BR102018005635B1

BR102018005635B1 - Motor de combustão interna de quatro tempos, veículo, método relacionados ao mesmo e suporte legível por computador

Info

Publication number: BR102018005635B1
Application number: BR102018005635-2A
Authority: BR
Inventors: Niclas Gunnarsson; Michael Vallinder; Anders Larsson; Erik Höckerdal
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2023-05-02
Also published as: KR20180107723A; KR102033049B1; EP3379043A1; BR102018005635A2; US10669951B2; EP3379043B1; SE1750335A1; US20180274456A1; SE541865C2

Abstract

É revelado no presente documento um motor de combustão interna de quatro tempos (1) que compreende uma disposição de controle de válvula de exaustão (28) com um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30) configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão (24) para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão (24) é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor (1) e fechada durante o tempo de exaustão do motor (1), a fim de atingir a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros (10) durante o tempo de exaustão. Uma disposição de controle de válvula de admissão (22) compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32) configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor (1) durante a frenagem de motor regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão (18). A presente revelação também se refere a um veículo que compreende um motor (1) e ao método para controlar um motor (1), a um programa de computador e a um programa de computador para realizar um método para controlar um motor (1).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna de quatro tempos, um veículo que compreende um motor de combustão interna de quatro tempos, um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos, e um suporte legível por computador para realizar um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos.

ANTECEDENTES

[0002] Os motores de combustão interna, tais como motores de combustão interna de quatro tempos, compreendem um ou mais cilindros e um pistão disposto em cada cilindro. Os pistões são conectados a um virabrequim do motor e são dispostos para reciprocar dentro dos cilindros mediante rotação do virabrequim. O motor normalmente compreende adicionalmente uma ou mais válvulas de admissão e válvulas de descarga, assim como uma ou mais disposições de abastecimento de combustível. A uma ou mais válvulas de admissão e válvulas de descarga são controladas por uma disposição de controle de válvula respectiva que compreende normalmente um ou mais eixos de cames conectados de modo giratório a um virabrequim do motor, por meio de uma correia, corrente, engrenagens ou similar. Um motor de combustão interna de quatro tempos completa quatro tempos separados enquanto vira um virabrequim. Um tempo se refere ao percurso completo do pistão ao longo do cilindro, em qualquer as direções. A posição mais alta do pistão no cilindro é normalmente chamada de ponto morto superior TDC, e a posição mais inferior do pistão no cilindro é normalmente chamada de ponto morto inferior BDC.

[0003] Os tempos são concluídos na seguinte ordem, tempo de admissão, tempo de compressão, tempo de expansão e tempo de exaustão. Durante a operação de um motor de combustão interna de quatro tempos convencional, a disposição de controle de válvula de admissão controla válvulas de admissão de um cilindro para um estado aberto durante o tempo de admissão de um pistão dentro do cilindro, para permitir que o ar, ou uma mistura de ar e combustível, entre no cilindro. Durante o tempo de compressão, todas as válvulas devem ser fechadas para permitir a compressão do ar ou da mistura do ar e do combustível no cilindro. Caso o motor esteja em um estado de produção de potência, o combustível no cilindro é ignificado, normalmente, em direção ao final do tempo de compressão, por exemplo, por uma vela de ignição ou por calor de compressão no cilindro. A combustão de combustível dentro do cilindro aumenta significativamente a pressão e a temperatura no cilindro. A combustão do combustível continua normalmente em uma porção significativa do tempo de expansão subsequente. A pressão e temperatura aumentadas no cilindro obtidas pela combustão são parcialmente convertidas em trabalho mecânico abastecido ao virabrequim no tempo de expansão. Obviamente, todas as válvulas deveriam permanecer fechadas durante o tempo de expansão para permitir que a pressão e a temperatura aumentadas sejam convertidas em trabalho mecânico. O tempo de expansão é também normalmente chamado de tempo de combustão, visto que, normalmente, a maior parte da combustão ocorre durante o tempo de expansão. No tempo de exaustão subsequente, a disposição de controle de válvula de exaustão controla as válvulas de exaustão do cilindro para um estado aberto para permitir que os gases de exaustão sejam expelidos para fora do cilindro em um sistema de exaustão.

[0004] Durante a frenagem de motor normal que ocorre, por exemplo, quando um condutor de um veículo libera um pedal de acelerador, o motor continuará a operar nos tempos descritos acima, com a exceção de que, normalmente, nenhum combustível seja abastecido ao motor durante a frenagem de motor e, consequentemente, nenhuma combustão ocorrerá durante o final do tempo de compressão ou durante o tempo de expansão. Nessa condição, o motor fornecerá algum torque de frenagem devido ao atrito interno e devido ao bombeamento de ar da admissão para a exaustão, nos respectivos tempo de admissão e tempo de exaustão. À medida que um pistão percorre para cima durante seu tempo de compressão, os gases que são capturados no cilindro são comprimidos. Os gases comprimidos opõem o movimento ascendente do pistão. Entretanto, quase toda a energia armazenada nos gases comprimidos é devolvida para o virabrequim no tempo de expansão subsequente. Assim, durante a frenagem de motor normal, o tempo de compressão junto com o tempo de expansão subsequente, não contribuirão para um torque de frenagem significativo do motor.

[0005] Um freio de motor de liberação de compressão, frequentemente chamado um freio de Jake ou freio de Jacobs, é um mecanismo de frenagem de motor usado em alguns motores. Quando ativado, o mesmo abre válvulas de exaustão nos cilindros após o tempo de compressão, liberando o ar comprimido capturado nos cilindros para o sistema de exaustão. Assim, a energia armazenada nos gases comprimidos durante o tempo de compressão não retornará ao virabrequim no tempo de expansão subsequente, o que aumenta o torque de frenagem do motor.

[0006] Em algumas disposições, as válvulas de exaustão podem ser desativadas, de modo que as mesmas permaneçam fechadas durante o tempo de exaustão. Normalmente, isso é atingido com o uso de uma assim chamada disposição de movimento perdido, que quando atuada é disposta para não transferir o movimento causado por um ressalto de came de exaustão para a válvula de exaustão. Assim, o ar nos cilindros será comprimido também durante o tempo de exaustão. Usando um mecanismo que abre as válvulas de exaustão próximo ao final do tempo de exaustão, o ar comprimido capturado nos cilindros é liberado para o sistema de exaustão. Tal disposição quase duplica o torque de frenagem, visto que os casos de compressão e liberação são realizados no tempo de compressão assim como no tempo de exaustão.

[0007] O documento WO2015084243 A2 se refere a um motor de combustão de quatro tempos, que em vez de desativar as válvulas de exaustão no tempo de exaustão, realiza a comutação de fase de um eixo de cames disposto para controlar a abertura de válvulas de exaustão relativas ao virabrequim para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor e fechada durante o tempo de exaustão do motor, para atingir a frenagem de motor através de compressão nos cilindros durante o tempo de exaustão. Essa solução fornece várias vantagens sobre mecanismos de frenagem de motor tradicionais usados, tal como controlabilidade do tamanho do torque de frenagem.

[0008] Devido a preocupações ambientais, quase todos os veículos para venda hoje em dia compreendem algum tipo de sistema de pós-tratamento de exaustão. Exemplos são conversores catalíticos, filtros de particulado e disposições de Redução catalítica seletiva (SCR). Uma disposição de redução catalítica seletiva é um meio para converter óxidos de nitrogênio, também chamados de NOx, com a ajuda de um catalisador em nitrogênio diatômico N2, e água H2O. Um redutor gasoso, tipicamente, amônia anidrosa, amônia aquosa ou ureia, é adicionado a uma corrente de gás de exaustão e é absorvido em um catalisador. O dióxido de carbono, CO2, é um produto de reação quando ureia é usada como o redutor.

[0009] A função desses sistemas de pós-tratamento de exaustão depende da temperatura alta dos gases de exaustão. Problemas podem surgir mediante operações de frenagem de motor de longa duração, uma vez que os gases que deixam o motor durante a frenagem de motor são mais frios que os gases de exaustão produzidos em um modo de produção de potência, em que os gases podem resfriar o sistema de pós-tratamento de exaustão para uma temperatura em que o mesmo pode não funcionar apropriadamente.

[0010] Em vista do supracitado, existe uma necessidade por uma frenagem de motor aprimorada de um motor de combustão interna de quatro tempos.

SUMÁRIO

[0011] Um objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma frenagem de motor eficiente enquanto se fornecem condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor.

[0012] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, o objetivo é atingido por um motor de combustão interna de quatro tempos que compreende pelo menos um cilindro, um pistão disposto em cada cilindro, um sistema de admissão, um virabrequim, pelo menos uma válvula de admissão disposta em cada cilindro, em que a válvula de admissão é conectada ao sistema de admissão. O motor compreende adicionalmente uma disposição de controle de válvula de admissão configurada para controlar cada válvula de admissão com base em uma posição giratória do virabrequim, e pelo menos uma válvula de exaustão disposta em cada cilindro, em que a válvula de exaustão é conectada a uma descarga de exaustão do motor. O motor compreende adicionalmente uma disposição de controle de válvula de exaustão configurada para controlar cada válvula de exaustão com base na posição giratória do virabrequim. A disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor e fechada durante o tempo de exaustão do motor, a fim de atingir a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros durante o tempo de exaustão. A disposição de controle de válvula de admissão compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão.

