專利名稱：利用閥門的驅(qū)動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪音的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的受控操作，特別地涉及一預(yù)設(shè)的邏輯模式和改動(dòng)模式以順序并可調(diào)地控制閥門的定時(shí)，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪音。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在的一個(gè)令人困擾的問(wèn)題是燃燒噪音。大部分的燃燒噪音發(fā)生在預(yù)先混合階段并起因于當(dāng)著火延遲期后的首次點(diǎn)火時(shí)的柴油燃料的燃燒速率。著火延遲期是指從燃料噴入氣缸內(nèi)起到著火開(kāi)始為止的時(shí)間。著火延遲期的時(shí)間長(zhǎng)度取決于以下幾個(gè)因素燃料的質(zhì)量、十六烷值以及氣缸溫度。已經(jīng)適當(dāng)汽化并和空氣混合的燃料以一極迅速的方式燃燒，它使氣缸內(nèi)壓力高速升高并接著發(fā)生高的噪音。著火延遲期的長(zhǎng)度影響著所產(chǎn)生的噪音嚴(yán)重程度，因?yàn)樗鼪Q定了將被燃燒的燃料數(shù)量。著火延遲期的長(zhǎng)度與于燃料噴入的開(kāi)始部分的燃燒室的空氣溫度有很大的關(guān)系。柴油機(jī)在高速、低載荷狀態(tài)下產(chǎn)生的噪音一般比在高速、高載荷狀態(tài)下產(chǎn)生的噪音高。著火延遲期在低載荷時(shí)比較長(zhǎng)，因?yàn)闅飧妆谳^冷，并且當(dāng)空氣在壓縮行程中被壓縮時(shí)失去熱量較多，因此，在開(kāi)始噴入燃料時(shí)燃燒室內(nèi)的溫度低，因而延遲了點(diǎn)火。另外，因?yàn)槿剂舷到y(tǒng)噴射質(zhì)量往往在低輸送量時(shí)較低，以及空氣密度較低而使燃料混合和汽化速度較慢，因此也會(huì)使著火延遲期增長(zhǎng)。
因此，需要有一種裝置它可以通過(guò)升高一選定的燃燒室內(nèi)的空氣溫度以便在壓縮行程開(kāi)始時(shí)提高空氣的溫度從而減少預(yù)定的著火延遲期來(lái)降低燃燒噪音。
本發(fā)明的目的在于克服以上提出的一個(gè)或幾個(gè)問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種適用于供發(fā)動(dòng)機(jī)降低燃燒噪音的裝置。此發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)燃燒室，一進(jìn)氣口，一排氣口以及一往復(fù)式活塞，它可在各個(gè)燃燒室內(nèi)的一上止點(diǎn)位置和一下止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)，而形成一進(jìn)氣行程，在此行程中，空氣從進(jìn)氣口引入到燃燒室;接著在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)，而形成一壓縮行程，在此行程中，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮到一預(yù)定的溫度并且燃料在上止點(diǎn)時(shí)或在此點(diǎn)之前被引入，在此過(guò)程中，一所需的著火延遲期發(fā)生在燃燒之前;此后，活塞在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置之間運(yùn)動(dòng)而形成一排氣行程，在此行程中，排出氣體被從燃燒室排入排氣口;流量控制裝置，它包括在進(jìn)氣行程中有選擇地將進(jìn)氣傳送到燃燒室的進(jìn)氣裝置，以及在排氣行程中有選擇地將氣體從燃燒室排出的排氣裝置;此裝置還包括響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地操縱各個(gè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置的裝置，以及在進(jìn)氣行程開(kāi)始后到進(jìn)氣行程結(jié)束前為止的一般進(jìn)氣行程中為所選定的燃燒室起動(dòng)排氣裝置而將一定體積的排出氣體引入所選定的燃燒室的電子控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪音的方法，它包括以下步驟在進(jìn)氣行程中將進(jìn)入的空氣傳送到燃燒室，在排氣行程中將排出氣體從燃燒室排出，響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地起動(dòng)各個(gè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置，以及在進(jìn)氣行程運(yùn)動(dòng)后到進(jìn)氣行程結(jié)束之前為止的進(jìn)氣行程中為所選的燃燒室起動(dòng)排氣裝置而將一定量體積的排出氣體引入到所述選定的燃燒室。


