一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域。它包括供油器、循環(huán)選擇器、模式轉(zhuǎn)換器、兩位三通閥、兩位兩通閥、氣門驅(qū)動(dòng)器等。循環(huán)選擇器達(dá)到了只需要兩個(gè)供油器、兩個(gè)兩位三通閥和一個(gè)兩位兩通閥即可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和制動(dòng)模式所要求的可變氣門事件，以極低的成本實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的功能；氣門運(yùn)行完全靈活，尤其是氣門關(guān)閉過程不受供油器運(yùn)行階段的限制，滿足了內(nèi)燃機(jī)怠速及中低負(fù)荷所要求的氣門提前關(guān)閉事件，充分降低內(nèi)燃機(jī)實(shí)際應(yīng)用中的油耗和排放；只需交換模式轉(zhuǎn)換器上的兩個(gè)油口的連通對(duì)象即可應(yīng)用到自然吸氣式和渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)，機(jī)型適應(yīng)性好，應(yīng)用范圍廣，便于系統(tǒng)在實(shí)際車型上的布置。
【專利說明】—種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源與環(huán)境的問題已成為影響經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。內(nèi)燃機(jī)作為目前世界上應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力機(jī)械，每年消耗著大量的燃油，并且排出大量的有害氣體和微粒，內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排工作刻不容緩。除此以外，隨著內(nèi)燃機(jī)保有量的急劇增加，每年因交通事故造成的人民生命和財(cái)產(chǎn)損失逐年增加，車輛安全性越來越受到人們的重視，越來越多的國(guó)家將輔助制動(dòng)系統(tǒng)列為車輛必備附件之一。然而目前輔助制動(dòng)系統(tǒng)大多存在運(yùn)行過程中制動(dòng)部件容易過熱、制動(dòng)效率降低過快、制動(dòng)能力可控程度低、制動(dòng)時(shí)車輛容易跑偏、制動(dòng)系統(tǒng)占用有限的車輛空間等問題?？勺儦忾T技術(shù)因其在改善內(nèi)燃機(jī)性能以及在內(nèi)燃機(jī)輔助制動(dòng)方面的潛力，受到了內(nèi)燃機(jī)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注。然而，目前車用化了的可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多在氣門調(diào)節(jié)靈活度和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、成本等方面存在矛盾，并且這些系統(tǒng)一般用于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，極少用于輔助制動(dòng)領(lǐng)域。
[0003]綜合考慮，電液式可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是目前最具潛力的系統(tǒng)。傳統(tǒng)電液式系統(tǒng)采用共軌供油方式，隨著內(nèi)燃機(jī)缸數(shù)、單缸氣門數(shù)以及轉(zhuǎn)速的增加，該系統(tǒng)存在以下兩個(gè)問題有待解決:1)存在共軌管體積龐大、空間布置困難的問題；2)由于系統(tǒng)中所使用的高速大流量電磁閥的數(shù)量過多，以及由目前電磁閥材料和加工工藝決定的電磁閥成本較高，因此，該系統(tǒng)的整體成本較高。這些問題造成了傳統(tǒng)電液式系統(tǒng)實(shí)用化較為困難。
[0004]針對(duì)傳統(tǒng)電液式系統(tǒng)空間布置困難的問題，出現(xiàn)了一種凸輪供油式電液氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用凸輪-柱塞供油的方式，因其取消共軌管，系統(tǒng)空間布置容易。然而，該系統(tǒng)仍存在以下兩個(gè)問題有待解決:1)和傳統(tǒng)電液式系統(tǒng)一樣，該系統(tǒng)仍然存在系統(tǒng)所需電磁閥的數(shù)量過多、系統(tǒng)成本較高的問題；2)該系統(tǒng)氣門驅(qū)動(dòng)可調(diào)范圍受到凸輪-柱塞供油器供油規(guī)律的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)排氣門二次開啟事件、無(wú)法實(shí)現(xiàn)將720度/循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)變?yōu)?60度/循環(huán)的壓氣機(jī)的制動(dòng)模式所要求的可變氣門事件等，這些限制了該系統(tǒng)的功能拓展。
[0005]針對(duì)凸輪供油式電液氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所存在的問題，近年來出現(xiàn)了一種雙模式全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用驅(qū)動(dòng)-制動(dòng)循環(huán)器和模式轉(zhuǎn)換器，減少了電磁閥數(shù)量，并且實(shí)現(xiàn)了同時(shí)滿足內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)模式所要求的可變氣門事件。然而，該系統(tǒng)仍存在以下兩個(gè)問題有待解決:1)該系統(tǒng)所使用的電磁閥為兩位五通閥，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工成本較高；2)在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，該系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在供油階段提前關(guān)閉氣門的可變氣門事件，這將限制該系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)怠速及中低工況的性能改善程度，而這些工況恰恰是城市車輛常用工況，這些工況下內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況很大程度上決定了車輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)的油耗和排放情況。