[0013] Uma vez que o controle da pelo menos uma válvula de exaustão é comutado em fase para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor e fechada durante o tempo de exaustão do motor, a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros durante o tempo de exaustão é obtida de uma maneira simples e eficaz. Adicionalmente, uma vez que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão é configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor é regulada de uma maneira simples e eficiente.

[0014] Consequentemente, é fornecida uma frenagem de motor eficiente enquanto são fornecidas condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor. Como um resultado, o objetivo acima mencionado é atingido.

[0015] Além disso, uma vez que são fornecidas condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor, também são fornecidas condições para manter a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão dentro de um intervalo de temperatura adequado durante a frenagem de motor. Assim, pode ser assegurado que, por exemplo, a temperatura de um catalisador disposto em conexão fluida com a descarga de exaustão seja mantida acima de um limite de temperatura. Dessa maneira, pode ser assegurado que o catalisador funcionará mesmo após uma operação de frenagem de motor de longa duração, tal como aquela após uma operação de frenagem de motor durante uma longa ladeira em declive. De acordo com algumas modalidades, o motor é um motor a diesel que compreende uma disposição de redução catalítica seletiva (SCR) com o uso de um agente redutor. Nessas modalidades, pode ser assegurado que a temperatura de disposição de redução catalítica seletiva seja mantida dentro de um intervalo de temperatura apropriado. Dessa maneira, o consumo do agente redutor pode ser reduzido, uma vez que uma temperatura demasiadamente baixa de uma disposição de redução catalítica seletiva leva a um consumo aumentado do agente redutor, devido à liberação de agente redutor na disposição de redução catalítica seletiva, o que é negativo para o ambiente. Dessa forma, conforme mostrado acima, são fornecidas condições para um motor que é mais ecológico.

[0016] A comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de admissão afeta adicionalmente a massa de carga, a carga nas válvulas e seus trens de acionamento, assim como o torque de frenagem. Consequentemente, são fornecidas condições para um controle simples e eficaz da quantidade de ar bombeado através do motor, assim como um controle simples e eficaz do torque de frenagem, enquanto se assegura que as cargas máximas nas válvulas e seus trens de acionamento não sejam excedidas.

[0017] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão do motor e fechada durante o tempo de compressão do motor. Assim, a pelo menos uma válvula de admissão será aberta em uma pressão de cilindro inferior que reduz a força de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e, dessa forma, também, reduz a carga na disposição de controle de válvula de admissão. Adicionalmente, comutando-se em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão dessa maneira, a pressão de cilindro máxima durante o tempo de compressão pode ser reduzida. Reduzindo-se a força de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e reduzindo-se a pressão de cilindro máxima, o risco de falha do motor durante a frenagem de motor é reduzido.

[0018] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão é configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada em a uma proporção maior e em uma taxa mais rápida, uma vez que a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão, assim como da pelo menos uma válvula de admissão, são utilizadas para regular a quantidade de ar bombeado através do motor. Assim, pode ser assegurado adicionalmente que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado.

[0019] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão são dispostos para regular o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão. Assim, o torque de frenagem de nível definido é obtido de uma maneira rápida e eficiente, enquanto se assegura que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado. O torque de frenagem de nível definido é obtido de uma maneira rápida e eficiente uma vez que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão são utilizados para obter o torque de frenagem de nível definido.

[0020] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão são dispostos para comutar a fase da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão simultaneamente. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada em uma taxa ainda mais rápida, uma vez que a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão, assim como a pelo menos uma válvula de admissão, são utilizadas simultaneamente para regular a quantidade de ar bombeado através do motor. Assim, pode ser assegurado adicionalmente que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado. Além disso, também, o torque de frenagem pode ser regulado em uma taxa mais rápida comutando-se em fase a pelo menos uma válvula de admissão e a pelo menos uma válvula de exaustão simultaneamente, enquanto se assegura que as cargas máximas nas válvulas e seus trens de acionamento não sejam excedidas.

[0021] Opcionalmente, a disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo de descompressão disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de exaustão e o tempo de admissão do motor quando o pistão está em um ponto morto superior no cilindro. Assim, o torque de frenagem é aumentado uma vez que a energia armazenada nos gases comprimidos durante o tempo de exaustão não será devolvida ao virabrequim no tempo de admissão subsequente, uma vez que os gases são evacuados para o sistema de exaustão mediante a abertura e o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão. Além disso, a carga na pelo menos uma válvula de admissão e no seu trem de acionamento é reduzida no evento de abertura subsequente da pelo menos uma válvula de admissão, isso, uma vez que a pressão no cilindro foi reduzida pela abertura e pelo fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão.

[0022] Opcionalmente, o dispositivo de descompressão é disposto para manter a pelo menos uma válvula de exaustão aberta até que a pelo menos uma válvula de admissão seja aberta pela disposição de controle de válvula de admissão. Assim, a formação de uma subpressão no cilindro é evitada durante o tempo de admissão.

[0023] Opcionalmente, o dispositivo de descompressão é disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de compressão e o tempo de expansão do motor, quando o pistão está em um ponto morto superior no cilindro. Assim, o torque de frenagem é aumentado uma vez que a energia armazenada nos gases comprimidos durante o tempo de compressão não será devolvida ao virabrequim no tempo de expansão subsequente. Isso, uma vez que os gases são evacuados para o sistema de exaustão mediante a abertura e o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão.

[0024] Opcionalmente, a disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo de descompressão disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de admissão e o tempo de compressão do motor, quando o pistão está em um ponto morto inferior no cilindro. Um fator importante que determina o torque de freio é a quantidade de gás depositado dentro do cilindro antes da compressão do gás. Isso, uma vez que os gases comprimidos opõem o movimento ascendente do pistão, e mais gás depositado dentro do cilindro fornecerá, dessa forma, uma maior força de oposição no pistão. Na maioria dos casos, a pressão do gás é maior na exaustão que na admissão. Consequentemente, quando a pelo menos uma válvula de exaustão é aberta e fechada em uma área de transição entre o tempo de admissão e o tempo de compressão do motor, mais gás entrará, nesses casos, no cilindro devido à pressão maior na exaustão que na admissão. Como um resultado, o torque de frenagem pode ser aumentado ainda mais.

[0025] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de exaustão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de exaustão está entre -40 e -120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre -60 e -80 graus de virabrequim. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor e, dessa forma, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, assim como o tamanho do torque de frenagem, são regulados a uma grande proporção de uma maneira eficiente.

[0026] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de admissão está entre 40 e 120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor e, dessa forma, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, assim como o tamanho do torque de frenagem, pode ser regulada a uma grande proporção de uma maneira eficiente.

[0027] Opcionalmente, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão é configurado para manter uma pressão de cilindro máxima no pelo menos um cilindro abaixo de uma pressão de cilindro limítrofe durante a frenagem de motor, regulando- se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão. Assim, a confiabilidade do motor é assegurada de uma maneira eficiente. Isso, uma vez que uma pressão de cilindro demasiadamente alta pode causar danos a componentes tais como válvulas e seus trens de acionamento.

[0028] Opcionalmente, o motor compreende um dispositivo de carregamento disposto para comprimir ar para o sistema de admissão, em que o motor compreende adicionalmente uma unidade de controle conectada ao dispositivo de carregamento, em que a unidade de controle é configurada para regular adicionalmente a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada a uma proporção ainda maior.

[0029] De acordo com um segundo aspecto da invenção, o objetivo é atingido por um veículo que compreende um motor de combustão interna de quatro tempos de acordo com algumas modalidades. Uma vez que o veículo compreende um motor de combustão interna de quatro tempos com a capacidade de realizar uma frenagem de motor eficiente, enquanto se fornecem condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, é fornecido um veículo, com a capacidade de realizar uma frenagem de motor eficiente enquanto são fornecidas condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor. Como um resultado, o objetivo acima mencionado é atingido.

[0030] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, o objetivo é atingido por um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos que compreende: - pelo menos um cilindro; - um pistão disposto em cada cilindro; - um sistema de admissão; - um virabrequim; - pelo menos uma válvula de admissão disposta em cada cilindro, em que a válvula de admissão é conectada ao sistema de admissão; - uma disposição de controle de válvula de admissão configurada para controlar cada válvula de admissão com base em uma posição giratória do virabrequim; - pelo menos uma válvula de exaustão disposta em cada cilindro, em que a válvula de exaustão é conectada a uma descarga de exaustão do motor; - uma disposição de controle de válvula de exaustão configurada para controlar cada válvula de exaustão com base na posição giratória do virabrequim, em que a disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão, em que a disposição de controle de válvula de admissão compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão, e em que o método compreende: - comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão, para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor e fechada durante o tempo de exaustão do motor, a fim de atingir a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros durante o tempo de exaustão, e - regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão.

