CN100572776C - 一种机动车节能的方法 - Google Patents
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Abstract
一种机动车节能的方法，是在发动机内设置一动作机构，当机动车电控系统检测到油门未供油且发动机处于反拖工况时，发出指令使动作机构带动气门杆朝燃烧室方向移动一定距离，让气门杆在往复运动中不能将气门完全关闭；当机动车电控系统检测到油门恢复供油、刹车或发动机转速降低至接近怠速时，发出指令使动作机构复位，气门杆在气门弹簧作用下也相应复位，所述动作机构为齿轮齿条式、偏心轴式或液压式结构。本发明取得的显著效果是：消除了机动车行进中未供油状态下的反拖现象，使机动车在发动机停止供油期间，依靠惯性所行进的路程更远，从而达到节能省油的效果。
Description
技术领域
本发明属于机动车节能技术领域，具体地说，涉及在特定工况下对发动机实施控制以达到整车节能的方法。
背景技术
机动车启动时，维持发动机以最低转速稳定正常运转的转速称为自由怠速；而在车辆行驶中的某些特殊状态，如长下坡，车辆由自身惯性强制行驶时的发动机转速称为强制怠速。发动机在上述两种工况下的用油量统称为怠速油耗。自由怠速时的油耗是必须的，用来维持发动机的最低运转；而强制怠速时的油耗，则完全没有必要，因为此时，车辆依靠自身惯性强制行进，无需发动机提供行进动力，这时的供油是一种极大的浪费。
为了减少燃油不必要的消耗，现有机动车采用的节油方法是在发动机处于强制怠速工况时，停止向发动机供油。如在公告号为CN1021988C，公告日为1993年9月1日，名称为“汽车强制怠速节油方法”的中国发明专利中，通过机动车上设置的电气系统获取机动车的行使状态，当机动车处于强制怠速工况时发动机的怠速油道和主供油道被截止，以达到节油的目的。对于目前普遍装配有电喷发动机的机动车来说，当机动车处于强制怠速工况时，ECU本身就能检测到该信息并发出指令控制燃油喷射系统停止向发动机供油，因而电喷发动机已具有了这种节油功能。
实际上，从机动车的整个运行过程来看，影响机动车总耗油量的因素不仪在于不同工况下的供油时机问题，“反拖”现象也是一个不容忽视的问题。所谓“反拖”是指发动机在不脱档的情况下，依靠惯性强制前行，车辆对发动机形成反向拖力的现象，这时油门处于回油状态或怠速位置。尽管在有的情形下(如利用发动机减速或制动时)反拖是积极的、必须的，但多数情况下，这种反拖现象却是不必要的、消极的。据统计，普通人驾驶汽车时踩油门加油持续时间与松开油门回油时间(包括踩刹车时间)之比大概为4∶1。如果将回油这段时间发动机的反拖现象消除掉，机动车靠惯性将前进得更远，从而不失为一种节能的方法，也是一种变相节油的途径。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种在机动车行驶过程中，通过消除发动机反拖现象而实现机动车节能的方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过这样的技术方案实现的：在发动机内设置一动作机构，当机动车电控系统检测到油门未供油且发动机处于反拖工况时，发出指令使动作机构带动气门杆朝燃烧室方向移动一定距离，让气门杆在往复运动中不能将气门完全关闭；当机动车电控系统检测到油门恢复供油、刹车或发动机转速降低至接近怠速时，发出指令使动作机构复位，气门杆在气门弹簧作用下也相应复位。
发动机的工作分为进气、压缩、做功和排气四个循环，在进气和排气过程中，进气门或排气门是打开的，活塞在缸体内移动顺畅，不会出现反拖现象；在压缩和做功过程中，由于进、排气门处于关闭状态，如果发动机未供油，则无混合气燃烧，这时如果机动车依靠惯性在前进，则活塞会因燃烧室里的正压或负压对曲轴的旋转形成阻碍，即出现反拖现象。可见，如果当油门未供油且发动机处于反拖工况时让进、排气门均处于开启状态，就能消除燃烧里的正压或负压，从而消除反拖现象。反拖现象消除后，机动车依靠惯性可以行进得更远，实现了节能，从整个机动车的使用过程来看，也是一种变相的节油。