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:I)通過設(shè)計(jì)循環(huán)選擇器來達(dá)到僅需要2個(gè)兩位三通閥和I個(gè)兩位兩通閥來實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)模式所要求的完全靈活的可變氣門事件的目的，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)可變氣門技術(shù)和輔助制動(dòng)技術(shù)合二為一的同時(shí)，大幅度簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本；2)實(shí)現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，在供油器的供油階段內(nèi)提前關(guān)閉氣門的可變氣門事件，達(dá)到進(jìn)一步改善內(nèi)燃機(jī)怠速及中低工況性能，即改善車輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)的油耗和排放情況的目的，從而拓展系統(tǒng)的應(yīng)用潛力；最終提高本系統(tǒng)的市場(chǎng)接受程度。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它主要包括第I供油器、第2供油器、氣門驅(qū)動(dòng)器、第I兩位三通閥、第2兩位三通閥、兩位兩通閥、模式轉(zhuǎn)換器、輸油泵、輸油單向閥、輸油泵安全閥，系統(tǒng)安全閥、第I單向閥、第2單向閥、油箱以及油管；它還包括循環(huán)選擇器；所述第I供油器和第2供油器為相位相差180度凸輪軸轉(zhuǎn)角的凸輪-柱塞式供油器，其旋轉(zhuǎn)周期為360度曲軸轉(zhuǎn)角，輸油泵進(jìn)油口與油箱相連，輸油泵出油口通過輸油泵安全閥與油箱相連，輸油泵出油口通過輸油單向閥同時(shí)與第I兩位三通閥輸油口相連、與第2兩位三通閥輸油口相連，以及通過系統(tǒng)安全閥與油箱相連，第I供油器與第I兩位三通閥供油口相連，第2供油器與第2兩位三通閥供油口相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口、循環(huán)選擇器第I供油口與第I單向閥出油口三者相連，第I單向閥進(jìn)油口與油箱相連，第2兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口、循環(huán)選擇器第2供油口與第2單向閥出油口三者相連，第2單向閥進(jìn)油口與油箱相連，循環(huán)選擇器第I泄油口與兩位兩通閥進(jìn)油口相連，兩位兩通閥出油口與油箱相連，循環(huán)選擇器第2泄油口與油箱相連，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口相連，循環(huán)選擇器第4驅(qū)動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)供油口相連，循環(huán)選擇器第2驅(qū)動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)供油口相連，循環(huán)選擇器第3驅(qū)動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)供油口相連，模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口、模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)口、模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)口、模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)口分別與I缸、4缸、2缸和3缸的氣門驅(qū)動(dòng)器相連，對(duì)于以進(jìn)為排-以排為進(jìn)制動(dòng)模式的自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)，循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口相連，循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第2制動(dòng)供油口相連，對(duì)于以進(jìn)為進(jìn)-以排為排制動(dòng)模式的渦輪增壓式或者自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)，循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第2制動(dòng)供油口相連，循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口與模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口相連，對(duì)于缸數(shù)為4的整數(shù)倍的內(nèi)燃機(jī)，按照點(diǎn)火順序相隔180度曲軸轉(zhuǎn)角分組，每4缸一組，每組采用一套上述可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0008]循環(huán)選擇器采用三層嵌套式結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)依次為開有油口的循環(huán)選擇器外殼、軸向開槽和開孔的循環(huán)選擇器軸套以及徑向開槽的循環(huán)選擇器軸芯13m，其中，循環(huán)選擇器軸芯13m通過齒輪或者鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由內(nèi)燃機