[发明专利]一种无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构

说明书

本发明提供了一种无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构，包括凸轮轴、定子和气门；凸轮轴套于定子上，并可绕定子做旋转运动；定子内部设有活塞和活塞弹簧，活塞弹簧给活塞提供向上的弹簧力；活塞杆下端固定连接滚轮，滚轮下端固定连接气门；凸轮轴内壁与定子外壁之间设有与滚轮配合的导向槽，导向槽为凸轮形状；通过控制活塞上端液压力大小，可以改变活塞相对于定子的移动距离，从而实现气门最大升程的可变。本发明取消了气门弹簧，可以实现更高充气效率，同时控制简单，有利于可变气门技术的工程化应用。

技术领域

本发明属于发动机可变气门液压执行机构技术领域，尤其是涉及一种无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构。

背景技术

内燃机至今仍然是热效率最高、单位体积和单位重量功率最大的原动机，应用非常广泛，然而随着世界能源的逐渐短缺以及环境资源的不断恶化，我们需要内燃机满足更严格的排放法规。传统内燃机采取固定型线的凸轮轴驱动气门，这使得内燃机的排放与油耗并不能在所有的工况点达到最佳，因此，大多新型内燃机都采用可变气门技术控制排放，降低油耗。

可变气门技术目前主要分为基于凸轮轴的可变配气技术及无凸轮配气技术。前者主要改变机械结构，因此结构简单，响应速度快，但是因为保留了凸轮，其气门只是相对可变，并不能任意可变。而无凸轮配气技术则可以任意的改变气门正时、升程及持续期。就驱动方式来分，无凸轮配气技术分为电磁驱动、电气驱动、电机驱动、电液驱动等方式。相对于电磁驱动的能耗大，电气驱动的响应速度低及不稳定，电机驱动的系统复杂等缺点，电液驱动的无凸轮配气技术结构相对简单、响应速度较快。然而它也有不可避免的缺点：高转速下液压系统流量不够，气门达到最大升程处及落座处速度快、冲击力大。因此主要用于柴油机这种转速较低的发动机上，除此之外，还必须要采用昂贵的电液伺服系统及相对复杂的控制技术来精确的控制气门行程避免落座冲击，大大增加了发动机的成本。因此，需要针对发动机具体的用途来采用合适的可变气门技术。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构，通过改变机构内部液压流体的压力大小，最终实现气门升程的可变。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构，包括凸轮轴、定子和气门；

所述凸轮轴套于所述定子上，并可绕所述定子做旋转运动；所述凸轮轴内壁与所述定子外壁之间设有导向槽，所述导向槽为凸轮形状；

所述定子内部设有活塞，所述活塞可沿所述定子内壁间隙滑动，且自上而下把所述定子的内部空间分为液压腔和空气腔；所述活塞的活塞杆下端固定连接滚轮，所述滚轮下端固定连接气门，所述滚轮与所述导向槽互相配合；

所述空气腔设有活塞弹簧并套于所述活塞的活塞杆上，给所述活塞提供向上的弹簧力，所述空气腔下端设有开口，并与外界大气环境相通。

进一步的，所述凸轮轴每转一圈，所述滚轮上下运动一次，使所述气门开启关闭一次。

进一步的，所述定子外表面还设有挡圈。

进一步的，所述定子内部还设有油道，所述油道一端与所述液压腔相连，所述油道另一端与外界油压控制单元相连。

进一步的，所述导向槽横截面积的最小距离大于所述滚轮的直径。

相对于现有技术，本发明所述的无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构，具有以下优势：

本发明所述的无气门弹簧发动机液压式可变气门升程机构，通过改变机构中液压流体的压力大小，可以改变滚轮与导向槽之间的配合规律，从而实现气门最大升程的可变，本发明无需气门弹簧，可以实现更高充气效率，不需要在每一个工作循环下都对液压系统进行操作，而是在气门运动规律需要改变的工况下才对液压参数进行调整，保证气门运动灵活可变的基础上可明显降低成本，有利于可变气门技术的工程化应用。