首页 / 专利库 / 引擎 / 内燃机 / 压缩点火发动机 / 可变压缩比发动机 / 无节气门发动机及控制功率恒压缩压规避爆震的方法

无节气发动机及控制功率恒压缩压规避爆震的方法

阅读:530发布:2020-12-12

专利汇可以提供无节气发动机及控制功率恒压缩压规避爆震的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且受控于伺服系统的上下缸体移动装置、组合式 凸轮 轴装置、内嵌装置、特除电至动气 阀 控制系统及一种基于以上装置的压缩压设定调整系统,同步实施控制燃烧容积技术和控制充气量技术,以获得全工况条件下规避 爆震 、最优化运行、 燃料 适应性为目的最合适的压缩压。使 发动机 的最佳工作点延长至全工况的各功率段的线,在全工况下一直保持最佳的工作状态,有更强的动 力 ,更加节能和环保。归纳以上技术,得以得到一种使 往复式发动机 产生呼气(吐气)冲程及由此控制其功率的方法,一种使发动机在全工况条件下保持准恒压缩压的方法,得到一种通过降低压缩压来抑制、规避爆震爆燃发生的方法。,下面是无节气发动机及控制功率恒压缩压规避爆震的方法专利的具体信息内容。

1.一种无节气发动机及控制功率恒压缩压规避爆震的方法
1一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系统, 包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单元, 其特征在于:其具有上下缸体移动装置,该发动机由可相对移动的 上缸体、下缸体两部分组成,下缸体(22)由下部缸体及缸体上固 有的发动机机爪、油底、曲轴轴座(26)及曲轴等组成,上缸体(23) 由上部缸体及上部缸体固有的缸筒、缸盖、及机件、机构、装置等 组成;上下缸体均有彼此可滑动的接触端部,其接触端部是与缸体 同体的,或是安装在上缸体(23)上的具有弹性可贴近下缸体(22) 接触端的物体,下接触端部套接在上缸体接触端部的外缘;上下缸 体之间安装有受控位移装置,其受控位移装置是一个受控制器(例 如,加速踏板)电信号控制或者受电控系统信号控制的液压或电动 执行机构,受控位移装置可移动上缸体与下缸体之间的距离,这种 位移是以曲轴主轴轴线为基点的,可改变汽缸与曲轴的距离,可改 变发动机压缩比,可改变燃烧室容积。
2.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系 统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单 元,其特征在于:其配气系统有一种受控的组合式凸轮轴机构和带 翼升件,受控的组合式凸轮轴机构由中空的凸轮轴(35)、装在 中空的凸轮轴内的凸轮芯轴(36)、凸轮组、阻旋转位移连接器组 成,其阻旋转位移连接器之中的受控位移装置是一个受控制器电信 号控制或者受电控系统信号控制的液压或电动执行机构;凸轮轴 (35)与凸轮芯轴(36)之间有N条轴向的滑配合的键(40)槽(41) 结构,凸轮组由升凸轮(37)、凸轮瓣(38)组和而成,升凸轮(37)、 凸轮瓣滑轨(39)与凸轮轴(35)是一体的,是在中空的凸轮轴上 加工得到的或是固定连接的,凸轮瓣滑轨在升凸轮(37)旁,凸轮 瓣(37)下部有与凸轮瓣滑轨相吻合的滑转面,凸轮瓣(37)固定 安装有驱动销(42),驱动销(42)中心线指向凸轮轴(35)轴心, 凸轮芯轴(36)上开有与轴心不平行的凸轮瓣驱动槽(43),凸轮 瓣滑轨上开有驱动窗长孔(44);
带翼升阀件的与凸轮接触端的端头具有翼的结构,翼与升阀件 是同体的或是固定连接的,翼下部是内圆柱面;
阻旋转位移器由轴承(45)或具有限轴向位移功能的轴套和连 接件(46)和连接件基座(47)和受控位移装置组成的装置,其受 控位移装置是一个受控制器电信号控制或者受电控系统信号控制的 液压或电动执行机构;一个轴承(45)或具有限轴向位移功能的轴 套的内外圈分别固定连接凸轮芯轴(36)轴端和连接件(46)的一 端,连接件(46)另一端固定连接执行机构的一(作用)端,执行 机构的另一(作用)端连接连接件基座(47),连接件(46)外缘 有与连接件基座(47)滑配合的键槽(48)结构,连接件基座(47) 与发动机缸体固定连接,与连接件基座滑配合的键槽(48)结构限 制连接件(46)随凸轮芯轴(36)旋传,执行机构动作时轴向移动 连接件(46),连接件(46)通过轴承(45)或轴套移动凸轮芯轴 (36)实施对凸轮瓣(38)的驱动;
凸轮芯轴(36)滑配合的插入中空的凸轮轴(35)内,凸轮瓣 (38)安装在凸轮瓣滑轨上,凸轮瓣上的驱动销(42)穿过驱动窗 长孔(44)插入凸轮芯轴的驱动槽(43)内,凸轮芯轴(36)端头 连接阻旋转位移连接器并受其驱动;当凸轮芯轴(36)受驱动在凸 轮轴(35)内抽动时,驱动槽(43)通过驱动销(42)驱动凸轮瓣 (38),凸轮瓣(38)以凸轮轴(35)轴心为圆心沿凸论瓣滑轨滑 转,滑转方向是逆凸轮轴转动方向的;工作时,凸轮芯轴(36)是 随凸轮轴(35)转动的;其受控位移装置通过阻旋转位移连接器移 动凸轮芯轴(36),受凸轮芯轴(36)驱动凸轮瓣(38)转动,经 带翼升阀件连动,气阀可延后闭合,闭合度受控可变。