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)，每720度曲軸轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)I周，循環(huán)選擇器軸套固定嵌套在循環(huán)選擇器外殼內(nèi)部，將依照內(nèi)燃機(jī)發(fā)火順序，隨著循環(huán)選擇器軸芯13m的不斷旋轉(zhuǎn)，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口、循環(huán)選擇器第4驅(qū)動(dòng)口和循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口均間隔性地分別與循環(huán)選擇器正向供油口或者循環(huán)選擇器第I泄油口或者循環(huán)選擇器第2泄油口相連，循環(huán)選擇器第2驅(qū)動(dòng)口、循環(huán)選擇器第3驅(qū)動(dòng)口和循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口均間隔性地分別與循環(huán)選擇器反向供油口或者循環(huán)選擇器第I泄油口或者循環(huán)選擇器第2泄油口相連。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:Ca)這種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)僅采用2個(gè)供油器為內(nèi)燃機(jī)所有進(jìn)(排)氣門的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供液壓油的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)僅需要2個(gè)兩位三通閥和I個(gè)兩位兩通閥來控制內(nèi)燃機(jī)所有進(jìn)(排)氣門的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)完全靈活的可變氣門事件，較雙模式全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)所需電磁閥的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的成本，提高了市場(chǎng)的接受程度；(b)較雙模式全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，本系統(tǒng)的氣門調(diào)節(jié)范圍進(jìn)一步拓展，可實(shí)現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，在供油器的供油階段內(nèi)提前關(guān)閉氣門的可變氣門事件，達(dá)到進(jìn)一步改善內(nèi)燃機(jī)怠速及中低工況性能，即改善車輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)的油耗和排放情況的目的，從而拓展系統(tǒng)的應(yīng)用潛力；(c)依據(jù)內(nèi)燃機(jī)缸數(shù)和點(diǎn)火次序設(shè)計(jì)的循環(huán)選擇器和模式轉(zhuǎn)換器相配合，可同時(shí)滿足內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)模式所要求的可變氣門事件，通過調(diào)節(jié)兩位三通閥和兩位兩通閥即可改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)效果，從而實(shí)現(xiàn)將內(nèi)燃機(jī)可變氣門技術(shù)和輔助制動(dòng)技術(shù)合二為一，減少了汽車附件，極大地降低了成本；(d)循環(huán)選擇器采用軸芯-軸套-外殼三層嵌套結(jié)構(gòu)，并且，軸芯-軸套間為轉(zhuǎn)動(dòng)配合，軸套-外殼間為靜態(tài)配合，油口位置可根據(jù)實(shí)際安裝需要調(diào)節(jié)，工藝性好，維修和更換簡(jiǎn)單方便，成本低；(e)系統(tǒng)各部件間采用油管連接，這對(duì)系統(tǒng)在應(yīng)用車型上布置極為有利；(f)針對(duì)不同的制動(dòng)方式，只需改變模式轉(zhuǎn)換器上的2個(gè)油口對(duì)應(yīng)的連接對(duì)象即可，系統(tǒng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)型適應(yīng)性好，應(yīng)用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是單氣門的4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器主視圖。
[0013]圖3是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器左視圖。
[0014]圖4是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器俯視圖。
[0015]圖5是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器A-A橫截面圖。
[0016]圖6是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器B-B橫截面圖。
[0017]圖7是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器C-C橫截面圖。
[0018]圖8是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器D-D橫截面圖。
[0019]圖9是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器E-E橫截面圖。
[0020]圖10是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器F-F橫截面圖。
[0021]圖11是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器G-G橫截面圖。
[0022]圖12是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器H-H橫截面圖。
