RU2778596C2 - Adjustable valve drive with system of cams with adjustable position for internal combustion engine - Google Patents
Adjustable valve drive with system of cams with adjustable position for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778596C2 RU2778596C2 RU2019106100A RU2019106100A RU2778596C2 RU 2778596 C2 RU2778596 C2 RU 2778596C2 RU 2019106100 A RU2019106100 A RU 2019106100A RU 2019106100 A RU2019106100 A RU 2019106100A RU 2778596 C2 RU2778596 C2 RU 2778596C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cam
- valve
- gas distribution
- possibility
- tdc
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 58
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 29
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 7
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 7
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide Substances O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 101700001623 BTDC Proteins 0.000 description 1
- 102100007289 PDCD1LG2 Human genes 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к регулируемому клапанному приводу с системой кулачков с регулируемым положением для двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to a variable valve actuator with a variable position cam system for an internal combustion engine.
По данным о современном уровне развития технологий известны системы кулачков с регулируемым положением, в которых в зависимости от осевого положения основания для кулачков создается кинематическая связь между разными кулачками основания и клапаном механизма газораспределения.According to the state of the art, cam systems with adjustable position are known, in which, depending on the axial position of the cam base, a kinematic connection is created between different cams of the base and the valve of the gas distribution mechanism.
Из DE 10 2015 008722 A1 известен режим внутреннего прогрева двигателя за счет повышения нагрузки, активируемый с помощью механизма изменения профиля кулачков путем переключения на другой кулачок.From DE 10 2015 008722 A1, a mode of internal heating of the engine by increasing the load is known, activated by means of a cam profile change mechanism by switching to another cam.
Из DE 10 2011 052912 A1 известна, например, система кулачков с регулируемым положением. Эта система кулачков включает один кулачок с регулируемым положением или, соответственно, основание для кулачков с тремя профилями или, соответственно, контурами кулачков для каждого из двух впускных клапанов.From DE 10 2011 052912 A1, for example, an adjustable cam system is known. This cam system comprises one variable position cam or cam base respectively with three cam profiles or cam contours respectively for each of the two intake valves.
Недостатком известной конструкции может быть наличие для каждого необходимого режима работы двигателя отдельного кулачка или, соответственно, отдельного профиля кулачка на основании. Переключение между более чем двумя профилями кулачка для одного клапана может быть затратным в части конструктивной реализации и управления.A disadvantage of the known design may be the presence of a separate cam or, accordingly, a separate cam profile on the base for each required operating mode of the engine. Switching between more than two cam profiles for a single valve can be expensive in terms of design and control.
В соответствии с более общими аспектами задачей данного изобретения является создание альтернативного и/или улучшенного регулируемого клапанного привода, лишенного недостатков известных конструкций. В частности, должна быть обеспечена расширенная функциональность регулируемого клапанного привода без увеличения количества кулачков основания в системе кулачков с регулируемым положением.In more general terms, it is an object of the present invention to provide an alternative and/or improved variable valve actuator that overcomes the disadvantages of known designs. In particular, the extended functionality of the variable valve actuator must be provided without increasing the number of base cams in the variable position cam system.
В соответствии с более конкретным аспектом задачей данного изобретения является создание альтернативного и/или улучшенного регулируемого клапанного привода, обеспечивающего работу двигателя в более чем двух режимах, в частности, с использованием не более двух кулачков на каждый клапан. В частности, должна быть обеспечена возможность реализации режимов обычной работы двигателя, торможения двигателем и/или повышения температуры отработанных газов.In a more specific aspect, it is an object of the present invention to provide an alternative and/or improved variable valve actuator that allows the engine to operate in more than two modes, in particular with no more than two cams per valve. In particular, it must be possible to implement the modes of normal engine operation, engine braking and/or increase in exhaust gas temperature.
Поставленные задачи решаются за счет признаков по независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.The tasks are solved due to the characteristics of the independent claim. Preferred additional embodiments of the invention are listed in the dependent claims and in the description.
Регулируемый клапанный привод предназначен для двигателя внутреннего сгорания с первым клапаном механизма газораспределения, в частности, выпускным клапаном, и вторым клапаном механизма газораспределения (например, того же типа (впускной или выпускной клапан), что и первый), в частности, выпускной клапан. Регулируемый клапанный привод включает систему кулачков с регулируемым положением. Система кулачков с регулируемым положением включает основание для кулачков с возможностью осевого смещения (например, с возможностью смещения по оси вала и/или без возможности вращения на этом валу). Основание для кулачков включает первый кулачок для первого клапана механизма газораспределения и второй кулачок, смещенный относительно него по оси (например, непосредственно примыкающий по оси). Основание для кулачков включает третий кулачок для второго клапана механизма газораспределения и четвертый кулачок, смещенный относительно него по оси (например, непосредственно примыкающий по оси). В зависимости от осевого положения основания для кулачков устанавливается позиция или первого кулачка для приведения в действие первого клапана механизма газораспределения и (в частности, одновременно) третьего кулачка для приведения в действие второго клапана механизма газораспределения, или второго кулачка для приведения в действие первого клапана механизма газораспределения и (в частности, одновременно) четвертого кулачка для приведения в действие второго клапана механизма газораспределения. Иными словами, если первый кулачок приводит в действие первый клапан механизма газораспределения, то также третий кулачок приводит в действие второй клапан механизма газораспределения, и если второй кулачок приводит в действие первый клапан механизма газораспределения, то также четвертый кулачок приводит в действие второй клапан механизма газораспределения. Первый кулачок, второй кулачок, третий кулачок и четвертый кулачок могут отличаться от (воображаемого) кулачка нулевого хода (например, их контур включает по меньшей мере одну выпуклость и/или одно углубление). Первый кулачок и третий кулачок выполнены (в основном) одинаковыми. Второй кулачок и четвертый кулачок выполнены разными. The variable valve actuator is designed for an internal combustion engine with a first valve timing mechanism, in particular an exhaust valve, and a second valve timing mechanism (for example, the same type (intake or exhaust valve) as the first), in particular an exhaust valve. The variable valve actuator includes a variable position cam system. The variable position cam system includes an axially displaceable cam base (eg, axially displaceable and/or non-rotatable on the shaft). The cam base includes a first cam for the first timing valve and a second cam axially offset relative to it (eg, directly adjacent along the axis). The cam base includes a third cam for a second timing valve and a fourth cam axially offset relative to it (eg, directly adjacent axially). Depending on the axial position of the base for the cams, the position of either the first cam for actuating the first valve timing mechanism and (in particular, simultaneously) the third cam for actuating the second valve timing mechanism, or the second cam for actuating the first valve timing mechanism and (particularly concurrently) a fourth cam for actuating the second timing valve. In other words, if the first cam actuates the first camshaft valve, then the third cam also actuates the second camshaft valve, and if the second cam actuates the first camshaft valve, then the fourth cam also actuates the second camshaft valve. The first cam, second cam, third cam, and fourth cam may be different from the (imaginary) zero stroke cam (eg, their contour includes at least one bulge and/or one recess). The first cam and the third cam are (mostly) the same. The second cam and the fourth cam are made different.
