[发明专利]用于柴油机中配气正时调节的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机制造技术领域，尤其涉及一种用于柴油机中配气正时调节的控制装置及其控制方法。

背景技术

在传统的柴油机中，配气正时一般是不可调节的，即柴油机在不同工况及不同转速下运行时，均采用相同的配气正时。但实际上，在实现最佳性能的同时为满足日益严格的排放法规，柴油机在高负荷和低负荷时对配气正时有不同的需求：在高负荷时，柴油机增压压力较高，一般采用进气阀在下止点前提前关闭（米勒循环技术）；而在低负荷时，为增加进气量，一般又希望进气阀在下止点后关闭，以改善低负荷时的性能与排放。

专利申请号为201180021446.7公开了一种用于活塞式发动机中的气体交换阀的控制装置，用于提供柴油机配气正时调节的控制装置与方法。该控制装置主要由液压挺柱及液压油路控制系统组成，适用在发动机的凸轮轴和阀机构之间，包括主体部和布置在该主体部中的室，用于液压介质的线路通向室，并且在室中，活塞装置以可移动的方式布置为与凸轮轴和阀机构成机械力传递连接的关系，以至少用于打开阀。用于液压介质的线路包括用于液压介质的不同的进给管和排出管，这两个管都通向室中的室空间。室空间随着活塞装置沿阀的打开方向移动而增大。为了实现所述气体交换阀的延迟关闭，液压介质布置成被供给到空间，当阀被打开时，室空间中的压力的释放确定气体交换阀的关闭。排出管设置有以电子方式控制的阀装置，以用于可调节地确定室空间中的压力的准确释放时间。

图1示出了上述控制装置的配气正时调节的气阀升程曲线图。当液压系统不工作时，气阀升程曲线与传统柴油机相同，由凸轮轮廓控制，如曲线A；当电磁阀常开时，由于液压系统的缓冲作用，气阀升程曲线如曲线C所示，其位置由节流阀的开度确定；当控制电磁阀的开启时间时，气阀升程曲线如曲线B所示，其位置由电磁阀的开启时间确定。

然而，该方案采用了液压挺柱机构和液压油路控制系统，结构复杂，且气阀运动曲线B及曲线C均需要进行节流阀和电磁阀的匹配试验，控制难度较大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于柴油机中配气正时调节的控制装置，结构简单，可以实现柴油机配气正时的灵活调节，使得柴油机在不同工况下均具有良好的性能和较低的排放。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于柴油机中配气正时调节的控制装置，可以实现柴油机配气正时的灵活调节，使得柴油机在不同工况下均具有良好的性能和较低的排放。

为实现上述目的，在本发明的一个方面，提供了一种用于柴油机中配气正时调节的控制装置，包括凸轮轴、摇杆式从动机构、推杆、摇臂、气阀、摇杆轴、以及所述摇杆轴的驱动机构；所述凸轮轴的凸轮型面与所述摇杆式从动机构的第一端部线接触；所述摇杆轴的第一端部与所述摇杆式从动机构的第二端部相配合；所述摇杆轴为偏心结构，所述摇杆轴的旋转中心与摇杆式从动机构的旋转中心不重合。

进一步地，所述摇杆轴的旋转中心与摇杆轴的驱动机构的旋转中心重合。

可选地，所述摇杆轴的驱动机构为旋转气缸，所述摇杆轴的第二端部与旋转气缸的中心轴连接。

进一步地，所述旋转气缸包括两个气口，通过电磁阀控制扇形气缸的进气的气口的选择，用于实现所述控制装置的两级调控。

可选地，所述摇杆轴的驱动机构为步进电机，所述摇杆轴的第二端部与步进电机连接。

进一步地，所述摇杆轴的第二端部通过连接轴与旋转气缸的中心轴或步进电机连接。

进一步地，所述摇杆式从动机构的第二端部还设有紧固件，所述摇杆轴的第一端部垂直贯穿所述摇杆式从动机构的第二端部的中央区域，所述紧固件用于固定所述摇杆式从动机构和所述摇杆轴。

进一步地，所述控制装置还包括阀桥，所述摇臂通过所述阀桥驱动所述气阀的运动，用于控制所述气阀的开启和关闭。

在本发明的另一个方面，提供了基于上述用于柴油机中配气正时调节的控制装置的控制方法，所述摇杆轴的驱动机构驱动摇杆轴旋转，所述摇杆轴确定摇杆式从动机构与凸轮轴的凸轮型面的接触位置；当所述凸轮轴绕自身轴线旋转时，驱动摇杆式从动机构工作，通过运动传递，将驱动摇杆式从动机构的推力通过推杆和摇臂传到气阀，实现气阀的开启与关闭。