一种新型发动机气门控制机构的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种新型发动机气门控制机构。

背景技术：

目前，气门可变控制技术主要包括基于凸轮轴式气门控制和无凸轮轴式气门控制。无凸轮轴气门驱动就是取消发动机传统气门机构中的凸轮轴及其从动件，而以电磁驱动、电液驱动、电气驱动、旋转器驱动或其他方式来驱动气门。其中，现有的电磁式气门控制灵活，但其能量消耗大，气门机构的可靠性和寿命较低；而现有的电液式气门控制虽然可靠性较好，但是气门控制的响应较慢，而且气门机构的结构复杂。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种新型发动机气门控制机构，其不仅结构简单，而且对气门的驱动控制过程十分稳定可靠。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种新型发动机气门控制机构，包括气门机构、液压机构和电磁机构，所述气门机构包括气管、连通气管的气门和用于开关气门的气门柱塞，所述液压机构包括高压进油管、用于推动气门柱塞的高压油腔以及高压控制油腔，所述气门柱塞的顶部设置在高压油腔内，气门柱塞的中部设置在高压控制油腔内，所述气门设置在气门柱塞的下方，所述高压进油管分别连通高压油腔和高压控制油腔，所述电磁机构与高压控制油腔之间设置有高压控制通道，电磁机构与高压油腔之间设置有高压通道并通过电磁机构控制高压通道与电磁机构之间连通/阻断。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述电磁机构包括调节油腔、电磁阀、电磁弹簧和衔铁，所述电磁阀、电磁弹簧和衔铁均设置在调节油腔内，所述调节油腔分别连通高压通道和高压控制通道，所述电磁弹簧的两端分别连接调节油腔的顶端和衔铁的顶端，所述电磁阀设置在衔铁的上方，所述衔铁的下端设置有对准高压通道的顶塞。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述调节油腔内设置有定位板，所述定位板套设在衔铁外，所述衔铁的顶端向外延伸有支撑顶板，衔铁的底端向外延伸有支撑底板，所述顶塞设置于支撑顶板上，所述高压控制通道接入定位板、且高压控制通道的出口位于定位板与支撑顶板之间。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述定位板与支撑顶板之间设置有支撑弹簧。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述气门柱塞的形状为圆柱状，气门柱塞上由上至下依次设置有圆柱凸起、推压圆台和气门塞，所述圆柱凸起的末端和推压圆台均设置在高压控制油腔内，所述推压圆台的侧面贴合高压控制油腔的内侧并将高压控制油腔分隔为上油腔和下油腔，所述推压圆台内设置有分别连通上油腔和下油腔的针阀压力通道，所述气门塞位于气门柱塞的末端，气门塞的形状与气门的形状对应。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述推压圆台接近下油腔的侧面为倾斜面，所述针阀压力通道的一开口位于倾斜面上，针阀压力通道的另一开口位于上油腔内的气门柱塞上，所述下油腔的侧面的部分形状与倾斜面的形状匹配。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述高压进油管与高压油腔之间设置有节流阀。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述高压油腔和高压控制油腔之间设置有辅助油腔，所述圆柱凸起的顶端设置在辅助油腔内，圆柱凸起的顶端和辅助油腔的顶端之间设置有辅助弹簧，所述辅助油腔与调节油腔连通。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述调节油腔的顶端设置有与调节油腔连通的回油管。

所述的新型发动机气门控制机构中，所述气门塞与气门的边缘处均设置有对应的斜角。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种新型发动机气门控制机构，包括气门机构、液压机构和电磁机构，所述气门机构包括气管、连通气管的气门和用于开关气门的气门柱塞，所述液压机构包括高压进油管、用于推动气门柱塞的高压油腔以及高压控制油腔，所述气门柱塞的顶部设置在高压油腔内，气门柱塞的中部设置在高压控制油腔内，所述气门设置在气门柱塞的下方，所述高压进油管分别连通高压油腔和高压控制油腔，所述电磁机构与高压控制油腔之间设置有高压控制通道，电磁机构与高压油腔之间设置有高压通道并通过电磁机构控制高压通道与电磁机构之间连通/阻断。本实用新型中的新型发动机气门控制机构不仅结构简单，而且对气门的驱动稳定可靠，有效的提高了发动机的经济性能。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种新型发动机气门控制机构的较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种新型发动机气门控制机构的较佳实施例的进气结构示意图。

