[发明专利]一种液力可变气门驱动装置及系统

说明书

本发明涉及内燃机技术领域，具体公开了一种液力可变气门驱动装置，其中，所述液力可变气门驱动装置包括：高压稳压源、低压蓄压机构、两位四通阀、气门驱动器和气门，所述高压稳压源的输出端和所述两位四通阀的端口P连接，所述低压蓄压机构和所述两位四通阀的端口T连接，所述气门驱动器的上进油口和所述两位四通阀的端口A连接，所述气门驱动器的下进油口和所述两位四通阀的端口B连接，所述气门驱动器的柱塞和所述气门连接。本发明还公开了一种液力可变气门驱动系统。本发明提供的液力可变气门驱动装置能够灵活控制气门的开启和关闭。

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种液力可变气门驱动装置及包括该液力可变气门驱动装置的液力可变气门驱动系统。

背景技术

在现有技术中，为了实现气门的开启和关闭，有多种方案，一种是菲亚特方案（美国专利号US 8230830B2），例如图1所示，凸轮10驱动指形摇臂7，推动液压活塞6压缩，在活塞腔产生高压。当电磁阀11打开时，液压油经过电磁阀进入到蓄压腔12和液力制动器4，此时，所有油路保持畅通，由于蓄压腔容积可变，其压力一直维持低压，气门2处于关闭状态；当电磁阀关闭时，高低压腔断开，液压活塞腔内的液压油仅与气门制动腔相通。执行器油腔内充满机油，在凸轮推动液压活塞下行时，油压上升，液压油推动液力制动器4的柱塞下行，从而推动气门开启；当需要气门落座时，只需将电磁阀打开，此时液力制动器油腔与蓄压腔连通，高压腔内压力迅速下降，气门在弹簧力的作用下落座。这样就通过控制电磁阀开关，实现了气门开启关闭时刻灵活可变。但是由于气门关闭的驱动力来自于气门弹簧，关闭过程不可控。气门的关闭过程不可控，导致高速时，气门关闭持续期延长。由于在固定压缩量时的气门弹簧力是不变的，气门关闭时的速度与弹簧力成正比，也就是气门从最大升程到关闭所需的时间是固定的。这就会造成，不同转速时，气门关闭所需的曲轴转角不同，高速时气门关闭持续期会大大延长。且由于气门开启的液压力是通过凸轮驱动柱塞产生的，因此气门开启时刻的变化范围有限，气门有升程的范围受到凸轮包角的限制，只能在凸轮包角范围以内有升程。

另一种是皆可博方案(中国专利号CN 1820123A)，例如图2所示，凸轮200驱动主活塞110，主活塞110与从动活塞120通过通道130连通，通过单向阀140向系统补充液压油，控制阀150与油道130连通，从动活塞120与气门300相连。工作时，凸轮驱动主活塞110运动，在油道130内产生高压，驱动从动活塞运动，最终驱动气门运动。在凸轮升程上升过程中，当需要气门关闭时，控制阀150打开，油道130内压力降低，从动活塞回位，气门关闭。这样就通过控制控制阀150的开关，实现了气门升程的可变。气门开启时刻局限于凸轮型线，仅在凸轮上升段可以实现气门开启，在其它凸轮包角范围内，无法实现气门开启。气门关闭是通过气门弹簧的作用，气门关闭时的运动速度不可控，会导致高速时气门关闭持续期大大延长。

而在有效控制气门落座速度方面，有多种方案，一种是菲亚特方案（美国专利号US2003/0172890），如图3所示，通过控制气门关闭时液压油流通面积变化实现对气门落座速度的控制。具体方法为，高压腔C内的液压油，通过单向阀32、小孔320和切口42，进入到柱塞腔，推动柱塞21下行，进而推动气门开启。气门关闭时，气门8在气门弹簧的作用下，推动柱塞21上行，柱塞21将柱塞腔内的液压油压出到高压腔C中。随着气门升程的降低，柱塞腔内的液压油先是通过切口42和小孔320流出，流通阻力较小，气门运动速度较高；之后切口42关闭，液压油仅通过小孔320流出，流通阻力增加，气门运动速度降低。但是由于气门关闭时的运动速度，受温度影响大，低温时液压油粘度增大，会导致气门关闭持续期延长。且结构复杂，加工制造难度大。