专利名称：一种调节进气门相位的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气油发动机，具体是 一种对发动机进气门相位进行调 节的方法及装置。
背景技术：
目前发动机的进气门都采用固定相位技术。对于一台4冲程发动 机，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排 气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进 入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭， 发动机进入压缩冲程。现有技术的特点是实现简单，使用固定相位凸轮轴技术可以按照 上述原理精确的控制气缸的进气时间。但是这种固定相位的进气模式 并不是最佳的，其理由如下首先，进气门打开的时机，在排气冲程，由于大部分废气在中前 期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气 管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说， 其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。这个压强可以 低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内 可燃混合气的压强了。所以，如果进气门提前一点开启就会提高进气 量。进气门关闭的时机，如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩 冲程之后再关闭进气门。直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升， 刚刚吸入的可燃混合气又要被排出去一部分，性能会下降。但是，只 要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲 程可燃混合气被活塞抽入气缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒 两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，气缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合气靠惯性继续冲 入气缸的趋势还是占了上风。如果不断将进气气门开启的时间提前，并将关闭时间延后，形成 同一时间进气门及排气门均同时开启的现象，这就是所谓的"气门重 迭"。当气门重迭较多时，高速的动力的确得到满足，但当延长超过 一定程度之后，会有部分的油气就直接从快捷方式跑出了引擎，没有 留在气缸内，这种现象在引擎低转速运转时特别明显，造成低转速时 动力的流失。在现有技术中还没有一种对进气门进行有效控制的方法 和装置。发明内容(一) 要解决的技术问题本发明的目的是克服现有技术中进气门釆用固定相位的不足之 处，釆用一种对进气门相位进行调节技术，使发动机气缸进气门在引 擎转速较低时，使进气气门开启的时间晚一点，关闭的时间早一点，以维持低转速的动力输出；而当转速慢慢提高时，使进气门开启的时 机早一点，关闭的时间晚一点，让油气可以充份的提供，以产生连绵 不绝的动力，让进气门可以在不同的情况下以不同的时机开启。(二) 技术方案为实现上述目的，本发明的技术方案是釆用一种调节进气门相位的方法，所述调节相位方法包括如下步骤Sl:电子控制单元釆集凸轮轴相位传感器的检测信号；S2:电子控制单元根据釆集到的当前凸轮轴相位，计算出当前进气门的实际相位数据；S3:电子控制单元根据当前发动机的状态，计算出一个最佳的气门目标相位数据；S4:电子控制单元计算出气门实际相位与目标相位的差值数据，依据所述差值釆用比例、积分、微分算法输出 一个脉宽宽度调制信号；S5:将所述脉宽宽度调制信号输送到机油控制阀，用于控制机油 控制阀内滑阀的位置； 'S6:所述机油控制阀釆用液压的方式控制一个可变正时阀，使可 变正时阀中的摆轮按电子控制单元的指令进行转动；S7:由于所述摆轮与所述凸轮轴连接在一起，摆轮的转动将带动 凸轮轴转动，凸轮轴的转动用于调节气门的相位。