專利名稱：汽油發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型汽油發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)，特別涉及一種采用雙凸輪軸、可變搖臂和可變氣門相位的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)均質壓燃HCCI和火花點火SI兩種不同燃燒模式的穩(wěn)態(tài)切換。
背景技術：
目前人類正面臨全球暖化、能源耗竭、大氣污染等多重壓力，均質充量壓縮點燃式發(fā)動機兼具節(jié)能、環(huán)保兩大優(yōu)勢，有很好的發(fā)展前景。HCCI發(fā)動機在部分負荷工況采用均質壓燃稀薄燃燒方式，可以使發(fā)動機實現(xiàn)無煙燃燒(均勻混合氣)、極低的NOx排放(燃燒溫度低)和較高的熱效率(絕熱指數(shù)大和無節(jié)流損失)，因此HCCI發(fā)動機在節(jié)能和降低有害物排放兩方面都具有優(yōu)勢，是一種非常理想的燃燒模式。
由于HCCI只能在中小負荷工況下使用，在冷啟動和大負荷工況下仍需使用火花點火即SI燃燒模式。所以實現(xiàn)HCCI發(fā)動機產(chǎn)業(yè)化的重點之一是解決HCCI/SI兩種燃燒模式的平穩(wěn)切換。切換的難點在于在高度動態(tài)的過程中如何保持油、氣的配合，從而避免異常燃燒現(xiàn)象的發(fā)生。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可變氣門升程和可變氣門相位系統(tǒng)，在HCCI發(fā)動機上實現(xiàn)HCCI燃燒模式和SI燃燒模式的相互切換。在冷啟動和極小負荷時，采用SI模式工作，在中小負荷時，采用HCCI工作模式，而在大負荷時，仍采用SI模式工作。
本發(fā)明中發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)，包括缸蓋、可變搖臂、可變氣門正時機構、油路、雙凸輪軸等，其特征在于在凸輪軸上裝有兩個型線不同的凸輪，通過與可變搖臂機構中不同的搖臂作用并配合可變氣門相位器可變氣門正時技術實現(xiàn)對發(fā)動機氣門升程和相位的控制，短升程時內凸輪驅動內搖臂來驅動氣門，長升程時外凸輪驅動外搖臂來驅動氣門，達到不同的升程和相位。
在本發(fā)明中，通過可變氣門相位器系統(tǒng)來調整相位。
在本發(fā)明中，應用液壓油路系統(tǒng)來控制搖臂從而切換凸輪的鎖定或解鎖，實現(xiàn)停缸或不同氣門升程的切換，切換迅速，圓滑，兩個凸輪可以平穩(wěn)切換。
在本發(fā)明中，在冷啟動和大負荷時，采用SI模式工作，在中小負荷時，采用HCCI模式工作。通過使用可變氣門相位器系統(tǒng)對部分負荷配氣相位進行優(yōu)化，發(fā)動機的熱效率提高，燃油經(jīng)濟性得到極大改善。
在本發(fā)明中，可安裝增壓器，對進氣進行增壓，更有利于HCCI負荷范圍拓寬及SI模式下的功率輸出。
本發(fā)明可用于單缸機或是多缸機上綜合上述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術、具有如下的有益效果(1)冷啟動和大負荷采用SI模式工作。
(2)中小荷采用HCCI模式工作。
(3)排氣溫度降低，發(fā)動機熱負荷減小，耐久性提高。
(4)可以實現(xiàn)HCCI模式和SI模式之間的平穩(wěn)過度，切換過程平穩(wěn)柔和，響應迅速準確，控制簡單。


下面結合附圖和具體的實施方式，對本發(fā)明作進一步的詳細描述圖1是可變氣門升程和相位系統(tǒng)結構及原理說明簡2是可變搖臂俯視簡3是液壓油路控制簡4是可變搖臂結構示意5是雙凸輪軸示意6是可變搖臂液壓控制示意圖其中1.凸輪軸；2.銷軸；3.復位彈簧；4.氣門；5.外凸輪；6.內凸輪；7.外搖臂滑墊；8.內搖臂滾子；9.內搖臂；10.外搖臂；11.彈簧；12.活動鎖銷；13.油路；14.液壓挺柱；15.控制閥1；16.控制閥2；17.控制閥；
具體實施例方式