По более общим аспектам данный регулируемый клапанный привод позволяет использовать первый и третий кулачки для первого режима работы, например, для обычного режима работы. Второй и четвертый кулачки, напротив, выполнены разными, так что с помощью этих двух кулачков могут быть реализованы разные функции с участием разных клапанов механизма газораспределения, в частности, одинакового типа (впускной клапан или выпускной клапан). Разные функции могут, например, предпочтительным образом взаимодействовать друг с другом или представлять собой абсолютно отдельные функции. More generally, this variable valve actuator allows the first and third cams to be used for a first mode of operation, such as normal mode of operation. The second and fourth cams, on the other hand, are different, so that different functions can be realized with these two cams using different valves of the timing mechanism, in particular of the same type (inlet valve or exhaust valve). The different functions may, for example, interact with each other in an advantageous manner, or be entirely separate functions.
По конкретному аспекту регулируемый клапанный привод позволяет второму и четвертому кулачкам реализовать режим торможения двигателем за счет взаимного перекрытия, при этом на втором и четвертом кулачках представлены, например, разные составляющие режима торможения двигателем. В результате первый клапан механизма газораспределения реализует первую составляющую режима торможения двигателем, в то время как второй клапан механизма газораспределения реализует вторую составляющую режима торможения двигателем.In a specific aspect, the variable valve actuator allows the second and fourth cams to implement the engine braking mode due to mutual overlap, while the second and fourth cams present, for example, different components of the engine braking mode. As a result, the first valve timing mechanism implements the first component of the engine braking mode, while the second valve timing mechanism implements the second component of the engine braking mode.
В режиме торможения двигателем воспламенения рабочей смеси в относящемся к первому и второму клапанам механизма газораспределения цилиндре целесообразно не происходит.In the mode of braking by the engine, ignition of the working mixture in the cylinder belonging to the first and second valves of the gas distribution mechanism does not expediently occur.
В одном из предпочтительных примеров осуществления изобретения регулируемый клапанный привод дополнительно включает отдельный механизм передачи усилия (например, толкатели, качающиеся рычаги, коромысла) для обеспечения кинематической связи между первым и вторым кулачками и первым клапаном механизма газораспределения, а также для обеспечения кинематической связи между третьим и четвертым кулачками и вторым клапаном механизма газораспределения. Тем самым, эти механизмы передачи усилия позволяют приводить в действие первый и второй клапаны механизма газораспределения отдельно друг от друга.In one of the preferred embodiments of the invention, the adjustable valve actuator further includes a separate force transmission mechanism (for example, pushers, rockers, rocker arms) to provide a kinematic connection between the first and second cams and the first valve of the gas distribution mechanism, as well as to provide a kinematic connection between the third and fourth cams and the second valve of the gas distribution mechanism. Thus, these force transmission mechanisms make it possible to actuate the first and second valves of the timing mechanism separately from each other.
Например, регулируемый клапанный привод может включать первый механизм передачи усилия (например, толкатель, качающийся рычаг, коромысло), который в зависимости от осевого положения основания для кулачков обеспечивает кинематическую связь первого клапана механизма газораспределения с первым или вторым кулачками. В качестве альтернативы или дополнительно регулируемый клапанный привод может включать второй механизм передачи усилия (например, толкатель, качающийся рычаг, коромысло), который в зависимости от осевого положения основания для кулачков обеспечивает кинематическую связь второго клапана механизма газораспределения с третьим или четвертым кулачками. Первый и второй механизмы передачи усилия могут быть выполнены отдельно друг от друга и/или могут не быть кинематически связаны друг с другом.For example, a variable valve actuator may include a first force transfer mechanism (eg, pushrod, rocker arm, rocker arm) that, depending on the axial position of the cam base, provides the first valve of the timing mechanism with the first or second cams. Alternatively or additionally, the variable valve actuator may include a second force transfer mechanism (e.g. pushrod, rocker arm, rocker arm) which, depending on the axial position of the cam base, kinematically couples the second timing valve to the third or fourth cams. The first and second force transfer mechanisms may be separate from each other and/or may not be kinematically connected to each other.
В одном из примеров осуществления изобретения первый механизм передачи усилия и/или второй механизм передачи усилия включает , в частности, подключаемое корректирующее устройство для изменения передачи профиля кинематически связанного кулачка. Тем самым, обеспечивается, например, возможность увеличения, уменьшения и/или смещения кривой газораспределения.In one exemplary embodiment of the invention, the first force transmission mechanism and/or the second force transmission mechanism includes, in particular, a plug-in corrective device for changing the transmission of the kinematically linked cam profile. This makes it possible, for example, to increase, decrease and/or shift the valve timing curve.
В наиболее предпочтительном примере осуществления изобретения первый механизм передачи усилия и/или второй механизм передачи усилия включают, в частности, подключаемое устройство свободного хода для по меньшей мере частичной компенсации, в частности, для полной компенсации передачи профиля кинематически связанного кулачка.In the most preferred embodiment of the invention, the first force transmission mechanism and/or the second force transmission mechanism include, in particular, a plug-in freewheel for at least partial compensation, in particular for complete compensation of the profile transmission of the kinematically linked cam.
В частности, первый механизм передачи усилия (только в качестве примера) может включать устройство свободного хода. Устройство свободного хода может быть предназначено для компенсации профиля второго кулачка, в частности, для полной компенсации.In particular, the first force transmission mechanism (by way of example only) may include a freewheel. The freewheel device can be designed to compensate for the profile of the second cam, in particular for full compensation.
Устройство свободного хода целесообразно может быть размещено на стороне клапанов или на стороне распределительного вала механизма передачи усилия.The freewheel can expediently be placed on the side of the valves or on the side of the camshaft of the power transmission mechanism.
Например, устройство свободного хода может включать выполненный с возможностью перемещения управляющий поршень, возможность перемещения которого может быть заблокирована, например, гидравлически для реализации функции свободного хода, например, по меньшей мере одним управляющим поршнем.For example, the freewheel device may include a movable control piston, which can be locked, for example, hydraulically to implement a freewheel function, for example, at least one control piston.
Возможно, чтобы первый механизм передачи усилия, второй механизм передачи усилия, корректирующее устройство и/или устройство свободного хода могли включать гидравлический элемент 54 регулировки зазора клапана.It is possible that the first force transmission mechanism, the second force transmission mechanism, the corrective device and/or the freewheel device may include a
В дополнительном примере осуществления изобретения первый кулачок и третий кулачок выполнены в виде обычных кулачков выпускных клапанов. В качестве альтернативы или дополнительно первый кулачок и третий кулачок выполнены для удержания в открытом состоянии первого клапана механизма газораспределения и второго клапана механизма газораспределения на такте выпуска. Например, первый кулачок и третий кулачок могут удерживать первый и второй клапаны механизма газораспределения в закрытом состоянии во время оставшегося цикла управления.In a further embodiment of the invention, the first cam and the third cam are conventional exhaust valve cams. Alternatively or additionally, the first cam and the third cam are configured to hold the first camshaft valve and the second camshaft valve open during the exhaust stroke. For example, the first cam and the third cam may hold the first and second timing valves closed during the remainder of the control cycle.