图3为本实用新型提供的一种新型发动机气门控制机构的较佳实施例的排气结构示意图。

其中：11、气管；12、气门；121、斜角；13、气门柱塞；131、圆柱凸起；132、推压圆台；133、气门塞；134、针阀压力通道；21、高压进油管；22、高压油腔；221、高压通道；23、高压控制油腔；231、高压控制通道；24、节流阀；25、辅助油腔；26、辅助弹簧；31、调节油腔；32、电磁阀；33、电磁弹簧；34、衔铁；35、顶塞；36、定位板；37、支撑顶板；38、支撑底板；39、支撑弹簧；40、电源；50、回油管。

具体实施方式

本实用新型提供一种新型发动机气门控制机构，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，为本实用新型提供的新型发动机气门控制机构的结构示意图，图中左侧为进气气门控制机构，右侧为排气气门控制机构，进气气门控制机构和排气气门控制机构结构相同且均包括气门机构、液压机构和电磁机构，所述气门机构包括气管11、连通气管11的气门12和用于开关气门12的气门柱塞13，所述液压机构包括高压进油管21、用于推动气门柱塞13的高压油腔22以及高压控制油腔23，所述气门柱塞13的顶部设置在高压油腔22内，气门柱塞13的中部设置在高压控制油腔23内，所述气门12设置在气门柱塞13的下方，所述高压进油管21分别连通高压油腔22和高压控制油腔23，所述电磁机构与高压控制油腔23之间设置有高压控制通道231，电磁机构与高压油腔22之间设置有高压通道221并通过电磁机构控制高压通道221与电磁机构之间连通/阻断。

其中，通过高压进油管21向高压油腔22及高压控制油腔23输入液压油，并通过电磁机构控制高压通道221与电磁机构之间连通/阻断，可改变并限制气门柱塞13与气门12之间的位置关系，从而液压结构和电磁机构可实现对进气气门机构和排气气门进行驱动控制，并依据实际工况需求开关发动机的气门。

在具体的实施例中，所述电磁机构包括调节油腔31、电磁阀32、电磁弹簧33和衔铁34，所述电磁阀32、电磁弹簧33和衔铁34均设置在调节油腔31内，所述调节油腔31分别连通高压通道221和高压控制通道231，所述电磁弹簧33的两端分别连接调节油腔31的顶端和衔铁34的顶端，所述电磁阀32设置在衔铁34的上方，所述衔铁34的下端设置有对准高压通道221的顶塞35。

当电磁阀32未通电时，所述衔铁34受到电磁弹簧33的弹力使得衔铁34下端的顶塞35顶住高压通道221的出口，导致高压油腔22与调节油腔31之间的连通被阻断；当电磁阀32通电后，电磁阀32吸住衔铁34，衔铁34下端的顶塞35离开高压通道221的出口，从而使得高压通道221与调节油腔31连通。当然，在电磁机构外还包括用于给电磁阀32供电的电源40，比如在机构外侧设置12v直流电源，或者直接通过汽车的电池管理系统对电磁阀32进行供电。

更具体的，在所述调节油腔31内设置有定位板36，所述定位板36套设在衔铁34外，所述衔铁34的顶端向外延伸有支撑顶板37，衔铁34的底端向外延伸有支撑底板38，所述顶塞35设置于支撑底板38上，所述高压控制通道231接入定位板36、且高压控制通道231的出口位于定位板36与支撑底板38之间。衔铁34只能在定位板36中移动，且当电磁阀32吸住衔铁34时，衔铁34顶端的支撑底板38贴合住定位板36并将高压控制通道231的出口堵住。

同时，所述气门柱塞13的形状为圆柱状，气门柱塞13上由上至下依次设置有圆柱凸起131、推压圆台132和气门塞133，所述圆柱凸起131的末端和推压圆台132均设置在高压控制油腔23内，所述推压圆台132的侧面贴合高压控制油腔23的内侧并将高压控制油腔23分隔为上油腔和下油腔（图中未标号），所述推压圆台132内设置有分别连通上油腔和下油腔的针阀压力通道134，所述气门塞133位于气门柱塞13的末端，气门塞133的形状与气门12的形状对应。

