CN105431621A - 通过使排气阀提前而进行的发动机制动 - Google Patents

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Abstract

一种变型可包括一种产品,该产品包括:具有至少一个气缸的发动机,气缸具有至少一个泄放排气阀、至少一个清扫排气阀和至少一个进气阀,发动机进一步具有第一致动器、第二致动器和控制器,第一致动器连接到至少一个泄放排气阀,第二致动器连接到清扫排气阀,控制器连接到第一致动器或第二致动器中的一者并且适应于且经配置成当控制器接收制动信号时使泄放排气阀或清扫排气阀中的一者的正时提前。

Description

通过使排气阀提前而进行的发动机制动
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年7月3日提交的美国临时专利申请No.61/842,619的提交日权益。
技术领域
该技术领域总体涉及柴油发动机制动。
背景技术
发动机制动可用于交通工具。
发明内容
本发明的一种变型可包括一种具有发动机的产品,该发动机具有至少一个气缸。气缸可具有至少一个泄放排气阀、至少一个清扫排气阀和至少一个进气阀。发动机可进一步具有连接到至少一个泄放排气阀的第一致动器和连接到清扫排气阀的第二致动器。该产品还可包括控制器,控制器连接到第一致动器或第二致动器中的一者并且适应于且经配置成当该控制器接收制动信号时使泄放排气阀或清扫排气阀中的一者的正时提前。
本发明的另一种变型可包括一种用于提供发动机的发动机制动的产品,该发动机具有至少一个气缸。至少一个气缸可具有连接到可变阀门正时机构的至少一个排气阀。该产品可包括控制器,其连接到可变阀门正时机构并且适应于且经配置成当该控制器接收制动信号时使排气阀的正时提前。
本发明的又一种变型可包括生成用于发动机的发动机制动的方法,该发动机具有至少一个气缸,气缸具有至少一个排气阀。该方法可包括使排气阀的正时提前。
本发明的再一种变型可包括提供发动机制动的方法,发动机制动包括具有多个气缸的发动机,每个气缸具有泄放排气阀和清扫排气阀以及控制器,泄放排气阀可由泄放排气阀致动器致动,清扫排气阀可由清扫排气阀致动器致动,控制器连接到致动器并且经配置成接收制动信号,该方法包括向泄放排气阀致动器或清扫排气阀致动器中的一者发信号,以使关联的泄放排气阀或清扫排气阀的正时提前向泄放排气阀致动器或清扫排气阀致动器中的一者发信号,以使关联的泄放排气阀或清扫排气阀的正时提前。
本发明的其他变型通过下文提供的详细描述将变得显而易见。应该理解,虽然公开了本发明的变型,但详细描述和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
从详细描述和附图,将更全面理解本发明的变型,其中:
图1为排气瓣发动机制动系统的压力对体积曲线图。
图2为排气瓣发动机制动系统的制动功率对发动机转速曲线图。
图3为CRB发动机制动系统的压力对体积曲线图。
图4为CRB发动机制动系统的制动功率对发动机转速曲线图。
图5为根据本发明的变型的内燃机的示意图。
图6为根据本发明的变型的内燃机阀门系的示意图。
图7为根据本发明的变型的内燃机阀门系的示意图。
图8为根据本发明的变型的内燃机阀门系的示意图。
图9为根据本发明的变型的内燃机阀门系的示意图。
图10为根据本发明的变型的内燃机阀门系的示意图。
图11为根据本发明的变型的可变阀门正时机构的示意图。
图12a为提供发动机制动的方法的变型的流程图。
图12b为提供发动机制动的方法的另一种变型的流程图。
图13为根据本发明的变型的定相发动机制动系统的升程对角度图。
图14为根据本发明的变型的定相发动机制动系统的压力对体积图。
图15为根据本发明的变型的多相发动机制动系统的升程对角度图。
图16为根据本发明的变型的多相发动机制动系统的压力对体积图。
具体实施方式
本发明的一些变型的以下描述本质上仅为说明性的,绝非限制本发明及其应用或其用途。
附图示出了内燃机阀门系10的许多种变型,内燃机阀门系10可装备在内燃机12中并且被构造和设计用于分开的排气流-即,泄放排气流和清扫排气流,以便提供发动机制动。在变型中的至少一些中,内燃机阀门系10可对进气阀14、泄放排气阀16、清扫排气阀18,或其组合的致动提供独立的控制。在一些变型中,对内燃机12的不同阀门14、16、18的致动提供独立控制促进内燃机操作的优化,包括例如增加发动机功率并且提高发动机效率。
