帶有可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶有可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年3月21日提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.102014205344.7以及2014年3月21日提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.102014205354.4的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)中的每一個(gè)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被合并于此，用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及帶有至少部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)被應(yīng)用于帶有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛中以控制發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸氣門(mén)的正時(shí)，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、增加燃料經(jīng)濟(jì)性并降低排放。可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)能夠被液壓地控制，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊的電子控制器引導(dǎo)高壓油致動(dòng)用于改變氣門(mén)正時(shí)的油壓凸輪。
[0005]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上系統(tǒng)的各種問(wèn)題。例如，完全可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)是昂貴的。熟知的部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)可能無(wú)法提供氣門(mén)的單個(gè)控制以便優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)效率和燃燒過(guò)程，且/或可能無(wú)法提供足夠的油壓來(lái)產(chǎn)生在不同工況下的足夠的扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]至少部分地解決以上問(wèn)題的一種方法是部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含至少一個(gè)汽缸蓋與至少一個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸具有:用于經(jīng)由進(jìn)氣系統(tǒng)供應(yīng)新鮮空氣的至少兩個(gè)進(jìn)氣口和/或用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)排出排氣的至少兩個(gè)排氣口 ；用于輸送發(fā)動(dòng)機(jī)油的泵，該泵被用于將發(fā)動(dòng)機(jī)油供應(yīng)至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，因而形成油路；以及至少兩個(gè)至少部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)，其具有至少兩個(gè)氣門(mén)、氣門(mén)彈簧設(shè)備和至少兩個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置，所述至少兩個(gè)氣門(mén)在氣門(mén)關(guān)閉位置和氣門(mén)打開(kāi)位置之間可移動(dòng)以便打開(kāi)和阻塞汽缸的所述至少兩個(gè)進(jìn)氣口或排氣口，所述氣門(mén)彈簧設(shè)備用于沿氣門(mén)關(guān)閉位置的方向預(yù)加載氣門(mén)的，所述至少兩個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置用于抵抗氣門(mén)彈簧設(shè)備的預(yù)加載力而打開(kāi)氣門(mén)，每個(gè)致動(dòng)裝置包含被布置在凸輪軸上的凸輪且該凸輪隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)能夠引起與至少一個(gè)凸輪從動(dòng)件元件接合，由此相關(guān)聯(lián)的氣門(mén)能夠被致動(dòng)，其中每個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置能夠經(jīng)由油壓管路被充滿(mǎn)(charged)加壓油(pressurized oil)，該油壓管路從油路分支，油壓管路中布置有阻塞或打開(kāi)油壓管路的可控關(guān)閉元件，以及至少兩個(gè)至少部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的至少兩個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置的凸輪是可旋轉(zhuǎn)的。
[0007]以此方式，實(shí)現(xiàn)完全柔性配氣機(jī)構(gòu)是有可能的，其中，每個(gè)氣門(mén)的單個(gè)控制和致動(dòng)可以經(jīng)由分開(kāi)的油壓管路被實(shí)現(xiàn)。此外，該系統(tǒng)提供了模塊化油壓致動(dòng)的可變氣門(mén)致動(dòng)，其可以與凸輪中凸輪(cam-1n-cam)系統(tǒng)或凸輪軸廓線(xiàn)變換系統(tǒng)結(jié)合，從而提供了優(yōu)化的、單個(gè)的、可變氣門(mén)提升和/或正時(shí)和用于提供足夠的油壓的支持系統(tǒng)。
