发动机可变压缩比系统及其控制方法_2

文档序号:8220379阅读:来源:国知局
连杆体大头移动,使锁销的销杆退出连杆体小头孔内销或套的锁销孔,解除锁定状态。所述的回位弹簧为螺旋弹簧,在伸长或压缩时,定位套端面和锁销以及连杆体内的小头孔端的油孔形成的弹簧腔的体积会发生变化。弹簧腔内封闭有空气或渗入的润滑油,在锁销快速滑动时,引起弹簧腔的体积快速变化,产生较大的压力阻力,阻碍锁销快速滑动。因此,在所述的弹簧腔和连杆体外表面之间还设计有连通的泄压孔。
[0024]可选的,所述的定位套一端不伸入半环状的止推槽,锁销的销杆在执行解锁时,不退出连杆体小头孔内装配的销或套的外圆面的半环状的止推槽,保持部分伸入半环状的止推槽内,限制其轴向位置和周向旋转角度。
[0025]可选的,所述的与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套在其轴向中间位置的外圆面上设计有一段半环状的止推槽,半环状的止推槽不连通两个锁销孔,在连杆小头孔径向方向的销孔内装配一个销钉,销钉一端伸入半环状的止推槽,限制与连杆体小头孔配合的非偏心销、单偏心销、双偏心销、偏心套的轴向位置和周向旋转角度。
[0026]所述的连杆体内的油孔通过连杆瓦上的油孔和油槽与曲轴曲拐轴颈的外圆面相通,曲轴曲拐轴的外圆面通过曲轴曲拐内的油孔连通曲轴主轴径的外圆面,并与曲轴主轴瓦的油槽和油孔相通,曲轴主轴瓦的油孔与缸体主轴承座的油孔相通,主轴承座的油孔连通缸体主油道。与连杆体油孔相通的每个主轴承座连通缸体主油道的油孔上装有电磁阀,发动机ECU通过电磁阀控制向连杆体内油孔输送油压或中断降压。为满足快速中断降压和快速恢复供油的功能,选用的电磁阀具有高速的响应性能。为了独立控制每个连杆体内油孔内的油压,曲轴每个曲拐内的油孔与其他曲拐内的油孔不相通。
[0027]本发明涉及的可变压缩比系统的控制方法:
[0028]当发动机从小压缩比切换到大压缩比时,发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置,在发动机进气行程阶段,指示电磁阀控制连杆体阶梯油孔内的润滑油在进气行程初始中断供油并降压,锁销在回位弹簧的推力作用下退出锁定偏心销总成的状态,偏心销总成可以自由转动。在进气行程期间,曲拐轴颈带着连杆体运动,拖着活塞从上死点向下死点移动,这期间活塞和连杆体对偏心销总成的作用力都沿连杆体中心方向,但方向背离。在连杆体和活塞的作用力施加给偏心销总成的偏转扭矩以及偏心销总成转动受到的摩擦扭矩的共同作用下,偏心销总成发生转动,偏心偏向活塞顶面一侧,在偏心销总成的半环状的止推槽的周向转动角度限制下,偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置,在进气行程的活塞下死点前,指示电磁阀控制恢复供油,油压推动锁销滑动,锁销的销杆进入偏心销总成的锁销孔,重新锁住偏心销总成。曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆大小头孔的中心距离加上偏心销总成锁定时的有效偏心量,这使连杆体的工作长度变长了,因而使得在后续的运行中,活塞在上死点时,活塞顶面相对原来位置的提高了,从而减小了活塞压缩气体后的容积,达到增大压缩比的目的。
[0029]当发动机从大压缩比切换到小压缩比时,发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置,在发动机压缩行程阶段,指示电磁阀控制连杆体阶梯油孔内的润滑油在压缩行程初始中断供油并降压,锁销在回位弹簧的推力作用下退出锁定偏心销总成的状态,偏心销总成可以自由转动。在压缩行程期间,曲拐轴颈带着连杆运动,推着活塞由下死点向上死点移动,这期间活塞和连杆体对偏心销总成的作用力沿连杆体中心方向,但方向相对。在连杆体和活塞的作用力施加给偏心销总成的偏转扭矩以及偏心销总成转动受到的摩擦扭矩作用下,偏心销总成发生转动,偏心偏向连杆体大头一侧,在偏心销总成的半环状的止推槽的周向转动角度限制下,偏心销总成上的另一个锁销孔对准锁销的销杆。