图5示出多种变型,这些变型可包括内燃机(ICE)12,内燃机12可使用氧化剂(例如空气)燃烧燃料,并且其后排出流体诸如可包括气体、液体和其他物质的排气到ICE通气系统(未示出)。ICE12可以为火花点火发动机(例如,汽油、甲醇)、柴油发动机、代用燃料发动机或其他类型。ICE12可以为具有不同布置和不同数量气缸(即,直列式、I-2、I-4、I-6、V-型、V-6、V-8等)的不同类型。气缸体位于气缸盖下方并且具有圆柱形孔用于容纳往复式活塞。在四冲程发动机操作循环中,ICE12可使用所谓的分开的排气流进行运行,该操作循环具有泄放排气阶段和清扫排气阶段。在泄放排气阶段,泄放排气阀16仅在关联活塞到达下止点(BDC)位置之前打开。然后,排气在相对增大的压力下进入泄放排气口20。在清扫排气阶段,清扫排气阀18可在关联活塞从BDC位置回扫到上止点(TDC)位置时打开,以替换大部分(如果不是全部)剩余排气。然后,剩余排气在相对减小的压力下进入清扫排气口22。在一些变型中,可以为ICE12提供进气歧管、排气歧管或两者;排气歧管可包括泄放排气歧管和清扫排气歧管,泄放排气歧管和清扫排气歧管可作为单独部件或者作为一体部件被提供。
再次参照附图5,ICE12可包括气缸盖24,在所示的实例中,气缸盖24可包括直列布置的四个气缸26。每个气缸26可具有与进气口28连通的一对进气阀14、单个泄放排气阀16和单个清扫排气阀18。在其他变型中,泄放排气口20、清扫排气口22,或两者可在离开气缸盖24的主体之前朝向彼此汇聚成一个或多个单一并且共用的端口。
在泄放排气口20和清扫排气口22的下游,除其他部件以外,内燃机通气系统可包括:一对涡轮增压器、排气后处理装置、一个或多个排气再循环(EGR)子系统或组件和增压空气冷却器。
图6至图10示意性示出内燃机阀门系10的几种变型。在图6至图10示出的所有变型中,泄放排气阀16和清扫排气阀18通过单独并且相异的阀门致动机构独立操作并控制。附图为示意性的并且未必意味着示出阀门和阀门致动机构的特定布置和构造-例如,在应用中阀门相对于彼此的准确位置可不同于图6至图10中所示的位置。阀门致动机构单独地并且相异地打开并关闭彼此独立的泄放排气阀16和清扫排气阀18。在一些变型中,这可意味着泄放排气阀16和清扫排气阀18并不是通过单个并且相同的凸轮轴来获得它们的打开和关闭运动。这也可意味着一个凸轮轴物理地引起泄放排气阀的打开和关闭但不引起清扫排气阀的打开和关闭,而另一个凸轮轴物理地引起清扫排气阀的打开和关闭但不引起泄放排气阀的打开和关闭。在某些情况下,提供泄放排气阀16和清扫排气阀18的单独并且相异的打开和关闭功能可提供通用的发动机操作,通用的发动机操作可促进发动机性能的优化,包括例如增加发动机功率并且改善发动机的效率。
在图6所示的变型中,进气阀14、泄放排气阀16和清扫排气阀18可包括提升阀30,提升阀30可抵靠弹簧34并且在弹簧34的偏压力作用下在燃烧室32中线性地上下往复运动。阀门的其他构造、布置和部件是可能的。第一阀门致动机构36可被构造并布置成打开并且关闭进气阀14和泄放排气阀16两者,而第二阀门致动机构38可被构造并布置成单独地、相异地,并且独立于进气阀和泄放排气阀打开并且关闭清扫排气阀18。第一阀门致动机构36可以为已知的类型三,并且可包括具有许多个凸起42的第一凸轮轴40,还可包括第一摇臂44和第二摇臂46。在使用中,当凸起42撞击第一摇臂44和第二摇臂46时,第一凸轮轴40可转动并旋转,然后第一摇臂44和第二摇臂46它们自己围绕它们各自的枢轴移动并且撞击进气阀14和泄放排气阀16的提升阀30。作为响应,提升阀30可被打开或关闭。不同的凸起42可以第一凸轮轴40的不同角转动度数撞击第一摇臂44和第二摇臂46,这可引起进气阀14和泄放排气阀16在不同时间致动,并且可引起进气阀和泄放排气阀相对于彼此具有不同的特征,诸如不同的正时和升程。
此外,第二阀门致动机构38可以为已知的类型一,且可包括具有多个凸起50的第二凸轮轴48。在使用中,当凸起50直接撞击清扫排气阀18的提升阀30时,第二凸轮轴48可以转动并旋转,这可引起清扫排气阀的提升阀的打开和关闭。
仍然参照图6所示的变型,可变阀门正时机构52可以可操作地装备到第二凸轮轴48,以便连续地控制清扫排气阀18的致动。在一种变型中,可变阀门正时机构52可以为可变凸轮轴相位器,其可控制事件定相。事件定相相对于上止点位置描述了关于活塞冲程提前或延迟阀门的致动相位(以从阀门打开时到阀门关闭时的曲柄角度测量)的方式。可变阀门正时机构52的操作可由关联发动机控制单元或模块命令。并且在一种变型中,除其他部件以外,可变阀门正时机构52可包括可变力螺线管和滑阀。在其他变型中,可变阀门正时机构可以为不同类型;可具有不同构造;可具有更多、更少,和/或不同部件;并且可具有不同布置。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第一凸轮轴40以便连续控制进气阀14和泄放排气阀16的致动。在一种变型中,用于第一凸轮轴40的可变阀门正时机构可以为如上文刚描述的可变凸轮轴相位器。
