一種挺柱和使用該挺柱的全可變氣門升程機構的製作方法

2023-07-12 14:34:31 1

專利名稱：一種挺柱和使用該挺柱的全可變氣門升程機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於發動機技術領域，具體涉及一種挺柱和可變氣門升程機構。
背景技術：
傳統的汽油發動機的氣門升程是固定不可變的。也就是發動機凸輪軸的凸輪型線只有一種。這就造成了該升程不可能使發動機在高負荷區和低負荷區都得到最佳的進氣流量值，獲取良好的動力性和經濟性。傳統汽油機發動機的氣門升程——凸輪型線設計是對發動機在全工況下，根據綜合評價指標的平衡性選擇。其結果是發動機要麼滿足低負荷的最佳燃油消耗率，要麼滿足高負荷的最佳的輸出扭矩，二者不可兼得。可變氣門升程機構的採用，使發動機在高負荷區和低負荷區都能得到滿足需求的氣門升程。從而改善發動機在全工況範圍內的動力性和經濟性。現有的可變氣門升程機構，大部分只能實現2段或3段調節，不能實現連續調節，發動機燃燒方案受此局限。

發明內容
鑑於此，本發明目的在於提供一種能夠實現連續控制調節的可變氣門升程機構，同時，本發明還提供了可調整長度的挺柱，所述挺柱是所述可變氣門升程機構的重要零部件。為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是，提供一種挺柱，底座和調整活塞之間設置有彈性組件，挺柱蓋蓋住調整活塞，挺柱蓋與調整活塞之間為調整凸輪。優選地，所述彈性組件為彈簧。本發明還提供了一種包括上述挺柱的全可變氣門升程機構，所述挺柱的挺柱蓋與氣門直接或間接接觸。優選地，所述挺柱和氣門位於搖臂的同一側，且分別位於搖臂的兩端，發動機凸輪在搖臂的另一側；挺柱的挺柱蓋與搖臂鉸接。進一步地，所述調整凸輪與調整凸輪軸緊固連接，所述調整凸輪軸的一端固定連接傳動盤，且調整凸輪軸垂直於傳動盤，傳動盤的邊緣區域連接傳動油缸的活塞杆，傳動油缸的缸體端鉸接機架上。進一步地，所述傳動油缸的進油和出油由電磁控油閥控制。進一步地，所述電磁控油閥分電磁控制部和油路控制部，所述油路控制部依次分為進油段、控油段和出油段，相鄰兩端之間設置有密封座面，進油段設置有進油孔，控油段設置有控油孔，出油段設置有出油孔；進油段內安裝有進油閥，出油段內安裝有出油閥，所述進油閥與所述出油閥通過連杆固定連接，所述電磁控制部有一頂杆，所述頂杆出油閥接觸。進一步地，所述控油孔與傳動油缸的進油口通過管道連通，傳動油缸的出油口通過另一管道與控油孔連通。優選地，所述進油段內還安裝有回位彈簧。
與現有技術相比，本發明所述挺柱的長度能夠根據實際需要來調整，並使可變氣門升程機構實現全連續控制。當發動機凸輪處於基圓位置，調整凸輪轉動到最大高度處，保證挺柱的彈簧壓縮到最小位置，即挺住幾乎處於剛性連接，此時保證氣門處於關閉狀態。當調整凸輪轉動到最小高度時，挺柱彈簧伸長以克服底座與調整活塞之間的間隙，此時氣門依然處於關閉狀態。這樣就能保證調整凸輪無論怎麼轉動，氣門均可正常關閉。當發動機凸輪由基圓向最大升程位置轉動時，通過轉動調整凸輪的位置，則能實現挺柱長度的變化，從而實現氣門升程的調整功能。調整凸輪的轉動角度決定了氣門附加升程的變化，將調整凸輪軸和傳動盤連接，通過連接在傳動盤上的外部傳動活塞運動，來控制傳動盤轉動的角度，從而控制調整凸輪的轉動角度。其中，傳動油缸活塞的行程決定於傳動油缸的進油量和回油量。其進油和回油的時刻和油量大小由電磁控油閥來控制。在氣門附加升程不調整的情況下，電磁控油閥不工作；僅需調整氣門附加升程時，電磁控油閥才工作，避免了電磁控油閥在每個循環中均需要處於工作狀態，故對電磁控油閥的開閉要求、以及響應特性均不太高，比較容易實現。


