一種行程可補償調節的排氣閥驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電液控制式排氣閥行程補償調節驅動系統，具體涉及一種船用大功率低速柴油機排氣閥控制調節驅動系統，屬于柴油機技術領域。
【背景技術】
[0002]船用低速柴油機排氣閥及其控制驅動系統是柴油機的核心組件之一，其驅動特性直接決定了氣缸內的氣體組織過程，進而影響缸內燃燒過程，最終會對發動機的經濟性、排放性帶來直接影響。排氣過程中的排氣提前角、排氣持續期以及排氣閥的開啟、關閉速度等都會對換氣質量產生至關重要的影響。控制自由度大、可靠性高的排氣機構對于保證柴油機良好的工作性能和使用壽命具有重要意義。
[0003]目前廣泛使用的電液控制式排氣閥驅動系統，其工作原理均為:當排氣閥需要打開時，控制單元發送指令控制電磁閥上電，高壓伺服油驅動增壓活塞向上運動，壓縮增壓腔內的伺服油，被壓縮的高壓伺服油通過伺服油管傳到排氣閥頂端，驅動排氣閥桿向下運動，排氣閥開啟；當排氣閥要關閉時，控制單元發送指令控制電磁閥斷電，高壓伺服油切斷，增壓活塞向下運動，增壓腔內伺服油壓力迅速降低，排氣閥桿在空氣彈簧的作用下，向上運動。該類系統中的增壓腔容積固定，閥桿行程無法根據不同的工況需求而進行調節，排氣控制自由度小，且由于系統的加工、裝配及系統運行時存在的差異而無法保證排氣閥達到設計行程或使各缸、各循環具有一致的行程，從而導致柴油機各氣缸在各個工況下的換氣質量不一，從而影響柴油機性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種行程可補償調節的排氣閥驅動系統，通過增設伺服油低壓控制油路和補償調節模塊，實現排氣閥閥桿行程的靈活、柔性控制，從而顯著改善氣缸排氣效果，提高換氣質量，改善柴油機燃燒性能并有效控制廢氣排放。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術解決方案如下:
[0006]一種行程可補償調節的排氣閥驅動系統，包括低壓伺服驅動油供給裝置、行程補償調節模塊、高壓共軌單元、控制執行單元和排氣閥及其驅動裝置；
[0007]所述低壓伺服驅動油供給裝置連接所述行程補償調節模塊并向該行程補償調節模塊提供壓力穩定且負載敏感可調的低壓伺服驅動油；
[0008]所述行程補償調節模塊連接所述控制執行單元和排氣閥及其驅動裝置，根據所述排氣閥的閥桿位移或氣缸壓力的反饋信號補償調節該閥桿的行程，以實現該閥桿的行程靈活柔性可調，同時調節所述閥桿的關閉緩沖時間以減小該閥桿落座時的撞擊力；
[0009]所述高壓共軌單元為多通路供油管，連接所述控制執行單元并向該控制執行單元提供穩定的高壓驅動壓力，同時向所述排氣閥的驅動裝置補充所需的高壓伺服油；
[0010]所述控制執行單元連接所述排氣閥及其驅動裝置，用于控制所述排氣閥的開啟和關閉；
[0011]所述排氣閥及其驅動裝置通過所述控制執行單元所提供的高壓伺服油來驅動所述閥桿并執行排氣動作。
[0012]進一步地，所述的低壓伺服驅動油供給裝置包括油箱、單向閥、過濾器、變量栗、變頻電機、壓力補償閥、溢流閥和方向控制閥。
[0013]進一步地，所述的行程補償調節模塊包含比例流量閥、補償油腔、補償調節活塞和可變節流器。
[0014]進一步地，所述的比例流量閥采用三位兩通比例流量電磁閥或三位兩通方向控制閥。
[0015]進一步地，所述的可變節流器安裝于所述比例流量閥的出口處。
[0016]進一步地，所述的控制執行單元采用大小活塞增壓式結構，包括節流器、控制閥以及由小活塞和大活塞組成的驅動機構，所述大活塞運動一段距離限位后，所述小活塞仍繼續運行一段位移。
[0017]進一步地，所述的控制閥為二位四通電磁閥。
[0018]進一步地，所述的排氣閥及其驅動裝置包括驅動活塞、閥桿和節流孔。
[0019]進一步地，所述的排氣閥的閥桿上安裝有位移傳感器，氣缸內安裝有壓力傳感器。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0021]1、在不改變原有排氣閥系統的同時，通過增加一套低壓伺服驅動油供給裝置和行程補償調節模塊實現了閥桿行程的靈活可調，提高了柴油機排氣系統的控制自由度。
[0022]2、采用可變節流器，能夠有效減小排氣閥的閥桿落座時的撞擊力，并能夠根據需求調整落座緩沖時間。
[0023]3、對柴油機因加工、裝配及運行差異而引起的各缸各工況排氣的差異進行了補償，有效解決了排氣過程中的一致性問題。
[0024]4、所述系統能夠實現模塊化應用，同時可滿足不同缸徑、不同性能和不同排放需求的內燃機，大大降低了成本。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明的系統示意圖。
[0026]圖中:
[0027]1油箱，2單向閥，3過濾器，4變量栗，5變頻電機，6壓力補償閥，7溢流閥，8方向控制閥，9單向閥，10比例流量閥，11可變節流器，12補償調節活塞，13補償油腔，14驅動活塞，15閥桿，16節流孔，17小活塞，18大活塞，19控制閥，20高壓共軌單元，21壓力傳感器，22位移傳感器，23節流器。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發明所述的行程可補償調節的排氣閥驅動系統做進一步的詳細闡述，但不應以此來限制本發明的保護范圍。
[0029]請參閱圖1，本發明所述的行程可補償調節的排氣閥驅動系統包括低壓伺服驅動油供給裝置、行程補償調節模塊、高壓共軌單元20、控制執行單元和排氣閥及其驅動裝置。
[0030]所述低壓伺服驅動油供給裝置連接所述行程補償調節模塊并向該行程補償調節模塊提供壓力穩定且負載敏感可調的低壓伺服驅動油。所述的低壓伺服驅動油供給裝置包括油箱1、單向閥2、過濾器3、變量栗4、變頻電機5、壓力補償閥6、溢流閥7、方向控制閥8、單向閥9及相應的連接管路;所述的變頻電機5和變量栗4使得出口壓力及流量可靈活調節，所述的壓力補償閥6使得油栗的出口壓力可隨負載變化，有效節省能源。低壓伺服驅動油從油箱1經過過濾器3后，進入變量栗4，再經過單向閥9輸送至行程補償調節模塊的進油口處。
[0031]所述行程補償調節模塊連接所述控制執行單元和排氣閥及其驅動裝置，能夠根據所述排氣閥的閥桿位移或氣缸壓力的反饋信號補償調節該閥桿15的行程，以實現該閥桿15的行程靈活柔性可調，同時調節所述閥桿15的關閉緩沖時間以減小該閥桿15落座時的撞擊力。所述的行程補償調節模塊包含比例流量閥10、補償油腔13、補償調節活塞12和可變節流器11;所述的可變節流器11安裝于所述比例流量閥10的出口處，該可變節流器11可根據需求選用電控或手動調節式節流器;所述的比例流量閥1采用三位兩通比例流量電磁閥或三位兩通方向控制閥。所述閥桿15上安裝有位移傳感器22，用于實時檢測閥桿15的位移，并反饋給控制系統(圖中未示出)，控制系統根據實際需要，控制比例流量閥10，進而驅