[发明专利]无级可变气门升程机构及其控制方法

权利要求书

1.无级可变气门升程机构，包括气缸盖上的液压缸导管(1)、液压缸体(2)、双轮廓凸轮(3)、液压缸体弹簧(14)、单向阀(18)和装在液压缸体内的吊杯活塞(4)、压缩活塞(9)和气门端活塞(13)，其特征在于所述的液压缸体(2)装在气缸盖上的液压缸导管(1)内，吊杯活塞(4)、压缩活塞(9)和气门端活塞(13)依次装在液压缸体(2)内，吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)之间形成液压缸低压腔(23)，压缩活塞(9)后端和液压缸体内隔板(24)之间形成液压缸中压腔(19)、液压缸体内隔板(24)和气门端活塞(13)之间形成液压缸高压腔(17)，所述吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)均设有弹簧腔，压缩活塞(9)的弹簧腔端与吊杯活塞(4)的弹簧腔端相互套接，平衡弹簧(5)装在压缩活塞(9)和吊杯活塞(4)之间的弹簧腔(6)内，平衡弹簧(5)两端分别抵顶在吊杯活塞(4)和压缩活塞(9)上，压缩活塞(9)与液压缸体内隔板(24)之间、气门端活塞(13)与液压缸体内限位台(25)之间均装有缓冲弹簧(12)，所述单向阀(18)装在液压缸体内隔板(24)上，使液压缸中压腔(19)的液压油通过单向阀(18)向液压缸高压腔(17)流通，所述的缸体弹簧(14)套装在气门端活塞(13)的活塞杆上，其一端抵顶在液压缸体(2)的后端，所述双轮廓凸轮(3)为低轮廓凸轮(28)连接高轮廓凸轮(27)且为一整体结构，双轮廓凸轮(3)装在液压缸体(2)的前端，在液压缸体弹簧(14)的作用下，使双轮廓凸轮(3)与液压缸体(2)的前端压紧在一起，其中低轮廓凸轮(28)压在液压缸体(2)上，转动中高轮廓凸轮(27)压在吊环活塞(4)上。

2.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体(2)上设有第一进油道(8)、第二进油道(11)、第一泄油道(21)和第一次泄油道(20)，所述的气缸盖上的液压缸导管(1)上设有第三进油道(7)、第四进油道(10)和第三泄油道(22)，所述双轮廓凸轮(3)上设有第二次泄油道(29)，当液压缸体(2)处于静止时，第一进油道(8)两端分别与第三进油道(7)和液压缸低压腔(23)连接相通，第二进油道(11)两端分别与第四进油道(10)和液压缸中压腔(19)连接相通；第一泄油道(21)与第三泄油道(22)连接相通与液压缸低压腔(23)不相通，双轮廓凸轮(3)开始回转到其回转90度过程中，第一次泄油道(20)两端分别与液压缸高压腔(17)和第二次泄油道(29)连接相通。

3.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的吊杯活塞(4)上设有防止弹簧腔(6)内存入机油的第四泄油道(26)。

4.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体(2)上设有液压缸高压腔(17)快速泄油的第二泄油道(15)。

5.根据权利要求1所述的无级可变气门升程机构，其特征在于所述的液压缸体内限位台(25)于气门端活塞(13)之间设有为消除气门间隙的间隙(16)。

6.无级可变气门升程机构的控制方法，其特征在于：

A、发动机低转速时

a、双轮廓凸轮的凸圆未压整个机构，机油经第一进油道(8)、第二进油道(11)、第三进油道(7)、第四进油道(10)进入液压缸体(2)内，此时压缩活塞(9)在液压缸低压腔(23)和液压缸中压腔(19)的面积不同，其压力差和平衡弹簧(5)的作用下，压缩活塞(9)的位置会在机构中随机油压力的变化而变化，由于此时压力很小，压缩活塞使提升量很小；

