全可變氣門增壓柴油機(jī)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全可變氣門增壓柴油機(jī)，包括具有進(jìn)氣道和排氣道的氣缸，設(shè)置在氣缸內(nèi)的噴油器，在進(jìn)氣道上設(shè)置有節(jié)氣門，在排氣道上設(shè)置有尾氣處理單元，在進(jìn)排氣道與氣缸的連通處分別設(shè)置有全可變氣門機(jī)構(gòu)，在進(jìn)氣道與排氣道之間連接設(shè)有使排氣道中氣體導(dǎo)入進(jìn)氣道內(nèi)的EGR機(jī)構(gòu)以及在排氣道內(nèi)排氣驅(qū)動(dòng)下對(duì)進(jìn)氣道中氣體進(jìn)行增壓的渦輪增壓機(jī)構(gòu)，還包括可控制所述噴油器、全可變氣門機(jī)構(gòu)，EGR機(jī)構(gòu)以及渦輪增壓機(jī)構(gòu)，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的ECU控制單元。本全可變氣門增壓柴油機(jī)可實(shí)現(xiàn)多種燃燒模式下的運(yùn)行，提高了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。
【專利說(shuō)明】全可變氣門增壓柴油機(jī)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝有可變氣門的增壓柴油機(jī)，尤其涉及一種全可變氣門增壓柴油機(jī)。本發(fā)明還涉及一種上述全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，各汽車企業(yè)紛紛推出節(jié)能的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并發(fā)展VVT、二級(jí)渦輪增壓和多次直噴噴射控制等技術(shù)，通過(guò)多次噴射可改善滯燃期混合氣質(zhì)量，降低主噴射燃燒的放熱率，從而降低缸壓升高率減小燃燒噪聲。通過(guò)在燃燒前提前將柴油和空氣的預(yù)混合，產(chǎn)生預(yù)混混合氣，以進(jìn)行預(yù)混合燃燒，其可降低燃燒溫度，減少NOx的排放。預(yù)混的燃燒方式可以使有害物質(zhì)的排放降低，但其在高壓負(fù)荷時(shí)壓升率過(guò)高，另外，為了綜合考慮冷起動(dòng)性能和柴油機(jī)噪聲性能，也需要發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在不同工況采用不同的燃燒模式，但由于傳統(tǒng)的凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣門開(kāi)啟相位、關(guān)閉相位和升程的范圍可變，其使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒模式較少，在需要兼顧冷起動(dòng)、扭矩提升、油耗及排放和NVH性能的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下，越來(lái)越難以滿足需求。因此，尋求一種可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)多種燃燒模式，以使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出、油耗、排放和NVH的控制具有更大的柔性就成為一個(gè)迫切需解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種全可變氣門增壓柴油機(jī)，其可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)于多種燃燒模式下運(yùn)行，提高了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的全可變氣門增壓柴油機(jī)包括具有進(jìn)氣道和排氣道的氣缸，設(shè)置在氣缸內(nèi)的噴油器，在進(jìn)氣道上設(shè)置有節(jié)氣門，在進(jìn)氣道和排氣道與氣缸的連通處分別設(shè)置有全可變氣門機(jī)構(gòu)，在進(jìn)氣道與排氣道之間連接設(shè)有使排氣道中氣體導(dǎo)入進(jìn)氣道內(nèi)的EGR機(jī)構(gòu)以及在排氣道內(nèi)排氣驅(qū)動(dòng)下對(duì)進(jìn)氣道中氣體進(jìn)行增壓的渦輪增壓機(jī)構(gòu)，還包括可控制所述噴油器、全可變氣門機(jī)構(gòu)，EGR機(jī)構(gòu)以及渦輪增壓機(jī)構(gòu)，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的ECU控制單元，所述的EGR機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)于進(jìn)氣道末端與排氣道始端間的帶有高壓EGR冷卻器的高壓EGR通道，在所述高壓EGR通道內(nèi)設(shè)置有高壓EGR閥門，還包括連接設(shè)于排氣道末端與進(jìn)氣道始端間的帶有低壓EGR冷卻器的低壓EGR通道，在所述低壓EGR通道內(nèi)設(shè)置有低壓EGR閥門；所述的渦輪增壓機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)于低壓EGR通道與高壓EGR通道之間的進(jìn)排氣道上的呈間隔布置的可單獨(dú)或共同工作的大渦輪增壓器和小渦輪增壓器。
[0005]采用上述的技術(shù)方案，通過(guò)設(shè)置全可變氣門機(jī)構(gòu)可對(duì)進(jìn)排氣門進(jìn)行更好的柔性控制，其通過(guò)與渦輪增壓機(jī)構(gòu)中大小渦輪增壓器的不同工作模式，以及與高低壓EGR冷卻器的不同工作模式相配合，從而可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)于多種燃燒模式下運(yùn)行，提高了柴油機(jī)的綜合性能。
[0006]作為對(duì)上述方式的限定，在進(jìn)氣道內(nèi)于所述小渦輪增壓器處并聯(lián)設(shè)有帶有第一閥門的旁通氣道，在排氣道內(nèi)于所述小渦輪增壓器和大渦輪增壓器處也分別并聯(lián)設(shè)有帶有第二閥門和第三閥門的旁通氣道。設(shè)置各旁通氣道即可經(jīng)由其上閥門的啟閉控制來(lái)實(shí)現(xiàn)大小渦輪增壓器于不同模式下的工作。
[0007]作為對(duì)上述方式的限定，在所述進(jìn)氣道的末端設(shè)置有預(yù)熱塞。設(shè)置預(yù)熱塞可在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)對(duì)進(jìn)氣道內(nèi)氣體進(jìn)行預(yù)熱，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)性能。
[0008]作為對(duì)上述方式的限定，在所述進(jìn)氣道上串聯(lián)設(shè)置有進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)，所述的進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)包括串聯(lián)設(shè)于進(jìn)氣道上的冷卻器以及設(shè)于所述冷卻器一側(cè)的冷卻風(fēng)扇。
[0009]本發(fā)明的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法包括如下的步驟:
a、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，ECU控制排氣門定時(shí)提前，進(jìn)排氣門升程降低，小渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，經(jīng)由節(jié)氣門及內(nèi)部EGR氣體調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行；
b、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的低負(fù)荷區(qū)時(shí)，