圖1是具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的局部側(cè)面的截面示意圖;
圖2是圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的橫截面圖;
圖3是圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)的平面示意圖;以及圖4是一曲線圖，圖中示出了進(jìn)氣和排氣閥的氣門升程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸角度的關(guān)系。
參見(jiàn)圖1，2和3。圖中示意地表示了一直排式四缸壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)10，它包括一用來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪音的裝置11。在本實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)10是一傳統(tǒng)的四沖程壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程。雖然本發(fā)明是就一直排式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)10來(lái)描述和揭示的，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明也可同樣地用到例如具有不同的工作循環(huán)和空氣/廢氣支管系統(tǒng)的多缸V型發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括形成多個(gè)氣缸鏜孔14的缸體12和缸體頂部安裝表面16。發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括一具有氣缸蓋底部安裝表面20，氣缸蓋頂部表面22，第一氣缸蓋安裝側(cè)面24和一第二氣缸蓋安裝側(cè)面26的氣缸蓋18。氣缸蓋底部安裝表面20置于缸體頂部安裝表面16上并且以通常的方式通過(guò)多個(gè)圖中未畫出的多個(gè)緊固件剛性地固定于其上。或者，氣缸體12和氣缸蓋18也可以是整體結(jié)構(gòu)的。
在本申請(qǐng)中，一個(gè)可置換的、其內(nèi)形成有一缸套活塞孔32的氣缸套30置于各個(gè)氣缸膛孔14中。這些缸套活塞孔32形成多個(gè)缸筒即＃1，＃2，＃3和＃4。各個(gè)活塞孔32內(nèi)設(shè)有一個(gè)可在其中滑動(dòng)的活塞34用來(lái)以傳統(tǒng)方式驅(qū)動(dòng)一曲軸36。曲軸36可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在缸體12內(nèi)。活塞34在其各自的缸套膛孔32內(nèi)，可在上止點(diǎn)(TDC)位置和下止點(diǎn)(BDC)位置之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。燃燒室44由氣缸蓋18，缸蓋膛孔32和活塞34構(gòu)成。
如圖2所示，氣缸蓋18為所述缸筒＃1，＃2，＃3和＃4的各個(gè)燃燒室44形成一進(jìn)氣口50和一排氣口52。各個(gè)進(jìn)氣口50從氣缸蓋第一安裝側(cè)面24延伸到氣缸蓋底部安裝面20。各個(gè)排氣口52從氣缸蓋第二安裝側(cè)面26延伸到氣缸蓋底部安裝面20。
活塞34在各燃燒室44內(nèi)的上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置間往復(fù)運(yùn)動(dòng)以形成進(jìn)氣行程，在此過(guò)程中，空氣從進(jìn)氣口50被引入到燃燒室44中。接著，活塞34在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置之間移動(dòng)以形成一壓縮行程，在此行程中，燃燒室44內(nèi)的空氣被壓縮到預(yù)先確定的溫度范圍，并且燃料在上止點(diǎn)或在上止點(diǎn)之前被引入，在此過(guò)程中，燃燒室44內(nèi)在燃料和空氣的混合物燃燒之前發(fā)生一所需的著火延遲期。燃料和空氣混合物的燃燒發(fā)生在活塞34運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)附近時(shí)，作為燃燒結(jié)果，通過(guò)膨脹的廢氣的驅(qū)動(dòng)，活塞34在燃燒室44內(nèi)的上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置之間運(yùn)動(dòng)以形成一個(gè)膨脹行程。接著，活塞34在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置之間移動(dòng)以形成一個(gè)排氣行程，在此過(guò)程中，廢氣從燃燒室44被排入到排氣口52中。