3.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系 统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单 元,其特征在于其具有一个内嵌的电动或液压执行机构,其安装在 上下缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接器的 受控位移装置两个之中的一个上;其串接安装在位移指令传导机件 之中,改变位移指令机件物理形状,对受控位移装置的位移指令值 进行修正;或安装在受控位移装置位移指令的反馈回路上的机件上, 调整其相互位置以修正位移反馈值;修正位移指令值或修正位移反 馈值达到对目标位的修正,实施对燃烧室容积或气缸充气量其中之 一的调整,引发燃烧室容积与气缸充气量比值变化即压缩压变化。
4.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所 有系统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控 制单元,其特征在于其发动机有一种特殊的产生呼气(吐气)冲程 的电致动气阀(含电磁、电控液压气阀)控制系统;该控制系统采 集使用角度传感器监测曲轴90度到170度范围的信号,活塞上止点 吸程开始时曲轴角度为0度;角度传感器的信号与控制器信号或调控 指令值信号统一标定,计算控制单元用即时的控制器电信号或即时 的调控指令信号检索动态的角度传感器信号,当信号值符合时发出 进气阀闭合触发信号;经驱动电路放大控制气阀关闭,该系统的进 气阀在固定角度开启,可控的在90度到170度角的范围内闭合,控制 器0程时则闭合角度最大,控制器控制量增大则进气阀闭合角度减 小,控制器满程区域时进气阀闭合角度是90度;装有该装置的发动 机在控制器非满程(加速踏板未踏到底的)时具有独特的呼气(吐 气)冲程,气缸实际充气量和发动机功率由呼气冲程的长短控制。
5.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系统, 包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单元, 其特征在于其具有一个压缩压调整系统,压缩压调整系统有一个带 有显示器和燃料选择设定开关的仪表板,其电控微机的存储器至少 预置一组修正压缩压性能图;计算控制单元采集控制器信号值;电 控微机计算控制单元依控制器信号值、工作条件参数、燃料选择设 定开关给定的燃料(品质)参数、由性能图中检出压缩压修正值, 压缩压修正值与控制器信号值相加,得出压缩压的调控压指令值并 输出,调控压指令值是被调整机构位移量的目标值;接受调控压指 令的执行装置安装在可调整燃烧室容积的机构(系统)或可调整充 气量的机构(系统)之一上,另一个未安装调控压指令执行装置的 机构(系统)接受控制器信号控制;或者,一个内嵌的受调控压指 令控制的电动或液压执行机构,安装在接受控制器信号控制的上下 缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接器的受控 位移装置两个之中的一个上。
6.权利要求5所述修正压缩压性能图其特征在于其修正压缩压性能 图是多组曲线,其至少含有针对N种(品质)燃料的N个(类别)曲 线,每个(类别)曲线是特定发动机在不同的(大气压、大气温度、 气缸温、转速等)工作条件工作状况和不同的控制器信号下的经 实验确定的避开爆震(发生)的优选的压缩压修正值曲线;该N条曲 线是以燃料的易爆震特性排序的。
7.权利要求5所述带有显示器和燃料选择设定开关的仪表板其特征 在于其中的设定开关至少可以设定燃料(特性)类别,并与相应压 缩压值曲线(类别)关联,显示器以数字或图像至少可以显示现使 用燃料品质(如辛烷值)类别及已设定燃料品质、压缩压值、爆震 示警等供人判读和操作;
8.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系统, 包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单元, 使往复式发动机产生呼气(吐气)冲程及由此控制其功率的方法其 特征在于其通过一个可控的变进气阀闭合角度的配气系统,其系中 有一个使用控制器信号或被调控指令(电控系统修正的控制器信号) 来控制进气阀闭合角度的执行装置,进气阀闭合角度与控制器控制 量关联,其进气阀闭合角度在90度170度之间,控制器0程时则闭合 角度最大,控制器控制量增大则进气阀闭合角度减小,控制器满程 区域时进气阀闭合角度是90度。
9.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系统, 包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单元, 使发动机在全工况条件下保持准恒压缩压的方法其特征在于发动机 可调整充气量的系统和可调整燃烧室容积的系统的执行机构都由同 一个控制器信号控制;或者一个系统的执行机构由控制器信号控制, 另一个系统的执行机构由被调控指令(电控系统修正的控制器信号) 来控制,可调整充气量的系统和可调整燃烧室容积的系统保持准同 步动作,使充气量与燃烧室容积保持准同步变化。
10.一种全工况恒压缩压无节气门发动机,该发动机具有所有系统, 包括爆震判定装置、电控系统包括运行参数采集及计算控制单元, 通过降低压缩压实施抑制、规避爆震爆燃发生的方法其特征在于各 种爆震抑制、规避系统的执行机构是通过调整发动机相关机构以降 低压缩压的方法抑制、规避爆震爆燃发生;电控微机由公知的爆震 检测装置获得爆震发生信号或由发动机运行参数获知爆震将发生的 信号后,输出旨在降低压缩压的调控压指令信号,被调整的发动机 相关机构是影响充气的执行机构和影响燃烧室容积的执行机构之 一,通过增大燃烧室容积或减少气缸充气量之一的方法,形成较调 整前小的压缩压值。

说明书全文

技术领域:

发明涉及往复式发动机

背景技术:

本人有一个已申请的原(发明)专利(专利号: 200710057139.X),该专利是以机械控制器(加速踏板)的机械位 移为母指令,采用同步联动定位位移装置、上下缸体移动装置、组 合式凸轮轴机构、恒空燃比的供油系统四项独立技术,同时实施该 专利四项发明的发动机有吸、呼(吐气)、压、爆、排五个冲程。 该专利之中的组合式凸轮轴机构有一个阻旋转位移连接器,其中的 执行机构驱动凸轮芯轴,凸轮芯轴驱动凸轮瓣,可造成吸冲程结束 时进气延迟关闭,活塞上行出现呼冲程,其中的呼冲程和压冲程 分割传统发动机的压冲程,通过呼(吐气)冲程的长短调整发动机 功率。该专利之中的同步联动定位位移装置之中的受控定位位移装 置由跟随式换向定位器和双向油缸实施的,以指令机件的机械位移 作为控量控制机件的定位位移,该专利与机械控制器(加速踏板) 相衔接。

再有,充气密度在一定程度上(与温度有关)可由压缩压值反 映,压缩压对于发动机的性能是至关重要的,而各种工况的不同(理 想)压缩压是提高发动机性能的努方向,目前所采用的变压缩比 技术、变配气技术、节气控制等单一方法对压缩压的调整效果不 佳,尤其面对各种工况条件更是不能胜任,这种单一方法不能获得 各种工况的不同(理想)压缩压的问题,其发动机只能获得一个最 佳工作状态的点,不能获得各种工况条件下保持最佳工作状态的线。

还有,目前的新型发动机运行在高压缩比(高压缩压)条件下, 解决爆燃发生问题的技术措施和方法主要是电控系统通过执行机构 调整点火度予以解决,例如专利;‘CN:99800428.6,、‘DE 3420465C2’等,这种调整点火角度的方法是以牺牲油耗和动力为代 价的,因为点火的最佳角度只有与转速和负载相关联才能获得最好 的效果,这种措施和方法不利于节能、扭矩与排放,爆燃的发生是 以压力温度和燃料特性为条件的,调整点火角度不是最佳的解决问 题的办法。

特别说明:

本案所述上下缸体移动装置、组合式凸轮轴机构及其阻旋转位移 连接器、跟随部、移动部、基点部、基点臂、压缩压等词汇是原专 利(专利号:200710057139.X)所特指,其定义亦为本专利申请所 使用;

本案中,压缩压,是指压冲程结束后燃烧前那个时段的气缸压 力。

控制器,是指发动机功率控制机构,例如加速踏板;控制器满 程,是指控制器处于最大功率控制状态;控制器0程,是指控制器 处于怠速控制状态;控制器控制量增大,是指由0程向满程的趋势。

电控系统信号,是指电控系统依需要对相应机构(系统)的各 种干涉控制指令,其中包括调控指令。

调控指令,是指经计算控制单元对控制器(如加速踏板位移量) 信号修正后的信号,其中包括调控压指令。

调控压指令,是指压缩压调整系统对控制器(如加速踏板位移 量)信号修正后的信号。

发明内容:

本发明要解决的技术问题是提供一种无节气门、全工况准恒压 缩压、亚爆燃区工作的往复式发动机技术及提供一种产生呼气(吐 气)冲程及由此控制其功率的方法,调整压缩压的方法,通过调整 压缩压实现其在亚爆燃区工作的方法。

为达到以上目的,本发明要解决如下问题:

一种液压、电动执行等执行机构控制机件的定位位移,调控上下 缸体之间的距离,一种控制燃烧容积技术,一种变压缩比技术;

一种液压、电动执行等执行机构控制组合式凸轮轴机构之中的 凸轮轴与凸轮芯轴之间距离的装置,改变气阀闭合角度,一种产生 呼气(吐气)冲程技术,一种无节气门控制充气量以控制发动机功 率的技术,一种控制排气阀闭合角度的技术;

一种特殊的产生呼气(吐气)冲程的电磁气阀(含电磁液压气 阀)控制系统,一种控制充气量的技术,一种无节气门控制发动机 功率的技术;

一个执行机构,内嵌安装在上下缸体受控位移装置或组合式凸 轮轴机构之阻旋转位移连接器的受控位移装置两个之中的一个上, 其受控位移装置是接受控制器信号的,是通过执行机构对其控制器 信号值或反馈值进行修正的装置;

一种基于上述四种装置的压缩压设定调整系统,同步实施控制 燃烧容积技术和控制充气量技术,对控制燃烧容积技术装置和控制 充气量技术装置之一进行调整,获得以全工况条件下规避爆震、最 优化运行、燃料适应性为目的压缩压。

梳理归纳以上技术,得以得到使往复式发动机产生呼气(吐气) 冲程及由此控制其功率的方法;一种使发动机在全工况条件下保持 准恒压缩压的方法;得到通过降低压缩压来抑制、规避爆震爆燃发 生的方法。

发明内容详述如下:

