CN106523148A - 联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法 - Google Patents

联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106523148A
CN106523148A CN201610045734.0A CN201610045734A CN106523148A CN 106523148 A CN106523148 A CN 106523148A CN 201610045734 A CN201610045734 A CN 201610045734A CN 106523148 A CN106523148 A CN 106523148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
circulation
piston
air intake
circulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610045734.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106523148B (zh
Inventor
朴敏奎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN106523148A publication Critical patent/CN106523148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106523148B publication Critical patent/CN106523148B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/348—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by means acting on timing belts or chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/36—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle
    • F01L1/38—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear peculiar to machines or engines of specific type other than four-stroke cycle for engines with other than four-stroke cycle, e.g. with two-stroke cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3058—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used the engine working with a variable number of cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/14—Features relating to lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/20—Shape of crankshafts or eccentric-shafts having regard to balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0535—Single overhead camshafts [SOHC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02—Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/04—Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2710/00—Control of valve gear, speed or power
    • F01L2710/003—Control of valve gear for two stroke engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/08—Timing or lift different for valves of different cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/03—Reducing vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1812—Number of cylinders three
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/02—Four-stroke combustion engines with electronic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04—Two-stroke combustion engines with electronic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

一种联合循环燃烧控制型三缸发动机，包括：气缸体；以及气缸，气缸成行地布置在气缸体中并且由第一气缸、第二气缸、以及第三气缸构成，以使得在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的两个气缸中执行四循环燃烧并且在其余气缸中执行两循环燃烧。曲轴设置在第一活塞、第二活塞以及第三活塞中并且将相应的第一气缸、第二气缸以及第三气缸的往复运动转换成旋转运动。凸轮轴从曲轴接收旋转力，以控制第一气缸、第二气缸以及第三气缸各自的进气正时和排气正时。

Description

联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年9月11日提交的韩国专利申请号10-2015-0128848的优先权的权益，其全部内容通过引证结合在此。
技术领域
本公开涉及一种三缸发动机，更具体地，涉及一种联合循环燃烧控制型的三缸发动机，该发动机在像两循环燃烧气缸和四循环燃烧气缸一样运行时具有紧凑的结构、高燃料效率以及改进的噪音、振动、声振粗糙度(NVH)，并涉及控制这种发动机的方法。