在上述变型中,泄放排气阀16、清扫排气阀18或两者可被控制-相位提前、相位延迟或两者,如本领域已知。排气可以选择性方式输送到关联涡轮增压器以控制涡轮增压器增压;在一些变型中,用于涡轮增压器的涡轮机旁路可消除。而且,使用该控制方法或使用另一种合适的控制方法,排气可以选择性方式输送到关联的EGR子系统以改善发动机操作。在一个示例中,当第一凸轮轴40和第二凸轮轴48均装备有可变阀门正时机构诸如上述可变阀门正时机构时,阀门14、16、18可被控制以在重负载发动机操作条件下优化发动机功率并且以在轻度至中度负载的发动机操作条件下优化发动机效率。
在图7所示的变型中,第一阀门致动机构54可被构造并布置成打开并且关闭进气阀14和泄放排气阀16两者,而第二阀门致动机构56可被构造并布置成单独地、相异地,并且独立于进气阀和泄放排气阀打开并且关闭清扫排气阀18。第一阀门致动机构54可以为已知的类型三,并且可包括具有许多个凸起60的第一凸轮轴58,并且还可包括第一摇臂62和第二摇臂64。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。同样地,第二阀门致动机构56可以为已知的类型三,并且可包括具有许多个凸起68的第二凸轮轴66,并且还可包括第三摇臂70。同样,先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。仍然参照图7,可变阀门正时机构72可以可操作地装备到第二凸轮轴66以便连续地控制清扫排气阀18的致动。在一种变型中,可变阀门正时机构72可以为可变凸轮轴相位器,如先前所述。在其他变型中,可变阀门正时机构可以为不同类型;可具有不同构造;可具有更多、更少,和/或不同部件;并且可具有不同布置。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第一凸轮轴58以便连续地控制进气阀14和泄放排气阀16的致动。在一种变型中,用于第一凸轮轴58的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如先前所述。而且,在图7所示的变型中,可变阀门正时机构可根据关于图6的变型所描述的方法来控制。
在图8所示的变型中,第一阀门致动机构74可被构造并且布置成打开和关闭进气阀14和泄放排气阀16两者,而第二阀门致动机构76可被构造并且布置成单独地、相异地并且独立于进气阀和泄放排气阀打开并关闭清扫排气阀18。第一阀门致动机构74可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起80的第一凸轮轴78,并且还可包括第一摇臂82和第二摇臂84。在使用中,当凸起80撞击第一摇臂82和第二摇臂84时,第一凸轮轴78可转动并旋转,然后第一摇臂82和第二摇臂84它们自己可围绕它们各自的枢轴移动并撞击进气阀14和泄放排气阀16的提升阀30。同样地,第二阀门致动机构76可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起88的第二凸轮轴86,并且还可包括第三摇臂90。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。仍然参照图8,可变阀门正时机构92可以可操作地装备到第二凸轮轴86以便连续地控制清扫排气阀18的致动。在一种变型中,可变阀门正时机构92可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。在其他变型中,可变阀门正时机构可以为不同类型;可具有不同构造;可具有更多、更少,和/或不同部件;并且可具有不同布置。此外,尽管未示出,但单独并且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第一凸轮轴78以便连续地控制进气阀14和泄放排气阀16的致动。在一种变型中,用于第一凸轮轴78的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。而且,在图8所示的变型中,可变阀门正时机构可根据关于图6的变型所描述的方法来控制。