[0031] Uma vez que o método compreende a etapa de comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão, para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor e fechada durante o tempo de exaustão do motor, a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros durante o tempo de exaustão é obtida de uma maneira simples e eficaz. Adicionalmente, uma vez que o método compreende a etapa de regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem do motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem do motor é regulada de uma maneira simples e eficiente.

[0032] Consequentemente, o método fornece uma frenagem de motor eficiente e condições para um controle aprimorado de temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor. Como um resultado, o objetivo acima mencionado é atingido.

[0033] Além disso, uma vez que são fornecidas condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor, também são fornecidas condições para manter a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão dentro de um intervalo de temperatura adequado durante a frenagem de motor. Dessa forma, o método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos também fornece condições para um motor que é mais ecológico.

[0034] Adicionalmente, a regulação da comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão afeta adicionalmente a massa de carga, a carga nas válvulas e seus trens de acionamento, assim como o torque de frenagem. Consequentemente, o método fornece condições para um controle simples e eficaz da quantidade de ar bombeado através do motor, assim como um controle do torque de frenagem, enquanto se assegura que as cargas máximas nas válvulas e seus trens de acionamento não sejam excedidas.

[0035] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão do motor e fechada durante o tempo de compressão do motor com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão.

[0036] Assim, a pelo menos uma válvula de admissão será aberta em uma pressão de cilindro inferior que reduz a força de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e, dessa forma, também, reduz a carga na disposição de controle de válvula de admissão. Adicionalmente, comutando-se em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão dessa maneira, a pressão de cilindro máxima durante o tempo de compressão pode ser reduzida. Reduzindo-se a força de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e reduzindo-se a pressão de cilindro máxima, o risco de falha do motor durante a frenagem de motor é reduzido.

[0037] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: regular a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão.

[0038] Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada a uma proporção maior e em uma taxa mais rápida, uma vez que a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão, assim como da pelo menos uma válvula de admissão, são utilizadas para regular a quantidade de ar bombeado através do motor. Assim, pode ser assegurado adicionalmente que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado.

[0039] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: regular o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão.

[0040] Assim, o torque de frenagem de nível definido é obtido de uma maneira rápida e eficiente, enquanto se assegura que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado. O torque de frenagem de nível definido é obtido de uma maneira rápida e eficiente uma vez que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão são utilizados para obter o torque de frenagem de nível definido.

[0041] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: comutar a fase da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão, simultaneamente, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão e do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão

[0042] Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada em uma taxa ainda mais rápida, uma vez que a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão, assim como a pelo menos uma válvula de admissão, são utilizadas simultaneamente para regular a quantidade de ar bombeado através do motor. Assim, pode ser assegurado adicionalmente que a temperatura dos gases que deixam o motor e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado. Além disso, também, o torque de frenagem pode ser regulado em uma taxa mais rápida comutando-se em fase a pelo menos uma válvula de admissão e a pelo menos uma válvula de exaustão simultaneamente, enquanto se assegura que as cargas máximas nas válvulas e seus trens de acionamento não sejam excedidas.

[0043] Opcionalmente, a disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo de descompressão, e em que o método compreende adicionalmente: abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de exaustão e o tempo de admissão do motor, quando o pistão está em um ponto morto superior no cilindro, com o uso do dispositivo de descompressão.

[0044] Assim, o torque de frenagem é aumentado uma vez que a energia armazenada nos gases comprimidos durante o tempo de exaustão não será devolvida ao virabrequim no tempo de admissão subsequente, uma vez que os gases são evacuados para o sistema de exaustão mediante a abertura e o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão. Além disso, a carga na pelo menos uma válvula de admissão e no seu trem de acionamento é reduzida no evento de abertura subsequente da pelo menos uma válvula de admissão, isso, uma vez que a pressão no cilindro foi reduzida pela abertura e pelo fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão.

[0045] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: manter a pelo menos uma válvula de exaustão aberta com o uso do dispositivo de descompressão, até que a pelo menos uma válvula de admissão seja aberta pela disposição de controle de válvula de admissão.

[0046] Assim, a formação de uma subpressão no cilindro é evitada durante o tempo de admissão.

[0047] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de compressão e o tempo de expansão do motor, quando o pistão está em um ponto morto superior no cilindro, com o uso do dispositivo de descompressão.

[0048] Assim, o torque de frenagem é aumentado uma vez que a energia armazenada nos gases comprimidos durante o tempo de compressão não será devolvida ao virabrequim no tempo de expansão subsequente. Isso, uma vez que os gases são evacuados para o sistema de exaustão mediante a abertura e o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão.

[0049] Opcionalmente, a disposição de controle de válvula de exaustão compreende um dispositivo de descompressão, e em que o método compreende adicionalmente: abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão em uma área de transição entre o tempo de admissão e o tempo de compressão do motor, quando o pistão está em um ponto morto inferior no cilindro, com o uso do dispositivo de descompressão.

[0050] Como um resultado, o torque de frenagem é aumentado ainda mais uma vez que mais gás entrará no cilindro devido a uma pressão maior na exaustão que na admissão.

[0051] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de exaustão, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de exaustão está entre -40 e -120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre -60 e -80 graus de virabrequim.

[0052] Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor e, dessa forma, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, assim como o tamanho do torque de frenagem, pode ser regulada a uma grande proporção de uma maneira eficiente.

[0053] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de admissão está entre 40 e 120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim.

[0054] Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor e, dessa forma, também, a temperatura dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, assim como o tamanho do torque de frenagem, pode ser regulada a uma grande proporção de uma maneira eficiente.

[0055] Opcionalmente, o método compreende adicionalmente: manter uma pressão de cilindro máxima no pelo menos um cilindro abaixo de uma pressão de cilindro limítrofe durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão.

[0056] Assim, a confiabilidade do motor é assegurada de uma maneira eficiente. Isso, uma vez que uma pressão de cilindro demasiadamente alta pode causar danos a componentes tais como válvulas e seus trens de acionamento.

[0057] Opcionalmente, o motor compreende um dispositivo de carregamento disposto para comprimir ar para o sistema de admissão, em que o motor compreende adicionalmente uma unidade de controle conectada ao dispositivo de carregamento, em que o método compreende adicionalmente: regular adicionalmente a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento, com o uso da unidade de controle.

[0058] Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor é regulada a uma proporção ainda maior.

[0059] De acordo com um quarto aspecto da invenção, o objetivo é atingido por um programa de computador para realizar um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos, em que o programa de computador compreende código legível por computador configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle do motor a realizar o método de acordo com algumas das modalidades acima.

[0060] Uma vez que o código legível por computador do programa de computador é configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle do motor a realizar um método que fornece uma frenagem de motor eficiente, enquanto se fornecem condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, o programa de computador fornecido tem a capacidade de fornecer uma frenagem de motor eficiente e condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor.

[0061] Como um resultado, o objetivo acima mencionado é atingido.

[0062] De acordo com um quinto aspecto da invenção, o objetivo é atingido por um suporte legível por computador para realizar um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos, em que o suporte legível por computador compreende código legível por computador configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle do motor a realizar o método de acordo com algumas das modalidades acima.

[0063] Uma vez que o código legível por computador do suporte legível por computador é configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle do motor a realizar um método que fornece uma frenagem de motor eficiente enquanto se fornecem condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor, o suporte legível por computador fornecido tem a capacidade de fornecer uma frenagem de motor eficiente e condições para um controle aprimorado da temperatura de gás dos gases que deixam o motor durante a frenagem de motor.

[0064] Como um resultado, o objetivo acima mencionado é atingido.

[0065] Recursos adicionais e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes mediante o estudo das reivindicações anexas e da descrição detalhada a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0066] Os vários aspectos da invenção, que incluem seus recursos e vantagens particulares, serão prontamente entendidos a partir das modalidades exemplificativas discutidas na descrição detalhada a seguir e nos desenhos anexos, nos quais:

[0067] A Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de um motor de combustão interna de quatro tempos.

[0068] A Figura 2a ilustra os eventos de abertura de uma pelo menos uma válvula de admissão e uma pelo menos uma válvula de exaustão durante um modo operacional de produção de potência normal do motor.

[0069] A Figura 2b ilustra os eventos de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão durante um primeiro modo operacional de frenagem de motor.

[0070] A Figura 2c ilustra os eventos de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão durante um segundo modo operacional de frenagem de motor.

[0071] A Figura 2d ilustra eventos de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão durante um terceiro modo operacional de frenagem de motor.

[0072] A Figura 2e ilustra eventos de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão durante um quarto modo operacional de frenagem de motor.

[0073] A Figura 2f ilustra eventos de abertura da pelo menos uma válvula de admissão e da pelo menos uma válvula de exaustão durante um quinto modo operacional de frenagem de motor.

[0074] A Figura 3 ilustra o veículo compreendendo um motor de combustão interna de quatro tempos.

[0075] A Figura 4 ilustra um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos.

[0076] A Figura 5 ilustra um suporte legível por computador para realizar um método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0077] Aspectos da presente invenção serão agora descritos mais completamente. Os números similares se referem a elementos similares durante todo o documento. Funções ou construções bem conhecidas não serão necessariamente descritas em detalhe a título de brevidade e/ou clareza.