发动机ECU依据曲轴位置传感器检测的曲轴位置,在压缩行程的活塞上死点前,指示电磁阀控制恢复供油,油压推动锁销滑动,锁销的销杆进入偏心销总成的锁销孔,重新锁住偏心销总成。曲拐轴颈中心到活塞的销孔中心的距离等于连杆大小头孔中心的距离减去偏心销总成锁定时的有效偏心量,这使连杆体的工作长度变短了,因而使得在后续的运行中,活塞在上死点时,活塞顶面相对原来位置的降低了,从而增加活塞压缩气体后的容积,达到减小压缩比的目的。
[0030]可选的,发动机从大压缩比切换到小压缩比的过程可在发动机排气行程或做功行程阶段控制完成。
[0031 ] 本发明还涉及一种用于控制润滑油压力的柱塞式电磁阀。电磁阀能够中控制断供油并抽吸降压,也能压注增压供油直至恢复常通供油,在电磁阀的控制电路断电故障下,也能够使电磁阀处于常通状态。
[0032]电磁阀结构:所述的电磁阀由阀体、阀芯、螺旋弹簧、电磁线圈、永久磁铁、电磁铁、保护套和阀盖组成。电磁阀的阀芯为一可以移动的柱塞,材质为密度较小的合金铝,阀芯的两端都设计有同心的空心孔,两个空心孔之间不连通,一端空心孔底部通过径向布置的多个进油孔与阀芯的外圆面相通,另一端空心孔内装有一个螺旋弹簧。该端阀芯的外圆面还设计有直径较小的减压槽,该端阀芯的头部还压装有环状永久磁铁。螺旋弹簧的一个端面与空心孔底部接触,另一端面与电磁阀盖接触。阀体为铝制件,一端为小套筒另一端为大套筒,中间设计有用于安装夹持的法兰。阀体的小套筒内孔与阀芯配合,阀体的小套筒内孔与外圆面之间也设计有径向相通的多个进油孔,在与进油孔相连的小套筒外壁上还设计有环状油槽,将进油孔连通,电磁阀装在缸体上后,环状油槽与缸体主油道相通。阀体的小套筒的外圆面靠法兰的一侧还同心的设计排列有减压环槽和安装螺纹段。小套筒上的减压环槽通过多个径向油孔与阀芯的减压槽相通,电磁阀安装后,减压环槽连通缸体上的减压孔,可以将阀芯的减压槽内积压的润滑油旁通掉,避免进入阀体的大套筒内。阀体大套筒内装配有电磁线圈,两个中心通孔的电磁铁分别位于电磁线圈两端,永久磁铁和电磁线圈以及电磁铁间装配有一对保护套,避免永久磁铁与电磁铁和电磁线圈接触。电磁铁和电磁线圈都与阀体大套筒固定。阀盖也与阀体大套筒固定,密封其内部零件,阀盖的内部端面中间凸起,为螺旋弹簧提供支撑,外部端面上设计有与电磁线圈导线连接的针脚以及控制线束插座。
[0033]电磁阀工作原理为:当需要输送润滑油压力时,发动机E⑶控制电磁线圈通电,靠近法兰的电磁铁对永久磁铁产生吸引力,于此同时,靠近阀盖的电磁铁对永久磁铁产生推力,同时在螺旋弹簧弹力推动下,阀芯快速的向阀座的小套筒端移动,将阀座的小套筒和阀芯形成的油腔内的润滑油压进与阀芯连通的油道内,实现润滑油压力快速增压。在永久磁铁靠近法兰侧的电磁铁时,发动机ECU控制电磁阀断电节能,依靠螺旋弹簧弹力保持阀芯的位置不变,此时阀座的小套筒上的进油孔与阀芯上的进油孔相通,油道被连通,电磁阀处于常通状态,恢复常通供油。当润滑油压力需要中断降压时,发动机ECU控制电磁线圈反向通电,靠近法兰的电磁铁对永久磁铁产生推力,于此同时,靠近阀盖的电磁铁对永久磁铁产生吸引力,阀芯同时克服螺旋弹簧弹力,向阀盖移动。移动初始,阀芯上的进油孔与阀体的小套筒上的进油孔错开不再相通,完成中断供油。后续阀芯继续移动,阀体的小套筒和阀芯形成的内部油腔的体积逐渐变大,压力变小,对与阀芯相连的油道产生抽吸作用,从而实现快速抽吸降压。电磁阀内的螺旋弹簧的另一个作用是,当电磁阀的控制电路出现断电故障时,螺旋弹簧能够稍慢的推动阀芯移动,并使电磁阀处于常通状态,保证润滑油能够继续润滑相关零件,不至于损坏发动机,这使车辆能够实现“跛行回家”功能。
[0034]本发明涉及的非偏心销、偏心销、同心套、偏心套、锁销、定位套都可以使用钢材加工而成,在满足强度的情况下,同心套、偏心套、锁销、定位套还可以使用轻质的铝合金;回位弹簧采用弹簧钢丝绕制;连杆体可采用常规制造工艺制作,如锻造加工或粉末冶金制造加工。