В одном из вариантов осуществления изобретения второй кулачок выполнен для удержания в закрытом состоянии и последующего открытия первого клапана механизма газораспределения на такте сжатия с целью декомпрессии газа. Это означает, что первый клапан механизма газораспределения на такте сжатия сначала удерживается в закрытом состоянии, а затем еще открывается на такте сжатия. В качестве альтернативы или дополнительно второй кулачок выполнен для по меньшей мере временного удержания в открытом состоянии первого клапана механизма газораспределения на такте рабочего хода с целью впуска газа. Тем самым, на первом клапане механизма газораспределения с помощью второго кулачка может быть реализована первая составляющая режима торможения двигателем с декомпрессией газа на такте сжатия и последующим впуском газа на такте рабочего хода.In one of the embodiments of the invention, the second cam is designed to hold closed and then open the first valve of the gas distribution mechanism on the compression stroke in order to decompress the gas. This means that the first camshaft valve on the compression stroke is first held closed and then opened again on the compression stroke. Alternatively or additionally, the second cam is designed to at least temporarily hold the first valve of the gas distribution mechanism in the open state during the stroke of the power stroke in order to admit gas. Thus, on the first valve of the gas distribution mechanism with the help of the second cam, the first component of the engine braking mode with gas decompression on the compression stroke and subsequent gas inlet on the power stroke can be implemented.
В дополнительном варианте осуществления изобретения четвертый кулачок выполнен для удержания в закрытом состоянии и последующего открытия второго клапана механизма газораспределения на такте выпуска с целью декомпрессии газа. Это означает, что второй клапан механизма газораспределения на такте выпуска сначала удерживается в закрытом состоянии, а затем еще открывается на такте выпуска. Тем самым, на втором клапане механизма газораспределения с помощью четвертого кулачка может быть реализована вторая составляющая режима торможения двигателем с декомпрессией газа на такте сжатия. Дополнительно на втором клапане механизма газораспределения с помощью четвертого кулачка может быть реализован режим повышения температуры отработанных газов, когда в цилиндре происходит зажигание рабочей смеси, а профиль второго кулачка компенсируется каким-или образом, например, с помощью устройства свободного хода. Повышение температуры происходит, в частности, за счет значительного увеличения работы в контуре смены рабочей смеси на индикаторной диаграмме.In a further embodiment of the invention, the fourth cam is configured to hold closed and then open the second valve timing mechanism on the exhaust stroke to decompress the gas. This means that the second camshaft valve on the exhaust stroke is first held closed and then opened again on the exhaust stroke. Thus, the second component of the engine braking mode with gas decompression on the compression stroke can be implemented on the second valve of the gas distribution mechanism using the fourth cam. Additionally, on the second valve of the gas distribution mechanism, using the fourth cam, a mode of increasing the temperature of the exhaust gases can be implemented, when the working mixture is ignited in the cylinder, and the profile of the second cam is compensated in some way, for example, using a freewheel device. The increase in temperature occurs, in particular, due to a significant increase in work in the circuit for changing the working mixture in the indicator diagram.
В режиме повышения температуры отработанных газов целесообразно производится зажигание рабочей смеси в относящемся к первому и второму клапанам механизма газораспределения цилиндре.In the mode of increasing the temperature of the exhaust gases, it is advisable to ignite the working mixture in the cylinder associated with the first and second valves of the gas distribution mechanism.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения фазы второго кулачка и четвертого кулачка перекрываются для реализации режима торможения двигателем, в частности, за счет первой декомпрессии газа на такте сжатия, впуска газа на такте рабочего хода и/или второй декомпрессии газа на такте выпуска.In a preferred embodiment of the invention, the phases of the second cam and the fourth cam overlap to implement the engine braking mode, in particular by first gas decompression on the compression stroke, gas intake on the power stroke and/or second gas decompression on the exhaust stroke.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения четвертый кулачок и активированное устройство свободного хода реализуют режим повышения температуры отработанных газов для, в частности, полной компенсации профиля второго кулачка, в частности, за счет декомпрессии газа на такте выпуска.In a further preferred embodiment of the invention, the fourth cam and the activated freewheel implement an exhaust gas temperature increase mode to, in particular, completely compensate the profile of the second cam, in particular by decompressing the gas on the exhaust stroke.
В одном из вариантов осуществления изобретения четвертый кулачок выполнен для открытия второго клапана механизма газораспределения (в частности, один раз на каждый цикл управления), а именно на такте выпуска после первой половины такта выпуска; в области между 120° поворота КВ (угла поворота коленчатого вала) до ВМТ (верхней мертвой точки перемещения поршня в цилиндре) и 40° поворота КВ до ВМТ; и/или в области между 100° поворота КВ до ВМТ и 60° поворота КВ до ВМТ; и/или в области между 90° поворота КВ до ВМТ и 70° поворота КВ до ВМТ; и/или при (примерно) 80° поворота КВ до ВМТ.In one embodiment of the invention, the fourth cam is configured to open the second valve timing mechanism (in particular, once per control cycle), namely on the exhaust stroke after the first half of the exhaust stroke; in the area between 120° of rotation KV (angle of rotation of the crankshaft) to TDC (top dead center of piston movement in the cylinder) and 40° of rotation of KV to TDC; and / or in the area between 100 ° turn KV to TDC and 60 ° turn KV to TDC; and/or in the region between 90° of the CV to TDC and 70° of the CV to TDC; and/or at (approximately) 80° CV to TDC.
В дополнительном варианте осуществления изобретения четвертый кулачок выполнен для удержания в открытом состоянии второго клапана механизма газораспределения (в частности, один раз на каждый цикл управления) на менее чем 160° поворота КВ, 150° поворота КВ, 140° поворота КВ и/или 130° поворота КВ; и/или на более чем 80° поворота КВ, 90° поворота КВ, 100° поворота КВ и/или 110° поворота КВ; и/или на (примерно) 120° поворота КВ.In a further embodiment of the invention, the fourth cam is configured to hold the second camshaft valve open (particularly once per control cycle) for less than 160° CV, 150° CV, 140° CV, and/or 130° turning KV; and/or more than 80° of CV, 90° of CV, 100° of CV and/or 110° of CV; and/or at (approximately) 120° of CV.
В дополнительном примере осуществления изобретения задаваемый четвертым кулачком (максимальный) ход клапана составляет менее 50%, 40%, 30% и/или 25%; и/или более 5%, 10%, 15% от (максимального) хода клапана, задаваемого третьим кулачком. В качестве альтернативы или дополнительно задаваемый четвертым кулачком (максимальный) ход клапана составляет менее 5 мм, 4 мм, 3 мм и/или 2,5 мм; и/или более 0,5 мм, 1 мм, 1,5 мм; и/или (приблизительно) 2 мм.In a further embodiment of the invention, the (maximum) valve stroke set by the fourth cam is less than 50%, 40%, 30% and/or 25%; and/or more than 5%, 10%, 15% of the (maximum) valve stroke given by the third cam. Alternatively or additionally set by the fourth cam (maximum) valve travel is less than 5mm, 4mm, 3mm and/or 2.5mm; and/or more than 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm; and/or (approximately) 2 mm.
