一种发动机全可变气门系统
技术领域
本实用新型属于发动机可变气门控制技术领域，具体涉及一种发动机全可变气门系统。
背景技术
传统发动机凸轮轴为机械式，进排气门为固定相位、固定型线、即气门运动规律不变，是根据发动机不同工况下需求进行的折衷方案，不能兼顾发动机各个工况进排气的需求。随着现代技术的发展，一些可变气门控制机构逐渐涌现并应用。可变气门技术根据内燃机工况的变化，实现气门升程、气门开启时刻、气门开启持续期的连续可变。
目前可变气门机构主要通过以下三种方法实现：
(1)凸轮轴和凸轮可变系统，就是通过凸轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程；
(2)气门挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变，气门挺杆、摇臂或拉杆靠机械或者液压作用而改变，从而改变配气相位和气门升程。
(3)无凸轮可变气门驱动系统，取消传统配气凸轮，实现更加灵活的可变气门运动。主要包括：电液式、电磁式和电气式。三者均是通过电信号直接或间接控制气门开启、关闭时刻、气门升程，实现气门相位、气门升程的全可变。
对于上述现有可变气门控制机构存在以下缺点：
(1)只能实现气门相位可变或气门升程可变，且气门相位、气门升程均是在间断、不连续区间内可调，可控参数单一，不能实现气门的连续全可变；
(2)同一缸内各进气门运动规律一致，各进气门、各排气门中不能分别独立可变；
(3)一个发动机工作循环内，进、排气门开启次数固定不变。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型通过控制电磁铁通电时刻、通电时间实现气门开启关闭时刻、开启持续期；通过控制系统油压实现气门升程大小，实现发动机工作中气门全可变；克服了气门运动规律不变或气门运动参数不全可变等难题，利用电控共轨式可变气门系统油压波动小的优点，提高各缸气门运动规律一致性，提升保证各缸进气量的均匀性。
本实用新型通过如下技术方案实现：
一种发动机全可变气门系统，由液压油箱1、液压泵2、轨管3及气门驱动机构5依次连接组成；所述液压油箱1中的液压油经液压泵2加压后进入轨管3中，轨管3起到储存高压油、稳定压力作用；所述气门驱动机构5由进回油组件7、气门组件8及电磁铁组件9组成，所述进回油组件7与电磁铁组件9之间通过螺栓连接，气门组件8与电磁铁组件9之间通过螺栓连接，所述电磁铁组件9通电后，轨管3中的高压油经高压油管4进入进回油组件7，进入进回油组件7中的高压油驱动气门组件8开启；电磁铁组件9断电后，进回油组件7内的高压油泄压后经低压油管6流回液压油箱1，气门组件8在弹簧作用下回位。
进一步地，所述进回油组件7由阀芯10、阀体12、回油孔13、进油孔14、底座15、进回油弹簧16、第一油路18及第二油路20组成；所述阀体12中间开有横向通孔17，所述阀芯10放置在所述横向通孔17中，位于阀芯10上方的上部阀体上设置有回油孔13及进油孔14，所述进油孔14与高压油管4连通，所述回油孔13与低压油管6连通，所述回油孔13及进油孔14均与横向通孔17连通，位于阀芯10下方的下部阀体上设置有第一油路18及第二油路20，所述回油孔13与第二油路20的中心线对齐，所述进油孔14与第一油路18的中心线对齐；阀芯10的右侧端面通过进回油弹簧16与底座15连接，所述底座15位于横向通孔17的右端。
进一步地，所述上部阀体上还设置有一个斜孔11，两端分别与回油孔13及横向通孔17连通。
进一步地，所述底座15、横向通孔17及阀体12之间通过进回油密封垫22密封连接。
进一步地，所述阀芯10的中心设置有轴向中孔101，所述阀芯10的左端设置有径向通孔102，所述轴向中孔101及径向通孔102用于阀芯10与阀体12之间间隙泄漏液压油流回油箱；所述阀芯10的外壁上还分别设置有第一环槽103及第二环槽104。
进一步地，所述气门组件8由气门座81、气门弹簧82、卡环83、气门套84及气门85组成，所述气门85上端与气门套84的轴孔配合，下端通过卡环83及气门弹簧82固定在气门座81上。
进一步地，所述电磁铁组件9由弹簧座91、弹簧92、衔铁93、电磁铁94组成，其中，所述弹簧92左侧固定在弹簧座91，右侧连接衔铁93的一端，所述衔铁93的另一端与阀芯10的左端配合，电磁铁94位于衔铁93与阀体12之间，所述电磁铁93与阀体12之间设置有密封垫21；所述衔铁93在电磁铁94产生的电磁力与弹簧92的弹簧力的作用下，左右移动。
进一步地，所述阀体12的下表面、气门85的顶面及气门套84围成活塞腔19。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
(1)本实用新型的发动机全可变气门系统，通过电控共轨式可变气门系统实现进排气门正时、升程、开启次数的全连续可变；
(2)本实用新型采用的阀芯含有两个环槽，分别用于开启、关闭进油孔、回油孔；阀芯含有轴向中孔、径向通孔用于阀芯偶件间隙的泄漏液压油流回油箱。
(3)通过连续改变进排气门配气正时和升程，提高发动机不同工况下充气效率，降低换气损失，降低油耗；
(4)改变气门开启次数，实现发动机两冲程制动，大大提高制动功率，精确控制各气缸的气门运动规律可调，提高各缸进气均匀性；
(5)配合喷油策略，实现停缸技术，提高各缸的热效率，降低油耗；
(6)本实用新型提供的共轨式可变气门系统，结构简单，生产成本低，便于批量生产。
附图说明
图1为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的结构示意图；
