[發明專利]分配盤控制的兩模式發動機氣門正時可變系統

有效

• 申請號: 200810152273.2
• 申請日: 2008-10-09
• 公開（公告）號: CN101418709A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 蘇萬華;戰強;裴毅強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01L1/34
• 分類號: F01L1/34;F01L9/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

技術領域

本發明涉及一種內燃機氣門正時與升程可變系統。特別是涉及一種可分別對進、排 氣門進行正時調整的分配盤控制的兩模式發動機氣門正時可變系統。

背景技術

20世紀80年代以來，能源和環境問題日益突出，社會對燃油的經濟性和有害排放物 的要求日益嚴格，如何改善發動機的性能、提高熱效率和減少有害排放越來越受到關注， 這就要求對傳統發動機進行改進。

發動機的配氣相位對燃燒過程的優劣起著至關重要的作用。配氣相位的選擇要考慮 到發動機的高速功率、低速扭矩、怠速油耗、部分負荷下的燃油經濟性、低速平穩性和 廢氣排放等問題。傳統的活塞式四沖程發動機普遍采用機械式凸輪軸驅動進氣門和排氣 門的配氣機構。氣門的運動通過曲軸與凸輪軸，凸輪軸與各氣門之間的機械傳動來控制 定時。這種機械式機構被證明是簡單、有效和可靠的，并且費用相對低廉。然而，這種 氣門機構在氣門的開啟時刻，開啟持續時間和氣門升程等參數上是固定不變的，無法在 發動機運行中進行調節，工作缺乏柔性。而這些固定不變的氣門運行參數不能在各種情 況下提供最佳正時，發動機性能潛力不能得到充分發揮。對配氣時間進行一定改變，能 滿足內燃機大部分工況的基本要求，所以被認為是可行的。為了獲得較好的發動機性能， 配氣相位應隨著轉速和負荷的變化而變化。發動機在高速和大負荷下需要較大的氣門重 疊角和進氣門關閉角，以便得到較高的功率輸出；反之，在怠速和低速小負荷下則需要 較小的進氣門關閉角和氣門重疊角，以便得到較好的怠速平穩性和廢氣排放性能。

發動機工作者針對減少發動機有害排放物改進了發動機的設計，改良了發動機的控 制系統，出現了廢氣再循環(EGR)和后處理技術，然而伴隨著發動機有害排放物的減少， 卻導致了發動機效率的降低，而當采用高增壓壓力時可能導致發動機最高爆發壓力過高。 可變配氣技術可以通過改變氣門開啟關閉時刻實現米勒循環，在發動機運行的一定工況 下，可以利用延遲進氣門關閉的時間，使一部分已經進入氣缸的氣體重新進入進氣歧管， 并在渦輪增壓的作用下保持一定的氣壓，發動機的進氣效率可以大大增加并降低泵吸損 失。這樣就造成了實際上的壓縮空氣沒有進氣時的多從而降低壓縮比，造成膨脹比大于 壓縮比，減小發動機工作的最高爆發壓力。

與固定配氣相位相比，可變配氣相位則可以在發動機不同工作范圍內的轉速和負荷 下，提供可變的氣門開啟、關閉時刻或升程，從而改善發動機進、排氣性能，較好的滿 足發動機在高轉速與低轉速、大負荷與小負荷時動力性、經濟性、廢氣排放的要求，整 體提高發動機綜合性能。現代高科技的發展已將汽車發動機的節能、增效、低排放作為 ??“節能-高效-環保”一體化課題進行綜合研究和技術開發。配氣相位固定不變的限制 已越來越顯得不適應時代要求，為此，可變氣門技術已成為汽車發動機研究重點方向之 一。

可變配氣技術由于自身的優點，日益受到人們的重視，國外研究機構進行了大量的 研究，出現了很多種可變氣門驅動機構，有些系統實現了氣門參數可變的功能，但只有 少數結構簡單、成本較低的機構實現了產品化，大多數可變氣門驅動機構由于成本較高 或者可靠性的問題，僅處于實驗階段。現有產品中的可變配氣機構以改變凸輪軸的相位 為主要方式，對原發動機的改動都比較大，多見于小功率汽油機。由于大功率柴油機進 排氣凸輪軸分為“頂置”和“側底置”兩種，由于“側底置”凸輪軸使發動機結構簡單， 制造成本低，目前應用十分廣泛，通常它的進排氣門由同一凸輪軸驅動，很難使進排氣 門分別進行調整，所以大功率柴油機的可變氣門技術有待開發。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種既對材料和加工設備的要求不高，對原柴 油機改動小，同時工作可靠的分配盤控制的兩模式發動機氣門正時可變系統。