背景技术
近年来，为了克服四缸四循环内燃机在燃料效率、发动机尺寸、重量减轻等方面改进的局限性，制造了三缸发动机。
就构造而言，三缸发动机由三个气缸构成，每个气缸均具有相同的缸径、冲程以及气门正时(valve timing)。三缸发动机的三个气缸包括燃烧所需的多种设备，如在四缸发动机中所需的一样。通过发动机电子控制单元(ECU)控制每个气缸在燃烧过程中的进气/排气正时。
三缸发动机应用进气-压缩-爆燃-排气的四循环燃烧过程或进气/排气-压缩/爆燃的两循环燃烧过程。
通过单循环燃烧过程来控制三缸发动机，其中，通过四循环燃烧过程来控制全部三个气缸，或通过四循环燃烧过程来控制三个气缸中的两个气缸。
然而，因为三缸发动机所具有的结构特性(其中，相应气缸径、冲程以及气门正时彼此相等)，所以与典型的四缸发动机或多缸发动机相比较，三缸发动机会产生噪音和振动。为了解决该问题，需要构思一种用于三缸发动机的设计技术，在这种技术中，三缸发动机将结合四循环与两循环。此外，因为在控制这种联合循环的发动机时，发动机性能(例如，功率和扭矩)降低，所以发动机的商业价值就会下降。
即使两循环发动机相比于四循环发动机具有较低的燃烧效率，然而由于两循环和四循环燃烧气缸具有相同的移位，所以引起了NVH性能和发动机性能的下降。
发明内容
本公开涉及一种联合循环燃烧控制型三缸发动机，这种发动机允许在燃烧控制过程中两循环气缸发动机的缸径、冲程以及气门正时与四循环气缸的缸径、冲程以及气门正时不同，以使得在两循环气缸和四循环气缸中产生相同的功率，由此防止发动机性能(功率和扭矩)在三缸发动机结合四循环和两循环操作时的恶化，尤其保持了现有三缸发动机的优点(例如紧凑结构和高燃料效率)的同时进一步改善了噪音、振动及声振粗糙度(NVH)，并且本公开涉及一种控制这种三缸发动机的方法。
通过以下描述可以理解本公开的其他目标和优点，并且通过参考实施方式，本公开的其他目标和优点将变得显而易见。对本公开所属领域技术人员显而易见的是，通过要求保护的装置及其组合可以实现本发明的目标和优点。
根据本公开的实施方式，联合循环燃烧控制型三缸发动机包括：气缸体；气缸，气缸成排地布置在气缸体中并且由第一气缸、第二气缸以及第三气缸构成，以使得在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的两个中执行四循环燃烧，而在其余气缸中执行两循环燃烧。曲轴将设置在相应的第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的第一活塞、第二活塞以及第三活塞的往复运动转换成旋转运动。凸轮轴从曲轴接收旋转力，以控制第一气缸、第二气缸、以及第三气缸各自的进气正时和排气正时。
在第一气缸和第三气缸的每一个中均可执行四循环燃烧，而在第二气缸中可执行两循环燃烧。
设置在第二气缸中的第二活塞的冲程可比设置在第一气缸中的第一活塞的冲程和设置在第三气缸中的第三活塞的冲程短。第一活塞、第二活塞以及第三活塞可分别耦接至凸轮轴的第一曲柄销颈、第二曲柄销颈以及第三曲柄销颈。曲轴的主轴颈可包括间隔布置的第一配重(counterweight)、第二配重以及第三配重，第一配重、第二配重以及第三配重可分别具有第一曲柄销颈、第二曲柄销颈以及第三曲柄销颈，并且相对于主轴颈的旋转轴线，第二曲柄销颈可形成在比第一曲柄销颈和第三曲柄销颈更高的位置处。第一活塞、第二活塞以及第三活塞由于各自的第一曲柄销颈、第二曲柄销颈以及第三曲柄销颈之间的高度差而具有不同的冲程。
第一曲柄销颈和第三曲柄销颈可具有相同的高度。
凸轮轴可包括用于控制第一气缸和第三气缸的进气正时和排气正时的两个四循环凸轮，并包括用于控制第二气缸的进气正时和排气正时的一个两循环凸轮。两循环凸轮可具有椭圆形状，以关于凸轮轴的旋转轴线在两侧对称。
第一气缸和第三气缸的每一个均可包括四循环气缸进气阀门(four-cycle cylinder intake valve)和四循环气缸排气阀门，通过四循环凸轮中的每一个来控制四循环气缸进气阀门的正时和四循环气缸排气阀门的正时。第二气缸可包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气端口，通过两循环凸轮控制两循环气缸进气阀门的正时，并且通过第二活塞的向下运动来控制两循环气缸排气端口的正时。两循环气缸排气端口可在第二气缸的侧部与第二气缸的燃烧室的内部连通。
第一气缸和第三气缸的每一个均可包括四循环气缸进气阀门和四循环气缸排气阀门，通过四循环凸轮中的每一个来控制四循环气缸进气阀门的正时和四循环气缸排气阀门的正时。第二气缸可包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气阀门，通过两循环凸轮控制两循环气缸进气阀门的正时和两循环气缸排气阀门的正时。
凸轮轴可与可变阀门系统结合。
可通过控制器来控制四循环燃烧和两循环燃烧，并且控制器可使用由相应的第一活塞、第二活塞以及第三活塞检测的下止点(BDC)来控制两循环燃烧的进气正时和排气正时。控制器可以是发动机电子控制单元(ECU)。
根据本公开的实施方式，联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制方法包括：当发动机ECU识别发动机的点火时执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸的、第二气缸以及第三气缸中的第一气缸和第三气缸中执行四循环燃烧，在第二气缸中执行两循环燃烧；并且执行联合循环燃烧控制，其中，当发动机ECU控制第一气缸和第三气缸中的四循环燃烧和第二气缸中的两循环燃烧时，在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC之前或之后控制第二气缸的进气阀门打开(IVO)，而当第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC时控制第二气缸的进气阀门关闭(IVC)。
根据本公开的另一实施方式，联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制方法包括：当发动机ECU识别发动机点火时执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的第一气缸和第三气缸中执行四循环燃烧，在第二气缸中执行两循环燃烧；并且执行联合循环燃烧控制，其中，当发动机ECU控制第一气缸和第三气缸中的四循环燃烧以及第二气缸中的两循环燃烧时，当第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC时，控制第二气缸的IVO，在控制IVO之后控制第二气缸的排气阀门打开(EVO)，而在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC之前或之后，同时控制第二气缸的IVC和排气阀门关闭(EVC)。