從圖2和圖3可清楚地看到，一個(gè)進(jìn)氣輸送裝置53與燃燒室44相連以把進(jìn)氣引入燃燒室。進(jìn)氣輸送裝置53包括一進(jìn)氣歧管54，它是用多個(gè)緊固件55以通常方式剛性地固定在缸蓋的第一安裝側(cè)面24上。該進(jìn)氣歧管54提供一連接到渦輪增壓器57的進(jìn)氣歧管通道56和多個(gè)互連的進(jìn)氣歧管分支通路58。這些進(jìn)氣歧管分支通路58以通常方式與進(jìn)氣口50相通。
一排氣輸送裝置60連接于燃燒室44以把排氣排出和排進(jìn)燃燒室中。該排氣輸送裝置60包括一個(gè)排氣歧管62，它以一通常方式用多個(gè)緊固件64固定到氣缸蓋第二安裝面26上。排氣歧管62提供一以傳統(tǒng)方式和一渦輪增壓器57和多個(gè)互連的排氣歧管支路通道68相連的排氣歧管通道66。排氣歧管支路通道68以傳統(tǒng)方式和排氣口52以流體相通。
發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括氣流控制裝置70，用于有選擇地使進(jìn)氣歧管54和排氣歧管62與燃燒室44相通。該氣流控制裝置70包括用于各燃燒室44的進(jìn)氣裝置72，排氣裝置74和響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)每個(gè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置的裝置76。
在本實(shí)施例中，進(jìn)氣裝置72包括一安裝在各個(gè)進(jìn)氣口50內(nèi)的進(jìn)氣閥82，以及用來(lái)往復(fù)地支承氣缸蓋18內(nèi)進(jìn)氣閥82的進(jìn)氣閥支承裝置84。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，進(jìn)氣裝置72可包括多個(gè)進(jìn)氣閥82和進(jìn)氣閥支承裝置84。
進(jìn)氣閥82包括一進(jìn)氣閥桿88，一設(shè)置在進(jìn)氣閥桿一端上的進(jìn)氣閥頭部90，以及設(shè)置在其另一端上的進(jìn)氣閥保持圈92。該進(jìn)氣閥頭部90有一環(huán)狀進(jìn)氣閥密封面94，該密封面有足夠的尺寸以密封地落座在進(jìn)氣口50周圍的一個(gè)環(huán)狀進(jìn)氣口座面96上。
進(jìn)氣閥支承裝置84包括一進(jìn)氣閥導(dǎo)管98。該進(jìn)氣閥導(dǎo)管98安裝在氣缸蓋18內(nèi)并圍繞進(jìn)氣閥桿88。一進(jìn)氣閥彈簧100圍繞進(jìn)氣閥桿88設(shè)置，并延伸在氣缸蓋頂面22和進(jìn)氣閥保持圈92之間。該進(jìn)氣閥彈簧100把進(jìn)氣閥密封面94壓緊在進(jìn)氣口座面96上直到該進(jìn)氣閥密封面94移離進(jìn)氣口座面。
參見(jiàn)圖1和圖2。本實(shí)施例中，排氣裝置74包括一安裝在各個(gè)排氣口52內(nèi)的排氣閥112，和用于支承在氣缸蓋18內(nèi)作往復(fù)移動(dòng)的進(jìn)氣閥112的一排氣閥支承裝置114。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，排氣裝置74還可包括多個(gè)排氣閥112和排氣閥支承裝置154。
該排氣閥112包括一排氣閥桿118、一設(shè)置在該排氣閥桿一端的排氣閥頭部120，和設(shè)置在另一端上的一個(gè)排氣閥保持圈122。該排氣閥頭部120具有一個(gè)環(huán)狀排氣門密封面126，它有一個(gè)足夠的尺寸以密封地落座在排氣口52周圍的一環(huán)狀排氣口座面128上。
排氣閥支承裝置114包括一排氣閥導(dǎo)管130。該排氣閥導(dǎo)管130安裝在氣缸蓋18內(nèi)并圍繞排氣閥桿118。一排氣閥彈簧132圍繞該排氣閥118設(shè)置并延伸在氣缸蓋頂面22和排氣閥保持圈122之間。該排氣閥彈簧把排氣閥密封面126緊壓在排氣口座面168上，直到排氣閥密封面移離排氣口座面128為止。
在如圖2所示的一較佳實(shí)施例中，用于驅(qū)動(dòng)各個(gè)進(jìn)氣裝置72和排氣裝置74的裝置76包括相同數(shù)量的壓電式馬達(dá)136(圖中只畫出了一個(gè))。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，也可使用螺線管，音頻線圈或可作線性位移的電磁式組件來(lái)取代該壓電式馬達(dá)136。每個(gè)壓電式馬達(dá)136置于組合式閥門驅(qū)動(dòng)裝置138內(nèi)。該組合式閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)138包括一閥門驅(qū)動(dòng)組件140，它分別與進(jìn)氣和排氣閥端保持圈92和122相鄰的進(jìn)、排氣閥82和112嚙合，以通過(guò)電子方式操縱進(jìn)、排氣閥。該成閥驅(qū)動(dòng)組件140包括氣閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體144，該殼體144設(shè)有一階梯式的內(nèi)腔146，在其中設(shè)有一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥的活塞148;和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閥門放大器活塞150和一個(gè)在其間的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閥流室152。
