雙電磁協同控制增壓式配氣系統的製作方法

2023-04-29 19:49:46 4

本實用新型涉及的是一種內燃機，具體地說是內燃機配氣系統。

背景技術：

內燃機配氣裝置的配氣定時和配氣持續角對燃油的經濟性、內燃機功率、燃燒及排放等影響重大。進、排氣過程必須嚴格按照內燃機定時要求進行，在多缸內燃機中，還要按照規定的發火次序來進行，以保證內燃機運轉在最佳工況下。申請號為200910184400.1的專利公開了一種內燃機連續可變配氣控制系統，該系統可以根據內燃機的轉速和負荷需求優化控制進氣門和排氣門的開、閉正時，開、閉速度和行程，開、閉時長和進排氣門的重合角度，但其曲柄連杆機構與活塞連接，仍然屬於凸輪控制配氣系統。申請號為200810246252.7的專利公開了一種新型的可變升程配氣系統，包括液壓挺柱、氣門、搖臂、傳動齒輪、調節杆、步進電機、凸輪軸設置在搖臂和調節杆之間，凸輪軸的凸輪與搖臂和調節杆接觸，調節杆與傳動齒輪連接，傳動齒輪與步進電機嚙合，該系統雖然可以實現氣門正時隨工況的需求而改變，最大化優化發動機性能，但仍然屬於凸輪控制配氣系統。傳統凸輪軸驅動機械式氣門配氣機構，氣門的運動通過曲軸與凸輪軸以及凸輪軸與各氣缸氣門之間的機械傳動控制配氣定時，其氣門開啟時刻、持續時間和升程等在結構參數上固定不變，只能確保內燃機在特定工況下性能達到最佳，不利於使用工況變化頻繁的內燃機。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供配氣相位易於控制、配氣持續角和氣門升程便於靈活調節、驅動壓力可變的雙電磁協同控制增壓式配氣系統。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型雙電磁協同控制增壓式配氣系統，其特徵是：包括配氣單元、液壓油軌、油箱，所述配氣單元包括氣門體、第一電磁控制部分、第二電磁控制部分、增壓活塞、控制活塞、氣門；

所述第一電磁控制部分包括第一電磁閥體、第一控制閥，第一電磁閥體和 第一控制閥均位於氣門體裡，第一電磁閥體包括第一閥體、第一線圈、第一銜鐵，第一線圈纏繞在第一閥體裡，第一銜鐵位於第一閥體下方，第一控制閥與第一銜鐵相連，第一控制閥的上端部連接第一控制閥復位彈簧，第一控制閥復位彈簧的端部頂在第一閥體裡，第一控制閥的中部設置第一凸起部分，第一凸起部分的寬度寬於其上下接鄰部分的寬度，第一凸起部分所在的氣門體部分設置第一凸起部分腔室，第一凸起部分上方接鄰部分與氣門體形成第一回油腔，第一凸起部分下方接鄰部分與氣門體形成第一進油腔，第一凸起部分的上下端面分別與氣門體相配合，氣門體裡與第一凸起部分上端面配合處為第一密封座面，氣門體裡與凸起部分下端面配合處為第二密封座面；

增壓活塞設置在氣門體裡並位於第一電磁控制部分的下方，增壓活塞與其上方的氣門體之間形成控制腔，增壓活塞與其下方的氣門體之間形成增壓腔；

第二電磁控制部分位於增壓腔下方，所述第二電磁控制部分包括第二電磁閥體、第二控制閥，第二電磁閥體和第二控制閥均位於氣門體裡，第二電磁閥體包括第二閥體、第二線圈、第二銜鐵，第二線圈纏繞在第二閥體裡，第二銜鐵位於第二閥體下方，第二控制閥與第二銜鐵相連，第二控制閥的上端部連接第二控制閥復位彈簧，第二控制閥復位彈簧的端部頂在第二閥體裡，第二控制閥的中部設置第二凸起部分，第二凸起部分的寬度寬於其上下接鄰部分的寬度，第二凸起部分所在的氣門體部分設置第二凸起部分腔室，第二凸起部分上方接鄰部分與氣門體形成第二回油腔，第二凸起部分下方接鄰部分與氣門體形成第二進油腔，第二凸起部分的上下端面分別與氣門體相配合，氣門體裡與第二凸起部分上端面配合處為第三密封座面，氣門體裡與第二凸起部分下端面配合處為第四密封座面；

