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一種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統的制作方法

文檔序號:11510631閱讀:256來源:國知局
一種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統的制造方法與工藝

本發明涉及一種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統,屬于發動機氣門驅動、停缸及輔助制動領域。



背景技術:

隨著發動機保有量的急劇增加,能源與環境問題已成為制約我國可持續發展的重大問題之一。因其能夠有效降低發動機的油耗和排放,停缸技術備受關注。研究表明停缸時,完全關閉進排氣門可以有效降低泵氣損失,提高停缸技術降低油耗和排放的能力。

車輛安全性越來越受到人們的重視,越來越多的國家將輔助制動系統列為車輛必備的附件之一。然而目前輔助制動系統大多存在制動部件長時間工作容易過熱、制動效率快速降低、制動效率可控程度低、制動時車輛容易跑偏、制動系統占用車輛空間等問題。在目前發動機輔助制動技術中,減壓輔助制動技術的制動效果最好,它是在進排氣門運行情況不變的基礎上,在壓縮上止點附近以較小開度開啟排氣門或者減壓閥來實現減壓制動效果,發動機每720°曲軸轉角實現一次制動循環,屬于四沖程制動,但其制動效果無法滿足車輛大負載制動時的要求。

目前,發動機小型化(down-size)和低速化(down-speed)已成為公認的節能減排的發展趨勢,而發動機制動時,缸徑越小,轉速越低,制動效果越差,因此實現二沖程制動模式勢在必行。實現二沖程制動的關鍵在于實現發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式靈活切換的氣門驅動系統設計。

由于現有實用化的可變氣門驅動系統大多用于四沖程驅動模式的發動機,不能滿足變模式發動機的要求,因此開發一套結構簡單緊湊、成本低廉、可靠性高且滿足變模式發動機要求的氣門驅動系統勢在必行。發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式下,進/排氣門開啟頻率、開啟正時和開啟持續期均存在極大地差異,這極大地增加了變模式氣門驅動系統的開發難度。皆可博公司提出了一種hpd機構,它實現了發動機四沖程驅動模式和二沖程制動模式靈活切換。據該公司(sae2016-01-8061)報道,hpd機構存在泄漏嚴重等問題。此外,該機構還存在驅動和制動調節機構都安裝在搖臂上導致的運動件數量多、質量大等問題,這不利于氣門驅動系統實現低能耗;此外,搖臂的運動慣性力大,系統各部件的接觸部分容易發生破壞。該機構的驅動油從搖臂固定支點軸內引到搖臂移動支點上來調節驅動和制動調節機構,油路較為復雜,加工不易。因此一款具備結構簡單緊湊、可靠性高、成本低廉、能耗低、零泄漏等特點,而且可實現四沖程驅動模式和二沖程制動模式,且在兩種模式下均可實現停缸功能的變模式氣門驅動系統勢在必行。



技術實現要素:

本發明的目的在于:通過設計一種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統,用于實現:(a)為了達到發動機低油耗、低排放和高效制動的運行,需要氣門驅動系統實現四沖程驅動模式、二沖程制動模式、停缸等多種模式。(b)為了滿足市場需求,需要氣門驅動系統實現結構簡單緊湊、工作可靠、成本低廉、低能耗、零泄漏等。(c)為了拓展應用范圍,需要針對不同機型,提供不同的布置方式;為了進一步提高發動機性能,需要該系統可以很容易地與現有可變氣門機構相兼容。(d)為了降低系統成本,需要減少控制閥的數量。(e)為了提高零部件的通用性和可更換性,需要將各組件采用標準件或者設計成獨立模塊。