(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制排氣門升程降低幅度漸小，逐步開(kāi)啟低壓EGR閥門，關(guān)閉高壓EGR閥門，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射；
(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射；
C、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)，
(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，
若負(fù)荷較低，則ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，小渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射；
若負(fù)荷較高，則ECU控制低壓EGR閥門關(guān)閉，高壓EGR閥門開(kāi)啟，小渦輪增壓器繼續(xù)工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射；
(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，
若負(fù)荷較低，則ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，開(kāi)啟高壓EGR閥門，關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射；
若負(fù)荷較高，則ECU控制排氣門定時(shí)延后，進(jìn)排氣門升程增加，小渦輪增壓器工作，開(kāi)啟高壓EGR閥門，關(guān)閉低壓EGR閥門，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射；
d、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的較高負(fù)荷區(qū)時(shí)，
(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，高壓EGR閥門和低壓EGR閥門均開(kāi)啟且經(jīng)由ECU調(diào)節(jié)兩閥門開(kāi)啟比例，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射；
(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射；
e、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的高負(fù)荷區(qū)時(shí)，
(I)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，小渦輪增壓器工作，噴油器于于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射；
(2 )、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中等時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射； (3)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門升程增加，關(guān)閉高壓EGR閥門和低壓EGR閥門，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射。
[0010]采用上述的控制方法，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)可提高工質(zhì)溫度，使壓縮燃燒溫度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)更容易冷起動(dòng)，且柴油當(dāng)量比小，也可降低碳煙的排放；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的低負(fù)荷區(qū)可在保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能下，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)EGR冷卻流量而減少EGR系統(tǒng)積碳，在轉(zhuǎn)速較高時(shí)可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的中等復(fù)負(fù)荷區(qū)可在保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能下，經(jīng)由控制缸內(nèi)燃燒溫度而降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放及NVH;在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的較高負(fù)荷區(qū)，經(jīng)由兩次噴射可降低缸內(nèi)的爆發(fā)壓力，并可通過(guò)對(duì)高低壓EGR閥門的控制而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，且也可降低NVH ;在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的高負(fù)荷區(qū)，通過(guò)ECU的控制調(diào)節(jié)也可增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工況的需要。
[0011]作為對(duì)上述方式的限定，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)，
若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低而負(fù)荷較高時(shí)，ECU控制排氣門定時(shí)延后，小渦輪增壓器工作，噴油器于上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射；
若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高而負(fù)荷較低時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射。
[0012]通過(guò)上述的控制方法，可在發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等負(fù)荷區(qū)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低而負(fù)荷較高時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，而在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低而轉(zhuǎn)速較高時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH及NOx排放，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。
[0013]作為對(duì)上述方式的限定，噴油器于主噴射前可具有相對(duì)主噴射的噴油量較少的至少一次噴射。通過(guò)噴油器于主噴射前的噴射可使氣缸內(nèi)形成主噴射前的預(yù)燃燒，從而主噴射就能容易進(jìn)行點(diǎn)火，而且其也能夠使得主噴射的燃料噴射量減少，也有利于抑制黑煙的形成。
[0014]作為對(duì)上述方式的限定，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前的噴射包括相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的至少一次相對(duì)大量的噴射，以及相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的至少一次相對(duì)小量的噴射。相對(duì)較遠(yuǎn)的且相對(duì)大量的噴射可經(jīng)由在較早期噴射較多燃料而增加燃料的預(yù)混合性，同時(shí)也可改進(jìn)空氣的利用率，而相對(duì)較近的且相對(duì)小量的噴射可與較早期的相對(duì)大量的噴射結(jié)合，在主噴射前引起氣缸內(nèi)的預(yù)燃燒，從而使氣缸內(nèi)處于易于點(diǎn)火的狀態(tài)。
