气门压力的设定方法与流程

本发明涉及汽油发动机，特别是指一种可以根据发动机转速而改变气门弹簧压力的调节方法。

背景技术：

发动机的气门弹簧是保证气门复位的唯一部件，气门弹簧弹力过大，严重损害配气机构的部件的磨损；气门弹簧弹力过小，气门复位滞后，导致气门和做功活塞碰撞。

气门弹簧的复位力是按发动机的最高转速来设定，才能保证发动机的高速运转，但是，最高转速的气门弹簧的压力相对比较大，在低速时势必影响着发动机的扭力。

更有的高转速发动机为了实现气门的复位速度，气门弹簧采用了双弹簧设计，一根内弹簧和一根外弹簧。而这样的设计虽然满足发动机的高速运转需求，但是，低速的负载导致低扭不足噪音偏大，油耗增加等问题。

以上现有技术中的气门弹簧的压力不能随发动机转速的变化而变化，因而，迫切需要一种能够随着发动机的不同转速下自动调节弹簧压力的装置，以满足发动机的效能最大化。

技术实现要素：

本发明提出一种气门调节系统及方法，解决了现有技术中不同发动机转速同一气门弹簧压力的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于控制发动机气门弹簧的方法，包含：基于发动机转速调节至所述气门弹簧的压力。

其中，调节所述气门弹簧的压力包括调节与升降器连接的电控制。

其中，所述气门弹簧为气门的内弹簧。

进一步地，所述升降座的升程高时所述弹簧的压力大，所述弹簧的压力大时所述弹簧的复位快，所述弹簧的复位快时其所带动的气门回位速度快，所述气门回位速度快所述发动机的转速快。

进一步地，所述升降座的升程低时所述弹簧的压力小，所述弹簧的压力小时所述弹簧的复位慢，所述弹簧的复位慢时其所带动气门回位速度慢，所述气门回位速度慢所述发动机的转速慢。

本发明运用的一种机动车，包含：发动机，及安装在发动机上的汽缸头，气门内弹簧放置在升程装置，所述升程装置安装在所述汽缸头的气门座上；

所述升程装置内有一平衡块及至少一升降器。

其中，所述升降器有两个，分别安装在平衡块的两边，与平衡块形成180°。

所述升降器包括：电机和防滑器，所述电机和防滑器分别与控制装置电连接。

进一步电机包括：定子、转子，以及安装在转子上的转轮，所述转子的轴心为空芯设计，所述空芯用于安装防滑器。

进一步所述防滑器包括电磁吸、弹簧和推杆，以及安装在推杆上的咬合片；所述推杆凸出一个台阶，所述台阶用于弹簧从推杆一端套入时的限位，弹簧另一端顶住电磁吸。

所述转子与活塞的内壁转动连接，活塞的外壁套在升程装置的底座上。

有益效果：

1.解决了现有技术中气门弹簧的压力不能随发动机转速的变化而变化。

2.提高时规链、时规链齿（时规皮带、皮带轮）、凸轮轴、摇臂的使用寿命，尤其是减轻时规皮带或时规链的传动力，以及凸轮推动摇臂顶开汽门的作用力，有效延长上述部件的使用寿命。

3.提高低速扭力，增加中高速功率，并降低燃油消耗。

4.减轻配气机构的噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明在汽缸头安装后的示意图

图2为本发明升降座内部俯视示意图

图3为本发明升降器示意图

图4为本发明的电控制示意图

图5为本发明的终点位置示意图

图6为本发明的始点位置示意图

图7为本发明的智能控制装置示意图

附图符号说明：

100-----汽缸头

200-----气门

300-----升程装置

310-----活塞

320-----平衡块

400-----气门弹簧

700-----升降器

710-----定子

720-----转子

730-----转轮

740-----电磁吸

750-----弹簧

760-----推杆

770-----咬合片

780-----电机

790-----防滑器

900-----设定器

910-----按键

920-----显示区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于控制发动机汽门弹簧的方法，包含：基于发动机转速调节至所述气门内弹簧400的压力，调节所述气门内弹簧400的压力包括调节与升降器700连接的电控制。所述气门内弹簧400为气门200的两条复位弹簧中套在外弹簧内的弹簧。

其中，如图1所示，气门内弹簧400套在升程装置300上，所述升程装置300安装在所述汽缸头100的气门座上。

如图2所示，所述升程装置300包含一平衡块320及至少一升降器700和一活塞310。平衡块320一边安装一升降器700，活塞310套在升降器700的外面，升降器700、平衡块320、升降器700三者形成平衡使活塞310不会偏移。

如图3所示，升降器700由电机780和防滑器790组成。电机780包括：定子710、转子720，以及安装在转子720上的转轮730，所述转子720的轴心为空芯设计，所述空芯用于安装防滑器790，所示转轮730与活塞310的内壁滚动结合。所述防滑器790包括：电磁吸740、弹簧750和推杆760，以及安装在推杆760上的咬合片770。所述推杆760凸出一个台阶，所述台阶用于弹簧750从推杆760一端套入时的限位，弹簧750另一端顶住电磁吸740。

