CN102465768A - 包括用于停用气缸的独立节流控制的发动机组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括用于停用气缸的独立节流控制的发动机组件。发动机组件可包括发动机结构、位于第一进气端口中的第一进气阀、第一阀升程机构、位于第二进气端口中的第二进气阀、第二阀升程机构、第一节流阀、和第二节流阀。在第一模式期间，第二进气阀可以由第二阀升程机构位移至打开位置，并且在第二模式期间，第二进气阀可以由第二阀升程机构保持在关闭位置。第一节流阀可以与空气源和第一进气端口连通，并控制从空气源至第一进气端口的空气流。第二节流阀可以与空气源和第二进气端口连通，并控制从空气源至第二进气端口的空气流。

Description

包括用于停用气缸的独立节流控制的发动机组件

技术领域

本公开涉及可变排量发动机的节流控制。

背景技术

该部分提供关于本公开的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

内燃发动机可以在气缸内燃烧空气和燃料的混合物，并由此产生驱动扭矩。可以包括停止阀升程机构以便通过在低功率请求的情况下有效率地关闭气缸来提高燃料效率。然而，在启用和停用情况之间切换阀升程机构可能产生可被驾驶员感觉到的转换。

发明内容

发动机组件可包括发动机结构、第一进气阀、第一阀升程机构、第二进气阀、第二阀升程机构、第一节流阀、和第二节流阀。发动机结构可以限定第一气缸孔、第二气缸孔、与空气源和第一气缸孔连通的第一进气端口、以及与空气源和第二气缸孔连通的第二进气端口。第一进气阀可位于第一进气端口中，第一阀升程机构可以与第一进气阀接合。第二进气阀可位于第二进气端口中，并且第二阀升程机构可与第二进气阀接合并可操作于第一模式和第二模式。在第一模式期间，第二进气阀可以由第二阀升程机构位移至打开位置，并且在第二模式期间，第二进气阀可以由第二阀升程机构保持在关闭位置。第一节流阀可以与空气源和第一进气端口连通，并可控制从空气源至第一进气端口的空气流。第二节流阀可以与空气源和第二进气端口连通，并控制从空气源至第二进气端口的空气流。

一种方法，可包括通过第一节流阀控制至发动机组件的第一进气端口的进气空气流。利用第一阀升程机构打开位于第一进气端口中的第一进气阀。第二阀升程机构可以操作于第一模式，在该第一模式中，第二阀升程机构打开发动机组件的第二进气端口中的第二进气阀。在第一模式期间，打开与第二进气端口连通的第二节流阀。阀升程机构可以操作于第二模式，在该第二模式，第二阀升程机构将第二进气阀保持在关闭位置。在第二模式期间，第二节流阀可以关闭。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种发动机组件，包括：

发动机结构，所述发动机结构限定了第一气缸孔、第二气缸孔、与空气源和所述第一气缸孔连通的第一进气端口、以及与所述空气源和所述第二气缸孔连通的第二进气端口；

位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

与所述第一进气阀接合的第一阀升程机构；

位于所述第二进气端口中的第二进气阀；

与所述第二进气阀接合并可以操作于第一模式和第二模式的第二阀升程机构，在所述第一模式期间，所述第二进气阀被所述第二阀升程机构位移至打开位置，在所述第二模式期间，所述第二进气阀被所述第二阀升程机构保持在关闭位置；

与所述空气源和所述第一进气端口连通的第一节流阀，所述第一节流阀控制从所述空气源至所述第一进气端口的空气流；以及

与所述空气源和所述第二进气端口连通的第二节流阀，所述第二节流阀控制从所述空气源至所述第二进气端口的空气流。

2. 如技术方案1所述的发动机组件，还包括与所述发动机结构联接的进气歧管，所述进气歧管限定入口、与所述第一进气端口连通的第一出口、以及与所述第二进气端口连通的第二出口，所述第一节流阀控制从所述空气源至所述入口的空气流，所述第二节流阀控制从所述第二出口至所述第二进气端口的空气流。