本發明所采用的技術方案是:這種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統包括排氣門組件和進氣門組件。它還包括布置在凸輪軸上的凸輪、搖臂、安裝在固定件上的驅動支點組件和制動支點組件、搖臂復位彈簧。排氣凸輪軸上設置有排氣制動凸輪和排氣驅動凸輪,進氣凸輪軸上設置有進氣驅動凸輪和進氣制動凸輪。搖臂包含排氣制動搖臂、排氣驅動搖臂、進氣驅動搖臂和進氣制動搖臂。驅動支點組件包含排氣驅動支點組件和進氣驅動支點組件。制動支點組件包含排氣制動支點組件和進氣制動支點組件。搖臂復位彈簧包含排氣制動搖臂復位彈簧和進氣制動搖臂復位彈簧。排氣制動搖臂與排氣制動支點組件的支點、排氣制動凸輪及排氣制動搖臂復位彈簧相接觸。排氣驅動搖臂與排氣驅動支點組件的支點以及排氣驅動凸輪相接觸。進氣驅動搖臂與進氣驅動支點組件的支點以及進氣驅動凸輪相接觸。進氣制動搖臂與進氣制動支點組件的支點、進氣制動凸輪以及進氣制動搖臂復位彈簧相接觸。排氣制動搖臂和排氣驅動搖臂直接或通過氣門傳動塊驅動排氣門組件,或通過氣門橋組件驅動排氣門組件。進氣驅動搖臂和進氣制動搖臂直接或通過進氣側的氣門傳動塊驅動進氣門組件,或通過氣門橋組件驅動進氣門組件。在驅動模式下,工作氣缸的排氣驅動支點組件和進氣驅動支點組件工作,排氣制動支點組件和進氣制動支點組件失效。在制動模式下,工作氣缸的排氣驅動支點組件和進氣驅動支點組件失效,排氣制動支點組件和進氣制動支點組件工作。在驅動或制動模式下,停止工作氣缸的排氣驅動支點組件、進氣驅動支點組件、排氣制動支點組件和進氣制動支點組件失效。

驅動支點組件至少包括驅動活塞、鎖定塊、鎖定彈簧以及驅動復位彈簧。或驅動支點組件還包括驅動支點組件襯套、液壓間隙調節組件或驅動支點組件襯套和液壓間隙調節組件的組合結構。

制動支點組件制動支點組件采用第一制動支點組件或者第二制動支點組件。第一制動支點組件至少包括制動活塞、制動滑閥閥體、制動滑閥回復彈簧、制動單向閥閥芯、制動單向閥回復彈簧。或第一制動支點組件還包括制動活塞襯套、滑閥襯套或制動活塞襯套和滑閥襯套的組合結構。第二制動支點組件至少包括第二活塞、第一鎖定塊、第二鎖定塊、制動鎖定彈簧、以及制動復位彈簧。或第二制動支點組件還包括制動支點組件襯套、液壓間隙調節組件或制動支點組件襯套和液壓間隙調節組件的組合結構。

搖臂直接驅動氣門組件時,氣門組件包含氣門驅動輸入端和氣門制動輸入端。驅動搖臂與氣門驅動輸入端相接觸,制動搖臂與氣門制動輸入端相接觸。

氣門傳動塊包括驅動輸入端、制動輸入端和輸出端。驅動搖臂與驅動輸入端相接觸,制動搖臂與制動輸入端相接觸,輸出端驅動氣門組件。

排氣門組件包含第一排氣門組件和第二排氣門組件,進氣門組件包含第一進氣門組件和第二進氣門組件。氣門橋組件采用第一氣門橋組件、第二氣門橋組件或第三氣門橋組件。第一氣門橋組件包括第一氣門橋和第一傳動桿。第一氣門橋通過凸臺驅動第一傳動桿。第一氣門橋包括第一驅動輸入端和第一氣門橋輸出端。第一傳動桿包括第一制動輸入端和第一傳動桿輸出端。第二氣門橋組件包括第二氣門橋和驅動搖臂復位彈簧。第二氣門橋包括第二制動輸入端、第二驅動輸入端、第二氣門橋第一輸出端和第二氣門橋第二輸出端。第三氣門橋組件包括第三氣門橋和第二傳動桿,第三氣門橋通過鉸接和凸臺驅動第二傳動桿,第三氣門橋包括第三驅動輸入端和第三氣門橋輸出端,第二傳動桿包括第三制動輸入端和第二傳動桿輸出端。對于排氣側或進氣側采用第一氣門橋組件,驅動搖臂與第一驅動輸入端相接觸,制動搖臂與第一制動輸入端相接觸,第一氣門橋輸出端和第一傳動桿輸出端分別與兩個氣門組件相接觸。對于排氣側或進氣側采用第二氣門橋組件,驅動搖臂與第二驅動輸入端相接觸,制動搖臂與第二制動輸入端相接觸,第二氣門橋第一輸出端和第二氣門橋第二輸出端分別與兩個氣門組件相接觸。對于排氣側或進氣側采用第三氣門橋組件,驅動搖臂與第三驅動輸入端相接觸,制動搖臂與第三制動輸入端相接觸,第三氣門橋輸出端和第二傳動桿輸出端分別與兩個氣門組件相接觸。

