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CN108590796A - 一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构 - Google Patents

一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构 Download PDF

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CN108590796A
CN108590796A CN201810607990.3A CN201810607990A CN108590796A CN 108590796 A CN108590796 A CN 108590796A CN 201810607990 A CN201810607990 A CN 201810607990A CN 108590796 A CN108590796 A CN 108590796A
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CN
China
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valve
exhaust gas
air valve
cam
gas
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CN201810607990.3A
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English (en)
Inventor
丁宇
李金成
向拉
贲虹凯
张克
张熠
戴琳
崔海宁
徐柯达
李兵权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
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Abstract

本发明的目的在于提供一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，包括凸轮、液压系统活塞、柱塞、气阀杆、衔铁，凸轮下方设置滚轮，滚轮安装在顶头上，顶头下方连接顶杆，顶杆连接液压系统活塞，液压系统活塞下方连接柱塞，液压系统活塞与柱塞形成液压油空间，气阀杆上端部连接柱塞，气阀杆下端部设置气阀阀盘，衔铁固定在气阀杆上，气阀杆上套有气阀弹簧，衔铁上方的气阀杆外部设置电磁线圈。本发明降低了柴油机配气机构工作噪音，减小配气机构尺寸，加快气阀落座速度，提高废气利用率，可根据柴油机不同工况调整配气正时。

Description

一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气 机构
技术领域
本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是船用低速机配气机构。
背景技术
配气机构的任务是保证柴油机在工作过程中按规定的时间开启或关闭各气缸的进气阀或排气阀，使尽可能多的新鲜空气进入气缸，并使膨胀终了的废气从气缸排净，保证柴油机工作过程连续和完善。
根据气阀驱动机构的不同，内燃机的配气系统驱动机构有机械式气阀驱动机构和液压式气阀驱动机构两种形式。对于机械式气阀驱动机构，在柴油机冷态时，滚轮落在凸轮基圆上，摇臂与气阀之间有气阀间隙，工作噪音过大，且气阀易损坏，液压气阀驱动机构由于有液压油的阻尼作用，减小了气阀与阀座的撞击，降低了工作噪音，并提高了气阀的使用寿命。
现有的液压式气阀驱动机构在气阀关闭行程依靠空气弹簧，空气弹簧在开启行程消耗能量，空气弹簧在气阀关闭行程速度慢且无法调节，并且气阀关闭时刻无法改变，使气阀的使用工况范围及响应速度降低，影响柴油机的换气特性。
发明内容
本发明的目的在于提供通过液压系统、电磁系统及废气辅助系统对气阀进行控制，加快气阀响应速度，降低气阀工作噪音并且可适应多种工况的一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，其特征是：包括凸轮、液压系统活塞、柱塞、气阀杆、衔铁，凸轮下方设置滚轮，滚轮安装在顶头上，顶头下方连接顶杆，顶杆连接液压系统活塞，液压系统活塞下方连接柱塞，液压系统活塞与柱塞形成液压油空间，气阀杆上端部连接柱塞，气阀杆下端部设置气阀阀盘，衔铁固定在气阀杆上，气阀杆上套有气阀弹簧，衔铁上方的气阀杆外部设置电磁线圈。
本发明还可以包括：
1、还包括废气辅助系统，所述废气辅助系统包括废气气缸，废气气缸与气阀杆相固定，废气气缸两端分别设置废气流入阀和废气流出阀，废气流入阀连接柴油机排气总管。
2、废气流入阀直径大于废气排出阀直径。
3、在柴油机冷态时，凸轮基圆与滚轮接触，液压系统活塞、柱塞位于初始位置，电磁线圈处于断电状态，废气辅助系统无废气进入，废气气缸处于初始位置，气阀阀盘在气阀弹簧作用下处于半开半闭状态；当柴油机工作时，电磁线圈通电，电磁线圈吸引衔铁，气阀处于关闭状态，当柴油机气阀需要开启时，凸轮转动，顶9下行，液压油空间的液压油被压缩，柱塞下行开启气阀阀盘，当气阀需要关闭时，电磁线圈通电，吸引衔铁，同时排气总管中的废气进入废气流入阀，废气流出阀为常开状态，推动废气气缸上行，气阀阀盘关闭，关闭后电磁线圈处于通电状态，废气由废气流出阀流出气缸，气阀阀盘处于关闭状态。
本发明的优势在于：本发明降低了柴油机配气机构工作噪音，减小配气机构尺寸，加快气阀落座速度，提高废气利用率，可根据柴油机不同工况调整配气正时。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明主要包括以下部件：凸轮1、顶头2、液压系统活塞3、液压系统底面4、柱塞5、气阀弹簧6、废气流入阀7、滚轮8、顶杆9、气缸盖体10、液压油空间11、电磁线圈12、衔铁13、废气流出阀14、废气气缸15、气阀阀盘16。在柴油机冷态时，凸轮1基圆与滚轮8接触，液压系统活塞3位于初始位置，与液压系统底面4接触的柱塞5位于初始位置，此时电磁线圈12处于断电状态，电磁线圈12没有电磁力，不吸引衔铁13，废气系统无废气进入，废气气缸15处于初始位置，气阀阀盘16在气阀弹簧6作用下处于半开半闭状态，当柴油机工作时，首先电磁线圈12通电，电磁线圈12吸引衔铁13，气阀处于关闭状态，当柴油机气阀需要开启时，凸轮1转动，顶杆9下行，液压油被压缩，柱塞5下行开启气阀阀盘16，当气阀需要关闭时，对电磁线圈通电12，吸引衔铁13，同时排气总管中的废气进入废气流入阀7，且废气流出阀14为常开状态，依靠压力差推动废气气缸15上行，两者同时作用，气阀阀盘16快速关闭，且关闭后电磁线圈12处于通电状态，废气由废气流出阀14流出气缸，气阀阀盘16处于关闭状态。
在柴油机不工作时，依靠气阀弹簧弹力，气阀处于半开半闭状态，当柴油机工作时，液压系统控制气阀开启行程，电磁系统控制气阀关闭行程，废气辅助系统辅助气阀关闭行程，进而实现气阀的开启和关闭。
液压系统控制气阀开启行程为；凸轮轴通过滚轮及顶杆使液压系统活塞下行，建立起液压系统中的油压，作用在柱塞上表面，推动气阀下行。
电磁系统控制气阀关闭行程为；电磁线圈通电产生电磁力，吸引衔铁上行，衔铁带动气阀上行，推动气阀关闭，同时可根据需要改变线圈通电时刻，进而改变配气正时。
废气辅助系统辅助气阀关闭行程为；排气总管的废气在气阀需要关闭时刻通过废气流入阀进入废气气缸，由于废气流入阀直径大于废气排出阀直径，导致进入的气体质量大于排出的气体质量，依靠压力差推动废气气缸上行，辅助气阀关闭，减少电磁线圈耗电，同时加快气阀关闭速度，另外由于存在气阀弹簧阻力作用，可避免气阀与阀座的撞击。