3. 如技术方案2所述的发动机组件，其中，所述第二节流阀在所述第二出口处联接到所述进气歧管。

4. 如技术方案3所述的发动机组件，其中，在所述第一模式期间，所述第二节流阀延伸进入所述第二进气端口，以便向提供到所述第二气缸孔的空气流施加充气运动。

5. 如技术方案1所述的发动机组件，其中，所述进气歧管限定至第一和第二进气端口的平行流路。

6. 如技术方案1所述的发动机组件，其中，第一凸轮轴凸角与所述第一阀升程机构接合，第二凸轮轴凸角与所述第二阀升程机构接合，在所述第一模式期间，所述第二进气阀被所述第二凸轮轴凸角的顶点位移至所述打开位置，在所述第二模式期间，当所述第二凸轮轴凸角的顶点与所述第二阀升程机构接合时，所述第二进气阀保持在所述关闭位置。

7. 如技术方案6所述的发动机组件，其中，所述第二阀升程机构包括与所述第二进气阀接合的第一部件和与所述第二凸轮轴凸角接合的第二部件，所述第一和第二部件在所述第一模式期间被固定用于一起位移，并且在所述第二模式期间可相对于彼此位移。

8. 如技术方案1所述的发动机组件，其中，在所述第二模式期间，所述第二节流阀关闭。

9. 如技术方案1所述的发动机组件，其中，所述发动机组件限定从所述空气源至所述第二进气端口的空气流路，其中，所述第一节流阀位于所述空气源和所述第二节流阀之间。

10. 如技术方案1所述的发动机组件，其中，所述发动机结构限定包括所述第一气缸孔的第一排气缸孔和包括所述第二气缸孔的第二排气缸孔，并且所述第二排气缸孔相对于所述第一排气缸孔成角度地设置。

11. 一种方法，包括：

通过第一节流阀控制至发动机组件的第一进气端口的进气空气流；

利用第一阀升程机构打开位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

将第二阀升程机构操作于第一模式，在所述第一模式中，所述第二阀升程机构打开所述发动机组件的第二进气端口中的第二进气阀；

在所述第一模式期间，打开与所述第二进气端口连通的第二节流阀；

将所述第二阀升程机构操作于第二模式，在所述第二模式，所述第二阀升程机构将所述第二进气阀保持在关闭位置；以及

在所述第二模式期间关闭所述第二节流阀。

12. 如技术方案11所述的方法，其中，所述第一节流阀控制至所述第二节流阀的空气流。

13. 如技术方案11所述的方法，还包括将所述第二阀升程机构从所述第二模式切换到所述第一模式，打开所述第二节流阀发生在所述切换之后。

14. 如技术方案11所述的方法，还包括将所述第二阀升程机构从所述第一模式切换到所述第二模式，关闭所述第二节流阀发生在所述切换之前。

15. 如技术方案11所述的方法，其中，当所述第二节流阀关闭时，所述第一节流阀保持打开。

16. 如技术方案11所述的方法，还包括通过所述第一节流阀控制进入进气歧管的进气空气流，打开和关闭所述第二节流阀控制离开所述进气歧管至所述第二进气端口的进气空气流。

17. 如技术方案11所述的方法，其中，当所述第一阀升程机构与第一凸轮轴凸角的顶点接合时打开所述第一进气阀，将所述第二阀升程机构操作于所述第一模式包括当所述第二阀升程机构与第二凸轮轴凸角的顶点接合时打开所述第二进气阀，将所述第二阀升程机构操作于所述第二模式包括当所述第二凸轮轴凸角的顶点与所述第二阀升程机构接合时所述第二进气阀保持在关闭位置。

18. 一种方法，包括：

通过第一节流阀控制至发动机组件的第一进气端口的进气空气流；

当所述第一阀升程机构与第一凸轮轴凸角的顶点接合时，利用第一阀升程机构打开位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

