專利名稱：一種調(diào)節(jié)進氣門相位的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣油發(fā)動機，具體是 一種對發(fā)動機進氣門相位進行調(diào) 節(jié)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前發(fā)動機的進氣門都采用固定相位技術(shù)。對于一臺4沖程發(fā)動 機，做功沖程末，活塞處于下止點時排氣門開始打開，發(fā)動機進入排 氣沖程，直到活塞到達上止點，排氣門關(guān)閉，進氣門打開，發(fā)動機進 入吸氣沖程。當(dāng)活塞正好運行一周重新回到下止點時，進氣門關(guān)閉， 發(fā)動機進入壓縮沖程。現(xiàn)有技術(shù)的特點是實現(xiàn)簡單，使用固定相位凸輪軸技術(shù)可以按照 上述原理精確的控制氣缸的進氣時間。但是這種固定相位的進氣模式 并不是最佳的，其理由如下首先，進氣門打開的時機，在排氣沖程，由于大部分廢氣在中前 期就已排出，并且在排氣岐管中形成了高密度的高速氣流，沖向排氣 管方向。這部分廢氣越是遠離氣缸，對于缸內(nèi)尚未排出的廢氣來說， 其需要填充的體積就越大，相應(yīng)的平均壓強也就越低。這個壓強可以 低到活塞尚未到達上止點之前，缸內(nèi)壓強可能就已經(jīng)低于進氣岐管內(nèi) 可燃混合氣的壓強了。所以，如果進氣門提前一點開啟就會提高進氣 量。進氣門關(guān)閉的時機，如果在活塞越過下止點一定角度，開始壓縮 沖程之后再關(guān)閉進氣門。直觀的感覺可能是，這時活塞已經(jīng)開始上升， 剛剛吸入的可燃混合氣又要被排出去一部分，性能會下降。但是，只 要時機適當(dāng)，這樣做反而可以增加吸氣量，改善性能。因為在吸氣沖 程可燃混合氣被活塞抽入氣缸，進氣門附近的氣流速度可以高達每秒 兩百多米，而我們前面說過，在下止點附近活塞的垂直運動相對很慢，氣缸內(nèi)體積變化并不大。此時進氣岐管內(nèi)的可燃混合氣靠慣性繼續(xù)沖 入氣缸的趨勢還是占了上風(fēng)。如果不斷將進氣氣門開啟的時間提前，并將關(guān)閉時間延后，形成 同一時間進氣門及排氣門均同時開啟的現(xiàn)象，這就是所謂的"氣門重 迭"。當(dāng)氣門重迭較多時，高速的動力的確得到滿足，但當(dāng)延長超過 一定程度之后，會有部分的油氣就直接從快捷方式跑出了引擎，沒有 留在氣缸內(nèi)，這種現(xiàn)象在引擎低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時特別明顯，造成低轉(zhuǎn)速時 動力的流失。在現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種對進氣門進行有效控制的方法 和裝置。發(fā)明內(nèi)容(一) 要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中進氣門釆用固定相位的不足之 處，釆用一種對進氣門相位進行調(diào)節(jié)技術(shù)，使發(fā)動機氣缸進氣門在引 擎轉(zhuǎn)速較低時，使進氣氣門開啟的時間晚一點，關(guān)閉的時間早一點，以維持低轉(zhuǎn)速的動力輸出；而當(dāng)轉(zhuǎn)速慢慢提高時，使進氣門開啟的時 機早一點，關(guān)閉的時間晚一點，讓油氣可以充份的提供，以產(chǎn)生連綿 不絕的動力，讓進氣門可以在不同的情況下以不同的時機開啟。(二) 技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是釆用一種調(diào)節(jié)進氣門相位的方法，所述調(diào)節(jié)相位方法包括如下步驟Sl:電子控制單元釆集凸輪軸相位傳感器的檢測信號；S2:電子控制單元根據(jù)釆集到的當(dāng)前凸輪軸相位，計算出當(dāng)前進氣門的實際相位數(shù)據(jù)；S3:電子控制單元根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機的狀態(tài)，計算出一個最佳的氣門目標(biāo)相位數(shù)據(jù)；S4:電子控制單元計算出氣門實際相位與目標(biāo)相位的差值數(shù)據(jù)，依據(jù)所述差值釆用比例、積分、微分算法輸出 一個脈寬寬度調(diào)制信號；S5:將所述脈寬寬度調(diào)制信號輸送到機油控制閥，用于控制機油 控制閥內(nèi)滑閥的位置； 'S6:所述機油控制閥釆用液壓的方式控制一個可變正時閥，使可 變正時閥中的擺輪按電子控制單元的指令進行轉(zhuǎn)動；S7:由于所述擺輪與所述凸輪軸連接在一起，擺輪的轉(zhuǎn)動將帶動 凸輪軸轉(zhuǎn)動，凸輪軸的轉(zhuǎn)動用于調(diào)節(jié)氣門的相位。