可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组。
【背景技术】
[0002]发动机配气机构是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。现有发动机配气机构有气门组和气门传动组两大部分组成。气门传动组主要包括凸轮轴、正时齿轮、正时链条或正时皮带、摇臂和摇臂轴等，其作用是使进排气门按配气相位规定的时刻进行开闭，并保证有足够的开度。
[0003]现有气门传动组集成在发动机中，凸轮轴、摇臂组件等一般集成在缸盖内。多汽缸凸轮轴长度受限于汽缸布局及缸径大小，采用V型或H型等多组汽缸排列时，每组汽缸需单独配置凸轮轴、摇臂等组件，这导致发动机结构较为杂，不利于发动机小型化。
[0004]现有气门传动组要想实现可变气门升程或可变气门正时需与专门技术配合，实现起来较为复杂。
[0005]现有发动机的气门升程一般是固定不可变的，这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应，其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。
[0006]目前，有的发动机具备可变气门升程技术，但只能实现分段式(2段或3段)控制，不能实现连续控制，扭力输出不线性且结构复杂。
[0007]另外，有少数厂商实现连续控制气门升程，即无极可变气门升程，但结构复杂且多为国外厂商的不传之秘。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组，旨在改善上述问题。
[0009]本发明是这样实现的:
[0010]—种可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组，用于控制发动机的气门的开合，包括凸轮轴和液压系统，所述液压系统包括相互连接的液压传递系统和液压控制系统，所述液压传递系统包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸和所述第二液压缸连通，所述第一液压缸内设置有第一活塞，所述第一活塞与所述凸轮轴连接，所述第二液压缸内设置有第二活塞，所述第二活塞与所述气门连接，所述凸轮轴与所述发动机的曲轴传动连接；
[0011]所述气门上设置有气门弹簧，所述凸轮轴转动时，在所述第二活塞的作用下，所述气门打开，或者在所述气门弹簧的作用下，所述气门关闭。
[0012]进一步地，还包括可与所述发动机配合的装置本体，所述装置本体与所述发动机为分体结构，所述凸轮轴和所述第一液压缸设置于所述装置本体上。
[0013]由于装置本体与发动机为分体结构，实现气门传动组模块化，能够取消传统气门传动组，简化发动机结构，该装置安装位置灵活，能够使发动机结构更紧凑，使发动机小型化。
[0014]进一步地，还包括摇臂，所述摇臂上设置有摇臂轴，所述摇臂能够绕所述摇臂轴转动。
[0015]摇臂和摇臂轴形成杠杆结构，摇臂轴为杠杆支点，摇臂上凸轮轴和摇臂的作用点与杠杆支点之间的一段为杠杆的动力臂，摇臂上第一活塞和摇臂的作用点与杠杆支点之间的一段为杠杆的阻力臂。通过设置摇臂，能够使动力传递更加平稳，并且根据凸轮轴相位调节的气门可变正时曲线更加理想，使气门可变正时的效果更好。
[0016]进一步地，所述摇臂上设置有调节槽，所述摇臂轴能在所述调节槽内滑动；
[0017]还包括用于控制所述摇臂轴移动的摇臂轴移动控制系统。
[0018]调节气门升程时，通过摇臂轴移动控制系统控制摇臂轴在调节槽内滑动，通过控制摇臂轴的移动量，调节了杠杆支点的位置，调节了杠杆的动力臂与阻力臂的长度，那么阻力臂的摆动行程能够调节，从而实现了无极可变气门升程。并且配合液压控制系统能够使可变气门升程和可变气门正时很好地结合，能够使根据凸轮轴相位调节的可变气门正时曲线更加理想，使可变气门正时的效果更好。
[0019]进一步地，所述摇臂的一端与所述凸轮轴配合，另一端与所述第一活塞配合，所述摇臂轴设置于所述凸轮轴与所述第一活塞之间。