将第二阀升程机构在第一和第二模式之间切换，所述第一模式包括当所述第二阀升程机构与第二凸轮轴凸角的顶点接合时，所述第二阀升程机构打开在所述发动机组件的第二进气端口中的第二进气阀，所述第二模式包括当所述第二阀升程机构与所述第二凸轮轴凸角的顶点接合时所述第二进气阀保持关闭；

在所述第二阀升程机构从所述第二模式切换到所述第一模式之后，打开与所述第二进气端口连通的第二节流阀；以及

在所述第二阀升程机构从所述第一模式切换到所述第二模式之前关闭所述第二节流阀。

19. 如技术方案18所述的方法，其中，当所述第二节流阀关闭时，所述第一节流阀保持打开。

20. 如技术方案18所述的方法，还包括通过所述第一节流阀控制进入进气歧管的进气空气流，所述进气歧管限定从所述第一节流阀至所述第一和第二进气端口的平行流路，并且打开和关闭所述第二节流阀控制离开所述进气歧管至所述第二进气端口的进气空气流。

进一步的应用领域将从本文提供的说明书中变得清楚。该发明内容中的说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅仅用于说明目的，并且决不意图限制本公开的范围。

图1是根据本公开的发动机组件的俯视图；

图2是图1的发动机组件的另一俯视图，移去了进气歧管；

图3是图1的发动机组件的截面图；

图4是图1的发动机组件的另一截面图；

图5是根据本公开的替代性发动机组件的截面图；

图6是图5的发动机组件的阀升程机构的截面图；以及

图7是根据本公开的发动机操作的图形说明。

在多个附图中，相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述本公开的示例。以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本公开、应用或用途。

提供了示例性实施例以向本领域技术人员完整充分地说明本公开的范围。给出了多种具体细节（诸如具体构件、设备和方法的示例）以完全地理解本公开的实施例。本领域技术人员将清楚，不需要运用这些具体细节，示例性实施例可以以多种不同的形式来实施并且也不应被解释为对本公开范围的限定。在一些示例性实施例中，众所周知的过程，众所周知的设备结构以及众所周知的技术不再详细地描述。

当提及一个元件或层在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以是直接在该另一元件或层上、接合、连接或联接到另一元件或层，或者可以存在介于其间的元件或层。相反地，当提及一个元件“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可以不存在介于其间的元件或层。用于描述元件间关系的其它词汇应以相似的方式来解释（例如，“在……之间”相对“直接在……之间”，“邻近”相对“直接邻近”等等）。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任何和所有组合。

虽然术语第一、第二、第三等在本文可以用来描述不同的元件、构件、区域、层和/或区段，但是这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当被这些术语所限定。这些术语可仅用以将一个元件、构件、区域、层或区段与另一元件、构件、区域、层或区段区分开。本文使用的例如“第一”、“第二”以及其它数字项的术语并不意味着顺序或次序，除非上下文中有清楚的表示。因此，下文所论述的第一元件、构件、区域、层或区段可以称为第二元件、构件、区域、层或区段，而不背离示例性实施例的教导。

发动机组件10显示在图1-4中，并且可包括发动机机构12、曲轴14、活塞16、阀系组件18和进气组件20。发动机结构12可包括发动机本体22和气缸盖24。发动机结构12可限定第一排气缸孔26和第二排气缸孔28，这些气缸孔相对彼此成角度设置。然而，尽管结合V型发动机构造来描述，但应理解，本教导应用于任意数目的活塞-气缸布置和包括、但不限于V型发动机、直列式发动机和水平对置发动机以及顶置凸轮和整体式凸轮构造的各种往复式发动机构造。

发动机结构12可在气缸盖24中限定与第一排气缸孔26相关联的第一组进气端口30和第一组排气端口32以及在气缸盖24中限定与第二排气缸孔28相关联的第二组进气端口34和第二组排气端口36。参考图3和图4，为了简单，将相对于第一气缸孔26（包括在第一排气缸孔26中）和第二气缸孔28（包括在第二排气缸孔28中）来描述发动机组件10。