在图9所示的变型中,第一阀门致动机构94可被构造并布置成打开并且关闭进气阀14,第二阀门致动机构96可被构造并布置成打开并且关闭泄放排气阀16,而第三阀门致动机构98可被构造并布置成打开并且关闭清扫排气阀18。第一阀门致动机构94、第二阀门致动机构96和第三阀门致动机构98可单独地、相异地并且独立于其他两个阀门致动它们各自的阀门。第一阀门致动机构94可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起102的第一凸轮轴100,并且还可包括第一摇臂104。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。同样地,第二阀门致动机构96可以已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起108的第二凸轮轴106,并且还可包括第二摇臂110。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。并且类似地,第三阀门致动机构98可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起114的第三凸轮轴112,并且还可包括第三摇臂116。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。
仍然参照图9,可变阀门正时机构118可以可操作地装备到第三凸轮轴112以便连续地控制清扫排气阀18的致动。在一种变型中,可变阀门正时机构118可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。在其他变型中,可变阀门正时机构可以为不同类型;可具有不同构造;可具有更多、更少,和/或不同部件;并且可具有不同布置。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第一凸轮轴100以便连续地控制进气阀14的致动。在一种变型中,用于第一凸轮轴100的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第二凸轮轴106以便连续地控制泄放排气阀16的致动。在一种变型中,用于第二凸轮轴106的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。而且,在图9的变型中,可变阀门正时机构可根据关于图6的变型所描述的方法来控制。
在图10所示的变型中,第一阀门致动机构120可被构造并布置成打开并且关闭进气阀14,第二阀门致动机构122可被构造并布置成打开并且关闭泄放排气阀16,而第三阀门致动机构124可被构造并布置成打开并且关闭清扫排气阀18。第一阀门致动机构120、第二阀门致动机构122和第三阀门致动机构124可单独地、相异地并且独立于其他两个阀门致动它们各自的阀门。第一阀门致动机构120可以为已知的类型一,并且可包括具有许多个凸起128的第一凸轮轴126。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。另一方面,第二阀门致动机构122可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起132的第二凸轮轴130,并且还可包括第二摇臂134。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。并且类似地,第三阀门致动机构124可以为已知的类型二,并且可包括具有许多个凸起138的第三凸轮轴136,并且还可包括第三摇臂140。先前已经描述了这类阀门致动机构的一般用途和功能。
仍然参照图10,可变阀门正时机构142可以可操作地装备到第三凸轮轴136以便连续地控制清扫排气阀18的致动。在一种变型中,可变阀门正时机构142可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。在其他变型中,可变阀门正时机构可以为不同类型;可具有不同构造;可具有更多、更少,和/或不同部件;并且可具有不同布置。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第一凸轮轴126以便连续地控制进气阀14的致动。在一种变型中,用于第一凸轮轴126的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。此外,尽管未示出,但单独且相异的可变阀门正时机构可以可操作地装备到第二凸轮轴130以便连续地控制泄放排气阀16的致动。在一种变型中,用于第二凸轮轴130的可变阀门正时机构可以为可变凸轮轴相位器,如前所述。而且,在图10所示的变型中,可变阀门正时机构可根据关于图6所示的变型所描述的方法来控制。
内燃机阀门系10可具有未在图中示出的其他变型。例如,在一种变型中,第一阀门致动机构可被构造并布置成打开并且关闭进气阀和泄放排气阀,而第二阀门致动机构可被构造并布置成单独地、相异地,并且独立于进气阀和泄放排气阀打开并且关闭清扫排气阀。第一阀门致动机构可以为已知的类型三,如前所述;而第二阀门致动机构可以为已知的类型二,如前所述。在该变型中,第二阀门致动机构可装备有可变阀门正时功能,诸如可变凸轮轴相位器,如前所述。进一步地,第一阀门致动机构可装备有可变阀门正时功能,诸如可变凸轮轴相位器,如前所述。而且,在该变型中,可变阀门正时功能可根据关于图6所示的变型所描述的方法。
