[发明专利]具有往复凸轮的电液阀致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的具有汽缸和往复凸轮的电液阀致动器。

背景技术

往复式内燃机的进气和排气阀在这些发动机的曲轴达到一定角度位置时 会打开。这是由发动机的凸轮轴相对于所述曲轴的通常不变的角位置而导致 的，后者的位置在2冲程发动机中被认为会超过360度以及在诸如那些由 Nikolaus Otto和Alphonse Eugène Beau de Rochas两人所构思的4冲程发动机 中被认为会超过720度。

为了使所述阀相对于所述曲轴的角位置而打开的时刻可变，现代的汽油发 动机包括至少一进气凸轮轴移相器，并且越来越多地包括排气凸轮轴移相器。 这些移相装置通常是水电式的，但有时是电气式的，并且使得能够改变所述轴 相对于所述曲轴的角位置。

对于由汽车行业生产的大多数发动机而言，开启时间、开启速度、和阀升 程高度这些参数明确地通过致动所述阀的凸轮的轮廓来确定。使这些参数可变 具有极大益处，因为它们对汽缸的充填和燃烧的品质有很大的影响。这些参数 的可变性是使这些发动机的污染排放物的控制能显著改善的源由。具体而言， 这种可变性使得可以：

·改善内燃机在油门全开下使用时的汽缸的装填，以增加发动机的在其整个 发动机速度范围的转矩和功率。这个结果是通过使进气和排气阀在最有利于所 述装填的时刻进行打开和闭合而得到的，尤其是通过考虑在发动机的汽缸以及 进气和排气管道中的气体的空气动力学和声学行为而得到的；

·降低内燃机在油门未全开下使用时的泵送损失，这是用基于下面两个主要 原理的用于进气阀的打开和闭合的适当规则来取代通常是通过节流阀来操作 的对进气阀的风选操作而达到的：

第一个策略包括在发动机的进气冲程期间快速地重合进气阀，同时 在该期间保持进气管道处于接近大气压力的压力下，以使得将该负 荷量的空气或要求的汽化混合物困于发动机的汽缸中，然后在燃烧 室中再压缩所述空气或混合物直到发动机的活塞的上死点处之前 使所述空气或混合物膨胀直到发动机的活塞的下死点处。

第二个策略包括在发动机的压缩冲程期间延迟地关闭进气阀，在该 冲程期间保持进气管道处于接近大气压力的压力下，在发动机的进 气冲程期间将最大负荷量的空气或汽化混合物引入汽缸，然后，所 述负荷量在压缩冲程期间会部分地被迫回到所述管道中，直到汽缸 内剩余的负荷量相应于要求的负荷量，进气阀会在该时候再次关 闭。后一种策略运行阿特金森循环－在部分负荷下比Otto或Beau de Rochas的更有效－以及在可变压缩发动机中具有特殊的益处。

这些用于减少泵送损失的策略导致发动机性能在部分负荷下的显著改 善；

·提高内燃机的燃烧的稳定性和质量，具体而言是通过较好地控制燃烧室中 的气体的湍流，这例如是通过精细地调节进气阀的升程高度而达成的。该种改 善的控制使得能够例如通过在低油门时为进气阀提供小的升程来改善多点喷 射发动机的空气/燃料混合物的均匀性，其效果是在气体通过进气阀时产生较细 的湍流，所述湍流有利于所述均匀性。这种控制还使得能够调整在汽缸中的空 气或气体的“翻滚”运动，其效果是在发动机的活塞到达上死点时使该运动转化 成细小湍流，从而改善燃烧发展过程中的火焰传播。该种控制还使得能够调整 空气或常用于柴油发动机的气体的湍流运动或“涡流”，所述运动例如可通过移 动同一汽缸的两个进气阀的开点来调节；