在已有技術(shù)中熟知的這種壓電式馬達(dá)136響應(yīng)于具有預(yù)定數(shù)量的能量的電激勵(lì)而作線性伸長(zhǎng)，而在電激勵(lì)終止時(shí)收縮。電激勵(lì)數(shù)量的變化將使該壓電式馬達(dá)136根據(jù)電激勵(lì)量的大小產(chǎn)生不同的線性伸長(zhǎng)。該壓電式馬達(dá)在直線方向上產(chǎn)生很大的力，但是其線性伸長(zhǎng)量卻小于使進(jìn)、排氣閥的密封表面94和126移離進(jìn)、排氣口座面96和128所需的量。因此，設(shè)置了該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)氣閥的活塞148，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)閥門放大器活塞150，以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)閥流室152以便以下列方式轉(zhuǎn)移和放大壓電式馬達(dá)136的線性位移。由于所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閥門驅(qū)動(dòng)活塞148的線性位移與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣閥驅(qū)動(dòng)活塞150的線性位移的液力放大比是與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)氣閥驅(qū)動(dòng)器活塞148與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)閥放大器活塞150的表面面積比成反比的，因此該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)閥門放大器活塞150的尺寸遠(yuǎn)小于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)氣閥驅(qū)動(dòng)活塞148，這樣，壓電式馬達(dá)136的較小的線性位移就被放大從而使該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)閥門放大器活塞150產(chǎn)生大得多的線性位移量。
發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括各個(gè)燃燒室44的燃料噴射裝置186。從圖1和圖2可清楚地看出，該燃料噴射裝置186包括一個(gè)電子控制的噴油器190，它具有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并安置在氣缸蓋18上的一個(gè)階梯的噴油孔192內(nèi);和通過(guò)電子方式獨(dú)立地控制每一個(gè)燃油噴油器190的裝置76。該裝置76與每個(gè)噴油器190相連接。由于用于噴油器190的裝置76的結(jié)構(gòu)和功能與用于進(jìn)、排氣裝置72和74的結(jié)構(gòu)和功能是基本相同的，因此在此不再詳述。而且，任何傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)都可以用在此處。
如圖1所示，由于控制系統(tǒng)208與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76相連，并將適合的控制信號(hào)傳送到該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以用工作于通常的四沖程方式的第一預(yù)定邏輯模式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)行功能控制。
用于降低燃燒噪音的裝置11包括一電子控制裝置212，它以不同于第一預(yù)定邏輯模式的第二邏輯模式把控制信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76。
圖4是一個(gè)曲線圖，它表示進(jìn)氣閥82和排氣閥112的氣門升程與工作循環(huán)一部分的曲軸36的角度之間的關(guān)系。進(jìn)氣閥82用實(shí)線表示，排氣閥112用虛線表示。如圖所示，排氣閥112是典型的開(kāi)式，即，排氣閥密封面126由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76從排氣口座面128移開(kāi)，大約從曲軸36的120°～365°。進(jìn)氣閥82也是典型的開(kāi)式，即，進(jìn)氣閥密封面94由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76從進(jìn)氣口座面96移開(kāi)，大約從曲軸36的340°～550°。