在未在图中示出的另一种变型中,第一阀门致动机构可以为第一无凸轮阀门致动机构并且可被构造并布置成打开并且关闭进气阀,而第二阀门致动机构可以为第二无凸轮阀门致动机构并且可被构造并布置成打开并且关闭清扫排气阀。在实例无凸轮阀门致动机构中,可在每个单个提升阀处装备单个致动器,并且单个致动器可被电磁地控制、液压地控制、气动地控制、被其组合控制,或以其他方式控制。在该变型中,第三阀门致动机构可被构造并布置成打开并且关闭泄放排气阀。第三阀门致动机构可包括具有许多个凸起的凸轮轴,并且可以为已知的类型一、类型二或类型三,正如前面所有的描述。第一阀门致动机构、第二阀门致动机构以及第三阀门致动机构可单独地、相异地,并且独立于其他两个阀门致动它们各自的阀门。进一步地,在该变型中,第三阀门致动机构可装备有可变阀门正时功能,诸如可变凸轮轴相位器,如前所述。可变阀门正时功能可根据关于图6所示的变型所描述的方法。
仍然在未在图中示出的其他变型中,在图6至图10所示的变型的阀门致动机构可被构造并布置成构成已知的类型四。例如,在图9所示的变型中,第一阀门致动机构94可以为类型四,并且可包括具有许多个凸起的凸轮轴、摇臂以及升降杆;在其他实例中,类型四可包括其他部件和/或不同部件。
在未在图中示出的进一步的变型中,类似于图6至图10所示的那些变型的具有单独并且彼此相异的两个凸轮轴的变型可包括已知类型一、类型二、类型三和类型四的任意组合的阀门致动机构。例如,一种变型可包括类型一和类型二;另一种变型可包括类型三和类型四;另一种变型可包括类型二和类型四;以及存在其他实例。在未在图中示出的进一步的变型中,类似于图9和图10所示的那些变型的具有单独并且彼此相异的三个凸轮轴的变型可包括已知类型一、类型二、类型三和类型四的任意组合的阀门致动机构。例如,一种变型可包括第一类型三、第二类型三和类型二;另一种变型可包括类型一、类型三和类型四;另一种变型可包括第一类型一、第二类型一和类型三;以及存在其他实例。
在其他变型中,图5至图10示出的变型的阀门致动机构以及未示出的其他变型可以可操作地装备有可变阀门正时功能,诸如通常被称作多重空气可变阀门正时,或通常被称作单空气可变阀门正时。参照图9,在一个实例中,具有许多个凸起146的凸轮轴144可撞击凸轮从动件148,诸如滚轮摇臂或活塞。凸轮从动件148可与储油室150连通,储油室150可使液压阀门致动机构152打开并且关闭各自的提升阀30。通过关联的发动机控制单元或模块可命令螺线管阀154,螺线管阀154可与储油室150相互作用以便改变阀门正时和升程。在其他实例中,这些可变阀门正时功能可包括比在此所示并所述的更多、更少,或不同的部件。
现将参照图12至图18来描述控制方法的一种变型。总体上,泄放阀门24和清扫阀门25的最优阀门正时将是专用的,并且因此将随发动机的不同而不同。但泄放阀门24可具有相对提前的正时,具有更长的阀门开启持续时间,具有比清扫阀门25更高的升程。在一个实例中,泄放阀门的升程可以为在大约180度曲柄角可获得的最大升程,而清扫阀门的升程可以为在大约160度曲柄角可获得的最大升程。
利用可变阀门正时系统,泄放排气阀24和清扫排气阀45均可以被定相或提前。为提供最优结果,压缩气体应靠近点火TDC被释放,但在膨胀冲程期间应在气缸中维持足够的真空,使得膨胀功为负。优选地,排气阀靠近TDC打开,使得最大开口位于如图13所示的膨胀冲程的中间。在模型化系统中,最优排气阀正时为40曲柄度至60曲柄度,并且在点火TDC之前,优选地为50曲柄度。
当控制器接收制动信号时,可启动阀门正时的定相或提前。制动信号可以多种方式发起,诸如当交通工具的驾驶员压下制动踏板时。可选地,信号可通过其他方式诸如压下按钮或激活开关而由驾驶员发起。制动信号也可根据某些预定条件自动发起,诸如即将发生的碰撞。在无人驾驶系统中,制动信号还可远程发起。只要生成定相或提前阀门正时的信号,精确过程对本发明并不关键。
可选地,气缸可由单个排气阀、两个排气阀,或可提前或定相以提供发动机制动的任何其他数目或组合的排气阀组成。
以这种方式对排气阀定相改变了发动机循环,特别是改变了如图13所示的膨胀冲程和排气冲程。然而,像这样难以获得负膨胀功,因为当实际膨胀冲程开始时,气缸中的真空使排气阀充当通气装置。由于压缩事件所以在排气歧管中产生了较高的压力,压缩事件导致在膨胀冲程期间排气从歧管回流到气缸。这反过来增加了滞留的气缸空气质量并且减少了负膨胀功。该系统实现了排气瓣发动机制动系统和CRB发动机制动系统之间的性能水平。
