專利名稱：氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)用進(jìn)、排氣門機(jī)構(gòu)，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉 及一種可以通過(guò)控制電磁閥的通斷電時(shí)刻來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)和升 程的全可變氣門機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
燃油價(jià)格的不斷飚升和燃油汽車對(duì)環(huán)境污染不斷加重使得世界各國(guó)都在加緊 研發(fā)新能源汽車。氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以壓縮空氣和液氮作為工作介質(zhì)，在工作過(guò)程中不 需要消耗石油，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，是一種發(fā)展方向。氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓進(jìn)氣的特點(diǎn)使 其不能沿用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸一氣門式配氣機(jī)構(gòu)。氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要?jiǎng)恿υ磥?lái)自進(jìn) 入氣缸的高壓氣體，其負(fù)荷大小主要是靠調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的空氣的量來(lái)實(shí)現(xiàn)。合理 控制氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣相位有利于提高氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)凸輪
軸驅(qū)動(dòng)氣門系統(tǒng)以及中國(guó)專利號(hào)[02160723.0]所提出的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)氣 裝置都不能實(shí)現(xiàn)該功能。為了提高氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)回收車輛 制動(dòng)能量的工作模式，必須研制一種氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)全可變氣門機(jī)構(gòu)。
目前發(fā)動(dòng)機(jī)的可變氣門驅(qū)動(dòng)方式包括凸輪驅(qū)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)、電液驅(qū)動(dòng)、電氣 驅(qū)動(dòng)等。由于氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有進(jìn)排氣流量大和響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，且氣動(dòng)動(dòng)力系 統(tǒng)本身存在高壓氣源，電氣驅(qū)動(dòng)方式更為合適。美國(guó)專利號(hào)[473948]及現(xiàn)有電 氣驅(qū)動(dòng)氣門都是采用氣缸驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)菌狀氣門的方式且均用于內(nèi)燃機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 全可變氣門機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括閥體、閥芯和位于閥體兩端的閥體端蓋，所述閥芯 具有兩個(gè)端部和位于兩個(gè)端部之間的連接部位，閥芯的兩個(gè)端部將閥體內(nèi)部分隔 為三個(gè)腔室；閥芯的兩個(gè)端部與閥體端蓋之間分別設(shè)置限位彈簧，閥體端蓋上各
3安裝有一個(gè)連通至大氣、控制氣體和閥體腔室的兩位三通電磁閩；在閥體兩側(cè)分 別開(kāi)有進(jìn)氣口和出氣口。
作為一種改進(jìn)，在閥芯端部的側(cè)面設(shè)置有密封環(huán)。
作為一種改進(jìn)，閥芯的兩個(gè)端部將閥體內(nèi)部分隔為三個(gè)腔室，閥體內(nèi)壁在間 一個(gè)腔室位置有一環(huán)形凸臺(tái)；凸臺(tái)至少有一側(cè)是斜邊，與斜邊相對(duì)的陶芯端部的 側(cè)邊也具有相對(duì)應(yīng)的斜邊，兩者組合成為錐形密封。