其中，所述S4进一步包括，所述电子控制单元是控制机油控制 阀内的线圈通电或断电，所述线圈控制机油控制阀内的滑阀在阀体内 滑动，通过所述滑阀位置的改变控制机油控制阀内的液压油，从一个 出油口流出经油管流入可变正时阀，从另 一 个出油口经油管从可变正 时阀流回到机油控制阀，从而对可变正时阀进角油室或迟角油室的供 给油压作调节和/或切换控制。其中，所述最佳气门相位数据，是依据发动机转速传感器、机油 温度传感器、机油压力传感器、凸轮轴相位传感器、发动机运行时间 传感器、大气压力传感器、线圈温度传感器、点火电压传感器的检测 信号，经电子控制单元计算后得出的数据。一种调节进气门相位的装置，所述调节装置包括控制发动机气 缸吸气气门的凸轮轴，在所述凸轮轴的一侧装有凸轮相位传感器，在 所述凸轮轴的另一侧装有调节凸轮轴相位的可变正时阀，所述可变正 时阀通过输油管与机油控制阀连接，所述机油控制阀内的线圈与电子 控制单元的输出端连接，所述电子控制单元的输入端与所述凸轮相位 传感器连接，所述凸轮轴和机油控制阀分别安装在发动机机架上，其中，所述机油控制闽包括进油口、出油口、回油口、柱塞、滑 阀、线圈、复位弹簧、阀体，所述进油口、回油口与机油泵连接，所 述出油口有两个， 一个出油口通过油管与可变正时阀的进角油室连 接，另一个出油口通过油管与可变正时阀的迟角油室连接，所述线圈 与电子控制单元的输出端连接，所述柱塞位于所述线圈内并与滑阀的一端相连接，在所述滑阀的另一端与阀体内腔之间装有复位弹簧，在 所述滑阀上和阀体内分别设有凹槽，所述凹槽的位置与所述进油口、 出油口、回油口的位置相对应。其中，所述可变正时阀包括壳体、进油孔、摆轮，在所述壳体内 至少设有一个进角油室和至少 一个迟角油室，在所述进角油室内设有 液压油的进出孔，该孔与机油控制阀的出油口通过油管连接，在所述 迟角油室上也设有液压油的进出孔，该孔也与机油控制闽出油口通过 油管连接，所述机壳与发动机机架固定在一起，所述摆轮与所述凸轮 轴固定在一起，在所述摆轮上设有扇叶，所述扇叶安装在进角油室和 迟角油室内。 (三)有益效果本发明的优点及有益效果是，釆用进气门相位可变技术后，发动 机的进气效率得到了提高，所以提高了发动机燃烧效率，从而降低了 排放，提高了发动机的扭矩，节省了燃油。
图i是本发明的系统结构示意图； 图2是本发明时正阀对迟角油室供油示意图； 图3是本发明时正阀对进角油室供油示意图； 图4是本发明机油控制阀结构示意图； 图5是本发明的立体装配图。图中1、可变正时阀；2、凸轮轴；3、摆轮；4、壳体；5、迟 角油室；6、进角油室；7、凸轮轴相位传感器；8、电子控制单元；9、 连接进角油室的管路；10、连接迟角油室的管路；11、机油泵；20、 机油控制阀、21、出油口； 22、线圈；23、柱塞；24、复位弹簧；25、 回油口； 26、进油口； 27、滑阀；28、阀体；30、排气的凸轮轴；40、 曲轴；50、曲轴传感器；60、传动链。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 如附图1至5所示，本发明调节进气门相位的装置，其中调节进 气门相位的执行机构可以分为两大部分， 一是可变正时阀l，二是机油控制阀20。电子控制单元8发出信号对机油控制阀20中的滑阀27 进行作动控制，从而对进角油室6或迟角油室5的供给油压作切换控 制，使可变正时阀1中的摆轮按电子控制单元的指令转动，达到控制 进气门相位的目的。电子控制单元8对进气门的控制是闭环的，首先电子控制单元8 会根据当前发动机的状态计算出 一个最佳的目标相位，根据当前的凸 轮轴相位计算出当前的进气门实际相位，然后计算出实际相位与目标 相位的差。电子控制单元8釆用比例、积分、微分算法根据相位差输 出一个脉宽宽度调制信号来控制机油控制阀20中滑阀27的位置，从而 达到控制可变正时阀l的目的。