專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特 性的方法。
背景技術(shù)：
一般高強(qiáng)化增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)小于1.2，轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)小于 1.6。而車輛為了適應(yīng)不同道路工況，要求最大牽引力是最小牽引力的10倍以上，要求最 大速度是最小速度的10倍以上。顯然，一般高強(qiáng)化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能供利用的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變 化范圍與車輛需求之間存在著較大的差距，必須配備變速裝置，以擴(kuò)大柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速和有效轉(zhuǎn)矩的變化范圍，從而減低了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的體積功率指標(biāo)、增加動(dòng)力傳動(dòng)裝 置操縱的復(fù)雜性。目前高轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用增壓器與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的低速匹配而 得到，而在高速段通過(guò)采用廢氣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與增壓器的匹配，或者采用復(fù)雜 的可調(diào)增壓技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與增壓器的匹配，這樣得到的扭矩適應(yīng)性系數(shù)一般要小 于 1.4。這種增壓器與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)低速匹配的技術(shù)方案，一般在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 附近可以實(shí)現(xiàn)等功率的轉(zhuǎn)矩特性，在中低速段由于發(fā)動(dòng)機(jī)最高爆發(fā)壓力的限制，很難實(shí) 現(xiàn)等功率特性。另外為了實(shí)現(xiàn)等功率特性一般配合增壓系統(tǒng)低速匹配采用在高速段減少 噴油量的方法，這樣就損失了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量，不能適應(yīng)未來(lái)車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)小 型化的發(fā)展趨勢(shì)。而且采用高速段廢氣放氣實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與增壓器匹配的技術(shù)方案，損失了柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的能量，減小了廢氣能量的回收，降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。同時(shí)采用復(fù)雜的可調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與增壓器匹配的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)比較 復(fù)雜，而且可調(diào)增壓技術(shù)的調(diào)節(jié)能力有限，很難實(shí)現(xiàn)等功率的轉(zhuǎn)矩特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，能夠使得柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)大于2.5、轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)大于3，并且簡(jiǎn)化了動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，包括以下步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?00轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)的過(guò)程中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用二沖程循環(huán)方式工作，增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；關(guān)閉可調(diào)旁通閥門，氣體先經(jīng)過(guò)渦輪增壓器加壓后，再經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器繼續(xù)加 壓；通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使機(jī)械增壓器具有1.6bar的增壓壓力；
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加、渦輪增壓器增壓壓力增加后，調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，減小機(jī) 械增壓器的增壓壓力；開(kāi)啟可調(diào)旁通閥門，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)旁通閥門的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的連續(xù)調(diào) 節(jié)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定。還包括以下步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?000轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)的過(guò)程中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用四沖程循環(huán)方式工作；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在每分鐘2000轉(zhuǎn)時(shí)，完全打開(kāi)可調(diào)旁通閥門，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增 壓器，發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)稱循環(huán)工作；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由從每分鐘2000轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)變化，逐漸關(guān)閉可調(diào)旁通閥 門，氣體一部分經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器，并通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使得在接近二沖程/四沖 程切換轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)械增壓器的增壓壓力升高到1.7bar，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速靠近每分鐘1400轉(zhuǎn)，增壓壓力增加，通過(guò)改變柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際 壓縮比控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷，壓縮比由15減小到9，非對(duì)稱度增 大，發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller循環(huán)工作。