[0023]圖13是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器1-1橫截面圖。
[0024]圖14是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器J-J橫截面圖。
[0025]圖15是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器K-K橫截面圖。
[0026]圖16是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器S-S橫截面圖。
[0027]圖17是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器M-M橫截面圖。
[0028]圖18是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器N-N橫截面圖。
[0029]圖19是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器0-0橫截面圖。
[0030]圖20是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器P-P橫截面圖。
[0031]圖21是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器Q-Q橫截面圖。[0032]圖22是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器R-R橫截面圖。
[0033]圖23是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器S-S橫截面圖。
[0034]圖24是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器T-T橫截面圖。
[0035]圖25是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器U-U橫截面圖。
[0036]圖26是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器V-V橫截面圖。
[0037]圖27是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器W-W橫截面圖。
[0038]圖28是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換器主視圖。
[0039]圖29是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換器左視圖。
[0040]圖30是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換器俯視圖。
[0041]圖31是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體示意圖。
[0042]圖中:1、兩位兩通閥，la、兩位兩通閥出油口，lb、兩位兩通閥進(jìn)油口，2、油箱，3、第I單向閥,4、輸油單向閥,5、輸油泵,6、輸油泵安全閥,7、系統(tǒng)安全閥,8、第I供油器,9、第2供油器，10、第2兩位三通閥，10a、第2兩位三通閥供油口，10b、第2兩位三通閥輸油口，10c、第2兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口，11、第2單向閥，12、第I兩位三通閥，12a、第I兩位三通閥供油口，10b、第I兩位三通閥輸油口，12c、第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口，13、循環(huán)選擇器，13a、循環(huán)選擇器第2供油口，13b、循環(huán)選擇器第I供油口，13c、循環(huán)選擇器第I泄油口，13d、循環(huán)選擇器第2泄油口，13e、循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口，13f、循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口，13g、循環(huán)選擇器第4驅(qū)動(dòng)口，13h、循環(huán)選擇器第2驅(qū)動(dòng)口，131、循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口，13j、循環(huán)選擇器第3驅(qū)動(dòng)口，13k、循環(huán)選擇器外殼，13s、循環(huán)選擇器軸套，13m、循環(huán)選擇器軸芯，14、模式轉(zhuǎn)換器,14a、模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口，14b、模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口，14c、模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)供油口，14d、模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)供油口，He、模式轉(zhuǎn)換器第2制動(dòng)供油口，Hf、模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)供油口，Hg、模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口，14h、模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)口，141、模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)口，14j、模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)口，14k、模式轉(zhuǎn)換器外殼，14s、模式轉(zhuǎn)換器軸套，14m、模式轉(zhuǎn)換器軸芯，15、氣門驅(qū)動(dòng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明以應(yīng)用于采用以進(jìn)為排-以排為進(jìn)制動(dòng)模式的1-2-4-3式自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)為例加以說明，以兩位兩通閥為常閉閥，兩位三通閥不通電時(shí)，兩位三通閥輸油口與兩位三通閥供油口相連，兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口堵塞為例。