在多相技术中,具有单独的机构以独立地对清扫排气阀24和泄放排气阀25定相允许更大的自由,其可有利地用于增加发动机制动。为获得最佳结果,气缸应在压缩冲程结束时被清空并且在膨胀冲程期间维持最低气缸质量或真空条件以实现高的制动功率。如图15所示,在膨胀冲程期间打开一个排气阀(清扫阀门或泄放阀门),同时另一个排气阀的正时保持不变。该方法能够实现可与CRB比得上的结果而无需额外的阀门。差别在于,在定相技术中完全消除了排气相位,而在该方法中排气相位保持不变。定相技术能够在压缩冲程结束期间将所有气体从气缸中吹出,从而每四个发动机冲程提供一次制动事件。相反地,这种多相技术能够将排气从气缸中两次吹出,从而每四个发动机冲程提供两次制动事件。图16描绘了用于这种多相技术的压力对体积图。
尽管系统对不同输入和不同配置敏感并且将具有不同的“最优”正时要求,但模型化系统在如图15所示的大约60曲柄度BTDC表现最佳。
现在参照图12a,生成用于发动机的发动机制动的方法的变型被示为300,发动机具有至少一个气缸,至少一个气缸具有至少一个排气阀。在步骤310,该方法可包括使排气阀的正时提前。
在步骤320,至少一个气缸可连接到凸轮相位器。将排气阀的正时提前包括定相相位器。
在步骤330,至少一个排气阀可连接到螺线管。使排气阀的正时提前包括激活螺线管以调整排气阀的打开和关闭。
提供发动机制动的方法的另一种变型被示为350(图12b),发动机制动包括具有多个气缸的发动机,每个气缸具有泄放排气阀和清扫排气阀以及控制器,泄放排气阀可由泄放排气阀致动器致动而清扫排气阀可由清扫排气阀致动器致动,控制器连接到致动器并且经配置接收制动信号。在步骤360,该方法可包括向泄放排气阀致动器或清扫排气阀致动器中的一者发信号,以使关联的泄放排气阀或清扫排气阀的正时提前。
在步骤370,泄放排气阀或清扫排气阀中的一者被提前40度至60度。
可提供控制器系统并且其可在主控制器内,和/或控制子系统可包括与致动器和传感器通信的一个或多个控制器(未单独示出),用于接收并且处理传感器输入并发送致动器输出信号。一个或多个控制器可包括一个或多个合适的处理器和存储器装置(未单独示出)。存储器可经配置提供数据和指令的存储,数据和指令提供发动机系统的功能中的至少一些并且可由一个或多个处理器执行。该方法的至少部分可由一个或多个计算机程序以及作为查找表、公式、算法、映射图、模型等储存在存储器中的各种发动机系统数据或指令来启用。无论在何种情况下,通过接收来自传感器的输入信号,根据传感器输入信号执行指令或算法,并且向各种致动器发送合适的输出信号,控制子系统可控制发动机系统参数。如在此所使用,术语“模型”可包括利用变量诸如查找表、映射图、公式、算法和/或类似数据来表示某物的任何解释。对任何给定发动机系统的精确设计和性能规范而言,模型可以为专用并且特定的。
尽管在此使用术语“步骤”,但这并非旨在将本发明限制到在此所述的特定部件、元件或动作。
以下为对本发明范围内的选定数目的变型的描述。然而,本发明并不限于此描述;并且每个变型和每个变型内的组件、元件以及步骤可单独使用或与其他变型和其他变型内的部件、元件以及步骤中的任何一个组合使用。
变型1可包括一种产品,其包括具有至少一个气缸的发动机,该气缸具有至少一个泄放排气阀、至少一个清扫排气阀和至少一个进气阀。发动机进一步具有连接到至少一个泄放排气阀的第一致动器和连接到清扫排气阀的第二致动器。该产品还可包括控制器,其连接到第一致动器或第二致动器中的一者并且适应于且经配置成当控制器接收制动信号时使泄放排气阀或清扫排气阀中的一者的正时提前。
变型2可包括变型1的产品,其中第一致动器或第二致动器中的一者为可变凸轮轴相位器。
变型3可包括变型1的产品,其中第一致动器包括第一凸轮轴和第一摇臂,并且其中第二致动器包括第二凸轮轴和摇臂。
变型4可包括变型1的产品,其中进气阀连接到第一致动器或第二致动器中的一个致动器。
变型5可包括变型1的产品,其中进气阀连接到第三凸轮轴和摇臂。
变型6可包括变型1的产品,其中第一致动器或第二致动器中的一者为螺线管。
变型7可包括变型1的产品,其中第一致动器和第二致动器均可以为可变凸轮轴相位器。
变型8可包括用于提供发动机的发动机制动的产品,该发动机具有至少一个气缸,至少一个气缸具有连接到可变阀门正时机构的至少一个排气阀。该产品可包括控制器,其连接到可变阀门正时机构,并且适应于且经配置成当控制器接收制动信号时使排气阀的正时提前。
变型9可包括变型8的产品,其中可变阀门正时机构为可变凸轮轴相位器。
变型10可包括变型8的产品,其中可变阀门正时机构为螺线管。
变型11可包括生成用于发动机的发动机制动的方法,发动机具有至少一个气缸,至少一个气缸具有至少一个排气阀,该方法包括使排气阀的正时提前。
变型12可包括权利要求11的变型的方法,其中至少一个排气阀连接到凸轮相位器,并且其中使排气阀的正时提前包括对相位器定相。