[0015]作為對(duì)上述方式的限定，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)預(yù)熱塞工作。在啟動(dòng)時(shí)利用預(yù)熱塞可提高進(jìn)氣溫度，從而有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)性能。
[0016]作為對(duì)上述方式的限定，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，若大渦輪增壓器和小渦輪增壓器在兩個(gè)循環(huán)內(nèi)的扭矩值之差大于35Nm時(shí)則降低小渦輪增壓器的工作量。在兩個(gè)循環(huán)內(nèi)的扭矩值之差大于35Nm時(shí)降低小渦輪增壓器的工作量，也即打開(kāi)第一閥門，即可使得發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓比立即減小，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。
[0017]綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可使柴油機(jī)于多種模式下運(yùn)行，能夠很好的適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行工況，并可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放及NVH，提高了柴油機(jī)的綜合性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為全可變氣門機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為節(jié)流孔布置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的柴油機(jī)控制模式示意圖；
圖5為噴油器噴油模式示意圖；
圖6為噴油器噴油模式示意圖；
圖中:1、氣缸；2、活塞；3、曲柄連桿機(jī)構(gòu)；4、噴油器；5、進(jìn)氣道；6、排氣道；7、排氣溫度傳感器；8、尾氣處理單元；9、全可變氣門機(jī)構(gòu)；10、E⑶；11、節(jié)氣門；12、氣缸冷卻水溫度傳感器；13、轉(zhuǎn)速傳感器；14、排氣口溫度傳感器；15、低壓EGR溫度傳感器；16、冷卻器；17、冷卻風(fēng)扇；18、冷卻前溫度傳感器；19、冷卻后溫度傳感器；20、油箱；21、液壓油濾清器；22、液壓泵；23、調(diào)壓閥；24、蓄能器；25、壓力表；26、單向閥；27、緩沖器；28、分流器；29、三位五通電磁換向閥；30、上部單向節(jié)流閥；301、上部節(jié)流閥組件；31、電磁閥；32、液壓缸；33、上部第一節(jié)流閥；34、上部第二節(jié)流閥；35、下部第二節(jié)流閥；36、下部第一節(jié)流閥；37、下部單向節(jié)流閥；371、下部節(jié)流閥組件；38、離合器；39、電機(jī)；40、冷卻機(jī)構(gòu)；41、氣門；42、鎖夾；43、氣門彈簧；44、氣門座；45、高壓EGR冷卻器；46、高壓EGR閥門；47、高壓EGR前溫度傳感器；48、高壓EGR后溫度傳感器；49、低壓EGR冷卻器；50 JgSEGR閥門；51、小渦輪增壓器；
52、大渦輪增壓器；53、第一閥門；54、第二閥門；55、第三閥門；56、空氣濾清器；57、預(yù)熱塞。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例一
本實(shí)施例涉及一種全可變氣門增壓柴油機(jī)，如圖1中所示，其包括氣缸1，在氣缸I中設(shè)置有活塞2，活塞2與位于其下方的曲柄連桿機(jī)構(gòu)3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在氣缸I中位于活塞2上方的燃燒室的頂壁上還設(shè)置有噴油器4。氣缸I的上部連通設(shè)有進(jìn)氣道5和排氣道6，在進(jìn)氣道5上設(shè)置有節(jié)氣門11，而在進(jìn)氣道5上位于節(jié)氣門11的上游還串聯(lián)設(shè)置有進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)，該進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)包括串聯(lián)設(shè)置于進(jìn)氣道5上的冷卻器16,以及設(shè)置在冷卻器16 —側(cè)的冷卻風(fēng)扇17。在排氣道6的末端可設(shè)置有尾氣處理單元8，尾氣處理單元8可為常規(guī)的三元催化器，以用于對(duì)氣缸I內(nèi)排出的廢氣進(jìn)行處理。
[0020]本實(shí)施例中在氣缸I的側(cè)壁上設(shè)置有氣缸冷卻水溫度傳感器12,在曲柄連桿機(jī)構(gòu)3上也設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器13，而在進(jìn)氣道5上位于冷卻器16的前后端處也分別設(shè)置有冷卻前溫度傳感器18和冷卻后溫度傳感器19,在排氣道6的始端,也即排氣道6與氣缸I的連通處也設(shè)置有排氣溫度傳感器7，在尾氣處理單元8上還設(shè)置有排氣口溫度傳感器14，這些傳感器均電連接于設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的控制單元ECUlO上。本實(shí)施例中在進(jìn)氣道5的進(jìn)口連接設(shè)置有空氣濾清器56，該空氣濾清器56可設(shè)計(jì)為帶有進(jìn)氣溫度檢測(cè)功能的形式，在進(jìn)氣道5的末端，也即進(jìn)氣道5與氣缸I的連通處也設(shè)置有預(yù)熱塞57，預(yù)熱塞57可在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)用于對(duì)進(jìn)氣道5內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)性能。
[0021]本實(shí)施例中在進(jìn)氣道5和排氣道6與氣缸I的連通處分別設(shè)置有全可變氣門機(jī)構(gòu)9，全可變氣門機(jī)構(gòu)9可對(duì)氣缸I的進(jìn)排氣進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以獲得不同的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。而在進(jìn)氣道5與排氣道6之間也連接設(shè)有使排氣道6中氣體導(dǎo)入進(jìn)氣道5內(nèi)的EGR機(jī)構(gòu)以及在排氣道6內(nèi)排氣驅(qū)動(dòng)下對(duì)進(jìn)氣道5中氣體進(jìn)行增壓的渦輪增壓機(jī)構(gòu)。全可變氣門機(jī)構(gòu)9、EGR機(jī)構(gòu)、渦輪增壓機(jī)構(gòu)以及節(jié)氣門11、預(yù)熱塞57等也均電連接于E⑶10，以在E⑶10的控制下實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。
[0022]本實(shí)施例中的全可變氣門機(jī)構(gòu)9的結(jié)構(gòu)可如圖2中所示，其為一采用電磁、液壓和彈簧共同驅(qū)動(dòng)的全可變氣門機(jī)構(gòu)。該全可變氣門機(jī)構(gòu)9包括氣門41，以及驅(qū)動(dòng)氣門41回位的氣門彈簧43，所述氣門彈簧43通過(guò)鎖夾42安裝于氣門41與氣門座44之間。在氣門41上串聯(lián)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)氣門41啟閉的電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為連接于氣門41頂端的電磁閥31，氣門41通過(guò)與電磁閥31中的銜鐵固連，從而可在電磁閥31電磁線圈產(chǎn)生的磁力作用下上下運(yùn)動(dòng)。