[0020]发动机的曲轴转动带动凸轮轴转动，凸轮轴转动推动摇臂的一端，根据杠杆原理，摇臂的另一端作用于第一活塞，第一活塞动作从而使气门打开；凸轮轴继续转动，在气门弹簧的作用下，气门关闭，并使摇臂回复原位，以便进行下一个工作行程。通过设置杠杆支点在中部的摇臂，不仅使动力传递更加平稳，而且摇臂轴更容易控制，更容易实现摇臂轴的移动，通过改变杠杆支点的位置，可单独控制气门升程。并且配合液压控制系统能够使可变气门升程和可变气门正时很好地结合，能够使根据凸轮轴相位调节的可变气门正时曲线更加理想，使可变气门正时的效果更好。
[0021]进一步地，所述摇臂的一端与所述第一活塞配合，另一端与所述摇臂轴转动连接，所述凸轮轴与所述摇臂配合，且所述凸轮轴位于所述第一活塞和所述摇臂轴之间。
[0022]发动机的曲轴转动带动凸轮轴转动，凸轮轴转动推动摇臂的中部，摇臂绕着摇臂轴转动，摇臂远离摇臂轴的一端作用于第一活塞，第一活塞动作从而使气门打开；凸轮轴继续转动，在气门弹簧的作用下，气门关闭，并使摇臂回复原位，以便进行下一个工作行程。通过设置支点在端部的摇臂，不仅使动力传递更加平稳，并且通过改变支点的位置，可单独控制气门升程。并且配合液压控制系统能够使可变气门升程和可变气门正时很好地结合，能够使根据凸轮轴相位调节的可变气门正时曲线更加理想，使可变气门正时的效果更好。
[0023]进一步地，所述摇臂轴移动控制系统包括两个支撑滑槽；
[0024]两个所述支撑滑槽内分别滑动连接有滑块，所述摇臂轴的两端分别与两个滑块固定连接;
[0025]所述摇臂轴移动控制系统还包括用于驱动所述滑块在所述支撑滑槽内滑动的第三液压缸。
[0026]通过第三液压缸调节摇臂轴的位置，摇臂轴与液压缸柱塞固定也起到锁止作用，避免摇臂轴因摇臂作用力移动。摇臂轴移动控制系统与油门配合，结合油门踩入量控制摇臂轴的移动量，进而控制气门升程。
[0027]进一步地，所述液压控制系统包括储油缸和设置于所述储油缸内的第三活塞，该储油缸的一端与所述第一液压缸连通，另一端设置有用于限制第三活塞移动的限位轴，所述限位轴的一端伸入该储油缸且可在该储油缸内滑动。
[0028]第一液压缸上的第一活塞下移压缩液压油，一部分液压油流入储油缸，此过程液压油不对气门做功，达到延迟气门开启，当储油缸容积足够大时可实现闭缸技术，可移动的限位轴控制储油缸容积，达到连续可变气门正时。
[0029]进一步地，所述液压控制系统包括储油缸和设置于该储油缸内的第三活塞，该储油缸的一端与所述第一液压缸连通，另一端的内壁与所述第三活塞之间设置有第一复位弹簧，该储油缸与所述第一液压缸之间设置有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。
[0030]电磁阀的开闭通过控制器控制，从而实现对推动气门的活塞时机的控制。第一活塞压缩开始时，电磁阀打开使部分液压油流入储油缸内，然后关闭电磁阀实现气门延时开启。第一活塞压缩快结束时打开电磁阀，实现提前关闭气门。复位时电磁阀打开，在第一复位弹簧作用下使液压油回位。由于电磁阀响应速度极快，在一个吸气过程中可对电磁阀的开启次数与开启时间进行控制，故可实现气门的多种开合状态，亦可实现气门多次开启。
[0031]本发明的有益效果是:本发明提供的可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组，工作时，发动机的曲轴转动带动凸轮轴转动，凸轮轴转动推动第一液压缸的第一活塞，第一活塞向下移动，推动液压油运动，直至推动第二液压缸的第二活塞向下移动，第二活塞作用于气门，从而使气门打开。凸轮轴继续转动，至凸轮轴不再推动第一活塞的相位，此时在气门弹簧的作用下，气门复位，并使第二活塞和第一活塞复位。
[0032]本发明提供的可实现无极可变气门升程和可变气门正时的气门传动组，通过液压系统能够实现气门的无极可变升程，提高发动机性能和燃油经济性，使发动机在各转速区间均能良好响应。并且该装置通过液压系统能够实现可变气门正时，使得气门开启、关闭的时机随发动机转速的变化而变化，以提高充气效率，增加发动机功率，并且可省去传统发动机的正时结构，如传统的凸轮轴、正时齿轮、正时链条以及正时皮带等，从而简化了发动机结构，减小发动机的体积，