为便于理解原专利(专利号:200710057139.X)及本专利,请 见附图1、图2、图3,其图中机件标号与原专利相同。

该发动机具有所有系统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行 参数采集及计算控制单元,其具有上下缸体移动装置,该发动机由 可相对移动的上缸体、下缸体两部分组成,下缸体22由下部缸体及 缸体上固有的发动机机爪、油底、曲轴轴座26及曲轴等组成,上缸 体23由上部缸体及上部缸体固有的缸筒、缸盖、及机件、机构、装 置等组成;上下缸体均有彼此可滑动的接触端部,或是安装在上缸 体23上的具有弹性可贴近下缸体22接触端的物体,下接触端部套接 在上缸体23接触端部的外缘,上下接触端部之间有油封24;上下缸 体之间安装有受控位移装置,其受控位移装置是一个受控制器(加 速踏板)电信号控制或者受电控系统信号控制的液压1或电动执行机 构,受控位移装置可移动上缸体与下缸体之间的距离,这种位移是 以曲轴主轴轴线为基点的,可改变汽缸与曲轴的距离,可改变发动 机压缩比,可改变燃烧室容积。当其受控位移装置受电控系统信号 控制时,上下缸体移动装置是一个变压缩比装置(系统)

其配气系统有一种受控的组合式凸轮轴机构和带翼升阀件,受 控的组合式凸轮轴机构由中空的凸轮轴35、装在中空的凸轮轴内的 凸轮芯轴36、凸轮组、阻旋转位移连接器组成,其阻旋转位移连接 器之中的受控位移装置是一个受控制器电信号控制或者受电控系统 信号控制的液压或电动执行机构;凸轮轴35与凸轮芯轴36之间有N 条轴向的滑配合的键40槽41结构,凸轮组由升凸轮37、凸轮瓣38组 和而成,升凸轮37、凸轮瓣滑轨与凸轮轴35是一体的,是在中空的 凸轮轴上加工得到的或是固定连接的,凸轮瓣滑轨在升凸轮37旁, 凸轮瓣37下部有与凸轮瓣滑轨相吻合的滑转面,凸轮瓣37固定安装 有驱动销42,驱动销42中心线指向凸轮轴35轴心,凸轮芯轴36上开 有与轴心不平行的凸轮瓣驱动槽43,凸轮瓣滑轨上开有驱动窗长孔 44;

带翼升阀件的与凸轮接触端的端头具有翼的结构,翼与升阀件 是同体的或是固定连接的,翼下部是内圆柱面;

阻旋转位移器由轴承45或(具有限轴向位移功能的)轴套和连 接件46和连接件基座47和受控位移装置组成的装置,其受控位移装 置是一个受控制器电信号控制或者受电控系统信号控制的液压或电 动执行机构;一个轴承45或(具有限轴向位移功能的)轴套的内外 圈分别固定连接凸轮芯轴36轴端和连接件46的一端,连接件46另一 端固定连接线性执行机构的一端,执行机构的另一端连接连接件基 座47,连接件46外缘中部有与连接件基座47滑配合的键槽48结构, 连接件基座47与发动机缸体固定连接,与连接件基座滑配合的键槽 48结构限制连接件46随凸轮芯轴36旋传,执行机构动作时轴向移动 连接件46,连接件46通过轴承45或轴套移动凸轮芯轴36实施对凸轮 瓣38的驱动;

凸轮芯轴36滑配合的插入中空的凸轮轴35内,凸轮瓣38安装在 凸轮瓣滑轨上,凸轮瓣上的驱动销42穿过驱动窗长孔44插入凸轮芯 轴的驱动槽43内,凸轮芯轴36端头连接阻旋转位移连接器并受其驱 动;当凸轮芯轴36受驱动在凸轮轴35内抽动时,驱动槽43通过驱动 销42驱动凸轮瓣38,凸轮瓣38以凸轮轴35轴心为圆心沿凸论瓣滑轨 滑转,滑转方向是逆凸轮轴转动方向的;工作时,凸轮芯轴36是随 凸轮轴35转动的;其受控位移装置通过阻旋转位移连接器移动凸轮 芯轴36,受凸轮芯轴36驱动凸轮瓣38转动,经升阀件连动,气阀可 延后闭合,闭合角度受控可变;当凸轮组为进气凸轮组时,其受控 位移装置控制信号是控制器信号或调控指令信号时,发动机非满功 率时,发动机产生独特的呼(吐气)冲程,气缸实际充气量和发动 机功率由呼气冲程的长短控制;当凸轮组为排气凸轮组时可改变排 气阀闭合角度与进气阀开启角度之间的差值,控制尾气再利用的量。

其具有一个内嵌的电动或液压执行机构,其安装在上下缸体受 控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接器的受控位移装 置两个之中的一个上;其串接安装在拉索、或拉杆、或柱塞杆、或 拉索套管或拉杆的基点部等受控位移装置的位移指令传导机件之 中,对受控位移装置的位移指令进行修正;或安装在受控位移装置 位移指令的反馈回路上,其安装在跟随式定位阀的跟随部与双向油 缸的的移动部之间,或安装在分离的基点臂21上,成为两者的连接 器,使两者由刚性固定连接改变为可控的移动连接,调整其相互位 置以修正位移反馈值;修正位移指令值或修正位移反馈值达到对目 标位的修正,实施对燃烧室容积或气缸充气量其中之一的调整,引 发燃烧室容积与气缸充气量比值变化即压缩压变化。

一种特殊的产生呼气(吐气)冲程的电致动气阀(含电磁、电控 液压气阀)控制系统;

该控制系统采集使用角度传感器监测曲轴90度到170度范围的信号, 活塞到上止点吸程开始时曲轴角度为0度;计算控制单元对角度传感 器的信号与控制器信号或调控指令值信号统一标定,计算控制单元 用即时的控制器电信号或即时的调控指令信号检索动态的角度传感 器信号,当信号值符合时发出进气阀闭合触发信号;经驱动电路放 大控制气阀启闭,该系统的进气阀在固定位置角度开启,可控的在 90度到170度角的范围内闭合,控制器0程时则闭合角度最大,控制 器控制量增大则进气阀闭合角度减小,控制器满程区域时进气阀闭 合角度是90度;装有该装置的发动机在控制器非满程(加速踏板未 踏到底)时具有独特的呼气(吐气)冲程,气缸实际充气量和发动 机功率由呼气冲程的长短控制。