根据本公开的进一步实施方式，联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制方法包括：当发动机ECU识别到发动机的点火时执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的第一气缸和第三气缸中执行四循环燃烧，在第二气缸中执行两循环燃烧；执行两循环气缸确定，其中，发动机ECU确定第二气缸是否具有两循环气缸排气阀门；在不具有两循环气缸排气阀门的情况下执行第一类型的联合循环燃烧控制，其中，当发动机ECU控制第一气缸和第三气缸中的四循环燃烧以及第二气缸中的两循环燃烧时，在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC之前或之后控制第二气缸的IVO，而在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC时控制第二气缸的IVC；以及在具有两循环气缸排气阀门的情况下执行第二类型的联合循环燃烧控制，其中，当发动机ECU控制第一气缸和第三气缸中的四循环燃烧以及第二气缸中的两循环燃烧时，在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC时控制第二气缸的IVO，在控制IVO之后控制第二气缸的EVO，并且在第一气缸或第三气缸的活塞达到BDC之前或之后同时控制第二气缸的IVC和EVC。
第二气缸可包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气端口，在两循环气缸进气阀门中执行IVO控制和IVC控制，当活塞接近于BDC时两循环气缸排气端口打开，并且单活塞接近于第一气缸或第三气缸的BDC时两循环气缸排气端口关闭，或第二气缸可包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气阀门，在两循环气缸进气阀门中执行IVO控制和IVC控制，并且在两循环气缸排气阀门中执行EVO控制和EVC控制。
附图说明
图1是示出了根据本公开的实施方式的联合循环燃烧控制型三缸发动机的构造的示图。
图2是示出了根据本公开的实施方式的曲轴的构造的视图。
图3A和图3B是示出了根据本公开的实施方式的凸轮轴的构造的视图。
图4是示出了根据本公开的实施方式的可变阀门系统的构造的视图。
图5是示出了根据本公开的实施方式的四循环气缸进气阀门/排气阀门机构的构造的视图。
图6A和图6B是示出了根据本公开的实施方式的两循环气缸进气阀门/排气阀门机构的构造的视图。
图7A至图7C是示出了根据本发明的实施方式的四循环气缸的冲程与两循环气缸的冲程之间的比较的视图。
图8A和图8B是示出了根据本发明的实施方式的联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制的流程图。
图9是示出了根据本发明的实施方式的第一类型的两循环气缸在燃烧过程中的进气/排气操作的状态的示图。
图10是示出了根据本发明的实施方式的第二类型的两循环气缸在燃烧过程中的进气/排气操作的状态的示图。
图11是示出了根据本发明的实施方式在三缸发动机的四循环燃烧和两循环燃烧过程中的联合循环燃烧正时的示图。
具体实施方式
下面将参考附图更为详细地描述本公开。然而，本公开可涵盖不同的形式并且不应被解释为局限于此处设定的实施方式。更确切地，提供这些实施方式使得本公开更为全面和完整并且将本公开的范围充分传递给本领域技术人员。在本公开中，各个附图和实施方式中的相同的参考标号指代相同的部件。
图1是示出了根据本公开的实施方式的联合循环燃烧控制型三缸发动机的示图。
参考图1，三缸发动机包括：气缸体1；第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3；第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3；曲轴5；气缸盖10；以及控制器20。
气缸体1包括形成第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3的气缸体。曲轴5位于气缸体下部处。气缸体包括发动机冷却剂循环结构，并且气缸体下部形成用于存储发动机油(engine oil)的空间。气缸体1还包括接收曲轴5的旋转力的发动机辅助部件，例如水泵、压气机等。
第一气缸1-1和第三气缸1-3形成四循环燃烧室，而第二气缸1-2形成两循环燃烧室。第二气缸1-2位于第一气缸1-1与第三气缸1-3之间。
第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3中的每一个均具有连杆(即，连接杆)，连杆具有附接至相关联的活塞的小端部和附接至曲轴5的大端部。由连杆的小端部与大端部之间的长度形成活塞冲程。例如，第一活塞3-1的连杆和第三活塞3-3的连杆中的每一个均形成四循环的活塞冲程，而第二活塞3-2的连杆形成两循环的活塞冲程。因此，第二活塞3-2的连杆的长度比第一活塞3-1的连杆长度和第三活塞3-3的连杆的长度相对较短。
曲轴5通过连杆连接至全部的第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3并且将第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3的往复运动转换成旋转运动。
气缸盖10包括曲轴和气门系统，并且气缸盖耦接至气缸体1的上部。曲轴使用正时皮带或链条接收曲轴5的旋转力。
控制器20接收有关曲轴5的旋转和三缸发动机的操作状态的信息，以操作气门系统并且产生四循环和两循环正时控制信号。具体地，控制器20根据四循环正时来控制第一气缸1-1和第三气缸1-3中的燃烧，而根据两循环正时来控制第二气缸1-2中的燃烧，或根据两循环正时来控制第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3中的第一气缸1-1和第三气缸1-3中的任一个中的燃烧。控制器20可以是发动机电子控制单元(ECU)或任何其他控制器。具体地，使用四循环的发动机ECU作为发动机ECU，因此，仅通过添加或改变两循环燃烧控制逻辑和结构就可以使用四循环燃烧控制逻辑和结构。
图2至图6B分别示出了曲轴、凸轮轴、可变阀门系统、四循环气缸气门机构以及两循环气缸气门机构的详细构造。
参考图2，曲轴5包括主轴颈6；配重7-1、配重7-2以及配重7-3；以及曲柄销颈(crankpin journal)8-1、曲柄销颈8-2以及曲柄销颈8-3，并且曲轴通过第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3的往复运动而旋转。