[0078] A Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de um motor de combustão interna de quatro tempos 1, de acordo com algumas modalidades. O motor 1 compreende pelo menos um cilindro 10 e um pistão 12 disposto em cada cilindro 10. O pistão 12 é conectado, por meio de uma biela 13 a um virabrequim 16, em que a rotação move o pistão 12 para frente e para trás no cilindro 10 entre um ponto morto superior TDC e um ponto morto inferior BDC. O motor 1 compreende um sistema de admissão 14, em que, no exemplo ilustrado, o motor é ilustrado como um duto de admissão. O sistema de admissão 14 pode compreender adicionalmente um filtro de ar e, de acordo com algumas modalidades, um afogador, um injetor de combustível, um sensor de fluxo de ar, etc. Nas modalidades ilustradas, o sistema de admissão 14 é conectado de modo fluido a um compressor de um dispositivo de carregamento 36, conforme será explicado adicionalmente abaixo. O motor 1 compreende adicionalmente pelo menos uma válvula de admissão 18 disposta em cada cilindro 10, em que a pelo menos uma válvula de admissão 18 é conectada ao sistema de admissão 14. O motor 1 compreende adicionalmente uma disposição de controle de válvula de admissão 22 configurada para controlar cada válvula de admissão 18 com base em uma posição giratória do virabrequim 16. O motor 1 compreende adicionalmente pelo menos uma válvula de exaustão 24 disposta em cada cilindro 10, em que a pelo menos uma válvula de exaustão 24 é conectada a uma descarga de exaustão 26 do motor 1. O motor 1 compreende adicionalmente uma disposição de controle de válvula de exaustão 28 configurada para controlar cada válvula de exaustão 24 com base na posição giratória do virabrequim 16. Na Figura 1, a pelo menos uma válvula de admissão 18 e a pelo menos uma válvula de exaustão 24 são ilustradas em uma posição fechada respectiva. Na posição fechada, cada válvula 18, 24 fica em contiguidade com uma sede da válvula respectiva para fechar a conexão fluida entre o cilindro 10 e o sistema de admissão respectivo 14 e a descarga de exaustão 26.

[0079] A disposição de controle de válvula de admissão 22 é disposta para controlar a pelo menos uma válvula de admissão 18 entre a posição fechada e uma posição aberta deslocando-se a pelo menos uma válvula de admissão 18 em uma direção para dentro do cilindro 10. Assim, uma conexão fluida é aberta entre o sistema de admissão 14 e o cilindro 10. De modo semelhante, a disposição de controle de válvula de exaustão 28 é disposta para controlar a pelo menos uma válvula de exaustão 24 entre uma posição fechada e uma posição aberta deslocando-se a pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma direção para dentro do cilindro 10. Assim, uma conexão fluida é aberta entre o cilindro 10 e a descarga de exaustão 26. Mediante o deslocamento de uma válvula 18, 24 a partir da posição fechada para a posição aberta, a válvula 18, 24 é levantada a partir de sua sede da válvula. O motor 1 compreende adicionalmente um injetor de combustível 31 disposto para injetar diretamente combustível no cilindro 10. O motor 1 nas modalidades ilustradas é um motor a diesel. De acordo com modalidades adicionais, o motor pode ser um motor Otto com um dispositivo de ignição por centelha, em que o motor Otto pode ser projetado para funcionar com gás, gasolina, álcool ou combustíveis voláteis similares ou combinações dos mesmos. Tal combustível pode ser injetado diretamente no cilindro 10 com o uso de um injetor de combustível, ou pode ser adicionado ao ar entrante antes de entrar no cilindro 10, por exemplo, por um injetor de combustível disposto em um duto de admissão do motor.

[0080] A disposição de controle de válvula de exaustão 28 e a disposição de controle de válvula de admissão 22 podem compreender, cada uma, um ou mais eixos de cames conectadas de modo giratório ao virabrequim 16, em que os eixos de cames compreendem ressaltos de came dispostos para deslocar as válvulas 18, 24 para uma posição aberta pressionando-se nas hastes de válvula das válvulas 18, 24 mediante a rotação do eixo de cames. A disposição de controle de válvula de exaustão 28 e/ou a disposição de controle de válvula de admissão 22 podem compreender, de acordo com modalidades adicionais, atuadores elétricos, pneumáticos ou hidráulicos dispostos para controlar válvulas com base na posição giratória do virabrequim 16. A posição giratória do virabrequim 16 pode ser obtida com o uso de um sensor de ângulo de manivela 29.

[0081] A disposição de controle de válvula de exaustão 28 compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 em relação ao virabrequim 16. Adicionalmente, a disposição de controle de válvula de admissão 22 compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 em relação ao virabrequim 16. O dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 e o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 podem compreender, cada um, uma disposição hidráulica, por exemplo, com o uso de óleo de motor como fluido hidráulico, para comutar em fase o controle das válvulas 18, 24 em relação ao virabrequim 16. Tal disposição hidráulica pode formar parte de uma polia da correia (não ilustrada) disposta para transferir rotação a partir do virabrequim 16 para uma eixo de cames da disposição de controle de válvula de exaustão 28 e/ou da disposição de controle de válvula de admissão 22, em que a disposição hidráulica é disposta para regular uma relação angular entre uma primeira porção da polia da correia, que é conectada ao virabrequim 16, e uma segunda porção da polia da correia, que é conectada à eixo de cames, a fim de comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 e/ou da pelo menos uma válvula de exaustão 24. Nas modalidades em que a disposição de controle de válvula de exaustão 28 e/ou a disposição de controle de válvula de admissão 22 compreendem atuadores elétricos, pneumáticos ou hidráulicos, a comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 e/ou da pelo menos uma válvula de exaustão 24 pode ser realizada de outras maneiras, por exemplo, por uma comutação de fase eletrônica do controle.

[0082] O dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 em relação ao virabrequim 16 para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão 24 é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor 1 e fechada durante o tempo de exaustão do motor 1. Assim, a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros 10 durante o tempo de exaustão é atingida de uma maneira simples e eficiente. O dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 é configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor 1, durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor 1 é regulada de uma maneira simples e eficiente. Como um resultado dos mesmos, a temperatura dos gases que deixam o motor 1 durante a frenagem de motor também pode ser controlada de uma maneira simples e eficiente, assim como a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão 39 do motor 1. O sistema de pós-tratamento de exaustão 39 pode compreender um ou mais dentre um conversor catalítico, um filtro de particulado, uma Disposição de redução catalítica seletiva (SCR), um Catalisador de Oxidação a Diesel (DOC), um Módulo de Captura de NOx (LNT) e um Catalisador de Três Vias (TWC).

[0083] De acordo com as modalidades ilustradas, o motor 1 compreende um dispositivo de carregamento 36 disposto para comprimir ar para o sistema de admissão 14. O dispositivo de carregamento 36 ilustrado é um turbocompressor que compreende uma turbina disposta para ser acionada por gases a partir da descarga de exaustão 26. A turbina é disposta em um eixo conectado a uma roda compressora que é disposta para comprimir ar para o sistema de admissão 14. O motor 1 pode compreender um outro tipo de dispositivo de carregamento, tal como um compressor disposto para ser acionado pelo virabrequim 16 do motor 1. O motor 1 compreende adicionalmente uma unidade de controle 38 conectada ao dispositivo de carregamento 36. A unidade de controle 38 é configurada para regular adicionalmente a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento 36. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor 1, durante a frenagem de motor, é regulada a uma proporção ainda maior. Nas modalidades ilustradas, a unidade de controle 38 é configurada para regular a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento 36 regulando-se uma válvula de porta de refugo do dispositivo de carregamento 36. De acordo com modalidades adicionais, o dispositivo de carregamento 36 é um turbocompressor de geometria variável (VGT). Em tais modalidades, a unidade de controle 38 pode ser configurada para regular a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento 36 regulando-se a geometria de uma porção de admissão da turbina do turbocompressor, por exemplo, regulando-se as posições angulares de palhetas dispostas na porção de admissão da turbina.

[0084] A unidade de controle 38 pode ser conectada adicionalmente a outros componentes do motor para controlar a operação dos mesmos, tais como a disposição de controle de válvula de admissão 22, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32, a disposição de controle de válvula de exaustão 28, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 e um dispositivo de descompressão 34, conforme é adicionalmente explicado abaixo. A título de brevidade e clareza, tais conexões não são ilustradas na Figura 1. Adicionalmente, a unidade de controle 38 pode ser conectada a inúmeros sensores diferentes para obter sinais a partir dos mesmos. Exemplos são sensores dispostos para detectar a pressão absoluta no coletor de admissão, a pressão de exaustão, a temperatura de ar de carga, o fluxo de ar de massa, a posição de afogador, a velocidade do motor, a carga do motor, a posição giratória do virabrequim 16, etc.