本发明中通过在发动机缸头内设置一动作机构，当油门未供油且发动机处于反拖工况时，动作机构带动气门杆向燃烧室方向移动一定距离，这样气门杆在往复运动中不能将气门封闭，即燃烧室始终处于漏气状态；当油门恢复供油、刹车或发动机转速降低至接近怠速时，动作机构复位，气门杆也相应复位。
上述动作机构可以是齿轮齿条式，包括滑套、拔动齿轮和齿条，滑套与气门杆顶筒之间通过凸缘搭扣而接触，齿条固定在滑套上，拔动齿轮与齿条啮合，拔动齿轮的轴连接驱动电机。电控系统发出指令后，电机运转，通过齿轮与齿条使滑套发生位移，从而使气门杆朝燃烧室方向移动设定的距离。
上述动作机构也可以是偏心轴式，包括偏心轴和拔叉，拔叉一端抵于偏心轴上，另一端抵接于气门杆顶筒上，偏心轴与电机输出轴连接。电控系统发出指令后，电机运转，带动偏心轴旋转一定角度，从而使气门杆发生朝燃烧室方向的设定距离的位移。
上述动作机构还可以是液压式，包括液压缸筒和高、低压油路控制模块，液压缸筒位于凸轮与气门杆之间，气门杆端与液压缸筒的活塞相连。电控系统发出指令，油路控制模块使高、低压油路进行适时切换，活塞在液压缸筒里往复移动时带动气门杆朝燃烧室方向移动设定的距离或复位。
本发明取得的显著效果是：消除了机动车行进中未供油状态下的反拖现象，使机动车在发动机停止供油期间，依靠惯性所行进的路程更远，从而达到节能省油的效果。
附图说明
图1-1是本发明实施例1中气门杆处于复位状态时的示意图。
图1-2是本发明实施例1中气门杆朝燃烧室方向移动设定距离后的示意图。
图2-1是本发明实施例2中气门杆处于复位状态时的示意图。
图2-2是本发明实施例2中气门杆朝燃烧室方向移动设定距离后的示意图。
图3-1是本发明实施例3中气门杆处于复位状态时的示意图。
图3-2是本发明实施例3中气门杆朝燃烧室方向移动设定距离后的示意图。
图3-3是本发明实施例3中油路控制模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明为了实现机动车节能，是在发动机内设置一动作机构，当机动车的电控系统检测到油门未供油且发动机处于反拖工况时，发出指令使动作机构带动气门杆朝燃烧室方向移动一定距离，使进、排气门均不能完全关闭，当机动车的电控系统检测到油门恢复供油、刹车或发动机转速降低至接近怠速时，动作机构复位，气门杆在气门弹簧的作用下也复位。动作机构处于复位状态或移动一定距离后要不影响气门杆在凸轮作用下的正常往复运动。
分析现有发动机的工作原理可以得知，发动机的工作分为进气、压缩、做功和排气四个循环，在进气和排气过程中，进气门或排气门是打开的，活塞在缸体内移动顺畅，不会出现反拖现象；在压缩和做功过程中，由于进、排气门处于关闭状态，如果发动机未供油，则无混合气燃烧，这时如果机动车依靠惯性在前进，则活塞会因燃烧里的正压或负压对曲轴的旋转形成阻碍，即出现反拖现象。可见，如果当油门未供油且发动机处于反拖工况时让进、排气门均处于开启状态，就能消除燃烧室里的正压或负压，从而消除反拖现象。反拖现象消除后，机动车依靠惯性可以行进得更远，实现了节能，从整个机动车的使用过程来看，也是一种变相的节油。至于机动车供油状态信息、发动机反拖工况信息、刹车动作信息及发动机转速信息等的检测与获取，利用现有电喷发动机上ECU的检测结果可判断得出，只需在ECU的控制程序中增加对动作机构1控制指令的输出模块就可以了，很容易实现。
上述动作机构可有多种具体实施方式，下面仅举出三种结构形式加以说明：
参见图1-1和图1-2的实施例1，动作机构为齿轮齿条式，由滑套1、拔动齿轮2、齿条3及驱动电机构成，驱动电机在图中未画出，滑套1与气门杆顶筒4之间通过凸缘1a、4a搭扣而接触，齿条3固定在滑套1上，拔动齿轮2与齿条3啮合，拔动齿轮2的轴连接驱动电机。滑套1限位在缸头5上用来安装气门弹簧6的座孔7里。齿条3也可由直接加工在滑套1外壁上的齿来代替。气门杆顶筒4与凸轮15相对的端面上通过缓冲弹簧20安装有缓冲压板21，用来消除气门间隙。