[0008]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)圖示。
[0010]圖2示意性地示出施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的油供應(yīng)的片段。
[0011]圖3A示意性地示出施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)實(shí)施例的、與油壓管路一起的汽缸的兩個(gè)氣門(mén)。
[0012]圖3B示意性地示出施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第二個(gè)實(shí)施例的、與油壓管路一起的汽缸的兩個(gè)氣門(mén)。
[0013]圖4示意性地示出施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的凸輪軸的片段。
[0014]圖5示出圖示說(shuō)明用于運(yùn)轉(zhuǎn)包括液壓致動(dòng)的至少部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。
[0015]參考符號(hào)
[0016]I 油路
[0017]3a 泵
[0018]3b附加泵
[0019]4供應(yīng)管路
[0020]5消耗者
[0021]6受控關(guān)閉元件
[0022]61第一關(guān)閉元件
[0023]62第二關(guān)閉元件
[0024]7進(jìn)給管路
[0025]7b油壓管路
[0026]7b I搖臂-特定油壓管路
[0027]8過(guò)濾器
[0028]9油冷卻器
[0029]10主油道
[0030]1a 導(dǎo)管
[0031]11曲軸側(cè)連接桿軸承
[0032]12曲軸軸承、主軸承
[0033]13再循環(huán)管路
[0034]14 油盤(pán)
[0035]15吸入管路
[0036]16al單獨(dú)的油壓管路
[0037]16a2單獨(dú)的油壓管路
[0038]17可切換氣門(mén)驅(qū)動(dòng)
[0039]17a 氣門(mén)
[0040]17al第一氣門(mén)、進(jìn)氣門(mén)
[0041]17a2第二氣門(mén)、進(jìn)氣門(mén)
[0042]17b 挺桿
[0043]17c可切換搖臂
[0044]17d 凸輪
[0045]17dl 第一凸輪
[0046]17d2 第二凸輪
[0047]17e凸輪軸
[0048]17e’凸輪軸的縱向軸線(xiàn)
[0049]17el第一凸輪軸段
[0050]17e2第二凸輪軸段
[0051]18共用油壓管路
[0052]181 第一分支
[0053]182 第二分支
【具體實(shí)施方式】
[0054]本公開(kāi)涉及包含至少一個(gè)汽缸蓋與至少一個(gè)汽缸的施加點(diǎn)火(applied-1gnit1n)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)汽缸具有:用于經(jīng)由進(jìn)氣系統(tǒng)供應(yīng)新鮮空氣的至少兩個(gè)進(jìn)氣口和/或用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)排出排氣的至少兩個(gè)排氣口 ；用于輸送發(fā)動(dòng)機(jī)油的泵，該泵被用于將發(fā)動(dòng)機(jī)油供應(yīng)至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，因而形成油路；以及至少兩個(gè)至少部分可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)，其具有至少兩個(gè)氣門(mén)、氣門(mén)彈簧設(shè)備和至少兩個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置，所述至少兩個(gè)氣門(mén)在氣門(mén)關(guān)閉位置和氣門(mén)打開(kāi)位置之間可移動(dòng)以便打開(kāi)和阻塞汽缸的至少兩個(gè)進(jìn)氣口或排氣口，所述氣門(mén)彈簧設(shè)備用于沿氣門(mén)關(guān)閉位置的方向預(yù)加載氣門(mén)，所述至少兩個(gè)液壓可調(diào)致動(dòng)裝置用于抵抗氣門(mén)彈簧設(shè)備的預(yù)加載力而打開(kāi)氣門(mén)，每個(gè)致動(dòng)裝置包含被布置在凸輪軸上的凸輪且該凸輪隨著凸輪軸旋轉(zhuǎn)能夠引起與至少一個(gè)凸輪從動(dòng)件元件接合，由此相關(guān)聯(lián)的氣門(mén)能夠被致動(dòng)。
[0055]上述類(lèi)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被用作機(jī)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)。在本公開(kāi)的上下文中，表達(dá)“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”包含奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和利用混合燃燒過(guò)程的混合式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以及不僅包含內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也包含電機(jī)的混合驅(qū)動(dòng)，電機(jī)能夠根據(jù)驅(qū)動(dòng)被連接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并接收來(lái)自?xún)?nèi)燃機(jī)或附加輸出功率的(如)可切換輔助驅(qū)動(dòng)的功率。