本发明的具调节进气门相位的方法包括如下步骤 第一步电子控制单元8采集凸轮轴相位传感器7的检测信号； 第二步电子控制单元8根据采集到的当前凸轮轴2相位数据，计 算出当前进气门的实际相位数据；第三步电子控制单元8根据当前发动机的状态，计算出一个最佳 的气门目标相位数据；第四步电子控制单元8计算出气门实际相位与目标相位的差值 数据，依据所述差值釆用比例、积分、微分算法输出一个脉宽宽度调制信号；第五步将所述脉宽宽度调制信号输送到机油控制阀20，用于控 制机油控制阀内滑阀2 7的位置；第六步所述机油控制阀20釆用液压的方式控制一个可变正时阀 1,使可变正时阀中的摆轮3按电子控制单元8的指令进行转动；第七步所述摆轮3与所述凸轮轴2是连接在一起，摆轮3的转动将带动凸轮轴2转动，凸轮轴的转动可用于调节气门的相位。本发明所述第四步进 一步包括，电子控制单元8控制机油控制阖20内的线圈22通电或断电，控制机油控制阀20内的滑阀27在阀体 内滑动，通过滑阀27位置的改变控制阀内的液压油从一个进油口 26 流入可变正时阀1，从一个出油口 21经油管9流入可变正时阀1内 进角油室6，可变正时阀1迟角油室内的液压油经油管IO流回到机 油控制阀的另一个出油口 21，从而对可变正时阀1进角油室6或迟 角油室5的供给油压作调节和/或切换控制。本发明所述最佳气门相位数据，是依据发动机转速传感器、机油 温度传感器、机油压力传感器、凸轮轴相位传感器、发动机运行时间 传感器、大气压力传感器、线圈温度传感器、点火电压传感器的检测 信号，经电子控制单元计算后得出的数据。本发明调节进气门相位的装置，所述调节装置包括控制发动机 气缸吸气气门的凸轮轴2，在所述凸轮轴2的一侧装有凸轮相位传感器 7，在所述凸轮轴2的另一侧装有调节凸轮轴相位的可变正时阀1，所 述可变正时阀1通过输油管9、 10与机油控制阀20连接，所述机油控制 阀20内的线圈22与电子控制单元8的输出端连接，所述电子控制单元8 的输入端与所述凸轮相位传感器7连接，所述凸轮轴2和机油控制阀20 分别安装在发动机机架上。 '本发明中的机油控制阀20包括进油口 26、两个出油口21、回油 口 25、柱塞23、滑阀27、线圈22、复位弹簧24、阀体28，所述进 油口 26、回油口 25与机油泵11连接，其中一个出油口通过油管9 与可变正时阀1的进角油室6连接，另一个出油tf 21通过油管IO与 可变正时闽l的迟角油室5连接，所述线圈22与电子控制单元8的 输出端连接，所述柱塞23位于所述线圈22内并与滑阀27的一端相 连接，所述滑阀27的另一端与阀体28内腔之间装有复位弹簧24， 在所述滑阀27上和阀体28内分别设有凹槽，所述凹槽的位置与所述进油口26、出油口21、回油口25的位置相对应。本发明中的正可变时阀1包括壳体4、进角油室6、迟角油室5、进 油孔、摆轮3，在所述壳体4内至少设有一个进角油室6和至少一个迟 角油室5，在所述进角油室6内设有液压油的进出孔，该孔与机油控制 阀20的出油口21通过油管9连接，在所述迟角油室6上也设有液压油的 进出孔，该孔也与机油控制阀20出油口21通过油管10连接，所述机壳 4与发动机机架固定在一起，所述摆轮3与所述凸轮轴2固定在一起， 在所述摆轮3上设有扇叶，所述扇叶安装在进角油室6和迟角油室5内。 如图5所示，本发明的立体装配图，在发动机机架上装有曲轴40和曲 轴传感器50,所述曲轴40与活塞和气缸连接，在所述气缸的上端装有 进气门和排气门，所述进气门和排气门分别与进气凸轮轴2和排气凸 轮轴30相对应，在进气凸轮轴2的一端装有凸轮轴相位传感器7，在同 一凸轮轴的另一端装有可变正时阀l,所述可变正时阀1通过油管9、 10与机油控制阀2 0连接，所述机油控制阀的进油口与机油泵11相连 接，所述曲轴40与所述凸轮轴2、 30之间由传动链60连接。以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域 的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落 入本发明保护的范围。
权利要求
1、一种调节进气门相位的方法，其特征在于，所述调节相位方法包括如下步骤S1电子控制单元(8)采集凸轮轴相位传感器(7)的检测信号；S2电子控制单元(8)根据采集到的当前凸轮轴(2)相位，计算出当前进气门的实际相位数据；S3电子控制单元(8)根据当前发动机的状态，计算出一个最佳的气门目标相位数据；S4电子控制单元(8)计算出气门实际相位与目标相位的差值数据，依据所述差值采用比例、积分、微分算法输出一个脉宽宽度调制信号；S5将所述脉宽宽度调制信号输送到机油控制阀(20)，用于控制机油控制阀内滑阀(27)的位置；S6所述机油控制阀(20)采用液压的方式控制一个可变正时阀(1)，使可变正时阀中的摆轮(3)按电子控制单元(1)的指令进行转动；S7由于所述摆轮(3)与所述凸轮轴(2)连接在一起，摆轮(3)的转动将带动凸轮轴(2)转动，凸轮轴(2)的转动用于调节气门的相位。