[0085] A disposição de controle de válvula de exaustão 28 compreende um dispositivo de descompressão 34 disposto para realizar seletivamente eventos de abertura auxiliares da pelo menos uma válvula de exaustão 24, abrindo-se e fechando-se a pelo menos uma válvula de exaustão 24. O dispositivo de descompressão 34 pode compreender um ou mais ressaltos de came de descompressão dispostos em um eixo de cames da disposição de controle de válvula de exaustão 28, em que os ressaltos de came de descompressão são dispostos para, quando o dispositivo de descompressão 34 é ativado, realizarem eventos de abertura auxiliares da pelo menos uma válvula de exaustão 24 deslocando-se a pelo menos uma válvula de exaustão 24 em direção à posição aberta. Em tais modalidades, e em outras modalidades descritas no presente documento, a pelo menos uma válvula de exaustão 24, assim como a pelo menos uma válvula de admissão 18, podem ser desviadas, por exemplo, por uma mola, em direção à posição fechada.

[0086] As Figuras 2a a 2f ilustram os eventos de abertura 51 a 54 em diferentes modos operacionais da disposição de controle de válvula de exaustão 28, da disposição de controle de válvula de admissão 22 e do dispositivo de descompressão 34 ilustrados na Figura 1. Portanto, abaixo, é feita referência às Figuras 2a a 2f, assim como à Figura 1. As curvas ilustradas nas Figuras 2a a 2f ilustram eventos de abertura realizados durante duas revoluções do virabrequim 16, isto é, durante todos os quatro tempos do motor de combustão interna de quatro tempos 1. Nessas figuras, os tempos são ilustrados na ordem a seguir: tempo de compressão 41, tempo de expansão 42, tempo de exaustão 43 e tempo de admissão 44.

[0087] A Figura 2a ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18, e os eventos de abertura 52 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante um modo operacional de produção de potência normal do motor 1. Conforme indicado, durante o tempo de compressão 41 e o tempo de expansão 42, a pelo menos uma válvula de admissão 18 e a pelo menos uma válvula de exaustão 24 são fechadas. Quando o pistão atinge o ponto morto inferior BDC no final do tempo de expansão 42, a disposição de controle de válvula de exaustão 28 controla a pelo menos uma válvula de exaustão 24 para uma posição aberta para permitir que os gases de exaustão sejam expelidos a partir do cilindro 10 para a descarga de exaustão 26 durante o tempo de exaustão 43. Na área de transição entre o tempo de exaustão 43 e o tempo de admissão 44, a disposição de controle de válvula de exaustão 28 controla a pelo menos uma válvula de exaustão 24 para uma posição fechada. Adicionalmente, na área de transição entre o tempo de exaustão 43 e o tempo de admissão 44, a disposição de controle de válvula de admissão 22 controla a pelo menos uma válvula de admissão 18 para uma posição aberta para permitir que ar, ou uma mistura de ar/combustível, entre no cilindro 10 durante o tempo de admissão 44. Rumo ao final do tempo de admissão 44, a disposição de controle de válvula de admissão 22 controla a pelo menos uma válvula de admissão 18 para uma posição fechada para permitir a compressão do ar, ou a mistura de ar/combustível, no tempo de compressão subsequente 41.

[0088] A Figura 2b ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 e os eventos de abertura 52 a 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante um primeiro modo operacional de frenagem de motor do motor 1. Nesse modo, o dispositivo de descompressão 34 realiza um evento de abertura 53, isto é, abre e fecha a pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante o tempo de admissão 44 e um evento de abertura 54 durante o tempo de expansão 42. Uma quantidade baixa de torque de frenagem é obtida no primeiro modo operacional de frenagem de motor. O evento de abertura 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 durante o tempo de expansão 42 resulta em um torque de frenagem levemente aumentado em comparação a um modo operacional, conforme é ilustrado na Figura 1, em que aberturas adicionais da pelo menos uma válvula de exaustão 24 não são realizadas pelo dispositivo de descompressão 34. A frenagem levemente aumentada é causada pelo fato de que parte do gás é expelido para fora a partir do cilindro 10 para a descarga de exaustão 26 como um resultado do evento de abertura 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 durante o tempo de expansão 42. Assim, o gás comprimido não devolverá sua energia ao virabrequim na porção restante do tempo de expansão 42. O evento de abertura 53 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 durante o tempo de admissão 44 não tem efeito significativo no torque de frenagem. Mesmo apesar de uma quantidade baixa de torque de frenagem ser obtida no primeiro modo operacional de frenagem de motor do motor 1, conforme ilustrado na Figura 2b, pressões de cilindro consideráveis podem surgir na área de transição entre o tempo de compressão 41 e no tempo de expansão 42 quando o pistão 12 está no ponto morto superior. Isso, uma vez que a pelo menos uma válvula de admissão 18 está aberta durante, essencialmente, todo o tempo de admissão 44 e é fechada em uma área de transição entre o tempo de admissão 44 e o tempo de compressão 41, quando o pistão está no ponto morto inferior, o que permite bastante ar para dentro do cilindro durante o tempo de admissão 44. Esse ar é, então, completamente comprimido no tempo de compressão subsequente 41, uma vez que nenhuma válvula está aberta durante o movimento completo do pistão a partir do ponto morto inferior para o ponto morto superior durante o tempo de compressão 41. Como um resultado dos mesmos, podem ocorrer pressões de cilindro consideráveis no primeiro modo operacional de frenagem de motor.

[0089] A Figura 2c ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 e os eventos de abertura 52 a 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante um segundo modo operacional de frenagem de motor do motor 1. No segundo modo operacional de frenagem de motor do motor 1, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 comuta em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão 18 é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão 44 do motor 1 e fechada durante o tempo de compressão 41 do motor 1. Assim, a pressão de cilindro máxima é reduzida, uma vez que a pelo menos uma válvula de admissão 18 é aberta durante uma porção do tempo de compressão 41, que permite que parte do ar que é depositado no cilindro durante o tempo de admissão 44 seja expelido para fora novamente no sistema de admissão 14 mediante o movimento do pistão a partir do ponto morto inferior em direção ao ponto morto superior no tempo de compressão 41. Na Figura 2c, assim como nas Figuras 2d a 2f, a curva 51 que ilustra o evento de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 se estende na porção do tempo de admissão 44, porém, isso é não ilustrado nessas figuras por motivo de brevidade e clareza. Correspondentemente, a porção à esquerda do tempo de compressão 41 na Figura 2c e nas Figuras 2d a 2f pode ser vista como uma porção do tempo de admissão 44.

[0090] A Figura 2d ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 e os eventos de abertura 52 a 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 durante um terceiro modo operacional de frenagem de motor do motor 1. No terceiro modo operacional de frenagem de motor do motor 1, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 realiza uma comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão 24 é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão 42 e fechada durante o tempo de exaustão 43 do motor 1. Assim, a frenagem de motor por meio da compressão nos cilindros 10 é atingida de uma maneira simples e eficaz durante o tempo de exaustão 43.

[0091] Adicionalmente, conforme visto na Figura 2d, os eventos de abertura adicionais 53, 54 pelo dispositivo de descompressão 34 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 também foram comutados em fase como um resultado da comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24. No terceiro modo operacional de frenagem de motor ilustrado na Figura 2d, o dispositivo de descompressão 34 realiza um evento de abertura 54, isto é, abre e fecha a pelo menos uma válvula de exaustão 24, na área de transição entre o tempo de compressão 41 e o tempo de expansão 42, e um evento de abertura 53 na área de transição entre o tempo de exaustão 43 e o tempo de admissão 44. Isso aumenta significativamente o torque de frenagem em comparação ao segundo modo operacional de frenagem de motor do motor 1 ilustrado na Figura 2c, uma vez que o gás é evacuado a partir do cilindro 10 após a compressão no tempo de compressão 41, assim como após a compressão no tempo de exaustão 41. Dessa forma, de acordo com essas modalidades, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 é disposto para também comutar em fase o controle do dispositivo de descompressão 34 por uma quantidade correspondente à comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24. Isso pode ser atingido comutando-se em fase um eixo de cames disposto para controlar a pelo menos uma válvula de exaustão 24, em relação ao virabrequim 16, em que a eixo de cames compreende um ou mais ressaltos de came de descompressão. Dessa forma, em tais modalidades, uma comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 também resultará em uma comutação de fase correspondente do controle do dispositivo de descompressão 34. De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de descompressão 34 é disposto para manter a pelo menos uma válvula de exaustão 24 aberta durante o evento de abertura 53, até que a pelo menos uma válvula de admissão 18 seja aberta pela disposição de controle de válvula de admissão 22, para evitar que uma subpressão seja formada no cilindro 10 durante o tempo de admissão 44.

[0092] O dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 pode ser configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de exaustão. O ponto final de controle de comutação de fase de exaustão pode estar entre -40 e -120 graus de virabrequim, ou entre -50 e -100 graus de virabrequim ou, preferencialmente, entre -60 e -80 graus de virabrequim. O dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 pode, dessa forma, comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 e, de acordo com algumas modalidades, também o dispositivo de descompressão 34 para frente e para trás em tal faixa. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor, assim como o tamanho do torque de frenagem, podem ser regulados a uma grande proporção de uma maneira eficiente.