主轴颈6具有前端部和后端部，曲轴轮(crank pulley)安装至前端部，飞轮紧固至后端部。主轴颈6由气缸体1支撑并且通过形成在主轴颈中的通道将润滑油供应至曲柄销颈8-1、曲柄销颈8-2以及曲柄销颈8-3以及轴承。
配重7-1、配重7-2以及配重7-3由于利用其重量和形状的旋转而减轻振动，并且这些配重由间隔形成的第一配重7-1、第二配重7-2以及第三配重7-3构成。第一配重7-1、第二配重7-2以及第三配重7-3中的每一个均形成为面向彼此的一对配重。例如，第一配重7-1位于主轴颈6的前端部处，第三配重7-3位于主轴颈6的后端部处，而第二配重7-2位于第一配重7-1与第三配重7-3之间。
曲柄销颈8-1、曲柄销颈8-2以及曲柄销颈8-3由设置在第一配重7-1中的第一曲柄销颈8-1、设置在第二配重7-2中的第二曲柄销颈8-2以及设置在第三配重7-3中的第三曲柄销颈8-3构成。第一曲柄销8-1耦接至连杆的大端部，以将耦接至小端部的第一活塞3-1的往复运动转换成旋转运动。第二曲柄销颈8-2耦接至连杆的大端部，以将耦接至小端部的第二活塞3-2的往复运动转换成旋转运动。第三曲柄销颈8-3耦接至连杆的大端部，以将耦接至小端部的第三活塞3-3的往复运动转换成旋转运动。
当由第一曲柄销颈8-1和第三曲柄销颈8-3中的每一个的旋转轴线a-a与主轴颈6的旋转轴线o-o形成高度h时，由第二曲柄销颈8-2的旋转轴线b-b和主轴颈6的旋转轴线o-o形成高度H。此处，高度H大于高度h。因此，通过连杆连接至第二曲柄销颈8-2的第二活塞3-2的冲程比通过连杆分别连接至第一曲柄销颈8-1和第三曲柄销颈8-3的第一活塞3-1和第三活塞3-3的每个的冲程都短。因此，使第二曲柄销颈8-2连接至第二活塞3-2的连杆的长度缩短该长度。
参考图3A和图3B，凸轮轴11使用正时皮带或链条接收曲轴5的旋转力并且形成具有圆形截面的长轴形状。凸轮轴11具有用于打开和关闭进气阀门/排气阀门的多个凸轮11-1、凸轮11-2以及凸轮11-3。具体地，凸轮11-1、凸轮11-2以及凸轮11-3由用于打开和关闭第一气缸1-1和第三气缸1-3的进气阀门/排气阀门的四循环凸轮11-1和凸轮11-3以及用于打开和关闭第二气缸1-2的进气阀门/排气阀门的两循环凸轮11-2构成。两循环凸轮11-2位于两个四循环凸轮11-1与凸轮11-3之间。两循环凸轮11-2具有椭圆形状并且围绕曲轴11的旋转轴线两侧对称，因此，气门正时被独立控制。
凸轮轴11与可变阀门系统12形成整体，并且由此可连接至用于独立控制气门正时的各个气门机构。图4示出了凸轮轴11和具有与摇臂(rockerarm)12-2连接的可变阀门设备12-1的可变阀门系统12的实施例。
参考图5，四循环气缸气门机构包括四循环气缸进气阀门13和四循环气缸排气阀门15，二者分别通过气缸盖10内的凸轮轴11的四循环凸轮11-1和凸轮11-3而打开和关闭，并且四循环气缸气门机构根据第一气缸1-1和第三气缸1-3的四循环正时来进行操作。因此，四循环气缸进气阀门13和排气阀门15与典型的四缸发动机的进气阀门/排气阀门具有相同的结构和操作。
参考图6A和图6B，两循环气缸气门机构由第一类型的两循环气缸气门机构或第二类型的两循环气缸气门机构构成，第一类型的两循环气缸气门机构包括两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气端口16，第二类型的两循环气缸气门机构包括两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1。
第一类型的两循环气缸气门机构包括两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气端口16，两循环气缸进气阀门位于气缸盖10中以通过凸轮轴11的两循环凸轮11-2来打开和关闭，根据第二活塞3-2在与凸轮轴11不相关的状态下向下移动所导致的第二活塞位置的变化而通过两循环气缸排气端口来排出废气。第一类型的两循环气缸气门机构根据第二气缸1-2的两循环正时进行操作。因此，两循环气缸进气阀门13-1与典型的四缸发动机的进气阀门具有相同的结构。然而，两循环气缸排气端口16被布置成从第二气缸1-2的侧部在气缸体1中向上指向，从而从第二气缸1-2的下侧排出废气。
第二类型的两循环气缸气门机构包括两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1。通过气缸盖10内的凸轮轴11的两循环凸轮11-2来打开和关闭两循环气缸进气阀门。第二类型的两循环气缸气门机构根据第二气缸1-2的两循环正时来进行操作。因此，两循环气缸进气阀门13-1和排气阀门15-1与典型的四缸发动机的进气阀门/排气阀门具有相同的结构。
图7A至图7C示出了控制四循环燃烧的第一气缸1-1和第三气缸1-3的冲程与控制两循环燃烧的第二气缸1-2的冲程之间的差异。
在第二气缸1-2的上止点(TDC)与第一气缸1-1和第三气缸1-3的上止点相同的条件下，第二气缸1-2的下止点(BDC)比第一气缸1-1和第三气缸1-3的下止点相对更低。因此，第二气缸1-2的冲程s-2比第一气缸1-1和第三气缸1-3的冲程s-1短。因此，第二气缸1-2的气门正时不同于第一气缸1-1和第三气缸1-3的气门正时，从而可以产生几乎相同的功率，并且可以改善噪音、振动以及声振粗糙度(NVH)。
图8A和图8B是示出了根据实施方式的联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制的流程图。由控制器20执行下面描述的控制，并且将控制器20描述为发动机ECU。
参考标号S10指发动机点火的状态。然后，发动机ECU通过接通(或点火开启)来识别发动机点火，并且将第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3分成第一气缸1-1和第三气缸1-3(在步骤S20时)以及第二气缸1-2(在步骤S30时)。因此，通过联合的四循环和两循环中的燃烧来操作三循环发动机。
在步骤S20-1中，根据四循环正时来控制第一气缸1-1和第三气缸1-3中的燃烧。在这种情况下，根据四循环正时来操作分别设置在第一气缸1-1和第三气缸1-3中的四循环气缸进气阀门13和四循环气缸排气阀门15。步骤S20-1在四循环燃烧过程中继续并且根据发动机的停止通过断开发动机ECU的控制而停止。因此，四循环气缸进气阀门13和排气阀门15的操作与典型的四循环发动机的进气阀门/排气阀门的操作相似，并且发动机ECU的控制与典型的四循环发动机的ECU相似。
在步骤S30-1中，在根据两循环正时控制第二气缸1-2中的燃烧之前，发动机ECU确定是否存在两循环气缸排气端口16。当发动机ECU之前识别了第二气缸1-2具有两循环气缸排气端口16或第二气缸1-2具有两循环气缸排气阀门15-1时，可以省去此步骤。因此，在步骤S30之后，第二气缸1-2的过程可立即进行至步骤S41、步骤S42、步骤S43以及步骤S60，或在步骤S30之后，立即进行至步骤S51、步骤S52、步骤S53以及步骤S60。
