CN107489527B - 发动机及车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种发动机及车辆，其中，发动机包括第一气缸(10)和第二气缸(20)，所述第一气缸(10)包括第一排气门(11)，所述第二气缸(20)包括第一进气门(21)，所述第一进气门(11)和第一排气门(21)能够连通，以使所述第一气缸(10)在停缸时能够将气体排入到所述第二气缸(20)中。在第一气缸(10)停缸时，第二气缸(20)单独工作，可以将第一气缸(10)中的新鲜空气排入到第二气缸(20)中，这样，可以为第二气缸(20)提供一种新的配气形式。

Description

发动机及车辆
技术领域
本公开涉及汽车发动机领域，具体地，涉及一种发动机及车辆。
背景技术
发动机作为车辆的核心部件之一，其可靠性显得尤为重要。在传统的多缸发动机中，每个气缸分别具有进排气机构，每个气缸能够分别独立地工作，当某一个气缸的进气或排气机构出现故障时，该气缸将无法工作。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种发动机，该发动机能够为气缸提供新的配气形式，可以提高发动机的可靠性；
本公开的另一个目的是提供车辆，该车辆使用本公开提供的发动机。
为了实现上述目的，本公开提供一种发动机，包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸包括第一排气门，所述第二气缸包括第一进气门，所述第一进气门和第一排气门连通，以使所述第一气缸在停缸时能够将气体排入到所述第二气缸中。
可选地，所述第一进气门和第二排气门之间连接有导气管路。
可选地，所述第一排气门和第一进气门分别设置为对应数量的多个。
可选地，在一个工作循环内所述第一气缸的排量大于所述第二气缸。
可选地，所述第一气缸的缸径大于所述第二气缸的缸径，所述第一气缸和第二气缸在一个工作循环内具有相同的冲程数，并且所述第二气缸的进气冲程对应于所述第一气缸的排气冲程。。
可选地，所述第一气缸还包括第二进气门和第二排气门，所述第二气缸还包括第三进气门和第三排气门，所述发动机具有：第一工作模式，所述第二气缸工作，所述第一气缸停缸，所述第二排气门和所述第三进气门不工作，所述第一进气门、第一排气门、第二进气门以及所述第三排气门工作，所述第一气缸将气体排入到所述第二气缸中。
可选地，所述发动机还具有：第二工作模式，所述第二气缸工作，所述第一气缸停缸，所述第一进气门、第一排气门、第二进气门、第三排气门以及第三进气门工作，所述第二排气门不工作，所述第一气缸将气体排入到所述第二气缸中。
可选地，所述发动机还包括能够控制所述第一进气门、第二进气门、第三进气门、第一排气门、第二排气门以及第三排气门工作或不工作的传动机构。
可选地，所述发动机还包括用于驱动所述第一进气门、第二进气门、第三进气门、第一排气门、第二排气门以及第三排气门往复运动的能够轴向移动的凸轮轴，所述凸轮轴上沿轴向形成有不同尺寸的多个凸轮，以使所述第一进气门、第二进气门、第三进气门、第一排气门、第二排气门以及第三排气门能够工作或不工作。
根据本公开的另一个方面，提供一种车辆，包括根据以上所述的发动机。
通过上述技术方案，将两个气缸连通，在第一气缸停缸时，第二气缸单独工作，可以将第一气缸中的新鲜空气排入到第二气缸中，这样，可以为第二气缸提供一种新的配气形式。
本公开的其他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
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一个实施方式的发动机的示意图，其中只示出气缸以及与气缸连通的气路。
附图标记说明
10 第一气缸 20 第二气缸
30 导气管路 11 第一排气门
12 第二进气门 13 第二排气门
21 第一进气门 22 第三进气门
23 第三排气门
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性，而是用于区别一个要素与另一要素。
本公开提供的发动机至少包括两个气缸，如图1所示，以两个气缸为例，本公开的发动机包括第一气缸10和第二气缸20，第一气缸10包括第一排气门11，第二气缸20包括第一进气门21，第一进气门11和第一排气门21能够连通，以使第一气缸10在停缸时能够将气体经由第一排气门11和第一进气门21排入到第二气缸20中。这样，在应用停缸技术的基础上，当第一气缸10停缸而第二气缸20单独工作时，第一气缸10可以在其排气阶段将未参与做功的新鲜空气排入到第二气缸20中。这样，就为第二气缸20提供了一种新的配气形式，当第二气缸20本身独立的进气结构(例如下述的第三进气门22)故障时，第二气缸20仍然可以单独工作。其中，第一进气门21和第一排气门11可以分别采用现有技术中发动机普通气门的结构，通过气门的往复运动以开启或关闭气缸，使气体可以进入或排出对应的气缸。需要说明的是，本领域内普通技术人员所熟知的是，本公开中停缸技术是指在发动机工作时切断部分气缸的供油系统，使得该气缸不参与燃烧做功的过程，可在发动机负荷不高时实现经济性，本公开是在这种停缸技术基础上的改进，能够为气缸提供新的配气形式，提高发动机的可靠性。
