一种发动机可变进排气门

本发明属于电控发动机配气机构，具体涉及一种发动机可变进排气门。

背景技术：

1、近年来，国内外发动机排放法规日趋严格，国内外的发动机制造厂，以及上游配套企业和下游用户等，都在改善发动机动力性能和节能减排等技术领域潜心研究。

2、当前现有的发动机进排气门，均由机械装置驱动。曲轴按照固定传动比带动凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮转动时，按其外廓线行迹驱动摇臂，顶开气门。凸轮轴、摇臂和气门的安装位置固定，因此气门升程也是固定的。配气正时主要靠凸轮的安装角度确定，凸轮安装角度与曲轴转角在发动机工作过程中固定不变，因此配气正时也无法改变。

3、发动机在不同转速和负荷条件下，固定的进排气策略不适应发动机动力性能和节能减排的需求。进排气门开启时刻和升程灵活可调，成为发动机技术领域的迫切需求。因此，发明一种可调的发动机进排气门结构对提高发动机动力性能，推动节能减排改善将有着重大的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种发动机可变进排气门，以解决现有技术中的发动机进排气门开启时刻和升程不可调节的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种发动机可变进排气门，包括比例电磁铁组件、气缸盖、气门和复位弹簧，所述气门一端安装在所述气缸盖内部，用于控制所述气缸盖内气体流道的开启与关闭；所述复位弹簧套在露出气缸盖外面部分的气门头部上，并且气门头部与弹簧座固定连接，所述复位弹簧位于气缸盖与弹簧座之间，用于使气门复位并紧压在所述气缸盖上；所述比例电磁铁组件位于所述气门上部，用于对气门施加外力，当比例电磁铁组件中的线圈通电时，气门和复位弹簧座向下运动，气体通道开启；当比例电磁铁组件中的线圈断电时，气门在复位弹簧作用下复位，气体通道关闭。

3、进一步的，所述气缸盖内部设有气体流道，所述气体流道从气缸盖一侧端伸入然后向下弯曲延伸。

4、进一步的，所述气门底端设置有密封面，该密封面为向四周延伸的渐阔面，并且气门密封面与气体通道的渐阔面接触，形成配合面，正常情况下，复位弹簧将气门压紧，配合面形成一定的比压强，用以密封气缸盖中的气体通道。

5、进一步的，所述比例电磁铁组件包括衔铁和线圈，所述衔铁的下端设有向前凸出的挺柱，所述挺柱顶在所述气门的头端部上；当线圈通电时，衔铁受到电磁力，其下端的挺柱推动气门和弹簧座克服所述复位弹簧阻力向下运动，开启气缸盖的气体通道。

6、进一步的，所述比例电磁铁组件的线圈中电流的大小与衔铁所受电磁力为线性比例关系。

7、进一步的，所述比例电磁铁组件的线圈中的电流恒定时，在任意其工作行程中，衔铁所受到的电磁力恒定。

8、更进一步的，所述衔铁的外围设有隔磁环，用于实现衔铁在其工作行程内所受的电磁力恒定不变。

9、更进一步的，所述线圈中的电流、衔铁受到的电磁力、气门和弹簧座的位移，三者均为线型比例关系。

10、更进一步的，所述比例电磁铁组件、复位弹簧和弹簧座均设置在外壳体内，所述外壳体内部设有上下两个空腔，上面空腔内安装有比例电磁铁组件，下面空腔内安装有复位弹簧和弹簧座，并且上下两个空腔之间设有用于安装挺柱的导向孔。

11、更进一步的，所述衔铁安装在导套内，在衔铁的顶部装有衔铁弹簧。

12、更进一步的，所述线圈安装在位于导套外的线圈骨架上。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、(1)本发明通过设置比例电磁铁组件，将传统进排气门的机械驱动转化为电驱动，可以根据发动机的不同工况需求，精确控制发动机进排气门的开启和关闭时刻，且连续可调。同时，由于气门开启持续时间可实现连续精确控制，气门重叠角也可根据需求精确调整。有利于配气正时的灵活控制，提高发动机的动力性能和热效率，改善排放性能。