2、 如权利要求1所述的调节进气门相位的方法，其特征在于， 所述S4进一步包括，所述电子控制单元(8)是控制机油控制阀内的 线圈(22 )通电或断电，所述线圈(22 )控制机油控制阀内的滑阀(27 ) 在阀体内滑动，通过所述滑阀位置的改变控制机油控制阀(20)内的 液压油，从一个出油口 (21)流出经油管(9)流入可变正时阀(1)， 从另一个出油口 (21)经油管(10)从可变正时阀(1)流回到机油 控制阀(20),从而对可变正时阀(1)进角油室(6)或迟角油室(5) 的供给油压作调节和/或切换控制。
3、 如权利要求1所述的调节进气门相位的方法，其特征在于， 所述最佳气门相位数据，是依据发动机转速传感器、机油温度传感器、 机油压力传感器、凸轮轴相位传感器、发动机运行时间传感器、大气 压力传感器、线圈温度传感器、点火电压传感器的检测信号，经电子 控制单元计算后得出的数据。
4、 用于如权利要求l所述方法的调节进气门相位的装置，其特征在于，所述调节装置包括控制发动机气缸吸气气门的凸轮轴(2), 在所述凸轮轴的一侧装有凸轮相位传感器(7)，在所述凸轮轴(2) 的另 一侧装有调节凸轮轴相位的可变正时阀(1),所述可变正时阀(1 ) 通过输油管(9、 10)与机油控制阀(20)连接，所述机油控制阀内 的线圈(22)与电子控制单元(8)的输出端连接，所述电子控制单 元(8)的输入端与所述凸轮相位传感器(7)连接，所述凸轮轴(2) 和机油控制阀(20)分别安装在发动机机架上。
5、 如权利要求4所述的调节进气门相位的装置，其特征在于， 所述机油控制闽(20)包括进油口 (26)、出油口 (21)、回油口 (25)、 柱塞(23)、滑阀(27)、线圈(22)、复位弹簧(24)、闽体(28), 所述进油口 (26)、回油口 (25)与机油泵(11)连接，所述出油口(21)有两个， 一个出油口通过油管(9)与可变正时阔的进角油室 (6)连接，另一个出油口 (21)通过油管(10)与可变正时阀的迟 角油室(5)连接，所述线圈(22)与电子控制单元(8)的输出端连 接，所述柱塞(23)位于所述线圈(22)内并与滑阀(27)的一端相 连接，在所述滑阀(27 )的另 一端与闽体内腔之间装有复位弹簧(24 ), 在所述滑阀(27)上和阀体(28)内分别设有凹槽，所述凹槽的位置 与所述进油口 (26)、出油口 (21)、回油口 (25)的位置相对应。
6、 如权利要求4所述的调节进气门相位的装置，其特征在于， 所述可变正时阀(1)包括壳体(4)、进油孔、摆轮(3)，在所述壳 体(4)内至少设有一个进角油室(6)和至少一个迟角油室(5)，在所述进角油室(6)内设有液压油的进出孔，该孔与机油控制阀(20)的出油口 (21)通过油管(9)连接，在所述迟角油室(5)上也设有 液压油的进出孔，该孔也与机油控制阀(20)出油口 (21)通过油管 (IO)连接，所述机壳(4)与发动机机架固定在一起，所述摆轮(3) 与所述凸轮轴(2)固定在一起，在所述摆轮(3)上设有扇叶，所述 扇叶安装在进角油室(6)和迟角油室(5)内。
全文摘要
本发明涉及气油发动机，本发明采用一种调节进气门相位的方法及装置，其中调节进气门相位的执行机构可以分为两大部分，一是可变正时阀，二是机油控制阀。电子控制单元发出信号对机油控制阀中的滑阀进行作动控制，从而对进角油室或迟角油室的供给油压作切换控制，使可变正时阀中的摆轮按电子控制单元的按指令转动，达到控制进气门相位的目的。本发明的优点是，采用进气门相位可变技术后，发动机的进气效率得到了提高，所以提高了发动机燃烧效率，从而降低了排放，提高了发动机的扭矩，节省了燃油。
文档编号F01L9/02GK101235755SQ200810055920
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月2日 优先权日2008年1月2日
发明者吕国伟, 周杰雄, 李朝晖 申请人:华夏龙晖(北京)汽车电子科技有限公司