具体地，第一进气门11和第一排气门21之间连接有用于气体流通的导气管路30，导气管路30可以为一体成型在发动机上的通路，或者为独立设置的零件。
进一步地，为了提高第一气缸10向第二气缸20的进气效率，第一排气门11和第一进气门21分别设置为对应数量的多个。在这种情况下，连接在第一排气门11和第一进气门21之间的导气管路30也为相同数量的多个。
进一步地，在一个工作循环内第一气缸10的排量可以大于第二气缸20的排量。由于第一气缸10停缸时向第二气缸20排入的新鲜空气来自第一气缸10的进气阶段，而在一个工作循环中第一气缸10的排量大于第二气缸20意味着第一气缸10在进气阶段进入更多的新鲜空气，这部分新鲜空气排入到第二气缸20中，可以提高第二气缸20的进气效率，进而提高第二气缸20单独工作时的燃烧效率，提高了经济性。
本公开对第一气缸10和第二气缸20的不同排量的实现方式不做具体限定，只需要保证第一气缸10在进气时的气体能够排入到第二气缸20以作为第二气缸进气时的气体来源，例如第一气缸和第二气缸可以具有相同的缸径，不同的冲程数；或者具有相同的冲程数，不同的缸径；也可以缸径和冲程数都不同。在如图1示出的实施方式中，第一气缸10的缸径大于第二气缸20的缸径，第一气缸10和第二气缸20在一个工作循环内具有相同的冲程数，并且第二气缸20的进气冲程对应于所述第一气缸10的排气冲程，这样，第一气缸10排气时能够恰好将气体排入到第二气缸20中。进一步地，第一气缸10和第二气缸20可以分别为四冲程气缸，并且第一气缸10和第二气缸20相位相差一个冲程，第一气缸10的排气冲程对应于第二气缸20的进气冲程。在这种情况下，由于气缸的活塞通过曲轴驱动，每个气缸分别对应于一个曲拐，本实施方式中，两个曲拐的旋转半径相同，并且夹角成180°。具体的冲程对应方式如下：第一气缸10的排气冲程对应于第二气缸20的进气冲程，第一气缸10的进气冲程对应于第二气缸20的压缩冲程，第一气缸10的压缩冲程对应于第二气缸20的做功冲程，第一气缸10的做功冲程对应于第二气缸20的排气冲程，如此往复循环。
进一步地，如图1所示，第一气缸10还包括第二进气门12和第二排气门13，第二气缸20还包括第三进气门22和第三排气门23，第二进气门12、第二排气门13、第三进气门22和第三排气门23分别为普通发动机气缸的气门结构，用于在进气冲程吸入新鲜空气或在排气冲程排出废气，此处对气门的具体结构不作具体限定。以具有两个气缸即第一气缸10和第二气缸20的发动机为例，本实施方式中的发动机具有：第一工作模式，第二气缸20工作，第一气缸10停缸，第二排气门13和第三进气门22不工作，第一进气门21、第一排气门11、第二进气门12以及第三排气门23工作，第一气缸10将气体排入到第二气缸20中。此时发动机的排量为第一气缸10单独工作时的排量，第二气缸20的进气量实际为第一气缸的进气量。尤其当在一个工作循环中第一气缸10的排量大于第二气缸20的排量的情况下，可以提高燃烧效率，提高了经济性。
为了进一步提高第一气缸10停缸时第二气缸20的进气效率，发动机还可以具有：第二工作模式，第二气缸20工作，第一气缸10停缸，第一进气门21、第一排气门11、第二进气门12、第三排气门23以及第三进气门22工作，第二排气门13不工作，第一气缸10将气体排入到第二气缸20中，此时，在第二气缸20的进气阶段，可以同时从第一气缸10以及外部空气中吸气，这样可以进一步提高第二气缸20中气体的燃烧效率。
此外，本公开中的发动机还可以具有：
第三工作模式，第一气缸10工作，第二气缸20工作，第一进气门21和第一排气门11不工作，第二进气门12、第二排气门13、第三进气门22以及第三排气门23工作，此时发动机的排量为第一气缸10和第二气缸20的排量之和；
第四工作模式，第一气缸10工作，第二气缸20停缸，第一进气门21和第一排气门11不工作；第二进气门12、第二排气门13、第三进气门22以及第三排气门23工作，此时发动机的排量为第一气缸10单独工作时的排量；以及
第五工作模式，第二气缸20工作，第一气缸10停缸，第一进气门21和第一排气门11不工作；第二进气门12、第二排气门13、第三进气门22以及第三排气门23工作，此时发动机的排量为第二气缸20单独工作时的排量。
需要说明的是，上述的各个气门的不工作是指相应的气门在一个工作循环中始终处于关闭状态；各个气门的工作是指相应的气门在一个工作循环中能够往复运动，例如，在进气冲程，进气门运动到可以使外部空气进入气缸，在排气冲程，排气门运动到可以使气缸将气体排出。
本公开的发动机还包括能够控制第一进气门21、第二进气门12、第三进气门22、第一排气门11、第二排气门13以及第三排气门23工作或不工作的传动机构。例如，本领域内普通技术人员所熟知的是，发动机在工作时，曲轴带动凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮结构可以控制各个气门的往复运动。在一个实施方式中，凸轮轴可以轴向移动，凸轮轴上可以沿轴向形成有不同尺寸的多个凸轮，以使第一进气门21、第二进气门12、第三进气门22、第一排气门11、第二排气门13以及第三排气门23能够工作或不工作。具体地，以第一进气门21为例，当对应于该第一进气门21的凸轮的尺寸较大时，凸轮可以驱动第一进气门21往复运动，当凸轮轴轴向移动使得对应于第一进气门21的凸轮尺寸较小时，凸轮在旋转过程中始终无法接触第一进气门21，此时第一进气门21始终处于关闭状态。即在本实施方式中，上述的传动机构集成在凸轮轴上，利用凸轮轴本身作为传动机构。凸轮轴的轴向移动可以采用例如奥迪AVS可变气门升程系统，凸轮轴上安装有螺旋沟槽套筒，可以由电磁驱动器驱动凸轮轴轴向移动，其具体的结构形式此处不做赘述。在其他的实施方式中，上述的传动系统也可以利用宝马的Valvetronic(电子气门技术)和本田的i-VTEC(智能可变气门正时系统)等，其原理均是通过调整气门的升程使得气门工作或不工作。