凸輪到氣門組件之間的任意兩個接觸端之間還可以設置可變氣門機構。在凸輪軸上設置凸輪軸調相機構。凸輪直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸。

本發明的有益效果是:這種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統主要包括排氣制動凸輪、排氣驅動凸輪、進氣驅動凸輪、進氣制動凸輪、排氣制動搖臂、排氣驅動搖臂、進氣驅動搖臂、進氣制動搖臂、排氣制動支點組件、排氣驅動支點組件、進氣驅動支點組件、進氣制動支點組件等。(a)通過控制各支點的狀態,實現四沖程驅動模式、二沖程制動模式、停缸等多種工作模式,達到發動機低油耗、低排放和高效制動的目的。(b)驅動支點組件和制動支點組件均安裝在固定件內,一方面可以減少氣門驅動系統運動件數量、降低其質量、實現低能耗、提高可靠性;另一方面,動密封采用常規柱塞偶件密封,靜密封采用常規密封圈等密封方式,不僅保證零泄漏,而且成本低廉。(c)驅動支點組件可以集成液壓間隙調節的功能,具有自動補償氣門間隙、減小沖擊、提高各零件的使用壽命等特點,以提高發動機工作可靠性,降低噪聲,減小振動。(d)采用機械式氣門驅動方式,系統可靠性高;采用各部件采用集成設計,系統結構簡單緊湊;針對不同機型,提供不同的布置方式,應用范圍廣;可以通過凸輪到氣門組件之間的任意兩個接觸端之間設置可變氣門機構,在凸輪軸上設置凸輪軸調相機構,從而在每種模式下實現可變氣門事件,最終在發動機驅動-制動全工況范圍內實現更好的低油耗、低排放和高效制動的效果。(d)各組件采用標準件或者被設計成獨立模塊,如驅動支點組件和制動支點組件均為獨立模板,提高了零部件的通用性和可更換性。(e)本發明的支點組件布置位置決定了本發明的油路布置緊湊并且降低了加工難度。對于支點位于搖臂中間位置的系統方案,這還大幅度降低控制閥的數量,如具有停缸模式時,可采用一個控制閥同時控制進氣驅動支點組件和排氣驅動支點組件,一個控制閥同時控制進氣制動支點組件和排氣制動支點組件;不具有停缸模式時,可采用一個控制閥同時控制進氣驅動支點組件和排氣驅動支點組件、進氣制動支點組件和排氣制動支點組件;控制閥數量的減少,能夠降低系統成本。系統結構簡單緊湊、可靠性高、成本低廉、低能耗、零泄漏、短期內實用化潛力高,具有良好的應用前景。

