CN107237697B - 发动机可变排量的控制方法和控制装置以及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开了发动机可变排量的控制方法和控制装置以及发动机。所述控制方法包括：发动机的多个气缸中的一个气缸能够在动态停缸模式和进行多次循环做功的完全工作模式之间切换，其中，在所述动态停缸模式下，切换工作模式的气缸继续循环做功，并且循环做功的次数小于在所述完全工作模式下循环做功的次数，该控制方法能够使发动机的气缸进行动态停缸，使发动机的动力输出更均匀，同时，能够显著地提升气缸磨损的均匀性，并降低发动机停缸时产生的振动和噪声。

Description

发动机可变排量的控制方法和控制装置以及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机可变排量的控制方法，一种能够实现这种控制方法的发动机可变排量的控制装置，以及一种具有这种控制装置的发动机。

背景技术

车辆在实际行驶中，由于某些路况，发动机并不需要输出较大动力，因此，需要根据发动机转速和负荷需求来匹配排量，从而相应地降低油耗。为此，发动机通过停缸技术来实现可变排量。发动机停缸技术是指在发动机负荷率较小时完全停止部分气缸做功，并提高继续工作的气缸的负荷率，以节省燃油的控制技术。停缸技术不仅能够节省燃油，而且可以减少排放污染的事实已被公认。

然而，这种停缸技术大都是在负荷率较小时停止某些固定的气缸做功，即有一部分气缸总在做功，另一部分气缸断续工作。这将存在以下缺陷：

首先，固定停止某气缸做功将使各个气缸工作的几率不等，这就引起各气缸磨损不均匀，并且，断续工作的气缸温度和负荷变化大，即停缸的气缸温度变化大，由此产生的热应力影响主要零部件的强度，从而在一定程度上加剧了这种磨损的不均匀性，影响发动机的寿命；

其次，现有的这种停缸技术使得停缸前后发动机工作排量变化较大，使发动机的运转不均匀度增加，并进而使得发动机的动力输出跳变引起行车冲击，导致振动加剧，噪音增大；

此外，这种停缸技术大多应用于六缸以上的发动机，例如较多气缸、较大排量的V6、V8、V12发动机上，而6缸以下发动机则应用较少。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机可变排量的控制方法和一种发动机可变排量的控制装置，该控制方法或控制装置能够使发动机的气缸进行动态停缸，使发动机的动力输出更均匀，同时，能够显著地提升气缸磨损的均匀性，并降低发动机停缸时产生的振动和噪声。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机可变排量的控制方法，所述控制方法包括：发动机的多个气缸中的一个气缸能够在动态停缸模式和进行多次循环做功的完全工作模式之间切换，其中，在所述动态停缸模式下，切换工作模式的气缸继续循环做功，并且循环做功的次数小于在所述完全工作模式下循环做功的次数。

相对于现有技术，本发明所述的发动机可变排量的控制方法中，发动机多个气缸的某些气缸并不会和现有技术一样而完全停止循环做功，而是在从进行多次循环工作的完全工作模式切换到动态停缸模式后，在该动态停缸模式下，该气缸还是继续循环工作，但是在单位时间内循环做功的次数小于完全工作模式下循环做功的次数，例如以凸轮轴转动一圈为基准，在完全工作模式下，发动机的单个气缸可以循环做功两次，根据需求切换到动态停缸模式后，发动机的该单个气缸并不完全停止，而是继续循环做功一次，这样，发动机的该气缸在某一时间段内将进入到动态停缸状态，与现有技术中发动机的气缸在该时间段内完全停止做功相比，本发明的该控制方法能够将停缸状态下各个气缸工作的不对等几率显著地降低，使发动机的动力输出更均匀，降低发动机停缸时产生的振动和噪声，同时使处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