其中，所述S4進一步包括，所述電子控制單元是控制機油控制 閥內(nèi)的線圈通電或斷電，所述線圈控制機油控制閥內(nèi)的滑閥在閥體內(nèi) 滑動，通過所述滑閥位置的改變控制機油控制閥內(nèi)的液壓油，從一個 出油口流出經(jīng)油管流入可變正時閥，從另 一 個出油口經(jīng)油管從可變正 時閥流回到機油控制閥，從而對可變正時閥進角油室或遲角油室的供 給油壓作調(diào)節(jié)和/或切換控制。其中，所述最佳氣門相位數(shù)據(jù)，是依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、機油 溫度傳感器、機油壓力傳感器、凸輪軸相位傳感器、發(fā)動機運行時間 傳感器、大氣壓力傳感器、線圈溫度傳感器、點火電壓傳感器的檢測 信號，經(jīng)電子控制單元計算后得出的數(shù)據(jù)。一種調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括控制發(fā)動機氣 缸吸氣氣門的凸輪軸，在所述凸輪軸的一側(cè)裝有凸輪相位傳感器，在 所述凸輪軸的另一側(cè)裝有調(diào)節(jié)凸輪軸相位的可變正時閥，所述可變正 時閥通過輸油管與機油控制閥連接，所述機油控制閥內(nèi)的線圈與電子 控制單元的輸出端連接，所述電子控制單元的輸入端與所述凸輪相位 傳感器連接，所述凸輪軸和機油控制閥分別安裝在發(fā)動機機架上，其中，所述機油控制閩包括進油口、出油口、回油口、柱塞、滑 閥、線圈、復(fù)位彈簧、閥體，所述進油口、回油口與機油泵連接，所 述出油口有兩個， 一個出油口通過油管與可變正時閥的進角油室連 接，另一個出油口通過油管與可變正時閥的遲角油室連接，所述線圈 與電子控制單元的輸出端連接，所述柱塞位于所述線圈內(nèi)并與滑閥的一端相連接，在所述滑閥的另一端與閥體內(nèi)腔之間裝有復(fù)位彈簧，在 所述滑閥上和閥體內(nèi)分別設(shè)有凹槽，所述凹槽的位置與所述進油口、 出油口、回油口的位置相對應(yīng)。其中，所述可變正時閥包括殼體、進油孔、擺輪，在所述殼體內(nèi) 至少設(shè)有一個進角油室和至少 一個遲角油室，在所述進角油室內(nèi)設(shè)有 液壓油的進出孔，該孔與機油控制閥的出油口通過油管連接，在所述 遲角油室上也設(shè)有液壓油的進出孔，該孔也與機油控制閩出油口通過 油管連接，所述機殼與發(fā)動機機架固定在一起，所述擺輪與所述凸輪 軸固定在一起，在所述擺輪上設(shè)有扇葉，所述扇葉安裝在進角油室和 遲角油室內(nèi)。 (三)有益效果本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是，釆用進氣門相位可變技術(shù)后，發(fā)動 機的進氣效率得到了提高，所以提高了發(fā)動機燃燒效率，從而降低了 排放，提高了發(fā)動機的扭矩，節(jié)省了燃油。


圖i是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明時正閥對遲角油室供油示意圖； 圖3是本發(fā)明時正閥對進角油室供油示意圖； 圖4是本發(fā)明機油控制閥結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的立體裝配圖。圖中1、可變正時閥；2、凸輪軸；3、擺輪；4、殼體；5、遲 角油室；6、進角油室；7、凸輪軸相位傳感器；8、電子控制單元；9、 連接進角油室的管路；10、連接遲角油室的管路；11、機油泵；20、 機油控制閥、21、出油口； 22、線圈；23、柱塞；24、復(fù)位彈簧；25、 回油口； 26、進油口； 27、滑閥；28、閥體；30、排氣的凸輪軸；40、 曲軸；50、曲軸傳感器；60、傳動鏈。