图2为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的气门驱动机构的结构示意图；
图3为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的气门进回油组件示意图；
图4为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的阀芯的结构示意图；
图5为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的气门组件结构示意图；
图6为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的电磁铁结构示意图；
图7为本实用新型的一种发动机全可变气门系统的工作示意图；
图中：液压油箱1、液压泵2、轨管3、高压油管4、气门驱动机构5、低压油管6、进回油组件7、气门组件8、电磁铁组件9、阀芯10、斜孔11、阀体12、回油孔13、进油孔14、底座15、弹簧16、横向通孔17、第一油路18、活塞腔19、第二油路20、密封垫21、进回油密封垫22、气门座81、气门弹簧82、卡环83、气门套84、气门85、弹簧座91、弹簧92、衔铁93、电磁铁94、轴向通孔101、径向通孔102、第一环槽103、第二环槽104、轴向通孔105。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
实施例1
如图1所示，一种发动机全可变气门系统，由液压油箱1、液压泵2、轨管3及气门驱动机构5依次连接组成；所述液压油箱1中的液压油经液压泵2加压后进入轨管3中，轨管3起到储存高压油、稳定压力作用；所述气门驱动机构5由进回油组件7、气门组件8及电磁铁组件9组成，所述进回油组件7与电磁铁组件9之间通过螺栓连接，气门组件8与电磁铁组件9之间通过螺栓连接，所述电磁铁组件9通电后，轨管3中的高压油经高压油管4进入进回油组件7，进入进回油组件7中的高压油驱动气门组件8开启；电磁铁组件9断电后，进回油组件7内的高压油泄压后经低压油管6流回液压油箱1，气门组件8在弹簧作用下回位。
所述进回油组件7由阀芯10、斜孔11、阀体12、回油孔13、进油孔14、底座15、进回油弹簧16、第一油路18及第二油路20组成；所述阀体12中间开有横向通孔17，所述阀芯10放置在所述横向通孔17中，位于阀芯10上方的上部阀体上设置有回油孔13及进油孔14，所述进油孔14与高压油管4连通，所述回油孔13与低压油管6连通，所述回油孔13及进油孔14均与横向通孔17连通，位于阀芯10下方的下部阀体上设置有第一油路18及第二油路20，所述回油孔13与第二油路20的中心线对齐，所述进油孔14与第一油路18的中心线对齐；阀芯10的右侧端面通过进回油弹簧16与底座15连接，所述底座15位于横向通孔17的右端
所述上部阀体上还设置有一个斜孔11，两端分别与回油孔13及横向通孔17连通。
所述底座15、横向通孔17及阀体12之间通过进回油密封垫22密封连接。
所述阀芯10的中心设置有轴向中孔101，所述阀芯10的左端设置有径向通孔102，所述轴向中孔101及径向通孔102用于阀芯10与阀体12之间间隙泄漏液压油流回油箱；所述阀芯10的外壁上还分别设置有第一环槽103及第二环槽104。
所述气门组件8由气门座81、气门弹簧82、卡环83、气门套84及气门85组成，所述气门85上端与气门套84的轴孔配合，下端通过卡环83及气门弹簧82固定在气门座81上。
所述电磁铁组件9由弹簧座91、弹簧92、衔铁93、电磁铁94组成，其中，所述衔铁93呈T型，所述弹簧92左侧固定在弹簧座91，右侧连接衔铁93的一端，所述衔铁93的另一端与阀芯10的左端配合，电磁铁94位于衔铁93与阀体12之间，所述电磁铁93与阀体12之间设置有密封垫21；所述衔铁93在电磁铁94产生的电磁力与弹簧92的弹簧力的作用下，左右移动。
所述阀体12的下表面、气门85的顶面及气门套84围成活塞腔19。
本实用新型的一种发动机全可变气门系统的工作过程：
密封垫21阻止回油组件7中的液压油泄漏至电磁铁组件9中。电磁铁不通电时，第二油路20经第一环槽103与回油孔13连通，活塞腔19内的油压较低，气门未开启如错误！未找到引用源。7A所示。
电磁铁组件9通电后，电磁铁93推动阀芯10向右运动，根据阀芯10位移分两阶段：
第一阶段，阀芯10向右运动，阀芯10中的第一环槽103与回油孔13、第二油路20错开，阀芯10阻断回油孔13、第二油路20的连通，如图7B所示；
第二阶段，阀芯10继续向右运动，阀芯10中的第二环槽104连通进油孔14、第一油路18，阀芯10仍然阻断进油孔14、第一油路18的连通，如错误！未找到引用源。7C所示。进油孔14中的高压油经第二环槽104、第一油路18进入活塞腔19中,活塞腔19中的高压油推动气门向下运动，气门开启。
电磁铁组件9断电后，阀芯10在弹簧16的作用下向左移动，根据阀芯10位移分两阶段：
第一阶段，阀芯10向左运动，阀芯10中的第二环槽104与进油孔14、第一油路18错开，阻断进油孔14、第一油路18的高压油的相互流通，如错误！未找到引用源。7B所示。
第二阶段，阀芯10继续向左运动，进油孔14与第一油路18仍然被阀芯阻断，回油孔13、第一环槽103、第二油路20连通，如图7A所示，活塞腔19中的高压油泄出，气门在弹簧力的作用下回位。
进油孔14、第一油路18中的高压油经阀芯10与阀体12之间的间隙，泄漏至横向通孔17的液压油，经轴向通孔101、径向通孔102、斜孔11、回油孔13流回油箱。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
