[发明专利]基于配气凸轮的电液式全可变气门机构的控制方法

权利要求书

1.基于配气凸轮的电液式全可变气门机构的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，准备机构，所述的机构包括摇臂(4)，所述的摇臂的左右两端分别朝向摇臂内部开有一个豁槽，一个气门滚轮(5)的滚轴(16)与右侧豁槽的前后侧壁转动连接，一个液压柱塞(8)的滚轴(3)与左侧豁槽的前后侧壁转动连接，一个气门组件压紧气门滚轮，气门组件包括顶端与气门滚轮直接接触的气门(6)，在气门挺杆上套有气门弹簧(7)，所述的气门弹簧的顶部固定在气门上、底部固定在发动机缸盖上；

在所述的摇臂上开有一个沿竖直方向设置的通槽，凸轮滚轮安装在通槽中且凸轮滚轮的滚轴(15)与通槽的前后侧壁转动连接，各个滚轴的轴线彼此平行设置；

一个凸轮压在凸轮滚轮上，所述凸轮(1)的凸轮包角起始点对应气门最早开启时刻，凸轮包角终点对应气门最晚关闭时刻，所述凸轮(1)的包角角度对应于气门最早开启时刻到最晚关闭时刻所经历曲轴转角的一半，凸轮高度对应可变气门机构能够达到的最大气门升程，液压柱塞的上部与液压柱塞的滚轴(3)固定相连，所述液压柱塞嵌套安装在液压缸(9)的内腔，并且能够沿液压缸(9)的内壁轴向上下移动，所述液压柱塞的底部与液压缸(9)的内腔共同形成一个容积可变的封闭的油腔(10)，在所述的液压缸(9)的底壁上开有与油腔连通的油孔(11)，油孔的另一端通过油管与三位三通电磁阀(12)的a口相连，所述三位三通电磁阀的b口与高压油源(13)连通，所述三位三通电磁阀的c口与低压油源连通；

第二步，对第一步的机构进行如下过程控制：

(a)气门的开启与关闭：

气门完全按照凸轮型线进行开启和关闭：此时令所述三位三通电磁阀处于完全断开状态，则所述油腔(10)处于封闭状态，无液压油通过油孔进出,所述液压柱塞位于初始位置，无法沿轴向运动,所述的液压柱塞的初始位置是指气门处于关闭状态、凸轮滚轮(2)与凸轮(1)的接触点处于凸轮的最小半径处，此时液压柱塞所处的位置；所述摇臂仅能绕液压柱塞的滚轴(3)旋转，所述凸轮推动凸轮滚轮带动摇臂绕液压柱塞的滚轴(3)摆动，所述摇臂通过气门滚轮将致动力传递至气门(6)；当所述摇臂沿顺时针方向摆动时，所述气门克服气门弹簧(7)的预紧力而打开；当所述摇臂沿逆时针方向摆动时，所述气门在气门弹簧的回复力下关闭；

(b)改变气门正时：

改变气门正时包括推迟气门的开启正时和提前气门的关闭正时：

(1)推迟气门的开启正时：

令所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，将所述油腔与低压油源连通，则所述液压柱塞处于能够沿轴向移动的状态；当所述凸轮推动凸轮滚轮带动摇臂上下运动时，所述气门滚轮的滚轴(16)成为摇臂的相对固定端，所述液压柱塞随着摇臂绕气门滚轮的滚轴(16)沿逆时针方向的摆动而向下运动，所述气门此时仍处于关闭状态；当达到气门开启时刻时，令所述三位三通电磁阀断开，所述油腔处于封闭状态，则所述液压柱塞停止运动，导致所述液压柱塞的滚轴(3)成为摇臂的固定端，此时，所述摇臂绕液压柱塞的滚轴(3)沿顺时针方向摆动时通过气门滚轮将来自凸轮(1)的致动力传递至气门，使所述气门开启；

(2)提前气门关闭正时：

当所述气门处于最大升程状态时，若提前关闭气门，则令所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，使油腔与低压油源(14)连通，则此时所述液压柱塞能够沿轴向运动；在该状态下，所述凸轮滚轮的滚轴(15)成为摇臂的相对固定端，所述摇臂能够绕凸轮滚轮的滚轴(15)旋转，在所述气门弹簧的回复力下，气门向上运动并逐渐关闭，推动所述摇臂绕凸轮滚轮的滚轴(15)沿逆时针方向摆动，推动所述液压柱塞向下运动，所述油腔内的液压油通过油孔排出至低压油源(14)；

