和驱动油缸(8)，所述驱动油缸(8)一端安装有气门驱动阀(1)，且气门驱动阀(1)信号连接至控制***，所述驱动油缸(8)另一端安装至气门盒(7)，所述驱动油缸(8)内部安装有活塞(3)，所述活塞(3)的一端位于驱动油缸(8)内部，活塞(3)另一端***气门盒(7)，且与气门盒(7)内部的气门本体(6)一端相接触，所述气门本体(6)靠近活塞(3)的一端设有回位弹簧(4)，所述回位弹簧(4)亦安装至气门盒(7)内部。
2.根据权利要求1所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：还包括供油***，所述驱动油缸(8)安装有气门驱动阀(1)的一端连接至供油***，供油***用于给驱动油缸(8)供油。
3.根据权利要求1所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：还包括压力传感器(2)，所述压力传感器(2)安装至驱动油缸(8)内，所述压力传感器(2)信号连接至控制***。
4.根据权利要求1所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：还包括导向套(5)，所述导向套(5)套设于气门本体(6)外壁中部，且导向套(5)位于回位弹簧(4)一侧。
5.根据权利要求2所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：还包括进油油路高频电磁阀(9)，所述进油油路高频电磁阀(9)安装至供油***的进油油路上，所述进油油路高频电磁阀(9)信号连接至控制***。
6.根据权利要求2所述的一种无凸轮电液驱动气门装置，其特征在于：还包括回油油路高频电磁阀(10)，所述回油油路高频电磁阀(10)安装至供油***的回油油路上，所述回油油路高频电磁阀(10)信号连接至控制***。
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