综述以上四项独立发明技术,其控制的目标均是燃烧室容积或气 缸充气量,或燃烧室容积与气缸充气量的比值,其控制的最终目标 是压汽压;燃烧室容积和气缸充气量均与加速踏板位移量相关联, 也就是与发动机工况相关联;四项独立发明技术所涉及的机构或系 统构成下面所述的压缩压设定调整系统的被调整对象,是实施调整 压缩压的基础

该发动机具有所有系统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行 参数采集及计算控制单元,其具有一个压缩压调整系统,压缩压调 整系统有一个带有显示器和燃料选择设定开关的仪表板,其电控微 机的存储器至少预置一组修正压缩压性能图;计算控制单元采集控 制器信号值;电控微机计算控制单元依控制器信号值、工作条件参 数、燃料选择设定开关给定的燃料(品质)参数、由性能图中检出 压缩压修正值,压缩压修正值与控制器信号值相加,得出调控压指 令值并输出,调控压指令值是被调整机构位移量的目标值;接受调 控压指令的执行装置安装在可调整燃烧室容积的机构(系统)或可 调整充气量的机构(系统)之一上,另一个未安装调控压指令执行 装置的机构(系统)接受控制器信号控制;或者作为一个内嵌的受 调控压指令控制的电动或液压执行机构,安装在接受控制器信号控 制的上下缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接 器的受控位移装置两个之中的一个上。

其修正压缩压性能图是多组曲线,其至少含有针对N种(品质) 燃料的N个(类别)曲线,每个(类别)曲线是特定发动机在不同的 (大气压、大气温度、气缸温、转速等)工作条件工作状况和不 同的控制器信号下的经实验确定的避开爆震(发生)的优选的压缩 压修正值曲线;该N条曲线是以燃料的易爆震特性排序的,

带有显示器和燃料选择设定开关的仪表板,其中的设定开关至少 可以设定燃料(特性)类别,并与相应压缩压值曲线(类别)关联, 显示器以数字或图像至少可以显示现使用燃料品质(如辛烷值)类 别及已设定燃料品质、压缩压值、爆震示警等供人判读和操作。

梳理归纳以上技术,得以得到一种使往复式发动机产生呼气(吐 气)冲程及由此控制其功率的方法,一种使发动机在全工况条件下 保持准恒压缩压的方法,得到一种通过降低压缩压来抑制、规避爆 震爆燃发生的方法。

该发动机具有所有系统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行 参数采集及计算控制单元,使这种往复式发动机产生呼气(吐气) 冲程及由此控制其功率的方法,通过一个可控的变进气阀闭合角度 的配气系统,其可控的进气阀闭合角度在90度170度之间,使用控制 器信号或被电控系统修正的控制器信号来控制进气阀闭合角度的执 行装置,使进气阀闭合角度与控制器控制量关联,控制器满程时闭 合角度为90度,控制器0程时则闭合角度最大,

该发动机具有所有系统,包括爆震判定装置、电控系统包括运行 参数采集及计算控制单元,使发动机在全工况条件下保持准恒压缩 压的方法,发动机可调整充气量的系统和可调整燃烧室容积的系统 的执行机构都由同一个控制器(加速踏板位移)信号控制;或者一 个系统的执行机构由控制器(加速踏板位移)信号控制,另一个系 统的执行机构由被电控系统修正的控制器信号来控制,可调整充气 量的系统和可调整燃烧室容积的系统保持准同步动作,使充气量与 燃烧室容积保持准同步变化。

一种爆震抑制、规避系统的执行机构是通过调整发动机相关机构 以降低压缩压抑制、规避爆震爆燃发生的方法;电控微机由公知的 爆震判定装置获得爆震发生信号或由发动机运行参数获知爆震将发 生的信号后,输出旨在降低压缩压的指令信号,被调整的发动机相 关机构是影响充气的机构和影响燃烧室容积的机构之一;通过增大 燃烧室容积或减少气缸充气量之一的方法,形成较调整前小的压缩 压。

实施本案的技术和方法,可以不必消耗负压下的吸程功耗、减小 发动机非满功率状态时的压程功耗;可以独立实施变压缩比技术; 可以独立实施变配气技术;可以按不同的工况需要、更有效的兼顾 燃油效率、功率、扭矩、排放要求,按不同品质的燃料,人为设定 预置一系列的规避爆震的最优化的压缩压,自动调整选择适宜的压 缩压以抑制爆震。使发动机由一个最佳工作状态的点,进而获得各 种工况条件下保持最佳工作状态的线,使发动机在全工况的各功率 段一直保持最佳的工作状态,有更强的动力,更加节能和环保。发 动机在城市交通(中低速度时的)的优势最为突出。本案的技术提 供的新的控制对象及其新的工作模式和方法,可为更有利的电控方 案提供平台,为提高发动机性能的研发提供可选的路径。

附图说明:

图1为上下缸体移动装置

图2为组合式凸轮轴机构

图3为组合式凸轮轴机构之阻旋转位移器

图4为本专利内嵌的执行机构在原(发明)专利(专利号: 200710057139.X)之受控位移装置的几种安装位置示意图

图5为本专利内嵌的执行机构在原(发明)专利(专利号: 200710057139.X)之受控位移装置的安装位置及结构图

具体实施方式:

