专利名称：发动机液压驱动气门机构气门落座控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及四冲程发动机配气机构。尤其是液压驱动方式驱动气门运动的液压可 变气门机构。
背景技术：
全可变气门机构可实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可 变，因而具有良好的节能减排效果。在传统气门机构中气门由凸轮驱动，气门的落座速度可 由凸轮型线直接控制。现行的全可变配气机构通常采用液压驱动方式，如凸轮液压驱动方 式，电液驱动方式等。对于液压驱动气门机构而言，由于取消了凸轮轴对气门的直接控制， 造成气门落座速度过大，对气门座产生严重冲击，甚至导致气门掉头的严重事故。因此应对 发动机液压气门机构的落座过程进行有效控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于液压气门机构的气门落座速度控制装置。该装 置采用单向阀使气门开启和关闭时的液压流通面积不同，并在气门回落过程中得使液压节 流面积随气门升程的大小而改变，进而达到控制液压气门机构气门落座速度的目的，使气 门实现软着陆。本发明的发动机液压气门机构气门落座控制装置，包括液压活塞、液压油道、单向 阀、可变节流通道和液压活塞腔，液压活塞下端与气门组件连接，液压活塞腔设置的可变节 流通道的主油道和装有单向阀的旁通油道与液压系统相互连通，液压活塞的顶部为锥形凸 起结构，液压活塞的顶部锥形凸起结构与主油道孔构成可变节流通道。液压活塞也可采用 顶部无锥形凸起的平顶结构，由液压活塞的外圆侧面和活塞套上的侧面油道孔构成可变节 流通道。本发明的发动机液压气门机构气门落座控制装置，液压活塞驱动气门运动，活塞 腔内充满驱动液压活塞运动的液压流体，并通过油道与液压系统相连通；单向阀安装于通 向活塞腔的旁通油道内，当液压系统油压大于活塞腔油压时单向阀开启，当液压系统油压 小于等于活塞腔油压时单向阀关闭；可变节流通道的节流面积随气门升程的大小而发生改 变，并安装于通向活塞腔的主油道内。本装置的具体工作过程可分为以下两个阶段在气门开启阶段，液压油从液压系统流入活塞腔。当气门升程较小时，由于可变 节流通道的节流面积较小，使液压系统油压高于活塞腔油压且压差达到了单向阀的开启压 力，单向阀打开，液压油通过单向阀流入活塞腔内，此时流入活塞腔的液压油流通面积为可 变节流通道的流通面积加上单向阀开启面积。在气门回落阶段，气门在气门弹簧的作用下推动小活塞开始回落，液压油从活塞 腔流出。由于活塞腔油压通常高于液压系统油压，单向阀关闭，使液压油不能通过旁通油道 流出。此时液压油仅通过可变节流通道流出活塞腔。由于可变节流通道的节流作用且其节 流面积可随气门升程的减小而变小，由此产生强烈的节流作用使气门落座速度逐渐降低，最终使气门实现软着陆。通过上述说明可以看出，在气门升程较小时，本发明具有如下两个特点一是由于 单向阀的作用，使气门回落阶段的液压油流通面积小于开启阶段的液压油流通面积；二是 可变节流通道的节流面积可随气门升程的减小而变小。这两个特点保证了气门在落座过程 中流出活塞腔的液压油具有合理流通面积，从而产生较理想的节流作用，使气门实现平稳 落座。
图1为本发明的结构原理示意图；由主油道1，单向阀2，旁通油道3，可变节流通 道4，活塞腔5，液压活塞6，气门组件7等组成，其中可变节流通道4位于主油道1中，单向 阀2位于旁通油道3中。图2为本发明实施方案1的结构示意图；主要由活塞套8，单向阀9，旁通油道10， 主油道孔11，节流盘12，活塞腔13，带锥形凸起的活塞14等组成。图3为本发明实施方案2的结构示意图；主要由活塞套8，单向阀9，旁通油道15， 活塞套盖16，活塞套侧面油道孔17，活塞腔18和平顶活塞19等组成。下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施过程。具体实施例1如图2所示，单向阀9主要由弹簧和钢球组成，安装在旁通油道10中；可变节流通 道由活塞14的锥形凸起和主油道孔11构成，位于主油道中控制主油道的最小流通面积；活 塞腔13由活塞14、节流盘12和活塞套8等构成；活塞腔13通过旁通油道10和主油道孔 11与液压系统连通。具体工作过程如下第一阶段为气门打开过程。