进一步地，发动机的多个气缸中的其他气缸依次从所述完全工作模式切换为所述动态停缸模式。

更进一步地，所述动态停缸模式下的气缸循环做功的次数为在所述完全工作模式下循环做功次数的一半。

另外，在所述动态停缸模式下，气缸排出的废气的一部分倒流回该气缸内。

如上所述的，为了实现上述目的，本发明还提供一种发动机可变排量的控制装置，其中，所述控制装置包括凸轮轴、驱动装置和套装在所述凸轮轴上以同时转动的凸轮组件，其中，所述凸轮组件包括通过套筒件连接的用于使气缸处于完全工作模式下进行多次循环做功的第一凸轮，和用于使该气缸处于动态停缸模式下循环做功次数小于所述完全工作模式的第二凸轮，其中，所述第一凸轮上形成有多个凸轮面，所述第二凸轮上凸轮面数量小于所述第一凸轮上凸轮面数量；并且，所述驱动装置能够根据需求使所述套筒件轴向往复调整位置，以使所述第一凸轮的凸轮面或所述第二凸轮的凸轮面与气缸的同一气门配合。

在该发动机可变排量的控制装置中，由于凸轮组件包括通过套筒件连接的第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮上的凸轮面数量大于第二凸轮上凸轮面的数量，凸轮组件能够随凸轮轴同时转动，并且凸轮组件在转动的同时根据需求能够在驱动装置的作用下沿凸轮轴的轴向调整位置，从而使气缸在完全工作模式和动态停缸模式之间切换，例如，当第一凸轮与气缸的气门配合使气缸处于完全工作模式下，该气缸在单位时间内可以循环做功多次，当需要时，驱动装置驱动套筒件，使第一凸轮与气门脱离，而使第二凸轮与气缸的气门配合，从而使气缸从完全工作模式切换到动态停缸模式，此时，由于第二凸轮上凸轮面数量小于第一凸轮上凸轮面数量，从而当凸轮轴转动一圈时，气缸在第二凸轮的作用下循环做功的次数小于气缸在第一凸轮的作用下循环做功的次数，从而，在某段时间内，气缸将进入到该动态停缸模式。由此具有的有益效果为：与现有技术中发动机的气缸在该时间段内完全停止做功相比，本发明的该控制装置能够将停缸状态下各个气缸工作的不对等几率显著地降低，使发动机的动力输出更均匀，降低发动机停缸时产生的振动和噪声，同时使处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

进一步，所述套筒件上一体形成有所述第一凸轮和所述第二凸轮；所述驱动装置包括位于所述凸轮组件两端的第一驱动结构和第二驱动结构，其中，所述第一驱动结构用于驱动所述套筒件轴向调整位置，以使所述第二凸轮的凸轮面与气缸的气门配合；所述第二驱动结构用于驱动所述套筒件反向调整位置，以使所述第一凸轮的凸轮面与气缸的气门配合。

进一步，所述套筒件上一体形成有两个间隔的所述凸轮组件；所述驱动装置包括：第一电磁阀和第二电磁阀、以及所述套筒件两端部外周面上形成的轴向延伸且旋向相反的第一螺旋槽和第二螺旋槽，其中，所述第一电磁阀的探针能够配合到所述第一螺旋槽内以驱动所述套筒件轴向移动，以使两个所述第二凸轮分别与各自对应的气缸的气门配合；所述第二电磁阀的探针能够配合到所述第二螺旋槽内以驱动所述套筒件反向移动，以使两个所述第一凸轮分别与各自对应的气缸的气门配合。

进一步，所述凸轮轴的外周面上形成有轴向延伸的导向槽；所述套筒件上形成有与所述导向槽对应的通孔，并且，所述套筒件上设置有卡箍件，所述卡箍件的滑块穿过所述通孔后能够轴向滑动地装配在所述导向槽内。