В одном из вариантов осуществления изобретения момент закрытия выпускного клапана (в основном) остается неизменным по сравнению с моментом закрытия выпускного клапана в обычном режиме (например, момент закрытия в обычном режиме, например, в конце такта выпуска или, соответственно, в начале такта впуска), в частности, в соответствии с профилем первого и третьего кулачков. В качестве альтернативы или дополнительно момент закрытия выпускного клапана находится в области ВМТ (на такте выпуска), в частности между ВМТ и 40° после ВМТ (на такте впуска). In one embodiment of the invention, the closing timing of the exhaust valve (generally) remains unchanged compared to the normal closing timing of the exhaust valve (e.g., normal closing timing, for example, at the end of the exhaust stroke or, respectively, at the beginning of the intake stroke) in particular in accordance with the profile of the first and third cams. Alternatively or additionally, the closing timing of the exhaust valve is in the region of TDC (on the exhaust stroke), in particular between TDC and 40° after TDC (on the intake stroke).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения эксплуатация двигателя внутреннего сгорания в режиме повышения температуры отработанных газов осуществляется в диапазоне низких нагрузок, в частности, при частоте вращения вала двигателя (примерно) менее 1200 об/мин в диапазоне частоты вращения вала двигателя (примерно) от 600 об/мин до (примерно) 1000 об/мин. В частности, в таких условиях низкой нагрузки ранее было трудно добиться высокой температуры отработанных газов, например, для реакции восстановления в сажевом фильтре.In a preferred embodiment of the invention, the operation of the internal combustion engine in the mode of increasing the temperature of the exhaust gases is carried out in the low load range, in particular, at an engine shaft speed of (approximately) less than 1200 rpm in the engine shaft speed range of (approximately) 600 rpm. min to (approximately) 1000 rpm. In particular, under such low load conditions, it was previously difficult to achieve a high exhaust gas temperature, for example, for a reduction reaction in a particulate filter.
В одном из вариантов осуществления изобретения режим повышения температуры отработанных газов активируется при, в частности, непосредственной (например, путем измерения) или опосредованной (например, не напрямую, путем регистрации значений параметров, состояния элементов распределительного устройства, условий или рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания) регистрации факта, что текущая температура отработанных газов меньше необходимой температуры отработанных газов (например, 300 °C для протекания реакции восстановления в сажевом фильтре или 150 °C для работы катализатора избирательного каталитического восстановления). В качестве альтернативы или дополнительно производится регистрация факта, что текущая температура отработанных газов меньше минимального значения температуры отработанных газов, необходимого для работы системы нейтрализации отработанных газов, в частности, катализатора избирательного каталитического восстановления двигателя внутреннего сгорания и/или протекания реакции восстановления в сажевом фильтре, в частности, в сажевом фильтре дизельного двигателя (например, истечение предварительно заданного времени или время работы двигателя с момента проведения последней реакции восстановления, измерение количества частиц или аналогичные события). Также может регистрироваться запуск двигателя внутреннего сгорания, в частности, условия холодного пуска. Тем самым, режим повышения температуры отработанных газов может быть активирован, в частности, в условиях, когда повышение температуры отработанных газов действительно необходимо или требуется.In one of the embodiments of the invention, the exhaust gas temperature increase mode is activated when, in particular, direct (for example, by measurement) or indirect (for example, indirectly, by recording parameter values, the state of the switchgear elements, conditions or the operating state of the internal combustion engine) registration of the fact that the current exhaust gas temperature is less than the required exhaust gas temperature (for example, 300 °C for the reduction reaction in the particulate filter or 150 °C for the operation of the selective catalytic reduction catalyst). Alternatively or additionally, the fact is recorded that the current exhaust gas temperature is less than the minimum exhaust gas temperature required for the operation of the exhaust gas aftertreatment system, in particular the selective catalytic reduction catalyst of the internal combustion engine and / or the reduction reaction in the particulate filter, in in particular in the diesel particulate filter (for example, the expiration of a predetermined time or the time the engine has been running since the last reduction reaction, the measurement of the number of particles or similar events). The start of an internal combustion engine, in particular cold start conditions, may also be recorded. Thus, the exhaust gas temperature increase mode can be activated, in particular under conditions where the exhaust gas temperature increase is actually necessary or required.
В дополнительном варианте осуществления изобретения режим повышения температуры отработанных газов активируется на время, в течение которого текущая температура отработанных газов больше или равна необходимому значению, что регистрируется, в частности, непосредственно (например, путем измерения) или опосредованно (например, не напрямую, путем регистрации значений параметров, состояния элементов распределительного устройства, условий или рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания). Также, к примеру, возможно, чтобы производилась регистрация факта, что текущая температура отработанных газов равна или выше минимального значения температуры отработанных газов, необходимого для работы системы нейтрализации отработанных газов, в частности, катализатора избирательного каталитического восстановления, двигателя внутреннего сгорания и/или факта завершения реакции восстановления в сажевом фильтре, в частности, в сажевом фильтре дизельного двигателя. Это позволяет отключать режим повышения температуры отработанных газов, когда повышенная температура отработанных газов больше не требуется или, соответственно, когда температура отработанных газов достигла необходимого значения.In an additional embodiment of the invention, the exhaust gas temperature increase mode is activated for the time during which the current exhaust gas temperature is greater than or equal to the required value, which is recorded, in particular directly (for example, by measurement) or indirectly (for example, indirectly, by registering parameter values, state of switchgear elements, conditions or operating state of the internal combustion engine). It is also possible, for example, to record the fact that the current exhaust gas temperature is equal to or higher than the minimum exhaust gas temperature required for the operation of the exhaust gas aftertreatment system, in particular the selective catalytic reduction catalyst, the internal combustion engine, and/or the fact that the reduction reactions in a particulate filter, in particular in a diesel particulate filter. This makes it possible to deactivate the exhaust gas temperature increase mode when the increased exhaust gas temperature is no longer required or, respectively, when the exhaust gas temperature has reached the required value.
В одном из вариантов осуществления изобретения второй кулачок выполнен для открытия первого клапана механизма газораспределения (в частности, один раз на каждый цикл управления), а именно на такте сжатия после первой половины такта сжатия; и/или в области между 120° поворота КВ до ВМТ и 40° поворота КВ до ВМТ; и/или в области между 100° поворота КВ до ВМТ и 60° поворота КВ до ВМТ; и/или в области между 90° поворота КВ до ВМТ и 70° поворота КВ до ВМТ; и/или при (примерно) 80° поворота КВ до ВМТ.In one embodiment of the invention, the second cam is configured to open the first valve of the gas distribution mechanism (in particular, once per control cycle), namely on the compression stroke after the first half of the compression stroke; and / or in the area between 120 ° turn KV to TDC and 40 ° turn KV to TDC; and / or in the area between 100 ° turn KV to TDC and 60 ° turn KV to TDC; and/or in the region between 90° of the CV to TDC and 70° of the CV to TDC; and/or at (approximately) 80° CV to TDC.