附圖說明

下面結合附圖與實施例對本發明進一步說明。

圖1是擺臂式系統第一方案排氣側支點可見的示意圖。

圖2是擺臂式系統第一方案進氣側支點可見的示意圖。

圖3是搖臂式系統第一方案進氣側支點可見的示意圖。

圖4是搖臂式系統第一方案排氣側支點可見的示意圖。

圖5是擺臂式系統第二方案排氣側支點可見的示意圖。

圖6是擺臂式系統第二方案進氣側支點可見的示意圖。

圖7是搖臂式系統第二方案進氣側支點可見的示意圖。

圖8是搖臂式系統第二方案排氣側支點可見的示意圖。

圖9是第一氣門橋組件示意圖。

圖10是第二氣門橋示意圖。

圖11是第三氣門橋組件示意圖。

圖12是驅動支點組件第一方案示意圖。

圖13是驅動支點組件第二方案示意圖。

圖14是驅動支點組件第三方案示意圖。

圖15是驅動支點組件第四方案示意圖。

圖16是驅動支點組件第五方案示意圖。

圖17是第一制動支點組件第一方案示意圖。

圖18是第一制動支點組件第二方案示意圖。

圖19是第一制動支點組件第三方案示意圖。

圖20是第一制動支點組件第四方案示意圖。

圖21是第二制動支點組件第一方案示意圖。

圖22是第二制動支點組件第二方案示意圖。

圖23是第二制動支點組件第三方案示意圖。

圖24是第二制動支點組件第四方案示意圖。

圖25是第二制動支點組件第五方案示意圖。

圖26是第一制動支點組件第五方案示意圖。

圖27是氣門傳動塊示意圖。

圖28是搖臂直接驅動氣門時的氣門頭部示意圖。

圖中:10、排氣凸輪軸;101、排氣制動凸輪;102、排氣驅動凸輪;11、進氣凸輪軸;113、進氣驅動凸輪;114、進氣制動凸輪;12、凸輪軸調相機構;13、可變氣門機構;201、排氣制動搖臂;202、排氣驅動搖臂;203、進氣驅動搖臂;204、進氣制動搖臂;301、排氣驅動支點組件;302、進氣驅動支點組件;31、驅動活塞;32、鎖定塊;33、鎖定彈簧;34、驅動復位彈簧;35、驅動支點組件襯套;401、排氣制動支點組件;402、進氣制動支點組件;40、制動活塞;41、制動滑閥閥體;42、制動滑閥回復彈簧;43、制動單向閥閥芯;44、制動單向閥回復彈簧;45、第一堵塊;46、第二堵塊;47、制動活塞襯套;48、滑閥襯套;49、第三堵塊;410、單向油腔;5001、驅動輸入端;5002、制動輸入端;5003、輸出端;5101、氣門驅動輸入端;5102、氣門制動輸入端;501、第一氣門橋組件;511、第一氣門橋;5111、第一驅動輸入端;5112、第一氣門橋輸出端;512、第一傳動桿;5121、第一制動輸入端;5122、第一傳動桿輸出端;501a、排氣側第一氣門橋組件;501b、進氣側第一氣門橋組件;502、第二氣門橋組件;521、第二氣門橋;5211、第二制動輸入端;5212、第二驅動輸入端;5213、第二氣門橋第一輸出端;5214、第二氣門橋第二輸出端;522、進氣驅動搖臂復位彈簧;531、第三氣門橋;532、第二傳動桿;5311、第三驅動輸入端;5312、第三氣門橋輸出端;5321、第三制動輸入端;5322、第二傳動桿輸出端;611、第一排氣門組件;612、第二排氣門組件;621、第一進氣門組件;622、第二進氣門組件;61、hla閥芯;62、hla單向閥芯;63、hla單向閥彈簧;64、hla單向閥彈簧座;65、hla閥芯復位彈簧;66、hla限位;67、hla低壓腔;68、hla高壓腔;69、hla閥體;701、排氣制動搖臂復位彈簧;702、進氣制動搖臂復位彈簧;8、固定件;801、第一固定件;802、第二固定件;803、第三固定件;804、第四固定件;811、驅動支點控制油路;812、間隙調節輸油油路;821、制動支點驅動油路;822、制動支點泄油油路;823、制動支點控制油路。

具體實施方式

本發明涉及一種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統。它包括排氣門組件和進氣門組件。它還包括布置在凸輪軸上的凸輪、搖臂、安裝在固定件上的驅動支點組件和制動支點組件、搖臂復位彈簧。排氣凸輪軸10上設置有排氣制動凸輪101和排氣驅動凸輪102,進氣凸輪軸11上設置有進氣驅動凸輪113和進氣制動凸輪114。搖臂包含排氣制動搖臂201、排氣驅動搖臂202、進氣驅動搖臂203和進氣制動搖臂204。驅動支點組件包含排氣驅動支點組件301和進氣驅動支點組件302,制動支點組件包含排氣制動支點組件401和進氣制動支點組件402。搖臂復位彈簧包含排氣制動搖臂復位彈簧701和進氣制動搖臂復位彈簧702。排氣制動搖臂201與排氣制動支點組件401的支點、排氣制動凸輪101及排氣制動搖臂復位彈簧701相接觸。排氣驅動搖臂202與排氣驅動支點組件301的支點以及排氣驅動凸輪102相接觸。進氣驅動搖臂203與進氣驅動支點組件302的支點以及進氣驅動凸輪113相接觸。進氣制動搖臂204與進氣制動支點組件402的支點、進氣制動凸輪114以及進氣制動搖臂復位彈簧702相接觸。排氣制動搖臂201和排氣驅動搖臂202直接或通過氣門傳動塊驅動排氣門組件,或通過氣門橋組件驅動排氣門組件。進氣驅動搖臂203和進氣制動搖臂204直接或通過進氣側的氣門傳動塊驅動進氣門組件,或通過氣門橋組件驅動進氣門組件。圖1-圖8是該系統的四種實施方案示意圖。