阀系组件18可包括第一、第二、第三和第四凸轮轴38、40、42、44，第一、第二、第三和第四阀升程机构46、48、50、52，第一和第二进气阀54、56以及第一和第二排气阀58、60。参考图3，第一进气阀54可位于第一进气端口30中，第一排气阀58可以位于第一排气端口32中。第一阀升程机构46可与第一进气阀54以及限定在第一凸轮轴38上的第一凸轮轴凸角64接合。第三阀升程机构50可与第一排气阀58以及限定在第三凸轮轴42上的第三凸轮轴凸角66接合。

参考图4，第二进气阀56可位于第二进气端口34中，第二排气阀60可以位于第二排气端口36中。第二阀升程机构48可与第二进气阀56以及限定在第二凸轮轴40上的第二凸轮轴凸角68接合。第四阀升程机构52可与第二排气阀60以及限定在第四凸轮轴44上的第四凸轮轴凸角70接合。

第二阀升程机构48可形成停止阀升程机构。更具体地，第二阀升程机构48（示意性地示于图4）可包括与第二进气阀56接合的第一部件72和与第二凸轮轴凸角68接合的第二部件74。第二阀升程机构48可操作在第一和第二模式。在第二凸轮轴凸角68的顶点76与第二阀升程机构48接合的第一模式期间，第二进气阀56可被第二阀升程机构48位移至打开位置。在第二凸轮轴凸角68的顶点76与第二阀升程机构48接合的第二模式期间，第二进气阀56可保持在关闭位置。

发动机组件10被示出为顶置凸轮发动机。然而，如上所述，本文教导不限于顶置凸轮发动机。图5示出了示例性整体凸轮（或推杆）发动机组件110。发动机组件110可包括发动机结构112、曲轴（未示出）、活塞（未示出）、阀系组件118和进气组件120。发动机结构112可包括发动机本体122和气缸盖124。发动机结构112可限定第一排气缸孔126和第二排气缸孔128，这些气缸孔相对彼此成角度设置。

阀系组件118可包括凸轮轴138、第一和第二阀升程机构146、148，以及第一和第二进气阀154、156。第一进气阀154可以位于第一进气端口130中，第二进气阀156可以位于第二进气端口134中。第一阀升程机构146可与第一进气阀154以及限定在凸轮轴138上的第一凸轮轴凸角164接合。第二阀升程机构148可与第二进气阀156以及限定在凸轮轴138上的第二凸轮轴凸角168接合。

另外参考图6，第二阀升程机构48可形成停止阀升程机构。更具体地，第二阀升程机构148可包括（通过推杆150和摇臂152）与第二进气阀156接合的第一部件172和与第二凸轮轴凸角168接合的第二部件174。第二阀升程机构148可操作在第一和第二模式。在第二凸轮轴凸角168的顶点176与第二阀升程机构148接合的第一模式期间，第二进气阀156可被第二阀升程机构148位移至打开位置。在第二凸轮轴凸角168的顶点176与第二阀升程机构148接合的第二模式期间，第二进气阀156可保持在关闭位置。

在该非限制性示例中，第二阀升程机构148的第一部件172可包括第一壳体184，该第一壳体184容纳与推杆150接合的液压间隙调节器186。第二阀升程机构148的第二部件174可包括第二壳体188以及联接到第一壳体184的凸轮随动件190。第二阀升程机构148可包括锁定机构192，其选择性地提供第二阀升程机构148在第一和第二模式的操作。

锁定机构192可包括锁定销194和固定到第二部件174的偏置部件196。锁定销194可以通过加压流体供应（诸如发动机油）而在第一和第二位置之间位移。在第一位置（示于图6），锁定销194可延伸进入第一部件172并固定第一和第二部件172、174，使其一起轴向位移。在第二位置（未示出），锁定销194可相对于第一位置径向向内延伸，以允许第一和第二部件172、174相对于彼此轴向位移。

