[发明专利]基于滑阀控制的可变气门机构的控制方法

权利要求书

1.基于滑阀控制的可变气门机构的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、组装基于滑阀控制的可变气门机构，包括由上环柱和下环柱组成的凸形滑阀(2)，在所述的上环柱的下部内壁上开有上环形槽(3)，在所述的下环柱的中部内壁上开有下环形槽(4)，在所述的下环柱的上部侧壁上开有一个滑阀出油孔(6)；在所述上环柱的侧壁上开有与上环形槽连通的滑阀上进油孔(5)，在所述的下环柱的侧壁上开有与下环形槽(4)连通的滑阀下进油孔(7)，在所述的上环柱的顶壁上开有泄压孔(1)，在所述的下环柱的底壁中间开有安装孔，

在所述滑阀内安装有一个阀芯，所述的阀芯包括与上环柱内壁滑动接触的阀芯上活塞(8)和与下环柱内壁滑动接触的阀芯下活塞，所述的阀芯上活塞(8)和阀芯下活塞上下依次连接在阀杆的顶部和中部，在所述的阀杆的底部开有销孔(14)，所述的阀杆的下部穿过安装孔设置且通过穿过销孔(14)的销轴(15)与一个液压活塞(20)的活塞杆的上端固定相连，所述的阀杆与活塞杆同中轴线设置，所述的阀杆与安装孔之间间隙配合，所述的阀芯上活塞(8)和阀芯下活塞将滑阀(2)的内部分隔为彼此不互通的滑阀上腔(27)、滑阀油腔和滑阀下腔(29)，其中滑阀上腔为位于阀芯上活塞(8)以上的滑阀空间，所述的滑阀油腔为位于阀芯上活塞和阀芯下活塞(9)之间的滑阀空间，所述的滑阀下腔为位于阀芯下活塞(9)以下的滑阀空间，所述滑阀上腔通过泄压孔(1)与大气相通，在所述滑阀油腔内充满液压油，所述的滑阀下腔通过阀杆与安装孔的间隙与大气相通；

在所述的滑阀上活塞(8)下端边缘且沿滑阀上活塞周向均匀间隔开有四组上凹槽，每组上凹槽包括上下连通设置的一个三角形凹槽(10)和一个半圆形凹槽(11)，所述三角形凹槽的面积和深度均小于半圆形凹槽的面积和深度，即所述的每组上凹槽中半圆形凹槽与上环柱内壁之间的间隙大于三角形凹槽与上环柱内壁之间的间隙，在所述滑阀下活塞(9)的上端边缘且沿滑阀下活塞(9)周向均匀间隔地布置有四组下凹槽，每组下凹槽包括上下连通设置的一个矩形凹槽(12)和一个梯形凹槽(13)；所述梯形凹槽的面积和深度均小于矩形凹槽，即所述的每组下凹槽中梯形凹槽与下环柱内壁之间的间隙大于矩形凹槽与下环柱内壁之间的间隙，

当所述梯形凹槽下端面与下环形槽上端面重合时，所述阀芯上活塞(8)的下端面位于上环形槽之上，且所述三角形凹槽的上顶点与上环形槽的下端面之间的距离对应于气门的最大开启高度，所述三角形凹槽的上顶点与阀芯上活塞(8)下端面之间的距离加上环形槽的高度即为气门开启段的缓冲长度；当所述三角形凹槽上顶点与上环形槽的下端面位于同一水平面时，所述阀芯下活塞(9)位于下环形槽之下，且所述梯形凹槽的下端面与下环形槽的上端面之间的距离对应于气门的最大开启高度，所述梯形凹槽的下端面与阀芯下活塞(9)上端面之间的距离加上下环形槽的高度即为气门关闭段的缓冲长度；

所述液压活塞(20)安装在一个液压缸(16)内部并能够沿液压缸的内壁上下滑动，液压活塞固定在液压活塞的活塞杆的中部，所述的液压活塞的活塞杆的上部穿过液压缸顶壁上的上中间孔设置；所述的液压活塞将液压缸内部分隔为互不相通的液压缸上油腔(30)和液压缸下油腔(31)，在所述的液压缸上油腔(30)和液压缸下油腔(31)内部充满有液压油，在所述液压缸上油腔(30)位置处的液压缸侧壁上开有液压缸上油孔(17)，在所述的液压缸下油腔(31)位置处的液压缸侧壁上开有液压缸下油孔(18)，一个发动机气门(21)的上端与穿过液压缸底壁上的下中间孔的液压活塞的活塞杆的底部接触设置，在所述气门上套有一个气门弹簧；

第一两位四通电磁阀(22)的a口与滑阀上进油孔之间、b口与滑阀出油孔(6)之间、c口与高压油源之间、d口与液压缸上油孔之间分别通过油管相连，第二两位四通电磁阀(23)的a口与滑阀下进油孔(7)之间、b口与滑阀出油孔之间、c口与液压缸上油孔之间、d口与低压油源(26)之间分别通过油管相连，一个三位三通电磁阀(24)的a口与液压缸下油孔之间、b口与高压油源之间、c口与低压油源之间分别通过油管相连；