步骤S41、步骤S42以及步骤S43中的每一个均是通过发动机ECU来控制具有两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气端口16的第二气缸1-2的进气阀门/排气气门正时的实例。
如步骤S41，在#1气缸和#3气缸的活塞达到BDC之前或之后，发动机ECU执行进气阀门打开(IVO)控制，然后，如步骤S42，当#1气缸或#3气缸的活塞、以及#2气缸的活塞达到BDC时，如步骤S43，发动机ECU执行进气阀门关闭(IVC)控制。如步骤S60，该步骤在两循环燃烧过程中继续，并且如步骤S100，根据发动机的停止通过断开发动机ECU的控制而停止步骤S60。此处，#1气缸指第一气缸1-1，#2气缸指第二气缸1-2，#3气缸指第三气缸1-3，并且IVO和IVC指两循环气缸进气阀门13-1的打开和关闭。
图9示出了步骤S41、步骤S42以及步骤S43中的每一个应用于具有两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气端口16的第二气缸1-2的实例。
在第二气缸1-2的进气循环/排气循环中，在第一气缸1-1或第三气缸1-3的活塞到达BDC之前或之后，两循环气缸进气阀门13-1打开，以改变成IVO状态，从而第二气缸1-2中开始进气。然后，当第二活塞3-2接近第二活塞的BDC时，两循环气缸排气端口16打开，从而开始排气。即，在第二气缸1-2中，在执行进气之后开始排气。
接着，两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气端口16保持打开状态，同时第一气缸1-1或第三气缸1-3的活塞和第二气缸1-2的活塞保持处于BDC。之后，当第二活塞3-2接近第一气缸1-1或第三气缸1-3的BDC时，两循环气缸排气端口16开始关闭，因此两循环气缸进气阀门13-1改变成IVC状态。
步骤S51、步骤S52以及步骤S53中的每一个均指通过发动机ECU来控制具有两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1的第二气缸1-2的进气阀门/排气气门正时的实例。
如步骤S51，当#1气缸和#3气缸的活塞达到BDC时，在IVO控制之后，发动机ECU执行排气阀门打开控制，然后，如步骤S52，在#1气缸或#3气缸的活塞达到BDC之前或之后，如步骤S53，发动机ECU同时执行IVC控制和排气阀门关闭(EVC)控制。如步骤S60，该步骤在两循环燃烧过程中继续，并且如步骤S100，根据发动机的停止通过断开发动机ECU的控制而停止步骤S60。此处，EVO和EVC指两循环气缸排气阀门15-1的打开和关闭。
图10示出了步骤S51、步骤S52以及步骤S53中的每一个应用于具有两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1的第二气缸1-2的实例。
如附图中示出的，在第二气缸1-2的进气循环/排气循环中，当第一气缸1-1或第三气缸1-3的活塞达到BDC时，两循环气缸进气阀门13-1打开，以改变至IVO状态，因此第二气缸1-2中开始进气。然后，在两循环气缸进气阀门13-1的IVO之后，两循环气缸排气阀门15-1打开，以改变成EVO状态，因此第二气缸1-2中同时开始排气。接着，保持两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1的打开状态，直至第一气缸1-1或第三气缸1-3的活塞达到BDC。之后，当第一气缸1-1或第三气缸1-3的活塞达到BDC时，两循环气缸进气阀门13-1和两循环气缸排气阀门15-1同时关闭，以使得两循环气缸进气阀门13-1改变成IVC状态并且同时两循环气缸排气阀门15-1改变成EVC状态。
图11是示出了根据实施方式的三缸发动机的四循环燃烧和两循环燃烧过程中的联合循环燃烧正时的示图。
三缸发动机操作成使得发动机ECU通过联合方式来控制四循环燃烧和两循环燃烧。因此，在第三气缸1-3中排气/进气之后，在第一气缸1-1中执行压缩/爆燃并且在第二气缸1-2中执行压缩/爆燃。而在第一气缸1-1中排气/进气之后，在第三气缸1-3中执行压缩/爆燃并且在第二气缸1-2中执行压缩/爆燃。
因此，由于在第一气缸1-1和第三气缸1-3的排气/和进气过程中产生第二气缸1-2中的压缩/爆燃，所以根据不同的气门正时连续执行第二气缸1-2以及第一气缸1-1和第三气缸1-3的各自循环。具体地，由于第二气缸1-2比第一气缸1-1和第三气缸1-3具有更短的冲程，所以第二气缸1-2的功率几乎等于第一气缸1-1和第三气缸1-3的功率，以使得三缸发动机可具有增加的功率和改进的NVH。
如上所述，根据实施方式的联合循环燃烧控制型三缸发动机包括气缸体1、曲轴5以及凸轮轴11，在具有第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3的气缸体1中执行燃烧，曲轴5形成设置在相应的第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3中的第一活塞3-1、第二活塞3-2以及第三活塞3-3的冲程的差异，并且凸轮轴11接收曲轴5的旋转力以形成第一气缸1-1、第二气缸1-2以及第三气缸1-3各自的进气正时和排气正时。因此，通过控制器20来控制第一气缸1-1和第三气缸1-3中的四循环燃烧，并且通过控制器20来控制第二气缸1-2中的两循环燃烧。因此，即使在执行联合的四循环燃烧和两循环燃烧时，也可以防止发动机性能(功率和扭矩)降低。尤其是，保持了诸如紧凑结构和高燃料效率的现有三缸发动机的优点，还进一步改进了NVH。
根据示例性实施方式，三缸发动机可将NVH提高至四缸发动机的水平，同时，保持结构紧凑、重量减轻并提高燃料效率。
此外，本公开中的三缸发动机能以比现有三缸发动机更高的水平提高发动机性能(功率和扭矩)并将发动机性能提高至接近四缸发动机的水平，同时在联合的四循环和两循环下控制三缸发动机。
尽管已经参考具体实施方式描述了本公开，然而，对本领域技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下，可以做出各种改变和修改。

Claims (19)

1.一种联合循环燃烧控制型三缸发动机，包括：
气缸体；
气缸，所述气缸成排地布置在所述气缸体中并且由第一气缸、第二气缸以及第三气缸构成，以使得在所述第一气缸、所述第二气缸以及所述第三气缸中的两个中执行四循环燃烧，而在其余气缸中执行两循环燃烧；
曲轴，所述曲轴设置在第一活塞、第二活塞以及第三活塞中并且将相应的所述第一气缸、所述第二气缸以及所述第三气缸的往复运动转换成旋转运动；以及