进一步，所述套筒件的内表面和所述凸轮轴的外周面中的一者上形成有轴向间隔的第一限位凹槽和第二限位凹槽，所述套筒件的内表面和所述凸轮轴的外周面中的另一者上形成有沉孔；所述沉孔内装配有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端装配有球体，其中，所述球体容纳在所述第一限位凹槽内时，所述第二凸轮的凸轮面与气缸的气门配合；所述球体容纳在所述第二限位凹槽内时，所述第一凸轮的凸轮面与气缸的气门配合。

此外，在以上的控制装置的基础上，本发明还提供一种发动机，所述发动机设置有以上任一所述的发动机可变排量的控制装置。

这样，如上所述的，该发动机在动态停缸模式下，各个气缸工作的不对等几率显著地降低，动力输出更均匀，降低停缸时产生的振动和噪声，同时发动机的处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种发动机可变排量的控制装置的结构示意图；

图2为图1的控制装置的轴向剖视结构示意图；

图3为图1中控制装置的套筒件的横向剖视结构示意图；

图4为图1中控制装置的套筒件的轴向剖视结构示意图；

图5为图1中控制装置的卡箍件的立体结构示意图；

图6为三缸气缸的切换过程示意图；

图7为发动机处于完全工作模式的工作示意图；

图8为发动机处于动态停缸模式的工作示意图；

图9为发动机处于完全工作模式和动态停缸模式的排量对比示意图。

附图标记说明：

1-凸轮轴，2-驱动装置，3-凸轮组件，4-套筒件，5-凸轮面，6-探针，7-导向槽，8-通孔，9-卡箍件，10-滑块，11-第一凸轮，12-第二凸轮，13-沉孔，14-球体，15-复位弹簧，16-连接件，21-第一驱动结构，22-第二驱动结构，31-第一电磁阀，32-第二电磁阀，41-第一螺旋槽，42-第二螺旋槽，51-第一限位凹槽，52-第二限位凹槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图6、7和8显示了本发明的可变排量的控制方法在三缸发动机上的具体应用。

参考图6，本发明的发动机可变排量的控制方法包括：发动机的多个气缸中的一个气缸能够在动态停缸模式和进行多次循环做功的完全工作模式之间切换，其中，在动态停缸模式下，切换工作模式的气缸继续循环做功，并且循环做功的次数小于在完全工作模式下循环做功的次数。例如，在图6中所示的三缸发动机的工作模式中，各条虚线表示各个气缸的气门，图6中不同的剖面线与对应虚线结合，表示相应的凸轮与气缸的气门相作用，而使该气缸处于完全工作模式或动态停缸工作模式，具体地，如图6所示，三个气缸在第一凸轮的作用下都处于完全工作模式下，此时，如图7所示，曲轴与凸轮轴的转速比为4:1，即凸轮轴转动一圈时，每个气缸循环做功两次。随后，根据需求，如图6所示，一缸从第一凸轮切换为使气缸处于动态停缸模式的第二凸轮，即从完全工作模式切换到动态停缸模式(采用不同的剖面线表示)，此时，如图8所示，一缸并不完全停止做功，而是在凸轮轴转动一圈时循环做功一次。

这样，本发明所述的发动机可变排量的控制方法中，发动机多个气缸的某些气缸并不会和现有技术一样而完全停止循环做功，而是在从进行多次循环工作的完全工作模式切换到动态停缸模式后，在该动态停缸模式下，该气缸还是继续循环工作，但是在单位时间内循环做功的次数小于完全工作模式下循环做功的次数，例如如上所述的，以凸轮轴转动一圈为基准，在完全工作模式下，发动机的单个气缸可以循环做功两次，根据需求切换到动态停缸模式后，发动机的该单个气缸并不完全停止，而是继续循环做功一次，这样，发动机的该气缸在某一时间段内将进入到动态停缸状态，与现有技术中发动机的气缸在该时间段内完全停止做功相比，本发明的该控制方法能够将停缸状态下各个气缸工作的不对等几率显著地降低，使发动机的动力输出更均匀，降低发动机停缸时产生的振动和噪声，同时使处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

