[发明专利]一种内燃机全可变液压气门系统的控油装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及内燃机的气门机构和燃料供给系统，特别涉及一种内燃机全可变液压气门系统的控油装置。

二、背景技术

内燃机采用液压驱动气门系统能够实现气门最大升程、气门开启持续角和配气相位三者的连续可变，这种气门系统被称为全可变液压气门系统（Hydraulic Fully Variable Valve System,简称HFVVS），它对内燃机的节能减排具有重要意义。目前，具有代表性的全可变液压气门系统有舍弗勒公司的Uniair系统、美国Ford公司的电液全可变气门系统和英国Lotus的EHFVVT系统等。这些液压全可变气门系统全部采用了高频电磁阀作为控油开关来控制油液的流入和流出。而高频电磁阀存在频率响应速度低、可靠性低和成本昂贵的不足。

中国国家知识产权局专利局在2006年公开了一项专利号为ZL200610042070.9，名称为“一种配气定时连续可变的内燃机配气系统”的发明专利，提出了一种配气定时连续可变的内燃机配气系统，包括气门组件、液压缸组件、液压缸出口控制装置、液压缸进口控制装置和凸轮轴传动组件。该系统在油液排出液压缸的过程中，液压低压系统存在压力波动大、导致工作不平稳的问题；在内燃机停止工作期间，液压系统存在机油泄漏，使空气进入的问题；该液压缸出口控制装置由于结构缺陷也存在不适用于多缸内燃机的局限性，并且存在传动不平稳的问题。这些问题导致该系统难以推广应用。

三、发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种运行平稳、工作可靠、通用性强，适用于单缸及多缸内燃机的全可变液压气门系统的控油装置。

本发明与内燃机全可变液压气门系统匹配连接应用，其技术方案为：由壳体及安装在壳体中的回转阀、液压蓄能器和传动机构构成；回转阀由回转阀芯、回转阀套组成，回转阀套一端设置轮齿，回转阀芯安装在回转阀套内，回转阀套安装在壳体内腔；在壳体上与回转阀套上的轮齿部分对应的位置有齿条腔，在齿条腔内安装齿条并与回转阀套上的轮齿相啮合；液压蓄能器由储能活塞、蓄能弹簧、端盖、密封座圈、橡胶垫组成，并安装在壳体的一端内腔，密封座圈、橡胶垫固定安装在壳体内腔，储能活塞活动安装在壳体内腔，端盖固定安装在壳体一端的端面，储能活塞与端盖之间安装蓄能弹簧，蓄能弹簧为压簧；回转阀和液压蓄能器之间为蓄能腔；传动机构由传动齿轮、齿轮轴和十字滑块联轴器组成，传动齿轮通过连接键安装在齿轮轴上，齿轮轴通过十字滑块联轴器与回转阀芯相连接。

回转阀芯上一端设置轴向盲孔和与其相通的径向油孔，其端部设置挡圈槽，另一端设置与十字滑块联轴器的连接齿槽相匹配的连接齿；回转阀芯安装在回转阀套内，挡圈槽内安装轴向定位的挡圈；在回转阀套上与回转阀芯径向油孔对应的轴向位置设置径向油孔，并在回转阀套的径向油孔位置设置环形槽，将装有回转阀芯的回转阀套安装在壳体内腔；壳体上与环形槽对应位置上设置高压油孔，与蓄能腔轴向对应位置设置低压油孔，在储能活塞运行的壳体内腔底部设置径向泄油孔，端盖上有出气孔。在回转阀套上与回转阀芯径向油孔对应的轴向位置的圆周上，均匀分布回转阀套径向油孔，回转阀套径向油孔的数量等于配气凸轮轴与回转阀芯的转速比N，N为正整数。

在同一轴向位置，壳体上设有的高压油孔、回转阀套环形槽、回转阀套径向油孔和回转阀芯径向油孔组成一套回转阀开关，一套控油装置内至少设置一套回转阀开关，回转阀开关的数量等于与之相匹配应用的内燃机气缸数。

回转阀芯与回转阀套之间采用间隙密封，回转阀套与壳体之间采用间隙密封或密封圈密封，当采用密封圈密封时将环形槽两侧加工密封圈槽并装上密封圈后安装进壳体的内腔里；当采用间隙密封时则不需要加工密封圈槽，直接将回转阀套安装进壳体的内腔里。在同一轴向位置的回转阀套径向油孔数量等于配气凸轮轴与回转阀芯的转速比N（N为正整数），以保证回转阀开关在内燃机一个工作循环开启和关闭一次。液压蓄能器的密封座圈安装在壳体内腔采用过盈配合，橡胶垫固定贴合在密封座圈端面上；蓄能活塞与壳体内腔为间隙配合。传动齿轮通过连接键安装在齿轮轴上，并通过轴肩和挡圈定位。齿轮轴与壳体内腔为间隙配合，其一端设有与十字滑块联轴器的连接齿槽相匹配的连接齿；十字滑块联轴器上设有两对相互垂直的连接齿槽，分别连接齿轮轴连接齿和回转阀芯连接齿，使齿轮轴能够带动回转阀芯同步转动。