還包括以下步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?000轉(zhuǎn)到每分鐘2500轉(zhuǎn)的過(guò)程中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用四沖程循環(huán)方式工作；完全打開(kāi)可調(diào)旁通閥門，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增壓器；通過(guò)調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由從每分鐘2000轉(zhuǎn)到每分鐘2500轉(zhuǎn)變化，關(guān)閉進(jìn)氣門，壓縮比 由15減小到12.5，非對(duì)稱度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller循環(huán)工作，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量 穩(wěn)定，保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器的匹配點(diǎn)與轉(zhuǎn)速每分鐘2000轉(zhuǎn)時(shí)相同。還包括以下步驟在進(jìn)行二沖程與四沖程的切換過(guò)程中，多缸內(nèi)燃機(jī)按照各缸單獨(dú)順序進(jìn)行切換。多缸內(nèi)燃機(jī)按照各缸單獨(dú)順序進(jìn)行切換進(jìn)一步包括以下步驟首先，在進(jìn)行二沖程與四沖程切換的轉(zhuǎn)速每分鐘1400轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上確定一個(gè)每分 鐘200轉(zhuǎn)的切換轉(zhuǎn)速帶，在切換轉(zhuǎn)速帶內(nèi)逐步對(duì)各缸進(jìn)行切換；其次，根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和排氣管的排列方式確定各缸的切換順序；再次，按照各缸的切換進(jìn)程通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)整機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)速，使 增壓壓力和流量與相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩要求相適應(yīng)。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠擴(kuò)大柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)、特別 是擴(kuò)展轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)，使其更易滿足車輛的要求，簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，提高車輛整個(gè)動(dòng)力 傳動(dòng)裝置的緊湊性，減少車輛的換擋操作，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)等功率特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明技術(shù)方案的主要思想是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最高爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷處于允許的 范圍之內(nèi)的前提下，采用Hyperbrid增壓系統(tǒng)、Miller循環(huán)/對(duì)稱循環(huán)和2/4沖程循環(huán)等 多種循環(huán)模式、壓力和流量無(wú)級(jí)可調(diào)空氣管理系統(tǒng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩適 應(yīng)性系數(shù)和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)均大于2.5的準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性。本發(fā)明是采用無(wú)凸輪可變配氣相位技術(shù)實(shí)現(xiàn)Mi Uer循環(huán)/對(duì)稱循環(huán)的過(guò)程控制 和2/4沖程循環(huán)的切換。通過(guò)電液直接驅(qū)動(dòng)氣門機(jī)構(gòu)，代替凸輪驅(qū)動(dòng)，因此可以利用單 片機(jī)等控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣門開(kāi)、閉角度，實(shí)現(xiàn)可變配氣相位。Hyperbrid增壓系統(tǒng)主要由渦輪增壓器、第一中冷器、機(jī)械增壓器、第二中冷 器、無(wú)級(jí)變速裝置和可調(diào)旁通閥門等組成。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的干凈空氣首先進(jìn)入渦輪增壓器 的壓氣機(jī)被增壓，然后進(jìn)入第一中冷器冷卻，再經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器繼續(xù)增壓，最后進(jìn)入第 二中冷器冷卻，冷卻后進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣對(duì)渦輪增壓器的渦輪做 功，使渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)壓縮空氣。選用羅茨泵作為機(jī)械增壓器，通過(guò)無(wú)級(jí)變速裝 置與動(dòng)力傳動(dòng)裝置相連，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增壓壓力的連續(xù)可調(diào)。此外， 在渦輪增壓器和第二中冷器之間安裝一個(gè)可調(diào)旁通閥門，可以根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化 對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力和進(jìn)氣流量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。根據(jù)該系統(tǒng)本發(fā)明提出了實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣流量和增壓壓力連續(xù)可調(diào)。方法如下1、通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械增壓器轉(zhuǎn)速的連續(xù)可調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增壓壓 力的連續(xù)可調(diào)。并通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)旁通閥門，實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力和進(jìn)氣流量的連續(xù) 調(diào)節(jié)。2、本發(fā)明選擇的渦輪增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)在每分鐘2000轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)最佳匹配，其他轉(zhuǎn) 速下按照發(fā)動(dòng)機(jī)耗氣特性自動(dòng)匹配。并與機(jī)械增壓器配合，增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力， 并實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。Miller循環(huán)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)無(wú)凸輪可變配氣相位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)電液驅(qū)動(dòng)的 氣門機(jī)構(gòu)，在單片機(jī)控制下按照柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷大小調(diào)節(jié)進(jìn)氣門的關(guān)閉角度， 從而改變壓縮沖程的有效行程，實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的調(diào)節(jié)，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以非對(duì) 稱循環(huán)工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷的控制。