进一步地，根据需求，当发动机的多个气缸中的其他气缸也需要从完全工作模式切换到动态停缸模式时，则其他气缸中的某些气缸或其他气缸中的全部气缸依次从完全工作模式切换为动态停缸模式，这样，由于是依次切换工作模式，则能够更优地实现以上所述的有益效果，即能够将停缸状态下各个气缸工作的不对等几率更显著地降低，使发动机的动力输出更进一步均匀，进一步降低发动机停缸时产生的振动和噪声，同时使处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化进一步显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

另外，如图7和8所示，在优选形式中，动态停缸模式下的气缸循环做功的次数为在完全工作模式下循环做功次数的一半。这样，在有效降低排量的同时，气缸可以更平稳地从动态停缸模式过渡到完全工作模式。

此外，在动态停缸模式下气缸的循环做功次数小于完全工作模式下循环做功的次数，这样，在动态停缸模式下，例如在凸轮轴转动一圈的过程中，气缸进气-压缩-做功后将处于一段未做功时期，即下个循环气缸将不再进气，气缸的进气门处于关闭状态，此时，为了避免气缸内出现真空，气缸排出的废气的一部分倒需要流回该气缸内，例如通过延迟排气门关闭(与正常工作模式相比)，使排气歧管内的部分废气倒流回气缸内。这样，由于气缸内存在倒流的废气，在下次循环进气行程开始(进气门开启)前开启排气门，将缸内的废气排出，而新鲜空气进入气缸，这样可以使气缸不完全处于失活模式，保证气缸从动态停缸模式到完全工作模式时气缸内的温度差小，使气缸的模式切换更平稳顺畅。

此外，替换以上所述的控制方法，或者为了实现以上所述的控制方法，本发明提供一种发动机可变排量的控制装置。但本领域技术人员应当理解，实现本发明以上所述的控制方法的控制装置可以具有其他的结构形式，其并不限于以下所述的具体结构。

如图1和3所示，本发明提供的发动机可变排量的控制装置中，该控制装置包括凸轮轴1、驱动装置2和套装在凸轮轴1上以同时转动的凸轮组件3，其中，凸轮组件3包括通过套筒件4连接的第一凸轮11和第二凸轮12，其中，第一凸轮11上形成有多个凸轮面5，第二凸轮12上凸轮面5数量小于第一凸轮11上凸轮面5数量，从而使得第一凸轮11用于使气缸处于完全工作模式下进行多次循环做功，而第二凸轮12用于使该气缸处于动态停缸模式下并且循环做功次数小于完全工作模式下的循环做功次数，并且驱动装置能够根据需求使套筒件4轴向往复调整位置以调整第一凸轮11和第二凸轮12相对于气缸的气门的位置，以使第一凸轮11的凸轮面5或第二凸轮12的凸轮面5与气缸的同一气门配合。

这样，由于凸轮组件3包括通过套筒件4连接的第一凸轮11和第二凸轮12，第一凸轮11上的凸轮面5数量大于第二凸轮12上凸轮面5的数量，如图3所示，凸轮组件3能够随凸轮轴1同时转动，并且凸轮组件3在转动的同时根据需求能够在驱动装置2的作用下沿凸轮轴1的轴向调整位置，从而使气缸在完全工作模式(图7所示)和动态停缸模式(图8所示)之间切换，例如，当第一凸轮11与气缸的气门配合使气缸处于完全工作模式下，该气缸在单位时间内可以循环做功多次，当需要时，驱动装置2驱动套筒件4，使第一凸轮11与气门脱离，而使第二凸轮12与气缸的气门配合，从而使气缸从完全工作模式切换到动态停缸模式，此时，由于第二凸轮12上凸轮面5数量小于第一凸轮11上凸轮面5数量，从而当凸轮轴1转动一圈时，气缸在第二凸轮12的作用下循环做功的次数小于气缸在第一凸轮11的作用下循环做功的次数，从而，在某段时间内，气缸将进入到该动态停缸模式，并且循环做功的次数小于完全工作模式下循环做功的次数。由此具有的有益效果为：与现有技术中发动机的气缸在该时间段内完全停止做功相比，本发明的该控制装置能够将停缸状态下各个气缸工作的不对等几率显著地降低，使发动机的动力输出更均匀，降低发动机停缸时产生的振动和噪声，同时使处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