本发明的装配方法如下：第一步，电磁吸与电机的安装，转轮730安装在转子720上，所述转子720的轴心为空芯设计，电磁吸740安装在定子710的底部并引出两个电触点或电源线，弹簧750从推杆760一端套入至推杆的台阶位置，推杆760上的咬合片770，推杆套入转子并和转子一起套入定子内使弹簧750另一端顶住电磁吸740。第二步，将安装后的升降器分别套装在平衡块的两边，既平衡块的两边各安装一个升降器。第三步，将两边的咬合片借助外力使其向内压缩收缩，然后把活塞310从转轮730上套入与活塞310的内壁滚动结合。第四步，当活塞下行达到咬合片的位置时，松开咬合片使其成为一体。第五步，把电磁吸的电源线或端子与电源连接使其产生磁性并把咬合片770向内吸合，使活塞310完全套入到底，断开电源后，将底座从活塞的下方套入升程装置也就组装完毕。第六步，将升程装置压入汽缸头100的气门座位置，气门穿过气门座并经升程装置后，将吸附装置放入活塞310的凹槽上同时两条内弹簧直接放置在吸附装置上，然后按正常程序组装气门外弹簧即可。

本发明的车载ecu，所述车载ecu的一号线与电磁吸740电连接，二号线与定子710电连接，三号线与升程位置传感器电连接，四号线与发动机转速传感器电连接，五号线与凸轮轴位置传感器电连接。如图4所示，所述电磁吸740和定子710分别与车载ecu电连接，车载ecu与升程位置传感器、发动机转速传感器、凸轮轴位置传感器电连接。当车载ecu接收信号并符合预定参数后将执行升降器700工作，车载ecu首先导通电磁吸740的电源，推杆760在电磁的作用下克服弹簧750的弹力向电磁吸740位置移动，推杆760上的咬合片770脱离支柱；而后，车载ecu导通定子710的电源转子720旋转，转轮730带动活塞310上升或下降，当活塞310达到设定高度后，车载ecu关闭定子710和电磁吸740的电源，转轮730停止转动活塞310定位，同时电磁吸740因失磁，弹簧750将推杆760反电磁吸740方向推出，咬合片770被弹簧750压迫在活塞310的内壁上，使活塞310和升降器700形成一体，防止活塞310因震荡或其他外力而改变位置。

电供应控制升程装置300的升程高低，所述升程高的控制是基于电磁吸740工作的同时凸轮轴与摇臂处于非压迫状态时转轮730旋转将活塞310推出至终点位置为高行程；所述升程低的控制是基于电磁吸740工作的同时转轮730旋转将活塞310推回至始点位置为低行程。所述活塞310的顶部设计成凹槽，所述凹槽内可放置吸附装置450用于吸附气门内弹簧400的同时也防止气门内弹簧400的底部跑偏实现定位作用，并消除发动机工作时的内弹簧震动同时实现活塞310上升时气门内弹簧与气门压盘产生的共振。所述升程装置300内靠近燃烧室位置设计一油封座，所述油封座用于安装气门油封，气门穿过气门孔，所述气门油封用于避免油缸内的润滑油顺气门200杆跑入燃烧室引起烧机油，还实现气门200杆的全泡油润滑，可有效延长气门200的使用寿命和减少偏磨。同时还实现对转轮360和活塞310的润滑。

如图5所示，当发动机转速上升超过设定值时，比如6000r/min含，车载ecu根据设定的发动机转速并当凸轮轴与摇臂处于非结合状态时调节至电磁吸740的工作（所述的非结合状态指：凸轮轴受曲轴的带动旋转其凸头与摇臂错开接触并一直旋转至与摇臂的接触面开始的这段行程），活塞310受转轮730的作用上升至终点位置，到达终点后，车载ecu控制断开电磁吸740的电源，弹簧750将推杆760推出使咬合片770与活塞310结合，活塞310被定位。此时，气门内弹簧400的底端以活塞310为支撑顶端顶住气门压盘，凸轮轴顶开气门的作用力受气门内弹簧400的加入工作而增加推力，那么所述活塞310在终点位置时所述气门内弹簧的压力大，所述气门内弹簧400的压力大时所述气门内弹簧400的复位快其所带动的气门200回位速度快，所述气门200回位速度快所述发动机的转速快，因在高速时，发动机需求的换气效率也同样增加，气门内弹簧400的介入工作以实现发动机高转速时的换气需求来增加发动机的功率和提高发动机的最高转速。