在这一过程又可分为两个时期，在第一个时期内，活塞 14的锥形凸起位于主油道孔11中，可变节流通道的液压油流通面积较小，形成较大的节流 作用，使活塞腔13与液压系统的液压油压差大于单向阀9的开启压力，此时单向阀打开，液 压油可从旁通油道10和主油道孔11进入活塞腔13，推动活塞14克服气门弹簧的压力使气 门开启，气门升程逐渐增大；在第二个时期内，随着气门升程的增大，活塞14的锥形凸起离 开主油道孔11，此时主油道孔流通面积增大，节流作用相应变小，活塞腔13与液压系统的 液压油压差逐渐减小，当其小于单向阀9的开启压力时，单向阀关闭，液压油仅通过主油道 孔11进入活塞腔13，继续推动气门升程的增大。第二阶段为气门回落过程。当气门到达最大升程后，气门将开始回落，在该阶段单 向阀9处于关闭状态，液压油通过主油道孔11从活塞腔13中流出。这一阶段也可分为两 个时期，在第一个时期内，由于气门升程较大(一般大于2mm)，活塞14的锥形凸起尚在主油 道孔11之外，此时主油道孔流通面积较大，气门回落速度逐渐增大；在第二个时期内，由于 活塞14的锥形凸起开始进入主油道孔11之内，因而使可变节流通道的流通面积随气门升 程的降低逐渐减小，该可变节流通道形成强烈的节流作用，使气门速度逐渐降低，最终实现 气门的软着陆。装有单向阀9的旁通油道10，可根据需要布置一个或多个，分别通向活塞腔13中。具体实施例2如图3所示，单向阀9安装在旁通油道15中；可变节流通道由平顶活塞19的外圆侧面和活塞套8上的侧面油道孔17构成，控制主油道的最小流通面积；活塞腔18由活塞 19、活塞套8和活塞套盖16形成。活塞腔18通过旁通油道15和设置侧面油道孔17的主 油道与液压系统相连。其具体工作过程如下第一阶段为气门打开过程。在这一过程中，本装置的工作过程可分为两个时期。在 第一个时期内，由于活塞19遮盖了侧面油道孔17的大部分面积形成可变节流通道，此时可 变节流通道的流通面积较小，节流作用明显，可变节流通道前后液压油的压差大于单向阀9 的开启压力，此时单向阀9打开，液压油可从旁通油道15及侧面油道孔17进入活塞腔18 中，使活塞腔内的油压逐渐升高，并推动活塞19克服气门弹簧的弹力使气门运动；在第二 个时期内，随着气门升程逐渐增大，活塞19下行至不能遮盖侧面油道孔17的位置，主油道 的液压油流通面积较大，导致单向阀9前后的压差逐渐减小，当其小于单向阀9的开启压力 时，单向阀关闭，液压油仅通过主油道的侧面油道孔17进入活塞腔18中，继续推动气门运 动。第二阶段为气门回落过程。该阶段单向阀9关闭，液压油只能通过侧面油道孔17 从主油道中流出。这一阶段也可分为两个时期。在第一个时期内，由于气门升程较大(一 般大于2mm)，活塞19的位置未能遮盖侧面油道孔17，此时液压油流通面积较大且不随气门 升程的改变而改变，使气门回落速度逐渐增大；在第二个时期内，由于活塞19开始遮盖侧 面油道孔17，形成可变节流通道，该可变节流通道的流通面积随气门升程的减小而变小，形 成强烈的节流作用，使气门落座速度逐渐降低，实现气门的软着陆。
权利要求
1.一种发动机液压气门机构气门落座控制装置，包括液压活塞、液压油道、单向阀、可 变节流通道和液压活塞腔，液压活塞推动气门组件运动，其特征在于设置可变节流通道的 主油道和装有单向阀的旁通油道使液压活塞腔与液压系统相互连通。
2.根据权利要求1所述的一种发动机液压气门机构气门落座控制装置，其特征在于液 压活塞的顶部为锥形凸起结构，液压活塞的顶部锥形凸起结构与主油道孔构成可变节流通 道。
3.根据权利要求1所述的一种发动机液压气门机构气门落座控制装置，其特征在于液 压活塞也可采用顶部无锥形凸起结构，液压活塞的外圆侧面和活塞套上的侧面油道孔构成 可变节流通道。
全文摘要
一种发动机液压驱动气门机构气门落座控制装置。主要由液压活塞、液压油道、单向阀、液压活塞腔和可变节流通道等组成。液压活塞腔设置可变节流通道的主油道和装有单向阀的旁通油道与液压系统连通，液压活塞驱动气门运动。该装置采用单向阀使液压气门机构在气门打开与关闭过程中液压流通面积不同；采用可变节流通道，使气门关闭过程中节流流通面积随气门升程可变，进而控制发动机液压气门机构的气门落座速度，实现气门的软着陆。
文档编号F01L9/02GK102146820SQ20101010559
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者谢宗法, 顾珂韬 申请人:山东大学