對于進氣側或排氣側只有一個氣門時,制動搖臂和驅動搖臂直接或通過氣門傳動塊驅動氣門組件。圖27是氣門傳動塊示意圖。氣門傳動塊包括驅動輸入端5001、制動輸入端5002和輸出端5003;驅動搖臂與驅動輸入端5001相接觸,制動搖臂與制動輸入端5002相接觸,輸出端5003驅動氣門組件。圖28是搖臂直接驅動氣門時的氣門頭部示意圖。此時,氣門頭部包括氣門驅動輸入端5101和氣門制動輸入端5102;驅動搖臂與氣門驅動輸入端5101相接觸,制動搖臂與氣門制動輸入端5102相接觸。

對于進氣側或排氣側不止一個氣門時,制動搖臂和驅動搖臂通過氣門橋組件驅動氣門組件。如排氣門組件可包含第一排氣門組件611和第二排氣門組件612,或進氣門組件可包含第一進氣門組件621和第二進氣門組件622。

氣門橋組件采用第一氣門橋組件501、第二氣門橋組件502或第三氣門橋組件。圖9是第一氣門橋組件示意圖。第一氣門橋組件501包括第一氣門橋511和第一傳動桿512,第一氣門橋511通過凸臺驅動第一傳動桿512,第一氣門橋511包括第一驅動輸入端5111和第一氣門橋輸出端5112,第一傳動桿512包括第一制動輸入端5121和第一傳動桿輸出端5122。圖10是第二氣門橋示意圖。第二氣門橋組件502包括第二氣門橋521和驅動搖臂復位彈簧522,第二氣門橋521包括第二制動輸入端5211、第二驅動輸入端5212、第二氣門橋第一輸出端5213和第二氣門橋第二輸出端5214。圖11是第三氣門橋組件示意圖。第三氣門橋組件包括第三氣門橋531和第二傳動桿532,第三氣門橋531通過鉸接和凸臺驅動第二傳動桿532,第三氣門橋531包括第三驅動輸入端5311和第三氣門橋輸出端5312,第二傳動桿532包括第三制動輸入端5321和第二傳動桿輸出端5322。

對于排氣側或進氣側采用第一氣門橋組件501,驅動搖臂與第一驅動輸入端5111相接觸,制動搖臂與第一制動輸入端5121相接觸,第一氣門橋輸出端5112和第一傳動桿輸出端5122分別與兩個氣門組件相接觸。對于排氣側或進氣側采用第二氣門橋組件502,驅動搖臂與第二驅動輸入端5212相接觸,制動搖臂與第二制動輸入端5211相接觸,第二氣門橋第一輸出端5213和第二氣門橋第二輸出端5214分別與兩個氣門組件相接觸。對于排氣側或進氣側采用第三氣門橋組件,驅動搖臂與第三驅動輸入端5311相接觸,制動搖臂與第三制動輸入端5321相接觸,第三氣門橋輸出端5312和第二傳動桿輸出端5322分別與兩個氣門組件相接觸。

采用第一氣門橋組件501或者第三氣門橋組件時,在驅動模式下,兩個氣門同步運行;在制動模式下,一個氣門運行,另一個氣門完全關閉,其中,第二傳動桿532還具有放大作用,即第三制動輸入端5321的運動量放大輸出到第二傳動桿輸出端5322。采用第二氣門橋組件502時,在驅動和制動模式下,兩個氣門同步運行。

凸輪到氣門組件之間的任意兩個接觸端之間還可以設置可變氣門機構13,在凸輪軸上還可設置凸輪軸調相機構12,從而在每種模式下實現可變氣門事件,最終在發動機驅動-制動全工況范圍內實現更好的低油耗、低排放和高效制動效果。凸輪直接或通過挺柱和推桿與搖臂接觸,以適應不同發動機機型。

采用機械式氣門驅動方式,系統可靠性高;各部件采用集成設計,系統結構簡單緊湊;針對不同機型,提供不同的布置方式可供用戶選擇,應用范圍廣。圖1到圖8為這種雙凸輪軸開關支點式變模式氣門驅動系統的幾種示例。圖1和圖2是擺臂式系統第一方案示意圖。凸輪位于搖臂的中部位置,排氣側采用第一氣門橋組件501,進氣側采用第二氣門橋組件502。圖3和圖4是搖臂式系統第一方案示意圖。凸輪位于搖臂的端部位置,排氣側采用第一氣門橋組件501,進氣側采用第二氣門橋組件502。圖5和圖6是擺臂式系統第二方案示意圖。凸輪位于搖臂的中部位置,排氣側和進氣側均采用第一氣門橋組件501。圖7和圖8是搖臂式系統第二方案示意圖。凸輪位于搖臂的端部位置,排氣側和進氣側均采用第一氣門橋組件501。