当气门柱塞13下移使得气门塞133关闭气门12的过程中，此时电磁阀32已经将衔铁34吸住，衔铁34顶端的支撑底板38已经贴合住定位板36并将高压控制通道231的出口堵住，下油腔内的液压油将通过针阀压力通道134进入上油腔中，从而使得上油腔的压力和体积增大，并辅助高压油腔22将气门柱塞13向下推动。

并且，所述推压圆台132接近下油腔的侧面为倾斜面，所述针阀压力通道134的一开口位于倾斜面上，针阀压力通道134的另一开口位于上油腔内的气门柱塞13上，所述下油腔的侧面的部分形状与倾斜面的形状匹配。当气门柱塞13下移使气门塞133关闭气门12时，此时推压圆台132的倾斜面与下油腔的侧面贴合，针阀压力通道134被堵住，高压油腔22和上油腔保持高压状态，即气门塞133保持关闭气门12的状态。

进一步的，所述支撑顶板37与定位板36之间设置有支撑弹簧39。支撑弹簧39可以给衔铁34带来缓冲的弹力，通过支撑弹簧39和电磁弹簧33的共同作用，可使电磁阀32工作时衔铁34的移动更加稳定可靠，并可减小顶塞35顶住高压通道221时产生的冲击。

更进一步的，所述高压进油管21与高压油腔22之间设置有节流阀24。通过节流阀24可以控制液压油从高压进油管21进入高压油腔22的速率，从而控制气门柱塞13的移动速率即关闭气门12的速度。所述气门塞133与气门12的边缘处均设置有对应的斜角121，使得气门12能与气门塞133配合，更好的压合气门12并防止漏气。

此外，所述高压油腔22和高压控制油腔23之间设置有辅助油腔25，所述圆柱凸起131的顶端设置在辅助油腔25内，圆柱凸起131的顶端和辅助油腔25的顶端之间设置有辅助弹簧26，所述辅助油腔25与调节油腔31连通。在气门12开闭的过程中，通过辅助油腔25可以辅助气门柱塞13进行移动，提高响应速度。更佳的，所述调节油腔31的顶端设置有与调节油腔31连通的回油管50，通过回油管50可以将整个气门12控制机构中多余液压油排出并进行回收。

为了更好的理解本实用新型，以下结合图1-图3，本实用新型对气门控制机构工作时的具体工况进行详细说明：

当发动机处于进气行程时：右侧的排气气门控制机构控制排气气门关闭；此时电磁阀32断电，电磁弹簧33通过弹力推动衔铁34并使衔铁34下端的顶塞35顶住高压通道221，同时高压进油管21持续向高压油腔22和高压控制油腔23内注入高压液压油；这时，高压油腔22内处于高压状态且无法通过高压通道221泄压，故高压油腔22只能向下推动气门柱塞13的顶端，使得气门柱塞13下移；高压控制油腔23的上油腔内同样处于高压状态，但是这时上油腔内的液压油可通过针阀压力通道134进入下油腔，并通过下油腔进入调节油腔31中，使气门柱塞13移动顺畅；当气门柱塞13下移至推压圆台132的倾斜面贴合下油腔的侧面时，气门塞即完全封闭气门，此时针阀压力通道134被关闭并不再泄压，高压油腔22和上油腔均保持高压状态，将气门柱塞13顶住，使得排气气门保持被关闭的状态。

同时，左侧的进气气门控制机构控制进气气门打开；此时电磁阀32通电并通过磁力将衔铁34吸住，衔铁34顶端的顶塞35离开高压通道221，高压油腔22与调节油腔31之间连通；此时高压油腔22内的液压油通过高压通道221进入调节油腔31中，高压油腔22内的油压和调节油腔31的油压保持平衡，高压油腔22不再给气门柱塞13向下的推力；而进入高压控制油腔23内的高压液压油首先进入上油腔，再通过针阀压力通道134进入下油腔中，此时高压控制通道231的出口被衔铁34堵住，故下油腔内的油压增大并推动气门柱塞13上移，此时气门塞133离开气门12，且当下油腔内的油压保持高压时，气门柱塞13会保持其位置不会下移，防止进气时气门12将气门塞133吸合。