圖I是實施例I中挺柱結構示意圖。圖2是實施例2中全可變升程氣門機構結構示意圖。圖3是實施例2中調整凸輪驅動機構示意圖。圖4是實施例2中電磁控油閥結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施例進行說明。實施例I
參見圖I。本實施例所描述的挺柱，由底座11、調整活塞12、挺柱蓋13、調整凸輪14和彈性組件16構成。底座11可固定在機架上，或固定在搖臂上。底座11和調整活塞12之間設置有彈性組件16，挺柱蓋13蓋住調整活塞12，挺柱蓋13與調整活塞12之間為調整凸輪14。本實施例中彈性組件16為彈簧。實施例2
參見圖2至圖4。本實施例所描述的全可變氣門升程機構，包括實施例I所述的挺柱。所述挺柱I的挺柱蓋13與氣門6通過搖臂4間接接觸。也即是，挺柱I和氣門6位於搖臂4的同一側，且分別位於搖臂4的兩端，發動機凸輪5在搖臂4的另一側；挺柱I的挺柱蓋13與搖臂4鉸接。各缸的調整凸輪14通過一根調整凸輪軸15緊固連接，調整凸輪軸15的一端固定連接傳動盤2，且調整凸輪軸15垂直於傳動盤2，傳動盤2的邊緣區域連接傳動油缸3的活塞杆32，傳動油缸3的缸體端33鉸接機架上。傳動盤2可以是圓形、或方向、或橢圓形、或條形。傳動油缸的活塞杆32伸縮時，推動傳動盤2，使其繞調整凸輪軸15與傳動盤2的連接點轉動。而傳動油缸3的進油和出油是由電磁控油閥31來控制。電磁控油閥31分電磁控制部和油路控制部兩個部分。油路控制部依次分為進油段、控油段和出油段，相鄰兩端之間設置有密封座面。進油段設置有進油孔311，控油段設置有控油孔312，出油段設置有出油孔313。進油段內安裝有進油閥315和回位彈簧317。進油閥315與進油段、控油段之間的密封座面貼合時，進油段和控油段被完全隔斷，控油孔312與出油孔313連通形成一個油通道。出油段內安裝有出油閥316，出油閥316與控油段、出油段之間的密封座面貼合時，控油段和出油段被完全隔開，進油孔311和控油孔312連通形成一個油通道。上述進油閥315與所述出油閥316通過連杆固定連接，該連杆的長度大於兩密封座面的距離，更確切的說，是進油閥315和出油閥316在某一時刻只能與兩個密封座面中的一個貼合。電磁控制部的電磁鐵線圈通電時，銜鐵產生的電磁力通過頂杆使進油閥315和出油閥316 —起向左運動，直到出油閥316緊貼其密封座面，此時，出油孔313關閉、進油孔311打開，機油通過進油孔311進入控油孔312，再通過傳動油缸的進油口 34進入缸體，推動液壓活塞，活塞杆升起；當電磁鐵斷電時，進油閥315和出油閥316在液壓力和回位彈簧317的作用下，向右運動，進油閥315緊貼其密封座面，此時，進油孔311關閉，出油孔313打開，傳動油缸的機油從出油口 35通過控油孔312回到出油孔313進入發動機油底殼，液壓活塞回位。全可變氣門升程機構的機油來源於發動機油底殼，液壓泵的動力源是曲軸，當電子控制單元即ECU獲取發動機運行的轉速和油門位置信號，確定發動機所處的工況，依靠查表插值，由ECU內部MAP數據得到電磁控油閥開啟的時刻和開啟持續時間。若此時電磁控油閥不動作，液壓泵從油底殼泵出的機油經電磁控油閥，不進入傳動油缸3，直接回到油底殼；若此時，可變氣門系統需要工作，根據ECU確定電磁控油閥開啟時刻和開啟持續時間，則由液壓泵泵出的機油，經電磁控油閥進入傳動油缸3，完成對挺柱長度的調整。其中ECU根據內部MAP數據查表插值得到的電磁控油閥控制信號決定電磁控油閥的通電時刻和通電持續時間，進而決定機油進入傳動油缸3的時刻和進油量。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本發明的限制，本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和範圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種挺柱，其特徵在於，底座(11)和調整活塞(12)之間設置有彈性組件(16)，挺柱蓋(13)蓋住調整活塞(12)，挺柱蓋(13)與調整活塞(12)之間為調整凸輪(14)。
2.根據權利要求I所述的挺柱，其特徵在於，所述彈性組件(16)為彈簧。
3.一種包括權利要求I或2所述挺柱的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述挺柱(O的挺柱蓋(13)與氣門(6)直接或間接接觸。
4.根據權利要求3所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述挺柱(I)和氣門(6)位 於搖臂(4)的同一側，且分別位於搖臂(4)的兩端，發動機凸輪(5)在搖臂(4)的另一側；挺柱(I)的挺柱蓋(13)與搖臂(4)鉸接。
5.根據權利要求3所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述調整凸輪(14)與調整凸輪軸(15)緊固連接，所述調整凸輪軸(15)的一端固定連接傳動盤(2)，且調整凸輪軸(15)垂直於傳動盤(2)，傳動盤(2)的邊緣區域連接傳動油缸(3)的活塞杆(32)，傳動油缸(3 )的缸體端(33 )鉸接機架上。
6.根據權利要求5所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述傳動油缸(3)的進油和出油由電磁控油閥(31)控制。
7.根據權利要求6所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述電磁控油閥(31)分電磁控制部和油路控制部，所述油路控制部依次分為進油段、控油段和出油段，相鄰兩端之間設置有密封座面，進油段設置有進油孔(311)，控油段設置有控油孔(312)，出油段設置有出油孔(313);進油段內安裝有進油閥(315)，出油段內安裝有出油閥(316)，所述進油閥(315)與所述出油閥(316)通過連杆固定連接，所述電磁控制部有一頂杆(314)，所述頂杆(314)出油閥(316)接觸。
8.根據權利要求7所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述控油孔(312)與傳動油缸(3 )的進油口( 34)通過管道連通，傳動油缸(3 )的出油口( 35 )通過另一管道與控油孔(312)連通。
9.根據權利要求7所述的全可變氣門升程機構，其特徵在於，所述進油段內還安裝有回位彈簧(317)。
全文摘要
本發明公開一種挺柱和使用該挺柱的全可變氣門升程機構，挺柱的底座和調整活塞之間設置有彈性組件，挺柱蓋蓋住調整活塞，挺柱蓋與調整活塞之間為調整凸輪。該挺柱的挺柱蓋與氣門直接或間接接觸。與現有技術相比，本發明所述挺柱的長度能夠根據實際需要來調整，並使可變氣門升程機構實現全連續控制。
文檔編號F01L1/14GK102926828SQ20121050184
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者韓志強, 戰強, 田維, 曾東建, 左子農, 尹矓 申請人:西華大學