可以通过多种结构形式以使用套筒件4将第一凸轮11和第二凸轮12连接，例如，第一凸轮11和第二凸轮12可以间隔布置，套筒件4可以布置在第一凸轮11和第二凸轮12之间，又或者，如下所述的：

如图4所示，套筒件4上一体形成有第一凸轮11和第二凸轮12，也就是，可以在套筒件4上直接加工成型相接的第一凸轮11和第二凸轮12，这样，第一凸轮11和第二凸轮12直接一体相接，从而能够显著地提高凸轮件的强度，提高凸轮部件的使用寿命；而驱动装置2则包括位于凸轮组件3两端的第一驱动结构21和第二驱动结构22，其中，在完全工作模式下，第一凸轮11与气缸的气门配合，当出现切换需求时，第一驱动结构21用于驱动套筒件4轴向调整位置，例如图1中向左调整位置，以使第二凸轮12的凸轮面5与气缸的气门配合，从而从完全工作模式切换到动态停缸模式下；相应地，在动态停缸模式下，当出现切换需求时，第二驱动结构22用于驱动套筒件4反向调整位置，例如图1中向右调整位置，以使第一凸轮11的凸轮面5与气缸的气门配合，从而从动态停缸模式再次切回到完全工作模式。

另外，由于同一个气门对应一个第一凸轮11和一个第二凸轮12，因此，为了能够使该控制装置同时控制两个气门(气缸具有两个进气门的情形)，优选地，如图1、2和4所示，套筒件4上一体形成有两个间隔的凸轮组件3，即套筒件4上直接加工成型有两个相接的第一凸轮11和第二凸轮12，并且两个凸轮组件3之间具有装配空间，以用于装配以下所述的卡箍件9，此时，驱动装置2包括：第一电磁阀31和第二电磁阀32、以及套筒件4两端部外周面上形成的轴向延伸且旋向相反的第一螺旋槽41和第二螺旋槽42，其中，

第一驱动结构21包括第一电磁阀31和第一螺旋槽41，即在凸轮组件3随凸轮轴1转动的同时，第一电磁阀31的探针6根据需求能够配合到第一螺旋槽41内并沿槽轨迹运动以驱动套筒件4轴向移动，以使两个第一凸轮11分别与各自对应的气门脱离，而时两个第二凸轮12分别与各自对应的气缸的气门配合，以从完全工作模式切换到动态停缸工作模式；相应地，当需要从动态停缸工作模式切换到完全工作模式时，第二电磁阀32的探针6能够配合到第二螺旋槽42内并沿槽轨迹运动以驱动套筒件4反向移动，以使两个第一凸轮11再次分别与各自对应的气缸的气门配合。

此外，为了便于引导套筒件4随凸轮轴1转动的同时轴向调整位置，优选地，如图1-5所示，凸轮轴1的外周面上形成有轴向延伸的导向槽7，优选地，导向槽7的数量为2个，并且对称设置，而套筒件4上形成有与导向槽7对应的通孔8，并且，套筒件4上设置有卡箍件9，例如图5所示的卡箍件9可以通过连接件16装配在套筒件4上，使得卡箍件9的滑块10穿过通孔8后能够轴向滑动地装配在导向槽7内，这样，在轴向调整位置的过程中，通过滑块10与导向槽7的配合，能够引导套筒件4以及其上的第一凸轮11和第二凸轮12更平稳地轴向调整位置。

另外，套筒件4以及其上的第一凸轮11和第二凸轮12可以通过以下优选的结构形式来轴向调整位置，但应当理解，其并不限于此，本领域技术人员通过以上和以下描述的启示，可以对其作出各种变形和替换。