[0035]使用本发明技术,需要在缸体上增加电磁阀的阀座,阀座数量与气缸数相同,每个阀座位于缸体主油道与参与控制的主轴承座的油道上,并能通过电磁阀实现油压中断降压与恢复;
[0036]使用本发明的发动机需要进行发动机标定,使发动机在不同压缩比下都能的正常工作,并取得最佳燃油经济性。
[0037]与现有已知的可变压缩比系统相比,本发明的可变压缩比系统仅可以实现压缩比的两级可变,但系统简单,其实施对现有发动机的更改较小。
【附图说明】
[0038]图1为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成,偏心套位于非偏心销的中间段;
[0039]图2为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成,偏心套位于非偏心销的两端,两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同;
[0040]图3为偏心销总成由非偏心销和偏心套组成,偏心套位于非偏心销的两端,两端的偏心套的偏心方向和偏心大小都相同,且非偏心销的中间段设计装配有与两端的偏心套的偏心方向相反的偏心套;
[0041]图4为偏心销总成由单独的单偏心销构成,单偏心销的偏心段在中间段,两端为同心销;
[0042]图5为偏心销总成由单偏心销和同心套组成,单偏心销的偏心段在中间段,单偏心销的两端装配同心套;
[0043]图6为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成,单偏心销的中间段无偏心,偏心段在一端,另一端装配偏心量和偏心方向都与偏心段的偏心量和偏心方向相同的偏心套;
[0044]图7为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成,单偏心销的中间段无偏心,偏心段在一端,另一端装配的偏心套的偏心量和偏心方向都与偏心段的偏心量和偏心方向相同;
[0045]图8为偏心销总成由单偏心销和偏心套组成,单偏心销的中间段无偏心,偏心段在一端,另一端装配偏心量和偏心方向都相同的偏心套,且单偏心销的中间段还装配偏心方向与偏心段相反的偏心套;
[0046]图9为偏心销总成由双偏心销和偏心套组成,双偏心销的中间段和其中一端都为偏心段,偏心方向相反,另一端的销段无偏心,装配有与端部偏心段的偏心方向和偏心量都相同的偏心套;
[0047]图10为图1所示的一种非偏心销;
[0048]图11为图1所示的中间装配的偏心套;
[0049]图12为图2所示的一种非偏心销;
[0050]图13为图2、图3、图6、图7、图8、图9所示的端部装配的偏心套;
[0051]图14为图3所示的一种非偏心销;
[0052]图15为图3、图8所示的中间装配的偏心套;
[0053]图16为图5所示的一种单偏心销,两端同心,直径相等,中间为偏心段;
[0054]图17为图5所不的一种的同心套;
[0055]图18为图6所示的一种单偏心销,中间段偏心,两端无偏心具有定位键;
[0056]图19为图7所示的一种单偏心销,一端具有偏心,另一端无偏心,设计有定位键,中间段无偏心设计有锁销孔和止推槽;
[0057]图20为图8所示的一种由单偏心销,一端为偏心销,另一端和中间段的外圆面具有定位键
[0058]图21为图9所不的一种双偏心销,中间和一端具有偏心段,偏心方向相反,另一端无偏心,具有定位键;
[0059]图22为所述的连杆体特征图;
[0060]图23为所述的定位套的特征图
[0061]图24为所述的回位弹簧的特征图;
[0062]图25为所述的锁销的特征图;
[0063]图26为所述的连杆瓦的特征图,连杆瓦具有油槽和油孔;
[0064]图27为本发明所述用于轴向限位的卡簧的特征图
[0065]图28为一
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1