气缸停用方法和装置的制造方法_3

文档序号:9468406阅读:来源:国知局
门打开。
[0071]空气被吸入气缸,同时活塞在气缸内向下移动。
[0072]进气门关闭,喷射燃料,活塞朝着气门向上移动,开始压缩。
[0073]在正确的时间点,由于高压缩、由于火花塞引入的火花或任何适用于内燃发动机的其它形式的点火形式引起爆炸。
[0074]活塞被这个爆炸迫使向下,直到它到达气缸底部。
[0075]排气门打开,并且废气排出气缸。
[0076]排气门关闭,完成循环,循环再次开始。
[0077]在状态I中,执行前述循环或类似的发动机循环,内燃发动机的所有气缸启用。在状态2中,发动机气缸的一半被停用,意味着那些气缸的气门在循环期间没有打开。然而,尽管气缸停用,但是,活塞仍然在气缸内移动。
[0078]有多种方式执行气门的提升,一种普遍的解决方案是使用带有凹口的凸轮轴,在不同级别为每个气门确定提升级别。这样的凹口通常形成为非尖水滴,轴线大致在一端通过。由此,凹口能够在凸轮轴的旋转运动的一个位置处提升气门。由此需要多个凹口以便提供多个提升级别。另一解决方案例如是液力提升臂。
[0079]图2示出类似于图1的发动机配置,包括四个气缸,但是,区别是,一些气门根据本发明配置有双提升级别。双提升级别因而实现了状态的扩大量,通过能够实现如下解决方案提供了本发明的优势,其中,如图1中的现有技术示出的最初的两个状态能够扩展到四个状态1、2、3、4,允许能够使用气缸停用的增大的RPM范围。第四状态4和第二状态2对应于如前面描述的现有技术的状态I和2,而第一状态I和第三状态3属于本发明的新颖解决方案的部分。
[0080]第一状态I表明适于发动机在低发动机负荷下运行时的状态。气缸的一半被停用,而另一半以少于平常需要的空气的负荷运行,意味着需要较少的燃料喷入气缸以获得期望的燃料/空气混合物。这是通过所涉及气缸的一半采用两个提升级别中的一个来实现,其中,进气门仅仅打开其全部能力的一部分。这形成允许吸入较少空气到气缸中的状态。排气门仍然打开至其全部能力以便保持栗送损失为最小。
[0081]第三状态3是实施在现有技术的状态I与2之间并由此覆盖发动机需要比状态2提供更多能量的发动机负荷的步骤,但是,该负荷仍然不需要发动机的全部能力。在图2给出的这个示例实施例中,第一和第四气缸满负荷运行,并且它们的气门打开至全提升级别。第二和第三气缸的进气门仅仅部分打开以便允许较少的空气被吸入那些气缸中,并且由此减小用于燃烧循环的空气的总体积。其具有的效果是那些气缸需要喷射的燃料较少。应当注意到,燃料喷射的这种调节可以由例如发动机控制单元、空气质量流量传感器或适于调整向气缸的燃料喷射或燃料输送的任何其它装置来进行。
[0082]图中示出的例子代表四气缸内燃发动机的模型。然而,本领域技术人员理解,相同的推论能够应用于以任意数量气缸运行的任何发动机,包括但不限于,直列3缸、4缸、5缸、6缸、8缸、12缸、16缸,水平4缸、6缸、8缸、星形4缸、5缸、6缸、7缸、8缸或V4、V6、V8、V12发动机。还理解的是,本发明不限于以特定气缸数实施,例如,I和4,并且由此能够以任何合适的方式实施,取决于发动机配置和内燃发动机的结构。
[0083]布置有气缸停用装置的内燃发动机能够包括任意数量的气缸,例如2、4、5、6或8,并且不限于发动机的任何特定类型。气缸停用装置采用那些气缸中的偶数个执行气缸停用。这意味着,根据本发明,内燃发动机中的气缸的一些、大多数或全部可以用于气缸停用,取决于内燃发动机的设计。气缸的大多数用于气缸停用是有利的,然而,在本发明的范围内,不是强制性的。在本发明的一个实施例中,例如8个气缸中的仅仅4个可以用于气缸停用。
[0084]在图3中,示出了每个气门的提升级别的不同模式。本发明为不同的气门提供不同的提升级别,从而形成这样的解决方案,其中,在保持气门仅有两个提升级别的简单性的同时能够获得多个状态。应当注意到,与气缸顺序、气缸数量和每个气缸的气门数量有关的气门配置不意图限制本发明的范围,并且仅仅说明本发明的根本概念。
[0085]在一个实施例中,第一和第四气缸可以例如具有适于包括两个提升级别例如高和低提升级别的进气门。这意味着,在特定情况下进气门例如能够经历两个不同的凸轮轮廓,允许高和低提升级别。在这样的实施例中,排气门可配置成仅仅包括高提升级别。应当注意到,对于大多数的应用,有利的是,不限制从任何气缸的出口,这样的限制仅仅可以增大栗送损失。
[0086]在一个实施例中,第二和第三气缸可以以传统方式配置,其中,两个配置的提升级别是全提升级别连同禁用的提升级别。
[0087]本发明组合不同的气门提升级别配置,因此,重要的是,所述装置包括至少两个不同配置的气缸组。在与图2中提供的例子相关的一个优选实施例中,气缸组能够例如是包含气缸I和4的第一组气缸和包含气缸2和3的第二组气缸。然而,气缸组可以是适于组合成类似气缸停用配置的任何气缸。图中未示出的另一例子是5缸发动机,其中,每组包括两个气缸,并且其中,一个气缸由此被排除于气缸停用过程,并且一直按照燃烧循环的正常气缸过程运转。
[0088]本领域技术人员进一步理解的是,除了提升级别以外,每个气门还能够在燃烧循环的一些点静止在关闭位置,基本上把出口 72或进口 62与气缸的内容积密封隔开,例如图8所示。
[0089]图4阐明图2和3所公开的发明,阐明了本发明的范围与提升级别应用于哪个气缸无关。对于这个实施例,气缸2和3在低发动机负荷下被停用,能够与例如图2的实施例相比,其中,气缸I和4在低发动机负荷下被停用。本领域技术人员理解,每组的气缸的任何组合是可能的,取决于内燃发动机的结构。
[0090]图4的高和低提升级别的图示进一步地解释本发明的一个实施例中凸轮轮廓的样子的例子。即,每个凸轮轮廓的凹口在概念上可对应于图4所示的拱形。
[0091]图4能够进一步地被阐明,通过描述不同阶段1、2、3、4的燃烧循环。所述循环是基于根据四冲程原理的常规的奥托循环(Otto cycle) ο然而,气缸停用被实施为对于不同的气缸组具有不同的提升级别。在图4给出的四气缸例子中,气缸配对成两个不同的组,这在图5中进一步描绘。
[0092]图4的例子中可用的不同提升级别是完全打开、部分打开和关闭。每个气门仅具有最多两个提升级别,即,每个气门可以仅仅包括完全打开、部分打开和关闭提升级别中的两个。本领域技术人员理解,关闭提升级别是在整个燃烧循环过程中保持气门关闭的提升级别,由此不同于带有在每个循环期间既打开也关闭的其它提升级别的气门。例如,第一和第四气缸的进气门包括完全打开和部分打开提升级别,意味着,第一和第三气缸不能被停用。而那些气缸能以部分或全提升级别运行。第二和第三气缸包括完全打开和完全关闭提升级别。那些气缸由此能够全部运转或全部停用。
[0093]取决于内燃发动机
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