[0044]圖1示出了單氣門的4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。由于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，氣門驅(qū)動(dòng)器15工作由第I供油器8和循環(huán)選擇器13的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及模式轉(zhuǎn)換器14、第I兩位三通閥12和兩位兩通閥I的工作狀態(tài)共同決定。按照模式轉(zhuǎn)換器14的工作狀態(tài)，可將氣門驅(qū)動(dòng)器15工作過程分成驅(qū)動(dòng)模式和制動(dòng)模式，其工作過程為:
(一)驅(qū)動(dòng)模式
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于作為動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，不驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換器14，保持模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口 14a和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 14g連通，模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口 14b和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg斷開。此時(shí)，氣門驅(qū)動(dòng)器15只能在由第I供油器8和循環(huán)選擇器13的運(yùn)動(dòng)規(guī)律限制的范圍內(nèi)工作，并且在此范圍內(nèi)由第I兩位三通閥12和兩位兩通閥I的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)具體的氣門運(yùn)行參數(shù)，其工作過程為: (I)氣門可被驅(qū)動(dòng)階段
在此階段內(nèi)，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e與循環(huán)選擇器第I供油口 13b相連，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e與循環(huán)選擇器第2泄油口 13d斷開。驅(qū)動(dòng)模式下的氣門驅(qū)動(dòng)油路，即循環(huán)選擇器第I供油口 13b、循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e、模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口 14a和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg被完全連通。
[0045](a)第I供油器8供油階段
此時(shí)，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e與循環(huán)選擇器第I泄油口 13c相連。驅(qū)動(dòng)模式下的第I泄油油路，即模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg、模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口 14a、循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e和循環(huán)選擇器第I泄油口 13c被完全連通?？蓪?shí)現(xiàn):
a)氣門開啟過程:當(dāng)?shù)贗供油器8進(jìn)入供油階段時(shí)，當(dāng)氣門驅(qū)動(dòng)開啟正時(shí)信號(hào)未達(dá)到時(shí)，第I兩位三通閥12和兩位兩通閥I均不被激勵(lì)，即第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥第I輸油口 12b相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c被堵塞；兩位兩通閥進(jìn)油口Ib和兩位兩通閥出油口 Ia斷開。第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12、系統(tǒng)安全閥7回到油箱2。當(dāng)氣門驅(qū)動(dòng)開啟正時(shí)信號(hào)到達(dá)時(shí)，第I兩位三通閥12被激勵(lì)，即第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c相連，第I兩位三通閥第I輸油口 12b被堵塞。第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12后，再通過驅(qū)動(dòng)模式下的氣門驅(qū)動(dòng)油路，進(jìn)入氣門驅(qū)動(dòng)器15中，克服氣門驅(qū)動(dòng)器15彈簧的作用力，驅(qū)動(dòng)氣門開啟。
[0046]b)氣門開啟保持:當(dāng)氣門驅(qū)動(dòng)停止正時(shí)信號(hào)達(dá)到時(shí)，第I兩位三通閥12不被激勵(lì)，第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥第I輸油口 12b相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c被堵塞。氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油被阻塞，氣門保持在最大升程位置。此時(shí)第I供油器8仍處于供油階段時(shí)，第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12、系統(tǒng)安全閥7被推回到油箱2中。