控制活塞設置在氣門體裡並位於第二電磁控制部分的下方，控制活塞與第二電磁控制部分之間形成活塞腔；

氣門體裡分別設置回油總管、第一高壓進油孔、第二高壓進油孔、第一低壓回油孔、第二低壓回油孔、第一高低壓通孔、第二高低壓通孔，回油總管連通油箱，第一高壓進油孔分別連通液壓油軌和第一進油腔，第一低壓回油孔分別連通回油總管和第一回油腔，第一高低壓通孔分別連通第一凸起部分腔室和控制腔，第二高壓進氣孔分別連通第二進油腔和增壓腔，第二低壓回油孔分別 連通第二回油腔和油箱，第二高低壓通孔分別連通第二凸起部分腔室和活塞腔，控制活塞下方連接氣門，氣門上套有氣門復位彈簧，氣門端部安裝氣門座，外殼安裝在氣門體下方，氣門座位於外殼外側；所述的配氣單元的數量與發動機汽缸的數量相一致。

本實用新型還可以包括：

1、增壓腔通過吸油管路連通回油總管，吸油管路上安裝吸油單向閥。

2、所述增壓活塞的上端面面積大於其下端面面積。

本實用新型的優勢在於：本實用新型通過第一電磁控制部分和第二電磁控制部分協同通斷電分別控制第一控制閥和第二控制閥位移，在配氣系統內部實現高低壓油路間靈活轉換，通過增壓活塞對增壓腔內的液壓油增壓，使作用在控制活塞上的液壓力靈活變化，液壓驅動氣門開啟和關閉，從而實現氣門與通氣口間的通斷，能有效控制配氣定時及配氣持續角；採用液壓油軌顯著降低了由於電磁控制部分高低壓油路轉換時引起的液壓油壓力波動導致的氣門開啟和關閉不穩定性，確保了配氣系統工作的可靠性及一致性，有利於內燃機不同工況下靈活配氣方式的實現，顯著提高了氣門控制自由度，能進一步改善燃料的經濟性和內燃機排放，有利於提高內燃機的動力性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的第一電磁控制部分示意圖；

圖3為本實用新型的第二電磁控制部分示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述：

結合圖1～3，本實用新型一種雙電磁協同控制增壓式配氣系統，它由液壓油軌1、液壓油管2、第一電磁控制部分3、控制腔4、增壓活塞5、增壓活塞復位彈簧6、吸油單向閥7、增壓腔8、第二電磁控制部分9、活塞腔10、控制活塞11、氣門體12、彈簧座13、氣門復位彈簧14、氣門15、外殼16、通氣口17、氣門座18、回油管19、油箱20、濾器21和液壓油泵22組成。液壓油軌1左端通過油管分別與液壓油泵22、濾器21和油箱20相連通，液壓油軌1上開有多個液壓油出口，液壓油出口的個數根據內燃機氣缸的個數確定，液壓油出 口通過液壓油管2與氣門體12上開有的液壓進油口相連通，氣門體12上開有的低壓回油口通過回油管19連通油箱20。第一電磁控制部分3由第一控制閥復位彈簧23、第一線圈24、第一控制閥25、第一密封座面26、第二密封座面27、第一高壓進油孔28、第一高低壓通孔29、第一低壓回油孔30和第一銜鐵31組成。第二電磁控制部分9由第二控制閥復位彈簧32、第二線圈33、第二控制閥34、第三密封座面35、第四密封座面36、第二高壓進油孔37、第二高低壓通孔38、第二低壓回油孔39和第二銜鐵40組成。氣門體12上分別設計有第一密封座面26、第二密封座面27、第一高壓進油孔28、第一高低壓通孔29、第一低壓回油孔30、第三密封座面35、第四密封座面36、第二高壓進油孔37、第二高低壓通孔38和第二低壓回油孔39，第一高壓進油孔28通過氣門體12上的液壓油通道與液壓進油口相連通，第一低壓回油孔30通過氣門體12上的低壓回油通道與低壓回油口相連通，在第一控制閥25壓緊至第一密封座面26上時，第一高低壓通孔29連通控制腔4與第一高壓進油孔28，在第一控制閥25壓緊至第二密封座面27上時，第一高低壓通孔29連通控制腔4與第一低壓回油孔30，在第二控制閥34壓緊至第三密封座面35上時，第二高低壓通孔38連通活塞腔10與第二高壓進油孔37，在第二控制閥34壓緊至第四密封座面36上時，第二高低壓通孔38連通活塞腔10與第二低壓回油孔39，第一低壓回油孔30和第二低壓回油孔39通過氣門體12上開有的液壓油通道與低壓回油口連通，第一線圈24和第二線圈33通過電氣接頭與內燃機電控單元相連，進而控制第一控制閥25和第二控制閥34的抬起和落座，第一銜鐵31和第二銜鐵40分別通過止動環固定在第一控制閥25和第二控制閥34上，並隨之一起運動，第一控制閥25通過第一控制閥復位彈簧23被壓緊至第二密封座面27上，第二控制閥34通過第二控制閥復位彈簧32被壓緊至第四密封座面36上。增壓活塞5上端面積大於下端面積，其上端與氣門體12之間形成控制腔4，控制腔4連通第一高低壓通孔29，下端與氣門體12之間形成增壓腔8並與吸油單向閥7連通，增壓腔8通過氣門體12上開有的液壓油通道與第二高壓進油孔37連通，控制活塞11及氣門體12之間形成活塞腔10，活塞腔10與第二高低壓通孔38連通。控制活塞11設置在氣門15上部，控制活塞11隨氣門15開啟和關閉並與氣門15同步運動，彈簧座13通過止動環固定在氣門15上，並隨之一起運動， 氣門復位彈簧14壓緊在彈簧座13與外殼16之間，氣門座18對氣門15的運動升程進行限制。