電子控制裝置212包括電子控制系統(tǒng)208，控制信號(hào)，多個(gè)傳感器216(圖中只畫出一個(gè))和一微處理機(jī)218。發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作參數(shù)，例如溫度，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，載荷以及空氣和燃料混合物由傳感器216檢測(cè)后送到微處理機(jī)218。該微處理機(jī)218采用一邏輯程序處理由傳感器216提供的信息，并且根據(jù)分析結(jié)果將一電流輸送到一個(gè)或幾個(gè)選定的壓電式馬達(dá)136，以用來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥組合式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)86，排氣閥組合式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)156和燃料噴射器組合式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)194。各進(jìn)氣閥82，各排氣閥152和各燃料噴射器190都獨(dú)立地被控制，以便為各種工作狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)10提供閥開(kāi)、閥閉和燃料噴射的最佳的定時(shí)動(dòng)作。
使用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10使用裝置76驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣和排氣閥裝置72和74。該驅(qū)動(dòng)用的裝置76不論曲軸36旋轉(zhuǎn)到什么角度，都能在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過(guò)程中改變進(jìn)氣和排氣閥82和112的定時(shí)時(shí)間和定時(shí)量。本發(fā)明中為閥安排作業(yè)時(shí)間的方法在壓縮行程的著火延遲期中可以產(chǎn)生較高的燃燒室44空氣溫度。這一點(diǎn)可以在高速低負(fù)荷狀態(tài)下不增加燃料損耗的情況下實(shí)現(xiàn)。
包括電子控制系統(tǒng)208，控制信號(hào)，傳感器216和微處理機(jī)218的電子控制裝置212與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76相連以通過(guò)預(yù)定的第一邏輯模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的功能。在預(yù)定的第一邏輯模式中，在一個(gè)燃料室44的進(jìn)氣行程中，進(jìn)氣閥82打開(kāi)而排氣閥152關(guān)閉，而在另一燃燒室44的排氣行程中，進(jìn)氣閥關(guān)閉而排氣閥打開(kāi)。
在電子控制裝置212響應(yīng)于從發(fā)動(dòng)機(jī)10測(cè)得的工作參數(shù)而動(dòng)作時(shí)，它使控制信號(hào)以預(yù)定的第二邏輯模式輸出到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)76。在預(yù)定的第二邏輯模式中，通過(guò)打開(kāi)排氣裝置，使一定體積的排出氣體，從排出氣體輸送裝置53進(jìn)入所選定的燃燒室44中，此排出氣體是在起動(dòng)或打開(kāi)所選定的燃燒室的進(jìn)氣行程之后和在進(jìn)氣行程結(jié)束之前的一段進(jìn)氣行程階段中，進(jìn)入所選定的燃燒室的，從而有效地提高燃燒室44中所選定的一個(gè)燃燒室的空氣溫度，這樣，在壓縮行程開(kāi)始時(shí)，空氣溫度就被升高而縮短了預(yù)定的著火延遲期。
從圖3和圖4中清楚可見(jiàn)，被選定的燃燒室44的排氣閥112是在其進(jìn)氣行程中排出氣體可以通過(guò)排氣歧管支路通道68流入燃燒室44中的時(shí)刻打開(kāi)的，通過(guò)在進(jìn)氣裝置72啟動(dòng)后再次起動(dòng)排氣裝置74來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣氣體的體積控制。結(jié)果，在壓縮行程開(kāi)始時(shí)和在著火延遲期中氣缸溫度升高。這將得到一較短的著火延遲期而使燃燒噪音降低。