[0047]c)氣門泄油關(guān)閉:當(dāng)氣門驅(qū)動(dòng)泄油關(guān)閉正時(shí)信號(hào)達(dá)到時(shí)，兩位兩通閥I被激勵(lì)，兩位兩通閥進(jìn)油口 Ib和兩位兩通閥出油口 Ia相連。在氣門驅(qū)動(dòng)器15彈簧的作用下，氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油通過驅(qū)動(dòng)模式下的第I泄油油路，兩位兩通閥I回到油箱2中，實(shí)現(xiàn)了氣門的泄油關(guān)閉過程。此時(shí)第I供油器8仍處于供油階段時(shí)，第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12、系統(tǒng)安全閥7被推回到油箱2中。
[0048](b)第I供油器8吸油階段
此時(shí)，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e與循環(huán)選擇器第I泄油口 13c斷開。可實(shí)現(xiàn):a)氣門開啟保持:當(dāng)?shù)贗兩位三通閥12不被激勵(lì)時(shí)，氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油被阻塞，氣門保持在最大升程位置。此時(shí)第I供油器8仍處于吸油階段時(shí)，油箱2內(nèi)的液壓油通過輸油泵5、輸油單向閥4、第I兩位三通閥12進(jìn)入第I供油器8中。
[0049]b)氣門吸油關(guān)閉:當(dāng)氣門吸油關(guān)閉正時(shí)信號(hào)達(dá)到時(shí)，第I兩位三通閥12被激勵(lì)，即第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c相連，第I兩位三通閥第I輸油口 12b被堵塞。在氣門驅(qū)動(dòng)器15彈簧和第I供油器8吸油的作用下，氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油通過驅(qū)動(dòng)模式下的驅(qū)動(dòng)油路、第I兩位三通閥12回到第I供油器8中，實(shí)現(xiàn)了氣門的吸油關(guān)閉過程。
[0050](2)氣門關(guān)閉保持階段
此階段內(nèi)，循環(huán)選擇器13將循環(huán)選擇器第I供油口 13b和循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e斷開，將循環(huán)選擇器第I泄油口 13c與循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e斷開，將循環(huán)選擇器第2泄油口 13d與循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e連通。驅(qū)動(dòng)模式下的第2泄油油路，即模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg、模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口 14a、循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口 13e和循環(huán)選擇器第2泄油口 13d被完全連通。氣門驅(qū)動(dòng)器15通過驅(qū)動(dòng)模式下的第2泄油油路與油箱2相連，可實(shí)現(xiàn)氣門的關(guān)閉以及關(guān)閉保持，可取代氣門間隙調(diào)節(jié)器。
[0051](二)制動(dòng)模式
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于作為消耗源的制動(dòng)模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換器14運(yùn)動(dòng)，將模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口 14b和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 14g連通，模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口 14a和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg斷開。此時(shí)，氣門驅(qū)動(dòng)器15的工作范圍受到第I供油器8和循環(huán)選擇器13的運(yùn)動(dòng)規(guī)律限制，并且在此范圍內(nèi)由第I兩位三通閥12和兩位兩通閥I工作狀態(tài)調(diào)節(jié)具體的氣門運(yùn)行參數(shù)，其工作過程為:
(I)氣門可被驅(qū)動(dòng)階段
此階段內(nèi)，循環(huán)選擇器13將循環(huán)選擇器第I供油口 13b和循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f相連，將循環(huán)選擇器第I泄油口 13c與循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f相連，將循環(huán)選擇器第2泄油口 13d與循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f斷開。制動(dòng)模式下的氣門驅(qū)動(dòng)油路，即循環(huán)選擇器第I供油口 13b、循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f、模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口 14b和模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg被完全連通。制動(dòng)模式下的第I泄油油路，即模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口Hg、模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口 14b、循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f和循環(huán)選擇器第I泄油口13c也被完全連通。同時(shí)，第I供油器8處于供油階段，可實(shí)現(xiàn)以下氣門運(yùn)動(dòng)過程:
(a)氣門開啟過程:當(dāng)氣門制動(dòng)開啟正時(shí)信號(hào)未到達(dá)時(shí)，第I兩位三通閥12和兩位兩通閥I均不被激勵(lì)，即第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥第I輸油口 12b相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c被堵塞；兩位兩通閥進(jìn)油口 Ib和兩位兩通閥出油口 Ia斷開。第I供油器8內(nèi)的液壓油通過系統(tǒng)安全閥7回到油箱2。當(dāng)氣門制動(dòng)開啟正時(shí)信號(hào)到達(dá)時(shí)，第I兩位三通閥12被激勵(lì)，即第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c相連，第I兩位三通閥第I輸油口 12b被堵塞。第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12后，再通過制動(dòng)模式下的氣門驅(qū)動(dòng)油路，進(jìn)入氣門驅(qū)動(dòng)器15中，克服氣門驅(qū)動(dòng)器15彈簧的作用力，驅(qū)動(dòng)氣門開啟。
[0052](b)氣門開啟保持:當(dāng)氣門制動(dòng)停止正時(shí)信號(hào)達(dá)到時(shí)，第I兩位三通閥12不被激勵(lì)，第I兩位三通閥供油口 12a與第I兩位三通閥第I輸油口 12b相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口 12c被堵塞。氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油被阻塞，氣門保持在最大升程位置。此時(shí)第I供油器8仍處于供油階段時(shí)，第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12、系統(tǒng)安全閥7被推回到油箱2中。
[0053](C)氣門泄油關(guān)閉:當(dāng)氣門制動(dòng)泄油關(guān)閉正時(shí)信號(hào)達(dá)到時(shí)，兩位兩通閥I被激勵(lì)，兩位兩通閥進(jìn)油口 Ib和兩位兩通閥出油口 Ia相連。在氣門驅(qū)動(dòng)器15彈簧的作用下，氣門驅(qū)動(dòng)器15內(nèi)的液壓油通過制動(dòng)模式下的第I泄油油路后，再通過兩位兩通閥I回到油箱2中，實(shí)現(xiàn)了氣門的泄油關(guān)閉過程。而第I供油器8內(nèi)的液壓油通過第I兩位三通閥12、系統(tǒng)安全閥7回到油箱2。
[0054](2)氣門關(guān)閉保持階段
此階段內(nèi)，循環(huán)選擇器13將循環(huán)選擇器第I供油口 13b和循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f相連，將循環(huán)選擇器第I泄油口 13C與循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f斷開，將循環(huán)選擇器第2泄油口 13d與循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f相連。制動(dòng)模式下的第2泄油油路，即模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口 Hg、模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口 14b、循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口 13f和循環(huán)選擇器第2泄油口 13d被完全連通。氣門驅(qū)動(dòng)器15通過制動(dòng)模式下的第2泄油油路與油箱2相連，可實(shí)現(xiàn)氣門的關(guān)閉以及關(guān)閉保持，可取代氣門間隙調(diào)節(jié)器。
[0055]在一個(gè)循環(huán)選擇器運(yùn)行周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)模式具有I個(gè)氣門可被驅(qū)動(dòng)階段，而制動(dòng)模式具有2個(gè)氣門可被驅(qū)動(dòng)階段，因此，可實(shí)現(xiàn)360度/循環(huán)的壓氣機(jī)的制動(dòng)模式所要求的可
變氣門事件等。
[0056]圖2-4分別是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器主視圖、左視圖和俯視圖，圖5-27是4缸內(nèi)燃機(jī)集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)選擇器主視圖各油道的橫截面圖。根據(jù)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)模式下的內(nèi)燃機(jī)對(duì)氣門啟閉的要求，可得出第I供油器8、第2供油器9、各缸的氣門驅(qū)動(dòng)器、油箱2相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的連通關(guān)系，見表1。值得注意到是表1為未考慮具體內(nèi)燃機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況的粗略的連通關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際要求對(duì)表中數(shù)據(jù)加以修正。
