气缸停用方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种内燃发动机中的气缸停用装置。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，已知的是为了提高内燃发动机的燃料效率和降低排放而采用停用气缸。现有解决方案优选为在低发动机负荷水平下运行，并且具有它们的最高效能。一种典型的解决方案是通过停用发动机中的一半数量气缸的进气门和排气门来停用这些气缸。通过停用进气门和排气门，该气缸变得完全停用。这样的气缸停用极大地减少了燃料消耗，并且由此降低内燃发动机某些负荷水平下的C02排放水平。虽然这个效能仅仅存在于有限的RPM范围，但是现有技术中存在的气缸停用对例如车辆燃料消耗具有积极的整体效果。
[0003]主要有两个问题是气缸停用系统通常提出的，这两个问题都影响内燃发动机的燃料消耗。第一个问题是，在某些RPM水平和负荷水平下，有过多的气缸容积量在空气被拖入气缸或废气被挤出气缸时形成栗送损失。第二个问题是在低负荷水平下较慢的燃烧和放热。气缸停用引起这两个问题，并且由此通过降低栗送损失和通过降低燃烧速度和通过减小气缸容积来减少燃料消耗。
[0004]栗送损失带来的问题特别出现在低气缸压力时，并且主要归因于需要将空气吸入到气缸中。此外，内燃发动机气缸中的低压力与较高燃料消耗相关联，与功率输出有关，归因于燃烧反应需要更高的能量。在低负荷水平期间通过停用气缸，要求更少的气缸从进气歧管吸取空气，这意味着栗送损失以及总气缸容积减小。减少的栗送损失能够例如主要通过保持排气门和进气门都关闭以在停用气缸中在活塞上或下形成真空来实现。当活塞向下移动经过其中点时在活塞上方形成真空，并且当活塞向上移动时在活塞下方形成真空。这形成了这样一种状态，即，活塞将总是努力朝着其中间位置行进，这实质上消除了栗送损失。
[0005]气缸停用的常规解决方案使用带有其中气缸可以是起作用的或暂停不用的这两种状态的系统。这是通过每个气门具有一个或两个提升级别来实现，例如，气缸一可能具有一个提升级别，而气缸二可能具有两个提升级别。提升级别还可以称为模式。这些解决方案中的提升级别对所有气缸都是一样的。
[0006]具有两种模式的气门呈现多个优点并且是现有技术中的优先选择。尽管两个提升级别是优先选择，但是，提供更多的提升级别会是有利的，从而节省更多的燃料并且降低排放。具有这个的想法是要提供采用两个以上气缸停用状态的可能性。如果使用带有两个以上提升级别的气门，那么能够使用多个状态，形成更动态的气缸停用。
[0007]在设法提供两种以上状态时现有技术解决方案遇到的问题是，为每个气门配备两个以上提升级别出现了润滑、密封、成本以及发动机和发动机舱内的空间的问题。例如，在采用凸轮轮廓的优选解决方案中，通过两个凸轮轮廓能够获得两个提升级别，这占用了比例如三个凸轮轮廓更少的空间。由此，当前解决方案的问题是，尽管能够实现明显的燃料节省，但是，这些方法的适用范围即气缸停用适用的RPM范围受到限制，归因于对两种状态和两个提升级别的限制。状态是发动机能够设定的气缸停用的模式，即，气缸气门设定的状态，其允许不同的特性。为了实现两种以上的状态并由此增大适用范围，现有技术提出采用电动气门的解决方案。已经使用电动气门，为每个气门单独提供无级打开选择，由此实现两个以上的提升级别和多个状态。然而，那些解决方案是高成本的，且需要先进的发动机控制单元来操作。
[0008]鉴于上述问题和解决方案，因此有利的是，提供一种用于内燃发动机的气缸停用装置，其能够在扩大的RPM范围内运用，而不增大每个气门装置的复杂性。
【发明内容】
[0009]本发明的目标是提供一种用于内燃发动机的气缸停用装置，用在不同的RPM级，其可以以合理的成本产生并且相比于现有技术解决方案是一种更可靠的解决方案。
[0010]这些目标是通过所附权利要求中阐述的气缸停用装置和方法来实现的。
[0011]因此，本发明涉及一种用于内燃发动机的气缸停用装置，包括多个气缸，每个气缸具有至少一个进气门和至少一个排气门，其中，每个进气门仅包括两个不同的提升级别。所述气缸停用装置包括偶数个气缸，由所述偶数个气缸的一半组成的第一组气缸具有配置成完全打开和部分打开提升级别的进气门，由所述偶数个气缸的另一半组成的第二组气缸具有配置成完全打开和完全关闭提升级别的进气门。第一组气缸具有配置成完全打开提升级别的排气门，并且所述第二组气缸具有配置成完全打开和完全关闭提升级别的排气门。
[0012]所述提升级别(lifting level)是燃烧循环期间特定气门打开的最大距离。例如，完全打开提升级别对应于气门能够打开的最大距离。要理解的是，尽管气门(例如先前描述实施例的一些排气门)能够在燃烧循环的不同时段期间关闭和完全打开，但是，这类气门配置成仅一个提升级别。提升级别由此对应于具有某一配置的特定气门所能执行的不同的提升量。本领域技术人员理解的是，在燃烧循环期间，至少在一些点处，每个气门能够是完全关闭的，尽管它们仅仅配置成一个提升级别。与提升级别的数量无关，气门能够总是在燃烧循环的其它部分关闭，即，关闭状态不算作提升级别。
[0013]使用仅两个提升级别是优选的解决方案，以便维持合理的生产成本并且保持所述装置的所需空间为可实施的尺寸。此外，这些装置与系统中的公差的更好的可靠性有关，其具有的效果是，相比于具有三个或更多提升级别的解决方案而言，出现更少的密封失效和润滑问题。
[0014]在气缸停用装置的一个实施例中，所述气缸停用装置具有至少四个气缸停用状态，
[0015]-在第一气缸停用状态中，所述第一组气缸具有配置成部分打开提升级别的进气门和配置成完全打开提升级别的排气门，对于所述第二组气缸，全部气门停用，
[0016]-在第二气缸停用状态中，所述第一组气缸具有配置成完全打开提升级别的进气门和配置成完全打开提升级别的排气门，对于所述第二组气缸，所有气门停用，
[0017]-在第三气缸停用状态中，所述第一组气缸具有配置成部分打开提升级别的进气门和配置成完全打开提升级别的排气门，对于所述第二组气缸，所有进气和排气门都配置成完全打开提升级别，并且，
[0018]-在第四气缸停用状态中，这两组气缸的所有进气和排气门都配置成完全打开提升级别。
[0019]本发明提供使用多个状态的可能性，例如本发明的一个实施例中描述的四个状态。那四个状态提供相对于现有技术解决方案的互补状态。通过增加进气门能够部分打开的状态，气缸停用时的RPM和负荷级范围能够有利的明显增大。应当注意到，本文给出的状态编号不是这些状态可采用的严格的指定顺序，并且，它们能够以任何合适的顺序采用。
[0020]在气缸停用装置的另一实施例中，发动机控制单元根据内燃发动机的每分钟转数(RPM)确定气缸停用状态。
[0021 ] 不同状态采用的顺序可以例如由发动