在驅動模式下,工作氣缸的排氣驅動支點組件301和進氣驅動支點組件302工作,排氣制動支點組件401和進氣制動支點組件402失效。無論進排氣側采用第一氣門橋組件501還是第二氣門橋組件502,由于排氣制動支點組件401失效,因此在排氣制動搖臂復位彈簧701的作用下,排氣制動凸輪101無法通過排氣制動搖臂201驅動排氣門;由于進氣制動支點組件402失效,因此在進氣制動搖臂復位彈簧702的作用下,進氣制動凸輪114無法通過進氣制動搖臂204驅動進氣門。當排氣側采用第一氣門橋組件501時,由于排氣驅動支點組件301工作,因此排氣驅動凸輪102通過排氣驅動搖臂202以及第一氣門橋組件501同時驅動第一排氣門組件611和第二排氣門組件612。當排氣側采用第二氣門橋組件502時,由于排氣驅動支點組件301工作,因此排氣驅動凸輪102通過排氣驅動搖臂202以及第二氣門橋521同時驅動第一排氣門組件611和第二排氣門組件612。當進氣側采用第一氣門橋組件501時,由于進氣驅動支點組件302工作,因此進氣驅動凸輪113通過進氣驅動搖臂203以及第一氣門橋組件501同時驅動第一進氣門組件621和第二進氣門組件622。當進氣側采用第二氣門橋組件502時,由于進氣驅動支點組件302工作,因此進氣驅動凸輪113通過進氣驅動搖臂203以及第二氣門橋521同時驅動第一進氣門組件621和第二進氣門組件622。

在制動模式下,工作氣缸的排氣驅動支點組件301和進氣驅動支點組件302失效,排氣制動支點組件401和進氣制動支點組件402工作。當排氣側采用第一氣門橋組件501時,由于排氣驅動支點組件301失效,因此在第一排氣門組件611的彈簧力的作用下,排氣驅動凸輪102無法通過排氣驅動搖臂202以及第一氣門橋組件501驅動第一排氣門組件611和第二排氣門組件612;由于排氣制動支點組件401工作,因此排氣制動凸輪101通過排氣制動搖臂201以及第一傳動桿512驅動第二排氣門組件612。當排氣側采用第二氣門橋組件502時,由于排氣驅動支點組件301失效,因此在驅動搖臂復位彈簧522的作用下,排氣驅動凸輪102無法通過排氣驅動搖臂202以及第二氣門橋521驅動第一排氣門組件611和第二排氣門組件612;由于排氣制動支點組件401工作,因此排氣制動凸輪101通過排氣制動搖臂201以及第二氣門橋521同時驅動第一排氣門組件611和第二排氣門組件612。當進氣側采用第一氣門橋組件501時,由于進氣驅動支點組件302失效,因此在第二進氣門組件622的彈簧力的作用下,進氣驅動凸輪113無法通過進氣驅動搖臂203以及第一氣門橋組件501驅動第一進氣門組件621和第二進氣門組件622;由于進氣制動支點組件402工作,因此進氣制動凸輪114通過進氣制動搖臂204以及第一傳動桿512驅動第二進氣門組件622。當進氣側采用第二氣門橋組件502時,由于進氣驅動支點組件302失效,因此在驅動搖臂復位彈簧522的作用下,進氣驅動凸輪113無法通過進氣驅動搖臂203以及第二氣門橋521驅動第一進氣門組件621和第二進氣門組件622;由于進氣制動支點組件402工作,因此進氣制動凸輪114通過進氣制動搖臂204以及第二氣門橋521同時驅動第一進氣門組件621和第二進氣門組件622。值得一提的是排氣制動凸輪101至少具有兩個凸起來實現在上止點附近開啟排氣門進行排氣,它還可以增設凸起以實現在下止點附近開啟排氣門將排氣管內的氣體吸入氣缸內增加缸內被壓縮的氣體量,以提高制動輸出。