[0057]表1第I供油器8、第2供油器9、氣門驅(qū)動(dòng)器、油箱2相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的連通關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它主要包括第I供油器(8)、第2供油器(9)、氣門驅(qū)動(dòng)器(15)、第I兩位三通閥(12)、第2兩位三通閥(10)、兩位兩通閥(I)、模式轉(zhuǎn)換器(14)、輸油泵(5)、輸油單向閥(4)、輸油泵安全閥(6)，系統(tǒng)安全閥(7)、第I單向閥(3)、第2單向閥(11)、油箱(2)以及油管；其特征是:它還包括循環(huán)選擇器(13);所述第I供油器(8)和第2供油器(9)為相位相差180度凸輪軸轉(zhuǎn)角的凸輪-柱塞式供油器，其旋轉(zhuǎn)周期為360度曲軸轉(zhuǎn)角，輸油泵(5)進(jìn)油口與油箱(2)相連，輸油泵(5)出油口通過輸油泵安全閥(6)與油箱(2)相連，輸油泵(5)出油口通過輸油單向閥(4)同時(shí)與第I兩位三通閥輸油口( 12b)相連、與第2兩位三通閥輸油口( IOb)相連，以及通過系統(tǒng)安全閥(7)與油箱(2)相連，第I供油器(8)與第I兩位三通閥供油口(12a)相連，第2供油器(9)與第2兩位三通閥供油口(IOa)相連，第I兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口(12c)、循環(huán)選擇器第I供油口(13b)與第I單向閥(3)出油口三者相連，第I單向閥(3)進(jìn)油口與油箱(2)相連，第2兩位三通閥驅(qū)動(dòng)口(10c)、循環(huán)選擇器第2供油口(13a)與第2單向閥(11)出油口三者相連，第2單向閥(11)進(jìn)油口與油箱(2)相連，循環(huán)選擇器第I泄油口(13c)與兩位兩通閥進(jìn)油口(Ib)相連，兩位兩通閥出油口(Ia)與油箱(2)相連，循環(huán)選擇器第2泄油口(13d)與油箱(2)相連，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口(13e)與模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)供油口(14a)相連，循環(huán)選擇器第4驅(qū)動(dòng)口( 13g)與模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)供油口( 14c)相連，循環(huán)選擇器第2驅(qū)動(dòng)口( 13h)與模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)供油口( 14d)相連，循環(huán)選擇器第3驅(qū)動(dòng)口( 13 j )與模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)供油口( 14f)相連，模式轉(zhuǎn)換器第I驅(qū)動(dòng)口( Hg)、模式轉(zhuǎn)換器第4驅(qū)動(dòng)口(14h)、模式轉(zhuǎn)換器第2驅(qū)動(dòng)口( 14i )、模式轉(zhuǎn)換器第3驅(qū)動(dòng)口( 14j )分別與I缸、4缸、2缸和3缸的氣門驅(qū)動(dòng)器相連,對(duì)于以進(jìn)為排-以排為進(jìn)制動(dòng)模式的自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)，循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口( 13f)與模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口( 14b)相連，循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口(13i)與模式轉(zhuǎn)換器第2制動(dòng)供油口(14e)相連，對(duì)于以進(jìn)為進(jìn)-以排為排制動(dòng)模式的渦輪增壓式或者自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)，循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口(13f)與模式轉(zhuǎn)換器第2制動(dòng)供油口(14e)相連，循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口(13i)與模式轉(zhuǎn)換器第I制動(dòng)供油口( 14b)相連，對(duì)于缸數(shù)為4的整數(shù)倍的內(nèi)燃機(jī)，按照點(diǎn)火順序相隔180度曲軸轉(zhuǎn)角分組，每4缸一組，每組采用一套上述可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于4缸內(nèi)燃機(jī)的集約型多功能全可變氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是:所述循環(huán)選擇器(13)采用三層嵌套式結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)依次為開有油口的循環(huán)選擇器外殼(13k)、軸向開槽和開孔的循環(huán)選擇器軸套(13s)以及徑向開槽的循環(huán)選擇器軸芯(13m)，其中，循環(huán)選擇器軸芯(13m)通過齒輪或者鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由內(nèi)燃機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)，每720度曲軸轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)I周，循環(huán)選擇器軸套(13s)固定嵌套在循環(huán)選擇器外殼(13k)內(nèi)部，將依照內(nèi)燃機(jī)發(fā)火順序，隨著循環(huán)選擇器軸芯(13m)的不斷旋轉(zhuǎn)，循環(huán)選擇器第I驅(qū)動(dòng)口(13e)、循環(huán)選擇器第4驅(qū)動(dòng)口( 13g)和循環(huán)選擇器第I制動(dòng)口( 13f )均間隔性地分別與循環(huán)選擇器正向供油口(13b)或者循環(huán)選擇器第I泄油口(13c)或者循環(huán)選擇器第2泄油口(13d)相連，循環(huán)選擇器第2驅(qū)動(dòng)口(13h)、循環(huán)選擇器第3驅(qū)動(dòng)口(13j)和循環(huán)選擇器第2制動(dòng)口(13i)均間隔性地分別與循環(huán)選擇器反向供油口(13a)或者循環(huán)選擇器第I泄油口(13c)或者循環(huán)選擇器第2泄油口( 13d)相連。
【文檔編號(hào)】F01L9/02GK103603701SQ201310447878
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】崔靖晨, 隆武強(qiáng), 田江平, 馮立巖, 周紅秀, 張強(qiáng), 何爽 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)