CN117569890B - 发动机及其配气机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及其配气机构，其中，发动机的配气机构包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门、第一凸轮、主油腔、第一活塞、气门油腔、第二活塞、卸油油路及用于控制卸油油路开闭的卸油控制阀组，第一活塞与主油腔滑动密封连接，第一凸轮与第一活塞的外表面抵接以推动第一活塞推出主油腔内液体。气门油腔与主油腔连通。第二活塞的外表面作用于进气门的阀杆端部，第二活塞与气门油腔滑动密封连接，以在气门油腔内液体的推动下推动进气门打开。卸油油路与主油腔连通。本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

Description

发动机及其配气机构

技术领域

本发明涉及气门驱动技术领域，特别涉及一种发动机的配气机构。本发明还涉及一种包括上述配气机构的发动机。

背景技术

传统发动机的每个缸设有至少两组配气组件，其中，配气组件包括进气门及驱动进气门工作的进气调节装置。发动机工作时，进气调节装置结构相同，进气门结构相同，两个进气门同时控制打开，且每个气门的升程相同。

然而，对于高速低负荷区时，缸内气门升程相同，导致缸内燃烧速度较慢，燃烧不充分，气耗较高，排温较高，进而使得发动机的工作可靠性降低。

因此，如何提高发动机的工作可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的配气机构，以提高发动机工作可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述配气机构的发动机。

本申请提供的一种发动机的配气机构，包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组所述配气组件为可调节配气组件，所述可调节配气组件包括：

进气门；

第一凸轮；

主油腔；

第一活塞，所述第一活塞与所述主油腔滑动密封连接，所述第一凸轮与所述第一活塞的外表面抵接以推动所述第一活塞推出所述主油腔内液体；

气门油腔，所述气门油腔与所述主油腔连通；

第二活塞，所述第二活塞的外表面作用于所述进气门的阀杆端部，所述第二活塞与所述气门油腔滑动密封连接，以在所述气门油腔内液体的推动下推动所述进气门打开；

卸油油路，所述卸油油路与所述主油腔连通；

用于控制所述卸油油路开闭的卸油控制阀组。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述卸油控制阀组包括相位杆，所述相位杆上设有导流管道，所述导流管道的一端能够与所述主油腔连通，另一端与所述卸油油路连通；当所述导流管道与所述主油腔隔离时，所述卸油油路与所述主油腔隔离，当所述导流管道与所述主油腔连通时，所述卸油油路与所述主油腔连通。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述卸油控制阀组还包括：

滑套，所述滑套套设在所述相位杆的外侧，且与所述相位杆滑动连接，所述滑套上设有导流孔，所述主油腔通过导流孔与所述导流管道连通；

导流驱动模块，所述导流驱动模块控制所述滑套相对于相位杆滑动，以使得所述导流管道与所述主油腔隔离或连通。

可选地，在上述发动机的配气机构中，所述卸油控制阀组还包括第二凸轮及带动所述第二凸轮转动的轮体驱动模块，所述第二凸轮转动的端面与所述相位杆抵接，以在所述第二凸轮转动时，带动所述相位杆相当于所述滑套滑动。

可选地，在上述发动机的配气机构中，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于低速高负荷区时，两个所述进气门同时打开，且其中第一个所述可调节配气组件的卸油油路关闭，第二个所述可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度。

可选地，在上述发动机的配气机构中，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于低速低负荷区时，在一个所述可调节配气组件的所述进气门的第一进气行程结束后另一个所述可调节配气组件的所述进气门形成第二进气行程，两个所述可调节配气组件在打开所述进气门时，所述卸油控制阀组打开所述卸油油路，所述卸油油路关闭状态的所述进气门的进气行程为所述卸油油路打开状态的所述进气门的进气行程的一半。

可选地，在上述发动机的配气机构中，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于高速低负荷区时，第一个所述可调节配气组件的卸油油路关闭，第二个所述可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度，且第一个所述可调节配气组件的所述进气门打开时间早于第二个所述可调节配气组件的进气门打开时间。

可选地，在上述发动机的配气机构中，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于高速高负荷区时，两个所述可调节配气组件在打开所述进气门时，所述卸油控制阀组关闭所述卸油油路，且两个所述可调节配气组件打开所述进气门的开启时间存在第一预设时间段差值。

