带有可变气门驱动的施加点火内燃发动机的制作方法_4

文档序号:9214001阅读:来源:国知局
>[0130]发动机100的燃烧汽缸30可以包括活塞36被放置其中的燃烧汽缸壁32。活塞36可以被耦接至曲轴40,以便活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统被耦接至车辆的至少一个驱动轮。进一步地,启动器马达可以经由飞轮被耦接至曲轴40以确保发动机100的启动操作。
[0131]燃烧汽缸30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气并可以经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48能够经由各自的进气门52和排气门54与燃烧汽缸30选择地连通。在一些实施例中,燃烧汽缸30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门,诸如图3A和图3B所示。
[0132]在该示例中,进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或更多个凸轮和可以利用可以由控制器120操作的凸轮廓线变换(CPS)、凸轮中凸轮(CiC)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中一个或更多个以改变气门操作。在一种示例中,致动系统可以为经由单独的油管路和/或油道的液压可调致动装置,诸如图2中详细说明的液压可调致动装置。此外和/或可替代地,该系统可以提供单独切换道以将凸轮廓线变换应用在至少一个汽缸的所有的进气或所有的排气门上以提供选择的汽缸停用。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定或经由凸轮轴传感器确定。图4示出凸轮轴结构。
[0133]燃烧汽缸30包括以一种配置布置在进气道42中的燃料喷射器66,其提供了被熟知为到燃烧汽缸30的进气道上游的燃料的进气道喷射。燃料喷射器66经由电子驱动器168与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例的将燃料喷射到其中。可替代地或附加地,在一些实施例中,燃料喷射器其可以被安装在燃烧汽缸的侧面上或燃烧汽缸的顶部中,例如,以提供被熟知为到燃烧汽缸30的燃料的直接喷射。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料输送系统(未示出),燃料可以被输送至燃料喷射器66。
[0134]进气道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该具体示例中,节流板64的位置可以由控制器120经由提供至包含有节流板62的电动马达或致动器(可以被称为电子节气门控制(ETC)的一种配置)的信号改变。以此方式,节气门62可以被操作以改变提供至在其他发动机燃烧汽缸中的燃烧汽缸30的进气空气。进气道42可以包括用于提供各自的信号MAF和MAP至控制器120的质量空气流量传感器121和歧管空气压力传感器122。
[0135]在选择运转模式下,响应于来自控制器120的火花提前信号SA,点火系统88能够经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出火花点燃部件,但在一些实施例中,发动机100的燃烧室30或一个或更多个其他的燃烧室可以使用或不用点火火花以压缩点火模式运转。
[0136]排气传感器126被示出耦接至催化转化器70上游的排气道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器,诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO (加热型EG0)(加热EGO)、NOx, HC或CO传感器。排气系统可以包括起燃催化剂和底部催化剂、以及空燃比传感器上游和/或下游的排气歧管。在一种示例中,催化转化器70能够包括多块催化剂砖。在另一种示例中,能够使用每个均带有多块砖的多个排放控制装置。在一种示例中,催化剂转化器70能够是三元型催化剂。
[0137]控制器在图1中被示出为微型计算机,其包括微处理单元(CPU) 102,输入/输出端口(I/O) 104,在该具体示例中用于可执行程序和校准值的被示出为只读存储器(ROM) 106的电子储存介质、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM)IlO以及数据总线。控制器120可以接收来自被耦接至发动机100的传感器的各种信号和信息,除了之前讨论的那些信号外,还包括:来自质量空气流传感器120的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值;来自耦接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器122的歧管绝对压力信号信号(MAP)。储存介质只读存储器106能够使用计算机可读数据被编程,计算机可读数据代表由用于执行下面描述的方法以及其命令的处理器102可执行的指令。发动机冷却套管114可以被耦接至车厢加热系统。