[0093] A Figura 2e ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 e os eventos de abertura 52 a 54 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante um quarto modo operacional de frenagem de motor do motor 1. No quarto modo operacional de frenagem de motor do motor 1, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 tem comutação de fase reduzida do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18. Isso resulta em um torque de frenagem aumentado em comparação ao terceiro modo operacional de frenagem de motor ilustrado na Figura 2d, uma vez que a pelo menos uma válvula de admissão 18 fecha anteriormente no tempo de compressão 41, em comparação ao terceiro modo operacional de frenagem de motor. Fechando-se a pelo menos uma válvula de admissão 18 anteriormente ao tempo de compressão 41, uma maior proporção do gás será mantida no cilindro 10 no tempo de compressão 41 e fornecerá, assim, uma maior força de oposição no pistão durante o tempo de compressão 41.

[0094] O dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 pode ser configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão. O ponto final de controle de comutação de fase de admissão pode estar entre 40 e 120 graus de virabrequim, ou entre 50 e 100 graus de virabrequim ou, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim. O dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 pode, dessa forma, comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 para frente e para trás em tal faixa para regular a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor. A comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 afeta adicionalmente a massa de carga, a carga nas válvulas 18, 24 e seus trens de acionamento, assim como o torque de frenagem que, dessa forma, também pode ser controlado comutando-se em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18. Dessa forma, são fornecidas condições para um controle eficiente da quantidade de ar bombeado através do motor 1, assim como um controle eficiente do tamanho do torque de frenagem e da massa de carga, sem exceder os limites de carga máxima nas válvulas 18, 24 e seus trens de acionamento.

[0095] Além disso, conforme mencionado acima, o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 pode ser configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão 24. Assim, a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor é regulada a uma proporção maior e em uma taxa mais rápida, uma vez que a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão 24, assim como da pelo menos uma válvula de admissão 18 nessas modalidades, são utilizadas para regular a quantidade de ar bombeado através do motor 1. Assim, pode ser assegurado adicionalmente que a temperatura dos gases que deixam o motor 1 e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão 39, esteja dentro de um intervalo de temperatura adequado. A comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 afeta adicionalmente a massa de carga, a carga nas válvulas 18, 24 e seus trens de acionamento, assim como o torque de frenagem que, dessa forma, também pode ser controlado comutando-se em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24. De acordo com algumas modalidades, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 podem ser dispostos para realizar a comutação de fase simultânea do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 e da pelo menos uma válvula de exaustão 24. Assim, é fornecido um motor 1 em que a quantidade de ar bombeado através do motor 1, a massa de carga e o torque de frenagem são controlados em uma taxa mais rápida sem exceder a carga máxima nas válvulas 18, 24 e seus trens de acionamento.

[0096] O dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 pode ser configurado para manter uma pressão de cilindro máxima no pelo menos um cilindro 10 abaixo de uma pressão de cilindro limítrofe durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18. Assim, a confiabilidade do motor pode ser assegurada de uma maneira eficiente. Em modalidades adicionais, o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 são dispostos para regular o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18 e da pelo menos uma válvula de exaustão 24. Assim, o torque de frenagem de nível definido pode ser obtido de uma maneira rápida e eficiente, enquanto se assegura que as cargas máximas nas válvulas 18, 24 e seus trens de acionamento não sejam excedidos e se assegura que a temperatura dos gases que deixam o motor 1 e, dessa forma, também, a temperatura de um sistema de pós-tratamento de exaustão 39, estejam dentro de um intervalo de temperatura adequado.

[0097] A Figura 2f ilustra os eventos de abertura 51 da pelo menos uma válvula de admissão 18 e os eventos de abertura 52 a 55 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, durante um quinto modo operacional de frenagem de motor do motor 1. No quinto modo operacional de frenagem de motor, o dispositivo de descompressão 34 realiza um evento de abertura 55, isto é, abre e fecha a pelo menos uma válvula de exaustão 24, em uma área de transição entre o tempo de admissão 44 e o tempo de compressão 41 do motor 1, quando o pistão 12 está em um ponto morto inferior no cilindro 10. Na maioria dos casos, a pressão de gás é maior na descarga de exaustão 26 que no sistema de admissão 14. Dessa forma, de acordo com o quinto modo operacional de frenagem de motor, o torque de frenagem pode ser adicionalmente aumentado, uma vez que o gás a partir da descarga de exaustão 26, que tem uma pressão maior que o gás no sistema de admissão 14, pode entrar no cilindro 10 quando a pelo menos uma válvula de exaustão 24 estiver aberta, resultando assim em uma maior quantidade de gás a ser comprimido no tempo de compressão 41. Conforme visto na Figura 2f, a pelo menos uma válvula de admissão 18 pode fechar antes da pelo menos uma válvula de exaustão 24 no tempo de compressão 41. Dessa maneira, o fluxo de gás a partir da descarga de exaustão 26 para o sistema de admissão 14 é evitado e o efeito acima mencionado de aumentar o torque de frenagem é assegurado.

[0098] Durante um evento de frenagem de motor, a quantidade de ar bombeado através do motor, a massa de carga, assim como o tamanho do torque de frenagem, pode ser regulada usando-se os modos operacionais de frenagem de motor descritos acima. Isso pode ser realizado por uma comutação gradual ou em etapas entre os diferentes modos operacionais de frenagem de motor.

[0099] Como um exemplo, em uma porção inicial de um evento de frenagem de motor, isto é, quando um condutor libera o pedal de acelerador, as válvulas 18, 24 são controladas da maneira retratada na Figura 2a, isto é, sem quaisquer comutações de fase realizadas ou qualquer ativação do dispositivo de descompressão 34. Após isso, por exemplo, de acordo com uma solicitação de frenagem, o motor 1 pode entrar no primeiro modo operacional de frenagem de motor em que o dispositivo de descompressão 34 é ativado, porém, fornece pouco ou nenhum torque de frenagem adicional. Então, o segundo modo operacional de frenagem de motor pode ser utilizado, em que o controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 é comutado em fase, por exemplo, para diminuir a pressão de cilindro durante o tempo de compressão 41. Então, o motor 1 pode entrar no terceiro modo operacional de frenagem de motor em que o controle da pelo menos uma válvula de exaustão 24 é comutado em fase para aumentar o torque de frenagem. Em vez de realizar essas etapas de uma maneira gradual, a comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 e da pelo menos uma válvula de exaustão 24 pode ser realizada simultaneamente, conforme descrito acima. Após isso, o quarto modo operacional de frenagem de motor pode ser utilizado em que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 reduz a comutação de fase do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 para aumentar adicionalmente o torque de frenagem. Então, o quinto modo operacional de frenagem de motor pode ser utilizado, em que o dispositivo de descompressão 34 realiza o evento de abertura 55 para aumentar ainda mais o torque de frenagem.

[0100] Os diferentes modos operacionais de frenagem de motor podem, dessa forma, ser utilizados de uma maneira gradual para aumentar progressivamente o torque de frenagem. Alternativamente, ou além disso, a seleção de e/ou a transição entre os diferentes modos operacionais de frenagem de motor, podem ser realizadas em função de um nível de torque de frenagem desejado, um fluxo de ar desejado através do motor 1, uma massa de ar de carga desejada e/ou uma temperatura desejada do sistema de pós-tratamento de exaustão 39. Adicionalmente, conforme entendido a partir do supracitado, uma transição gradual entre diferentes modos operacionais de frenagem de motor pode ser realizada, por exemplo, por uma comutação de fase gradual do controle da pelo menos uma válvula de admissão 18 e/ou da pelo menos uma válvula de exaustão 24.

[0101] A Figura 3 ilustra o veículo 40 que compreende um motor de combustão interna de quatro tempos 1, de acordo com algumas modalidades, para a propulsão do veículo 40. O veículo 40 ilustrado na Figura 3 é um caminhão. Entretanto, o motor de combustão interna de quatro tempos 1 pode estar compreendido em um outro tipo de veículo tripulado ou não tripulado para propulsão terrestre tal como um camião, um ônibus, um veículo de construção, um trator, um carro, etc.

[0102] A Figura 4 ilustra um método 100 para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos 1. O motor 1 pode ser um motor de combustão interna de quatro tempos 1 de acordo com as modalidades ilustradas na Figura 1. Portanto, abaixo, é feita referência à Figura 4 assim como à Figura 1. O método 100 é um método 100 para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos 1 que compreende: - pelo menos um cilindro 10; - um pistão 12 disposto em cada cilindro 10; - um sistema de admissão 14; - um virabrequim 16; - pelo menos uma válvula de admissão 18 disposta em cada cilindro 10, em que a válvula de admissão 18 é conectada ao sistema de admissão 14; - uma disposição de controle de válvula de admissão 22 configurada para controlar cada válvula de admissão 18 com base em uma posição giratória do virabrequim 16; - pelo menos uma válvula de exaustão 24 disposta em cada cilindro 10, em que a válvula de exaustão 24 é conectada a uma descarga de exaustão 26 do motor 1; - uma disposição de controle de válvula de exaustão 28 configurada para controlar cada válvula de exaustão 24 com base na posição giratória do virabrequim 16, em que a disposição de controle de válvula de exaustão 28 compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30, em que a disposição de controle de válvula de admissão 22 compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32, e em que o método 100 compreende: - comutar em fase o controle 110 da pelo menos uma válvula de exaustão 24, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30, para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão 24 é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor 1 e fechada durante o tempo de exaustão do motor 1, a fim de atingir frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros 10 durante o tempo de exaustão, e - regular 120 a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18 com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32.

