[發(fā)明專利]用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410054127.1
• 申請(qǐng)日: 2014-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN103758600A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡云;王宇業(yè);賀林;葉斌;吳泓;梁剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所
• 主分類號(hào): F01L1/34
• 分類號(hào): F01L1/34
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柴油機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的柴油機(jī)中，配氣正時(shí)一般是不可調(diào)節(jié)的，即柴油機(jī)在不同工況及不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，均采用相同的配氣正時(shí)。但實(shí)際上，在實(shí)現(xiàn)最佳性能的同時(shí)為滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，柴油機(jī)在高負(fù)荷和低負(fù)荷時(shí)對(duì)配氣正時(shí)有不同的需求：在高負(fù)荷時(shí)，柴油機(jī)增壓壓力較高，一般采用進(jìn)氣閥在下止點(diǎn)前提前關(guān)閉（米勒循環(huán)技術(shù)）；而在低負(fù)荷時(shí)，為增加進(jìn)氣量，一般又希望進(jìn)氣閥在下止點(diǎn)后關(guān)閉，以改善低負(fù)荷時(shí)的性能與排放。

專利申請(qǐng)?zhí)枮?01180021446.7公開了一種用于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體交換閥的控制裝置，用于提供柴油機(jī)配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置與方法。該控制裝置主要由液壓挺柱及液壓油路控制系統(tǒng)組成，適用在發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸和閥機(jī)構(gòu)之間，包括主體部和布置在該主體部中的室，用于液壓介質(zhì)的線路通向室，并且在室中，活塞裝置以可移動(dòng)的方式布置為與凸輪軸和閥機(jī)構(gòu)成機(jī)械力傳遞連接的關(guān)系，以至少用于打開閥。用于液壓介質(zhì)的線路包括用于液壓介質(zhì)的不同的進(jìn)給管和排出管，這兩個(gè)管都通向室中的室空間。室空間隨著活塞裝置沿閥的打開方向移動(dòng)而增大。為了實(shí)現(xiàn)所述氣體交換閥的延遲關(guān)閉，液壓介質(zhì)布置成被供給到空間，當(dāng)閥被打開時(shí)，室空間中的壓力的釋放確定氣體交換閥的關(guān)閉。排出管設(shè)置有以電子方式控制的閥裝置，以用于可調(diào)節(jié)地確定室空間中的壓力的準(zhǔn)確釋放時(shí)間。

圖1示出了上述控制裝置的配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的氣閥升程曲線圖。當(dāng)液壓系統(tǒng)不工作時(shí)，氣閥升程曲線與傳統(tǒng)柴油機(jī)相同，由凸輪輪廓控制，如曲線A；當(dāng)電磁閥常開時(shí)，由于液壓系統(tǒng)的緩沖作用，氣閥升程曲線如曲線C所示，其位置由節(jié)流閥的開度確定；當(dāng)控制電磁閥的開啟時(shí)間時(shí)，氣閥升程曲線如曲線B所示，其位置由電磁閥的開啟時(shí)間確定。

然而，該方案采用了液壓挺柱機(jī)構(gòu)和液壓油路控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且氣閥運(yùn)動(dòng)曲線B及曲線C均需要進(jìn)行節(jié)流閥和電磁閥的匹配試驗(yàn)，控制難度較大。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)配氣正時(shí)的靈活調(diào)節(jié)，使得柴油機(jī)在不同工況下均具有良好的性能和較低的排放。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)配氣正時(shí)的靈活調(diào)節(jié)，使得柴油機(jī)在不同工況下均具有良好的性能和較低的排放。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置，包括凸輪軸、搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)、推桿、搖臂、氣閥、搖桿軸、以及所述搖桿軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述凸輪軸的凸輪型面與所述搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一端部線接觸；所述搖桿軸的第一端部與所述搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二端部相配合；所述搖桿軸為偏心結(jié)構(gòu)，所述搖桿軸的旋轉(zhuǎn)中心與搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心不重合。

進(jìn)一步地，所述搖桿軸的旋轉(zhuǎn)中心與搖桿軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心重合。

可選地，所述搖桿軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)氣缸，所述搖桿軸的第二端部與旋轉(zhuǎn)氣缸的中心軸連接。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)氣缸包括兩個(gè)氣口，通過電磁閥控制扇形氣缸的進(jìn)氣的氣口的選擇，用于實(shí)現(xiàn)所述控制裝置的兩級(jí)調(diào)控。

可選地，所述搖桿軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)，所述搖桿軸的第二端部與步進(jìn)電機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述搖桿軸的第二端部通過連接軸與旋轉(zhuǎn)氣缸的中心軸或步進(jìn)電機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二端部還設(shè)有緊固件，所述搖桿軸的第一端部垂直貫穿所述搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二端部的中央?yún)^(qū)域，所述緊固件用于固定所述搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述搖桿軸。

進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括閥橋，所述搖臂通過所述閥橋驅(qū)動(dòng)所述氣閥的運(yùn)動(dòng)，用于控制所述氣閥的開啟和關(guān)閉。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了基于上述用于柴油機(jī)中配氣正時(shí)調(diào)節(jié)的控制裝置的控制方法，所述搖桿軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)搖桿軸旋轉(zhuǎn)，所述搖桿軸確定搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)與凸輪軸的凸輪型面的接觸位置；當(dāng)所述凸輪軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，通過運(yùn)動(dòng)傳遞，將驅(qū)動(dòng)搖桿式從動(dòng)機(jī)構(gòu)的推力通過推桿和搖臂傳到氣閥，實(shí)現(xiàn)氣閥的開啟與關(guān)閉。