凸轮轴，所述凸轮轴从所述曲轴接收旋转力，以控制所述第一气缸、所述第二气缸以及所述第三气缸各自的进气正时和排气正时。
2.根据权利要求1所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，所述第二气缸设置在所述第一气缸与所述第三气缸之间。
3.根据权利要求1所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，在所述第一气缸和所述第三气缸的每一个中均执行所述四循环燃烧，而在所述第二气缸中执行所述两循环燃烧。
4.根据权利要求3所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中：
设置在所述第二气缸中的所述第二活塞的冲程比设置在所述第一气缸中的所述第一活塞的冲程以及设置在所述第三气缸中的所述第三活塞的冲程短；
所述第一活塞、所述第二活塞以及所述第三活塞分别耦接至所述曲轴的第一曲柄销颈、第二曲柄销颈以及第三曲柄销颈；
所述曲轴的主轴颈包括间隔布置的第一配重、第二配重以及第三配重，所述第一配重、所述第二配重以及所述第三配重分别具有所述第一曲柄销颈、所述第二曲柄销颈以及所述第三曲柄销颈，并且相对于所述主轴颈的旋转轴线所述第二曲柄销颈形成在比所述第一曲柄销颈和所述第三曲柄销颈更高的位置处；并且
所述第一活塞、所述第二活塞以及所述第三活塞由于各自的所述第一曲柄销颈、所述第二曲柄销颈以及所述第三曲柄销颈之间的高度差而具有不同的冲程。
5.根据权利要求4所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，所述第一曲柄销颈和所述第三曲柄销颈具有相同的高度。
6.根据权利要求3所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中：
所述凸轮轴包括用于控制所述第一气缸和所述第三气缸的所述进气正时和所述排气正时的两个四循环凸轮，并包括用于控制所述第二气缸的所述进气正时和所述排气正时的一个两循环凸轮；并且
所述两循环凸轮具有椭圆形状并且关于所述凸轮轴的旋转轴线在两侧对称。
7.根据权利要求6所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中：
所述第一气缸和所述第三气缸的每一个均包括四循环气缸进气阀门和四循环气缸排气阀门，通过所述四循环凸轮的每一个来控制所述四循环气缸进气阀门的正时和所述四循环气缸排气阀门的正时；并且
所述第二气缸包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气端口，通过所述两循环凸轮来控制所述两循环气缸进气阀门的正时，通过所述第二活塞的向下运动来控制所述两循环气缸排气端口的正时。
8.根据权利要求7所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，所述两循环气缸排气端口在所述第二气缸的侧部与所述第二气缸的燃烧室的内部连通。
9.根据权利要求6所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中：
所述第一气缸和所述第三气缸的每一个均包括四循环气缸进气阀门和四循环气缸排气阀门，通过所述四循环凸轮的每一个来控制所述四循环气缸进气阀门的正时和所述四循环气缸排气阀门的正时；并且
所述第二气缸包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气阀门，通过所述两循环凸轮来控制所述两循环气缸进气阀门的正时和所述两循环气缸排气阀门的正时。
10.根据权利要求6所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，所述凸轮轴与可变阀门系统结合。
11.根据权利要求1所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，通过控制器来控制所述四循环燃烧和所述两循环燃烧，并且所述控制器使用由相应的所述第一活塞、所述第二活塞以及所述第三活塞所检测的下止点来形成所述两循环燃烧的进气正时和排气正时。
12.根据权利要求11所述的联合循环燃烧控制型三缸发动机，其中，所述控制器是发动机电子控制单元。
13.一种用于控制联合循环燃烧控制型三缸发动机的方法，包括：
当发动机电子控制单元识别所述发动机的点火时，执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的所述第一气缸和所述第三气缸中执行所述四循环燃烧，而在所述第二气缸中执行所述两循环燃烧；并且
执行联合循环燃烧控制，其中，当所述发动机电子控制单元控制所述第一气缸和所述第三气缸中的所述四循环燃烧以及所述第二气缸中的所述两循环燃烧时，在所述第一气缸或所述第三气缸的活塞达到下止点之前或之后，控制所述第二气缸的进气阀门打开，而当所述第一气缸或所述第三气缸的所述活塞达到下止点时，控制所述第二气缸的进气阀门关闭。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述发动机电子控制单元按顺序控制所述第一气缸中的压缩和爆燃或所述第三气缸中的排气和进气、所述第二气缸中的压缩和爆燃、所述第三气缸中的压缩和爆燃或所述第一气缸中的排气和进气、以及所述第二气缸中的压缩和爆燃。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二气缸包括：两循环气缸进气阀门，在所述两循环气缸进气阀门中执行所述进气阀门打开控制和所述进气阀门关闭控制；以及两循环气缸排气端口，当所述第二气缸的活塞接近所述第二气缸的下止点时所述两循环气缸排气端口打开，而当所述第二气缸的所述活塞接近所述第一气缸或所述第三气缸的下止点时，所述两循环气缸排气端口关闭。
16.一种控制联合循环燃烧控制型三缸发动机的方法，包括：
当发动机电子控制单元识别到所述发动机的点火时执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的所述第一气缸和所述第三气缸中执行所述四循环燃烧，在所述第二气缸中执行所述两循环燃烧；以及
执行联合循环燃烧控制，其中，当所述发动机电子控制单元控制所述第一气缸和所述第三气缸中的所述四循环燃烧以及所述第二气缸中的所述两循环燃烧时，在所述第一气缸或所述第三气缸的活塞达到下止点时，控制所述第二气缸的进气阀门打开，在控制所述进气阀门打开之后，控制所述第二气缸的排气阀门打开，而在所述第一气缸或所述第三气缸的所述活塞达到下止点之前或之后，同时控制所述第二气缸的进气阀门关闭和排气阀门关闭。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述发动机电子控制单元依次控制所述第一气缸中的压缩和爆燃或所述第三气缸中的排气和进气、所述第二气缸中的压缩和爆燃、所述第三气缸中的压缩和爆燃或所述第一气缸中的排气和进气、以及所述第二气缸中的压缩和爆燃。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二气缸包括两循环气缸进气阀门和两循环气缸排气阀门，在所述两循环气缸进气阀门中执行所述进气阀门打开控制和所述进气阀门关闭控制，并且在所述两循环气缸排气阀门中执行所述排气阀门打开控制和所述排气阀门关闭控制。