圖1為本實用新型雙電磁協同控制增壓式配氣系統的整體結構示意圖，包括液壓油軌1、液壓油管2、第一電磁控制部分3、控制腔4、增壓活塞5、增壓活塞復位彈簧6、吸油單向閥7、增壓腔8、第二電磁控制部分9、活塞腔10、控制活塞11、氣門體12、彈簧座13、氣門復位彈簧14、氣門15、外殼16、通氣口17、氣門座18、回油管19、油箱20、濾器21和液壓油泵22組成。液壓油軌1左端通過油管分別與液壓油泵22、濾器21和油箱20相連通，液壓油軌1上開有多個液壓油出口，液壓油出口的個數根據內燃機氣缸的個數確定，如圖1所示，為本實用新型用於四缸內燃機時的示意圖，液壓油出口通過液壓油管2與氣門體12上開有的液壓進油口相連通，氣門體12上開有的低壓回油口通過回油管19連通油箱20。第一電磁控制部分3由第一控制閥復位彈簧23、第一線圈24、第一控制閥25、第一密封座面26、第二密封座面27、第一高壓進油孔28、第一高低壓通孔29、第一低壓回油孔30和第一銜鐵31共同構成了雙電磁協同控制增壓式配氣系統的第一電磁控制部分3，如圖2所示。第二控制閥復位彈簧32、第二線圈33、第二控制閥34、第三密封座面35、第四密封座面36、第二高壓進油孔37、第二高低壓通孔38、第二低壓回油孔39和第二銜鐵40共同構成了雙電磁協同控制增壓式配氣系統的第二電磁控制部分9，如圖3所示。氣門體12上分別設計有第一密封座面26、第二密封座面27、第一高壓進油孔28、第一高低壓通孔29、第一低壓回油孔30、第三密封座面35、第四密封座面36、第二高壓進油孔37、第二高低壓通孔38和第二低壓回油孔39，第一高壓進油孔28通過氣門體12上的液壓油通道與液壓進油口相連通，第一低壓回油孔30通過氣門體12上的低壓回油通道與低壓回油口相連通，在第一控制閥25壓緊至第一密封座面26上時，第一高低壓通孔29連通控制腔4與第一高壓進油孔28，在第一控制閥25壓緊至第二密封座面27上時，第一高低壓通孔29連通控制腔4與第一低壓回油孔30，在第二控制閥34壓緊至第三密封座面35上時，第二高低壓通孔38連通活塞腔10與第二高壓進油孔37，在第二控制閥34壓緊至第四密封座面36上時，第二高低壓通孔38連通活塞腔10與第二低壓回油孔39，第一低壓回油孔30和第二低壓回油孔39通過氣門體 12上開有的液壓油通道與低壓回油口連通，第一線圈24和第二線圈33通過電氣接頭與內燃機電控單元相連，進而控制第一控制閥25和第二控制閥34的抬起和落座，第一銜鐵31和第二銜鐵40分別通過止動環固定在第一控制閥25和第二控制閥34上，並隨之一起運動，第一控制閥25通過第一控制閥復位彈簧23被壓緊至第二密封座面27上，第二控制閥34通過第二控制閥復位彈簧32被壓緊至第四密封座面36上。增壓活塞5上端面積大於下端面積，其上端與氣門體12之間形成控制腔4，控制腔4連通第一高低壓通孔29，下端與氣門體12之間形成增壓腔8並與吸油單向閥7連通，增壓腔8通過氣門體12上開有的液壓油通道與第二高壓進油孔37連通，控制活塞11及氣門體12之間形成活塞腔10，活塞腔10與第二高低壓通孔38連通。控制活塞11設置在氣門15上部，控制活塞11隨氣門15開啟和關閉並與氣門15同步運動，彈簧座13通過止動環固定在氣門15上，並隨之一起運動，氣門復位彈簧14壓緊在彈簧座13與外殼16之間，氣門座18對氣門15的運動升程進行限制。如圖1所示，本實用新型用於四缸內燃機時，油箱20內的液壓油流經油管流入濾器21，濾清後的液壓油通過油管流入液壓油泵22，並在液壓油泵22內被增壓到一定壓力，從液壓油泵22內流出的增壓液壓油經過油管流入液壓油軌1，並儲存在液壓油軌1內，液壓油軌1內的增壓液壓油流經液壓油管2經由氣門體12上開有的液壓進油口流入氣門體12內液壓進油通道，在雙電磁協同控制增壓式配氣系統第一電磁控制部分3和第二電磁控制部分9均未通電時，第一控制閥復位彈簧23壓緊第一控制閥25至第二密封座面27，第二控制閥復位彈簧32壓緊第二控制閥34至第四密封座面36，流入氣門體12內的增壓液壓油經由第一高壓進油孔28流入第一控制閥25、第二密封座面27與氣門體12形成的環形容腔內，由於第一控制閥25在此容腔內所受上下液壓合力為零，第一控制閥25仍然被第一控制閥復位彈簧23壓緊至第二密封座面27上，此時，第一密封座面26打開，第一高低壓通孔29連通控制腔4與第一低壓回油孔30，從而通過回油管19連通控制腔4與油箱20，控制腔4內液壓油壓力較低，增壓活塞5在增壓活塞復位彈簧6作用下不對增壓腔8內液壓油進行增壓，增壓腔8內液壓油壓力較低，氣門15在氣門復位彈簧14的彈簧力作用下被壓緊至氣門座18上，通氣口17與氣缸不連通；在雙電磁協同控制增壓式配氣系統第一電磁控制部分3第一線 圈24接收來自內燃機電控單元的增壓控制電流後，第一銜鐵31受電磁力吸引而向上運動，同時拉動第一控制閥25迅速向上運動，第一控制閥25密封第一密封座面26，第一高低壓通孔29與第一低壓回油孔30斷開，第二密封座面27開啟，第一高低壓通孔29與第一高壓進油孔28連通，液壓油軌1內的增壓液壓油流經液壓油管2流入控制腔4，控制腔4內壓力迅速升高，由於增壓活塞5上端面積大於下端面積，增壓活塞5向下運動並對增壓腔8內液壓油進行增壓，增壓腔8內液壓油壓力迅速增加，此時，第二電磁控制部分9第二線圈33不通電，第二控制閥34密封第四密封座面36而使增壓腔8內增壓後的液壓油不能進入活塞腔10內，在增壓腔8內液壓油壓力增壓到一定值後，第二線圈33通電，第二控制閥34向上運動密封第三密封座面35，第四密封座面36開啟，增壓腔8內高壓液壓油流經第二高壓進油孔37和第二高低壓通孔38流入活塞腔10內，活塞腔10內壓力迅速升高，控制活塞11所受液壓力大於氣門復位彈簧14的彈簧力與氣門15所受氣缸內壓力的合力，控制活塞11與氣門15一起向下運動，氣門15離開氣門座18而迅速開啟，通氣口17與氣缸連通，開啟配氣；在雙電磁協同控制增壓式配氣系統第一電磁控制部分3第一線圈24再次斷電時，電磁力消失，第一控制閥25在第一控制閥復位彈簧23的彈簧力作用下向下運動再次密封第二密封座面27，第一高低壓通孔29與第一高壓進油孔28斷開，第一密封座面26開啟，控制腔4通過第一高低壓通孔29與第一低壓回油孔30相連通，控制腔4內的高壓液壓油流經第一高低壓通孔29回流至油箱20，控制腔4內壓力迅速下降，在增壓活塞復位彈簧6的彈簧力及增壓腔8內液壓油對增壓活塞5下端面液壓力合力作用下增壓活塞5向上運動，此時第二電磁控制部分9斷電，第二控制閥34密封第四密封座面36，第三密封座面35開啟，活塞腔10內液壓油經由第二高低壓回油孔38回流至油箱20，氣門15在氣門復位彈簧14的彈簧力作用下向上運動壓緊至氣門座18而關閉，隨著增壓活塞向上運動吸油單向閥7開啟，增壓腔8通過吸油單向閥7自油箱20中吸油，增壓腔8內液壓油壓力恢復至初始值，完成一個配氣循環過程。圖1所示，為本實用新型用於四缸內燃機時的示意圖，可以根據內燃機氣缸個數靈活調整本實用新型雙電磁協同控制增壓式配氣系統的第一電磁控制部分3、控制腔4、增壓活塞5、增壓活塞復位彈簧6、吸油單向閥7、增壓腔8、第二電磁控制部分9、 活塞腔10、控制活塞11、氣門體12、彈簧座13、氣門復位彈簧14、氣門15、外殼16、通氣口17和氣門座18等的個數。本實用新型採用液壓油軌1顯著降低了由於系統內高低壓油路轉換時引起的液壓油壓力波動導致的氣門15開啟和關閉不穩定性，確保了配氣系統工作的可靠性及一致性；通過雙電磁協同控制控制閥位移，實現對高低壓油路的通斷及流量大小的靈活控制，通過增壓活塞對增壓腔內的液壓油增壓，使作用在控制活塞上的液壓力靈活變化，液壓驅動氣門15開啟和關閉，可以實現不同的配氣方式，既可以根據不同工況調節配氣定時，又能靈活控制配氣持續角，顯著提高了氣門15控制自由度，能進一步改善燃料的經濟性和內燃機排放，有利於提高內燃機的動力性能。

