凸轮驱动式内燃机液压全可变气门机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种凸轮驱动式内燃机液压全可变气门机构。
【背景技术】
[0002]传统发动机的配气机构，由于结构固定，在发动机运转过程中，配气相位是不能改变的，通常只能保证在某一工况优化内燃机的性能，不能同时兼顾各工况的要求，很难达到真正的最佳配气相位。这些固定的气门运行参数只是内燃机在不同工况下运行对气门工作要求的各种综合矛盾的一种折衷。因此，为了满足不同工况下各异的配气相位需求，提高内燃机经济性和动力性，降低有害物排放，需要采用可变气门技术。可变气门技术可根据内燃机工况的变化，实现气门升程从零至最大设计升程和配气相位的连续可变。
[0003]由于可变气门技术具有巨大的优越性，其已经成为当前内燃机研宄的一个热点方向，国内外一些高等院校和科研机构相继展开了对可变气门机构的研宄工作。虽然目前可变气门机构的种类繁多，工作原理也不尽相同，但根据其结构特点和驱动方式的不同，可将可变气门机构大体分为凸轮驱动机构和无凸轮驱动机构两大类。其中无凸轮驱动可变气门机构可以实现对气门升程和配气相位的灵活控制，但由于其涉及液压、电磁、电子等多个领域，结构复杂且需占用较大的体积；而凸轮驱动的可变气门机构，机构相对简单可靠，但由于原有凸轮机构的局限性，往往不能灵活的控制气门升程和配气相位。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有可变气门机构结构复杂、体积较大，以及不能灵活控制气门升程和配气相位等缺点，提供一种结构简单可靠，且能灵活控制气门升程和配气相位的凸轮驱动式内燃机液压全可变气门机构。
[0005]本实用新型由由液压活塞气门组A、挺柱组B、凸轮1、油管I 2、油箱I 3、滤清器
4、油管II 5、油泵6、溢流阀7、油管III 8、单向阀I 9、单向阀II 10、单向阀III 11、油管IV 12、电液比例阀13、油管V 14和油箱II 15组成，其中油管III8入口端置于油箱I 3中，油管III 8出口端固接于挺柱组B的挺柱套33顶部的进油孔I 29 ;油管III 8入口端置有滤清器4，油管III 8入口端和油管III 8出口端之间串接有油泵6、油管II 5入口端和单向阀I 9 ;油管II 5入口端和油管II 5出口端之间串接有溢流阀7和油管I 2出口端，油管II 5出口端置于油箱I 3中；油管I 2入口端与挺柱组(B)的泄油孔I 27固接，油管I 2中部置有单向阀II 10;油管V 14入口端固接于液压活塞气门组A的泄油孔II 22，油管V 14出口端置于油箱II 15中，油管V 14近入口端置有电液比例阀13 ;油管IV 12入口端固接于挺柱组B的连接孔32，油管IV 12出口端与液压活塞气门组A的进油孔II 21连通，油管IV 12中部置有单向阀III 11。
[0006]所述的液压活塞气门组A由气门16、气门弹簧座I 17、气门弹簧I 18、气门活塞19、活塞腔20和活塞套23组成，其中活塞套23顶部设有进油孔II 21，活塞套23右上壁设有泄油孔II 22，气门活塞19置于活塞套23中，与活塞套23内壁滑动连接，活塞腔20为气门活塞19上部与活塞套23之间的空腔部分，并且为气门活塞19在活塞套23内壁滑动提供导向作用；气门16上固接有气门弹簧座I 17，再套有气门弹簧I 18，气门16上端穿过活塞套23底部的中心孔与气门活塞19下端固接，气门弹簧I 18上下端分别由活塞套23底部和气门弹簧座I 17限位。
