CN104675471A - 发动机阀门停用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用以停用具有三个汽缸C1、C2、C3的发动机(6)的气体流量阀E5、E6、I1、I3、I5和I6的系统(5)，其中，预定义的进气阀I1、I3、I5被停用以增加汽缸涡流，而排气阀E5和E6连同进气阀I6与进气阀I5被停用以停用发动机(6)的相应的汽缸C3。相较于传统的HLA使动发动机，仅仅要求两个额外的电子控制阀(15、16)提供增加涡流和汽缸停用的双重功能，且发动机(6)的缸盖(8)中仅仅要求三个额外的油沟。

Description

发动机阀门停用系统
技术领域
本发明涉及每个汽缸具有四个提升式气体流量阀的内燃机，尤其，涉及一种用于选择性地停用发动机的一个或多个气体流量阀的系统。
背景技术
众所周知，希望在发动机在低负载运行时停用发动机的一个或多个汽缸以便减少排放并节省燃料。例如，美国专利6,557,518公开了一种系统，当需要通过保持相应的汽缸的进气阀和排气阀闭合来禁用相应的汽缸时，该系统通过禁用用于可停用汽缸的液压间隙调节器来停用发动机的两个汽缸。在通过保持进气阀和排气阀闭合(汽缸停用)的轻负载驱动条件下，能够通过防止空气进入或离开该停用汽缸而减少泵送损失。
例如，进一步从美国专利8,118,002可知，提高汽缸内湍流(涡流)以停用其中一个进气流量阀，以便通过保持停用的阀门闭合而产生在汽缸内形成强大涡流的不均匀流动。
在轻负载条件下，期望在汽缸中引起高水平涡流，因为这样促进燃料的有效燃烧。
有时使用的另外的燃料节约部件将废气再循环(EGR)产品引入回到发动机的汽缸内。如果通过保持其中一个进气阀闭合而在汽缸中产生高涡流，就可提升该过程，这是因为增加的涡流将改善混合。
因此，汽缸停用或高涡流均能够通过将可切换的液压间隙调节器(HLA)或可切换的指形从动滚轮(RFF)用于要被停用的阀门而得以实现。
发明内容
本发明的目标是提供一种改良的用于发动机的阀门停用系统。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于具有两个或更多汽缸的发动机的发动机阀门停用系统，每个汽缸具有两个排气阀和两个进气阀，发动机的至少一个汽缸为可停用汽缸，其中，每个可停用汽缸具有通过加压流体的第一供给而被选择性停用的一个进气阀，且两个排气阀和进气阀中的另一个进气阀通过加压流体的第二供给而被选择性停用。
每个汽缸可具有选择性停用两个进气阀中的第一进气阀以便保持相应的进气阀闭合的设备，每个可停用汽缸可具有相应的可停用设备以选择性停用两个排气阀和两个进气阀中的第二进气阀以便保持相应的第二进气阀和两个排气阀闭合，第一电子控制阀可布置成控制加压流体流向用于停用每个汽缸的第一进气阀的设备，第二电子控制阀可布置成控制加压流体流向用于停用第二进气阀和两个排气阀的设备，且电子控制器可布置成控制第一电子控制阀和第二电子控制阀的运行。
当要求增加发动机的汽缸中的涡流时，电子控制器在第一运行模式下可操作地控制第一电子控制阀停用所有相关的进气阀。
当要求停用可停用的汽缸时，电子控制器在第二运行模式下可操作地控制第一电子控制阀以停用发动机的所有汽缸中的第一进气阀并控制第二电子控制阀以停用要被停用的汽缸的两个排气阀和第二进气阀。
发动机可具有一个以上可停用的汽缸，且在要求停用可停用汽缸时电子控制器在第二运行模式下可操作地控制第一电子控制阀以停用发动机的所有汽缸中的第一进气阀并控制第二电子控制阀以停用要被停用的所有汽缸的第二进气阀和两个排气阀。
发动机的每个阀门可具有包括液压间隙调节器的阀门致动系统，且停用发动机的汽缸的第一进气阀的设备可为可液压切换的液压间隙调节器。
停用发动机的每个可停用汽缸的第二进气阀和两个排气阀的设备可为可液压切换的液压间隙调节器。
发动机的每个阀门可具有包括指形从动滚轮的阀门致动系统，且停用发动机的汽缸的第一进气阀的设备为可液压切换的指形从动滚轮。
停用发动机的每个可停用汽缸的第二进气阀和两个排气阀的设备可为可液压切换的指形从动滚轮。
当要求停用第一进气阀时，第一电子控制阀可以可操作地在压力下供给流体至用于停用第一进气阀的设备，并且当要求第一阀门正常运行时，第一电子控制阀可以可操作地切断向用于停用第一阀门的设备的压力下流体供给。