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 如附圖1至5所示，本發(fā)明調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，其中調(diào)節(jié)進 氣門相位的執(zhí)行機構(gòu)可以分為兩大部分， 一是可變正時閥l，二是機油控制閥20。電子控制單元8發(fā)出信號對機油控制閥20中的滑閥27 進行作動控制，從而對進角油室6或遲角油室5的供給油壓作切換控 制，使可變正時閥1中的擺輪按電子控制單元的指令轉(zhuǎn)動，達到控制 進氣門相位的目的。電子控制單元8對進氣門的控制是閉環(huán)的，首先電子控制單元8 會根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機的狀態(tài)計算出 一個最佳的目標(biāo)相位，根據(jù)當(dāng)前的凸 輪軸相位計算出當(dāng)前的進氣門實際相位，然后計算出實際相位與目標(biāo) 相位的差。電子控制單元8釆用比例、積分、微分算法根據(jù)相位差輸 出一個脈寬寬度調(diào)制信號來控制機油控制閥20中滑閥27的位置，從而 達到控制可變正時閥l的目的。本發(fā)明的具調(diào)節(jié)進氣門相位的方法包括如下步驟 第一步電子控制單元8采集凸輪軸相位傳感器7的檢測信號； 第二步電子控制單元8根據(jù)采集到的當(dāng)前凸輪軸2相位數(shù)據(jù)，計 算出當(dāng)前進氣門的實際相位數(shù)據(jù)；第三步電子控制單元8根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機的狀態(tài)，計算出一個最佳 的氣門目標(biāo)相位數(shù)據(jù)；第四步電子控制單元8計算出氣門實際相位與目標(biāo)相位的差值 數(shù)據(jù)，依據(jù)所述差值釆用比例、積分、微分算法輸出一個脈寬寬度調(diào)制信號；第五步將所述脈寬寬度調(diào)制信號輸送到機油控制閥20，用于控 制機油控制閥內(nèi)滑閥2 7的位置；第六步所述機油控制閥20釆用液壓的方式控制一個可變正時閥 1,使可變正時閥中的擺輪3按電子控制單元8的指令進行轉(zhuǎn)動；第七步所述擺輪3與所述凸輪軸2是連接在一起，擺輪3的轉(zhuǎn)動將帶動凸輪軸2轉(zhuǎn)動，凸輪軸的轉(zhuǎn)動可用于調(diào)節(jié)氣門的相位。本發(fā)明所述第四步進 一步包括，電子控制單元8控制機油控制闔20內(nèi)的線圈22通電或斷電，控制機油控制閥20內(nèi)的滑閥27在閥體 內(nèi)滑動，通過滑閥27位置的改變控制閥內(nèi)的液壓油從一個進油口 26 流入可變正時閥1，從一個出油口 21經(jīng)油管9流入可變正時閥1內(nèi) 進角油室6，可變正時閥1遲角油室內(nèi)的液壓油經(jīng)油管IO流回到機 油控制閥的另一個出油口 21，從而對可變正時閥1進角油室6或遲 角油室5的供給油壓作調(diào)節(jié)和/或切換控制。本發(fā)明所述最佳氣門相位數(shù)據(jù)，是依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、機油 溫度傳感器、機油壓力傳感器、凸輪軸相位傳感器、發(fā)動機運行時間 傳感器、大氣壓力傳感器、線圈溫度傳感器、點火電壓傳感器的檢測 信號，經(jīng)電子控制單元計算后得出的數(shù)據(jù)。本發(fā)明調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括控制發(fā)動機 氣缸吸氣氣門的凸輪軸2，在所述凸輪軸2的一側(cè)裝有凸輪相位傳感器 7，在所述凸輪軸2的另一側(cè)裝有調(diào)節(jié)凸輪軸相位的可變正時閥1，所 述可變正時閥1通過輸油管9、 10與機油控制閥20連接，所述機油控制 閥20內(nèi)的線圈22與電子控制單元8的輸出端連接，所述電子控制單元8 的輸入端與所述凸輪相位傳感器7連接，所述凸輪軸2和機油控制閥20 分別安裝在發(fā)動機機架上。 '本發(fā)明中的機油控制閥20包括進油口 26、兩個出油口21、回油 口 25、柱塞23、滑閥27、線圈22、復(fù)位彈簧24、閥體28，所述進 油口 26、回油口 25與機油泵11連接，其中一個出油口通過油管9 與可變正時閥1的進角油室6連接，另一個出油tf 21通過油管IO與 可變正時閩l的遲角油室5連接，所述線圈22與電子控制單元8的 輸出端連接，所述柱塞23位于所述線圈22內(nèi)并與滑閥27的一端相 連接，所述滑閥27的另一端與閥體28內(nèi)腔之間裝有復(fù)位彈簧24， 在所述滑閥27上和閥體28內(nèi)分別設(shè)有凹槽，所述凹槽的位置與所述進油口26、出油口21、回油口25的位置相對應(yīng)。本發(fā)明中的正可變時閥1包括殼體4、進角油室6、遲角油室5、進 油孔、擺輪3，在所述殼體4內(nèi)至少設(shè)有一個進角油室6和至少一個遲 角油室5，在所述進角油室6內(nèi)設(shè)有液壓油的進出孔，該孔與機油控制 閥20的出油口21通過油管9連接，在所述遲角油室6上也設(shè)有液壓油的 進出孔，該孔也與機油控制閥20出油口21通過油管10連接，所述機殼 4與發(fā)動機機架固定在一起，所述擺輪3與所述凸輪軸2固定在一起， 在所述擺輪3上設(shè)有扇葉，所述扇葉安裝在進角油室6和遲角油室5內(nèi)。 如圖5所示，本發(fā)明的立體裝配圖，在發(fā)動機機架上裝有曲軸40和曲 軸傳感器50,所述曲軸40與活塞和氣缸連接，在所述氣缸的上端裝有 進氣門和排氣門，所述進氣門和排氣門分別與進氣凸輪軸2和排氣凸 輪軸30相對應(yīng)，在進氣凸輪軸2的一端裝有凸輪軸相位傳感器7，在同 一凸輪軸的另一端裝有可變正時閥l,所述可變正時閥1通過油管9、 10與機油控制閥2 0連接，所述機油控制閥的進油口與機油泵11相連 接，所述曲軸40與所述凸輪軸2、 30之間由傳動鏈60連接。以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應(yīng)落 入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1、一種調(diào)節(jié)進氣門相位的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)相位方法包括如下步驟S1電子控制單元(8)采集凸輪軸相位傳感器(7)的檢測信號；S2電子控制單元(8)根據(jù)采集到的當(dāng)前凸輪軸(2)相位，計算出當(dāng)前進氣門的實際相位數(shù)據(jù)；S3電子控制單元(8)根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機的狀態(tài)，計算出一個最佳的氣門目標(biāo)相位數(shù)據(jù)；S4電子控制單元(8)計算出氣門實際相位與目標(biāo)相位的差值數(shù)據(jù)，依據(jù)所述差值采用比例、積分、微分算法輸出一個脈寬寬度調(diào)制信號；S5將所述脈寬寬度調(diào)制信號輸送到機油控制閥(20)，用于控制機油控制閥內(nèi)滑閥(27)的位置；S6所述機油控制閥(20)采用液壓的方式控制一個可變正時閥(1)，使可變正時閥中的擺輪(3)按電子控制單元(1)的指令進行轉(zhuǎn)動；S7由于所述擺輪(3)與所述凸輪軸(2)連接在一起，擺輪(3)的轉(zhuǎn)動將帶動凸輪軸(2)轉(zhuǎn)動，凸輪軸(2)的轉(zhuǎn)動用于調(diào)節(jié)氣門的相位。
2、 如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)進氣門相位的方法，其特征在于， 所述S4進一步包括，所述電子控制單元(8)是控制機油控制閥內(nèi)的 線圈(22 )通電或斷電，所述線圈(22 )控制機油控制閥內(nèi)的滑閥(27 ) 在閥體內(nèi)滑動，通過所述滑閥位置的改變控制機油控制閥(20)內(nèi)的 液壓油，從一個出油口 (21)流出經(jīng)油管(9)流入可變正時閥(1)， 從另一個出油口 (21)經(jīng)油管(10)從可變正時閥(1)流回到機油 控制閥(20),從而對可變正時閥(1)進角油室(6)或遲角油室(5) 的供給油壓作調(diào)節(jié)和/或切換控制。