[0103] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - comutar em fase o controle 130 da pelo menos uma válvula de admissão 18 para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão 18 é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão do motor 1 e fechada durante o tempo de compressão do motor 1 com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32.

[0104] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - regular 121 a quantidade de ar bombeado através do motor 1 durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão 24 com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30.

[0105] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - regular 122 o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18 e da pelo menos uma válvula de exaustão 24 com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32 e do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30.

[0106] De acordo com algumas modalidades, a disposição de controle de válvula de exaustão 28 compreende um dispositivo de descompressão 34, e em que o método 100 pode compreender adicionalmente: - abrir e fechar 140 a pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma área de transição entre o tempo de exaustão e o tempo de admissão do motor 1, quando o pistão 12 está em um ponto morto superior no cilindro 10, com o uso do dispositivo de descompressão 34.

[0107] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - manter 141 a pelo menos uma válvula de exaustão 24 aberta, com o uso do dispositivo de descompressão 34, até que a pelo menos uma válvula de admissão 18 seja aberta pela disposição de controle de válvula de admissão 22.

[0108] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - abrir e fechar 142 a pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma área de transição entre o tempo de compressão e o tempo de expansão do motor 1, quando o pistão 12 está em um ponto morto superior no cilindro 10, com o uso do dispositivo de descompressão 34.

[0109] De acordo com algumas modalidades, a disposição de controle de válvula de exaustão 28 compreende um dispositivo de descompressão 34, e em que o método 100 pode compreender adicionalmente: - abrir e fechar 143 a pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma área de transição entre o tempo de admissão e o tempo de compressão do motor 1, quando o pistão 12 está em um ponto morto inferior no cilindro 10, com o uso do dispositivo de descompressão 34.

[0110] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - comutar em fase o controle 111 da pelo menos uma válvula de exaustão 24 em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de exaustão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30, em que o ponto final de controle de comutação de fase de exaustão está entre -40 e -120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre -60 e -80 graus de virabrequim.

[0111] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - comutar em fase o controle 131 da pelo menos uma válvula de admissão 18 em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32, em que o ponto final de controle de comutação de fase de admissão está entre 40 e 120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim.

[0112] Conforme ilustrado na Figura 4, o método 100 pode compreender adicionalmente: - manter 123 a pressão de cilindro máxima no pelo menos um cilindro 10 abaixo de uma pressão de cilindro limítrofe durante a frenagem de motor, regulando- se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão 18 com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32.

[0113] De acordo com algumas modalidades, o motor 1 compreende um dispositivo de carregamento 36 disposto para comprimir ar para o sistema de admissão 14, em que o motor 1 compreende adicionalmente uma unidade de controle 38 conectada ao dispositivo de carregamento 36, em que o método 100 pode compreender adicionalmente: - regular adicionalmente 124 a quantidade de ar bombeado através do motor durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento 36, com o uso da unidade de controle 38.

[0114] A Figura 5 ilustra um suporte legível por computador 200 para realizar um método 100 para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos 1, conforme ilustrado na Figura 1, em que o suporte legível por computador 200 compreende código legível por computador configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle 38 do motor 1 a realizar o método 100 conforme ilustrado na Figura 4.

[0115] Adicionalmente, o suporte legível por computador 200 compreende um programa de computador para realizar um método 100 para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos 1, conforme ilustrado na Figura 1, em que o programa de computador compreende código legível por computador configurado para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle 38 do motor 1 a realizar o método 100 conforme ilustrado na Figura 4.

[0116] A unidade de controle 38 pode ser conectada à disposição de controle de válvula de admissão 22, ao dispositivo comutador de fase de válvula de admissão 32, à disposição de controle de válvula de exaustão 28, ao dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão 30 e ao dispositivo de descompressão 34 para controlar a operação destes componentes a fim de realizar o método 100 ilustrado na Figura 4.

[0117] Aquele elemento versado na técnica entenderá que o método para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos 1 pode ser implementado por instruções programadas. Essas instruções programadas são constituídas tipicamente por um programa de computador, que, quando o mesmo é executado na unidade de controle 38, assegura que a unidade de controle 38 execute o controle desejado, tais como as etapas de método 110, 111, 120 a 124, 130, 131 e 140 a 143 descritas no presente documento. O programa de computador é normalmente parte de um suporte legível por computador 200 que compreende um meio de armazenamento digital adequado em que o programa de computador é armazenado.

[0118] A unidade de controle 38 pode compreender uma unidade de cálculo que pode assumir a forma de, substancialmente, qualquer tipo adequado de circuito processador ou microcomputador, por exemplo, um circuito para processamento de sinal digital (processador de sinal digital, DSP), uma unidade de processamento central (CPU), uma unidade de processamento, um circuito de processamento, um processador, um Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC), um microprocessador, ou outra lógica de processamento que pode interpretar e executar instruções. A expressão utilizada no presente documento, “unidade de cálculo”, pode representar um conjunto de circuitos de processamento que compreende uma pluralidade de circuitos de processamento, tal como, por exemplo, qualquer, parte ou todos dentre os mencionados acima.

[0119] A unidade de controle 38 pode compreender adicionalmente uma unidade de memória, em que a unidade de cálculo pode ser conectada à unidade de memória, que pode dotar a unidade de cálculo de, por exemplo, código de programa armazenado e/ou dados armazenados que a unidade de cálculo pode precisar habilitar para fazer cálculos. A unidade de cálculo também pode ser adaptada para armazenar resultados de cálculos parciais ou finais na unidade de memória. A unidade de memória pode compreender um dispositivo físico utilizado para armazenar dados ou programas, isto é, sequências de instruções, em uma base temporária ou permanente. De acordo com algumas modalidades, a unidade de memória pode compreender circuitos integrados que compreendem transistores a base de silício. A unidade de memória pode compreender, por exemplo, um cartão de memória, uma memória flash, uma memória USB, um disco rígido ou uma outra unidade de armazenamento volátil ou não volátil similar para armazenar dados tais como, por exemplo, ROM (Memória Somente de Leitura), PROM (Memória Somente de Leitura Programável), EPROM (PROM Apagável), EEPROM (PROM Eletricamente Apagável), etc. em diferentes modalidades.

[0120] A unidade de controle 38 é conectada a componentes do motor de combustão interna de quatro tempos 1 para receber e/ou enviar sinais de entrada e saída. Esses sinais de entrada e saída podem compreender formas de onda, pulsos ou outros atributos que os dispositivos de recebimento de sinal de entrada podem detectar como informações e que podem ser convertidos em sinais processáveis pela unidade de controle 38. Esses sinais podem, então, ser abastecidos à unidade de cálculo. Um ou mais dispositivos de envio de sinal de saída podem ser dispostos para converter resultados de cálculo a partir da unidade de cálculo para emitir sinais para transportar para outras partes do sistema de controle do veículo e/ou o componente ou componentes para os quais os sinais são destinados. Cada uma dentre as conexões para os componentes respectivos do motor de combustão interna de quatro tempos 1 para receber e enviar sinais de entrada e saída pode assumir a forma de um ou mais dentre um cabo, um barramento de dados, por exemplo, um barramento de CAN (rede de área de controlador), um barramento de MOST (transporte de sistemas orientado por mídia) ou alguma outra configuração de barramento, ou uma conexão sem fio.

[0121] Nas modalidades ilustradas, o motor de combustão interna de quatro tempos 1 compreende uma unidade de controle 38, porém, pode ser alternativamente implementado completa ou parcialmente em duas ou mais unidades de controle.

[0122] Os sistemas de controle em veículos modernos compreendem geralmente um sistema de barramento de comunicação que consiste em um ou mais barramentos de comunicação para conectar inúmeras unidades de controle eletrônico (ECUs), ou controladores, para vários componentes a bordo do veículo. Tal sistema de controle pode compreender um grande número de unidades de controle e a administração de uma função específica pode ser compartilhada entre duas ou mais dentre as mesmas. Os veículos do tipo aqui referidos são, portanto, frequentemente dotados de significativamente mais unidades de controle do que retratado na Figura 1, conforme aquele elemento versado na técnica certamente entenderá.

[0123] O suporte legível por computador 200 pode ser fornecido, por exemplo, na forma de um transportador de dados que transporta código de programa de computador para realizar pelo menos parte das etapas de método 110, 111, 120 a 124, 130, 131 e 140 a 143 de acordo com algumas modalidades quando que é carregado em uma ou mais unidades de cálculo da unidade de controle 38. O transportador de dados pode ser, por exemplo, um disco de CD ROM, conforme é ilustrado na Figura 5, ou uma ROM (Memória Somente de Leitura), uma PROM (Memória Somente de Leitura Programável), uma EPROM (PROM Apagável), uma memória flash, uma EEPROM (PROM Eletricamente Apagável), um disco rígido, um cartão de memória, um dispositivo de armazenamento óptico, um dispositivo de armazenamento magnético ou qualquer outro meio apropriado tal como uma fita ou disco magnético que pode guardar dados legíveis por máquina de uma maneira não transitória. O suporte legível por computador pode ser fornecido, além disso, como código de programa de computador em um servidor, e pode ser transferido por download para a unidade de controle 38 remotamente, por exemplo, sobre uma conexão de Internet ou uma de intranet, ou por meio de outros sistemas de comunicação com fio ou sem fio.