变型13可包括变型11的方法,其中至少一个排气阀连接到螺线管,并且其中使排气阀的正时提前包括激活螺线管以调整排气阀的打开和关闭。
变型14可包括提供发动机制动的方法,发动机制动包括具有多个气缸的发动机,每个气缸具有泄放排气阀和清扫排气阀以及控制器,泄放排气阀可由泄放排气阀致动器致动,并且清扫排气阀可由清扫排气阀致动器,控制器连接到致动器并且经配置接收制动信号。该方法可包括向泄放排气阀致动器或清扫排气阀致动器中的一者发信号以使关联的泄放排气阀或清扫排气阀的正时提前。
变型15可包括变型14的方法,其中泄放排气阀或清扫排气阀中的一者被提前40-60度。
对本发明变型的上述描述在本质上仅是示例性的,并且因此,其变型不被视为背离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种产品,其包括:
具有至少一个气缸的发动机,所述气缸具有至少一个泄放排气阀、至少一个清扫排气阀和至少一个进气阀,所述发动机进一步具有连接到所述至少一个泄放排气阀的第一致动器和连接到所述清扫排气阀的第二致动器,以及
控制器,其连接到所述第一致动器或所述第二致动器中的一者,并且适应于且经配置成当所述控制器接收制动信号时使所述泄放排气阀或者所述清扫排气阀中的一者的正时提前。
2.根据权利要求1所述的产品,其中所述第一致动器或所述第二致动器中的一者为可变凸轮轴相位器。
3.根据权利要求1所述的产品,其中所述第一致动器包括第一凸轮轴和第一摇臂,并且其中所述第二致动器包括第二凸轮轴和摇臂。
4.根据权利要求1所述的产品,其中所述进气阀连接到所述第一致动器或所述第二致动器中的一者。
5.根据权利要求1所述的产品,其中所述进气阀连接到第三凸轮轴和摇臂。
6.根据权利要求1所述的产品,其中所述第一致动器或所述第二致动器中的一者为螺线管。
7.根据权利要求1所述的产品,其中所述第一致动器和所述第二致动器两者均为可变凸轮轴相位器。
8.一种用于提供发动机的发动机制动的产品,所述发动机具有至少一个气缸,所述至少一个气缸具有连接到可变阀门正时机构的至少一个排气阀,所述产品包括:
控制器,其连接到所述可变阀门正时机构,并且适应于并经配置成当所述控制器接收制动信号时使所述排气阀的正时提前。
9.根据权利要求8所述的产品,其中所述可变阀门正时机构为可变凸轮轴相位器。
10.根据权利要求8所述的产品,其中所述可变阀门正时机构为螺线管。
11.一种生成用于发动机的发动机制动的方法,所述发动机具有至少一个气缸,所述至少一个气缸具有至少一个排气阀,所述方法包括:
使所述排气阀的所述正时提前。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述至少一个排气阀连接到凸轮相位器,并且其中使所述排气阀的所述正时提前包括对所述相位器定相。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述至少一个排气阀连接到螺线管,并且其中使所述排气阀的所述正时提前包括激活所述螺线管以调整所述排气阀的打开和关闭。
14.一种提供发动机制动的方法,所述发动机制动包括具有多个气缸的发动机,每个气缸具有泄放排气阀和清扫排气阀以及控制器,所述泄放排气阀能够由泄放排气阀致动器致动,并且所述清扫排气阀能够由清扫排气阀致动器致动,所述控制器连接到所述致动器并且经配置成接收制动信号,所述方法包括:
向所述泄放排气阀致动器或所述清扫排气阀致动器中的一者发信号,以使所述关联的泄放排气阀或清扫排气阀的正时提前。
15.根据权利要求12所述的方法,其中所述泄放排气阀或所述清扫排气阀中的一者被提前40度至60度。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9689326B2 (en) 2015-06-04 2017-06-27 Hyundai America Technical Center, Inc. Exhaust gas recirculation system with paired cylinders
US9903319B2 (en) * 2016-01-21 2018-02-27 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine with internal exhaust gas recirculation flow control with variable exhaust rebreathing
JP6432635B2 (ja) * 2017-03-30 2018-12-05 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの制御装置
