[發明專利]內燃發動機全功能可變配氣控制機構

無效

• 申請號: 200810046457.0
• 申請日: 2008-11-05
• 公開（公告）號: CN101408118A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 劉若丹
• 申請（專利權）人: 劉若丹
• 主分類號: F01L1/34
• 分類號: F01L1/34
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及內燃發動機可變配氣機構，特別是具有連續可變氣門正時和氣門升程，使氣門具有半開功能，歇缸功能，增加了對可變氣門疊加量操作性的內燃發動機配氣機構。

背景技術

可變氣門正時和氣門行程的配氣技術已是現代發動機領域必不可少的技術要求，無論從發動機的動力特性，經濟油耗特性，還是排放特性的控制和優化方面都能起到很重要的作用，另外，歇缸技術實際上也是一種可變氣門技術，歇缸技術的應用對節約油耗和減少排放也有同樣很重大的意義。

可變配氣技術技術領域最領先或具有代表性的有本田的VTEC，I-VTEC，豐田的VVT-I，VVTL-I，以及BMW的Valvetronic技術等。

本田的VTEC具有三段式的可變氣門正時和氣門行程，即在一組氣門上有三個不同長短尺寸的凸輪，對應三只由液壓控制的搖臂，切換鎖止不同搖臂組合分別實際參與工作，達到近似滿足發動機在不同轉速工況階段所需要的氣門正時和氣門行程，以及此階段所需的進，排氣疊加量，其中，由于最短一只凸輪的作用，還具在低慢速時氣門半開能力。正因為VTEC只具備三段式氣門正時和氣門行程，在這三段轉速附近的氣門正時會過遲或過早，以及產生的疊加量過小或過大，其動力躍遷和油耗問題依然很突出。所以，本田又裝備了I-VTEC，實際是VTEC與VTC配合(VTC也是一種連續的VVT-可變氣門正時技術，即：在凸輪軸末端設置的控制機構，能根據需要由電子控制動態的連續改變凸輪軸轉角相位)。VTC也存在只能使凸輪軸向單一方向偏轉，這就意謂著使氣門提前打開，當然也提前關閉，反之也一樣。因此，如果根據轉速需要增加排，進氣疊加角度，要么通過調節進氣凸輪軸相位來增加疊加量，但結果是進氣門關閉就必然提前，同樣的，調節排氣凸輪軸相位，排氣門打開就相應推遲。因此，可以說VTC等單向偏轉方式在控制可變疊加量這一重要指標上是打折扣的。

VTEC與連續型的VTC結合在一定程度上彌補了VTEC不連續性，但這種彌補也帶來了凸輪軸偏轉方式的缺點，是一種更近似的折衷方案。盡管如此，I-VTEC作為本田的專有技術，己在優化動力特性，油耗特性，排放特性以及促進消費諸多方面發揮了巨大作用。需要指出的是，VTEC不僅是VVT氣門正時技術，同時也是VVL氣門行程技術，所以，它可以用于DOHC雙凸輪軸頂置式，也可以用于SOHC單凸輪軸頂置式配氣發動機上，而VTC以及其它型式靠凸輪軸偏轉調節氣門正時的這一類VVT都不能用于SOHC上，因為那樣的話，凸輪軸向單一方向偏轉，進，排氣凸輪的相位同步向同樣的方向移動了同樣的角度，那疊加角度還是沒有改變。這也是DOHC對SOHC的優勢所在。

豐田的VVTL-I與本田的I-VTEC大同小異。

寶馬的可變氣門正時也采用了類似VTC的凸輪軸偏轉方式，稱為Double?VANOS，目前幾乎所有的BMW發動機上都能夠看到Double?VANOS的應用，連續式VTC屬于目前VVT技術的主流。但BMW確有連續可變氣門行程技術Valvetronic，它是在氣門搖臂上端，垂直的設置一只可變搖臂，凸輪驅動可變搖臂，可變搖臂下端以搓動方式驅動氣門搖臂，其上端被偏心輪控制，通過偏心輪改變垂直可變搖臂對氣門搖臂的搓動角度發生變化，達到連續控制氣門升程變化。由于BMW有了細膩的連續氣門升程技術，Valvetronic是世界上第一個在汽油機上取消了有一定負作用的節氣門(因為，在中、低負荷下，乃至怠速時，由于節氣門開度小，發動機的吸氣量較小，然而，進氣岐管內的真空度反而較大，活塞吸氣時也會相應的耗費更多的力，節氣門開度越小，浪費的能量也越多，發動機在這方面浪費的能量比例是相當高的。這也是汽車在走走停停的城市工況下油耗偏高的重要原因)，以進氣門本身具有的連續可變氣門升程來取代節氣門，就不會由于雙門(進氣門和節氣門)作用，使進氣岐管內產生真空負壓效應。

連續的可變氣門升程能在高轉速時大幅提升發動機功率，并對發動機油耗特性和排放特性可以大為改善。

我們知道氣門升程變化只能改變進，排氣量大小，不能改變氣門正時和氣門開啟持續時間，按照發動機動態可變配氣時間圖(見圖25：發動機配氣參考圖)，理想的可變配氣正時，應該在動態周期中氣門的開閉既需要提前，也需要推遲，在氣門正時限度范圍內，以疊加量的多少達到氣門開啟持續時間的改變，因為VVT氣門正時技術最主要的目標就是要能調節進，排氣門重疊角度。同時，氣門升程也應隨發動機轉速變而連續變化。

事實上，氣門的可變疊加量才是所謂能改善發動機的動力特性，油耗特性和排放特性的最重要的問題。