具体地，在该优选结构形式中，如图2和4所示，套筒件4的内表面和凸轮轴1的外周面中的一者上形成有轴向间隔的第一限位凹槽51和第二限位凹槽52，套筒件4的内表面和凸轮轴1的外周面中的另一者上形成有沉孔13，优选地，套筒件4的内表面形成有轴向间隔的第一限位凹槽51和第二限位凹槽52，凸轮轴1的外周面上形成有沉孔13；而沉孔13内装配有复位弹簧15，复位弹簧15的顶端装配有球体14，其中，球体14容纳在第一限位凹槽51内时，由于复位弹簧15和球体14的作用，套筒件4相对于凸轮轴1锁定，此时，第二凸轮12的凸轮面5与气缸的气门配合，使得气缸处于动态停缸模式；而需要从动态停缸模式切换到完全工作模式时，在上述的驱动装置2(第二驱动结构22，第二电磁阀32和第二螺旋槽42)的作用下，球体14压缩复位弹簧15，将套筒件4和凸轮轴1解锁，套筒件4将轴向调整位置，直到球体14在复位弹簧15的作用下容纳在第二限位凹槽52内并将套筒件14和凸轮轴1锁定时，第一凸轮11的凸轮面5与气缸的气门配合，以使气缸处于完全工作模式，也就是，第一限位凹槽51和第二限位槽52之间的间距为第一凸轮11与气门配合到第二凸轮12与该气门配合的间距。

反之，在驱动装置2(第一驱动结构21，第一电磁阀31和第一螺旋槽41)的作用下，球体14压缩复位弹簧15，将套筒件4和凸轮轴1再次解锁，套筒件4将反向调整位置，直到球体14在复位弹簧15的作用下容纳在第一限位凹槽51内并将套筒件14和凸轮轴1锁定时，第二凸轮12的凸轮面5与气缸的气门配合，从而从完全工作模式再次切换到动态停缸模式，从而根据实际行车需求如此反复切换。

以下以三缸发动机为示例，详细说明本发明的上述控制装置具体解决三缸机的动态停缸技术问题，具体地：

三缸机的每个进气门对应一个第一凸轮11和一个第二凸轮12，第一凸轮11上形成有2个凸轮面5，第二凸轮12上形成有一个凸轮面5，同时，设定凸轮轴1与曲轴的转速比为1:4，即发动机曲轴转四圈，凸轮轴1转一圈。

当发动机处于发动机冷启动、暖机、加速、减速断油、倒档时不需要停缸，此时，三个气缸均用第一凸轮11驱动气门，而处于完全工作模式。

当发动机处于小负荷或一定的转速范围内需要停缸来减小泵气损失，提升燃油经济性时，此时需要切换到第二凸轮12驱动气门。发动机ECU根据发动机转速负荷工况给第一电磁阀31输送信号，使第一电磁阀13的探针6伸出，沿套筒件4上的第一螺旋槽41移动，钢珠在外力作用下压缩复位弹簧15，将组合凸轮3与凸轮轴1解锁，使组合凸轮3沿凸轮轴1上的导向槽7轴向移动，将气门从第一凸轮11切换到第二凸轮12，此时，钢珠正好对应凸轮轴1的第一限位凹槽51，在复位弹簧15的弹力作用下弹出卡在第一限位凹槽51内，将组合凸轮3与凸轮轴1轴向锁止，使得组合凸轮3只能随凸轮轴1一起旋转而不能轴向移动。此时，发动机曲轴每转四圈，凸轮轴1转一圈，由于使用第二凸轮12，气缸会经过一段无效升程，则气门只能开启一次，例如，曲轴转角从0°～720°(凸轮轴1转角0°～180°)，气缸完成一次进气-压缩-做功-排气循环；曲轴转角从720°～1440°(凸轮轴1转角180°～360°)，气缸进入失活模式(停止一次作功)，见图8中的空白表格所示。