В дополнительном варианте осуществления изобретения второй кулачок выполнен для удержания в открытом состоянии первого клапана механизма газораспределения (в частности, один раз на каждый цикл управления) на менее чем 400° поворота КВ, 350° поворота КВ, 330° поворота КВ и/или 310° поворота КВ; и/или на более чем 200° поворота КВ, 250° поворота КВ, 270° поворота КВ и/или 290° поворота КВ; и/или на (примерно) 300° поворота КВ.In a further embodiment of the invention, the second cam is configured to hold the first valve timing valve open (particularly once per control cycle) for less than 400° CV, 350° CV, 330° CV, and/or 310° turning KV; and/or more than 200° CV, 250° CV, 270° CV and/or 290° CV; and/or (approximately) 300° of CV rotation.
Дополнительно изобретение относится к транспортному средству, в частности, к транспортному средству хозяйственного назначения (например, автобусу или грузовому автомобилю) с регулируемым клапанным приводом согласно приведенному здесь описанию.Additionally, the invention relates to a vehicle, in particular to a utility vehicle (eg bus or truck) with a variable valve drive as described herein.
Также существует возможность применения описанного здесь устройства для легковых автомобилей, двигателей большой мощности, транспортных средств повышенной проходимости, стационарных двигателей, судовых двигателей и т. д.It is also possible to apply the device described here to passenger cars, high power engines, off-road vehicles, stationary engines, marine engines, etc.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with each other in any combination. Other details and advantages of this invention are described below with reference to the accompanying drawings. They show:
Фиг. 1 Схематическое изображение цилиндра двигателя внутреннего сгорания; Fig. 1 Schematic representation of an internal combustion engine cylinder;
Фиг. 2 Пример системы кулачков с регулируемым положением согласно данному раскрытию;Fig. 2 An example of a variable position cam system according to this disclosure;
Фиг. 3 Пример корректирующего устройства согласно данному раскрытию;Fig. 3 An example of a corrective device according to this disclosure;
Фиг. 4 Дополнительный пример корректирующего устройства согласно данному раскрытию; Fig. 4 An additional example of a corrective device according to this disclosure;
Фиг. 5 Диаграмма газораспределения для выпускных клапанов в обычном режиме работы;Fig. 5 Timing diagram for exhaust valves in normal operation;
Фиг. 6 Диаграмма газораспределения для выпускных и впускных клапанов в режиме торможения двигателем с соответствующей кривой давления в цилиндре; иFig. 6 Timing diagram for exhaust and intake valves in engine braking mode with corresponding cylinder pressure curve; and
Фиг. 7 Диаграмма газораспределения для одного выпускного клапана и впускных клапанов в режиме повышения температуры отработанных газов с соответствующей кривой давления в цилиндре.Fig. 7 Timing diagram for one exhaust valve and intake valves in exhaust gas temperature boost mode with corresponding cylinder pressure curve.
Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления или, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений. The embodiments of the invention shown in the figures coincide at least partially, so that similar or identical parts are indicated by the same reference numbers and, as explanations, reference is made to the description of other embodiments or, accordingly, to other figures in order to avoid repetition.
На фиг. 1 представлен цилиндр 12 двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигателем 10 внутреннего сгорания является четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в частности, четырехтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания или четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Предпочтительно, чтобы двигатель 10 внутреннего сгорания являлся частью транспортного средства хозяйственного назначения, например, грузового автомобиля или автобуса, и использовался для привода транспортного средства хозяйственного назначения.In FIG. 1 shows a
Примерный цилиндр 12 включает два впускных клапана 14 (на фиг. 1 показан только один) и два выпускных клапана 16 (на фиг. 1 показан только один). Цилиндр 12 дополнительно включает камеру 18 сгорания и поршень 20. Двигатель 10 внутреннего сгорания может включать некоторое количество цилиндров 12.An
Впускные клапаны 14 соединяют камеру 18 сгорания с системой подачи воздуха двигателя 10 внутреннего сгорания для доставки воздуха для горения в камеру 18 сгорания. Выпускные клапаны 16 соединяют камеру 18 сгорания с выхлопным трактом двигателя 10 внутреннего сгорания для отвода отработанных газов. The
Выпускные клапаны 16 соединены с регулируемым клапанным приводом 22. Для каждого выпускного клапана 16 регулируемый клапанный привод 22 имеет отдельный механизм 24 передачи усилия (на фиг. 1 показан только один). Регулируемый клапанный привод 22 дополнительно включает систему 26 кулачков с регулируемым положением. Механизм 24 передачи усилия может устанавливать кинематическую связь между системой 26 кулачков с регулируемым положением и выпускными клапанами 16. Механизмы 24 передачи усилия могут представлять собой, например, толкатели, качающиеся рычаги или коромысла. Выполняя роль копиров, механизмы 24 передачи усилия могут включать, например, ролик или ползун. Один из механизмов 24 передачи усилия включает, например, выполненное в виде устройства свободного хода (холостого хода) корректирующее устройство 28. Корректирующее устройство 28 предназначено для изменения передачи профиля кулачка, повторяемого или, соответственно, воспроизводимого механизмом 24 передачи усилия, на выпускной клапан 16. Корректирующее устройство 28 может быть интегрировано в механизм 24 передачи усилия в любом положении. Например, корректирующее устройство 28 может быть размещено на стороне клапанов или на стороне распределительного вала механизма 24 передачи усилия.The
Поршень 20 устанавливается в цилиндре 12 известным способом с возможностью возвратно-поступательного движения и соединен с коленчатым валом 30.The
В выхлопном тракте могут быть установлены одно или несколько устройств 32 нейтрализации отработанных газов, например, сажевый фильтр, в частности, сажевый фильтр дизельного двигателя, катализатор окисления, в частности, катализатор окисления для дизельного двигателя и/или катализатор избирательного каталитического восстановления (SCR).One or more
На фиг. 2 изображен внешний вид примерной системы 26 кулачков с регулируемым положением.In FIG. 2 is an external view of an exemplary variable
Система 26 кулачков с регулируемым положением включает одно основание 34 для кулачков (с регулируемым положением). Основание 34, выполненное с возможностью осевого смещения и без возможности вращения, располагается на (распределительном) валу 36. Осевое смещение основания 34 может происходить, например, за счет не изображенных исполнительных элементов, которые могут входить в зацепление со спиралеобразными рабочими участками 38 для смещения основания 34.The variable
Основание 34 включает первый кулачок 40, второй кулачок 42, третий кулачок 44 и четвертый кулачок 46. В зависимости от осевого положения основания 34 первый кулачок 40 или второй кулачок 42 приводится в действие первый выпускной клапан 16 через соответствующий механизм 24 передачи усилия (см. фиг. 1). Точно также второй выпускной клапан 16 приводится в действие через соответствующий механизм 24 передачи усилия (см. фиг. 1) или третьим кулачком 44, или четвертым кулачком 46. Кулачки 40–46 расположены таким образом, что выпускные клапаны 16 (см. фиг. 1) приводятся в действие или первым кулачком 40 и третьим кулачком 44, или вторым кулачком 42 и четвертым кулачком 46. Первый кулачок 40 имеет одинаковую с третьим кулачком 44 форму. Второй кулачок 42 отличается от четвертого кулачка 44. Все кулачки 40–46 не относятся к кулачкам нулевого холода, то есть все кулачки 40, 46 имеют профиль, который приводит в действие соответствующий выпускной клапан 16.The
На фиг. 3 и 4 изображены примеры корректирующих устройств 28. In FIG. 3 and 4 show examples of
На фиг. 3 изображено корректирующее устройство 28 в гнезде 48 механизма 24 передачи усилия со стороны клапана. Корректирующее устройство 28 включает управляющий поршень 50, два блокирующих поршня 52, гидравлический элемент 54 регулировки зазора клапана и контактный элемент 56.In FIG. 3 shows the
Управляющий поршень 50 установлен в гнезде 48 с возможностью осевого перемещения вдоль продольной оси гнезда 48. В частности, управляющий поршень 50 выполнен с возможностью осевого перемещения между первым положением, как показано на фиг. 3, и вторым положением. В изображенном на фиг. 3 рабочем состоянии корректирующего устройства 28 перемещение управляющего поршня 50 из первого положения во второе положение заблокировано блокирующим поршнем 52. Изменения в передаче воспроизводимого механизмом 24 профиля кулачка не происходит. На управляющий поршень 50 в направлении первого положения может воздействовать предварительное осевое усилие, создаваемое упругим элементом, как показано на фиг.