[0056]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有汽缸體和至少一個(gè)汽缸蓋，其被相互連接以形成單個(gè)的汽缸(即，燃燒室)。為了容納活塞或汽缸套，汽缸體具有相應(yīng)數(shù)目的汽缸孔。汽缸蓋通常用來(lái)容納氣門(mén)驅(qū)動(dòng)。為了控制充氣交換，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)需要控制元件和用于致動(dòng)控制元件的致動(dòng)裝置。在充氣交換期間，燃燒氣體經(jīng)由排氣口和燃燒室充氣被排出，即，新鮮空氣的引入經(jīng)由進(jìn)氣口發(fā)生。為了控制充氣交換，在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，提升閥幾乎被唯一地用作控制元件，其中，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，提升閥執(zhí)行振蕩的升降運(yùn)動(dòng)，并且提升閥以此方式打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口和排氣口。氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)需要的致動(dòng)裝置(包括氣門(mén)本身)被稱(chēng)為氣門(mén)驅(qū)動(dòng)。
[0057]致動(dòng)裝置包含凸輪軸，凸輪被布置在凸輪軸上。在底置凸輪軸和頂置凸輪軸之間做出基本的區(qū)別。這涉及汽缸蓋和汽缸體之間的分割面。如果凸輪軸被布置在所述分割面之上，其為頂置凸輪軸，否則為底置凸輪軸。
[0058]頂置凸輪軸同樣被安裝在汽缸蓋中，其中氣門(mén)驅(qū)動(dòng)與頂置凸輪軸可以附加地(作為進(jìn)一步的氣門(mén)驅(qū)動(dòng)部件)具有搖桿調(diào)節(jié)桿、指形搖桿、傾斜度調(diào)節(jié)桿和/或挺桿。所述凸輪從動(dòng)件元件位于凸輪和氣門(mén)之間的力流(force flow)中。
[0059]氣門(mén)驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)是在正確的時(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉汽缸的進(jìn)氣口和/或排氣口中的至少一個(gè)，其中穿過(guò)截面的最大可能的流的快速開(kāi)口被尋找以便保持流入和流出氣體流中的節(jié)流損失較低并且以便使汽缸能夠較好地充氣和徹底排出排氣。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，汽缸也可以經(jīng)常且漸增地被提供兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口和排氣口。
[0060]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通向進(jìn)氣口的進(jìn)氣管路和鄰接排氣口的排氣管路可以被至少部分地集成在汽缸蓋中。
[0061]在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展中，最小化燃料消耗是基本目標(biāo)，其中所作出的努力的重點(diǎn)在于獲得改善的整體效率。
[0062]燃料消耗和因而的效率造成潛在問(wèn)題，尤其是奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，S卩，施加點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下。這樣的原因在于奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的原則。負(fù)荷控制通?？梢酝ㄟ^(guò)在進(jìn)氣系統(tǒng)中提供節(jié)流擋板的方式實(shí)施。通過(guò)調(diào)整節(jié)流擋板，節(jié)流擋板下游的所引入空氣的壓力能夠被降低較大或較小的程度。節(jié)流擋板被關(guān)閉的越嚴(yán)，即，所述節(jié)流檔板阻塞進(jìn)氣系統(tǒng)越多，節(jié)流擋板兩側(cè)的所引入空氣的壓力損失越高，且節(jié)流擋板下游和通向至少一個(gè)汽缸(即，燃燒室)的入口的上游的所引入的空氣的壓力越低。對(duì)于恒定的汽缸燃燒室容積，以此方式，對(duì)于空氣質(zhì)量(即，量)借助于所引入的空氣的壓力被設(shè)定是有可能的。這也解釋了量調(diào)節(jié)為什么被證明為不利的，尤其在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中，因?yàn)榈拓?fù)荷需要進(jìn)氣系統(tǒng)中高度節(jié)流和壓力減小，其結(jié)果為充氣交換損失隨著負(fù)荷減小和節(jié)流增加而增加。
[0063]為了減少所描述的損失，已經(jīng)研發(fā)了用于奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)減少節(jié)流的各種策略。
[0064]用于奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)減少節(jié)流的方案的一種方法可以是(例如)奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程伴隨直接噴射。燃料的直接噴射可以是用于實(shí)現(xiàn)分層的燃燒室充氣的合適手段。燃料向燃燒室的直接噴射因而允許奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中的、一定極限內(nèi)的質(zhì)量調(diào)節(jié)。通過(guò)將燃料直接噴射入汽缸或位于汽缸中的空氣內(nèi)，混合物形成發(fā)生，且不通過(guò)外部的混合物形成，其中，燃料被引入進(jìn)氣系統(tǒng)中的所引入的空氣中。
[0065]