(c)改变气门升程，工作步骤如下：

首先，所述液压柱塞处于初始位置，令所述三位三通电磁阀处于断开状态，所述油腔处于封闭状态，该状态下所述液压柱塞无法沿轴向运动，所述液压柱塞的滚轴(3)成为摇臂(4)的相对固定端，气门的运动完全受到凸轮(1)的控制，所述凸轮推动凸轮滚轮，从而带动摇臂绕液压柱塞的滚轴(3)沿顺时针方向摆动，通过所述气门滚轮克服气门弹簧的预紧力将气门打开，当所述气门到达指定气门升程后，令所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，所述油腔中的液压油能够通过油孔进入低压油源(14)，所述液压柱塞能够沿轴向运动，此时所述凸轮滚轮的滚轴(15)成为摇臂的相对固定端，摇臂能够绕凸轮滚轮的滚轴(15)旋转，在所述气门弹簧的回复力下，所述气门向上运动并逐步关闭，推动所述摇臂绕凸轮滚轮的滚轴(15)沿逆时针方向摆动，推动所述液压柱塞向下运动，直至气门完全关闭，最终，令三位三通电磁阀的b口到a口连通，所述高压油源(13)中的液压油通过油孔进入油腔，推动所述液压柱塞向上运动回到初始位置完成一次工作循环；

(d)气门停用：

当发动机的运行需要调整工作气缸数或调整发动机排量时，需要采用气门停用策略来实现，工作步骤如下：令所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，使所述油腔内的液压油通过油孔与低压油源(14)连通，所述液压柱塞能够沿轴向运动；当所述凸轮推动凸轮滚轮带动摇臂上下运动时，所述气门滚轮的滚轴(16)成为摇臂的相对固定端，所述液压柱塞则随着摇臂绕气门滚轮的滚轴(16)沿逆时针方向的摆动向下运动，所述气门始终处于关闭状态，随着所述凸轮不断旋转，当所述凸轮滚轮经过凸轮的最大凸轮高度后，所述凸轮滚轮与凸轮分离，所述摇臂不再受凸轮的驱动，通过上述步骤，能够使气门始终处于关闭状态；当需要使所述液压柱塞回到初始位置时，将所述三位三通电磁阀的b口到a口方向连通，使所述高压油源中的液压油通过油孔进入油腔，推动所述液压柱塞到达初始位置后，再将所述三位三通电磁阀断开；

(e)气门两次开启，工作步骤如下：

首先，令所述液压柱塞处于初始位置，所述三位三通电磁阀处于完全断开状态，所述液压柱塞的滚轴(3)成为所述摇臂的固定端，所述气门的运动受凸轮的控制；当所述凸轮推动凸轮滚轮带动摇臂绕液压柱塞的滚轴(3)沿顺时针方向摆动时，气门滚轮推动气门克服气门弹簧的预紧力而开启；当所述气门到达指定升程后开始关闭时，令所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，则所述油腔与低压油源(14)连通，所述液压柱塞沿轴向移动，此时所述凸轮滚轮的滚轴(15)成为摇臂的相对固定端，所述摇臂能够绕凸轮滚轮的滚轴(15)旋转，所述气门在气门弹簧的回复力下向上运动而关闭，推动所述摇臂绕凸轮滚轮的滚轴(15)沿逆时针方向摆动，推动所述液压柱塞向下运动，所述油腔内的液压油通过油孔进入低压油源；当所述气门关闭后需要开始二次开启时，令所述三位三通电磁阀的b口到a口方向连通，所述高压油源中的液压油通过油孔进入油腔，推动所述液压柱塞向上运动，使得所述摇臂绕凸轮滚轮的滚轴(15)沿顺时针方向摆动，使得气门滚轮推动气门克服气门弹簧的预紧力打开，当所述气门二次开启后并到达指定升程处，令所述三位三通电磁阀处于断开状态，封闭所述油腔，使所述液压柱塞无法继续运动，此时，所述液压柱塞的滚轴(3)成为摇臂的固定端，气门的运动再次受到凸轮的控制，最终在所述凸轮的控制下，所述气门被关闭。