如图6所示，当发动机转速下降超过设定值时，比如6000r/min不含，车载ecu根据设定的发动机转速并当凸轮轴与摇臂处于结合状态时调节至电磁吸740工作（所述的结合状态指：凸轮轴受曲轴的带动旋转其凸头与摇臂开始接触并一直旋转至与摇臂的接触面错开的这段行程），活塞320受气门内弹簧的压力退回原位活塞下降至始点位置，当然也可以是车载ecu导通定子710使转子720旋转，转轮730将活塞310退回起始位置，到达始点后，车载ecu控制断开电磁360的电源，定位弹簧330将定位板340推出使其与活塞320结合，电磁吸740断电活塞310被定位。此时，气门内弹簧400的顶端离开气门压盘，凸轮轴顶开气门的作用力不受气门内弹簧400的加入工作而减轻推力，那么所述活塞310在始点位置时所述气门内弹簧的压力已经消失，所述气门内弹簧的压力小时其所带动的气门回位速度慢，所述气门回位速度慢所述发动机的转速慢。因在低速时，发动机对换气效率及频率需求已不像高速时的需求，在低速时将气门内弹簧的工作去除，以实现减少发动机低速时的配气阻力来增加发动机低速的动力。发动机的转速越高功率越高，此时，当发动机的转速下降功率和扭力也下降的同时，通过减少气门内弹簧400的压力来减轻配气机构的负载可有效减轻时规链、时规链齿（时规皮带、皮带轮）、凸轮轴、摇臂、气门的运行阻力，尤其是减轻时规皮带或时规链的传动力，以及凸轮推动摇臂顶开气门200的作用力，减少噪音及因阻力导致的燃油内耗和提高发动机的低速扭力，也就是提高低速的动力性，有效延长上述部件的使用寿命。

低速时的气门内弹簧不介入工作，配气机构的压力也将同步降低，这对于降低油耗起到非常大的关键作用，经实验，加入本升程装置300后，发动机的低速扭力提升3%~7%，油耗下降3%~8%，低速时的发动机噪音降低1分贝~3分贝，因发动机大部分的工作范围都在低速状态（最少有70%的时间处于设定转速下），配气的减负十分明显，尤其是时规链、凸轮轴和摇臂的寿命成倍的延长，有效减少客户的后期维修费用十分显著。第一：时规链的减负在于凸轮轴的凸头每一次要顶开气门时的拉力，这可有效避免其被拉长；其次：摇臂与凸轮轴的接触面因内弹簧的不工作，其摩擦力减少50%左右，对于凸轮轴和摇臂在热处理时的要求可以降低一个等级，而热处理的每一个级别的价差在20%~40%之间，有效的降低了凸轮轴和摇臂的价格10%以上；再有：气门与气门座的结合，因内弹簧的不工作，气门作用在气门座上的结合力降低50%左右，因气门长时间的与气门座的撞合，气门座的内陷在发动机使用几万公里后开始出现，而这个撞合力减轻后，气门座的维修寿命将在原来的基础上成倍的提高，有效减少和延长车主的维修费用支出；最后：气门是受气门弹簧的推力而固定于气门座上，气门内弹簧70%以上的不工作，对于气门卡槽和气门面及气门杆的加强就不用特别的要求，每付气门的成本可降低3~5元。这些成本节约特别对于高转速的单双缸发动机有着非常显著的帮助。

车载ecu采集的转速可以根据发动机的构造而改变其转速值。其中，凸轮轴与摇臂的结合和非结合由凸轮轴位置传感器向车载ecu传送的信号来判断。

综上所述，本发明解决了现有技术中气门内弹簧400的压力不能随发动机转速的变化而变化，其中的变化是：高速时气门内弹簧压力大，低速时气门内弹簧压力小或无压力，从而提高低速扭力，增加中高速功率，并降低燃油消耗。

如图7所示的本发明的智能控制装置，车载ecu基于控制装置的输入命令后而根据发动机的转速调节至所述气门的弹簧的压力。所述控制装置输入相应数字以设定发动机的转速工作值，车载ecu根据设定的发动机转速值含该设定值，当发动机转速达到该值时调节至电磁吸740和电机的工作，将升程装置300推至终点位置。包括与ecu连接的设定器900，所述设定器900上有用于设定的按键910和显示区920，所述按键包含：数字键、确定键和消除键。当数字键输入相应数字，比如：一个‘5’和三个‘0’时，显示区920显示‘5000’的字样，表示车载ecu根据设定的发动机每分钟5000转的转速并当凸轮轴与摇臂处于非结合状态时调节至电磁吸740的工作（电磁吸的工作参照说明书上述，在这不再重复）；如果设定值为6800转，则输入数字键一个‘6’一个‘8’和两个‘0’，显示区显示‘6800’，然后按确定键‘y’后，车载ecu将执行当发动机6800转时将升程装置300推至终点。当还未启动确定键‘y’的时候，按动消除键‘n’可消除数字键用于输入错误的修正或设定新的设定值的更改。如果设定的值为‘0’则ecu将不论在任何转速下都不执行升程装置300的工作，以上的转速值达到预设时比如6800r/min，这个数值是包含该发动机达到该转速时的升程装置的300工作，而升程装置300不工作是低于该设定值，低于该设定值是不包含该设定值。所述智能控制装置可以是独立的部件，也可以是手机app软件，不论是独立的部件还是app软件控制，均可通过数据线与车辆的端口与ecu连接或通过无线通信与ecu联系。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。