所述高压油源(25)能够提供表压为70-120bar的液压油，所述低压油源为一个与大气相通的油箱，用于存储液压油；

步骤二、对基于滑阀控制的可变气门机构进行如下控制：

(a)将处于关闭状态的气门开启，此时，所述阀芯上活塞(8)位于上环形槽之上，所述滑阀上进油孔到滑阀油腔的流通面积最大；所述阀芯下活塞(9)挡住滑阀下进油孔，且所述梯形凹槽的下边缘与下环形槽的上边缘重合，使得所述滑阀下进油孔与滑阀油腔不相通，所述液压活塞(20)压在气门上，此时气门处于关闭状态，所述第一两位四通电磁阀、第二两位四通电磁阀和三位三通电磁阀均处于断开状态，气门开启过程如下：

当开启气门时，进入步骤101：令所述两位四通电磁阀处于完全断开状态，所述第一两位四通电磁阀的c口到a口方向连通、b口到d口方向连通，所述三位三通电磁阀的a口到c口方向连通，使得所述高压油源中的液压油依次经过第一两位四通电磁阀、滑阀上进油孔进入滑阀油腔，再依次通过滑阀出油孔、第一两位四通电磁阀和液压缸上油孔进入液压缸上油腔(30)；同时所述液压缸下油腔(31)中的液压油依次通过液压缸下油孔、三位三通电磁阀进入低压油源，所述液压活塞(20)受液压缸上油腔(30)和液压缸下油腔内部压差作用向下运动，推动气门，克服气门弹簧弹力使得气门打开；

随着气门的开启，进入步骤102：所述阀芯同液压活塞(20)一起向下运动，当所述阀芯上活塞(8)的下端边缘逐步掠过上环形槽(3)时，所述滑阀上进油孔到滑阀油腔的流通面积开始减小，使得进入所述液压缸上油腔的液压油流量开始降低，气门开启的速度开始下降，此时所述阀芯下活塞(9)的上端边缘逐步接近下环形槽，使得所述滑阀下进油孔到滑阀油腔的流通面积增大，随着气门的持续开启，所述阀芯上活塞(8)的下端边缘与上环形槽(3)的下边缘重合，所述滑阀上进油孔仅能通过三角形凹槽(10)和半圆形凹槽与滑阀油腔连通，使得进入所述液压缸上油腔的液压油流量进一步降低、气门速度进一步降低，当所述三角形凹槽(10)的上端面与上环形槽(3)的下边缘重合时，所述滑阀上进油孔与滑阀油腔的通道被切断，进入所述液压缸上油腔的液压油流量降至0，气门立即停止运动，并达到最大气门升程，此时所述阀芯下活塞的上端边缘处于下环形槽的下端边缘之下，所述滑阀下进油孔到滑阀油腔的流通面积最大，气门停止运动后，所述第一两位四通电磁阀、第二两位四通电磁阀和三位三通电磁阀全部断开；

在进行步骤102的整个过程中，当需要实现气门升程可变时，即指定的气门升程低于最大气门升程，则气门开启至指定气门升程处时，令所述第一两位四通电磁阀、第二两位四通电磁阀和三位三通电磁阀全部断开，气门立即停止运动，达到指定位置；

(b)将处于开启状态的气门关闭，过程如下：

当关闭气门时，进入步骤201：令所述第一两位四通电磁阀处于断开状态，所述三位三通电磁阀的b口到a口方向连通，所述第二两位四通电磁阀的c口到a口方向连通、b口到d口方向连通，使得所述高压油源中的液压油经过液压缸下油孔进入液压缸下油腔，所述液压缸上油腔中的液压油依次通过液压缸上油孔、第二两位四通电磁阀和滑阀下进油孔进入滑阀油腔，所述滑阀油腔中的液压油依次通过滑阀出油孔、第二两位四通电磁阀进入低压油源，此时，所述液压活塞(20)受液压缸下油腔和液压缸上油腔内部压差作用向上运动；气门在气门弹簧的回复力下向上运动，使得气门关闭，

随着气门的关闭，进入步骤202：所述阀芯下活塞与气门一起向上运动，当所述阀芯下活塞上端边缘掠过下环形槽时，所述滑阀下进油孔到滑阀油腔的流通面积开始减小，使得流出所述液压缸上油腔的液压油流量开始降低，导致气门的运动速度开始降低，随着气门的持续关闭，所述阀芯上活塞(8)向上运动，使得所述滑阀上进油孔到滑阀油腔的流通面积逐步增大，当所述阀芯下活塞的上端边缘与下环形槽的上端边缘重合时，所述滑阀下进油孔仅能通过矩形凹槽和梯形凹槽与滑阀油腔连通，导致流出所述液压缸上油腔的液压油流量进一步降低、气门速度进一步降低，随着气门的持续关闭，所述梯形凹槽下端边缘与下环形槽上端边缘重合时，所述滑阀下进油孔到滑阀油腔的通道被切断，流出所述液压缸上油腔的液压油流量降至0，气门立即停止运动，并回到关闭状态，此时所述阀芯上活塞(8)的下端边缘处于上环形槽(3)以上，所述滑阀上进油孔到滑阀油腔的流通面积最大，气门停止运动后，令所述第一两位四通电磁阀、第二两位四通电磁阀和三位三通电磁阀全部断开。

2.根据权利要求1所述的基于滑阀控制的可变气门机构的控制方法，其特征在于：所述的液压活塞的活塞杆与上、下中间孔之间均安装有一个密封圈。