其工作原理是：行进中的机动车在完全松开油门踏板或手油门时，如果机动车靠惯性继续前行，这时电喷发动机的油门会完全停止供油，ECU根据检测到的各种信息进行判断并发出指令，使驱动电机运转，驱动电机通过拔动齿轮2与齿条3使滑套1移动，从而带动气门杆顶筒4与气门杆8发生朝燃烧室方向的设定距离的位移，令进、排气门上行时均不能完全关闭，如图1-2所示，燃烧室处于漏气状态，活塞在上、下运动时就不会有正压或负压，消除了曲轴对车辆的“反拖”。当油门恢复供油，或出现刹车操作，或发动机转速降低至接近怠速时，ECU发出指令使驱动电机反向运转相同角度，拔动齿轮2与齿条3使滑套1复位，气门杆8在气门弹簧6的作用下也复位，如图1-1所示。在此过程中，机动车能够在发动机停止供油的时间段内，消除不必要的反拖能耗，依靠惯性行进更远的路程，实现了节能，从整个机动车的使用过程来看，也是一种变相的节油。
参见图2-1与图2-2的实施例2，动作机构为偏心轴式，由偏心轴9、拔叉10和驱动电机构成，驱动电机在图中未画出，偏心轴9安装在缸头11上，拔叉10一端抵于偏心轴9上，另一端抵接于气门杆顶筒4，偏心轴9由驱动电机带动。气门杆顶筒4与凸轮15相对的端面上通过缓冲弹簧20安装有缓冲压板21，用来消除气门间隙。其工作原理是：行进中的机动车在完全松开油门踏板或手油门时，如果机动车靠惯性继续前行，这时电喷发动机的油门会完全停止供油，ECU根据检测到的各种信息进行判断并发出指令，使驱动电机带动偏心轴9运转一定角度，拔叉10带动气门杆顶筒4与气门杆8发生朝燃烧室方向的设定距离的位移，令进、排气门上行时均不能完全关闭，如图2-2所示，燃烧室处于漏气状态，活塞在上、下运动时就不会有正压或负压，消除了曲轴对车辆的“反拖”。当油门恢复供油，或出现刹车操作，或发动机转速降低至接近怠速时，ECU发出指令使驱动电机反向运转相同角度，偏心轴9反向运转相同角度，使拔叉10复位，气门杆8在气门弹簧6的作用下也复位，如图2-1所示。
参见图3-1、图3-2及图3-3的实施例3，动作机构为液压式，由液压缸筒12、高低压油路控制模块13和油泵14构成，液压缸筒12位于凸轮15与气门杆8之间，气门杆8端与液压缸筒12的活塞12a相接触。高低压油路控制模块13采用图3-3所示的油路控制形式，由先导式减压阀16、二位二通换向阀17及溢流阀18和19构成，先导式减压阀16串接在油泵14与液压缸筒12之间，其中一个溢流阀18与先导式减压阀16连接并在它们之间串接有一个二位二通换向阀17，另一个溢流阀19连接在油泵14与先导式减压阀16之间。当ECU检测到油门未供油且发动机处于反拖工况时，液压缸筒12的活塞12a在高压油作用下带动气门杆8朝燃烧室方向移动一定距离，令进、排气门上行时均不能完全关闭，如图3-2所示，燃烧室处于漏气状态，活塞在上、下运动时就不会有正压或负压，消除了曲轴对车辆的“反拖”。当ECU检测到油门恢复供油，或出现刹车操作，或发动机转速降低至接近怠速时，液压缸筒12的活塞12a在低压油作用下复位，气门杆8在气门弹簧6的作用下也复位，如图3-1所示。
本发明中动作机构不局限于上述三种，还可根据发动机缸罩、缸头的空间允许条件设计为机械、机电或磁电结合的其它结构形式。
Claims (1)
1.一种机动车节能的方法，其特征是在发动机内设置一动作机构，当机动车电控系统检测到油门未供油且发动机处于反拖工况时，发出指令使动作机构带动气门杆朝燃烧室方向移动一定距离，让气门杆在往复运动中不能将气门完全关闭；当机动车电控系统检测到油门恢复供油、刹车或发动机转速降低至接近怠速时，发出指令使动作机构复位，气门杆在气门弹簧作用下也相应复位；
所述动作机构为液压式，包括液压缸筒(12)和高、低压油路控制模块(13)，液压缸筒(12)位于凸轮(15)与气门杆(8)之间，气门杆(8)端与液压缸筒(12)的活塞(12a)相连；
所述高低压油路控制模块(13)由先导式减压阀(16)、二位二通换向阀(17)及两个溢流阀(18、19)构成，先导式减压阀(16)串接在油泵(14)与液压缸筒(12)之间，其中一个溢流阀(18)与先导式减压阀(16)连接并在它们之间串接有一个二位二通换向阀(17)，另一个溢流阀(19)连接在油泵(14)与先导式减压阀(16)之间。
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