19.一种联合循环燃烧控制型三缸发动机的控制方法，包括：
当发动机电子控制单元识别所述发动机的点火时执行由四循环燃烧和两循环燃烧构成的联合循环燃烧，在第一气缸、第二气缸以及第三气缸中的所述第一气缸和所述第三气缸中执行所述四循环燃烧，在所述第二气缸中执行所述两循环燃烧；
执行两循环气缸确定，其中，所述发动机电子控制单元确定所述第二气缸是否具有两循环气缸排气阀门；
在不具有所述两循环气缸排气阀门的情况下执行第一类型的联合循环燃烧控制，其中，当所述发动机电子控制单元控制所述第一气缸和所述第三气缸中的所述四循环燃烧以及所述第二气缸中的所述两循环燃烧时，在所述第一气缸或所述第三气缸的活塞达到下止点之前或之后控制所述第二气缸的进气阀门打开，而在所述第一气缸或所述第三气缸的所述活塞达到下止点时控制所述第二气缸的进气阀门关闭；以及
在具有所述两循环气缸排气阀门的情况下执行第二类型的联合循环燃烧控制，其中，当所述发动机电子控制单元控制所述第一气缸和所述第三气缸中的所述四循环燃烧以及所述第二气缸中的所述两循环燃烧时，在所述第一气缸或所述第三气缸的活塞达到下止点时控制所述第二气缸的进气阀门打开，在控制所述进气阀门打开之后控制所述第二气缸的排气阀门打开，并且在所述第一气缸或所述第三气缸的所述活塞达到下止点之前或之后同时控制所述第二气缸的进气阀门关闭和排气阀门关闭。
CN201610045734.0A 2015-09-11 2016-01-22 联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法 Expired - Fee Related CN106523148B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0128848 2015-09-11
KR1020150128848A KR101786199B1 (ko) 2015-09-11 2015-09-11 복합사이클 연소제어방식 3기통 엔진 및 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106523148A true CN106523148A (zh) 2017-03-22
CN106523148B CN106523148B (zh) 2020-04-14

Family

ID=58160475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610045734.0A Expired - Fee Related CN106523148B (zh) 2015-09-11 2016-01-22 联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10267221B2 (zh)
KR (1) KR101786199B1 (zh)
CN (1) CN106523148B (zh)
DE (1) DE102015120945B4 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170306839A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Raymond F. Lippitt Four cylinder engine with shared power event
KR20210087132A (ko) 2020-01-01 2021-07-12 (주)메디언스 지루성 피부염 완화 및 탈모 예방 효과를 가지는 채소 발효물

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530318A (en) * 1984-01-20 1985-07-23 Carol M. Semple Intake and exhaust valve system for internal combustion engine
EP0621403A1 (en) * 1993-04-20 1994-10-26 FIAT AUTO S.p.A. A three cylinder internal combustion engine with an intermediate feed and exhaust cylinder
JPH07158544A (ja) * 1993-12-09 1995-06-20 Suzuki Motor Corp 排気タイミング可変二サイクルエンジンの点火時期調節装置
US6257176B1 (en) * 1998-12-08 2001-07-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Variable cycle internal combustion engine and controller thereof
US6318310B1 (en) * 1999-08-05 2001-11-20 Caterpillar Inc. Internal combustion engine
KR20050080086A (ko) * 2005-07-11 2005-08-11 남호찬 2행정 사이클 가솔린 엔진과 그 작동방법
JP2015059565A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 本田技研工業株式会社 内燃機関

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1601548A (en) * 1922-10-21 1926-09-28 Edward M Zier Engine
US4086882A (en) * 1976-10-18 1978-05-02 Mccrum William H Compound combustion engines and methods of compounding same
DE3713383A1 (de) 1987-04-21 1988-11-10 Theo Goepel Verbrennungskraftmaschine
BE1002364A4 (fr) * 1988-12-30 1991-01-15 Schmitz Gerhard Moteur a combustion interne a deux temps etages.