当气门控制机构控制排气气门关闭、进气气门打开后，发动机气缸内的活塞下移，气缸内处于真空并通过进气气门和进气气管吸入外界空气，完成发动机的进气行程。

当发动机处于排气行程时：左侧的进气气门控制机构控制进气气门关闭；此时电磁阀32断电，电磁弹簧33通过弹力推动衔铁34并使衔铁34下端的顶塞35顶住高压通道221，同时高压进油管21持续向高压油腔22和高压控制油腔23内注入高压液压油；这时，高压油腔22内处于高压状态且无法通过高压通道221泄压，故高压油腔22只能向下推动气门柱塞13的顶端，使得气门柱塞13下移；高压控制油腔23的上油腔内同样处于高压状态，但是这时上油腔内的液压油可通过针阀压力通道134进入下油腔，并通过下油腔进入调节油腔31中，使气门柱塞13移动顺畅；当气门柱塞13下移至推压圆台132的倾斜面贴合下油腔的侧面时，气门塞133即完全封闭气门12，此时针阀压力通道134被关闭并不再泄压，高压油腔22和上油腔均保持高压状态，将气门柱塞13顶住，使得进气气门保持被关闭的状态。

同时，右侧的排气气门控制机构控制排气气门打开；此时电磁阀32通电并通过磁力将衔铁34吸住，衔铁34下端的顶塞35离开高压通道221，高压油腔22与调节油腔31之间连通；此时高压油腔22内的液压油通过高压通道221进入调节油腔31中，高压油腔22内的油压和调节油腔31保持平衡，高压油腔22不再给气门柱塞13向下的推力；而进入高压控制油腔23内的高压液压油首先进入上油腔，再通过针阀压力通道134进入下油腔中，因此时高压控制通道231的出口被衔铁34堵住，故下油腔内的油压增大并保持，使得气门塞133离开气门12并保持离开的状态。

当气门控制机构控制进气气门关闭、排气气门打开后，发动机气缸内的活塞上移，发动机气缸内燃烧后的废气通过排气气门和排气管排出，完成发动机的排气行程。

相较于现有的气门控制方式，本实用新型的气门控制机构运行十分可靠，能灵活地、单独地控制气门开启及关闭，从而可以在发动机4个配气定时中任意设置各个定时的进气气门及排气气门开启或关闭延续时间，使发动机每一工况的工作参数都符合最佳性能要求，达到节能减排的目的。

而且，本实用新型提供的气门控制机构中气门塞的位置处于气门的上方，在气门控制机构进行排气或吸气时不会因为需要预留气门塞的位置产生空隙而导致废气无法全部排出，从而导致在火花塞点火时气缸内留有一定的废气，避免了发动机爆炸行程内爆炸不够彻底，气缸内的混合气体燃烧不够充分的情况发生。因此，本实用新型简化了发动机的结构，提高了发动机的燃烧效率，减轻了发动机的重量并降低了发动机的生产成本，最终有效的提高了发动机的经济性能。

综上所述，本实用新型提供了一种新型发动机气门控制机构，包括气门机构、液压机构和电磁机构，所述气门机构包括气管、连通气管的气门和用于开关气门的气门柱塞，所述液压机构包括高压进油管、用于推动气门柱塞的高压油腔以及高压控制油腔，所述气门柱塞的顶部设置在高压油腔内，气门柱塞的中部设置在高压控制油腔内，所述气门设置在气门柱塞的下方，所述高压进油管分别连通高压油腔和高压控制油腔，所述电磁机构与高压控制油腔之间设置有高压控制通道，电磁机构与高压油腔之间设置有高压通道并通过电磁机构控制高压通道与电磁机构之间连通/阻断。本实用新型中的新型发动机气门控制机构不仅结构简单，而且对气门的驱动稳定可靠，有效的提高了发动机的经济性能。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。