当要求停用第二进气阀和两个排气阀时，第二电子控制阀可以可操作地向用于停用第二进气阀和两个排气阀的设备供给加压流体，并且当要求第一阀门正常运行时，第二电子控制阀可以可操作地切断向用于停用第二进气阀和两个排气阀的设备的压力下流体供给。
所述电子控制器可包括一个以上电子控制器。
根据本发明的第二方面，提供了一种机动车，该机动车具有包括根据本发明的第一方面构造的阀门停用系统的发动机。
附图说明
现将通过实例参照附图对本发明进行描述，其中：
图1为根据第二方面的机动车、具有根据本发明的第一方面的阀门停用系统的发动机的示意图；以及
图2为更详细地示出图1所示阀门停用系统的液压回路的示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，示出了具有多汽缸内燃机6的机动车5，内燃机6具有缸体7和缸盖8。该发动机具有三个汽缸C1、C2和C3，这些汽缸中的每一个均配置有四个气体流量阀E1至E6和I1至I6。
第一汽缸C1具有两个进气阀I1、I2和两个排气阀E1、E2，第二汽缸C2具有两个进气阀I3、I4和两个排气阀E3、E4且第三汽缸C3具有两个进气阀I5、I6和两个排气阀E5、E6。
所有的阀门I1至I6及E1至E6包括阀门致动机构，其在这种情况下包括液压间隙调节器(HLA)。然而，在其它实施例中，能够采用指形从动滚轮(RFF)而非HLA。
第一液压供给H1在压力下向与排气阀E1至E6相关的HLA供给机油，且第二液压供给H2在压力下向与进气阀I1至I6相关的HLA供给机油。HLA的常规操作及它们的控制方法在本质上是常规的且不再进一步详细描述。
经由形成在发动机6的缸盖8中的通道或油沟提供机油供给H1和H2。
除了用于进气阀I1、I3和I5的机油供给H2之外，经由电子控制阀15提供了另外的机油供给用以停用进气阀I1、I3、I5。该另外的机油供给被用于切换或停用用于进气阀I1、I3和I5的涡流HLA S1、S2、S3。通过电子控制阀15响应于来自电子控制器10的控制信号，从加压流体源12供给机油。换言之，电子控制阀15开启以允许机油在压力下从加压流体源12流动至HLA S1、S2、S3，从而将它们的状态从正常操作切换至停用。至少部分地经由形成在缸盖8中的通道或油沟提供从电子控制阀15至HLA S1、S2、S3的另外的机油供给。
多个输入(未示出)连接至电子控制器10以提供关于发动机6的当前和所需工况的信息。电子控制器10使用该输入控制发动机6的运行及电子控制阀15和另外的汽缸停用电子控制阀16的开启和闭合。
用于切换或停用与进气阀I1、I3和I5相关的HLA S1、S2、S3的方式能够为任何已知的方式，例如但不限制，诸如美国专利8,118,002中所示的类型或美国专利公开号2013/0186359中所示的类型。
当相应的进气阀I1、I3和I5被停用时，其会保持闭合，从而当其它进气阀I2、I4、I6开启时增加相应的汽缸C1、C2、C3内的涡流。
当电子控制器10运行以便停用进气阀I1、I3和I5来增加涡流时，被认为是在第一运行模式下运行该系统。在第一运行模式中，位于各个汽缸C1、C2、C3中的进气阀I1、I3、I5中的一个被停用以增加相应的汽缸C1、C2、C3内的涡流。
应该意识到，可能采用替代的布置，其中，进气阀I2、I4、I6被停用且进气阀I1、I3、I5是不停用的。
还可操作电子控制器10以停用发动机6的其中一个汽缸C3，在这种情况下，该系统被认为是在第二运行模式下运行。
为提供汽缸停用，提供了经由电子控制阀16从加压流体源至第三汽缸C3的排气阀E5和E6及进气阀I6的HLA D3的另外的机油供给以切换或停用该HLA D3。
响应于来自电子控制器10的控制信号，该另外的机油供给切换或停用其经由电子控制阀16所供给至的排气阀E5和E6及进气阀I6的HLA D3，并因此停用与HLA D3相关的气体流量阀E5、E 6和I6。
在这种情况下，同一液压源12在用于用来增加涡流的HLA S1、S2、S3时被用以向这些汽缸停用HLA D3供给机油，但会意识到，可能采用独立的加压流体源。