Блокирующие поршни 52 установлены и направляются в управляющем поршне 50 с возможностью перемещения в радиальном направлении по отношению к продольной оси гнезда 48. В изображенном на фиг. 3 положении блокирующие поршни 52 опираются на выступ кольцевого паза 58. Такая опора блокирующих поршней 52 приводит к блокировке перемещения управляющего поршня 50. Упругий элемент может упирать блокирующие поршни 52 друг в друга в направлении к кольцевому пазу 58. На блокирующие поршни 52 может воздействовать гидравлическое давление управляющей среды. Управляющая среда может подаваться через подводящий канал (не изображен), соединяющийся с кольцевым пазом 58. Подача управляющей среды приводит к тому, что блокирующие поршни 52 двигаются по направлению друг к другу. Как только блокирующие поршни 52 перестают опираться на выступ кольцевого паза 58, освобождается перемещение управляющего поршня 50 из первого положения во второе положение (больше не блокируется). The blocking
Тем самым, с помощью корректирующего устройства 28 может быть изменена передача профиля кулачка, если блокирующие поршни 52 задвинуты, то есть перемещение управляющего поршня 50 освобождается. В частности, управляющий поршень 50 может полностью производить свободный ход L, на длину которого уменьшается профиль кулачка, передаваемый во время работы на выпускной клапан 16. In this way, the cam profile transmission can be changed by means of the correcting
Гидравлический элемент 54 регулировки зазора клапана может быть выполнен в виде традиционного гидравлического элемента регулировки зазора клапана (т. н. элемента гидравлического привода клапана), поэтому принцип его действия по компенсации изменяющегося зазора между шаровой опорой и шаровым гнездом контактного элемента 56 здесь подробно не описывается. The hydraulic valve
Как показано на фиг. 4, также, например, возможно, чтобы корректирующее устройство 28 было выполнено без гидравлического элемента регулировки зазора клапана. As shown in FIG. 4, it is also, for example, possible for the correcting
Преимущество изображенного на фиг. 3 и 4 корректирующего устройства 28 заключается в том, что эти устройства представляют собой двухступенчатые версии, в которых гидравлическая камера конструктивно может быть адаптирована к ходу или к передаточному отношению, благодаря чему, в свою очередь, объем и поток рабочей жидкости могут быть небольшими.The advantage shown in Fig. 3 and 4 of the
Дополнительно возможно, чтобы корректирующее устройство имело другую конструкцию и/или другое расположение в той мере, которая позволяет изменять передачу воспроизводимого профиля кулачка на клапан механизма газораспределения, в частности, в форме управляемой активации свободного хода.It is additionally possible for the correction device to have a different design and/or a different arrangement to the extent that it is possible to change the transmission of the reproducible cam profile to the timing valve, in particular in the form of a controlled activation of the freewheel.
Регулируемый клапанный привод 22 с системой 26 кулачков с регулируемым положением и корректирующим устройством 28 позволяет управлять двигателем 10 внутреннего сгорания или, соответственно, его выпускными клапанами 16 в трех разных режимах работы. Эти три режима работы описаны со ссылкой на фиг. 1–7.A
На фиг. 5 показан первый режим работы относительно кривой газораспределения выпускных клапанов 16. Этот первый режим работы соответствует обычному режиму работы. В обычном режиме работы выпускные клапаны 16 приводятся в движение так, что они открыты на такте выпуска (см. кривую A). В частности, профили первого кулачка 40 и третьего кулачка 44 выполнены в соответствии с кривой A газораспределения. В обычном режиме работы первый и второй выпускные клапаны 16 открываются в конце рабочего хода и закрываются в конце такта выпуска или, соответственно, в начале такта впуска. В обычном режиме работы в цилиндры 12 двигателя 10 внутреннего сгорания подается топливовоздушная смесь, которая воспламеняется в этих цилиндрах 12. In FIG. 5 shows a first mode of operation with respect to the valve timing of the
Цилиндр 12 может работать в обычном режиме, если основание 34 занимает такое осевое положение, в котором первый кулачок 40 и третий кулачок 44 кинематически связаны с первым и вторым выпускными клапанами 16. Дополнительно корректирующее устройство 28 не может быть активировано.The
На фиг. 6 изображен второй режим работы относительно (комбинированной) кривой выпускных клапанов 16, кривой впускных клапанов 14 и кривой давления в цилиндре. Второй режим работы соответствует режиму торможения двигателем 10 внутреннего сгорания. В режиме торможения двигателем зажигание в соответствующем цилиндре 12 не происходит. In FIG. 6 shows the second mode of operation with respect to the (combined)
Цилиндр 12 может работать в режиме торможения двигателем, если основание 34 занимает такое осевое положение, в котором второй кулачок 42 и четвертый кулачок 44 кинематически связаны с первым и вторым выпускными клапанами 16. Дополнительно корректирующее устройство 28 не может быть активировано.