[0007]所述的挺柱组B由榫舌24、油量调节套筒25、齿圈夹紧螺钉26、挺柱腔28、螺旋槽30、挺柱活塞31、挺柱套33、油量调节齿杆套筒34、油量调节齿杆35、齿圈36、榫舌槽37、活塞杆38、弹簧II 39、弹簧座II 40组成，其中挺柱套33顶部设有进油孔I 29，挺柱套33左侧中部设有泄油孔I 27，挺柱套33右侧上部设有连接孔32 ;挺柱活塞31位于挺柱套33内，挺柱活塞31上部与挺柱套33内壁滑动连接；挺柱腔28为挺柱活塞31上部与挺柱套33之间的空腔部分，并且为挺柱活塞31在挺柱套33内壁滑动提供导向，挺柱活塞31上设有螺旋槽30 ;油量调节套筒25上部内圈与泄油孔I 27以下的挺柱套33外圈固接；油量调节套筒25下部内圈与榫舌槽37外圈固接；挺柱活塞31的活塞杆38上部穿过榫舌槽37顶部的孔与挺柱活塞31固接；挺柱活塞31的活塞杆38中部与榫舌24固接，榫舌24与榫舌槽37滑动连接，挺柱活塞31的活塞杆38下端与弹簧座II 40固接；弹簧II 39套于挺柱活塞31的活塞杆38下部，弹簧II 39的上下端分别由油量调节套筒25下端和弹簧座II 40限位；齿圈36经齿圈夹紧螺钉26固接于油量调节套筒25外圈上部一侧，油量调节齿杆35与齿圈36啮合，油量调节齿杆35固接于油量调节齿杆套筒34内；弹簧座II 40下端与凸轮I接触。
[0008]进一步地凸轮I与挺柱活塞31下端弹簧座II 40相接触，气门16上固接有气门弹簧座I 17，再套有气门弹簧I 18，气门16上端穿过活塞套23底部的中心孔与气门活塞19下端固接，气门弹簧I 18上下端分别由活塞套23底部和气门弹簧座I 17限位，凸轮I驱动挺柱活塞31上行，高压系统内的油压上升，推动气门活塞19克服气门弹簧I 18推动气门16开启。滤清器4下端与油箱13连接，上端与油泵6下端连接，油泵6上端连接一三通管接头，该三通管接头下端连接油泵6上端，右端连接溢流阀7左端，上端连接单向阀19左端，单向阀19右端连接挺柱组B的挺柱套33顶部的进油孔I 29。单向阀IIlO左端连接一三通管接头，该三通管接头上端连接溢流阀7右端，左端连接单向阀119右端，下端连接油箱12，单向阀119连接挺柱组(B)的泄油孔I 27。单向阀IIIll左端连接挺柱组B的连接孔32，右端连接与液压活塞气门组A的进油孔II 21连通，电液比例阀13左端连接液压活塞气门组A活塞套19上的泄油孔1122，右端连接油箱1115。
[0009]本实用新型按照液压系统可分为低压系统和高压系统，低压系统包括油箱13、滤清器4、油泵6、溢流阀7、单向阀19、油箱1115，高压系统包括挺柱腔28、挺柱活塞31、挺柱套33、单向阀III11、气门活塞19、活塞腔20和活塞套23，且挺柱套33上开有进油孔I 29、泄油孔127和连接孔32，活塞套23上开有进油孔1121和泄油孔II 22。首先进油孔I 29、泄油孔127、泄油孔II 22均关闭，凸轮I驱动挺柱组B的挺柱活塞31上行，高压系统内的油压上升，推动液压活塞气门组A的气门活塞19克服气门弹簧I 18推动气门16开启，当气门16到达指定升程时，单向阀IIIll可保持气门升程。开启电液比例阀13，使高压油通过泄油孔1122流出，气门16在气门弹簧I 18的作用下回位。当凸轮I处于下降段时，挺柱活塞31开始回落，此时气门16处于已落座或正在落座过程中，当气门16和挺柱活塞31均落座时，完成一次完整的气门16启闭过程。
[0010]结合本实用新型各组件及其安装位置关系，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0011]1.当发动机处于低速小负荷时，进气流速低，流体流动惯性小，宜采用较小的气门16升程，有利于增强缸内气流运动，提高燃烧速度，增加发动机低速扭矩，改善冷启动和降低油耗。如图3所示，从上往下看顺时针旋转螺旋槽30，可使螺旋槽30关闭泄油孔I 27的时刻滞后，同时使气门16晚开和气门16升程变小；此时配合电液比例阀13的开启时刻实现进气门开启持续时间控制亦可实现汽油机无节气门负荷控制和米勒循环。
[0012]2.当发动机处于高速大负荷时，进气流速高，流体流动惯性大，宜采用较大的气门升程，提早开启进气门，减少气门节流损失，提高充气效率，提高发动机在高速大负荷时的功率输出，并降低燃油消耗，提高燃油经济性。如图3所示，从上往下看逆时针旋转螺旋槽30，可以使气门16早开，气门16升程变大。
[0013]3.挺柱活塞31旋转角度一定，则气门16的升程和开启时刻一定，气门16到达最大升程后，随着挺柱活塞31的下行，挺柱腔28内液压油压力下降，单向阀IIIll由于压差的作用随即关闭，气门16升程保持在最大位置，此时通过ECU即发动机控制电脑控