專利名稱：一種低耗高效發(fā)動機總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車輛用發(fā)動機，尤其涉及一種低耗高效發(fā)動機。
背景技術(shù)：
汽油發(fā)動機是一種依靠汽油與空氣的可燃混合物在氣缸內(nèi)部燃燒釋放化學(xué)能，再由曲柄連桿機構(gòu)，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一種火花點火式內(nèi)燃機。(I)現(xiàn)有小排量汽油發(fā)動機一般采用不可變氣門正時的配氣機構(gòu)，無法滿足低速和高速下發(fā)動機對配氣相位的不同要求。(2)現(xiàn)有自然吸氣式汽油發(fā)動機，其進氣歧管①大多采用鑄鋁材料，氣道內(nèi)壁表面較粗糙，增大進氣阻力，降低發(fā)動機的充氣效率，且重量較大，不利于整機的輕量化；②進 氣歧管氣道不可變，無法同時滿足高速與低速兩種運轉(zhuǎn)工況對氣道的不同要求。(3)現(xiàn)有I. 5L及以下排量汽油發(fā)動機機升功率大多低于50kW/L，且排放水平和燃油經(jīng)濟性都較差，無法滿足目前汽車的高動力、低油耗使用需要及國家日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題如下(I)提高發(fā)動機充氣效率，提高動力輸出，特別是提高中低速的扭矩輸出，使發(fā)動機的動力輸出更平穩(wěn)；(2)降低發(fā)動機內(nèi)部摩擦損失，提高動力性，提高燃油經(jīng)濟性；(3)降低發(fā)動機污染物排放，達到歐4標(biāo)準(zhǔn)，同時具備歐5潛力。對此，本實用新型提供設(shè)計一種高效低耗的小排量汽油發(fā)動機，采用雙可變凸輪軸相位技術(shù)(DVCP)、可變進氣歧管技術(shù)(VGIS)、低張力活塞環(huán)、活塞裙部涂層等多種技術(shù)組合設(shè)計方案。本實用新型提供了一種低耗高效發(fā)動機總成，包括雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)和可變氣道長度系統(tǒng)，所述雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)包括凸輪軸、設(shè)置在所述凸輪軸上的凸輪軸相位執(zhí)行器和凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥，所述凸輪軸相位執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有油腔，所述凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥用于控制所述油腔；所述可變氣道長度系統(tǒng)包括蝶閥、用于驅(qū)動所述蝶閥動作的執(zhí)行機構(gòu)以及用于控制所述執(zhí)行機構(gòu)的信號控制機構(gòu)。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子與所述凸輪軸相連，所述定子與所述凸輪軸相位執(zhí)行器相連。優(yōu)選的，所述油腔為兩個。優(yōu)選的，所述蝶閥包括該碟式閥門，所述碟式閥門包括碟片和翻轉(zhuǎn)支架，所述碟片的中心設(shè)置有翻轉(zhuǎn)軸，所述翻轉(zhuǎn)軸固定于所述翻轉(zhuǎn)支架上。優(yōu)選的，所述碟式閥門為翻轉(zhuǎn)式閥門。優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于接收信號的信號控制機構(gòu)和用于控制所述式閥門的執(zhí)行機構(gòu)。所述信號控制機構(gòu)包括電磁閥和真空執(zhí)行器。優(yōu)選的，所述執(zhí)行機構(gòu)包括連接所述真空執(zhí)行器的連接拉桿，所述連接拉桿上設(shè)置有曲柄，所述曲柄與所述翻轉(zhuǎn)軸連接。通過運用上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是本實用新型的發(fā)動機性能完全達到了設(shè)計目標(biāo)(I)最大扭矩達到 146· 5N. m/ (3600 4000) rpm，最大功率達到 82kW/5800rpm，升功率為55. 2kff/L,同時中低速扭矩有了很大提高，在2500rpm扭矩輸出既可達到最大扭矩的90%，在(2500 5800)rpm的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩輸出都在最大扭矩的90%以上，實現(xiàn)了提高動力輸出，特別是提高中低速的扭矩輸出，使發(fā)動機的動力輸出更平穩(wěn)的設(shè)計要求；(2)全負(fù)荷最低燃油消耗率達到252g/kW. h,2000rpm, 2Bar工況下比油耗為362g/kff. h，排放達到歐4標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了低燃油消耗、低排放的節(jié)能環(huán)保性要求。·