[0124] Deve ser entendido que o supracitado é ilustrativo de várias modalidades exemplificativas e que a invenção é definida apenas pelas reivindicações anexas. Um indivíduo versado na técnica compreenderá que as modalidades exemplificativas podem ser modificadas, e que recursos diferentes das modalidades exemplificativas podem ser combinados para criar modalidades diferentes daquelas descritas no presente documento, sem se afastar do escopo da presente invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas. Por exemplo, o termo torque de frenagem conforme usado no presente documento também pode ser chamado efeito de frenagem, potência de retardamento ou similares. O termo “ar” conforme usado no presente documento pode compreender uma mistura de ar, combustível e/ou gases de exaustão recirculados. Adicionalmente, os termos tempo de compressão 41, tempo de expansão 42, tempo de exaustão 43 e tempo de admissão 44 podem ser substituídos pelos termos fase de compressão 41, fase de expansão 42, fase de exaustão 43 e fase de admissão 44.

[0125] Conforme usado no presente documento, o termo "que compreende" ou "compreende" não é limitado, e inclui um ou mais recursos declarados, elementos, etapas, componentes ou funções, porém, não exclui a presença ou a adição de um ou mais outros recursos, elementos, etapas, componentes, funções ou grupos dos mesmos.

Claims

1. Motor de combustão interna de quatro tempos (1) que compreende: - pelo menos um cilindro (10); - um pistão (12) disposto em cada cilindro (10); - um sistema de admissão (14); - um virabrequim (16); - pelo menos uma válvula de admissão (18) disposta em cada cilindro (10), em que a válvula de admissão (18) é conectada ao sistema de admissão (14); - uma disposição de controle de válvula de admissão (22) configurada para controlar cada válvula de admissão (18) com base em uma posição giratória do virabrequim (16); - pelo menos uma válvula de exaustão (24) disposta em cada cilindro (10), em que a válvula de exaustão (24) é conectada a uma descarga de exaustão (26) do motor (1); - uma disposição de controle de válvula de exaustão (28) configurada para controlar cada válvula de exaustão (24) com base na posição giratória do virabrequim (16), em que a disposição de controle de válvula de exaustão (28) compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30) configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão (24) para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão (24) é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor (1) e fechada durante o tempo de exaustão do motor (1), a fim de atingir a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros (10) durante o tempo de exaustão, em que o motor compreende ainda um sistema de pós-tratamento de exaustão (39), caracterizado pelo fato de que a disposição de controle de válvula de admissão (22) compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32) configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor (1), para controlar a temperatura do sistema de pós-tratamento de exaustão (39), durante a frenagem de motor regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão (18) em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de admissão está entre 40 e 120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim.

2. Motor (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32) é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de admissão (18) para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão (18) é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão do motor (1) e fechada durante o tempo de compressão do motor (1).

3. Motor (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30) é configurado para regular a quantidade de ar bombeado através do motor (1) durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de exaustão (24).

4. Motor (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32) e o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30) são dispostos para regular o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão (18) e da pelo menos uma válvula de exaustão (24).

5. Motor (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a disposição de controle de válvula de exaustão (28) compreende um dispositivo de descompressão (34) disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão (24) em uma área de transição entre o tempo de exaustão e o tempo de admissão do motor (1), quando o pistão (12) está em um ponto morto superior no cilindro (10).

6. Motor (1), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de descompressão (34) é disposto para manter a pelo menos uma válvula de exaustão (24) aberta até que a pelo menos uma válvula de admissão (18) seja aberta pela disposição de controle de válvula de admissão (22).

7. Motor (1), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de descompressão (34) é disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão (24) em uma área de transição entre o tempo de compressão e o tempo de expansão do motor (1), quando o pistão (12) está em um ponto morto superior no cilindro (10).

8. Motor (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a disposição de controle de válvula de exaustão (28) compreende um dispositivo de descompressão (34) disposto para abrir e fechar a pelo menos uma válvula de exaustão (24) em uma área de transição entre o tempo de admissão e o tempo de compressão do motor (1) quando o pistão (12) está em um ponto morto inferior no cilindro (10).

9. Motor (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30) é configurado para comutar em fase o controle da pelo menos uma válvula de exaustão (24) em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de exaustão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de exaustão está entre -40 e -120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre -60 e -80 graus de virabrequim.

10. Motor (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que que o motor (1) compreende um dispositivo de carregamento (36) disposto para comprimir ar para o sistema de admissão (14), em que o motor (1) compreende adicionalmente uma unidade de controle (38) conectada ao dispositivo de carregamento (36), em que a unidade de controle (38) é configurada para regular adicionalmente a quantidade de ar bombeado através do motor (1) durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento (36).

11. Veículo (40) caracterizado pelo fato de que compreende um motor de combustão interna de quatro tempos (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Método (100) para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos (1) compreendendo: - pelo menos um cilindro (10); - um pistão (12) disposto em cada cilindro (10); - um sistema de admissão (14); - um virabrequim (16); - pelo menos uma válvula de admissão (18) disposta em cada cilindro (10), em que a válvula de admissão (18) é conectada ao sistema de admissão (14); - uma disposição de controle de válvula de admissão (22) configurada para controlar cada válvula de admissão (18) com base em uma posição giratória do virabrequim (16); - pelo menos uma válvula de exaustão (24) disposta em cada cilindro (10), em que a válvula de exaustão (24) é conectada a uma descarga de exaustão (26) do motor (1); - uma disposição de controle de válvula de exaustão (28) configurada para controlar cada válvula de exaustão (24) com base na posição giratória do virabrequim (16), em que a disposição de controle de válvula de exaustão (28) compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30), em que a disposição de controle de válvula de admissão (22) compreende um dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32), em que o motor (1) compreende ainda um sistema de pós-tratamento de exaustão (39), e em que o método (100) é caracterizado por compreender: comutar em fase (110) o controle da pelo menos uma válvula de exaustão (24), com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30), para um estado em que a pelo menos uma válvula de exaustão (24) é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de expansão do motor (1) e fechada durante o tempo de exaustão do motor (1), a fim de atingir a frenagem do motor por meio da compressão nos cilindros (10) durante o tempo de exaustão, e regular (120) a quantidade de ar bombeado através do motor (1), para controlar a temperatura do sistema de pós-tratamento de exaustão (39), durante a frenagem de motor, regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão (18) em uma faixa entre 0 graus de virabrequim e um ponto final de controle de comutação de fase de admissão, em que o ponto final de controle de comutação de fase de admissão está entre 40 e 120 graus de virabrequim, preferencialmente, entre 60 e 80 graus de virabrequim, com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32).

13. Método (100), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: comutar em fase (130) o controle da pelo menos uma válvula de admissão (18) para um estado em que a pelo menos uma válvula de admissão (18) é controlada de tal modo que a mesma seja aberta durante o tempo de admissão do motor (1) e fechada durante o tempo de compressão do motor (1) com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32).

14. Método (100), de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: regular (122) o tamanho do torque de frenagem durante a frenagem de motor para um torque de frenagem de nível definido regulando-se a comutação de fase da pelo menos uma válvula de admissão (18) e da pelo menos uma válvula de exaustão (24) com o uso do dispositivo comutador de fase de válvula de admissão (32) e do dispositivo comutador de fase de válvula de exaustão (30).

15. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que a disposição de controle de válvula de exaustão (28) compreende um dispositivo de descompressão (34), e em que o método (100) compreende adicionalmente: abrir e fechar (140) a pelo menos uma válvula de exaustão (24) em uma área de transição entre o tempo de exaustão e o tempo de admissão do motor (1), quando o pistão (12) está em um ponto morto superior no cilindro (10) com o uso do dispositivo de descompressão (34).

16. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que o motor (1) compreende um dispositivo de carregamento (36) disposto para comprimir ar para o sistema de admissão (14), em que o motor (1) compreende adicionalmente uma unidade de controle (38) conectada ao dispositivo de carregamento (36), em que o método (100) compreende adicionalmente: regular adicionalmente (124) a quantidade de ar bombeado através do motor (1) durante a frenagem de motor, regulando-se a pressão de ar de carga do dispositivo de carregamento (36) com o uso da unidade de controle (38).

17. Suporte legível por computador (200) para realizar um método (100) para controlar um motor de combustão interna de quatro tempos (1), o suporte legível por computador (200) caracterizado pelo fato de que compreende instruções legíveis por computador configuradas para levar uma unidade de processamento central de uma unidade de controle (38) do motor (1) a realizar o método (100) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 16.