一种多功能可变气门驱动系统的制作方法_3

文档序号:9413310阅读:来源:国知局
2-IN与第2单向阀的出油端13-0UT相连接,流向控制器的出油端8-0UT与两通阀的出油 端12-0UT相连接。
[0048] 图7是流向控制器的第3种结构的示意图。对于全可变气门发动机,所述流向控 制器8内设有两通阀12和三通阀14,流向控制器的进油端8-IN与三通阀的供油端14-S相 连接,流向控制器的驱动端8-A、两通阀的进油端12-IN与三通阀的驱动端14-A相连接,流 向控制器的出油端8-0UT、两通阀的出油端12-0UT与三通阀的出油端14-0UT相连接。
[0049] 图8到图10分别是凸轮5的3种结构的示意图。图8为具有1个第1凸轮叶片 5-1的凸轮5的结构。图9为具有2个相位相差180度凸轮轴转角的第1凸轮叶片5-1和 第2凸轮叶片5-2的凸轮5的结构。图10为具有3个相位依次相差120度凸轮轴转角的 第1凸轮叶片5-1、第2凸轮叶片5-2和第3凸轮叶片5-3的凸轮5的结构。
[0050] 图11是凸轮叶片的结构示意图。凸轮5的第1凸轮叶片5-1、第2凸轮叶片5-2 和第3凸轮叶片5-3各至少包括一个主凸起5A,还可以包括一个辅助凸起5B。用于进气门 侧的凸轮叶片的辅助凸起5B的上升始点在主凸起5A的上升始点前180度凸轮轴转角的范 围内;用于排气门侧的凸轮叶片的辅助凸起5B的上升始点在主凸起5A的下降终点后180 度凸轮轴转角的范围内。在驱动模式下,主凸起5A用于发动机换气,辅助凸起5B则用于实 现进气门或者排气门二次开启,进而实现内部EGR。在制动模式下,通过调节凸轮轴相位,使 得主凸起5A和辅助凸起5B分别处于下止点和上止点(或者上止点和下止点)附近,从而实 现在下止点附近开启气门来为气缸充气以增加后续压缩阶段活塞对缸内气体的做功量,在 上止点附近开启气门来排出缸内压缩气体来减少活塞下行时缸内压缩气体对活塞的做功 量,最终实现二冲程压气式辅助制动。
[0051] 本发明是一种多功能可变气门驱动系统,采用凸轮5推动供油器6的柱塞6-P往 复运动为气门驱动器提供液压油,采用模式控制器9来控制工作模式和运行阶段,采用流 向控制器8来控制气门驱动器的活塞运动,进而控制气门的运行情况。
[0052] 对于任意一个气门而言,在四冲程模式下,每720度曲轴转角完成一次气门事件; 在二冲程模式下,每360度曲轴转角完成一次气门事件。在任意一个模式下,该气门的工作 过程均可分为以下几个阶段: 1)相应的凸轮叶片供油+吸油阶段:模式控制器9将模式控制器的驱动端9-A与模式 控制器的进油端9-IN相连接,模式控制器的驱动端9-A与模式控制器的出油端9-0UT断 开,从而实现将该气门的气门驱动器的驱动腔IO-C与流向控制器的驱动端8-A相连接,该 气门的气门驱动器的驱动腔IO-C与油箱1断开,通过流向控制器8来控制气门的运行情 况。
[0053] 2)气门关闭保持阶段:模式控制器9将模式控制器的驱动端9-A与模式控制器的 出油端9-0UT相连接,模式控制器的驱动端9-A与模式控制器的进油端9-IN断开,从而实 现将该气门的气门驱动器的驱动腔IO-C与油箱1相连接,该气门的气门驱动器的驱动腔 IO-C与流向控制器的驱动端8-A断开,从而实现气门的泄油关闭及关闭保持。
[0054] 由于气门开启只能在凸轮供油阶段实现,因此,需要凸轮叶片数目与凸轮旋转周 期相结合来满足各气门运行过程对供油的要求。不同的组合方式只对凸轮轴和曲轴之间的 传动系统的传动比有影响,对多功能可变气门驱动系统的其他部分没有任何影响。
[0055] 对于采用图1所示的单气门的多功能可变气门驱动系统的发动机,要实现四冲程 模式,则要求每720度曲轴转角出现一个凸轮供油+吸油阶段,对此,凸轮5可采用每720 度曲轴转角旋转一周的单叶片结构;凸轮5可采用每1440度曲轴转角旋转一周的双叶片结 构;凸轮5可采用每2160度曲轴转角旋转一周的三叶片结构;以此类推。要实现二冲程模 式,则要求每360度曲轴转角出现一个凸轮供油+吸油阶段,对此,凸轮5可采用每360度 曲轴转角旋转一周的单叶片结构;凸轮5可采用每720度曲轴转角旋转一周的双叶片结构; 凸轮5可采用每1080度曲轴转角旋转一周的三叶片结构;以此类推。要实现四冲程和二冲 程两种模式,凸轮5的运行情况与二冲程模式的相同,采用模式控制器9来切换工作模式。
[0056] 对于采用图2所示的双气门的多功能可变气门驱动系统的发动机,要实现四冲程 模式,则要求每360度曲轴转角出现一个凸轮供油+吸油阶段,相邻两个凸轮供油+吸油阶 段分别对应第1气门驱动器10-1和第2气门驱动器10-2,对此,凸轮5可采用每360度曲 轴转角旋转一周的单叶片结构;凸轮5可采用每720度曲轴转角旋转一周的双叶片结构; 凸轮5可采用每1080度曲轴转角旋转一周的三叶片结构;以此类推。要实现二冲程模式, 则要求每360度曲轴转角出现一个凸轮供油+吸油阶段,第1气门驱动器10-1和第2气门 驱动器10-2同步运行,对此,凸轮5的运行情况与四冲程模式的相同。要实现四冲程和二冲 程两种模式,凸轮5的运行情况与二冲程模式的相同,采用模式控制器9来切换工作模式。