按照圖1所示，本發(fā)明HCCI工作模式是鎖銷12在彈簧11彈力的作用下向內搖臂滾子8方向移動，使內搖臂9和外搖臂10分開，這時搖臂組件中的內搖臂8和外搖臂9由于沒有鎖銷12的固定作用，可以相對移動。內搖臂9和外搖臂10是可以繞銷軸2相對旋轉的。雖然此時外搖臂10也是運動的，但是它的運動是一個空運動，不起任何作用，在復位彈簧3彈力的作用下，內搖臂滾子8和雙凸輪軸1的接觸在雙凸輪軸1的基圓部分進時，外搖臂10復位。只有內搖臂9在雙凸輪軸1上的內凸輪6的驅動下運動，內搖臂9再驅動氣門4運動，這一動作是有效的。并通過使用可變氣門相位器系統(tǒng)對配氣正時進行優(yōu)化，這種模式是HCCI工作模式。
本發(fā)明HCCI工作模式是SI工作模式在液壓控制機構的作用下，液壓油由油路13進入鎖銷區(qū)，驅動鎖銷12移動，鎖銷12克服彈簧11彈力的作用運動，內搖臂9和外搖臂10固連在一起，雙凸輪軸1上的外凸輪5與外搖臂的滑墊7接觸驅動搖臂組件運動，從而控制氣門4的開啟和閉合，并過使用可變氣門相位器系統(tǒng)對配氣正時進行優(yōu)化，達到一個理想的效果，這種模式是SI工作模式。
按照圖5所示，由于凸輪軸上的內凸輪6和外凸輪5的型線是不一樣的，它們的升程也不一樣，這樣就可以改變氣門4的升程，配合可變氣門相位器優(yōu)化氣門相位，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
按照圖2所示，內外搖臂的切換是通過液壓控制機構控制活動鎖銷12鎖定/解鎖來實現(xiàn)的，鎖定時內外搖臂一起運動，解鎖時內外搖臂可以繞銷軸2旋轉，外搖臂10的運動是空運動。
按照圖3所示，內搖臂9和外搖臂10工作時有一個共同的支點液壓挺柱14，工作過程中搖臂的長度是不會發(fā)生變化的，內外搖臂的固連或是相對運動是為了兩個凸輪5和6相互轉換工作。
按照圖4和圖6所示，本發(fā)明油路控制是液壓挺柱14內有兩段油路，且是不相通的，下面的油路是高壓油區(qū)，通過電磁閥控制上段油路的油壓來控制活動鎖銷12的移動，彈簧座與內搖臂9過盈配合在一起，彈簧座不能移動。當液壓挺柱14內上段油路沒有和高壓油路接通時，在彈簧11彈力的作用下，內外搖臂是分開的。當控制閥15閉合控制閥16打開，液壓挺柱14內的上段油路和高壓油路接通時，高壓油進入液壓油腔，液壓油推動導向活塞移動，導向活塞帶動活動鎖銷12移動而使內外搖臂結合在一起。當控制閥15打開，控制閥16閉合時，阻斷了挺柱內上段油路與高壓油的連通，而挺柱內上段油路與低壓油路連通，這時上段油路泄壓，活動鎖銷12在彈簧彈力的作用下移動而使內外搖臂分開。
權利要求
1.一種汽油發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)，包括缸蓋、凸輪軸、可變搖臂、可變氣門相位器、油路，其特征在于在凸輪軸上裝有兩個型線不同的凸輪，通過與可變搖臂機構中不同的搖臂作用并配合可變氣門相位器可變氣門正時技術實現(xiàn)對發(fā)動機氣門升程和相位的控制，短升程時內凸輪驅動內搖臂來驅動氣門，長升程時外凸輪驅動外搖臂來驅動氣門。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)，其特征是應用液壓油路系統(tǒng)來控制搖臂從而切換凸輪的鎖定或解鎖，實現(xiàn)停缸或不同氣門升程的切換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽油發(fā)動機氣門升程和相位可變系統(tǒng)，包括缸蓋、凸輪軸、可變搖臂、可變氣門相位器、油路等，在凸輪軸上裝有兩個型線不同的凸輪，通過與可變搖臂機構中不同的搖臂作用并配合可變氣門相位器可變氣門正時技術實現(xiàn)對發(fā)動機氣門升程和相位的控制，短升程時內凸輪驅動內搖臂來驅動氣門，長升程時外凸輪驅動外搖臂來驅動氣門，從而改變了氣門的升程和優(yōu)化氣門相位。本發(fā)明可用于單缸機或是多缸機上，主要是用于實現(xiàn)HCCI和SI兩種不同燃燒模式的切換，在高負荷或是冷起動時通過系統(tǒng)切換到SI模式下工作，而在低負荷或是路況較好的情況下可以切換到HCCI模式下工作。
文檔編號F01L1/08GK101078375SQ20071012963
公開日2007年11月28日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權日2007年7月27日
發(fā)明者趙輝, 張志福, 湯緒雯, 王孟軻 申請人:奇瑞汽車有限公司