至少部分地经由形成在缸盖8中的通道或油沟提供了从电子控制阀16至与排气阀E5和E6及进气阀I6相关的HLA D3的该另外的机油供给。
会意识到，用于阀门E5、E6和I6的HLA(D3)同用于阀门I1、I3、I5的HLA相同，这是因为这些HLA能够使得与其相关的阀门被停用以便该阀门保持闭合状态。
优选如上面所述通过向HLA S1、S2、S3及D3施加压力或增加压力来停用HLA S1、S2、S3及D3，然而，会意识到，在移除或降低用以切换或停用HLA S1、S2、S3及D3的压力的情况下可以使用相反的功能。
停用与排气阀E5和E6及进气阀I6相关的HLA D3的方式可为任何已知的方式，例如，该方式为诸如参照上述的涉及第一运行模式的方式。
当相应的排气阀E5和E6及进气阀I6通过它们相应的HLA(D3)停用时，它们将保持闭合状态。
在发动机6的运行期间，电子控制器10将控制发动机6的操作以便满足驾驶员的需求，根据所使用的发动机的类型，这些操作可包括调整至发动机6的汽缸C1、C2、C3的燃料的速率和时间，调整供给至发动机6的空气的速率，调整至发动机6的每个汽缸C1、C2、C3的点火正时，或这些操作的任意组合。
当存在预定义的条件(该预定义的条件可为发动机6在相对低负载下以EGR运行)时，电子控制器10通过HLA S1、S2和S3可操作地停用进气阀I1、I3和I5。
通过保持进气阀I1、I3和I5闭合，而同时其它进气阀I2、I4和I6正常运行，会增加三个汽缸C1、C2、C3内的涡流，从而促进相应的汽缸C1、C2、C3中再循环废气与新鲜空气和燃料的混合。
会意识到，能够在任何需要的时候以相同的方式增加涡流，即便EGR未发生或不可用。
当存在预定义的条件(该预定义的条件可为发动机6低于预定义低负载水平运行)时，期望停用该可停用的汽缸C3。电子控制器10随后在第二运行模式下可操作以通过HLA D3停用排气阀E5和E6及进气阀I6。为此，电子控制器10指令电子控制阀16从液压源12向该HLA D3供给压力下液压流体。
会意识到，与前面相同，可以采用替代的布置，其中，停用排气阀E5和E6及进气阀I6，通过电子控制器16切断至HLA D3的压力而非增加或实现该压力。
当需要停用汽缸时，还希望提升正在正常运行的汽缸C1、C2中的高水平涡流，并因此同时当通过电子控制器10开启电子控制阀16时，通过电子控制器10开启电子控制阀15从而如前所述那样通过HLA S1、S2和S3停用进气阀I1、I3和I5。
因此，在汽缸C3的情况下，通过汽缸停用HLA D3保持两个排气阀E5和E6及进气阀I6闭合且通过涡流HLA S3保持其余的进气阀I5闭合，以便气体流量阀E5、E6、I5、I6中没有一个开启且停用汽缸C3。
正如前面提到的，本发明同样适用于阀门指形从动滚轮(RFF)被用于停用所选择的气体流量阀的发动机。例如，参见美国专利7,909,007所针对的用于停用提升式气体流量阀的RFF的一个实例。
尽管已经参照单个电子控制器来控制发动机6及两个电子控制阀15、16的运行来描述本发明，但会意识到，可能存在组合操作的两个或更多电子控制器以进行上述操作。还会意识到，电子控制器可能组成发动机控制单元或发动机管理系统的一部分。
尽管本发明已经通过三汽缸发动机的实例进行了描述，其中一个端部汽缸被停用，但会意识到，本发明并不局限于这种布置。
例如，如英国专利公开号2,496,407中所示和所述，三汽缸发动机中的内部汽缸可能被选择性停用。
此外，该发动机可具有三个以上汽缸，在这种情况下，一个或多个汽缸是可停用的。
作为另一替代，发动机可仅具有两个汽缸，其中一个是可停用的。
本领域技术人员会意识到，尽管已通过实例参照一个或多个实施例对本发明进行了描述，但其并不限于所公开的实施例，并且可在不偏离权利要求限定的本发明的范围的情况下可构造替代实施例。

Claims (15)