[0023]液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括油箱20，油箱20上安裝有換氣孔，液壓泵22通過(guò)液壓油濾清器21與油箱20相連，液壓泵22的驅(qū)動(dòng)端連接有驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)39，電機(jī)39為經(jīng)由設(shè)置在離合器38上的常開(kāi)觸點(diǎn)控制啟停，當(dāng)離合器38合上時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合電機(jī)39啟動(dòng)，當(dāng)離合器38松開(kāi)時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)電機(jī)39停止。此外液壓泵22的驅(qū)動(dòng)端也可與發(fā)動(dòng)機(jī)的分動(dòng)器相連，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)而離合器38分離時(shí)，可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的分動(dòng)器繼續(xù)驅(qū)動(dòng)液壓泵22運(yùn)轉(zhuǎn)。在液壓泵22的出口連接設(shè)有調(diào)壓閥23和蓄能器24，蓄能器24上安裝有壓力表25，以通過(guò)調(diào)壓閥23對(duì)液壓泵22出口的液壓油壓力進(jìn)行定量調(diào)節(jié)。在調(diào)壓閥23與蓄能器24的后端串聯(lián)連接有單向閥26，單向閥26可防止液壓油工作端沖擊波動(dòng)的回傳，以保證管路內(nèi)壓力的穩(wěn)定。
[0024]在單向閥26的后端串聯(lián)連接有緩沖器27，在緩沖器27和電磁換向閥之間還串聯(lián)設(shè)置有分流器28，以進(jìn)一步減小由于電磁換向閥和液壓缸32的切換而產(chǎn)生的液壓沖擊回傳。在分流器28之后連接有三位五通電磁換向閥29，三位五通電磁換向閥29再通過(guò)上部單向節(jié)流閥30和下部單向節(jié)流閥37與設(shè)置在氣門41上的液壓缸32的上下腔相連。三位五通電磁換向閥29的左位機(jī)能為液壓缸32下降以驅(qū)動(dòng)氣門41開(kāi)啟，三位五通電磁換向閥29的右位機(jī)能為液壓缸32上行以驅(qū)動(dòng)氣門23關(guān)閉。而三位五通電磁換向閥29的中位機(jī)能為U型相通，此時(shí)液壓缸32的上下腔通過(guò)三位五通電磁換向閥29在分流器28處相連通，液壓缸32的上下腔可同時(shí)充滿油液，保證了氣門41上行和下降時(shí)緩沖機(jī)理有效。
[0025]本實(shí)施例中液壓缸32為安裝于氣門41上方且位于電磁閥31的下方，當(dāng)然其也可以安裝于電磁閥31的上方。三位五通電磁換向閥29與電磁閥31 —起由控制單元10控制。上部單向節(jié)流閥30和下部單向節(jié)流閥37的結(jié)構(gòu)相同,其均包括單向閥組件和節(jié)流閥組件，單向閥組件用于在三位五通電磁換向閥29處于左位機(jī)能時(shí)使液壓油順利通過(guò)上部單向節(jié)流閥30以驅(qū)動(dòng)液壓缸32下降，同時(shí)又使液壓缸32的回程油經(jīng)過(guò)下部單向節(jié)流閥37時(shí)只能通過(guò)節(jié)流閥組件，以此來(lái)使得液壓缸32的動(dòng)作過(guò)程更加平穩(wěn)，從而可以有效抵消電磁閥31響應(yīng)動(dòng)作快而導(dǎo)致的液壓缸活塞及氣門41的落座沖擊。在三位五通電磁換向閥29處于右位機(jī)能時(shí)情況同樣如此。
[0026]為進(jìn)一步減小液壓缸32的活塞及氣門41的落座沖擊，在上部單向節(jié)流閥30的兩端并聯(lián)連接有上部第一節(jié)流閥33和上部第二節(jié)流閥34，在下部單向節(jié)流閥37的兩端也并聯(lián)連接有下部第一節(jié)流閥36和下部第二節(jié)流閥35，各節(jié)流閥均連接于液壓缸32上，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。為減少落座時(shí)間，同時(shí)也減小了落座時(shí)的沖擊力，將上部第二節(jié)流閥34、上部第一節(jié)流閥33、上部單向節(jié)流閥30中的上部節(jié)流閥組件301的節(jié)流孔的位置采用黃金分割法布置，即三個(gè)節(jié)流孔間的距離采用黃金分割法依次遞減布置，同時(shí)三個(gè)節(jié)流孔的孔徑也可采用黃金分割法依次遞減布置，下部第二節(jié)流閥35、下部第一節(jié)流閥36、下部單向節(jié)流閥37中的下部節(jié)流閥組件371的節(jié)流孔也采用同樣的黃金分割法設(shè)置方式。在液壓缸32的運(yùn)行中，上部第二節(jié)流閥34、上部第一節(jié)流閥33、上部單向節(jié)流閥30中的上部節(jié)流閥組件301或下部第二節(jié)流閥35、下部第一節(jié)流閥36、下部單向節(jié)流閥37中的下部節(jié)流閥組件371將被液壓缸32的活塞依次封堵而關(guān)閉，從而可使液壓缸32回油的節(jié)流阻力增加，使得液壓缸32運(yùn)行速度逐步減低，以減小液壓缸32活塞和氣門41的落座沖擊。
[0027]在三位五通電磁換向閥29與油箱20間的回油管路上還設(shè)置有冷卻機(jī)構(gòu)40，冷卻機(jī)構(gòu)40包括包覆在電磁閥31的電磁線圈和三位五通電磁換向閥29的電磁線圈之上的回油管路，以及對(duì)回油管路中的液壓油進(jìn)行冷卻的冷卻元件。冷卻元件由控制單元10控制，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，以及回程油路中液壓油的溫度對(duì)回程油路中的液壓油進(jìn)行冷卻。本實(shí)施例中電磁換向閥除了可為上述的三位五通電磁換向閥29之外，其也可為采用三位四通電磁換向閥，此時(shí)可去掉分流器28，三位四通電磁換向閥的左、中、右位機(jī)能可與三位五通電磁換向閥29的相同。
[0028]本實(shí)施例中的EGR機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)置在進(jìn)氣道5末端和排氣道6始端間的高壓EGR通道，在高壓EGR通道上串接有高壓EGR冷卻器45，而在高壓EGR通道內(nèi)位于高壓EGR冷卻器45的一側(cè)也設(shè)置有對(duì)高壓EGR通道進(jìn)行啟閉控制的高壓EGR閥門46。在高壓EGR通道內(nèi)位于高壓EGR冷卻器45的兩側(cè)也還分別設(shè)置有高壓EGR前溫度傳感器47和高壓EGR后溫度傳感器48。而本實(shí)施例中的EGR機(jī)構(gòu)還包括連接設(shè)置在排氣道6的末端,如可位于尾氣處理單元8的下游與進(jìn)氣道5的進(jìn)氣道始端之間的低壓EGR通道，在低壓EGR通道上串接有低壓EGR冷卻器49，在低壓EGR通道內(nèi)位于低壓EGR冷卻器49的一側(cè)也設(shè)置有低壓EGR閥門50，而且在低壓EGR通道與進(jìn)氣道5相連接的一側(cè)也設(shè)置有低壓EGR溫度傳感器15。上述的各傳感器以及高壓EGR閥門46和低壓EGR閥門50也均電連接于E⑶10。
[0029]本實(shí)施例中的渦輪增壓機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)置在位于低壓EGR通道和高壓EGR通道之間的進(jìn)氣道5和排氣道6上的呈間隔設(shè)置的小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52。其中小渦輪增壓器51為設(shè)置于靠近氣缸I的一側(cè)，在進(jìn)氣道5中位于小渦輪增壓器51的設(shè)置處還并聯(lián)設(shè)置有一個(gè)旁通氣道，在該旁通氣道內(nèi)設(shè)置有第一閥門53，從而可經(jīng)由對(duì)第一閥門53的啟閉控制而使小渦輪增壓器51選擇是否投入工作。在排氣道6中位于小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52的設(shè)置處也分別并聯(lián)設(shè)置有一個(gè)旁通氣道，在這兩個(gè)旁通氣道內(nèi)也分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)于小渦輪增壓器51的第二閥門54，以及對(duì)應(yīng)于大渦輪增壓器52的第三閥門55。經(jīng)由對(duì)第二閥門54和第三閥門55的啟閉控制也可實(shí)現(xiàn)對(duì)小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52的工作狀態(tài)的選擇控制。上述的第一閥門53、第二閥門54和第三閥門55也均電連接于E⑶10，以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的實(shí)時(shí)控制。