圖I是本實用新型中雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型中可變氣道長度進氣歧管系統(tǒng)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是采用本實用新型的直列四缸自然吸氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
結(jié)合上述附圖說明本實用新型的具體實施例。由圖I中可知，該發(fā)動機采用的雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)主要由凸輪軸相位執(zhí)行器
I、凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥2以及集成在缸蓋4及凸輪軸罩蓋3的油道組成。凸輪軸相位執(zhí)行器I由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成，轉(zhuǎn)子與凸輪軸相連，定子與凸輪軸相位執(zhí)行器I相連。在定子與轉(zhuǎn)子之間分隔兩個油腔，可以通過控制進入兩個油腔的機油量來控制轉(zhuǎn)子相對定子轉(zhuǎn)動的角度，從而實現(xiàn)凸輪軸相位可變。凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥，根據(jù)發(fā)動機控制單元的信號，控制油路的開閉，進而控制凸輪軸相位執(zhí)行器兩個油腔的機油量，使轉(zhuǎn)子相對定子轉(zhuǎn)動一定的角度達到改變凸輪軸相位的目的，即通過控制凸輪軸與凸輪軸鏈輪的相對角度實現(xiàn)可變相位，可同時調(diào)節(jié)進排氣門的開啟關(guān)閉時刻，滿足發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下對配氣相位的不同要求，提高發(fā)動機的充氣效率。此外，通過調(diào)節(jié)進排氣門的開啟關(guān)閉時刻，可以實現(xiàn)內(nèi)部EGR，在改善排放性能的前提下可以取消外部EGR系統(tǒng)，從而降低成本。由圖2中可知，該高效低耗汽油發(fā)動機采用可變氣道長度進氣歧管5?？勺儦獾篱L度系統(tǒng)6都包括蝶閥、驅(qū)動蝶閥動作的執(zhí)行機構(gòu)以及控制執(zhí)行機構(gòu)的信號控制機構(gòu)，信號控制機構(gòu)與發(fā)動機控制單元相連。在進氣歧管中部，可變氣道長度系統(tǒng)6執(zhí)行切換氣道長短的作用。可變氣道長度系統(tǒng)6在中低速使用長氣道，高速使用短氣道，滿足高低速對進氣道的不同需求，提聞進氣效率，從而達到提聞聞速功率和提聞中低速扭矩的目的。碟式閥I 為翻轉(zhuǎn)式閥門，該碟式閥門包括碟片，通過碟片中心的翻轉(zhuǎn)軸，翻轉(zhuǎn)軸通過兩端的軸承套固定在翻轉(zhuǎn)支架上，控制系統(tǒng)驅(qū)動翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動?？刂葡到y(tǒng)包括執(zhí)行機構(gòu)以及信號控制機構(gòu)，信號控制機構(gòu)接收發(fā)動機控制單元的控制信號并控制執(zhí)行機構(gòu)動作，執(zhí)行機構(gòu)接受發(fā)動機控制單元控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn)化為控制碟式閥門開閉的動作。信號控制機構(gòu)包括電磁閥及真空執(zhí)行器，真空執(zhí)行器連接進氣歧管的真空腔，發(fā)動機控制單元控制電磁閥通斷，電磁閥連接真空執(zhí)行器與進氣歧管真空腔之間的真空通道。執(zhí)行機構(gòu)包括連接真空執(zhí)行器的連接拉桿，該連接拉桿上鉸接有數(shù)量與發(fā)動機氣缸數(shù)相同的曲柄，該曲柄的另一端連接碟式閥門的翻轉(zhuǎn)軸，并控制碟式閥門的碟片翻轉(zhuǎn)動作，曲柄受連接拉桿控制繞與碟片連接端轉(zhuǎn)動，通過蝶閥的翻轉(zhuǎn)來切換長短氣道，實現(xiàn)氣道長度的可變。本實用新型的發(fā)動機總成主要參數(shù)及性能指標(biāo)見表I,其排量為I. 485L，整機質(zhì)量最大為113. 5kg，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計的輕量化。其最大扭矩達到146. 5N.m，最大功率82kW，全負(fù)荷最低燃油消耗率為252g/kW. h,2000rpm, 2Bar工況下比油耗為362g/kW. h。B15發(fā)動機采用先進的雙可變凸輪軸相位技術(shù)和可變氣道長度進氣歧管技術(shù)，在提高中低速扭矩輸出的同時，保持高轉(zhuǎn)速時的高功率輸出，確保更高承載的動力需求，并通過內(nèi)部EGR技術(shù)，提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性，同時降低發(fā)動機的原始排放，整車匹配后可達歐4排放標(biāo)準(zhǔn)，兼?zhèn)浣?jīng)濟、環(huán)保優(yōu)勢。表I發(fā)動機主要參數(shù)和性能指標(biāo)