Claims (4)

1.一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，其特征是：包括凸轮、液压系统活塞、柱塞、气阀杆、衔铁，凸轮下方设置滚轮，滚轮安装在顶头上，顶头下方连接顶杆，顶杆连接液压系统活塞，液压系统活塞下方连接柱塞，液压系统活塞与柱塞形成液压油空间，气阀杆上端部连接柱塞，气阀杆下端部设置气阀阀盘，衔铁固定在气阀杆上，气阀杆上套有气阀弹簧，衔铁上方的气阀杆外部设置电磁线圈。
2.根据权利要求1所述的一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，其特征是：还包括废气辅助系统，所述废气辅助系统包括废气气缸，废气气缸与气阀杆相固定，废气气缸两端分别设置废气流入阀和废气流出阀，废气流入阀连接柴油机排气总管。
3.根据权利要求2所述的一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，其特征是：废气流入阀直径大于废气排出阀直径。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种应用于船用低速机的凸轮顶置废气辅助电磁液压式配气机构，其特征是：在柴油机冷态时，凸轮基圆与滚轮接触，液压系统活塞、柱塞位于初始位置，电磁线圈处于断电状态，废气辅助系统无废气进入，废气气缸处于初始位置，气阀阀盘在气阀弹簧作用下处于半开半闭状态；当柴油机工作时，电磁线圈通电，电磁线圈吸引衔铁，气阀处于关闭状态，当柴油机气阀需要开启时，凸轮转动，顶9下行，液压油空间的液压油被压缩，柱塞下行开启气阀阀盘，当气阀需要关闭时，电磁线圈通电，吸引衔铁，同时排气总管中的废气进入废气流入阀，废气流出阀为常开状态，推动废气气缸上行，气阀阀盘关闭，关闭后电磁线圈处于通电状态，废气由废气流出阀流出气缸，气阀阀盘处于关闭状态。
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