1.一种用于具有两个或更多汽缸的发动机的发动机阀门停用系统，每个汽缸具有两个排气阀和两个进气阀，所述发动机的至少一个汽缸为可停用汽缸，其中，每个可停用汽缸具有通过加压流体的第一供给被选择性停用的一个进气阀，且所述两个排气阀和所述进气阀中的另一个进气阀通过加压流体的第二供给而被选择性停用。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，每个汽缸具有选择性停用所述两个进气阀中的第一进气阀以便保持相应的进气阀闭合的设备，每个可停用汽缸具有选择性停用所述两个排气阀和所述两个进气阀中的第二进气阀以便保持所述相应的第二进气阀和所述两个排气阀闭合的相应的停用设备，其中，第一电子控制阀被布置成控制加压流体流向用于停用每个汽缸的所述第一进气阀的所述设备，第二电子控制阀被布置成控制加压流体流向用于停用所述第二进气阀和所述两个排气阀的所述设备，且电子控制器被布置成控制所述第一电子控制阀和所述第二电子控制阀的运行。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，当要求增加所述发动机的所述汽缸中的涡流时，所述电子控制器在第一运行模式下可操作地控制所述第一电子控制阀来停用所有相关的进气阀。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，当要求停用所述可停用汽缸时，所述电子控制器在第二运行模式下可操作地控制所述第一电子控制阀来停用所述发动机的所有汽缸中的所述第一进气阀并控制所述第二电子控制阀来停用要被停用的汽缸的所述两个排气阀和所述第二进气阀。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述发动机具有一个以上可停用汽缸，且在要求停用所述可停用汽缸时所述电子控制器在第二运行模式下可操作地控制所述第一电子控制阀以停用所述发动机的所有汽缸中的所述第一进气阀并控制所述第二电子控制阀以停用要被停用的所有汽缸的所述两个排气阀和所述第二进气阀。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其中，所述发动机的每个阀门均具有包括液压间隙调节器的阀门致动系统，且用以停用所述发动机的所述汽缸的所述第一进气阀的所述设备为可液压切换的液压间隙调节器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，用以停用所述发动机的每个可停用汽缸的所述第二进气阀和所述两个排气阀的所述设备为可液压切换的液压间隙调节器。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其中，所述发动机的每个阀门具有包括指形从动滚轮的阀门致动系统，且用以停用所述发动机的所述汽缸的所述第一进气阀的所述设备为可液压切换的指形从动滚轮。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，用以停用所述发动机的每个可停用汽缸的所述第二进气阀和所述两个排气阀的所述设备为可液压切换的指形从动滚轮。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的系统，其中，当要求停用所述第一进气阀时，所述第一电子控制阀可操作地在压力下供给流体至用于停用所述第一进气阀的所述设备，并且当要求所述第一阀门正常运行时，所述第一电子控制阀可操作地切断向用于停用所述第一阀门的所述设备的压力下流体供给。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的系统，其中，当要求停用所述第二进气阀和所述两个排气阀时，所述第二电子控制阀可操作地向用于停用所述第二进气阀和所述两个排气阀的所述设备供给加压流体，并且当要求所述第一阀门正常运行时，所述第二电子控制阀可操作地切断向用于停用所述第二进气阀和所述两个排气阀的所述设备的压力下流体供给。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的系统，其中，所述电子控制器包括一个以上电子控制器。
13.一种机动车，具有包括根据权利要求1至12中任一项所述的阀门停用系统的发动机。
14.一种用于具有两个或更多汽缸的发动机的发动机阀门停用系统，每个汽缸具有基本如本文参照附图所述的两个排气阀和两个进气阀。
15.一种基本如本文参照附图所述的机动车。
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