15、(2)本发明通过设置比例电磁铁组件，将驱动控制参数(电流)和气门升程参数(位移)建立线性关系，可实现气门升程的连续精确控制。气门升程的调节在于改变气门密封面处的流通面积，改善气门阻力系数，使气缸组织进排气更流畅。

16、(3)在气门前后的气压差恒定时，通过修改控制策略可实现气门升程和配气正时耦合控制，使气门的动作对发动机工况改变的响应速度更快。

17、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种发动机可变进排气门，其特征在于，包括比例电磁铁组件、气缸盖、气门和复位弹簧，所述气门一端安装在所述气缸盖内部，用于控制所述气缸盖内气体流道的开启与关闭；所述复位弹簧套在露出气缸盖外面部分的气门头部上，并且气门头部与弹簧座固定连接，所述复位弹簧位于气缸盖与弹簧座之间，用于使气门复位并紧压在所述气缸盖上；所述比例电磁铁组件位于所述气门上部，用于对气门施加外力，当比例电磁铁组件中的线圈通电时，气门和复位弹簧座向下运动，气体通道开启；当比例电磁铁组件中的线圈断电时，气门在复位弹簧作用下复位，气体通道关闭。

2.根据权利要求1所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述气缸盖内部设有气体流道，所述气体流道从气缸盖一侧端伸入然后向下弯曲延伸。

3.根据权利要求1所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述气门底端设置有密封面，该密封面为向四周延伸的渐阔面，并且气门密封面与气体通道的渐阔面接触，形成配合面，正常情况下，复位弹簧将气门压紧，配合面形成一定的比压强，用以密封气缸盖中的气体通道。

4.根据权利要求1所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述比例电磁铁组件包括衔铁和线圈，所述衔铁的下端设有向前凸出的挺柱，所述挺柱顶在所述气门的头端部上；当线圈通电时，衔铁受到电磁力，其下端的挺柱推动气门和弹簧座克服所述复位弹簧阻力向下运动，开启气缸盖的气体通道。

5.根据权利要求1或4所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述比例电磁铁组件的线圈中电流的大小与衔铁所受电磁力为线性比例关系。

6.根据权利要求4所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述比例电磁铁组件的线圈中的电流恒定时，在任意其工作行程中，衔铁所受到的电磁力恒定。

7.根据权利要求6所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述衔铁的外围设有隔磁环，用于实现衔铁在其工作行程内所受的电磁力恒定不变。

8.根据权利要求4所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述线圈中的电流、衔铁受到的电磁力、气门和弹簧座的位移，三者均为线型比例关系。

9.根据权利要求4所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述比例电磁铁组件、复位弹簧和弹簧座均设置在外壳体内，所述外壳体内部设有上下两个空腔，上面空腔内安装有比例电磁铁组件，下面空腔内安装有复位弹簧和弹簧座，并且上下两个空腔之间设有用于安装挺柱的导向孔。

10.根据权利要求9所述的一种发动机可变进排气门，其特征在于，所述衔铁安装在导套内，在衔铁的顶部装有衔铁弹簧，所述线圈安装在位于导套外的线圈骨架上。

技术总结本发明公开了一种发动机可变进排气门，包括比例电磁铁组件、气缸盖、气门和复位弹簧，所述气门一端安装在所述气缸盖内部，用于控制气缸盖内气体流道的开启与关闭；所述复位弹簧套在露出气缸盖外面部分的气门头部上，用于使气门复位并紧压在所述气缸盖上；所述比例电磁铁组件位于气门上部，用于对气门施加外力，当比例电磁铁组件中的线圈通电时，气门和复位弹簧座向下运动，气体通道开启；当比例电磁铁组件中的线圈断电时，气门在复位弹簧作用下复位，气体通道关闭。本发明可用于发动机的进气或排气机构，能够根据气体流量需求精准控制气门的开闭时刻、维持时间和气门的升程，从而实现发动机配气正时和气门升程连续可调。技术研发人员：谢海龙,林青,陈盈文,陈瑾雯,孔松受保护的技术使用者：宁波工程学院技术研发日：技术公布日：2024/6/30