同時(shí)也可以用 來(lái)調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的通流氣量、與廢氣渦輪增壓器相匹配。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹行程 不變，所以Miller循環(huán)可以提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。當(dāng)沒(méi)有調(diào)節(jié)進(jìn)氣門關(guān)閉角時(shí)，柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)稱循環(huán)工作。按照柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷大小調(diào)節(jié)對(duì)Mil Ier循環(huán)過(guò)程進(jìn)行控制是本發(fā)明的 關(guān)鍵技術(shù)，控制方法如下1、當(dāng)需要采用Miller循環(huán)時(shí)，通過(guò)單片機(jī)控制電液驅(qū)動(dòng)的無(wú)凸輪氣門機(jī)構(gòu)，改 變發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門的關(guān)閉角度，使進(jìn)氣門提前關(guān)閉，即可實(shí)現(xiàn)Miller循環(huán)。2、相對(duì)于初始狀態(tài)，進(jìn)氣門越提前關(guān)閉，Miller循環(huán)的壓縮比越小，非對(duì)稱度 越大。另外通過(guò)電液驅(qū)動(dòng)無(wú)凸輪配氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)2/4沖程循環(huán)的平穩(wěn)切換。2/4沖程切 換技術(shù)在保證相同的缸內(nèi)爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷的前提下通過(guò)增加做功循環(huán)數(shù)使平均有效壓力和轉(zhuǎn)矩得到至少1.5倍的增長(zhǎng)。因此，通過(guò)采用高轉(zhuǎn)速4沖程循環(huán)和低轉(zhuǎn)速2沖程循環(huán) 的技術(shù)方案進(jìn)一步擴(kuò)展柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù) 達(dá)到2.5以上，轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)達(dá)到3以上。4沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在低速段采用2沖程循環(huán)，主要通過(guò)電子控制的無(wú)凸輪配氣機(jī) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)，二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程為了在低轉(zhuǎn)速段在4沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)2沖程 的工作循環(huán)，需要在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)通過(guò)增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力，從而改善柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)2/4沖程的平穩(wěn)切換，需要針對(duì)多缸內(nèi)燃機(jī)采用各缸單獨(dú)順序切換的 控制策略。方法如下首先，在2/4沖程切換轉(zhuǎn)速每分鐘1400轉(zhuǎn)附近確定一個(gè)切換轉(zhuǎn)速帶Δη2(每分 鐘200轉(zhuǎn)左右)，在該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)逐步對(duì)各缸進(jìn)行切換；其次，確定切換的方式，各缸的切換順序以保證不影響其它缸的正常進(jìn)排氣為 原則，具體而言，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和排氣管的排列方式確定各缸的切換順序。應(yīng) 盡量使相鄰切換的兩個(gè)氣缸的發(fā)火間隔較大，另外，對(duì)于安裝有脈沖排氣管的柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)，應(yīng)使相鄰切換的各缸位于不同的脈沖管。再次，按照各缸的切換進(jìn)程通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)整機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)速，使 增壓壓力和流量與相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩要求相適應(yīng)。下面具體描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。要想提高增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 適應(yīng)性系數(shù)、實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性，就意味著必須滿足在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(nl =每分鐘 800轉(zhuǎn)(SOOrpm))和標(biāo)定轉(zhuǎn)速(n4 =每分鐘2500轉(zhuǎn)(2500rpm))之間發(fā)動(dòng)機(jī)具有近似相等 的進(jìn)氣流量，同時(shí)要求柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷在允許的范圍內(nèi)。本具 體實(shí)施方式中采用的增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在nl n4之間的變化為500kw 600kw，視 為準(zhǔn)等功率。為了使增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率特性的多模式復(fù)合工作循環(huán)，在各轉(zhuǎn)速區(qū) 間內(nèi)采取的技術(shù)路線如下1)低速段nl = 800rpm，n2 =每分鐘 1400 轉(zhuǎn)(1400rpm)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速段工作時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在nl n2之間)，采用2/4沖程切換及其 過(guò)程控制技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)采用二沖程循環(huán)方式進(jìn)行工作，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。