可选地，在上述发动机的配气机构中，还包括控制模块，所述配气组件与所述控制模块信号连接，以控制所述配气组件工作。

一种发动机，包括配气机构，所述配气机构为上述任一项所述的配气机构。

在上述技术方案中，本发明提供的发动机的配气机构包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门、第一凸轮、主油腔、第一活塞、气门油腔、第二活塞、卸油油路及用于控制卸油油路开闭的卸油控制阀组，第一活塞与主油腔滑动密封连接，第一凸轮与第一活塞的外表面抵接以推动第一活塞推出主油腔内液体。气门油腔与主油腔连通。第二活塞的外表面作用于进气门的阀杆端部，第二活塞与气门油腔滑动密封连接，以在气门油腔内液体的推动下推动进气门打开。卸油油路与主油腔连通。

通过上述描述可知，在本申请提供的配气机构中，通过第一凸轮带动第一活塞运动，进而实现主油腔的油液进入气门油腔，推动进气门运动，由于还设有与主油腔连通的卸油油路，在发动机工作时，通过调节卸油控制阀组，可以形成不同升程涡流，提高燃烧速度，提高燃烧充分性，降低气耗及排温，因此，本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的配气机构的外观三维结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的配气机构的内部油路示意图；

图3为本发明实施例所提供的配气机构的剖视图；

图4为本发明实施例所提供的配气机构的卸油油路处于打开状态的油路示意图；

图5为本发明实施例所提供的配气机构的卸油油路处于关闭状态的油路示意图；

图6为本发明实施例所提供的发动机位于低速高负荷区时两个进气门的升程状态结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的发动机位于高速高负荷区时两个进气门的升程状态的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的发动机位于低速低负荷区时两个进气门的升程状态的结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的发动机位于高速低负荷区时两个进气门的升程状态的结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的发动机在各个转速及发动机扭矩对应配气机构调节状态示意图。

其中图1-5中：1-第一凸轮、2-第二凸轮、3-导流驱动模块、4-连接板、5-相位杆、6-卸油油路、7-控制油路、8-第二活塞、9-第一活塞、10-主油腔、11-进气门、12-气门油腔、13-滑套、14-导流管道、15-导流孔。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机的配气机构，以提高发动机工作可靠性。本发明的另一核心是提供一种包括上述配气机构的发动机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图10。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的发动机的配气机构包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件。

至少一组配气组件为可调节配气组件，可调节配气组件包括进气门11、第一凸轮1、主油腔10、第一活塞9、气门油腔12、第二活塞8、卸油油路6及用于控制卸油油路6开闭的卸油控制阀组，第一活塞9与主油腔10滑动密封连接，第一凸轮1与第一活塞9的外表面抵接以推动第一活塞9推出主油腔10内液体。为了便于组装和加工，主油腔10、气门油腔12在同一个结构上开设成型。

具体的，第一活塞9通过第一弹性连接件与主油腔10的壁面连接。第二活塞8通过第二弹性连接件与气门油腔12的壁面连接。

气门油腔12与主油腔10连通，具体的，气门油腔12与主油腔10通过控制油路7连接。第二活塞8的外表面作用于进气门11的阀杆端部，第二活塞8与气门油腔12滑动密封连接，以在气门油腔12内液体的推动下推动进气门11打开。卸油油路6与主油腔10连通。在具体加工时，可以在连接板4上开孔形成控制油路7。

在一种具体实施方式中，该发动机的配气机构还包括控制模块，配气组件与控制模块信号连接，以控制配气组件工作。

通过上述描述可知，在本申请提供的配气机构中，通过第一凸轮1带动第一活塞9运动，进而实现主油腔10的油液进入气门油腔12，推动进气门11运动，由于还设有与主油腔10连通的卸油油路6，在发动机工作时，通过调节卸油控制阀组，可以形成不同升程涡流，提高燃烧速度，提高燃烧充分性，降低气耗及排温，因此，本申请提供的配气机构使得发动机的工作可靠性提高。