以下所有的实施例中均需要首先对电控系统信号、控制器(如 加速踏板)信号、调控指令、调控压指令统一标定、进行必要的转 换、放大、并与执行机构匹配。

压缩压设定调整系统实施例:

由于以下的实施例中涉及压缩压设定调整系统所输出的调控指 令,故首先叙述其实施例:

压缩压调整系统由电控微机含计算控制单元、公知爆震判定单元、 带有燃料选择设定开关和显示器的仪表板,伺服执行装置和被控机 构组成;其电控微机的存储器内置一组避开爆震区的修正压缩压性 能图;避开爆震区的修正压缩压性能图是多组曲线,其含有针对N 种品质或品种燃料的N个(类别)曲线,每个(类别)曲线是特定发 动机在不同的大气压、气温、气缸水温、工况条件下的经实验确定 的避开爆震(发生)的优选的修正压缩压值曲线;该N条曲线是以燃 料的易爆震特性排序的,有一个带有燃料选择设定开关和显示器的 仪表板,其中的设定开关可以设定燃料品质类别,并与相应品质类 别的修正压缩压值曲线关联,显示器以数字或图像显示现使用燃料 品质(如辛烷值)类别及燃料品质设定类别、压缩压值、爆震示警 等供人判读和操作;监控发动机运行的进气口及水套的温度传感器、 转速传感器、位移传感器、角度传感器及大气压传感器、燃料选择 设定开关及显示器、加速踏板传感器与计算控制单元耦接;计算控 制单元依爆震判定装置的爆震信号强弱,强则强制选择低一级排序 的修正压缩压曲线,弱则强制降低修正压缩压的曲线值;爆震判定 装置和燃料选择设定开关可以查询选择并可以重新选择相应序位的 修正压缩压曲线,被定位的曲线由微机记忆,接受设定开关自调节 指令时每经过一个预定的周期后其自动选择高一级排序的压缩压曲 线;被定位的曲线由计算控制单元依加速踏板信号值、工作条件参 数、由性能图中检出压缩压修正值,被定位的值由微机记忆一个预 定的周期,每经过一个预定的周期后其值向最有利的压缩压修正值 的方向变化一个固定的幅度,最有利的压缩压修正值是预设的经实 验确定的,压缩压修正值与加速踏板信号值相加,得出(压缩压) 调控压指令值并输出,调控压指令值是被调控机构位移量的目标值; 调控压指令经转换放大控制相关执行机构动作。

以调控压指令为目标值的伺服系统安装在下列机构或系统内:产 生呼气(吐气)冲程的受控的组合式凸轮轴机构;或者是公知的变 配气系统;或上下缸体移动装置;或者一个内嵌的受调控指令控制 的电动或液压线性伺服系统;优选例是由调控压指令为目标值的伺 服系统控制上下缸体移动装置。

以调控压指令为目标值的伺服系统安装在公知的变压缩比系统 内,,所有公知的变压缩比系统均有一个调整执行机构,其调整执 行机构接受调控指令控制,执行线性或角度控制,调整燃烧室容积, 则形成压缩压调整系统的另一实施例。

压缩压设定调整系统调控的终极目标是优选的预设的压缩压,依 不同的控制对象其目标位是不同的,其内置的亚爆震优选压缩压性 能图也是不同的,视不同的控制对象采用不同的控制措施。压缩压 设定调整系统可调整燃烧室容积,或调整充气量,或调整燃烧室容 积和充气量之间的比值,安装在不同的位置依不同的控制对象形成 不同的诸多实施例。

上下缸体移动装置实施例;见图1

之一:该发动机的缸体由两部分组成,下缸体22由下部缸体及 缸体上固有的发动机机爪27油底曲轴轴座26及曲轴组成,上缸体23 由上部缸体及上部缸体固有的缸筒缸盖配气供油装置等除下缸体以 外发动机的所有机件和装置组成,上下缸体均有彼此可滑动的接触 端部,下接触端部套接在上接触端部的外缘,上下接触端部之间有 油封24,上下缸体有N组位移轨道装置,有N组受控位移装置支撑上 下缸体,由加速踏板产生的电信号或调控指令控制一个液压伺服系 统1,或者被控制的是一个电动伺服系统(例如电动推杆);优选实 施例是受控位移装置是一个液压伺服系统1,N组液压伺服系统1驱动 上下缸体产生位移,这种位移是以曲轴主轴轴线为基点的,这种位移 改变了发动机汽缸的活塞上止点容积。汽缸的活塞上止点容积受加 速踏板控制或调控指令控制。发动机传动带的紧张度的变化由传动 带紧张度调整装置自动调整。