3、 如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)進氣門相位的方法，其特征在于， 所述最佳氣門相位數(shù)據(jù)，是依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、機油溫度傳感器、 機油壓力傳感器、凸輪軸相位傳感器、發(fā)動機運行時間傳感器、大氣 壓力傳感器、線圈溫度傳感器、點火電壓傳感器的檢測信號，經(jīng)電子 控制單元計算后得出的數(shù)據(jù)。
4、 用于如權(quán)利要求l所述方法的調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括控制發(fā)動機氣缸吸氣氣門的凸輪軸(2), 在所述凸輪軸的一側(cè)裝有凸輪相位傳感器(7)，在所述凸輪軸(2) 的另 一側(cè)裝有調(diào)節(jié)凸輪軸相位的可變正時閥(1),所述可變正時閥(1 ) 通過輸油管(9、 10)與機油控制閥(20)連接，所述機油控制閥內(nèi) 的線圈(22)與電子控制單元(8)的輸出端連接，所述電子控制單 元(8)的輸入端與所述凸輪相位傳感器(7)連接，所述凸輪軸(2) 和機油控制閥(20)分別安裝在發(fā)動機機架上。
5、 如權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，其特征在于， 所述機油控制閩(20)包括進油口 (26)、出油口 (21)、回油口 (25)、 柱塞(23)、滑閥(27)、線圈(22)、復(fù)位彈簧(24)、閩體(28), 所述進油口 (26)、回油口 (25)與機油泵(11)連接，所述出油口(21)有兩個， 一個出油口通過油管(9)與可變正時闊的進角油室 (6)連接，另一個出油口 (21)通過油管(10)與可變正時閥的遲 角油室(5)連接，所述線圈(22)與電子控制單元(8)的輸出端連 接，所述柱塞(23)位于所述線圈(22)內(nèi)并與滑閥(27)的一端相 連接，在所述滑閥(27 )的另 一端與閩體內(nèi)腔之間裝有復(fù)位彈簧(24 ), 在所述滑閥(27)上和閥體(28)內(nèi)分別設(shè)有凹槽，所述凹槽的位置 與所述進油口 (26)、出油口 (21)、回油口 (25)的位置相對應(yīng)。
6、 如權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)進氣門相位的裝置，其特征在于， 所述可變正時閥(1)包括殼體(4)、進油孔、擺輪(3)，在所述殼 體(4)內(nèi)至少設(shè)有一個進角油室(6)和至少一個遲角油室(5)，在所述進角油室(6)內(nèi)設(shè)有液壓油的進出孔，該孔與機油控制閥(20)的出油口 (21)通過油管(9)連接，在所述遲角油室(5)上也設(shè)有 液壓油的進出孔，該孔也與機油控制閥(20)出油口 (21)通過油管 (IO)連接，所述機殼(4)與發(fā)動機機架固定在一起，所述擺輪(3) 與所述凸輪軸(2)固定在一起，在所述擺輪(3)上設(shè)有扇葉，所述 扇葉安裝在進角油室(6)和遲角油室(5)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣油發(fā)動機，本發(fā)明采用一種調(diào)節(jié)進氣門相位的方法及裝置，其中調(diào)節(jié)進氣門相位的執(zhí)行機構(gòu)可以分為兩大部分，一是可變正時閥，二是機油控制閥。電子控制單元發(fā)出信號對機油控制閥中的滑閥進行作動控制，從而對進角油室或遲角油室的供給油壓作切換控制，使可變正時閥中的擺輪按電子控制單元的按指令轉(zhuǎn)動，達到控制進氣門相位的目的。本發(fā)明的優(yōu)點是，采用進氣門相位可變技術(shù)后，發(fā)動機的進氣效率得到了提高，所以提高了發(fā)動機燃燒效率，從而降低了排放，提高了發(fā)動機的扭矩，節(jié)省了燃油。
文檔編號F01L9/02GK101235755SQ200810055920
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者呂國偉, 周杰雄, 李朝暉 申請人:華夏龍暉(北京)汽車電子科技有限公司