[发明专利]电磁、液压和弹簧共同驱动的全可变气门机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机气门机构，尤其涉及一种电磁、液压和弹簧共同驱动的全可变气门机构。

背景技术

目前实现气门机构全可变控制的技术方案包括电控液压驱动配气机构、电控磁力驱动配气机构和电控气动配气机构，这些配气机构可实现传统凸轮驱动机构无法实现的气门开启相位、关闭相位和升程大范围可变的特点，可使发动机进排气门的控制具有更大的柔性，可以实现发动机的多种燃烧模式，对改善发动机中低负荷工况下的燃烧具有很好的意义。但现有的电控液压驱动气门，由于电磁阀、液压机构和缓冲机构为分体安装，以及电磁阀内部线圈发热和液压结构密封等因素，限制了液压线路的额定流量和额定压力，导致气门响应速度慢。而电控磁力驱动气门机构虽然气门响应速度快，但也导致气门冲击振动大，落座噪音大等问题。另一方面由于气门的启闭频率高，运行时间长也会导致气门配气机构中的电磁阀发热量大，易因过热而损坏。

中国发明专利申请CN102877959A公开了一种发动机气门控制机构及其控制方法，该发动机气门控制机构包括气门机构、电磁机构、气门升程控制机构和液压机构；所述气门机构包括气门和固定于气门上端的活塞、气门衔铁；所述电磁机构包括上电磁铁、下电磁铁；所述气门升程控制机构包括驱动单元和可在驱动单元作用下上下移动的下电磁铁支撑架；所述液压机构包括液压腔，所述活塞活动安装于液压腔内，并将液压腔分隔成活塞上部的第一液压室和活塞下部的第二液压室，所述第一液压室与第一液压管路相通，所述第二液压室分别与第一液压管路和第二液压管路相通，其中第二液压室与第一液压管路之间设有第一电磁阀，第二液压室与第二液压管路之间设有第二电磁阀。该技术方案利用液压机构取代传统的气门弹簧，在气门下降时，依靠电磁铁驱动，液压机构的第一液压室和第二液压室相通而不发生作用，在气门开启到最大位置时，磁铁和气门衔铁接触，碰撞冲击振动大，噪音大，且电磁铁线圈通过的电流大，电磁线圈散热困难，电磁铁寿命低；在气门关闭时，依靠电磁铁和液压缸共同驱动，虽然减小了电磁铁线圈通过的电流，但由于电磁铁在气门工作时动作频率高，电磁铁产生热量累积，由于电磁线圈散热困难，致使电磁铁寿命降低，同时，气门在电磁铁和液压缸共同驱动作用下会导致气门落座冲击振动大，噪音大，虽然该方案中提出在气门接近气门上止点时控制下磁铁通电，以通过向气门衔铁施加向下的吸力而对气门产生一定的上行阻力，以此来控制气门的落座速度和冲击力，但由于气门工作时启闭频率很高，上述的控制方式难以产生有效作用，且该控制方式也会导致电磁铁线圈电流增大，产热量增加，从而会影响电磁特的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电磁、液压和弹簧共同驱动的全可变气门机构，其可避免单独的电磁驱动或者液压驱动形式的弊端，且气门控制机构的冲击振动小，噪音低，同时可对气门控制机构中的电磁机构进行冷却，提高了电磁机构的使用寿命。

为实现上述目的，本发明的电磁、液压和弹簧共同驱动的全可变气门机构包括气门以及驱动气门回位的气门弹簧，所述的气门上串联设置有驱动所述气门启闭的电磁驱动机构和液压驱动机构；所述的电磁驱动机构包括安装于所述气门上的电磁阀；所述的液压驱动机构包括油箱，连接于油箱的液压泵，驱动液压泵运转的电机，设于液压泵出口的调压阀，以及安装于所述气门上的液压缸，所述液压缸与液压泵出口间连接设有改变油路流向以驱动所述液压缸上行或下降的电磁换向阀，在所述电磁换向阀与液压缸间串联设置有单向节流阀，所述的单向节流阀包括并联相接的单向阀组件和节流阀组件。

采用上述的技术方案，由于在气门上串联设置有驱动气门启闭的电磁阀和液压缸，且在电磁换向阀与液压缸之间还串联设置有单向节流阀，所以，当气门开启时，电磁阀和液压缸共同驱动气门克服气门弹簧的阻力而打开，当气门关闭时，通过调整电磁阀和液压缸的控制方式，使得电磁阀和液压缸以及气门弹簧共同驱动气门关闭，由此在气门的驱动过程中便将电磁驱动机构响应速度快和液压驱动机构的过程平稳，冲击小的优点有机的结合在一起，同时也利用电磁驱动机构响应速度快弥补了液压驱动机构动作较慢的缺点，从而克服了单独使用电磁驱动机构和液压驱动机构时的弊端。

作为对上述方式的限定，所述电机经由离合器提供启停信号。将液压泵的驱动电机由离合器控制，在发动机启动时，离合器合上，通过电机驱动液压泵使得液压缸工作从而使得发动机正常开启，当发动机正常运行时，离合器分离，此时可通过发动机分动器传递的动力驱动液压泵继续工作，而在特殊工况当液压源的压力低于需求值时，也合上离合器启动电机为液压泵提供动力。