本實用新型雙電磁協同控制增壓式配氣系統包括液壓油軌、液壓油管、第一電磁控制部分、控制腔、增壓活塞、增壓活塞復位彈簧、吸油單向閥、增壓腔、第二電磁控制部分、活塞腔、控制活塞、氣門體、彈簧座、氣門復位彈簧、氣門、外殼、通氣口、氣門座、回油管、油箱、濾器和液壓油泵。氣門體上開有的液壓進油口通過液壓油管與液壓油軌相連通，氣門體上開有的低壓回油口通過回油管連通油箱。氣門體上分別設計有第一密封座面、第二密封座面、第一高壓進油孔、第一高低壓通孔、第一低壓回油孔、第三密封座面、第四密封座面、第二高壓進油孔、第二高低壓通孔和第二低壓回油孔。第一低壓回油孔和第二低壓回油孔通過氣門體上開有的液壓油通道與低壓回油口連通。增壓活塞上端面積大於下端面積，其上端與氣門體之間形成控制腔，控制腔連通第一高低壓通孔，下端與氣門體之間形成增壓腔並與吸油單向閥連通，增壓腔通過氣門體上開有的液壓油通道與第二高壓進油孔連通，控制活塞及氣門體之間形成活塞腔，活塞腔與第二高低壓通孔連通。控制活塞設置在氣門上部，彈簧座通過止動環固定在氣門上，氣門復位彈簧壓緊在彈簧座與外殼之間。