[0030]實(shí)施例二
本實(shí)施例涉及一種全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，此全可變氣門增壓柴油機(jī)具有上述實(shí)施例一中的全可變氣門增壓柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)。此全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法包括如下所述的步驟，其整體過(guò)程可如圖4至圖6中所示。
[0031]在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)處于低溫啟動(dòng)時(shí)，由于汽缸I內(nèi)溫度較低，不利于燃料的壓燃燃燒，因此在此時(shí)可經(jīng)由ECUlO控制排氣門定時(shí)提前，進(jìn)排氣門升程降低以形成內(nèi)部EGR氣體，進(jìn)而提高工質(zhì)溫度，且使第三閥門55開(kāi)啟，第一閥門53和第二閥門54關(guān)閉，小渦輪增壓器51工作以適應(yīng)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速較低的情況，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，而噴油器4于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有相間隔的兩次相對(duì)小量的噴射，預(yù)熱塞57也工作，發(fā)動(dòng)機(jī)為經(jīng)由節(jié)氣門11及內(nèi)部EGR氣體調(diào)節(jié)運(yùn)行，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制模式即模式一。噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前的相對(duì)小量的噴射可使氣缸I內(nèi)形成主噴射前的預(yù)燃燒，從而主噴射就能容易進(jìn)行點(diǎn)火，主噴射燃料的點(diǎn)火延遲變短，也使得主燃燒變緩，從而可避免或抑制熱釋放率的突然上升，且通過(guò)壓縮上止點(diǎn)前的相對(duì)小量的噴射也可減少主噴射的燃料噴射量，也有利于抑制黑煙的形成。
[0032]在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)暖機(jī)后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷區(qū)時(shí)，此時(shí)為便于控制，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同轉(zhuǎn)速，將發(fā)動(dòng)機(jī)的低負(fù)荷區(qū)再分為兩個(gè)不同的區(qū)間。發(fā)動(dòng)機(jī)的ECUlO可根據(jù)相關(guān)檢測(cè)單元，如檢測(cè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)3中曲軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器13及各傳感器的檢測(cè)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷，從而可采取合適的運(yùn)行模式。
[0033]發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的低負(fù)荷區(qū)中其轉(zhuǎn)速較低時(shí)，即模式二，ECUlO控制排氣門升程降低幅度漸小，以減少內(nèi)部EGR氣體，逐步開(kāi)啟低壓EGR閥門50，關(guān)閉高壓EGR閥門46，增加低壓EGR氣體，并調(diào)節(jié)冷卻液流量以控制EGR氣體溫度，減少EGR系統(tǒng)內(nèi)積碳，關(guān)閉第一閥門53、第二閥門54和第三閥門55，小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52均工作，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)處進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的噴射和兩次相間隔的相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的噴射。使噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次相對(duì)較遠(yuǎn)的且相對(duì)大量的噴射，可通過(guò)在較早期噴射較多燃料而增加燃料的預(yù)混合性，同時(shí)也可改進(jìn)空氣的利用率，而通過(guò)相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的噴射可與較早期的相對(duì)大量的噴射結(jié)合，在主噴射前引起氣缸I內(nèi)的預(yù)燃燒，從而使氣缸I內(nèi)處于易于點(diǎn)火的狀態(tài)，主噴射點(diǎn)火延遲縮短，也使主燃燒變緩，對(duì)減小燃燒噪聲也是有利的。
[0034]發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的低負(fù)荷區(qū)中其轉(zhuǎn)速較高時(shí)，即模式三，ECUlO控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，減少內(nèi)部EGR氣體，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，打開(kāi)第一閥門53和第二閥門54，關(guān)閉第三閥門55，大渦輪增壓器52工作以適應(yīng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)的情況，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的噴射和兩次相間隔的相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的噴射，依次可在易于氣缸I內(nèi)燃燒的同時(shí)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷高轉(zhuǎn)速時(shí)的NOx排放。
[0035]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大到相對(duì)于前述的低負(fù)荷區(qū)較高的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)，此時(shí)也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同而將其分為較低轉(zhuǎn)速和較高轉(zhuǎn)速兩個(gè)區(qū)間。在發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，此時(shí)還可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體負(fù)荷而再分為兩種情況，即負(fù)荷較低時(shí)和負(fù)荷較高時(shí)，以充分配合發(fā)動(dòng)機(jī)的具體運(yùn)行工況，進(jìn)行更具體有效的調(diào)控。