US5265564A (en) * 1989-06-16 1993-11-30 Dullaway Glen A Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders
US5566549A (en) * 1995-06-05 1996-10-22 Caterpillar Inc. In-line engines having residual cycles and method of operation
JP2001214751A (ja) 2001-02-19 2001-08-10 錠二 ▲高▼橋 振動の少ない３気筒エンジン
DE102004042765B4 (de) * 2004-09-05 2007-07-19 Clemens Neese Kraftrad mit einer platz- und gewichtsparenden Motoranordnung
US8434454B2 (en) * 2006-07-20 2013-05-07 Gile Jun Yang Park Dual crankshaft engines
US8091521B2 (en) * 2006-07-20 2012-01-10 Gile Jun Yang Park Self-supercharging engine with freewheeling mechanism
US8082892B2 (en) * 2007-10-10 2011-12-27 Yuanping Zhao High efficiency integrated heat engine-2 (HEIHE-2)
JP2009203937A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Honda Motor Co Ltd エンジンにおける調時伝動機構
US8578695B1 (en) * 2008-03-04 2013-11-12 Herbert U. Fluhler Methods and designs for increasing efficiency in engines
JP2010048087A (ja) 2008-08-19 2010-03-04 Toyota Motor Corp ３気筒エンジン
DE102011078356A1 (de) 2011-06-29 2013-01-03 Ford Global Technologies, Llc Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, sowieVerfahren zum Betreiben derselben
US8904987B2 (en) * 2013-04-26 2014-12-09 Gary G. Gebeau Supercharged engine design

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530318A (en) * 1984-01-20 1985-07-23 Carol M. Semple Intake and exhaust valve system for internal combustion engine
EP0621403A1 (en) * 1993-04-20 1994-10-26 FIAT AUTO S.p.A. A three cylinder internal combustion engine with an intermediate feed and exhaust cylinder
JPH07158544A (ja) * 1993-12-09 1995-06-20 Suzuki Motor Corp 排気タイミング可変二サイクルエンジンの点火時期調節装置
US6257176B1 (en) * 1998-12-08 2001-07-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Variable cycle internal combustion engine and controller thereof
US6318310B1 (en) * 1999-08-05 2001-11-20 Caterpillar Inc. Internal combustion engine
KR20050080086A (ko) * 2005-07-11 2005-08-11 남호찬 2행정 사이클 가솔린 엔진과 그 작동방법
JP2015059565A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 本田技研工業株式会社 内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
US10267221B2 (en) 2019-04-23
DE102015120945A1 (de) 2017-03-16
CN106523148B (zh) 2020-04-14
US20170074162A1 (en) 2017-03-16
KR101786199B1 (ko) 2017-10-17
DE102015120945B4 (de) 2023-03-02
KR20170031393A (ko) 2017-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7204214B2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine
US11118521B2 (en) Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine
CN105829677B (zh) 内燃机
US20170114735A1 (en) Internal combustion engine with alternating cylinder shutdown
JP6564652B2 (ja) 内燃機関の圧縮比調整装置及び内燃機関の圧縮比調整装置の制御方法
CN106523148A (zh) 联合循环燃烧控制型三缸发动机及其控制方法
US7424874B2 (en) Engine with intake valves operated by camshaft
JP2011032989A (ja) アトキンソンサイクルエンジン
US10024218B2 (en) V8 engine and outboard motor
CN110291273B (zh) 具有偏移的进气曲轴和排气曲轴的对置活塞式发动机
JP5698292B2 (ja) クロスヘッド付き大型往復運動ピストンを装備した内燃機関運転方法とそれに応じた適切な機関
JP6450474B2 (ja) 内燃機関
US10605178B2 (en) Four-stroke internal combustion engine including variable compression ratio and a vehicle
US2731002A (en) Double-piston, internal-combustion engine
JP2020101167A (ja) 二段膨張式エンジンの制御システム
KR101858467B1 (ko) 엔진
GB2563685A (en) Rotary sleeve valve for asymmetric timing in two-strokes
CN103233789A (zh) 应用二冲程阿特金森循环的多模全顶置气门二冲程内燃机
US9476349B1 (en) Three and two half stroke freeboost internal combustion engine
JP6450475B2 (ja) 内燃機関
RU2017102157A (ru) Способ эксплуатации поршневого двигателя внутреннего сгорания с разделенным циклом
USRE18003E (en) Combustion bkgihb
KR20200120806A (ko) 밸브시스템을 갖는 2행정 사이클 엔진
CZ2004523A3 (cs) Pístový spalovací motor
JP2012241704A (ja) ４サイクルレシプロエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200414