第一電磁控制部分包括第一控制閥復位彈簧、第一線圈、第一控制閥、第一密封座面、第二密封座面、第一高壓進油孔、第一高低壓通孔、第一低壓回油孔和第一銜鐵。第一高壓進油孔通過氣門體上的液壓油通道與液壓進油口相連通，第一低壓回油孔通過氣門體上的低壓回油通道與低壓回油口相連通，在第一控制閥壓緊至第一密封座面上時，第一高低壓通孔連通控制腔與第一高壓進油孔，在第一控制閥壓緊至第二密封座面上時，第一高低壓通孔連通控制腔 與第一低壓回油孔。

第二電磁控制部分包括第二控制閥復位彈簧、第二線圈、第二控制閥、第三密封座面、第四密封座面、第二高壓進油孔、第二高低壓通孔、第二低壓回油孔和第二銜鐵。在第二控制閥壓緊至第三密封座面上時，第二高低壓通孔連通活塞腔與第二高壓進油孔，在第二控制閥壓緊至第四密封座面上時，第二高低壓通孔連通活塞腔與第二低壓回油孔。

第一電磁控制部分、控制腔、增壓活塞、增壓活塞復位彈簧、吸油單向閥、增壓腔、第二電磁控制部分、活塞腔、控制活塞、氣門體、彈簧座、氣門復位彈簧、氣門、外殼、通氣口和氣門座的數量與內燃機氣缸數量相同。