[0057] 对于采用图3所示的三气门的多功能可变气门驱动系统的发动机,要实现四冲程 模式,则要求每240度曲轴转角出现一个凸轮供油阶段,相邻三个凸轮供油阶段依次分别 对应第1气门驱动器10-1、第2气门驱动器10-2和第3气门驱动器10-3,对此,凸轮5可 采用每240度曲轴转角旋转一周的单叶片结构;凸轮5可采用每480度曲轴转角旋转一周 的双叶片结构;凸轮5可采用每720度曲轴转角旋转一周的三叶片结构;以此类推。要实 现二冲程模式,则要求每120度曲轴转角出现一个凸轮供油阶段,相邻三个凸轮供油阶段 依次分别对应第1气门驱动器10-1、第2气门驱动器10-2和第3气门驱动器10-3,对此, 凸轮5可采用每120度曲轴转角旋转一周的单叶片结构;凸轮5可采用每240度曲轴转角 旋转一周的双叶片结构;凸轮5可采用每360度曲轴转角旋转一周的三叶片结构;以此类 推。要实现四冲程和二冲程两种模式,凸轮5的运行情况与二冲程模式的相同,采用模式控 制器9来切换工作模式。
[0058] 对于采用图4所示的六气门的多功能可变气门驱动系统的发动机,四冲程和二冲 程模式下,凸轮5Z和凸轮5F的结构要求与采用图3所示的三气门的多功能可变气门驱动 系统的发动机的凸轮5的一样。此外,二冲程模式下,凸轮5Z和凸轮5F还可以采用和四冲 程模型下相同的结构。在这种情况下,四冲程和二冲程两种模式切换时,不仅需要切换模式 控制器9,还需要相应地切换3个转换开关的状态。所述第1转换开关11-1是一个两位两通 阀,由电磁或者液压或者气动或者机械机构驱动,具有四冲程模式和二冲程模式两个位置; 在四冲程模式下,第1转换开关的a端口 Ila-I与第1转换开关的b端口 Ilb-I断开;在二 冲程模式下,第1转换开关的a端口 Ila-I与第1转换开关的b端口 Ilb-I相连接。所述 第2转换开关11-2是一个两位两通阀,由电磁或者液压或者气动或者机械机构驱动,具有 四冲程模式和二冲程模式两个位置;在四冲程模式下,第2转换开关的a端口 lla-2与第2 转换开关的b端口 I lb-2断开;在二冲程模式下,第2转换开关的a端口 I la-2与第2转换 开关的b端口 llb-2相连接。所述第3转换开关11-3是一个两位两通阀,由电磁或者液压 或者气动或者机械机构驱动,具有四冲程模式和二冲程模式两个位置;在四冲程模式下,第 3转换开关的a端口 lla-3与第3转换开关的b端口 llb-3断开;在二冲程模式下,第3转 换开关的a端口 lla-3与第3转换开关的b端口 llb-3相连接。
[0059] 表1到表4分别为单气门式、双气门式、三气门式、六气门式模式控制器9上各油 口相对曲轴转角的连通关系。不同的凸轮叶片数目与凸轮旋转周期的组合方式只对凸轮轴 和曲轴之间的传动系统的传动比有影响,对多功能可变气门驱动系统的其他部分没有任何 影响。因此,考虑实际情况,表1到表4只列出了部分结构的情况。其中,表1中的凸轮5 采用每360度和720度曲轴转角旋转一周的单叶片结构,以及每720度曲轴转角旋转一周 的双叶片结构。表2中的凸轮5采用每720度曲轴转角旋转一周的双叶片结构。表3中的 凸轮5采用每360度和720度曲轴转角旋转一周的三叶片结构。表4中的凸轮5Z和凸轮 5F采用每720度曲轴转角旋转一周的三叶片结构。当凸轮5采用其他结构时,表1到表4 中的其他项目不变,只需要改变相应的工作凸轮叶片。需要注意的是由于四冲程驱动模式、 四冲程制动模式、二冲程驱动模式和二冲程制动模式下,进排气门的启闭正时调节范围存 在一定的差异,因此,需要调节凸轮轴相位来保证凸轮叶片的供油阶段完全包括它所驱动 的气门的开启阶段。下文各工作模式均以各工作模式下已经调整好的凸轮轴相位为定位依 据,并且定义第1凸轮叶片5-1开始供油的时刻为0度曲轴转角(凸轮轴转角)。X (模式控 制器的驱动端9-A与模式控制器的进油端9-IN之间的连通长度,曲轴转角)、Y (模式控制 器的驱动端9-A与模式控制器的出油端9-0UT之间的连通长度,曲轴转角)以及模式控制 器9相对曲轴转角的相位需要根据具体机型来确定,X和Y -般取140~280度曲轴转角。 另外,在二冲程模式下,表1到表4中的各模式控制器的驱动端9-A与模式控制器的出油端 9-0UT还可以完全断开。在二冲程模式下,除了六气门式模式控制器9,各模式控制器的驱 动端9-A与模式控制器的进油端9-IN的连通范围还可以取O~720度曲轴转角。
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