[发明专利]一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机配气机构，具体是发动机无凸轮轴气门驱动机构，特指一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构。

背景技术

发动机配气机构的工作性能对于发动机的动力性，经济性，排放性等都有着非常重要的影响。可变气门机构可以改善不同转速下发动机的工作性能，但由于可变气门机构基于传统的凸轮轴配气机构，因此对于气门的配气正时和开启升程等参数的改变范围相对受限。无凸轮轴气门驱动机构取消了传统配气机构中的凸轮轴，采用其他的方式直接驱动气门动作，目前主要有电磁驱动、电液驱动、电气驱动等几种工作形式。无凸轮轴气门驱动机构对于气门的工作参数控制比较灵活，气门的工作状态可以在极大范围内实现多样性的变化，满足各种工况下的发动机工作要求，但对于气门的落座速度控制，以及气门运动轨迹的精确控制等方面还存在一些问题，另外，大部分无凸轮轴气门驱动机构很难实现气门部分开启并保持这一升程，要实现这一目的必须采用更为复杂，更为精密的驱动机构，降低了系统的工作可靠性，同时提高了整机成本。

压电驱动器是利用压电陶瓷材料的逆压电效应，当输入一定的电压时，压电驱动器将产生随电压升高而逐渐增大的变形量，从而将电能转变成机械运动，具有强度大，功耗低，响应速度快，位移控制精度高等一系列优点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构。通过ECU控制压电驱动器变形伸长，推动大活塞下行，压缩液压腔中的油液，利用大活塞和小活塞的直径差，使压电驱动器在不同输入电压下的变形伸长量经传动块传递到大活塞后，在小活塞上得到多倍放大，推动液压挺柱驱动气门开启。当ECU控制输入压电驱动器的电压逐渐降低时，压电驱动器的变形伸长量减小，大活塞随之微量上移，同时气门在气门弹簧的作用下回位落座，通过液压挺柱推动小活塞上行。通过对压电驱动器输入电压变化的控制，可以减小气门的落座冲击。

实现本发明目的的技术方案如下：

设有一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构，包含液压挺柱、小活塞、液压缸、大密封圈、大活塞、传动块、压电驱动器、小密封圈；其特征在于所述的大密封圈安装在大活塞上，所述的小密封圈安装在小活塞上，大活塞和小活塞安装在液压缸内，大活塞和小活塞之间是被密封的液压腔，大活塞可沿自身轴线方向移动，小活塞一端伸出液压缸之外，并可沿自身轴线方向移动，当大活塞和小活塞移动时，被密封的液压腔内液体数量不变；传动块位于大活塞和压电驱动器之间，一端和大活塞紧密接触，另一端和压电驱动器紧密接触；压电驱动器的另一端被固定安装；小活塞伸出液压缸的一端与液压挺柱紧密接触；大活塞和小活塞两者的直径比由压电驱动器的工作行程和气门的最大升程决定。

压电驱动器的输入电压由电控单元ECU根据发动机工作需要自由调节，当发动机工作状况变化时，ECU控制压电驱动器的输入电压，调节压电驱动器的变形量，最终控制气门的开度大小及气门轨迹曲线。

大活塞与液压缸之间被大密封圈密封，无泄漏，小活塞与液压缸之间被小密封圈密封，无泄漏。

压电驱动器处于自由状态时，小活塞伸出液压缸的长度最短，此时液压挺柱的进油口与发动机气缸盖上的压力润滑油道相通。

当气门落座时ECU控制压电驱动器的输入电压变化，可以对气门的落座速度进行控制。

液压挺柱的工作尺寸可以在一定范围内变化，以补偿发动机工作温度不同时的热变形。

传动块用于将压电驱动器在不同输入电压下的变形伸长和驱动力传递到大活塞上。

附图说明

图1是本发明的一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构的结构示意图。

附图中标注说明：1-气门 2-气门弹簧 3-液压挺柱 4-小活塞 5-液压缸 6-大密封圈 7-大活塞 8-传动块 9-压电驱动器 10-液压腔 11-小密封圈

具体实施方式

参考附图，对本发明的一个实施例进行详细描述。