為了保證低 速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，采用進(jìn)氣流量和增壓壓力連續(xù)可調(diào)技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力和進(jìn) 氣流量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在nl時(shí)，可調(diào)旁通閥門關(guān)閉，氣體先經(jīng)過(guò)渦輪增壓 器加壓后，再經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器繼續(xù)加壓，并通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使機(jī)械增壓器具有 較大的增壓壓力(大概在1.6bar左右)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，由于渦輪增壓器增壓 壓力不斷增加，因此，需要調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，減小機(jī)械增壓器的增壓壓力，并逐漸開(kāi) 啟可調(diào)旁通閥門，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)旁通閥門的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的連續(xù)調(diào)節(jié)，保證發(fā)動(dòng) 機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下具有相似的進(jìn)氣流量。在低速段，不改變進(jìn)氣門關(guān)閉角，無(wú)需采用Miller 循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)一直以對(duì)稱循環(huán)工作。2)中速段n2 = 1400rpm，n3 =每分鐘 2000 轉(zhuǎn)(2000rpm)發(fā)動(dòng)機(jī)在中速段工作時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在n2 n3之間)，采用2/4沖程切換及其 過(guò)程控制技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)采用四沖程循環(huán)方式進(jìn)行工作。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率隨轉(zhuǎn)速變化不大，采用進(jìn)氣流量和增壓壓力連續(xù)可調(diào)技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力和進(jìn)氣流量進(jìn)行連續(xù) 調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在n3時(shí)，可調(diào)旁通閥門完全打開(kāi)，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增壓器，而且， 此時(shí)不改變進(jìn)氣門關(guān)閉角，無(wú)需采用Miller循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)稱循環(huán)工作。隨著發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速由n3向n2變化，可調(diào)旁通閥門逐漸關(guān)閉，氣體一部分經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器，并通過(guò)調(diào) 節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使得機(jī)械增壓器的增壓壓力逐漸升高(轉(zhuǎn)速快接近2/4沖程切換轉(zhuǎn)速 n2士 Δη2時(shí)，機(jī)械增壓器的增壓壓力升高到1.7bar左右)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在中速段轉(zhuǎn)速范圍 內(nèi)具有相似的進(jìn)氣流量。而且，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越靠近n2，增壓壓力越高，采用Miller循環(huán) /對(duì)稱循環(huán)的過(guò)程控制技術(shù)，通過(guò)改變柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮比控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最高 爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷，而且，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n3向n2變化，壓縮比越來(lái)越小(實(shí)際壓縮 比由15減小到9左右)，非對(duì)稱度越來(lái)越大，發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller循環(huán)工作。3)高速段n3 = 2000rpm，n4 = 2500rpm發(fā)動(dòng)機(jī)在高速段工作時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在n3 n4之間)，發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)采用四沖程 循環(huán)方式進(jìn)行工作。此階段，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要太大的增壓壓力，因此，可調(diào)旁通閥門完全 打開(kāi)，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增壓器，機(jī)械增壓器不工作。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量不隨轉(zhuǎn)速 增加而增加，采用Miller循環(huán)/對(duì)稱循環(huán)的過(guò)程控制技術(shù)，通過(guò)改變柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相 位調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n3向n4變化，進(jìn)氣門越提前關(guān)閉，壓縮比 越來(lái)越小(實(shí)際壓縮比由15減小到12.5左右)，非對(duì)稱度越來(lái)越大，發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller 循環(huán)工作，以保證轉(zhuǎn)速增加時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量不增加，從而保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與廢氣渦輪 增壓器的匹配點(diǎn)與轉(zhuǎn)速n3時(shí)基本相同。圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)等功率特性曲線圖。如圖1所 示，通過(guò)上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)大于2.5，轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)達(dá)大于3; Miller循環(huán)和2/4沖程循環(huán)技術(shù)，將柴油機(jī)的缸內(nèi)過(guò)程和缸外過(guò)程有機(jī)結(jié)合，可以有效控 制柴油機(jī)缸內(nèi)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷；從柴油機(jī)本身解決車輛的道路適應(yīng)性問(wèn)題，簡(jiǎn)化綜 合傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和功能，減小整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的體積和重量，提高了整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng) 系統(tǒng)的效率；簡(jiǎn)化動(dòng)力傳動(dòng)裝置的操縱，提高車輛的操縱性；整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率的 提高，使得散熱量減小，有利于減小輔助系統(tǒng)的體積，為車輛動(dòng)力艙體積縮小和降低整 車重量創(chuàng)造了條件。