卸油控制阀组包括相位杆5，相位杆5上设有导流管道14，导流管道14的一端能够与主油腔10连通，另一端与卸油油路6连通；当导流管道14与主油腔10隔离时，卸油油路6与主油腔10隔离，当导流管道14与主油腔10连通时，卸油油路6与主油腔10连通。优选，导流管道14与气门油腔12在同一个结构上开设成型。

在一种具体实施方式中，卸油控制阀组可以为电磁阀。

在另一种具体实施方式中，卸油控制阀组还包括滑套13和导流驱动模块3，滑套13套设在相位杆5的外侧，且与相位杆5滑动连接。具体的，滑套13可以与设置导流管道14的结构滑动连接。滑套13上设有导流孔15，主油腔10通过导流孔15与导流管道14连通。导流驱动模块3控制滑套13相对于相位杆5滑动，以使得导流管道14与主油腔10隔离或连通。在具体使用时，通过调节滑套13和相位杆5的相对位置，调整导流孔15与导流管道14连通位置形成孔体大小，控制卸油油路6的流量。具体的，导流驱动模块3可以为电磁控制模块。

卸油控制阀组还包括第二凸轮2及带动第二凸轮2转动的轮体驱动模块，第二凸轮2转动的端面与相位杆5抵接，以在第二凸轮2转动时，带动相位杆5相对于滑套13滑动。具体的，其中第二凸轮2的转速根据实际需要设置。

图5黑色线表示在不同发动机转速下发动机扭矩值，需将将发动机扭矩值形成的区域划分为四个，分别为A区域、B区域、C区域和D区域，每个区域设置有对应的配气机构气门升程工作状态。

每个缸内设有两个可调节配气组件，当发动机位于低速高负荷区时，两个进气门11同时打开，且其中第一个可调节配气组件的卸油油路6关闭，第二个可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度。由于低速高负荷区爆震倾向最严重，此时两个进气门11的升程和持续期同步变化，具体的，两个进气门11相差20度-40度，形成一定的涡流效果，加快燃烧速度；同时长持续期的进气门11关闭时刻可以较对称气门提前20度-40度，形成早米勒效果，或者关闭时刻推迟20-60度，形成晚米勒效果，早晚米勒都可以降低爆震倾向，早米勒的效果更佳。

为了便于控制进气时间及进气量，优选，每个缸内设有两个可调节配气组件。

具体的，当发动机位于低速低负荷区时，在一个可调节配气组件的进气门11的第一进气行程结束后另一个可调节配气组件的进气门11形成第二进气行程，两个可调节配气组件在打开进气门11时，卸油控制阀组打开卸油油路6，卸油油路6关闭状态的进气门11的进气行程为所述卸油油路6打开状态的进气门11的进气行程的一半。低速低负荷采用两段式进气，第一进气行程+第二进气行程的总持续期与原对称气门相当，主要通过降低的进气门11升程来提高进气总管的压力，从而降低泵气损失；第一进气行程在进气行程初期形成第一个湍动能峰值，第二进气行程在进气行程末期形成第二个湍动能峰值，并保持到点火时刻，因此加快了火焰传播速度，第一进气行程的最大升程约为原对称气门的一半，第二进气行程的最大升程约为第一进气行程的一半，并可通过调节两个升程的比例来调节两个湍动能峰值的比例。

当发动机位于高速低负荷区时，第一个可调节配气组件的卸油油路6关闭，第二个可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度，且第一个可调节配气组件的进气门11打开时间早于第二个可调节配气组件的进气门11打开时间。具体的，高速低负荷区采用一个进气门11晚于另外一个进气门11打开，晚开角度约为40-60度，通过两个进气门11的非对称相位提升涡流水平，提高燃烧速度，降低了排温。

当发动机位于高速高负荷区时，两个可调节配气组件在打开进气门11时，卸油控制阀组关闭卸油油路6，且两个可调节配气组件打开进气门11开启时间存在第一预设时间段差值。具体的，高速高负荷区采用一个进气门11晚于另外一个进气门11打开，晚开角度约为40-60度，通过两个进气门11的非对称相位提升涡流水平，提高燃烧速度，降低了排温，通过第二个进气门11的晚关形成了晚米勒效应，降低了压缩末期的缸内温度，从而降低了爆震水平，两个进气门11的最大升程与传统对称的进气门相当，因此在高速高负荷区仍能保持足够的进气量，保证了额定功率。