之二:上下缸体移动装置的受控位移装置的控制信号是电控系 统信号,电控系统根据需要调整N组液压伺服系统1,调整压缩比, 独立实施变压缩比技术。

组合式凸轮轴机构实施例:见图2

之一:该发动机有一种受控的组合式凸轮轴机构,组合式凸轮轴 机构由中空的凸轮轴、装在中空的凸轮轴内的凸轮芯轴、凸轮轴、 带翼升阀件、阻旋转位移连接器组成,位移装置通过阻旋转位移连 接器移动凸轮芯轴,受凸轮芯轴驱动凸轮瓣转动,经升阀件连动, 气阀闭合角度受控可变,当组合式凸轮轴机构与可移动的上下缸体 装置经由同步连动定位位移装置同步动作时,发动机可以获得独特 的呼气(吐气)冲程,具有全工况的恒压缩压的特性;优选实施例 是受控位移装置是一个由加速踏板产生的电信号控制的液压伺服系 统,这个伺服系统安装在组合式凸轮轴机构(见图2)之阻旋转位 移连接器内(见图3),该伺服系统的执行机构连接凸轮芯轴与连 接件基座之间,阻旋转位移器由轴承和连接件和连接件基座和线性 执行机构组成的装置,一个轴承45的内外圈分别固定连接凸轮芯轴 36轴端和连接件46的一端,连接件46另一端固定连接执行机构的 一端,执行机构的另一端连接连接件基座47,执行机构(伺服系统) 的两端是指输出执行作用力的两个端头,连接件46外缘中部有与连 接件基座47滑配合的键槽48结构,连接件基座47与发动机缸体固 定连接,与连接件基座滑配合的键槽48结构限制连接件46随凸轮 芯轴36旋传,伺服系统动作时轴向移动连接件46,连接件46通过 轴承45移动凸轮芯轴36实施对凸轮瓣38的驱动。受凸轮芯轴驱动 凸轮瓣转动,带翼升阀件的翼覆盖了凸轮瓣与升凸轮游离范围,使 气阀升程稳定;凸轮组为进气凸轮组时,其受控位移装置控制信号 是控制器电信号或调控指令值信号时,发动机非满功率时,发动机 产生独特的呼(吐气)冲程,气阀闭合角度在90度至175度范围内 受控可变,导致呼气(吐气)冲程长短受控可变,气缸充气量受加 速踏板控制或调控指令控制。

其伺服系统是电动推杆则形成优选例之一的另一例。

之二:组合式凸轮轴机构的执行机构的控制信号是电控系统信号, 则形成独立的变配气系统实施例。

之三:该发动机组合式凸轮轴机构的凸轮组是排气凸轮组,其组合 式排气凸轮轴机构控制信号是电控系统信号,则形成尾气回授技术 实施例。

之四:该发动机具有独立的组合式进气凸轮轴机构和组合式排气凸 轮轴机构,其组合式进气凸轮轴机构控制信号是控制器信号,其组 合式排气凸轮轴机构控制信号是电控系统信号,则形成尾气回授技 术实施例。

一种特殊的产生呼气(吐气)冲程的电磁气阀(含电磁液压气阀) 控制系统实施例:

该系统有信号轴,信号轴与曲轴之间同步旋转连接,转速比为2 (曲轴)∶1(信号轴);信号轴与发动机固定基点之间置进气阀开 启(位置)信号发生器、置角度传感器,(按吸气冲程启点为0度, 吸气冲程占用45度,发动机工作整个周期为360度计算)进气阀开 启信号发生器置于信号轴固定位置,角度传感器监测信号轴45度到 87.5度的范围;该系统具有技算控制单元、双稳触发器,电子开 关,技算控制单元用即时的加速踏板位移量的电信号或系统的电控 微机的技算控制单元对加速踏板移量电信号实施再修正输出(即时) 的调控指令检索动态的角度传感器信号,当信号值符合时发出进气 阀闭合触发信号,双稳触发器接受(开启)触发信号和闭合触发信 号,控制电子开关,电子开关控制电磁进气阀,导致进气阀在固定 位置角度时开启,导致其可控的在90度到175度角(曲轴角度)的 范围内闭合,加速踏板踩踏量增大则进气阀闭合角度减小,加速踏 板在大踩踏量区域时进气阀闭合角度是90度,装有该装置的发动机 在加速踏板未踏到底的时候具有独特的呼气(吐气)冲程,其呼气 (吐气)冲程长短受控可变。

内嵌的电动或液压执行机构实施例:

一个内嵌的受调控指令控制的电动或液压执行机构仅安装在上下 缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接器的受控 位移装置两个之中的一个上,对机械位移指令进行调整,见图4; 优选的实施例是安装在柱塞杆上的油压执行机构,双向油缸成为柱 塞杆的一部分,可控制柱塞杆的长度,见图5。其还可安装位置见 图4之中的I柱塞杆、III拉索套管的基点部等部位,其串接安装 在拉索、或拉杆、柱塞杆等受控位移装置的位移指令传导机件之中, 改变位移指令机件物理形状,指令机件的长度变化影响指令值,位 移指令来自母指令机件(如机械油门踏板),调整位移指令值;其 或安装在接受机械信号的上下缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机 构之阻旋转位移连接器的受控位移装置两个之中的一个的反馈回路 上,见图4之中的II部位,安装在跟随式定位阀的跟随部与双向油 缸的的移动部之间或断开的基点臂21之间,成为两者的连接器,使 两者由固定连接改变为可控的移动连接,调整其相互位置以修正位 移反馈值;修正位移指令值或修正位移反馈值达到对目标位的调整。 其安装在不同的位置上形成不同的实施例。

如其安装在上下缸体受控位移装置时调整的是燃烧室容积,如其 安装在组合式凸轮轴机构之阻旋转位移连接器的受控位移装置时则 其调整的是气阀闭合角度,也就是呼气(吐气)冲程的长短,也就 是气缸充气量的多少,通过对燃烧室容积或气缸充气量其中之一的 调整,调整燃烧室容积与气缸充气量的比值,形成新的压缩压。

无节气门全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的往复式发动机优选实 施例之一:

该发动机由电控系统、压缩压调整系统、上下缸体移动装置、具有 组合式凸轮机构及带翼升阀件的配气系统、及其他必要系统组成。 上下缸体移动装置之执行机构受控于加速踏板信号,组合式凸轮机 构之执行机构受控于压缩压调整系统的调控压指令,成为优选实施 例之一;

或者,上下缸体移动装置之执行机构受控于压缩压调整系统的调 控压指令,组合式凸轮机构受控于加速踏板信号,成为优选实施例 之一的另一种实施方式。

无节气门全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的往复式发动机优选 实施例之二:

该发动机由电控系统、压缩压调整系统、上下缸体移动装置、种特 殊的产生呼气(吐气)冲程的电磁气阀(含电磁液压气阀)控制系 统的配气系统、及其他必要系统组成。优选例是:上下缸体移动装 置之执行机构受控于压缩压调整系统的调控压指令,其电磁气阀受 控于加速踏板信号。优选实施例之二的另一种种实施方式是:上下 缸体移动装置之执行机构受控于加速踏板信号,组合式凸轮机构受 控于压缩压调整系统的调控压指令。

无节气门全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的往复式发动机优选 实施例之三

该发动机由电控系统、压缩压调整系统、上下缸体移动装置、具有 组合式凸轮机构及带翼升阀件的配气系统、及其他必要系统组成。 组合式凸轮机构和上下缸体移动装置之执行机构均受控于加速踏板 机械位移信号,一个内嵌的受调控压指令控制的电动或液压执行机 构安装在上下缸体受控位移装置或组合式凸轮轴机构之阻旋转位移 连接器的受控位移装置两个之中的一个上,对机械位移指令进行调 整。

无节气门全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的往复式发动机优选实 施例之一、二、三例中,发动机在各个工况下,基于加速踏板信号 与调控压指令信号的关联,压缩压调整系统通过调控压指令控制执 行机构,其执行机构是伺服系统,对燃烧室容积或气缸充气量其中 之一进行调整,引发燃烧室容积与气缸充气量比值变化,形成新的 压缩压,即保持高压缩压区工作又规避爆震发生,其发动机就具有 全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的特性。

一种无节气门全工况准恒压缩压亚爆燃区工作的往复式发动机产 生呼气(吐气)冲程及由此控制其功率的方法实施例:

这种往复式发动机,通过一个具有大幅变进气阀闭合角度的配气 系统,例如含组合式凸轮轴机构及带翼升阀件的配气系统,还例如 一种特殊的产生呼气(吐气)冲程的电致动气阀(含电磁、电控液 压气阀)控制系统。其可控的进气阀闭合角度在90度170度之间, 使用控制器信号或调控指令信号来控制进气阀闭合角度的执行装 置,使进气阀闭合角度与控制器控制量关联,控制器满程时闭合角 度为90度,控制器0程时则闭合角度最大,通过这样的方法发动机 就具有呼气冲程。

使发动机在全工况条件下保持准恒压缩压的方法实施例:

之一;发动机可调整充气量的配气系统和可调整燃烧室容积的系 统的执行机构都由同一个控制器(如加速踏板)信号控制的方法, 例如上下缸体移动装置和含有组合式凸轮轴机构的配气系统的伺服 执行机构均由控制器(如加速踏板)信号控制。

之二;上下缸体移动装置和一种特殊的产生呼气(吐气)冲程的 电致动气阀(含电磁、电控液压气阀)控制系统的伺服执行机构均 由控制器(如加速踏板)信号控制,其技算控制单元用即时的控制 器(加速踏板位移量的)电信号检索动态的角度传感器信号,当信 号值符合时发出进气阀闭合触发信号,双稳触发器接受(开启)触 发信号和闭合触发信号,控制电子开关,电子开关控制电磁进气阀, 其关闭角度的大小即呼气冲程的长短与上下缸体移动装置的移动位 置均由控制器控制。

之三;公知的变压缩比系统的伺服执行机构和含有组合式凸轮轴 机构的配气系统的伺服执行机构均由控制器(如加速踏板)信号控 制。

之四;一个系统例如组合式凸轮轴机构及带翼升阀件的配气系统, 或者是变进气阀闭合角度的配气系统,或者是公知的变配气系统的 伺服执行机构由加速踏板位移信号控制;另一个系统例如可调整燃 烧室容积的系统包括上下缸体移动装置,或公知的变压缩比系统的 执行机构由被修正的控制器(加速踏板位移)信号也就是调控指令 信号控制。

上述4例之中可调整充气量的系统和可调整燃烧室容积的系统均 与控制器保持准同步动作,使充气量与燃烧室容积的比值保持准同 步变化。发动机在全工况条件下得以保持准恒压缩压。

一种爆震抑制、规避系统的执行机构是通过调整发动机相关机构 以降低压缩压抑制、规避爆震爆燃发生的方法实施例:

电控微机由公知的爆震判定装置获得爆震发生信号或由发动机运 行参数获知爆震将发生的信号后,发出调控压指令,也就是被压缩 压调整系统修正的控制器(加速踏板位移)信号,调控压指令控制 液压或电动伺服执行机构,被控制的机构安装在影响充气量的系统 或影响燃烧室容积的系统之一上;可调整充气量的系统包括含组合 式凸轮轴机构及带翼升阀件的配气系统,或者是变进气阀闭合角度 的配气系统,或者是公知的变配气系统;可调整燃烧室容积的系统 包括上下缸体移动装置,或公知的变压缩比系统;通过增大燃烧室 容积或减少气缸充气量之一的方法,形成较调整前小的压缩压。

高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