本發(fā)明的其它方面，目的和優(yōu)點(diǎn)可從對(duì)附圖，說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書的研讀中獲得。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)以降低燃燒噪音的裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)燃燒室，一進(jìn)氣口，一排氣口以及一往復(fù)式活塞，它可在各個(gè)燃燒室的一上止點(diǎn)位置和一下止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)而構(gòu)成一進(jìn)氣行程，在此行程中，空氣從進(jìn)氣口被導(dǎo)入燃燒室；接著可在一下止點(diǎn)位置和一上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)而構(gòu)成一壓縮行程，在此行程中，燃燒室內(nèi)的空氣被壓縮到一預(yù)定的溫度范圍并且燃料在上止點(diǎn)位置或在此之前被引入，其時(shí)在燃燒之前發(fā)生一所需的著火延遲期；此后，它可在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)而形成一排氣行程，在此行程中，排出氣體從燃燒室被排放到排氣口內(nèi)；所述裝置包括氣流控制裝置，它包括在進(jìn)氣行程中有選擇地將空氣傳送到燃燒室內(nèi)的進(jìn)氣裝置，以及在排氣行程中有選擇地將排出氣體排出燃燒室的排氣裝置；用于響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各個(gè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置的裝置；與各燃燒室連接以引導(dǎo)排出氣體的排出氣體輸送裝置；用于將一定體積的排出氣體從排出氣體輸送裝置導(dǎo)入所選定的燃燒室中的電子控制裝置，此排出氣體是從排出氣體輸送裝置通過(guò)在所選定的燃燒室的排氣行程中，起動(dòng)排氣裝置而在另一選定的燃燒室的進(jìn)氣行程開(kāi)始后到進(jìn)氣行程結(jié)之前的一段時(shí)間內(nèi)輸入到該選定的燃燒室內(nèi)的，從而有效地提高在所選定的一個(gè)燃燒室中的空氣溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于通過(guò)起動(dòng)進(jìn)氣裝置之后再次起動(dòng)排氣裝置而實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)一定體積的排出氣體。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括一具有蓋上表面的氣缸蓋，且所述進(jìn)氣裝置包括多個(gè)分別安裝在各個(gè)進(jìn)氣口內(nèi)的進(jìn)氣閥，以及用于將進(jìn)氣閥往復(fù)地支承在氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣閥支承裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述進(jìn)氣閥包括一進(jìn)氣閥桿，一設(shè)置在進(jìn)氣閥桿一端的進(jìn)氣閥頭部和設(shè)置在閥桿另一端的進(jìn)氣閥保持件，所述進(jìn)氣閥支承裝置包括一安裝在氣缸蓋內(nèi)的、圍繞著進(jìn)氣閥桿和一進(jìn)氣閥彈簧并圍繞進(jìn)氣閥桿設(shè)置的，且在氣缸蓋上表面和進(jìn)氣閥保持件之間延伸的進(jìn)氣閥導(dǎo)向裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述排氣裝置包括分別安裝在各個(gè)排氣口內(nèi)的多個(gè)排氣閥，和用于往復(fù)地將所述排氣閥支承在所述氣缸蓋內(nèi)的所述排氣閥支承裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述排氣閥包括一排氣閥桿，一設(shè)置在所述閥桿一端的排氣閥頭部和在其另一端的一排氣閥保持件，排氣閥支承裝置包括一安裝在所述氣缸蓋內(nèi)、圍繞著所述排氣閥桿和一排氣閥彈簧，圍繞排氣閥桿設(shè)置，并在氣缸蓋上表面和排氣閥保持件間延伸的一排氣閥導(dǎo)向裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述用于驅(qū)動(dòng)的裝置包括一壓電式馬達(dá)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括一電子控制系統(tǒng)，一控制信號(hào)，一傳感器以一微處理機(jī)。