第二阀升程机构48（示意性地显示于图4）可以类似于图6中所示的第二阀升程机构148的方式操作，具有锁定机构，该锁定机构选择性地固定第一和第二部件72、74，使其一起位移。第二阀升程机构48可采取多种形式，包括但不限于，摇臂和直接作用提升器。

再次参考图1至图4，第一进气端口30和第二进气端口34可通过进气组件20与空气源（A）连通。进气组件20可包括进气歧管200、第一节流阀202和第二节流阀204。进气歧管200可包括入口206、与第一进气端口30连通的第一出口208以及与第二进气端口34连通的第二出口210。发动机组件10可限定从空气源（A）至第二进气端口134的空气流路，其中，第一节流阀202位于空气源（A）和第二节流阀204之间。进气歧管200可限定从入口206至第一和第二进气端口30、34的平行流路212、214，其中，第二节流阀204位于从入口206至第二进气端口34的流路中。第二节流阀204可联接到进气歧管200。

第一节流阀202可与空气源（A）以及第一进气端口30连通，并且可控制从空气源（A）至入口206并最终到达第一进气端口30的空气流。第二节流阀204可与空气源（A）以及第二进气端口34连通，并且可控制从空气源（A）至第二进气端口34的空气流。更具体地，第二节流阀204可控制从第二出口210至第二进气端口34的空气流。

显示于图5中的包括第二节流阀304的进气组件120可类似于包括第二节流阀204的进气组件20。因此，为了简便，将不详细描述进气组件120，但要懂得，进气组件20的描述等同地应用于进气组件120。

第二节流阀204、304可以是螺线管致动的阀，并且可以在第二阀升程机构48、148的第一和第二模式之间的转换期间打开和关闭。图7图形地示出了第二节流阀204、304相对于第二阀升程机构48、148的第一和第二操作模式的操作。

图7示出了相对于停缸事件的节流控制的非限制性示例。曲线（ABT）表示第一节流阀202的位置。曲线（DBT）表示第二节流阀204、304的位置。曲线（ACC）表示指示了操作员请求的加速踏板位置。曲线（DBM）表示第二阀升程机构48、148的操作模式（第一模式=100%，第二模式=0%）。x轴表示时间，y轴表示大小（第一和第二节流阀202、204、304的开度，以及第二阀升程机构48、148的操作模式）。图7中的曲线仅用于示例性目的，不是将本公开限制为所示出的具体时间或节流大小。

在第二阀升程机构48、148的第一操作模式期间，第二节流阀204、304可以打开。在第二阀升程机构48、148的第二操作模式期间，第二节流阀204、304可以关闭。当第二节流阀204、304关闭时，第一节流阀202可保持打开。

第一节流阀202可控制至进气歧管200的进气空气流。另外，第一节流阀202可控制至第二节流阀204、304的空气流。可替代地，在另一非限制性示例中，第一节流阀202可仅控制至第一进气端口30的空气流，第二节流阀204可与第一节流阀202独立地控制至第二进气端口34的空气流。第二节流阀204、304的打开和关闭可控制离开进气歧管200至第二进气端口34、134的进气空气流。

如图7所示，在第二阀升程机构34、134从第二模式切换为第一模式之后，第二节流阀204、304可以打开。在第二阀升程机构34、134从第一模式切换到第二模式之前，第二节流阀204、304可以关闭。提供在第一和第二模式之间的切换以及第二节流阀204、304的打开和关闭之间的重叠可以提供驾驶员不那么能够注意到的第一和第二模式之间的转换。

通过非限制性示例的方式，第二节流阀204、304可以被定向为向流入第二气缸孔28、128的空气施加充气动作。更具体地，在第二阀升程机构48、148操作于第一模式期间的第二节流阀204、304的中间位置可以为流入第二气缸孔28、128的空气引入涡流或回旋流特性。

Claims (10)