在驅動或制動模式下,停止工作氣缸的排氣驅動支點組件301、進氣驅動支點組件302、排氣制動支點組件401和進氣制動支點組件402失效,因此所有進排氣門均保持關閉狀態。

圖12-圖16分別是驅動支點組件的五種方案示意圖。驅動支點組件至少包括驅動活塞31、鎖定塊32、鎖定彈簧33、以及驅動復位彈簧34。當驅動支點控制油路811為高壓油時,驅動鎖定彈簧33被壓縮,鎖定塊32被完全推回到驅動活塞31內,驅動活塞31可以在固定件8內往復運動,即驅動支點組件失效。當驅動支點控制油路811,為低壓油時,在驅動鎖定彈簧33的作用下,鎖定塊32被推到固定件8內,即鎖定塊32同時處于驅動活塞31和固定件8內,驅動活塞31相對固定件8固定,即驅動支點組件工作。

驅動支點組件還可以包括驅動支點組件襯套35、液壓間隙調節組件或驅動支點組件襯套35和液壓間隙調節組件的組合結構。圖13是包括驅動支點組件襯套35的情況。圖14和圖15均為包括液壓間隙調節組件的情況。圖16是包括驅動支點組件襯套35和液壓間隙調節組件的情況。包括液壓間隙調節組件時,固定件8上還設置有間隙調節輸油油路812。圖14中,液壓間隙調節組件包括hla閥芯61、hla單向閥芯62、hla單向閥彈簧63、hla單向閥彈簧座64、hla閥芯復位彈簧65和hla限位66。hla單向閥芯62將液壓間隙調節組件內的油腔分成hla低壓腔67和hla高壓腔68。hla高壓腔68內液壓油自動調節hla閥芯61相對驅動活塞31的位置,實現氣門間隙調節功能。圖15中,液壓間隙調節組件包括hla閥芯61、hla單向閥芯62、hla單向閥彈簧63、hla單向閥彈簧座64、hla閥芯復位彈簧65、hla限位66和hla閥體69。hla單向閥芯62將液壓間隙調節組件內的油腔分成hla低壓腔67和hla高壓腔68。hla限位66將驅動活塞31與hla閥體69固定成一體,hla高壓腔68內液壓油自動調節hla閥芯61相對hla閥體69的位置,即調節了hla閥芯61相對驅動活塞31的位置,實現了氣門間隙調節功能。

包括液壓間隙調節組件時,驅動支點組件在保證氣門驅動系統傳遞動力的前提下,增加了自動補償由于加工、裝配、磨損、冷態與熱態溫度變化等導致氣門間隙改變的功能,減小沖擊,提高各零件的使用壽命,以提高發動機工作可靠性,降低噪聲,減小振動。而包括驅動支點組件襯套35時,驅動支點組件成為一個獨立模塊,提高了零部件的通用性和可更換性。

制動支點組件采用第一制動支點組件或者第二制動支點組件。第一制動支點組件至少包括制動活塞40、制動滑閥閥體41、制動滑閥回復彈簧42、制動單向閥閥芯43、制動單向閥回復彈簧44。圖17-圖20以及圖26分別是第一制動支點組件的五種方案示意圖。第一制動支點組件至少包括制動活塞40、制動滑閥閥體41、制動滑閥回復彈簧42、制動單向閥閥芯43、制動單向閥回復彈簧44。設置第一堵塊45的目的是保證制動單向閥閥芯43和制動單向閥回復彈簧44可以安裝在制動滑閥閥體41內,并且形成單向油腔410。圖17在制動單向閥閥芯43右側的制動滑閥閥體41上設置第一堵塊45,圖18在制動單向閥閥芯43左側的制動滑閥閥體41上設置第一堵塊45。圖17-圖20中,設置第二堵塊46的目的是保證制動滑閥閥體41和制動滑閥回復彈簧42的拆裝、充當制動滑閥回復彈簧42的固定彈簧座以及保證制動支點泄油油路822油路暢通。圖19在制動單向閥閥芯43左側的固定件8上設置第三堵塊49,其目的是擔當制動單向閥閥芯43的左端限位以及保證制動支點控制油路823暢通。如圖26,通過改變制動支點控制油路823的油路方向,并且利用固定件或滑閥襯套48來對制動單向閥閥芯43進行限位,從而可以取消第三堵塊49。當制動支點控制油路823為低壓油時,制動滑閥回復彈簧42保持制動滑閥閥體41處于左側失效位置,制動單向閥回復彈簧44保持制動單向閥閥芯43處于左側關閉位置,此時,制動支點驅動油路821與制動支點泄油油路822相連,制動支點控制油路823被截止,制動活塞40處于下端失效位置,即第一制動支點組件失效。當制動支點控制油路823切換為高壓油時,制動滑閥回復彈簧42被壓縮,制動滑閥閥體41向右移動至工作位置,制動支點泄油油路822被截止,制動單向閥回復彈簧44被壓縮,制動支點控制油路823通過制動單向閥與單向油腔410以及制動支點驅動油路821相連,制動活塞40在高壓油的作用下上行至工作位置,即第一制動支點組件工作。當制動支點控制油路823再次切換為低壓油時,制動滑閥回復彈簧42推動制動滑閥閥體41向左移動到左側失效位置,此時,制動支點驅動油路821與制動支點泄油油路822再次相連,制動支點控制油路823再次被截止,在氣門彈簧、制動復位彈簧以及制動凸輪的作用下,制動活塞40再次下行至下端失效位置,即第一制動支點組件再次失效。第一制動支點組件還包括制動活塞襯套47、滑閥襯套48或制動活塞襯套47和滑閥襯套48的組合結構。圖20為包括制動活塞襯套47和滑閥襯套48的情況。制動活塞襯套47或滑閥襯套48同樣能夠提高零部件的通用性和可更換性。