此外，本公开还提供一种使用上述发动机的车辆，该车辆的有益效果已经在上述对发动机的描述中说明，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种发动机，其特征在于，包括第一气缸(10)和第二气缸(20)，在一个工作循环内所述第一气缸(10)的排量大于所述第二气缸(20)，所述第一气缸(10)包括第一排气门(11)，所述第二气缸(20)包括第一进气门(21)，所述第一进气门(2 1)和第一排气门(1 1)连通，以使所述第一气缸(10)在停缸时能够将气体排入到所述第二气缸(20)中。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一进气门(2 1)和第一排气门(11)之间连接有导气管路(30)。
3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一排气门(11)和第一进气门(21)分别设置为对应数量的多个。
4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一气缸(10)的缸径大于所述第二气缸(20)的缸径，所述第一气缸(10)和第二气缸(20)在一个工作循环内具有相同的冲程数，并且所述第二气缸(20)的进气冲程对应于所述第一气缸(10)的排气冲程。
5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一气缸(10)还包括第二进气门(12)和第二排气门(13)，所述第二气缸(20)还包括第三进气门(22)和第三排气门(23)，所述发动机具有：
第一工作模式，所述第二气缸(20)工作，所述第一气缸(10)停缸，所述第二排气门(13)和所述第三进气门(22)不工作，所述第一进气门(21)、第一排气门(11)、第二进气门(12)以及所述第三排气门(23)工作，所述第一气缸(10)将气体排入到所述第二气缸(20)中。
6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述发动机还具有：
第二工作模式，所述第二气缸(20)工作，所述第一气缸(10)停缸，所述第一进气门(21)、第一排气门(11)、第二进气门(12)、第三排气门(23)以及第三进气门(22)工作，所述第二排气门(13)不工作，所述第一气缸(10)将气体排入到所述第二气缸(20)中。
7.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括能够控制所述第一进气门(21)、第二进气门(12)、第三进气门(22)、第一排气门(11)、第二排气门(13)以及第三排气门(23)工作或不工作的传动机构。
8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括用于驱动所述第一进气门(21)、第二进气门(12)、第三进气门(22)、第一排气门(11)、第二排气门(13)以及第三排气门(23)往复运动的能够轴向移动的凸轮轴，所述凸轮轴上沿轴向形成有不同尺寸的多个凸轮，以使所述第一进气门(21)、第二进气门(12)、第三进气门(22)、第一排气门(11)、第二排气门(13)以及第三排气门(23)能够工作或不工作。
9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的发动机。
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Applicant after: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd.

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Application publication date: 20171219

Assignee: Zhucheng Futian International Trade Co.,Ltd.

Assignor: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980043791

Denomination of invention: Engine and vehicle

Granted publication date: 20200721

License type: Common License

Record date: 20231018