一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法专利检索-常开电磁阀常开阀阀门专利检索查询-专利查询网

一种实现 发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法

阅读：1036发布：2020-05-29

专利汇可以提供一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的在于提供一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法，曲轴位置传感器连接ECU，ECU分别连接两位三通电磁阀和常开电磁阀，两位三通电磁阀分别连接高压油箱、低压油箱以及锥形滑阀，反馈活塞筒固定在主活塞筒上，反馈活塞和主活塞通过活塞杆固连在一起，主活塞连接进气门，主活塞与其下方的主活塞筒之间安装弹簧，锥形滑阀分别连接反馈上腔、主上腔以及主下腔，主下腔上设置限位孔，常开电磁阀连接反馈上腔，限位孔和常开电磁阀通过同一条管路连接低压油箱。本发明针对发动机米勒循环的实现，其技术通用性强、可移植性好。，下面是一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统，其特征是：包括曲轴位置传感器、ECU、高压油箱、低压油箱、主活塞、反馈活塞，检测曲轴位置的曲轴位置传感器连接ECU，ECU分别连接两位三通电磁阀和常开电磁阀，两位三通电磁阀分别连接高压油箱、低压油箱以及锥形滑阀，反馈活塞设置在反馈活塞筒里，主活塞设置在主活塞筒里，反馈活塞筒固定在主活塞筒上，反馈活塞和主活塞通过活塞杆固连在一起，反馈活塞与其上、下的反馈活塞筒壁分别形成反馈上腔和反馈下腔，主活塞与其上、下的主活塞筒分别形成主上腔和主下腔，主活塞连接进气门，主活塞与其下方的主活塞筒之间安装弹簧，锥形滑阀分别连接反馈上腔、主上腔以及主下腔，主下腔上设置限位孔，常开电磁阀连接反馈上腔，限位孔和常开电磁阀通过同一条管路连接低压油箱。
2.一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动方法，其特征是：采用如下气门电液驱动装置：包括曲轴位置传感器、ECU、高压油箱、低压油箱、主活塞、反馈活塞，检测曲轴位置的曲轴位置传感器连接ECU，ECU分别连接两位三通电磁阀和常开电磁阀，两位三通电磁阀分别连接高压油箱、低压油箱以及锥形滑阀，反馈活塞设置在反馈活塞筒里，主活塞设置在主活塞筒里，反馈活塞筒固定在主活塞筒上，反馈活塞和主活塞通过活塞杆固连在一起，反馈活塞与其上、下的反馈活塞筒壁分别形成反馈上腔和反馈下腔，主活塞与其上、下的主活塞筒分别形成主上腔和主下腔，主活塞连接进气门，主活塞与其下方的主活塞筒之间安装弹簧，锥形滑阀分别连接反馈上腔、主上腔以及主下腔，主下腔上设置限位孔，常开电磁阀连接反馈上腔，限位孔和常开电磁阀通过同一条管路连接低压油箱；
曲轴位置传感器采集到曲轴位置信号后，将信号发送至ECU，ECU输出两个信号经放大后分别为out1、out2，将out1通向两位三通电磁阀，两位三通电磁阀接通高压油箱，高压油箱里的高压油通过锥形滑阀进入主上腔，使主活塞下行并顶推进气门开启，当主活塞右侧壁完全堵住限位孔，卸油管路被封闭时，主下腔右侧油路切断，主下腔油压升高，锥形滑阀向上移动，切断高压油路，此时进气门完全开启，升程最大；将out1与两位三通电磁阀断开，两位三通阀复位，主活塞和反馈活塞在弹簧弹力的作用下上行，主上腔液压油回流至低压油箱；将out2通向常开电磁阀，反馈上腔右侧油路切断，反馈上腔油压升高，锥形滑阀向下移动，切断回油油路，此时气门落座，至此完成一次进气门开启到落座的过程，重复这一过程实现发动机的连续工作。
3.根据权利要求2所述的一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动方法，其特征是：
out1与两位三通电磁阀断开的时机为发动机的曲轴转到下止点之前，实现第一种米勒循环或者两位三通电磁阀于发动机的曲轴转到下止点之后与out1断开，同时常开电磁阀延后通电，实现第二种米勒循环。

