[发明专利]用于内燃机的电控液压可变气门机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变气门机构，该可变气门机构可以改变进排气门的配气相位以及气门的最大升程量。

背景技术

近年出现的均质压燃，即可控自燃(CAI)燃烧模式具有极低的NOx排放和改善燃油经济性的优势和潜力，正在受到国际内燃机界广泛重视，被认为是未来极有吸引力的汽油机技术之一。

CAI燃烧模式在理论上可以通过多种方式实现，但是前期的研究结果表明，利用缸内废气再循环(EGR)是在汽车发动机上实现CAI燃烧的最为有效的方法和途径。缸内废气再循环的实现，必须依赖于可变配气机构，它实现了进排气门的柔性操作，从而实现不同的内部EGR策略。

本发明主要根据以上背景进行了电控液压可变配气机构的开发。配气机构是内燃机的重要组成部分，它的功能是实现发动机的换气过程，根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。其结构是否合理将直接影响内燃机的经济性能、噪声、振动及工作可靠性等。目前绝大多数活塞式内燃机采用传统的机械驱动凸轮结构来驱动进排气门，其气门的升程、配气定时都是固定不变的。但是，随着燃油经济性和降低有害排放物的要求日趋严格，其已不能满足现代发动机的要求，于是提出可变配气相位技术。可变配气相位技术可以优化气门的定时、升程、持续时间和其它运行参数，使得其可以在内燃机整个工作范围内，提供合适的气门开启、关闭时刻或升程，从而改善内燃机进、排气性能，较好地满足高转速和低转速，大负荷和小负荷时的动力性、经济性以及废气排放的要求。

已知的一种电磁驱动可变气门机构，可以实现气门相位和升程的变化，它由微处理器控制电磁阀的无凸轮轴全可变气门机构，可以按照工况的变化全程调整气门的运动参数，实现对气门的升程、运动速度和开启持续时间的独立控制，但是，电磁驱动可变气门机构，落座冲击比较大。

还有一种已知的电气驱动可变配气相位机构，与液体相比，空气的粘度低、运动惯性小，有利于提高电气驱动可变配气相位机构的响应速度；但空气的可压缩性更高，难以精确控制。因此，空气作为传动介质的优越性并不明显。寻找合适的传动介质是提高此类气门驱动机构性能的关键。

此外，已知一种电液驱动无弹簧可变配气相位机构。该机构有高压油源和低压油源各一个，气门顶部装有一个双作用的液压柱塞，柱塞上部的油腔既可以与高压油源相连通又可以与低压油源相连通；柱塞下部的油腔一直与高压油源相连通。柱塞上部的承压面积明显大于柱塞下部的承压面积。通过柱塞顶面与底面的压力差来控制气门的开启与关闭。

发明内容

本发明目的是提供一种用于内燃机的电控液压可变气门机构，该机构响应迅速，可以实现单循环内气门二次开启，能够有效地减缓开启和落座冲击，而且可以防止气门回弹，能够连续改变气门的驱动相位，并且容易实现气门升程的调整。

实现本发明上述目的的上述方案结合附图说明如下：

一种用于内燃机的电控液压可变气门机构，包括高压缸体1、低压缸体2、执行机构、阻尼机构以及电磁阀座和电磁阀，所述的高压缸体1、低压缸体2、电磁阀座4和阻尼机构的阻尼缸体3之间固定密封连接，所述的执行机构装在高压缸体1和低压缸体2上；所述的高压缸体1用于提供高压油工作环境，该高压缸体包括用于储存高压油的高压腔8和提供进出高压缸体1的高压油通道，高压腔8采用单作用活塞缸结构，高压缸体1的高压油通道与电磁阀座4的高压油道相连通；所述的低压缸体2用于提供低压油工作环境，低压缸体2包括使得低压油缓慢流出迅速流入的低压腔10、限制辅助活塞7位移的限位环11、限制主活塞下体15位移进而控制气门升程的限位台肩12和用于低压油的流量控制的第一、二节流阀13、25；所述的执行机构由主活塞6和辅助活塞7组成，主活塞6采用分段式结构，由主活塞上体14和主活塞下体15构成，辅助活塞7用于加快活塞响应性，执行机构由高压油驱动，用于开启或关闭进排气门；所述的阻尼机构由阻尼缸体3、缓冲罐16和第一单向阀17组成，阻尼缸体3用于提供低压油的工作路径，阻尼腔18用于储存低压油，通过油道与低压腔10相通，第一单向阀17用于控制低压油的流向，缓冲罐16用于储存适量的低压油使得阻尼腔18内低压油波动得到缓冲；所述的电磁阀座4用于连接高速电磁阀5和高压缸体1，电磁阀座4上设有提供高压油进出高压缸体的通道和高压油进口28和高压油出口29以及用于安装高速电磁阀5的两个高速电磁阀座孔；所述的高速电磁阀5，用于控制高压油在高压缸体1内的工作状态。