[0036]若負(fù)荷較低，即模式四，則ECUlO控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，以減少內(nèi)部EGR氣體，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，經(jīng)由調(diào)節(jié)EGR氣體的量和溫度控制缸內(nèi)燃燒溫度，打開(kāi)第三閥門55，關(guān)閉第一閥門53和第二閥門54，小渦輪增壓器51工作，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有兩次相間隔的相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前也具有一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的噴射。噴油器4均為于壓縮上止點(diǎn)前進(jìn)行噴射，也即為適應(yīng)低速工況的預(yù)混燃燒模式，通過(guò)兩次相對(duì)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的噴射以增加燃料的預(yù)混合性，使燃料與空氣處于充分混合的狀態(tài)中，從而在點(diǎn)火前可以產(chǎn)生均一的燃料氛圍，這對(duì)燃料的消耗及燃燒排放是有利的。
[0037]若負(fù)荷較高，即模式七，則E⑶10控制低壓EGR閥門50關(guān)閉，高壓EGR閥門46開(kāi)啟，經(jīng)由調(diào)節(jié)EGR氣體量和溫度控制氣缸I內(nèi)燃燒溫度，小渦輪增壓器51繼續(xù)工作以適應(yīng)低轉(zhuǎn)速工況，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前可具有相對(duì)小量的噴射，另外噴油器4于壓縮上止點(diǎn)后也可具有相對(duì)小量的噴射。噴射器4于壓縮上止點(diǎn)主噴射以使缸內(nèi)為擴(kuò)散燃燒的主燃燒模式,可適應(yīng)高負(fù)荷的需求,而通過(guò)噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前的噴射以提高主噴射時(shí)的易燃性，縮短主燃燒點(diǎn)火延遲，而通過(guò)噴油器4于壓縮上止點(diǎn)后的噴射可抑制經(jīng)主燃燒的熱釋放率的峰值后在膨脹期間缸內(nèi)溫度的下降，從而可使氣缸I內(nèi)保持在高溫度，這對(duì)利用缸外空氣促進(jìn)氧化在燃燒階段產(chǎn)生的黑煙以降低黑煙排放是有利的。
[0038]在發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，此時(shí)也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體負(fù)荷而再分為兩種情況，即負(fù)荷較低時(shí)和負(fù)荷較高時(shí)，以充分配合發(fā)動(dòng)機(jī)的具體運(yùn)行工況，進(jìn)行更具體有效的調(diào)控。
[0039]若負(fù)荷較低，即模式五，則ECUlO控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，以減少內(nèi)部EGR氣體，開(kāi)啟高壓EGR閥門46，關(guān)閉低壓EGR閥門50，通過(guò)調(diào)節(jié)EGR氣體溫度控制缸內(nèi)燃燒溫度，打開(kāi)第一閥門53和第二閥門54，關(guān)閉第三閥門55，大渦輪增壓器52工作以適應(yīng)較高轉(zhuǎn)速需要，并提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有兩次相間隔的相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的且時(shí)間較長(zhǎng)的噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前也具有一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的且時(shí)間較長(zhǎng)的噴射，使噴油器4噴油時(shí)間延長(zhǎng)以增加噴入的燃料量，從而可在實(shí)現(xiàn)燃料的充分預(yù)混合，以有利于發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混燃燒進(jìn)行的情況下，與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷工況相適應(yīng)，并可在EGR氣體的配合下降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放和NVH。
[0040]若負(fù)荷較高，即模式六，則ECUlO控制排氣門定時(shí)延后，進(jìn)排氣門升程增加，以增加進(jìn)氣量，減少內(nèi)部EGR氣體，打開(kāi)第三閥門55，關(guān)閉第一閥門53和第二閥門54，小渦輪增壓器51工作適應(yīng)較高負(fù)荷的需要，開(kāi)啟高壓EGR閥門46，關(guān)閉低壓EGR閥門50，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有兩次相間隔的相對(duì)小量的噴射，此時(shí)噴油器4仍可于壓縮上止點(diǎn)后具有一次相對(duì)小量的噴射。
[0041]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大到相對(duì)于前述的中等負(fù)荷區(qū)更高的較高負(fù)荷區(qū)時(shí)，此時(shí)也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同而將其分為較低轉(zhuǎn)速和較高轉(zhuǎn)速兩個(gè)區(qū)間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，即模式i^一，ECU1控制排氣門為固定定時(shí)，無(wú)內(nèi)部EGR氣體，高壓EGR閥門46和低壓EGR閥門50均開(kāi)啟且經(jīng)由E⑶10調(diào)節(jié)兩閥門開(kāi)啟比例，第一閥門
53、第二閥門54和第三閥門55均關(guān)閉，小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52均工作，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次時(shí)間較短的噴射，另外噴油器4于壓縮上止點(diǎn)后也可具有一次時(shí)間較短的噴射。通過(guò)噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前后的噴射在主噴射前實(shí)現(xiàn)預(yù)燃燒而提高主燃燒的點(diǎn)火性能，而且也增加了對(duì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的黑煙的氧化，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，也降低排放及NVH。
[0042]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，即模式十，ECUlO控制排氣門為固定定時(shí)，無(wú)內(nèi)部EGR氣體，關(guān)閉高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，通過(guò)調(diào)節(jié)EGR氣體量控制缸內(nèi)燃燒溫度，打開(kāi)第一閥門53和第二閥門54，關(guān)閉第三閥門55，大渦輪增壓器52工作以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速需求，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射。通過(guò)使噴油器4于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次噴射，可在實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)擴(kuò)散燃燒模式下，降低缸內(nèi)的爆發(fā)壓力，以降低NVH，同時(shí)通過(guò)EGR量的逐步減少也可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放。
