[发明专利]一种配气系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种配气系统和方法。

背景技术

传统的配气机构是由发动机曲轴通过正时齿轮驱动的配气凸轮轴旋转，配气凸轮轴上的凸轮来驱动气门传动组动作，从而带动气门组动作。这种气门机构气门的开启和关闭过程由凸轮轴上的凸轮型线来保证，气门开启和关闭时刻是通过曲轴与凸轮轴上的一对正时齿轮的准确定位来完成的。

电子控制液压驱动无凸轮配气机构是基于一种新型的动力装置-液压自由活塞发动机的基础上研究发明的。液压自由活塞发动机是将往复活塞式内燃机与柱塞式液压泵集成为一体的一种新型的发动机。与传统的曲轴式发动机在结构上的主要不同点在于：该发动机没有了曲柄连杆机构，即没有了旋转机构。由于没有了旋转机构，该种发动机配气机构的驱动和正时若采用传统发动机的配气凸轮轴驱动则很难实现，故此需要一种无凸轮轴的配气机构来实现该发动机的换气过程。

发明内容

本发明的目的在于提出一种配气系统与方法，不仅能够在不使用旋转部件的情况下驱动气门，而且能够有效地改善发动机的充气效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种配气系统，适用于液压自由活塞发动机，包括进油油道12、出油油道13、第一开关电磁阀2、第二开关电磁阀3、第三油道15、柱塞套4、柱塞5、挺柱7、推杆8、摇臂9、气门桥19、两根气门弹簧10和两个同名气门11，所述进油油道、所述出油油道分别与所述液压自由活塞发动机的液压油源系统1连通，用于提供、回流高压油，所述第一开关电磁阀、所述第二开关电磁阀和所述柱塞套安装在机体16上，所述第一开关电磁阀的一端与所述进油油道连接，另一端与所述第三油道连接，所述第二开关电磁阀的一端与所述出油油道连接，另一端与所述第三油道连接，所述第三油道的另一端与所述柱塞套内油路通道连通，所述柱塞安装在所述柱塞套内，所述柱塞的一端对应所述挺柱的滚轮，所述推杆的下端放置在所述挺柱内，所述推杆的上端通过铰链和所述摇臂一端连接，所述摇臂另一端连接所述气门桥的上端，所述气门桥下端连接着所述两个同名气门，在所述气门上分别卡套有一根所述气门弹簧。

还包括气门间隙调整螺钉18，所述间隙调整螺钉位于所述推杆上，用于调整所述推杆的长度。

所述柱塞呈T型，上端截面直径比下端大。

所述气门弹簧上端通过弹簧座圈安装在所述气门尾端，下端顶在气缸盖17。

所述柱塞的直径与所提供高压油压力和气门弹簧刚度之间的关系为$\frac{\mathrm{\π}{d}^2}{4}\·P=F,$其中，d表示柱塞直径，P表示高压油压力，F表示气门弹簧力；

所述柱塞的长度与气门最大升程和导向所需最小高度之间的关系为s＝h_max·λ，l≥1.5d，其中h_max表示气门最大升程，s表示柱塞升程，λ表示摇臂比，l表示柱塞正常导向所需最小长度，d表示柱塞直径，柱塞长度为max{s，l}；

所述出油油道的流量不小于第二开关电磁阀流量。

所述第一开关电磁阀、所述第二开关电磁阀和所述柱塞套通过螺纹安装在机体上。

所述柱塞套为管状结构，内孔为与柱塞配合圆柱表面，外部为阶梯轴式结构，外径较大的上部有外螺纹，并且以内孔圆为内切圆设置有内正六方凹坑，便于用扳手安装紧固螺纹，机体上相应位置有内螺纹，柱塞套通过螺纹安装于机体上。

一种配气方法，包括以下步骤：

A、第一开关电磁阀得电打开，第二开关电磁阀关闭；

B、高压油经进油油道通过第一开关电磁阀进入柱塞套；

C、高压油推动柱塞沿着柱塞套向上运动；

D、柱塞推动挺柱向上运动，挺柱带动推杆向上运动；