说明书全文

一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种发动机的气门装置及其驱动方法。

背景技术

[0002] 在环境问题日益严峻的今天，发动机排放控制尤其是降低NOX排放是目前的研究热点之一。

[0003] 现有技术表明，采用米勒循环的发动机可有效降低NOX排放。事实上，米勒循环是奥托循环的一种改良，并不是一种新的热机循环。它有两种实现形式，即：进气门早关和进气门晚关。a,进气门早关：当活塞还未到达下止点之前就将进气阀提前关闭，终止进气，减少进入缸内的新鲜冲量，且让新鲜冲量在进气冲程中膨胀冷却气缸。然后再进行压缩，由于进气量少，所以压缩比减小，从而降低燃烧初始温度，进而降低缸内最高燃烧温度，降低NOX排放。b,进气门晚关：在压缩冲程中，继续保持开启进气门，将一部分新鲜冲量排出，当达到所设定的延迟关闭角时，才将进气阀关闭。从而减少进入缸内的实际气体量，降低实际压缩比，而膨胀比也不变，从而提高发动机的经济性。

[0004] 以往的可变气门驱动技术不能满足全工况下发动机性能最优，因而不适宜应用米勒循环。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供利用全可变电液驱动机构驱动发动机进气门来实现米勒循环的一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法。

[0006] 本发明的目的是这样实现的：

[0007] 本发明一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统，其特征是：包括曲轴位置传感器、ECU、高压油箱、低压油箱、主活塞、反馈活塞，检测曲轴位置的曲轴位置传感器连接ECU，ECU分别连接两位三通电磁阀和常开电磁阀，两位三通电磁阀分别连接高压油箱、低压油箱以及锥形滑阀，反馈活塞设置在反馈活塞筒里，主活塞设置在主活塞筒里，反馈活塞筒固定在主活塞筒上，反馈活塞和主活塞通过活塞杆固连在一起，反馈活塞与其上、下的反馈活塞筒壁分别形成反馈上腔和反馈下腔，主活塞与其上、下的主活塞筒分别形成主上腔和主下腔，主活塞连接进气门，主活塞与其下方的主活塞筒之间安装弹簧，锥形滑阀分别连接反馈上腔、主上腔以及主下腔，主下腔上设置限位孔，常开电磁阀连接反馈上腔，限位孔和常开电磁阀通过同一条管路连接低压油箱。

[0008] 本发明一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动方法，其特征是：采用如下气门电液驱动装置：包括曲轴位置传感器、ECU、高压油箱、低压油箱、主活塞、反馈活塞，检测曲轴位置的曲轴位置传感器连接ECU，ECU分别连接两位三通电磁阀和常开电磁阀，两位三通电磁阀分别连接高压油箱、低压油箱以及锥形滑阀，反馈活塞设置在反馈活塞筒里，主活塞设置在主活塞筒里，反馈活塞筒固定在主活塞筒上，反馈活塞和主活塞通过活塞杆固连在一起，反馈活塞与其上、下的反馈活塞筒壁分别形成反馈上腔和反馈下腔，主活塞与其上、下的主活塞筒分别形成主上腔和主下腔，主活塞连接进气门，主活塞与其下方的主活塞筒之间安装弹簧，锥形滑阀分别连接反馈上腔、主上腔以及主下腔，主下腔上设置限位孔，常开电磁阀连接反馈上腔，限位孔和常开电磁阀通过同一条管路连接低压油箱；

[0009] 曲轴位置传感器采集到曲轴位置信号后，将信号发送至ECU，ECU输出两个信号经放大后分别为out1、out2，将out1通向两位三通电磁阀，两位三通电磁阀接通高压油箱，高压油箱里的高压油通过锥形滑阀进入主上腔，使主活塞下行并顶推进气门开启，当主活塞右侧壁完全堵住限位孔，卸油管路被封闭时，主下腔右侧油路切断，主下腔油压升高，锥形滑阀向上移动，切断高压油路，此时进气门完全开启，升程最大；将out1与两位三通电磁阀断开，两位三通阀复位，主活塞和反馈活塞在弹簧弹力的作用下上行，主上腔液压油回流至低压油箱；将out2通向常开电磁阀，反馈上腔右侧油路切断，反馈上腔油压升高，锥形滑阀向下移动，切断回油油路，此时气门落座，至此完成一次进气门开启到落座的过程，重复这一过程实现发动机的连续工作。