В режиме торможения двигателем впускные клапаны 14 открываются как в обычном режиме работы на такте впуска, как показано пунктирной линией B. Кривая C газораспределения, обозначенная штрихпунктирной линией, распределена между вторым кулачком 42 и четвертым кулачком 46. В частности, работе второго кулачка 42 соответствует участок C1 кривой C. За пределами участка C1 кривая второго кулачка 42, в частности, больше не имеет подъема. Работе четвертого кулачка 46 соответствует участок C2 кривой C. За пределами участка C2 кривая четвертого кулачка 46, в частности, больше не имеет подъема. В результате выпускные клапаны 16 приводятся в действие как описано ниже. Первый выпускной клапан 16 открывается под воздействием второго кулачка 42 в конце такта сжатия, во время рабочего хода открывается больше и, наконец, закрывается в начале такта выпуска. В это время второй выпускной клапан 16 остается закрытым из-за отсутствия соответствующего подъема на четвертом кулачке 46. В конце такта выпуска четвертый кулачок 46 открывает второй выпускной клапан 16 в соответствии с участком C2, а затем снова закрывает его в начале такта впуска. В это время первый выпускной клапан 16 остается закрытым из-за отсутствия соответствующего подъема на втором кулачке 42. In the engine braking mode, the
В частности, первый выпускной клапан 16 открывается под действием второго кулачка 42 в диапазоне от 120° поворота КВ до ВМТ до 40° поворота КВ до ВМТ, в частности, приблизительно при 80° до ВМТ на такте сжатия, а затем удерживается в открытом положении, например, приблизительно на 300° поворота КВ. Открытие первого выпускного клапана 16 вторым кулачком может производиться в два этапа, как показано, чтобы, например, получить необходимую декомпрессию в конце такта сжатия за счет ограничения сечения потока посредством частичного открытия первого выпускного клапана 16 и/или чтобы сохранять нагрузку на регулируемый клапанный привод 22 из-за открытия первого выпускного клапана 16 с преодолением давления в цилиндре на низком уровне. Затем на такте рабочего хода первый выпускной клапан 16 может быть открыт еще больше по сравнению с тактом сжатия.In particular, the
В частности, второй выпускной клапан 16 открывается под действием четвертого кулачка 46 в диапазоне от 120° поворота КВ до ВМТ до 40° поворота КВ до ВМТ, в частности, приблизительно при 80° поворота КВ до ВМТ на такте выпуска, а затем удерживается в открытом положении, например, приблизительно на 120° поворота КВ. In particular, the
Комбинированная кривая C газораспределения показывает двойную декомпрессию сжатого отработанного газа в выхлопном тракте, за счет чего достигается эффект торможения двигателем. Первая декомпрессия происходит в конце такта сжатия за счет открытия первого выпускного клапана 16, через который сжатый газ выдавливается из камеры 18 сгорания в выхлопной тракт. На такте рабочего хода газ всасывается из выхлопного тракта в камеру сгорания через открытый первый выпускной клапан 16. Вторая декомпрессия происходит в конце такта выпуска за счет открытия второго выпускного клапана 16, через который сжатый газ выдавливается из камеры 18 сгорания в выхлопной тракт. Двойное сжатие с последующей декомпрессией в каждом случае наглядно отражено кривой D давления в цилиндре, которая показана сплошной линией.The combined valve timing curve C shows a double decompression of the compressed exhaust gas in the exhaust path, thereby achieving an engine braking effect. The first decompression occurs at the end of the compression stroke by opening the
На фиг. 7 изображен третий режим работы относительно кривой второго выпускного клапана 16, кривой впускных клапанов 14 и кривой давления в цилиндре. Третий режим работы соответствует режиму повышения температуры отработанных газов в цилиндре 12 двигателя 10 внутреннего сгорания. В режиме повышения температуры отработанных газов производится зажигание в соответствующем цилиндре 12. Режим повышения температуры отработанных газов активируется при необходимости повышения температуры отработанных газов.In FIG. 7 shows the third mode of operation with respect to the curve of the
Режим повышения температуры отработанных газов может потребоваться в определенных ситуациях в процессе эксплуатации двигателя 10 внутреннего сгорания. Например, может потребоваться осуществление реакции восстановления в сажевом фильтре, для чего может быть необходима температура отработанных газов в диапазоне от 300 до 350°C. Также возможно, что при холодном пуске двигателя 10 внутреннего сгорания должна быть достигнута минимальная температура отработанных газов для обеспечения необходимой работы катализатора избирательного каталитического восстановления. В частности, при температуре 150°C преобразование окисей азота в катализаторе избирательного каталитического восстановления может быть недостаточным. Если при этом транспортное средство эксплуатируется в диапазоне низких нагрузок, например, при 600–1000 об/мин, то уровень температуры отработанных газов может быть, в общем сравнительно низким. The exhaust gas temperature increase mode may be required in certain situations during operation of the
Цилиндр 12 может работать в режиме повышения температуры отработанных газов, если основание 34 занимает такое осевое положение, в котором второй кулачок 42 и четвертый кулачок 44 кинематически связаны с первым и вторым выпускными клапанами 16. Дополнительно может быть активировано корректирующее устройство 28. The
Активация корректирующего устройства 28 приводит к тому, что подъем второго кулачка 42, то есть участок C1 на фиг. 6, компенсируется свободным ходом L. Второй кулачок 42 не открывает первый выпускной клапан 16 на протяжении всего цикла управления. Как показано с помощью кривой E газораспределения (штрихпунктирная линия), второй выпускной клапан 16 открывается четвертым кулачком 44 в конце такта выпуска, а в начале такта впуска снова закрывается в соответствии с участком C2 на фиг. 6. Давление в цилиндре 12 с зажиганием рабочей смеси может, например, изменяться в соответствии с кривой F (сплошная линия).Activation of the
Повышение температуры в режиме повышения температуры отработанных газов происходит за счет значительного увеличения работы в контуре смены рабочей смеси. Это увеличение обусловлено начальным сжатием отработанного газа в цилиндре 12 на такте выпуска и последующей декомпрессией в области ВМТ. В результате на индикаторной диаграмме (диаграмма зависимости давления p от объема V) формируется контур с левым вращением (левосторонний процесс), отражающий работу с отрицательным значением и повышение температуры отработанного газа. Одновременно в контуре высокого давления необходимо компенсировать дополнительную работу на смену рабочей смеси, что приводит к повышению количества впрыскиваемого топлива и также — к росту температуры отработанных газов.The increase in temperature in the mode of increasing the temperature of the exhaust gases occurs due to a significant increase in work in the circuit for changing the working mixture. This increase is due to the initial compression of the exhaust gas in
Здесь описывается наиболее предпочтительный пример осуществления изобретения регулируемого клапанного привода, который позволяет эксплуатировать двигатель в обычном режиме, в режиме торможения двигателем и в режиме повышения температуры отработанных газов. Следует обратить внимание на то, что возможность разных схем управления клапанами механизма газораспределения, в частности, того же типа (например, выпускных или впускных клапанов), за счет разных профилей кулачков одного основания может быть использована для реализации других режимов работы двигателя. Тем самым, например, с помощью первого кулачка и третьего кулачка основания может быть реализован обычный режим работы. С помощью второго кулачка и четвертого кулачка может быть реализован режим работы, отличающийся от упомянутого выше, при этом соответствующие клапаны по-разному приводятся в действие вторым и четвертым кулачками. Сочетание профилей кулачков или, соответственно, их перекрытия в таком случае делает возможными другие режимы работы. Дополнительно и как необязательное условие можно использовать одно или несколько корректирующих устройств, как было описано, например, здесь, чтобы компенсировать профиль, например, второго кулачка и/или четвертого кулачка. Это может обеспечить работу в одном или нескольких дополнительных режимах, как было описано здесь на примере режима повышения температуры отработанных газов.This describes the most preferred embodiment of the invention of a variable valve actuator, which allows the engine to be operated in normal mode, in engine braking mode and in exhaust gas temperature rise mode. It should be noted that the possibility of different valve control schemes of the gas distribution mechanism, in particular, of the same type (for example, exhaust or intake valves), due to different cam profiles of the same base, can be used to implement other engine operating modes. Thus, for example, with the help of the first cam and the third base cam, the normal mode of operation can be realized. By means of the second cam and the fourth cam, a mode of operation different from that mentioned above can be realized, with the respective valves actuated differently by the second and fourth cams. The combination of the cam profiles or their overlaps then makes other operating modes possible. Additionally and as an optional condition, one or more corrective devices can be used, as described, for example, here, to compensate for the profile of, for example, the second cam and/or the fourth cam. This may provide for operation in one or more additional modes, as described herein using the exhaust gas temperature increase mode as an example.