b、双轮廓凸轮的凸圆开始压整个机构，低轮廓凸轮(28)压液压缸体(2)，液压缸高压腔(17)处于密封，形成刚性体，推动气门的原始期提升量，同时高轮廓凸轮(27)压吊杯活塞(4)，机构的所有进油道和泄油道封闭，形成刚性体，将液压缸中压腔(19)的机油经单向阀(18)压进液压缸高压腔(17)，气门端活塞(13)推动气门来增加附加提升量，随着压缩活塞(9)的推动，第一泄油道(21)和第三泄油道(22)相对，泄油通道打开，液压缸低压腔(23)开始泄油变成不是刚性，气门的继续提升量由低轮廓凸轮(28)推动，此时液压缸高压腔(17)不变化，液压缸中压腔(19)在缓冲弹簧(12)和泄油过程的共同作用下也维持不变；

c、双轮廓凸轮的凸圆达到最高点，液压缸低压腔(23)通过第三泄油道(22)泄油完毕，液压缸高压腔(17)为封闭，进入液压缸高压腔的机油量少，第二泄油道(15)并未开启，在液压缸体弹簧(14)、缓冲弹簧(12)、平衡弹簧(5)的作用下整个机构随双轮廓凸轮移动，此时第一次泄油道(20)即将开启；

d、双轮廓凸轮开始回转，在此之前低轮廓凸轮(28)上的第二次泄油道(29)与第一次泄油道(21)相对，泄油，将液压缸高压腔少量机油泄出；

e、双轮廓凸轮完全回转至凸轮最高点与机构中心成180度时，进油道再次开启，开始进油，转速不同，进油压力不同，压缩活塞(9)的位置不同，升程量不同；

B、发动机中转速时

a、双轮廓凸轮的凸圆未压整个机构，机油经第一进油道(8)、第二进油道(11)、第三进油道(7)、第四进油道(10)进入液压缸体(2)内，由于此时压力不大，压缩活塞(9)的提升量不大；

b、双轮廓凸轮的凸圆开始压整个机构)，由于压缩活塞(9)的位置升高，第一泄油道(21)和第三泄油道(22)相对的时间要比发动机低转速时晚，从液压缸中压腔(19)压入液压缸高压腔(17)的机油也比发动机低转速时要多，其升程量比发动机低转速时要多；

c、双轮廓凸轮的凸圆达到最高点，液压缸低油腔(23)通过第一泄油道(21)和第三泄油道(22)泄油完毕，液压缸高压腔(17)为封闭，在液压缸体弹簧(14)、缓冲弹簧(12)、平衡弹簧(5)的作用下整个机构随双轮廓凸轮移动，此时第一次泄油道(20)即将开启；

d、双轮廓凸轮开始回转，在此之前低轮廓凸轮(28)上的第二次泄油道(29)与第一次泄油道(20)相对，泄油，泄油即将完毕；

e、双轮廓凸轮完全回转至凸轮最高点与机构中心成180度时，在此之前，液压缸高压腔(17)机油不多，泄油过程完毕，进油道开始进油，进油压力不同，压缩活塞(9)的位置不同，升程量不同；

C、发动机高转速时

a、双轮廓凸轮的凸圆未压整个机构，机油经第一进油道(8)、第二进油道(11)、第三进油道(7)、第四进油道(10)进入整个机构，压力大，压缩活塞的提升量很大；

b、双轮廓凸轮的凸圆开始压整个机构，压缩活塞(9)位置接近最高点，第一泄油道(21)与第三泄油道(22)并未相对，整个机构的液压缸低压腔(23)、液压缸中压腔(19)、液压缸高压腔(17)都密封，从液压缸中压腔(19)压入液压缸高压腔(17)的机油比发动机中转速时多，其升程量比发动机中转速多；

c、双轮廓凸轮的凸圆达到最高点，第一泄油道(21)和第三泄油道(22)相对，液压缸低压腔(23)开始泄油，进入液压缸高压腔机油量达设定最高量，液压缸高压腔(17)通过第二泄油道(15)与汽车缸体的空隙泄油，第一次泄油道(20)即将泄油，在液压缸体弹簧(14)、缓冲弹簧(12)、平衡弹簧(5)的作用下整个机构随双轮廓凸轮移动；

d、双轮廓凸轮开始回转，在此之前低轮廓凸轮(28)上的第二次泄油道(29)与第一次泄油道(20)相对，泄油，泄完液压缸高压腔未泄完的油；

e、双轮廓凸轮完全回转至凸轮最高点与机构中心成180度时，在完全回转之前，液压缸高压腔(17)完全泄完，进油道开始进油，转转速不同，进油压力不同，压缩活塞(9)的位置不同，升程量不同。