[0010] 本发明一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动方法还可以包括：

[0011] out1与两位三通电磁阀断开的时机为发动机的曲轴转到下止点之前，实现第一种米勒循环或者两位三通电磁阀于发动机的曲轴转到下止点之后与out1断开，同时常开电磁阀延后通电，实现第二种米勒循环。

[0012] 本发明的优势在于：

[0013] 1.该系统针对发动机米勒循环的实现，其技术通用性强、可移植性好。凸轮可变配气机构实现米勒循环受机械系统制约，本发明基于电液驱动，可以灵活调节气门正时、持续期、升程等参数，能满足不同发动机任意工况下米勒循环的配气需要。

[0014] 2.在实现米勒循环的同时，气门落座相位、速度精确可控，落座冲击小。当气门关闭时，由于活塞上行，上液压腔压力升高，锥形滑阀下移逐渐锁住油路，实现气门落座相位、速度精确可控。

[0015] 3.在实现米勒循环的同时，气门最大升程可控且开启稳定。本发明设计了位于主活塞侧壁的限位孔，气门开启过程中，活塞下行到期望升程时遮挡限位孔，实现节流并逐渐关闭限位孔，稳步到达最大升程。附图说明

[0016] 图1a为正常气门正时圆图，图1b为进气门早关的气门正时圆图，图1c为进气门晚关的气门正时圆图；

[0017] 图2为ECU逻辑结构示意图；

[0018] 图3为本发明的结构示意图；

[0019] 图4为为两位三通电磁阀V1和电磁阀V2的开启关闭流程图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

[0021] 结合图1～4，该系统由以下四个主要部分构成，曲轴位置传感器、电子控制单元(ECU)、电液全可变气门驱动机构、气门位移传感器。其中曲轴位置传感器为市售常用霍尔效应式传感器，用来测量曲轴下止点(BDC)位置；电子控制单元中的核心部件单片机采用飞思卡尔9S12系列；全可变电液驱动机构主要包括高压油箱、低压油箱、两位三通电磁阀V1、常开电磁阀V2、锥形滑阀Vc构成的反馈腔、以及由主活塞P1和反馈活塞P2构成的推进腔(P1P2刚性连接)；气门位移传感器为直线位移传感器，功能在于把直线机械位移量转换成电信号来测定气门瞬时升程大小。

[0022] 系统驱动发动机气阀的原理`

[0023] 曲轴位置传感器采集到曲轴位置信号后(见图2)，进过整形滤波AD转换进入单片机(见图3)，单片机根据事先设定的程序依次输出两个信号至大功率驱动电路，放大后的驱动电流分别为out1、out2(见图2)。out1使两位三通阀V1通电，接通高压油箱，高压油通过锥形滑阀Vc进入主活塞P1上腔，使主活塞下行并顶推发动机进气门开启。当主活塞P1右侧壁完全堵住右侧限位孔，卸油管路被封闭时，主活塞P1下腔右侧油路切断，下腔油压升高，反馈锥形滑阀向上移动，切断高压油路。此时驱动器停止移动，进气门完全开启，升程最大。当V1断电后，V1两位三通阀复位。主活塞P1和反馈活塞P2在弹簧力的作用下上行，主活塞P1上腔液压油回流至低压油箱。当out2电流使电磁阀V2通电时，反馈活塞P2上腔右侧油路切断，P2上腔油压升高，反馈锥形滑阀向下移动，切断回油油路。此时驱动器停止移动，气门落座。至此完成一次进气门开启到落座的过程。重复这一过程即可满足发动机连续工作需要(见图3)。

