[发明专利]内燃机的可变进排气门系统及控制方法

说明书

本发明属于内燃机进排气系统领域,涉及一种内燃机的可变进排气门系统及控制方法。该进排气门控制方法是基于高充气压缩比低膨胀比的热力循环，使涡轮增压内燃机在低速大扭矩工况或加速工况下，早开排气门，适当调整进气门的开闭时间，保证在这些工况下尽可能多地增加进气量。同时在压缩机后的进气管和涡轮增压器前的排气管之间开有通路，把低温的空气引入排气管，降低排温，以保护增压涡轮器。而在冷启动时，先晚开排气门，提高缸内压缩温度。一旦启动后，再早开排气门，加大进气量。该控制方法能够大幅提高内燃机的低速大扭矩工况或加速工况的动力性，提高启动性、加速性，得到更好的排放性。

技术领域

本发明属于内燃机进排气系统领域,涉及一种内燃机的可变进排气门系统及控制方法。

背景技术

随着汽车保有量的急剧增多，世界石油价格的不断上涨，空气污染现象的日益严重，如何有效地提高内燃机的能源利用率和降低排放的问题日益紧迫。目前主要存在以下问题：

1)由于涡轮增压这一新的技术可以很好地提高内燃机的燃烧率，减少有害气体的排放量，内燃机配备涡轮增压器成为内燃机发展的一大趋势，但是，在高速大负荷下涡流叶片的热负荷和机械负荷过高、在低速下内燃机扭矩降低严重、低负荷下燃油消耗严重以及瞬态工况下增压压力上升的响应性明显变差等问题。

2)由于内燃机低速运行则机械损失低，而内燃机具有的低速大扭矩越大则驱动能力强，因此，内燃机具有向低速大扭矩发展的趋势，而如何使配有涡轮增压器的内燃机在低速大扭矩下良好运行成为急需解决的一大问题。

3)同时由于当进气压力增加后，气门启闭规律对内燃机进排气过程的影响程度大大增加，因此，可变气门技术系统的开发以及如何对其进行控制方法的研究至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种内燃机的可变进排气门系统，实现了带有涡轮增压器的内燃机能够在全工况范围内良好运行。

本发明的另一目的在于提供一种内燃机的可变进排气门控制方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种内燃机的可变进排气门系统，包括共轨管、共轨管向下依次连接输油设备和油箱，共轨管右侧依次连接有排气门供油电磁阀、排气门驱动油腔、排气门驱动活塞、排气门弹簧、排气门，排气门泄油电磁阀两端连接排气门驱动油腔和油箱，共轨管左侧依次连接有进气门供油电磁阀、进气门驱动油腔、进气门驱动活塞、进气门弹簧、进气门，进气门泄油电磁阀两端连接进气门驱动油腔和油箱，进气门开关的凸轮和排气门开关的凸轮分别连接进气门和排气门，进气门开关的凸轮和排气门开关的凸轮的凸轮母体为球墨铸铁或灰铸铁，进气门开关的凸轮和排气门开关的凸轮的工作表面为铁基表面复合材料层，且在凸轮母体和铁基表面复合材料层之间还有扩散过渡层。

本发明的第二种技术方案是，一种内燃机进排气门控制方法，该方法使用第一种技术方案的内燃机的可变进排气门系统，具体按照以下步骤实施：

步骤1：检测内燃机转速、内燃机位置、环境压力和温度的信号；

步骤2：判断运行状态；

步骤3：根据涡轮增压内燃机低速大扭矩工况或加速工况下，电控单元通过控制进排气门系统的电磁阀来提前开启排气门，提前开启进气门，增加进气门升程，推迟关闭进气门；在涡轮增压内燃机高速高负荷工况下，电控单元通过控制进排气门系统的电磁阀来推迟开启排气门，提前开启进气门，降低进气门升程，提前关闭进气门，同时，电控单元打开在压缩机后的进气管和涡轮增压器前的排气管之间的气阀；在冷启动时，先推迟开启排气门，启动后，再提前开启排气门。

本发明根据内燃机运行工况的不同，对可变气门系统采用不同的控制方法：