作為一種改進(jìn)，所述兩個(gè)兩位三通電磁閥一個(gè)是常開(kāi)， 一個(gè)是常閉，在未通 電狀態(tài)常開(kāi)閥與控制氣體相連，常閉閥與大氣相通。 作為一種改進(jìn)，所述閥體的外形為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。 作為一種改進(jìn)，所述進(jìn)氣口或出氣口為狹長(zhǎng)的腰形孔結(jié)構(gòu)。 所述電氣驅(qū)動(dòng)氣門機(jī)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)緊湊的滑閥式結(jié)構(gòu)且將兩個(gè)兩位三通電磁閥 直接安裝在閥體兩端，縮短了連接管路，提高了氣門的響應(yīng)速度；基于兩電磁換 向閥的動(dòng)作，閥芯前后兩端的控制氣壓實(shí)現(xiàn)高低變化，從而完成氣門正時(shí)和氣門 升程的控制；將控制閥芯運(yùn)動(dòng)的高壓控制氣體與氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣相隔離，減 小了閥芯運(yùn)動(dòng)受發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣壓力的影響。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門運(yùn)動(dòng)與曲軸轉(zhuǎn)速的解耦，可以根據(jù)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 的工況調(diào)節(jié)最優(yōu)的配氣相位，實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的時(shí)間調(diào)節(jié)，減小了進(jìn)氣 的節(jié)流損失；
(2) 運(yùn)用該技術(shù)的氣動(dòng)汽車只要合理控制氣門的開(kāi)啟相位，就能夠?qū)崿F(xiàn)壓 氣機(jī)的工作模式進(jìn)行車輛的制動(dòng)能量回收，且在回收過(guò)程中制動(dòng)強(qiáng)度可以很方便 的調(diào)節(jié)；
(3) 本實(shí)用新型采用閥體采用長(zhǎng)方體外形，采用狹長(zhǎng)進(jìn)排氣形式，克服了 發(fā)動(dòng)機(jī)氣門需要大流量進(jìn)氣和高開(kāi)閉頻率之間的矛盾，同時(shí)長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)便于氣門 在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝；
(4) 本實(shí)用新型主閥體結(jié)構(gòu)采用滑閥式，兩個(gè)兩位三通電磁閥直接安裝在 閥體的兩端，加快了主閥芯開(kāi)閉的響應(yīng)速度且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中電氣全可變氣門機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中A—A向的剖面圖。 圖3是進(jìn)氣口的外形示意圖。
其中螺釘1、閥體端蓋2、閥體3、密封環(huán)4、進(jìn)氣口 5、密封墊片6、限 位彈簧7、常閉電磁閥8、右腔室9、閥芯10、中腔室11、出氣口 12、左腔室 13、常開(kāi)電磁閥14。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
本實(shí)施例中氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)如圖l所示，在長(zhǎng)方體外形 的閥體3兩側(cè)開(kāi)有狹長(zhǎng)的腰形孔結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣口 5和出氣口 12;閥芯10安裝在閥 體3內(nèi)腔并能夠左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)，具有兩個(gè)圓柱狀的端部和位于兩個(gè)端部之間的連 接部位，閥芯10的兩個(gè)端部將閥體3內(nèi)部分隔為三個(gè)腔室，左腔室13、中間腔 室11以及右腔室9;若干道密封環(huán)4安裝在閥芯10的兩個(gè)端部上,完成左腔室 13與中間腔室11以及右腔室9與中間腔室11之間的密封；閥體3的內(nèi)壁在中 間腔室11位置有一環(huán)形凸臺(tái)；凸臺(tái)有一側(cè)是斜邊，與斜邊相對(duì)的閥芯端部的側(cè) 邊也具有相對(duì)應(yīng)的斜邊，兩者組合成為錐形密封。在左腔室11和右腔室9內(nèi)分 別裝有一個(gè)限位彈簧7;閥體3的左右兩端各安裝有一個(gè)閥體端蓋2，將左腔室 11和右腔室9與工作環(huán)境隔離；兩位三通常開(kāi)電磁閥14及兩位三通常閉電磁閥 8分別直接連接到兩個(gè)閥體端蓋2上。
作為進(jìn)氣門，氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓氣體從該電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口 5進(jìn)入到中間腔室IO，再由出氣口 12進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸；作為排氣門，氣缸內(nèi) 的氣體從出氣口 12排出，經(jīng)由中間腔室10和進(jìn)氣口 5排出。