WO2018236392A1 (en) 2017-06-23 2018-12-27 Cummins Inc. VARIABLE MOTOR BRAKING FOR THERMAL CONTROL
WO2019008445A1 (en) 2017-07-03 2019-01-10 Eaton Intelligent Power Limited ENGINE VALVE PUSH BUTTONS
US11066062B2 (en) * 2018-10-19 2021-07-20 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for reducing engine compression torque
US11643950B2 (en) 2021-05-13 2023-05-09 Borgwarner Inc. Method for controlling camshaft orientation for improved engine re-starting of an engine having start-stop capability

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4592319A (en) * 1985-08-09 1986-06-03 The Jacobs Manufacturing Company Engine retarding method and apparatus
DE60119993T2 (de) * 2000-09-29 2007-01-04 Edward Charles Mill Valley Mendler Ventilsteuervorrichtung
US20020104509A1 (en) * 2001-02-05 2002-08-08 Sameer Bhargava Variable valve timing of an engine compression brake
US6805093B2 (en) * 2002-04-30 2004-10-19 Mack Trucks, Inc. Method and apparatus for combining exhaust gas recirculation and engine exhaust braking using single valve actuation
CN101696645B (zh) * 2002-12-23 2013-03-27 雅各布斯车辆系统公司 发动机制动方法及设备
US6951198B1 (en) * 2004-07-08 2005-10-04 Ford Global Technologies, Llc Increased engine braking with adjustable intake valve timing
US7395790B2 (en) * 2004-11-18 2008-07-08 S&S Cycle, Inc. Reed valve breather for evolution engine
US7765965B2 (en) * 2007-06-07 2010-08-03 Manousos Pattakos Fully variable valve actuation
CN101939529B (zh) * 2008-02-22 2013-03-27 博格华纳公司 控制在涡轮增压与排气再循环之间分开的排气流动
US7712449B1 (en) * 2009-05-06 2010-05-11 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Lost motion variable valve actuation system for engine braking and early exhaust opening
DE112012002759T5 (de) * 2011-08-04 2014-04-17 Borgwarner Inc. Verbrennungsmotor-Ventiltrieb
US20150059678A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Delphi Technologies, Inc. Cylinder head assembly with oil reflector for lubrication of a rocker arm

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