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于 此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括以下 步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?00轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用二沖程循環(huán)方式工作，增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率； 關(guān)閉可調(diào)旁通閥門，氣體先經(jīng)過(guò)渦輪增壓器加壓后，再經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器繼續(xù)加壓； 通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使機(jī)械增壓器具有1.6bar的增壓壓力； 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加、渦輪增壓器增壓壓力增加后，調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，減小機(jī)械增 壓器的增壓壓力；開(kāi)啟可調(diào)旁通閥門，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)旁通閥門的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的連續(xù)調(diào)節(jié)，保 證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，其特征在于，還包括以 下步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?000轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用四沖程循環(huán)方式工作；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在每分鐘2000轉(zhuǎn)時(shí)，完全打開(kāi)可調(diào)旁通閥門，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增壓 器，發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)稱循環(huán)工作；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由從每分鐘2000轉(zhuǎn)到每分鐘1400轉(zhuǎn)變化，逐漸關(guān)閉可調(diào)旁通閥門， 氣體一部分經(jīng)過(guò)機(jī)械增壓器，并通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速裝置，使得在接近二沖程/四沖程切 換轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)械增壓器的增壓壓力升高到1.7bar，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速靠近每分鐘1400轉(zhuǎn)，增壓壓力增加，通過(guò)改變柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮 比控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷，壓縮比由15減小到9，非對(duì)稱度增大， 發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller循環(huán)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，其特征在于，還包括以 下步驟在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼?000轉(zhuǎn)到每分鐘2500轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用四沖程循環(huán)方式工作； 完全打開(kāi)可調(diào)旁通閥門，氣體只經(jīng)過(guò)渦輪增壓器； 通過(guò)調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定； 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由從每分鐘2000轉(zhuǎn)到每分鐘2500轉(zhuǎn)變化，關(guān)閉進(jìn)氣門，壓縮比由15 減小到12.5，非對(duì)稱度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)按照Miller循環(huán)工作，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量穩(wěn)定， 保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器的匹配點(diǎn)與轉(zhuǎn)速每分鐘2000轉(zhuǎn)時(shí)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，其特征在于，還 包括以下步驟在進(jìn)行二沖程與四沖程的切換過(guò)程中，多缸內(nèi)燃機(jī)按照各缸單獨(dú)順序進(jìn)行切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，其特征在于，多缸內(nèi)燃 機(jī)按照各缸單獨(dú)順序進(jìn)行切換進(jìn)一步包括以下步驟首先，在進(jìn)行二沖程與四沖程切換的轉(zhuǎn)速每分鐘1400轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上確定一個(gè)每分鐘 200轉(zhuǎn)的切換轉(zhuǎn)速帶，在切換轉(zhuǎn)速帶內(nèi)逐步對(duì)各缸進(jìn)行切換；其次，根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和排氣管的排列方式確定各缸的切換順序；再次，按照各缸的切換進(jìn)程通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)整機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)速，使增壓 壓力和流量與相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩要求相適應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性的方法，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最高爆發(fā)壓力和熱負(fù)荷處于允許的范圍之內(nèi)的前提下，采用Hyperbrid增壓系統(tǒng)、Miller循環(huán)/對(duì)稱循環(huán)和2/4沖程循環(huán)等多種循環(huán)模式、壓力和流量無(wú)級(jí)可調(diào)空氣管理系統(tǒng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)均大于2.5的準(zhǔn)等功率轉(zhuǎn)矩特性。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠擴(kuò)大柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)、特別是擴(kuò)展轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)，使其更易滿足車輛的要求，簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，提高車輛整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置的緊湊性，減少車輛的換擋操作，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
文檔編號(hào)F02B37/12GK102011646SQ20101050477
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者付耿, 趙長(zhǎng)祿, 韓愷 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)