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки независимого пункта 1 формулы изобретения могут быть раскрыты независимо друг от друга. Дополнительно признаки зависимых пунктов формулы изобретения раскрываются независимо от всех признаков независимого пункта 1 и, к примеру, независимо от признаков касательно наличия и/или конфигурации системы кулачков с регулируемым положением, основания для кулачков, первого кулачка, второго кулачка, третьего кулачка и/или четвертого кулачка из независимого пункта 1. The present invention is not limited to the preferred embodiments that have been described above. Moreover, many variations and modifications are possible in which the idea of this invention will also be used, and therefore such variations will be within the scope of legal protection. In particular, the present invention claims to protect the subject matter and features of the dependent claims, regardless of reference to the respective claims. In particular, the features of the independent claim 1 of the claims can be disclosed independently of each other. Additionally, the features of the dependent claims are disclosed independently of all the features of the independent claim 1 and, for example, regardless of the features regarding the presence and/or configuration of the variable position cam system, the cam base, the first cam, the second cam, the third cam and/or the fourth cam from independent point 1.
Список номеров позицийPosition number list
10 Двигатель внутреннего сгорания10 Internal combustion engine
12 Цилиндр12 Cylinder
14 Впускной клапан14 intake valve
16 Выпускной клапан16 Exhaust valve
18 Камера сгорания18 Combustion chamber
20 Поршень20 Piston
22 Регулируемый клапанный привод22 Variable valve drive
24 Механизм передачи усилия24 Force transfer mechanism
26 Система кулачков с регулируемым положением26 Variable cam system
28 Корректирующее устройство28 Correction device
30 Коленчатый вал30 Crankshaft
32 Система нейтрализации отработанных газов32 Exhaust gas aftertreatment system
34 Основание для кулачков34 Cam base
36 Вал36 Shaft
38 Рабочий участок38 Work area
40 Первый кулачок40 First cam
42 Второй кулачок42 Second cam
44 Третий кулачок44 Third cam
46 Четвертый кулачок46 Fourth cam
48 Гнездо48 Nest
50 Управляющий поршень50 Control piston
52 Блокирующий поршень52 Blocking piston
54 Гидравлический элемент регулировки зазора клапана54 Hydraulic element for adjusting valve clearance
56 Контактный элемент56 Contact element
58 Кольцевой паз58 Ring groove
A - Кривая газораспределения выпускного клапана (обычный режим работы)A - Exhaust valve timing curve (normal operation)
B - Кривая газораспределения впускного клапанаB - Inlet valve timing curve
C - Кривая газораспределения выпускного клапана (режим торможения двигателем)C - Exhaust valve timing (engine braking mode)
C1 - Первый участокC1 - First section
C2 - Второй участокC2 - Second section
D - Изменение давления в цилиндре (режим торможения двигателем)D - Change in cylinder pressure (engine braking mode)
E - Кривая газораспределения выпускного клапана (режим повышения температуры отработанных газов)E - Exhaust Valve Timing Curve (Exhaust Gas Temperature Boost Mode)
F - Изменение давления в цилиндре (режим повышения температуры отработанных газов)F - Changing the pressure in the cylinder (exhaust gas temperature increase mode)
L - Свободный ход.L - Free play.
Claims (47)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018105359.2 | 2018-03-08 | ||
DE102018105359.2A DE102018105359A1 (en) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | Variable valve train with sliding cam system for an internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019106100A RU2019106100A (en) | 2020-09-04 |
RU2778596C2 true RU2778596C2 (en) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009015639A1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Internal combustion engine for motor vehicle, has inlet valves associated with cylinders, where cylinders comprise combustion chamber masking, which is attached to one of valves, and swirl flap, which is attached to another one of valves |
WO2012038191A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Avl List Gmbh | Four-stroke internal combustion engine with engine brake |
RU2476692C2 (en) * | 2007-08-07 | 2013-02-27 | Это Магнетик Гмбх | Device to adjust ice camshaft |
RU2540344C1 (en) * | 2011-02-19 | 2015-02-10 | Фольксваген Акциенгезельшафт | Ice timing valve control module |
DE102015106978A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-09 | Hyundai Motor Company | Multi-variable valve lift |
WO2017174353A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Valve train and engine assembly |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476692C2 (en) * | 2007-08-07 | 2013-02-27 | Это Магнетик Гмбх | Device to adjust ice camshaft |
DE102009015639A1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft | Internal combustion engine for motor vehicle, has inlet valves associated with cylinders, where cylinders comprise combustion chamber masking, which is attached to one of valves, and swirl flap, which is attached to another one of valves |
WO2012038191A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Avl List Gmbh | Four-stroke internal combustion engine with engine brake |
RU2540344C1 (en) * | 2011-02-19 | 2015-02-10 | Фольксваген Акциенгезельшафт | Ice timing valve control module |
DE102015106978A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-09 | Hyundai Motor Company | Multi-variable valve lift |
WO2017174353A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Valve train and engine assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5256309B2 (en) | Valve bridge with integrated lost motion system | |
US8375904B2 (en) | Early intake valve closing and variable valve timing assembly and method | |
US8042504B2 (en) | Adjusting valve timing to deactivate engine cylinders for variable displacement operation | |
US10794242B2 (en) | Device for controlling at least one valve in an internal combustion engine | |
US7434556B2 (en) | Engine valve actuation system | |
EP1936132A1 (en) | Internal combustion engine with intake valves having a variable actuation and a lift profile including a constant lift boot portion | |
US6679207B1 (en) | Engine valve actuation system | |
EP0515520A1 (en) | Valve control means. | |
GB2378729A (en) | Adjustable engine valve control system | |
US10533466B2 (en) | Variable valve gear with braking cams | |
US10584619B2 (en) | Variable valve gear | |
US20030121484A1 (en) | Continuously variable valve timing, lift and duration for internal combustion engine | |
US7392777B2 (en) | Variable valve train of an internal combustion engine | |
US20050087159A1 (en) | Engine valve actuation system | |
US20030127063A1 (en) | Continually variable valve timing, lift, and duration for internal combustion engine | |
RU2778596C2 (en) | Adjustable valve drive with system of cams with adjustable position for internal combustion engine | |
US5931124A (en) | Valve timing for internal-combustion engines | |
EP3417156B1 (en) | A device for controlling at least one valve in an internal combustion engine | |
Kreuter et al. | The META VVH system-A continuously variable valve timing system | |
CN110242382B (en) | Variable valve gear mechanism with sliding cam system for internal combustion engine | |
EP1550794B1 (en) | Diesel engine with dual-lobed intake cam for compression ratio control | |
JP2009180142A (en) | Valve system of internal combustion engine | |
US7568460B2 (en) | Variable valve drive of an internal combustion engine | |
US6779498B2 (en) | Internal combustion engine operating on spark-ignitable fuel | |
JP3700485B2 (en) | Valve characteristic control device for internal combustion engine |