常開(kāi)電磁閥14及常閉電磁閥8根據(jù)電信號(hào)同時(shí)動(dòng)作，起先導(dǎo)換向作用，基 于電磁閥的通、斷電的兩種動(dòng)作，左腔室11和右腔室9具有兩種連通狀態(tài)一 種狀態(tài)是在兩個(gè)電磁閥都不供電時(shí)，左腔室11與高壓控制氣體相連，同時(shí)右腔 室9同大氣連通；另一種狀態(tài)是當(dāng)給常開(kāi)電磁閥14及常閉電磁閥8同時(shí)供電， 左腔室ll與大氣相通，同時(shí)右腔室9與高壓控制氣體相通。
圖1所示位置為氣門關(guān)閉位置。此時(shí)，常開(kāi)電磁閥14及常閉電磁閥8均未 通電，高壓控制氣體通過(guò)常開(kāi)電磁閥14進(jìn)入左腔室11，右腔室9與大氣相通， 在左腔室11與右腔室9之間的壓差作用下，閥芯10的錐面部分緊貼在閥體3的給常開(kāi)電磁閥14及常閉電磁閥8同時(shí)通電，高 壓控制氣體則通過(guò)常閉電磁閥8進(jìn)入右腔室9，左腔室11通過(guò)常開(kāi)電磁閥14與 大氣相通，在左右腔室的壓差作用下，閥芯10向左端滑動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸則通過(guò) 出氣口 12、中間腔室10與進(jìn)氣口 5連通，氣門打開(kāi)。通過(guò)控制常開(kāi)電磁閥14 及常閉電磁閥8通電時(shí)刻及通電脈沖長(zhǎng)度，就能控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣時(shí)刻及進(jìn)排 氣持續(xù)時(shí)間，完成全可變氣門的功能。
最后，還需要注意的是，以上公布的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng) 認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，包括閥體、閥芯和位于閥體兩端的閥體端蓋，其特征在于所述閥芯具有兩個(gè)圓柱狀的端部和位于兩個(gè)端部之間的連接部位，閥芯的兩個(gè)端部將閥體內(nèi)部分隔為三個(gè)腔室；閥芯的兩個(gè)端部與閥體端蓋之間分別設(shè)置限位彈簧，閥體端蓋上各安裝有一個(gè)連通至大氣、控制氣體和閥體腔室的兩位三通電磁閥；在閥體兩側(cè)分別開(kāi)有進(jìn)氣口和出氣口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在 于，在閥芯端部的側(cè)面設(shè)置有密封環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在 于，閥芯的兩個(gè)端部將閥體內(nèi)部分隔為三個(gè)腔室，閥體內(nèi)壁在間一個(gè)腔室位置 有一環(huán)形凸臺(tái)；凸臺(tái)至少有一側(cè)是斜邊，與斜邊相對(duì)的閥芯端部的側(cè)邊也具有 相對(duì)應(yīng)的斜邊，兩者組合成為錐形密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在 于，所述兩個(gè)兩位三通電磁閥一個(gè)是常開(kāi)， 一個(gè)是常閉，在未通電狀態(tài)常開(kāi)閥 與控制氣體相連，常閉閥與大氣相通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在 于，所述閥體的外形為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)全可變氣門機(jī)構(gòu)，其特征在 于，所述進(jìn)氣口或出氣口為狹長(zhǎng)的腰形孔結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)用進(jìn)、排氣門機(jī)構(gòu)，旨在提供一種可以通過(guò)控制電磁閥的通斷電時(shí)刻來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)和升程的全可變氣門機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括閥體、閥芯和位于閥體兩端的閥體端蓋，閥芯具有兩個(gè)端部和位于兩個(gè)端部之間的連接部位，閥芯兩個(gè)端部將閥體內(nèi)部分隔為三個(gè)腔室；閥芯的兩個(gè)端部與閥體端蓋之間分別設(shè)置限位彈簧，閥體端蓋上各安裝有一個(gè)連通至大氣、控制氣體和閥體腔室的兩位三通電磁閥；在閥體兩側(cè)分別開(kāi)有進(jìn)氣口和出氣口。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門運(yùn)動(dòng)與曲軸轉(zhuǎn)速解耦，減小進(jìn)氣節(jié)流損失；能夠?qū)崿F(xiàn)壓氣機(jī)的工作模式進(jìn)行車輛的制動(dòng)能量回收，在回收過(guò)程中制動(dòng)強(qiáng)度可很方便的調(diào)節(jié)；主閥芯開(kāi)閉的響應(yīng)速度且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
文檔編號(hào)F01L9/04GK201297192SQ200820166900
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者俞小莉, 聶相虹, 胡軍強(qiáng), 靜 許, 陳平錄 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)