[0043]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的高負(fù)荷區(qū)時(shí)，此時(shí)也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同而將其分為較低轉(zhuǎn)速、中等轉(zhuǎn)速及較高轉(zhuǎn)速三個(gè)區(qū)間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，即模式十二，ECUlO控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，打開(kāi)第三閥門55，關(guān)閉第一閥門53和第二閥門54，小渦輪增壓器51工作，以獲得較高的扭矩輸出，噴油器4于于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前也具有一次相對(duì)小量的噴射。
[0044]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中等時(shí)，即模式十三，E⑶10控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，無(wú)內(nèi)部EGR氣體，關(guān)閉高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，打開(kāi)第一閥門53和第二閥門54，關(guān)閉第三閥門55，大渦輪增壓器52工作，以獲得較高的扭矩輸出，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前均具有一次相對(duì)小量的噴射，另外噴油器4于壓縮上止點(diǎn)后也可具有一次相對(duì)小量的噴射。而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，即模式十四，ECUlO控制進(jìn)排氣門升程增加，以增加進(jìn)氣量，增大功率和扭矩輸出，關(guān)閉高壓EGR閥門46和低壓EGR閥門50，由此使得經(jīng)過(guò)尾氣處理單元8的排氣溫度較高，從而可消除尾氣處理單元8內(nèi)的積碳，第一閥門53、第二閥門54和第三閥門55均關(guān)閉，小渦輪增壓器51和大渦輪增壓器52均工作，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)附件進(jìn)行主噴射。
[0045]在模式十四中，雖然此工況下的振動(dòng)及噪聲均較大，但由于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷很高故可以接受，且在運(yùn)行中還可經(jīng)由E⑶10調(diào)節(jié)第二閥門54和第三閥門55的開(kāi)度，以避免喘振的發(fā)生。
[0046]同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，發(fā)動(dòng)機(jī)也可能處于轉(zhuǎn)速低而負(fù)荷較高或轉(zhuǎn)速高而負(fù)荷較低的極限工況，此時(shí)就需要ECUlO根據(jù)相關(guān)檢測(cè)信號(hào)控制全可變氣門機(jī)構(gòu)12、渦輪增壓機(jī)構(gòu)及EGR機(jī)構(gòu)等采取相應(yīng)的控制模式，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0047]若發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等負(fù)荷區(qū)且其轉(zhuǎn)速低而負(fù)荷較高時(shí)，即模式八，ECUlO控制排氣門定時(shí)延后，以減少內(nèi)部EGR氣體，打開(kāi)第三閥門55，關(guān)閉第一閥門53和第二閥門54，小渦輪增壓器51工作，以適應(yīng)較低轉(zhuǎn)速的需求，噴油器4于上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的相對(duì)大量的噴射和一次相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的相對(duì)小量的噴射，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)后也具有一次相對(duì)小量的噴射。
[0048]若發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等負(fù)荷區(qū)且其轉(zhuǎn)速高而負(fù)荷較低時(shí)，即模式九，ECUlO控制排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門46，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門50，打開(kāi)第一閥門53和第二閥門54，關(guān)閉第三閥門55，大渦輪增壓器52工作，噴油器4于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，且噴油器4于壓縮上止點(diǎn)前具有一次相對(duì)小量的噴射。
[0049]此外，在本實(shí)施例中當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷區(qū)時(shí)，還可由E⑶10控制發(fā)動(dòng)機(jī)減少氣缸I的工作數(shù)量，氣缸I工作數(shù)量的減少可提高燃料的利用率，從而也可降低有害氣體的排放。而在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓比處于正常的范圍內(nèi)，還可經(jīng)由ECUlO控制，當(dāng)大渦輪增壓器52和小渦輪增壓器51在兩個(gè)循環(huán)內(nèi)的扭矩值之差大于35Nm時(shí)通過(guò)打開(kāi)第一閥門53降低小渦輪增壓器的工作量51，以使得此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓比立即減小，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。
【權(quán)利要求】
1.一種全可變氣門增壓柴油機(jī)，包括具有進(jìn)氣道和排氣道的氣缸，設(shè)置在氣缸內(nèi)的噴油器，在進(jìn)氣道上設(shè)置有節(jié)氣門，在進(jìn)氣道和排氣道與氣缸的連通處分別設(shè)置有全可變氣門機(jī)構(gòu)，在進(jìn)氣道與排氣道之間連接設(shè)有使排氣道中氣體導(dǎo)入進(jìn)氣道內(nèi)的EGR機(jī)構(gòu)以及在排氣道內(nèi)排氣驅(qū)動(dòng)下對(duì)進(jìn)氣道中氣體進(jìn)行增壓的渦輪增壓機(jī)構(gòu)，還包括可控制所述噴油器、全可變氣門機(jī)構(gòu)、EGR機(jī)構(gòu)以及渦輪增壓機(jī)構(gòu)，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的ECU控制單元，其特征在于:所述的EGR機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)于進(jìn)氣道末端與排氣道始端間的帶有高壓EGR冷卻器的高壓EGR通道，在所述高壓EGR通道內(nèi)設(shè)置有高壓EGR閥門，還包括連接設(shè)于排氣道末端與進(jìn)氣道始端間的帶有低壓EGR冷卻器的低壓EGR通道，在所述低壓EGR通道內(nèi)設(shè)置有低壓EGR閥門；所述的渦輪增壓機(jī)構(gòu)包括連接設(shè)于低壓EGR通道與高壓EGR通道之間的進(jìn)排氣道上的呈間隔布置的可單獨(dú)或共同工作的大渦輪增壓器和小渦輪增壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)，其特征在于:在進(jìn)氣道內(nèi)于所述小渦輪增壓器處并聯(lián)設(shè)有帶有第一閥門的旁通氣道，在排氣道內(nèi)于所述小渦輪增壓器和大渦輪增壓器處也分別并聯(lián)設(shè)有帶有第二閥門和第三閥門的旁通氣道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)，其特征在于:在所述進(jìn)氣道的末端設(shè)置有預(yù)熱塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)，其特征在于:在所述進(jìn)氣道上串聯(lián)設(shè)置有進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)，所述的進(jìn)氣冷卻機(jī)構(gòu)包括串聯(lián)設(shè)于進(jìn)氣道上的冷卻器以及設(shè)于所述冷卻器一側(cè)的冷卻風(fēng)扇。