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權(quán)利要求1.一種低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，包括雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)和可變氣道長度系統(tǒng)； 所述雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)包括凸輪軸、設(shè)置在所述凸輪軸上的凸輪軸相位執(zhí)行器和凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥，所述凸輪軸相位執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有油腔，所述凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥用于控制所述油腔； 所述可變氣道長度系統(tǒng)包括蝶閥、用于驅(qū)動所述蝶閥動作的執(zhí)行機構(gòu)以及用于控制所述執(zhí)行機構(gòu)的信號控制機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子與所述凸輪軸相連，所述定子與所述凸輪軸相位執(zhí)行器相連。
3.如權(quán)利要求I所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，所述油腔為兩個。
4.如權(quán)利要求3所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，所述蝶閥包括該碟式閥門，所述碟式閥門包括碟片和翻轉(zhuǎn)支架，所述碟片的中心設(shè)置有翻轉(zhuǎn)軸，所述翻轉(zhuǎn)軸固定于所述翻轉(zhuǎn)支架上。
5.如權(quán)利要求4所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，所述碟式閥門為翻轉(zhuǎn)式閥門。
6.如權(quán)利要求5所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于接收信號的信號控制機構(gòu)和用于控制所述式閥門的執(zhí)行機構(gòu)；所述信號控制機構(gòu)包括電磁閥和真空執(zhí)行器。
7.如權(quán)利要求6所述的低耗高效發(fā)動機總成，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括連接所述真空執(zhí)行器的連接拉桿，所述連接拉桿上設(shè)置有曲柄，所述曲柄與所述翻轉(zhuǎn)軸連接。
專利摘要本實用新型提供了一種低耗高效發(fā)動機總成，包括雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)和可變氣道長度系統(tǒng)，所述雙可變凸輪軸相位系統(tǒng)包括凸輪軸、設(shè)置在所述凸輪軸上的凸輪軸相位執(zhí)行器和凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥，所述凸輪軸相位執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有油腔，所述凸輪軸相位執(zhí)行器電磁閥用于控制所述油腔；所述可變氣道長度系統(tǒng)包括蝶閥、用于驅(qū)動所述蝶閥動作的執(zhí)行機構(gòu)以及用于控制所述執(zhí)行機構(gòu)的信號控制機構(gòu)。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了低燃油消耗、低排放的節(jié)能環(huán)保性要求。
文檔編號F01L1/344GK202628285SQ20122020564
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者藍志寶, 唐廣輝, 李佳家 申請人:上汽通用五菱汽車股份有限公司