[发明专利]用于组合的发动机制动和空动排气门开启的系统和方法

说明书

用于内燃发动机的组合的专用制动和EEVO空动气门致动系统为一个或多个气缸上的制动事件和EEVO事件提供子系统。各种控制策略可以利用制动和EEVO能力来组合一个或多个发动机参数，包括后处理温度和发动机负载。

相关申请和优先权要求

本申请要求于2018年7月16日提交的和标题为SYSTEMS AND METHODS FORCOMBINED ENGINE BRAKING AND LOST MOTION EXHAUST VALVE OPENING的美国临时专利申请序列号62/698,727的优先权，将其主题全部并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于致动内燃发动机中的一个或多个发动机气门的系统和方法。特别地，本公开的实施例涉及用于组合的发动机制动和空动排气门开启的系统和方法。

背景技术

诸如重型柴油(HDD)发动机之类的内燃发动机在本领域中是众所周知的，并且在包括运输和卡车运输在内的许多应用和工业中被普遍使用。这些发动机利用发动机气门致动系统，该系统促进正动力操作模式，在该模式下发动机气缸从燃烧过程产生动力。与标准燃烧循环相关联的进气门和排气门致动运动通常被称为“主事件”运动。除了主事件运动之外，已知的发动机气门致动系统还可促进辅助气门致动运动或事件，这些辅助气门致动运动或事件允许内燃发动机以其他模式或以正发电模式(例如，废气再循环(EGR)、排气门提早开启(EEVO)等)的变型或发动机制动运行，其中内燃发动机在无燃料状态下运行，基本上作为空气压缩机，以产生减速动力以帮助减慢车辆。更进一步，用于提供发动机制动的气门致动运动的变型是已知的(例如，制动气体再循环(BGR)、泄放制动等)。

气门致动系统可包括空动部件，以促进内燃发动机在正动力和发动机制动模式下的操作。空动部件在本领域中是众所周知的。这些装置通常包括可以以受控的方式塌缩或改变其长度或接合/脱离气门机构内的相邻部件以改变气门运动的元件。空动装置可以促进发动机循环期间的某些气门致动运动，其不同于由固定轮廓的气门致动运动源例如旋转凸轮所决定的运动。空动装置可导致这种运动被选择性地“损失”，即，不经由气门机构传送至一个或多个发动机气门，以实现除主事件气门运动或其变型之外的事件。已知的空动装置包括横臂(valve bridge)塌缩或空动，其可以选择性地将气门机构运动传递到由该横臂跨过的两个发动机气门。

通常，HDD发动机可能需要具有发动机制动器，以在发动机上提供制动作用，以帮助例如在陡坡上长时间下降期间使车辆减速。此外，HDD发动机可以利用排放控制以满足要求的排放标准。此类排放控制可利用气门运动控制，包括修改主要排气门事件(即，应用于排气门以实现正动力产生的那些气门致动运动)的控制，以调节排气温度，以实现催化剂的高效运行和后处理颗粒过滤器的再生。为此目的使用EEVO事件是众所周知的。提前打开排气门将燃烧气体释放到排气系统中，然后将其在气缸中完全膨胀。由此增加了排气系统中的能量，该增加的能量有利于提供上述排放控制。

为了实现EEVO事件或其他潜在有益的气门事件，在本领域中已知所谓的可变气门致动(VVA)系统。例如，某些VVA系统只是简单地提前固定了排气的排气凸轮轴正时，以更早地打开排气门并提高排放温度。然而，该方法还改变了排气门关闭正时，这对气缸中的残留排气具有不利影响。此外，凸轮轴正时的这种提前必然会影响同一凸轮轴上的所有气缸，而这并非在所有情况下都是理想的。

另外，某些发动机配置不容易适应已知的VVA正时提前方法。例如，通常在单个凸轮轴上包括进气门和排气门凸轮的单顶置凸轮(SOHC)发动机(或“成组凸轮”发动机)根据固定的正时提前进气门和排气门。由于在进气门打开时潜在的活塞间隙问题，因此不希望将已知的VVA方法应用于这种配置。尽管存在一些发动机配置(例如，所谓的“凸轮中凸轮(CAM in CAM)”系统)，这些配置在理论上可以允许独立执行气门正时提前，但是这些系统复杂、昂贵且角度调整有限。更进一步，其他已知的VVA系统可以采用液压气门机构系统和高速螺线管，其可以用于在发动机循环中的几乎任何地方打开排气。尽管这样的系统显示出极大的灵活性并可以用于实现EEVO事件，但它们又相对复杂且昂贵。