9.用于一發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)燃燒室、一進(jìn)氣口、一排氣口以及一往復(fù)式活塞，它可在各個(gè)燃燒室的一上止點(diǎn)位置和一下止點(diǎn)位置之間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一進(jìn)氣行程，在此行程中，空氣從所述進(jìn)氣口被引入到所述燃燒室中;接著，它在一下止點(diǎn)位置和一上止點(diǎn)位置之間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一壓縮行程，在此期間，燃燒室內(nèi)的空氣被壓縮到一預(yù)定的溫度范圍并且燃料在上止點(diǎn)上或在此點(diǎn)之前被引入，在此期間，一所需的著火延遲期發(fā)生在燃燒之間;此后，活塞在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一排氣行程，在此期間，排出氣體從所述燃燒室被排到所述排氣口內(nèi);所述裝置包括流量控制裝置，它包括一安裝在各個(gè)所述進(jìn)氣口內(nèi)的一進(jìn)氣閥以在進(jìn)氣行程中，有選擇地將進(jìn)空氣傳送到所述燃燒室內(nèi);和一安裝在所述各個(gè)排氣口內(nèi)的一排氣閥以在所述排氣行程中，有選擇地將排出氣體排離所述燃燒室;用于響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各個(gè)所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥的裝置，以及響應(yīng)于檢測(cè)得的工作參數(shù)的電子控制裝置，以使一定體積的排出氣體進(jìn)入所選定的燃燒室，此排出氣體是在進(jìn)氣行程開(kāi)始后到進(jìn)氣行程結(jié)束前的一段進(jìn)氣行程中進(jìn)入的，由此提高了在所述預(yù)選的燃燒室內(nèi)的壓縮空氣的溫度。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括一具有上表面的氣缸蓋，并且所述流量控制裝置還包括可往復(fù)地將所述進(jìn)氣閥支持在所述氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣閥支承裝置和用于將所述排氣閥支承在所述氣缸蓋內(nèi)的排氣閥支承裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述進(jìn)氣閥包括一進(jìn)氣閥桿，一設(shè)置在所述進(jìn)氣閥桿一端的進(jìn)氣閥頭部和位于其另一端的一進(jìn)氣閥保持件，所述進(jìn)氣閥支承裝置包括一安裝在所述氣缸蓋內(nèi)，圍繞著所述進(jìn)氣閥桿和一進(jìn)氣閥彈簧、圍繞進(jìn)氣閥桿設(shè)置、且在所述氣缸蓋上表面和所述進(jìn)氣閥保持件間延伸的進(jìn)氣閥導(dǎo)向裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述排氣閥包括一排氣閥桿、一設(shè)在所述排氣閥桿一端的排氣閥頭部和在其另一端的排氣閥保持件，排氣閥支承裝置包括安裝在所述氣缸蓋內(nèi)、圍繞著所述排氣閥桿和一排氣閥彈簧、圍繞排氣閥桿設(shè)置、且在所述氣缸蓋上表面和所述排氣閥保持件間延伸的排氣閥導(dǎo)向裝置。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述用于驅(qū)動(dòng)的裝置包括一壓電式馬達(dá)。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述電子控制裝置包括一電子控制系統(tǒng)，一控制信號(hào)，一傳感器和一微處理機(jī)。
15.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)燃燒室，一進(jìn)氣口，一排氣口，以及一往復(fù)式活塞，它可在各個(gè)所述燃燒室中在上止點(diǎn)位置和一下止點(diǎn)位置之間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一進(jìn)氣行程，其間，空氣被從進(jìn)氣口引入所述燃燒室中，接著，它在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一壓縮行程，其間，所述燃燒室內(nèi)的空氣被壓縮到一預(yù)定的溫度范圍中且在上止點(diǎn)位置上或在此點(diǎn)之前燃料被導(dǎo)入，其間，在燃燒前發(fā)生所述的著火延遲期;此后在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一排氣行程，在此期間，排出氣體被從所述燃燒室排入所述排氣口，所述裝置包括一進(jìn)氣閥，該閥位于各個(gè)進(jìn)氣口內(nèi)以在所述進(jìn)氣行程中有選擇地將進(jìn)空氣傳送到所述燃燒室內(nèi)，以及一排氣閥，該閥位于各個(gè)排氣口內(nèi)以在所述排氣行程中，有選擇地將排出氣體排離所述燃燒室;包括一用于響應(yīng)于一控制信號(hào)，獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各個(gè)所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥的壓電式馬達(dá)的裝置;以及電子控制裝置，用于在所選定的燃燒室進(jìn)氣行程起動(dòng)后到進(jìn)氣行程結(jié)束前的一段進(jìn)氣行程中將一定體積的排出氣體引入此預(yù)先選定的燃燒室，以便，在壓縮行程開(kāi)始時(shí)，所述燃燒室內(nèi)的壓縮空氣的溫度就被升高，從而縮短了著火延遲期，所述電子控制裝置響應(yīng)于所檢測(cè)得的工作參數(shù)而動(dòng)作。