本申请提供的一种发动机，包括配气机构，其中配气机构为上述任一种配气机构。前文叙述了关于配气机构的具体结构，本申请包括上述配气机构，同样具有上述技术效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种发动机的配气机构，其特征在于，包括配气组件，发动机的每个缸设有至少两组配气组件，至少一组所述配气组件为可调节配气组件，所述可调节配气组件包括：

进气门（11）；

第一凸轮（1）；

主油腔（10）；

第一活塞（9），所述第一活塞（9）与所述主油腔（10）滑动密封连接，所述第一凸轮（1）与所述第一活塞（9）的外表面抵接以推动所述第一活塞（9）推出所述主油腔（10）内液体；

气门油腔（12），所述气门油腔（12）与所述主油腔（10）连通；

第二活塞（8），所述第二活塞（8）的外表面作用于所述进气门（11）的阀杆端部，所述第二活塞（8）与所述气门油腔（12）滑动密封连接，以在所述气门油腔（12）内液体的推动下推动所述进气门（11）打开；

卸油油路（6），所述卸油油路（6）与所述主油腔（10）连通；

用于控制所述卸油油路（6）开闭的卸油控制阀组；

每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于低速高负荷区时，两个所述进气门（11）同时打开，且其中第一个所述可调节配气组件的卸油油路（6）关闭，第二个所述可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度。

2.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述卸油控制阀组包括相位杆（5），所述相位杆（5）上设有导流管道（14），所述导流管道（14）的一端能够与所述主油腔（10）连通，另一端与所述卸油油路（6）连通；当所述导流管道（14）与所述主油腔（10）隔离时，所述卸油油路（6）与所述主油腔（10）隔离，当所述导流管道（14）与所述主油腔（10）连通时，所述卸油油路（6）与所述主油腔（10）连通。

3.根据权利要求2所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述卸油控制阀组还包括：

滑套（13），所述滑套（13）套设在所述相位杆（5）的外侧，且与所述相位杆（5）滑动连接，所述滑套（13）上设有导流孔（15），所述主油腔（10）通过导流孔（15）与所述导流管道（14）连通；

导流驱动模块（3），所述导流驱动模块（3）控制所述滑套（13）相对于相位杆（5）滑动，以使得所述导流管道（14）与所述主油腔（10）隔离或连通。

4.根据权利要求3所述的发动机的配气机构，其特征在于，所述卸油控制阀组还包括第二凸轮（2）及带动所述第二凸轮（2）转动的轮体驱动模块，所述第二凸轮（2）转动的端面与所述相位杆（5）抵接，以在所述第二凸轮（2）转动时，带动所述相位杆（5）相当于所述滑套（13）滑动。

5.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于低速低负荷区时，在一个所述可调节配气组件的所述进气门（11）的第一进气行程结束后另一个所述可调节配气组件的所述进气门形成第二进气行程，两个所述可调节配气组件在打开所述进气门（11）时，所述卸油控制阀组打开所述卸油油路（6），所述卸油油路（6）关闭状态的所述进气门（11）的进气行程为所述卸油油路（6）打开状态的所述进气门（11）的进气行程的一半。

6.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于高速低负荷区时，第一个所述可调节配气组件的卸油油路（6）关闭，第二个所述可调节配气组件的卸油控制阀打开预设角度，且第一个所述可调节配气组件的所述进气门（11）打开时间早于第二个所述可调节配气组件的进气门（11）打开时间。

7.根据权利要求1所述的发动机的配气机构，其特征在于，每个缸内设有两个所述可调节配气组件，当所述发动机位于高速高负荷区时，两个所述可调节配气组件在打开所述进气门（11）时，所述卸油控制阀组关闭所述卸油油路（6），且两个所述可调节配气组件打开所述进气门（11）的开启时间存在第一预设时间段差值。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的发动机的配气机构，其特征在于，还包括控制模块，所述配气组件与所述控制模块信号连接，以控制所述配气组件工作。

9.一种发动机，包括配气机构，其特征在于，所述配气机构为权利要求1-8中任一项所述的配气机构。