大器2和放大腔室3，由第一活塞4推动伺服控制阀11向前移动，堵住低压油路通道，高压油路通道导通，高压油进入伺服控制阀腔室20两侧的油路中，连通旁路C，高压油进入挡板7 —侧的第一腔室61，在第一腔室61中高压油和挡板回位弹簧的共同作用下，推动挡板7移动，从而推动气门挺杆移动，改变气门升程；同时，发动机ECU根据发动机的运转情况在不同的发动机循环内控制电控减压阀14的不同开度，改变进入放大腔室3中高压油的油压，进而改变挡板7两侧的压力差，推动气门挺杆移动距离的连续变化，实现气门升程的连续变化，即WL模式；
[0031]三、在一个气门开启的周期内，需要改变气门定时时，在情形2的基础上，发动机ECU可以控制减压阀14，不断改变进入放大腔室3中的高压油的油压大小，改变挡板7两侧的压力差，从而改变气门开启和关闭的时间，从而实现在一个周期内气门开启多次，改变气门定时，结合压电晶体实现VVT、VVL的无极可调，即VVL和VVT模式。
[0032]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种压电晶体电控液压快速VVT及VVL装置，其特征在于: 包括压电晶体控制机构、进气门机构、液压机构、高低压油路机构以及发动机ECU;所述压电晶体控制机构和所述液压机构分别设置在一圆柱壳体内的两侧；所述圆柱壳体的中部设有四个油路过孔； 所述压电晶体控制机构包括依次设置的压电晶体堆(I)、位移放大器(2)、放大腔室(3)和第一活塞(4)，所述压电晶体堆(I)与所述壳体的一侧固定；所述位移放大器腔室(19)的直径大于放大腔室(3)的直径，所述压电晶体堆⑴与所述位移放大器⑵之间以及所述位移放大器(2)和所述第一活塞(4)之间均分别设置有回位弹簧；所述位移放大器腔室(19)与所述放大腔室(3)贯通； 所述进气门机构包括气门挺杆； 所述液压机构包括一个封闭的液压腔(9)，所述液压腔(9)由设置在所述圆柱壳体内、且可移动的第一挡板(10)和第二挡板(8)之间的空间构成，所述第一挡板(10)与所述气门挺杆相连； 在排气门的一侧设有凸轮轴(18)，所述凸轮轴(18)通过摇臂(17)带动一第二活塞(16)，所述摇臂17采用“工”字型结构，增加摇臂的强度，摇臂连接销采用实体圆柱销，所述第二活塞(16)带动一设置在一液压缸(23)内的圆形推板(21)，所述圆形推板(21)具有与所述液压缸(23)相同的直径，所述液压缸(23)与所述液压腔(9)贯通； 所述高低压油路机构包括高压油路通道和低压油路通道及设置在圆柱壳体中部的一伺服控制阀(11)和中心控制部；所述伺服控制阀(11)设有回位腔(5)，所述回位腔(5)内设有伺服控制阀回位弹簧；所述中心控制部包括由一挡板(7)划分的第一腔室￠1)和第二腔室(62)，所述第一腔室￠1)内设有挡板回位弹簧；所述高压油路通道和所述低压油路通道的一端均分别连接至高压油轨(15)，所述高压油路通道的另一端通过两个油路过孔穿入圆柱壳体内并分为三个支路分别连接至所述放大腔室(3)、所述回位腔(5)和第二腔室(62);连通所述放大腔室(3)的高压油路分支通道A上设有电控减压阀(14);所述低压油路通道的另一端通过另外两个油路过孔穿入圆柱壳体内并分为两个支路分别连接至所述伺服控制阀(11)和第一腔室￠1);连通所述第一腔室￠1)的低压油路分支通道B上设有截止阀(22);所述伺服控制阀(11)的阀体与所述第一腔室￠1)之间连接有一旁路C ; 所述伺服控制阀(11)与所述第一活塞(4)连接； 所述压电晶体堆(I)和所述电控减压阀(14)，以及所述截止阀(22)均与发动机ECU联接。2.一种压电晶体电控液压快速VVT及VVL控制方法，其特征在于:利用如权利要求1所述压电晶体电控液压快速VVT及VVL装置，并包括以下情形之一: 一、在不需要改变气门正时及升程时，发动机ECU控制截止阀(22)打开，同时控制压电晶体堆(I)两端不供电，压电晶体不伸长，伺服控制阀在弹簧的作用下堵住高压油路通道，低压油路导通，低压油进入伺服控制阀腔室(20)两侧的油路中，连通旁路C，低压油进入挡板(7) —侧的第一腔室(61)，在挡板(7)另外一侧的第二腔室(62)中高压油作用下，挡板(7)不会向右移动，第二挡板(8)不会移动，气门升程不会变化；同时，排气门侧的凸轮轴(18)通过摇臂(17)推动第二活塞(16)移动，压缩所述液压缸(23)和液压腔(9)中的液压油，推动气门挺杆移动，实现常规状态下发动机的配气正时，即常规模式； 二、在发动机负荷变化，需要改变气门升程时，在上述情形一的基础上，发动机ECU控制截止阀(22)关闭，并给压电晶体堆(I)两端加载电压，压电晶体伸长，经过位移放大器(2)和放大腔室(3)，由第一活塞(4)推动伺服控制阀(11)向前移动，堵住低压油路通道，高压油路通道导通，高压油进入伺服控制阀腔室(20)两侧的油路中，连通旁路C，高压油进入挡板(7) —侧的第一腔室(61)，在第一腔室￠1)中高压油和挡板回位弹簧的共同作用下，推动挡板(7)移动，从而推动气门挺杆移动，改变气门升程；同时，发动机ECU根据发动机的运转情况在不同的发动机循环内控制电控减压阀(14)的不同开度，改变进入放大腔室(3)中高压油的油压，进而改变挡板(7)两侧的压力差，推动气门挺杆移动距离的连续变化，实现气门升程的连续变化，即VVL模式； 三、在一个气门开启的周期内，需要改变气门定时时，在情形二的基础上，发动机ECU可以控制减压阀(14)，不断改变进入放大腔室(3)中的高压油的油压大小，改变挡板(7)两侧的压力差，从而改变气门开启和关闭的时间，从而实现在一个周期内气门开启多次，改变气门定时，即VVL和VVT模式。
【专利摘要】本发明公开了一种压电晶体电控液压快速VVT及VVL装置，包括压电晶体控制机构、进气门机构、液压机构、高低压油路机构和ECU；压电晶体控制机构和液压机构分别设置在一圆柱壳体内两侧；使用压电晶体控制机构作为气门可变技术的核心，通过高低压油路的作用连通液压腔，液压腔与一活塞相连，利用排气门侧凸轮轴推动活塞，进而驱动进气门，实现精确的气门控制，ECU根据工况的不同控制减压阀开度，调节高压油压力和压电晶体的形变，从而实现VVT、VVL。通过上述方式，本发明将VVT和VVL技术巧妙融合，同时压电晶体的快速响应特性和电控技术的柔性控制，能够更好的使气门动作与运行工况相匹配，提高发动机工作的经济性和稳定性。
【IPC分类】F01L9/02, F01L13/00, F02D13/00, F01L9/04
【公开号】CN105156166
【申请号】CN201510505947
【发明人】卫海桥, 裴自刚, 潘明章, 高东志, 冯登全, 陈策远
【申请人】天津大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月17日