[发明专利]一种实现气门开启次数可变的液压气门机构及内燃机

说明书

本发明公开了一种气门开启次数可变的液压气门机构及内燃机，能有效实现在同一工作循环内气门单次开启工作模式、两次或多次开启工作模式，且能够根据内燃机的工况需要实现各种工作模式之间的迅速平稳切换。其主要结构包括壳体、带有一个主凸起和至少一个副凸起的配气凸轮、具有液压开关阀作用的液压回转阀、液压驱动部件和气门驱动部件等。液压驱动部件、液压回转阀和气门驱动部件之间油路相通。解决了现有技术中只能通过高频电磁阀实施气门多次开启的问题，对改善内燃机排气热管理性能，实施进气门二次进气，实现缸内排气制动等具有重要作用。

技术领域

本发明涉及内燃机的气门机构，特别是涉及内燃机在一个工作循环内实现气门开启次数可变的液压气门机构及内燃机。

背景技术

传统内燃机在工作状态时，进气过程时进气门开启，排气过程时排气门开启，即进气门和排气门在一个工作循环内仅需要实现单次开启即可。但随着内燃机技术的不断发展和完善，在某些情况下迫切需要内燃机在一个工作循环内实现气门两次开启甚至多次开启。例如，当商用汽车在坡度较大的公路上长时间处于下坡行驶时，需要排气门在压缩冲程末期实现第二次开启，使内燃机产生制动功率，提高行驶安全性；为了实现内燃机的节能减排，在某些运行工况下，需要进气门在排气冲程时实现二次开启，以实现废气再循环(EGR)或改善排气热管理性能。由于内燃机运行工况变换频繁，需要内燃机在运行过程中即可平稳实现气门单次开启工作模式和两次开启(或多次开启)工作模式之间的切换。

目前，皆可博(JackBrake)发动机制动装置是一种典型的排气门多次开启装置，并通过电磁阀的充电或断电实现，使摆臂轴制动油道处于冲油或不冲油状态，制动活塞则处于伸出或缩回位置，实现排气门的多次开启与单次开启之间的切换。但皆可博发动机制动装置也存在排气凸轮升程大、需要设置深的活塞顶气门凹坑、结构相对复杂等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种使内燃机在一个工作循环内实现气门单次开启工作模式、两次开启工作模式、甚至多次开启工作模式的液压气门机构，并在运行过程中实现各种工作模式之间的平稳切换，这种气门开启次数可变的液压气门机构有效扩展了内燃机的工作模式，对汽车的节能减排及行驶安全具有重大作用。

一种气门开启次数可变的液压气门机构，包括：

壳体，设有第一油道和第二油道；

配气凸轮，配气凸轮带有一个主凸起和至少一个副凸起，配气凸轮能够实现转动，配气凸轮设于壳体的外部；

液压回转阀，设于壳体内并与壳体形成液压回转阀油腔，液压回转阀包括阀套和设有轴向孔的阀芯，阀芯安装于阀套内孔，阀芯和阀套绕同一轴线转动并在相对应的轴向位置上分别设有径向油孔，当阀芯和阀套的径向油孔相连通时液压回转阀处于开通状态，当阀芯和阀套的径向油孔相互错开时液压回转阀则处于关闭状态；液压回转阀油腔与第一油道连通，阀芯轴向孔与第二油道连通；

液压驱动部件，通过壳体支撑并与壳体形成液压驱动油腔，液压驱动部件由配气凸轮驱动，液压驱动油腔与第一油道连通；

气门驱动部件，通过壳体支撑并与壳体形成气门驱动油腔，气门驱动油腔与与第一油道相通，当阀芯和阀套的径向油孔相互错开时液压回转阀处于关闭状态，液压驱动部件驱动气门驱动部件使相应气门打开；

进一步的，所述配气凸轮中副凸起设于所述配气凸轮中非主凸起设置的位置；

进一步的，所述配气凸轮轴通过液压回转阀传动机构带动所述阀芯实现转动，配气凸轮轴与阀芯的转速比为N,N为正整数；

进一步的，所述液压回转阀芯在同一圆周上均匀分布有与转速比N相同数量的径向油孔，所述阀芯径向油孔为通孔且与阀芯轴向孔相通；所述液压回转阀套在阀芯径向油孔对应的轴向位置的圆周上，分布着与所述配气凸轮的副凸起相匹配的径向油孔，所述阀套径向油孔为通孔；