[0138]发动机100可以进一步包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩装置,该压缩装置包括沿着进气歧管44布置的至少一个压缩机162。对于涡轮增压器,压缩机162可以至少部分地由沿着排气通道48布置的涡轮164(例如,经由轴)驱动。对于机械增压器,压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电机驱动,并且可以不包括涡轮。因而,经由涡轮增压器或机械增压器被提供至发动机的一个或更多个汽缸的压缩(例如,升压)的量可以由控制器120改变。另外,传感器123可以被设置在进气歧管44中用于向控制器120提供升压(BOOST)信号。
[0139]图2示意性地示出施加点火内燃发动机的实施例的油供应的片段。
[0140]泵3a可以被提供用于通过油路I输送发动机油,其中吸入管路15从油盘14(用作收集和储存发动机油)通向泵3a以便将源自油盘14的发动机油供应到泵3a。
[0141]泵3a经由供应管路4将油输送至提供在油路I中的消耗者5。这里,油首先流过布置在泵3a的下游的过滤器8并通过可以被布置在过滤器8的下游的冷却液运转的油冷却器9,在暖机阶段期间所述油冷却器通常被停用。
[0142]供应管路4在下游流向主油道10,导管1a从主油道通向消耗者5、在该情况中至曲轴的主轴承12并至曲轴侧的连杆轴承11,以便将油供应至这些部件。回流管路13也从主油道10分支,该回流管路在重力作用下将发动机油导回至油盘14。
[0143]此外,进给管路7a从主油道10 (其被布置在汽缸体中)通向附加泵3b,并经由油压管路7b供应加压油至进一步的消耗者5。所述泵3b用于输送发动机油,并在当前情况中,将油供应至部分可变气门驱动17 (具体为可切换气门驱动17)的液压可调致动装置。电磁阀19可以在部分可变气门驱动17的上游,并可以直接在泵3b的上游。电磁阀可以接收来自发动机控制器的信号以提供高的或低的压力至油管路7b和油管路7lv
[0144]气门驱动17的液压可调致动装置包含可切换的、单侧安装的摇臂17c,摇臂17c随着凸轮17d的旋转而被偏转并被带入与挺杆17b接合,挺杆17b作为凸轮从动件元件被安装在气门17a的末端,气门17a背离燃烧室,以便当凸轮17d经由凸轮支托的区域中的凸轮壳表面与摇臂17c接合并偏转摇臂17c时,挺杆17b参与气门17a的振荡升降运动。
[0145]摇臂17c可以为两部分形式,其中两个杆元件可以借助于锁紧销被刚性地连接至另一个,或与另一个分开并然后至少局部地相对于另一个可移动。销的致动并因而摇臂17c的切换然后可以经由从油压管路7b分支的摇臂-特定油压管路71^被液压地执行,受控关闭元件6被布置在油压管路7b中。当关闭元件6处于打开位置时,锁紧销承受油压,反之,处于关闭位置,销与油压管路7b分离并可以不承受压力。
[0146]以此方式,气门17a的升程(即最大升程)借助于油压能够被改变,其中当锁紧销承受油压时,可以实现第一升程,而当锁紧销与附加泵3b分离并因而从油压分离时,可以实现第二升程。
[0147]图3A示意性地示出施加点火内燃发动机的第一个实施例的、与油压管路16&1、16a2—起的汽缸的两个进气门17a1、17a2。其试图解释关于图2的附加特征,为此,在其他方面参考图2。
[0148]进气门17a1、17a2中的每一个属于部分可变气门驱动17,关闭汽缸的两个进气口,并在充气交换期间打开所述进气口。
[0149]每个进气门17aP17a2的液压可调致动装置在每种情况中具有从油路分支的单独的油压管路16a1、16a2,并经由油压管路,致动装置能够被充满加压油。在每个独立的油压管路16a1、16a2中,可以布置阻塞或打开单独的油压管路16a1、16a2的可控关闭元件6 一2。
[0150]然后,在充气交换过程期间,能够用单个正时和/或单个升程操作每个进气门17a1、17a2。例如,汽缸的进气门17a1、17a2能够被分配不同的正时和/或不同的升程。
[0151]图3B示意性地示出施加点火内燃发动机的第二个实施例的、与油压管路18、18P182—起的汽缸的两个进气门17a1、17a2。其只是试图解释关于图3A所图示说明的实施例的区别,为此,在其他方面参考图2和图3A。
[0152]两个进气门17a1、17a2的致动装置具有共同的油压管路18,油压管路18从油路I分支,并且经由油压管路18致动装置能够被充满加压油,在共同的油压管路18a中布置有阻塞或打开共同油压管路18的可控关闭元件6。
[0153]汽缸的进气门17a1、17a2的正时和/或升程可以被类似地改变。共同的油压管路18在可控关闭元件6的下游分支,其中分支IS1'IS2通向进气门17a1、17a2的每个致动装置。
[0154]图4示意性地示出施加点火内燃发动机的实施例的部分可变气门驱动的凸轮轴17e的片段。
[0155]图示说明的两个凸轮以相对于彼此旋转,以便两个相关联的进气门的气门重叠能够被改变,即,增加或减小。
[0156]为此,凸轮布置在其上的凸轮轴17e可以为两部分形式。凸轮轴17e包含可以相对于彼此旋转的两个凸轮轴段17e1、17e2,其中,第一凸轮^屯被布置在第一凸轮轴段17力上,以及第二凸轮17(12被布置在第二凸轮轴段17e2上。第二凸轮轴17d2可以为中空轴的形式,其中被用作第一凸轮轴段Hd1的轴以可旋转模式被布置和安装。
[0157]现在,如果轴与
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