此时，从完全工作模式到动态停缸模式，三个气缸不能同时从第一凸轮11切换到第二凸轮12，三个气缸需按照点火顺序依次从第一凸轮11切换到第二凸轮12，如图6所示的一种示例。当三个气缸均完成从第一凸轮11切换到第二凸轮12时，由于三个气缸均使用第二凸轮12驱动气门，气门只能开启一次，发动机凸轮轴1转一圈，与第一凸轮11驱动气门相比，气缸减少了一次做功，使发动机排量减小一半(如图9所示)，三个气缸按照点火顺序交替进入失活模式，形成动态停缸(见图8所示)，实现了发动机动态停缸模式下，三个气缸均经历最大燃烧效率(燃烧模式)到最小损失(失活模式)的过程，提升了三个气缸磨损均匀度，使得在向动态停缸模式切换的过程中，动力输出更均匀。

当发动机需要切回到完全工作模式时，发动机ECU根据发动机转速负荷工况给第二电磁阀32输送信号，使第二电磁阀32的探针6伸出，沿套筒件4上的第二螺旋槽42移动，钢珠在外力作用下压缩复位弹簧15，将组合凸轮3与凸轮轴1解锁，组合凸轮3通过卡箍件9上的两个滑块10凸轮轴1上的导向槽7沿凸轮轴1轴向反向移动，从第二凸轮12切换到第一凸轮11，此时，钢珠正好对应凸轮轴1的第二限位凹槽52，并在复位弹簧15的弹力作用下弹出卡在第二限位凹槽52内，将组合凸轮3与凸轮轴1轴向锁止，使得组合凸轮3只能随凸轮轴1一起旋转而不能轴向移动。此时，由于曲轴转四圈，凸轮轴1转一圈，第一凸轮11可以使气门开启两次，则每个气缸完成两次进气-压缩-做功-排气循环，例如，曲轴转角从0°～720°(凸轮轴1转角0°～180°)，气缸完成第一次进气-压缩-做功-排气循环；曲轴转角从720°～1440°(凸轮轴1转角180°～360°)，气缸完成第二次进气-压缩-做功-排气循环，见图7和图9所示。

此外，本发明还提供一种发动机，其中，该发动机设置有以上任一所述的发动机可变排量的控制装置。

这样，如上所述的，该发动机在动态停缸模式下，各个气缸工作的不对等几率显著地降低，动力输出更均匀，降低停缸时产生的振动和噪声，同时发动机的处于动态停缸下的气缸的温度和负荷变化显著减小，从而降低由此产生的热应力对主要零部件强度的影响，改善各气缸磨损的不均匀，提高了发动机的寿命。

进一步，在动态停缸模式下，发动机使用第二凸轮12进行进气-压缩-做功后，由于下个循环不再进气，进气门处于关闭状态，为避免气缸内出现真空，通过延迟排气门关闭(与正常工作模式相比)，使排气歧管内的部分废气倒流回缸内。此时，由于缸内存在倒流废气，在下次循环进气行程开始(进气门开启)前开启排气门，将缸内的废气排出，新鲜空气进入气缸，这样可以使气缸在动态停缸模式下并不会完全处于失活模式，保证气缸从动态停缸模式到完全工作模式时气缸内的温度差小，使气缸的模式切换更平稳顺畅。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机可变排量的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：通过控制气门的开闭使发动机的多个气缸中的一个气缸能够在动态停缸模式和进行多次循环做功的完全工作模式之间切换，其中，在所述动态停缸模式下，切换工作模式的气缸继续循环做功，并且循环做功的次数小于在所述完全工作模式下循环做功的次数。