5.一種全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于所述的全可變氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法包括如下的步驟: a、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，ECU控制排氣門定時(shí)提前，進(jìn)排氣門升程降低，小渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，經(jīng)由節(jié)氣門及內(nèi)部EGR氣體調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行； b、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的低負(fù)荷區(qū)時(shí)， (1)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制排氣門升程降低幅度漸小，逐步開(kāi)啟低壓EGR閥門，關(guān)閉高壓EGR閥門，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射； (2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射； C、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)， (1)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)， 若負(fù)荷較低，則ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，逐漸開(kāi)啟高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，小渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射； 若負(fù)荷較高，則ECU控制低壓EGR閥門關(guān)閉，高壓EGR閥門開(kāi)啟，小渦輪增壓器繼續(xù)工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射； (2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)， 若負(fù)荷較低，則ECU控制進(jìn)氣門為固定定時(shí)，排氣門定時(shí)延后，開(kāi)啟高壓EGR閥門，關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射； 若負(fù)荷較高，則ECU控制排氣門定時(shí)延后，進(jìn)排氣門升程增加，小渦輪增壓器工作，開(kāi)啟高壓EGR閥門，關(guān)閉低壓EGR閥門，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射； d、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的較高負(fù)荷區(qū)時(shí)， (O發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，高壓EGR閥門和低壓EGR閥門均開(kāi)啟且經(jīng)由ECU調(diào)節(jié)兩閥門開(kāi)啟比例，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射； (2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射； e、發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的高負(fù)荷區(qū)時(shí)， (I)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，小渦輪增壓器工作，噴油器于于壓縮上止點(diǎn)附近及壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行兩次相間隔的噴射； (2 )發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中等時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門，大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射； (3)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，ECU控制進(jìn)排氣門升程增加，關(guān)閉高壓EGR閥門和低壓EGR閥門，小渦輪增壓器和大渦輪增壓器均工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)附近進(jìn)行主噴射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于:在發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)后的中等負(fù)荷區(qū)時(shí)， 若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低而負(fù)荷較高時(shí)，ECU控制排氣門定時(shí)延后，小渦輪增壓器工作，噴油器于上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射，噴油器于壓縮上止點(diǎn)前噴射； 若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高而負(fù)荷較低時(shí)，ECU控制排氣門為固定定時(shí)，關(guān)閉高壓EGR閥門，逐漸關(guān)閉低壓EGR閥門大渦輪增壓器工作，噴油器于壓縮上止點(diǎn)進(jìn)行主噴射。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于:噴油器于主噴射前可具有相對(duì)主噴射的噴油量較少的至少一次噴射。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6中所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于:噴油器于壓縮上止點(diǎn)前的噴射包括相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較遠(yuǎn)的至少一次相對(duì)大量的噴射，以及相對(duì)壓縮上止點(diǎn)較近的至少一次相對(duì)小量的噴射。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于:在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)預(yù)熱塞工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全可變氣門增壓柴油機(jī)的控制方法，其特征在于:在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，若大渦輪增壓器和小渦輪增壓器在兩個(gè)循環(huán)內(nèi)的扭矩值之差大于35Nm時(shí)則降低小渦輪增壓器的工作量。
【文檔編號(hào)】F02B37/013GK104196617SQ201410370920
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】高鋒軍, 梁國(guó)志, 李文慶, 陳亞青, 齊雪飛, 趙雪華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)城汽車股份有限公司