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括一具有上表面的氣缸蓋，并且所述裝置包括用于將所述進(jìn)氣閥往復(fù)地支承在所述氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣閥支承裝置，和用于將排氣閥往復(fù)地支承在所述氣缸蓋內(nèi)的排氣閥支承裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述進(jìn)氣閥包括一進(jìn)氣閥桿，一設(shè)置在所述進(jìn)氣閥桿一端的進(jìn)氣閥頭部和位于其另一端的一進(jìn)氣閥保持件，所述進(jìn)氣閥支承裝置包括一安裝在所述氣缸蓋內(nèi)，圍繞所述進(jìn)氣閥桿和一進(jìn)氣閥彈簧圍繞進(jìn)氣閥桿設(shè)置，且在氣缸蓋上表面和所述進(jìn)氣閥保持件間延伸的一進(jìn)氣閥導(dǎo)向裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于所述排氣閥包括一排氣閥桿、一設(shè)置在所述排氣閥桿一端的一排氣閥頭部和位于其另一端的一排氣閥保持件，排氣閥支承裝置包括一安裝在所述氣缸蓋內(nèi)，圍繞所述排氣閥桿和一排氣閥彈簧圍繞所述排氣閥設(shè)置，且在所述氣缸蓋上表面和所述排氣閥保持件間延伸的排氣閥導(dǎo)向裝置。
19.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述電子控制裝置包括一電子控制系統(tǒng)、控制信號(hào)、一傳感器及一微處理機(jī)。
20.一種操作一發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)燃燒室、一進(jìn)氣口、一排氣口、一往復(fù)式活塞，它可在各個(gè)燃燒室內(nèi)的一上止點(diǎn)位置和一下止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一進(jìn)氣行程，其間，空氣被從所述進(jìn)氣口引入所述燃燒中，接著，活塞在下止點(diǎn)位置和上止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一壓縮行程，期間，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮到一預(yù)定的溫度且在上止點(diǎn)位置或在此點(diǎn)之前燃料被引入其間，在燃燒之前發(fā)生一預(yù)定的著火延遲期，此后，活塞在上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置間運(yùn)動(dòng)以構(gòu)成一排氣行程，其間，排出氣體被從所述燃燒室排入所述排氣口中，所述方法包括以下步驟(a)在進(jìn)氣行程中將進(jìn)入空氣傳送到所述燃燒室內(nèi);(b)在排氣行程中，將排出氣體排離所述燃燒室;(c)響應(yīng)于一控制信號(hào)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各個(gè)所述進(jìn)氣裝置和所述排氣裝置;以及(d)通過(guò)起動(dòng)燃燒室的所述排氣裝置將一定體積的排出氣體導(dǎo)入選定的燃燒室，排出氣體是在所選定的燃燒室的進(jìn)氣行程起動(dòng)之后到所述進(jìn)氣行程結(jié)束之前的一段進(jìn)氣行程中引入的，從而有效地升高了所述選定的燃燒室內(nèi)空氣的溫度。
全文摘要
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有一令人困擾的燃燒噪音問(wèn)題，在高速、低負(fù)荷狀態(tài)下尤其如此。這一問(wèn)題是較長(zhǎng)的著火延遲期即從燃料噴入燃燒室開(kāi)始直到著火發(fā)生的時(shí)間較長(zhǎng)引起的。著火延遲期的長(zhǎng)度影響著所產(chǎn)生的噪音的強(qiáng)度，因?yàn)樗鼪Q定了被燃燒的燃料數(shù)量。著火延遲期的長(zhǎng)度主要與燃料噴入時(shí)汽缸內(nèi)的氣體溫度有關(guān)。本發(fā)明提供一種通過(guò)升高在一所選定的燃燒室內(nèi)的空氣溫度來(lái)縮短著火延遲期的裝置，這樣在壓縮行程開(kāi)始時(shí)空氣溫度就被升高，因而縮短了著火延遲期。
文檔編號(hào)F02D13/02GK1079533SQ9310598
公開(kāi)日1993年12月15日 申請(qǐng)日期1993年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月1日
發(fā)明者布伊·揚(yáng)T, 法萊弟·詹姆斯·J 申請(qǐng)人:履帶拖拉機(jī)股份有限公司