[0024] 系统实现米勒循环的方法

[0025] 实现米勒循环即要求进气门提前关闭或者延后关闭。所以要求两位三通电磁阀V1于曲轴转到下止点之前断电，这样气门回座时刻比正常提前，实现第一种米勒循环；或者要求两位三通电磁阀V1于曲轴转到下止点之后断电，电磁阀V2延后通电，这样气门回座时刻比正常延后，实现第二种米勒循环。

[0026] 原机以及两种米勒循环不同的气门正时圆图如图1所示。通过控制out1的持续时间以及out2的通电时刻即可控制进气门早关或者晚关。如果out1的持续时间短，out2的通电时刻提前，就可实现进气门早关的米勒循环；如果out1的持续时间长，out2的通电时刻延后，就可实现进气门晚关的米勒循环。

[0027] 如图4所示，首先在用户计算机(上位机)参数设置界面输入待运行发动机的额定转速。发动机以额定转速正常运行后，曲轴位置传感器获得曲轴位置信号，单片机不断将该位置信号与数据库中对应两位三通阀V1通电开启的曲轴位置进行比对。当曲轴到达预设V1开启位置时单片机输出信号out1并经过放大电路驱动V1开启，在额定工况下，气门向下运动到最大升程；之后当曲轴到达预设V1复位位置时单片机输出信号out1＝0，V1复位，气门在弹簧作用下回座；最后当曲轴到达预设V2关闭位置时单片机输出信号out2并经过放大电路驱动V2关闭，气门减速落座，延时若干毫秒后，单片机输出信号out2＝0,V2电磁阀以及整个系统复位。重复以上过程即可实现实时可调的发动机米勒循环，并进行有效配气。对应不同发动机不同的工况，输出电流out1、out2时所对应的预设曲轴转角位置不同。利用气门位置传感器在上位机显示界面反馈的气门位置信息，方便地调整V1V2电磁阀预设的开启关闭位置，这样就可以在不同发动机任意工况下实现两种米勒循环。

[0028] 应用本发明实现不同发动机任意工况下的两种米勒循环的方法：调整本系统电磁阀的通电断电时刻，根据发动机及工况需要任意改变开启及落座时刻(在下止点之前或之后)，来实现以减少NOX排放为主要目的的进气门早关的米勒循环，或者实现以提高发动机的经济性为主要目的的进气门晚关的米勒循环；

[0029] 在实现米勒循环的同时，反馈活塞P2具备良好的落座缓冲功能，气门落座相位、速度精确可控，落座冲击小，反馈活塞P2在落座过程中起到了阻尼作用，电磁阀V2通电时，反馈活塞P2上腔右侧油路切断，导致压力增加，锥形滑阀下行，整个过程减少落座冲击；

[0030] 在实现米勒循环的同时，气门运动到最大升程根据发动机及不同工况可实现稳定控制，主活塞P1下行时，活塞侧壁缓慢遮挡右侧限位孔，逐渐锁闭右侧卸油油路，气门逐渐停止在最大升程处；

[0031] 锥形滑阀具有自锁作用，受到锥形滑阀上下两腔，即主活塞P1下腔和反馈活塞P2上腔压力影响，自锁油路，分别实现进气门最大升程和气门缓冲落座；

[0032] 本发明实现发动机米勒循环的方法，可移植性强，根据不同机型、不同负荷、不同转速下，任意调整驱动电流的输出时刻，重新载入单片机内控制V1V2两个电磁阀的程序，以满足不同工况的配气需要。

标题	发布/更新时间	阅读量
新型大通量零能耗常开常闭电磁阀	2020-05-12	331
用于常开电磁阀的装置	2020-05-11	373
一种侧进底出常开型开关电磁阀	2020-05-12	396
一种高压力常闭型开关电磁阀	2020-05-13	226
常开先导式电磁阀	2020-05-11	902
交流常开电磁阀	2020-05-11	778
一种防爆正压柜用可调节常开电磁阀	2020-05-12	43
一种活塞结构的常开式电磁阀	2020-05-13	495
防爆常开电磁阀	2020-05-12	580
常开式电磁阀	2020-05-12	947

一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法

一种实现发动机米勒循环的气门电液驱动系统及方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：