1.一种发动机组件，包括：

发动机结构，所述发动机结构限定了第一气缸孔、第二气缸孔、与空气源和所述第一气缸孔连通的第一进气端口、以及与所述空气源和所述第二气缸孔连通的第二进气端口；

位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

与所述第一进气阀接合的第一阀升程机构；

位于所述第二进气端口中的第二进气阀；

与所述第二进气阀接合并可以操作于第一模式和第二模式的第二阀升程机构，在所述第一模式期间，所述第二进气阀被所述第二阀升程机构位移至打开位置，在所述第二模式期间，所述第二进气阀被所述第二阀升程机构保持在关闭位置；

与所述空气源和所述第一进气端口连通的第一节流阀，所述第一节流阀控制从所述空气源至所述第一进气端口的空气流；以及

与所述空气源和所述第二进气端口连通的第二节流阀，所述第二节流阀控制从所述空气源至所述第二进气端口的空气流。

2.如权利要求1所述的发动机组件，还包括与所述发动机结构联接的进气歧管，所述进气歧管限定入口、与所述第一进气端口连通的第一出口、以及与所述第二进气端口连通的第二出口，所述第一节流阀控制从所述空气源至所述入口的空气流，所述第二节流阀控制从所述第二出口至所述第二进气端口的空气流。

3.如权利要求2所述的发动机组件，其中，所述第二节流阀在所述第二出口处联接到所述进气歧管。

4.如权利要求3所述的发动机组件，其中，在所述第一模式期间，所述第二节流阀延伸进入所述第二进气端口，以便向提供到所述第二气缸孔的空气流施加充气运动。

5.如权利要求1所述的发动机组件，其中，所述进气歧管限定至第一和第二进气端口的平行流路。

6.如权利要求1所述的发动机组件，其中，第一凸轮轴凸角与所述第一阀升程机构接合，第二凸轮轴凸角与所述第二阀升程机构接合，在所述第一模式期间，所述第二进气阀被所述第二凸轮轴凸角的顶点位移至所述打开位置，在所述第二模式期间，当所述第二凸轮轴凸角的顶点与所述第二阀升程机构接合时，所述第二进气阀保持在所述关闭位置。

7.如权利要求6所述的发动机组件，其中，所述第二阀升程机构包括与所述第二进气阀接合的第一部件和与所述第二凸轮轴凸角接合的第二部件，所述第一和第二部件在所述第一模式期间被固定用于一起位移，并且在所述第二模式期间可相对于彼此位移。

8.如权利要求1所述的发动机组件，其中，在所述第二模式期间，所述第二节流阀关闭。

9.一种方法，包括：

通过第一节流阀控制至发动机组件的第一进气端口的进气空气流；

利用第一阀升程机构打开位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

将第二阀升程机构操作于第一模式，在所述第一模式中，所述第二阀升程机构打开所述发动机组件的第二进气端口中的第二进气阀；

在所述第一模式期间，打开与所述第二进气端口连通的第二节流阀；

将所述第二阀升程机构操作于第二模式，在所述第二模式，所述第二阀升程机构将所述第二进气阀保持在关闭位置；以及

在所述第二模式期间关闭所述第二节流阀。

10.一种方法，包括：

通过第一节流阀控制至发动机组件的第一进气端口的进气空气流；

当所述第一阀升程机构与第一凸轮轴凸角的顶点接合时，利用第一阀升程机构打开位于所述第一进气端口中的第一进气阀；

将第二阀升程机构在第一和第二模式之间切换，所述第一模式包括当所述第二阀升程机构与第二凸轮轴凸角的顶点接合时，所述第二阀升程机构打开在所述发动机组件的第二进气端口中的第二进气阀，所述第二模式包括当所述第二阀升程机构与所述第二凸轮轴凸角的顶点接合时所述第二进气阀保持关闭；

在所述第二阀升程机构从所述第二模式切换到所述第一模式之后，打开与所述第二进气端口连通的第二节流阀；以及

在所述第二阀升程机构从所述第一模式切换到所述第二模式之前关闭所述第二节流阀。

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