第二制動支點組件至少包括第二活塞431、第一鎖定塊432a、第二鎖定塊432b、制動鎖定彈簧433、以及制動復位彈簧434。或第二制動支點組件還包括制動支點組件襯套435、液壓間隙調節組件或制動支點組件襯套435和液壓間隙調節組件的組合結構。圖21-圖25分別是第二制動支點組件五個實施例方案的示意圖。與驅動支點組件的結構和工作原理類似,其區別在于第二制動支點組件具有第一鎖定塊432a和第二鎖定塊432b。當制動支點控制油路823為低壓油時,在制動復位彈簧434的作用下,第二鎖定塊432b被完全推出到第二活塞431外部,而第一鎖定塊432a完全處于第二活塞431內部,第二活塞431可以在固定件8內往復運動,即第二制動支點組件失效。當制動支點控制油路823為高壓油時,制動復位彈簧434被壓縮,第二鎖定塊432b和第一鎖定塊432a均被推向第二活塞431內部,此時,第二鎖定塊432b同時處于第二活塞431和固定件8內,第二活塞431相對固定件8固定,即第二制動支點組件工作。

驅動支點組件和制動支點組件均安裝在固定件8內,一方面能夠減少氣門驅動系統的運動件數量、降低其質量、實現低能耗;另一方面,動密封采用常規柱塞偶件密封,靜密封采用常規密封圈等密封方式,不僅保證零泄漏,而且成本低廉。本發明的支點組件布置位置決定了本發明的油路布置緊湊并且降低了加工難度。對于支點布置在搖臂中間位置的系統方案,如圖3和圖4所示的第二方案,如圖7和圖8所示的第四方案,這還極大地減少控制閥的數量。對于具有停缸模式的氣門驅動系統,采用一個控制閥同時控制進氣驅動支點組件302和排氣驅動支點組件301,即進氣驅動支點組件302和排氣驅動支點組件301采用一條驅動支點控制油路811,采用一個控制閥控制該油路與高壓源或者低壓源連接;采用一個控制閥同時控制進氣制動支點組件402和排氣制動支點組件401,即進氣制動支點組件402和排氣制動支點組件401采用一條制動支點控制油路823,采用一個控制閥控制該油路與高壓源或者低壓源連接。對于不具有停缸模式的氣門驅動系統,采用一個控制閥同時控制進氣驅動支點組件302、排氣驅動支點組件301、進氣制動支點組件402和排氣制動支點組件401,即進氣驅動支點組件302和排氣驅動支點組件301的驅動支點控制油路811,以及進氣制動支點組件402和排氣制動支點組件401的制動支點控制油路823集成為同一條油路,采用一個控制閥控制該油路與高壓源或者低壓源連接。控制閥數量的減少降低了系統成本。本系統結構簡單緊湊、可靠性高、成本低廉、低能耗、零泄漏、短期內實用化潛力高,具有良好的應用前景。

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