2.根据权利要求1所述的发动机可变排量的控制方法，其特征在于，发动机的多个气缸中的其他气缸依次从所述完全工作模式切换为所述动态停缸模式。

3.根据权利要求1或2所述的发动机可变排量的控制方法，其特征在于，所述动态停缸模式下的气缸循环做功的次数为在所述完全工作模式下循环做功次数的一半。

4.根据权利要求1所述的发动机可变排量的控制方法，其特征在于，在所述动态停缸模式下，气缸排出的废气的一部分倒流回该气缸内。

5.一种发动机可变排量的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括凸轮轴(1)、驱动装置(2)和套装在所述凸轮轴(1)上以同时转动的凸轮组件(3)，其中，

所述凸轮组件(3)包括通过套筒件(4)连接的用于使气缸处于完全工作模式下进行多次循环做功的第一凸轮(11)，和用于使该气缸处于动态停缸模式下循环做功次数小于所述完全工作模式的第二凸轮(12)，其中，所述第一凸轮(11)上形成有多个凸轮面(5)，所述第二凸轮(12)上凸轮面(5)数量小于所述第一凸轮(11)上凸轮面(5)数量；并且，

所述驱动装置能够根据需求使所述套筒件(4)轴向往复调整位置，以使所述第一凸轮(11)的凸轮面(5)或所述第二凸轮(12)的凸轮面(5)与气缸的同一气门配合。

6.根据权利要求5所述的发动机可变排量的控制装置，其特征在于，所述套筒件(4)上一体形成有所述第一凸轮(11)和所述第二凸轮(12)；

所述驱动装置(2)包括位于所述凸轮组件(3)两端的第一驱动结构(21)和第二驱动结构(22)，其中，

所述第一驱动结构(21)用于驱动所述套筒件(4)轴向调整位置，以使所述第二凸轮(12)的凸轮面(5)与气缸的气门配合；

所述第二驱动结构(22)用于驱动所述套筒件(4)反向调整位置，以使所述第一凸轮(11)的凸轮面(5)与气缸的气门配合。

7.根据权利要求6所述的发动机可变排量的控制装置，其特征在于，所述套筒件(4)上一体形成有两个间隔的所述凸轮组件(3)；

所述驱动装置(2)包括：第一电磁阀(31)和第二电磁阀(32)、以及所述套筒件(4)两端部外周面上形成的轴向延伸且旋向相反的第一螺旋槽(41)和第二螺旋槽(42)，其中，

所述第一电磁阀(31)的探针(6)能够配合到所述第一螺旋槽(41)内以驱动所述套筒件(4)轴向移动，以使两个所述第二凸轮(12)分别与各自对应的气缸的气门配合；

所述第二电磁阀(32)的探针(6)能够配合到所述第二螺旋槽(42)内以驱动所述套筒件(4)反向移动，以使两个所述第一凸轮(11)分别与各自对应的气缸的气门配合。

8.根据权利要求5所述的发动机可变排量的控制装置，其特征在于，所述凸轮轴(1)的外周面上形成有轴向延伸的导向槽(7)；

所述套筒件(4)上形成有与所述导向槽(7)对应的通孔(8)，并且，所述套筒件(4)上设置有卡箍件(9)，所述卡箍件(9)的滑块(10)穿过所述通孔(8)后能够轴向滑动地装配在所述导向槽(7)内。

9.根据权利要求5所述的发动机可变排量的控制装置，其特征在于，

所述套筒件(4)的内表面和所述凸轮轴(1)的外周面中的一者上形成有轴向间隔的第一限位凹槽(51)和第二限位凹槽(52)，所述套筒件(4)的内表面和所述凸轮轴(1)的外周面中的另一者上形成有沉孔(13)；

所述沉孔(13)内装配有复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)的顶端装配有球体(14)，其中，

所述球体(14)容纳在所述第一限位凹槽(51)内时，所述第二凸轮(12)的凸轮面(5)与气缸的气门配合；

所述球体(14)容纳在所述第二限位凹槽(52)内时，所述第一凸轮(11)的凸轮面(5)与气缸的气门配合。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机设置有根据权利要求5-9中任意一项所述的发动机可变排量的控制装置。