專利名稱：變量可變壓縮比和可變配氣相位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制的變量可變壓縮比和可變配氣相位。
目前，微機(jī)對(duì)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱發(fā)動(dòng)機(jī))的控制技術(shù)迅速發(fā)展。人民交通出版社1982年6月出版的汽車節(jié)油常識(shí)一書51頁(yè)，揭示了可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，要改變壓縮比，一種辦法是改變活塞行程；第二種辦法是改變?nèi)紵胰莘e，而且要隨時(shí)可大可小，但是幾十年來，始終未能在實(shí)際中付諸使用，原因是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高。
中國(guó)專利說明書94108841中揭示了微機(jī)控制交流液壓可變配氣相位式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法，控制軸由同步帶驅(qū)動(dòng)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪片轉(zhuǎn)動(dòng)，通過液壓油推動(dòng)柱塞移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)凸輪片上的柱塞移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣門的開閉。各種傳感器采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)的工況數(shù)據(jù)反饋給微機(jī)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，微機(jī)控制裝置發(fā)出控制指令，打開或關(guān)閉可變相位電磁閥，控制可變相位液壓柱塞的升降，以改變凸輪片的配氣相位角。在輸出功率減小的情況下，微機(jī)可發(fā)出指令，關(guān)閉一個(gè)或數(shù)個(gè)氣缸，這樣，在滿足工作的情況下降低油耗。由于該機(jī)械傳動(dòng)件過多，磨損后，影響配氣相位的準(zhǔn)確性。
人民交通出版社1982年6月出版的汽車節(jié)油常識(shí)一書149頁(yè)，揭示了汽車在冷起動(dòng)時(shí)，一定要預(yù)熱。其作用是縮短發(fā)動(dòng)機(jī)升溫到正常工作溫度的時(shí)間，并使燃油容易蒸發(fā)，霧化均勻，減少燃油的消耗。同時(shí)，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損以及摩擦阻力。該發(fā)動(dòng)機(jī)加熱進(jìn)行預(yù)熱，受到條件限制，不能在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，減少預(yù)熱的時(shí)間。
人民交通出版社1976年4月出版的汽車構(gòu)造下冊(cè)一書265頁(yè)，揭示了排氣制動(dòng)裝置，為了加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)效果，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管內(nèi)裝一個(gè)片狀閥門，在汽車下坡使用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)即將該閥門關(guān)閉，以加大發(fā)動(dòng)機(jī)排氣阻力。該不足之處是增加了這套裝置，制動(dòng)力小，不能對(duì)穩(wěn)定汽車速度進(jìn)行自動(dòng)控制。
機(jī)械工業(yè)出版社1979年7月出版的內(nèi)燃機(jī)使用維修問答一書416頁(yè)，揭示了減壓起動(dòng)裝置，將減壓機(jī)構(gòu)處于減壓位置，然后用手搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，使減壓機(jī)構(gòu)處于不減壓位置，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)便可起動(dòng)。該減壓裝置是在單氣缸X195型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，不足之處是手動(dòng)操作，增加了設(shè)備。
本發(fā)明的目的是在上述用于發(fā)動(dòng)機(jī)的可變壓縮比、可變配氣相位、關(guān)閉氣缸、加熱預(yù)熱、排氣制動(dòng)、減壓起動(dòng)的各控制裝置的基礎(chǔ)上提供一汽車用，微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱微機(jī))，控制氣門控制器以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比、可變配氣相位、自動(dòng)關(guān)閉氣缸、自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)、壓縮力制動(dòng)和自動(dòng)減壓起動(dòng)，并對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、容積效率、機(jī)械效率、冷卻溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行有效控制。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)，微機(jī)根據(jù)加速位置傳感器、各控制的指令、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器、進(jìn)氣管壓力傳感器也可用空氣流量傳感器、空氣溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器，爆震傳感器、海拔高度傳感器、線位移傳感器的各種測(cè)量的數(shù)據(jù)和各種控制方法的數(shù)據(jù)，以電信號(hào)輸入微機(jī)，根據(jù)微機(jī)內(nèi)的預(yù)存程序加以比較和修正后，以電流驅(qū)動(dòng)并且分別輸出到進(jìn)氣門控制器和排氣門控制器，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比、可變配氣相位、自動(dòng)關(guān)閉氣缸、自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)、壓縮力制動(dòng)、自動(dòng)減壓起動(dòng)的工作狀況和工作狀況變化時(shí)，在曲軸轉(zhuǎn)角的準(zhǔn)確位置上，分別控制進(jìn)氣門和排氣門的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。由于上述的控制方法，是微機(jī)在曲軸轉(zhuǎn)角的準(zhǔn)確位置上，可以任意控制進(jìn)氣門和排氣門的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻，主要是由微機(jī)內(nèi)的預(yù)存程序來決定。
變量可變壓縮比，是使用高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是固定的壓縮比高過該燃料使用的壓縮比。微機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)有發(fā)生爆震或工作粗爆時(shí)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或不減少氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，是確定于壓縮終了時(shí)，不發(fā)生爆震或工作粗爆。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳控制以不發(fā)生爆震的邊緣，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制以不發(fā)生工作粗爆為準(zhǔn)。
可變配氣相位，是微機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高低時(shí)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門和排氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)刻，是相對(duì)應(yīng)配氣相位的持續(xù)角和疊開角。微機(jī)根據(jù)海拔高度的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)控制配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，自動(dòng)控制配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，于是提高了各個(gè)轉(zhuǎn)速的進(jìn)氣量。
自動(dòng)關(guān)閉氣缸，是微機(jī)根據(jù)自動(dòng)關(guān)閉氣缸的指令，同時(shí)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，自動(dòng)輪流或不流控制部分或全部排氣門，在壓縮行程，膨脹行程和排氣行程時(shí)開啟，開啟到進(jìn)氣行程時(shí)關(guān)閉，進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程時(shí)開啟，開啟到壓縮行程時(shí)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制輪流關(guān)閉部分氣缸或全部氣缸。由于各氣缸輪流工作，可保持各氣缸內(nèi)的溫度相應(yīng)平均。相應(yīng)地要關(guān)閉該氣缸的燃料供給。
自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)，是微機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，低于規(guī)定的正常溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門延遲開啟，以增加高溫氣體在氣缸內(nèi)的停留時(shí)間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，高于規(guī)定的正常溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門提前開啟，以減少高溫氣體在氣缸內(nèi)的停留時(shí)間，通過增加或減少高溫氣體傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的正常工作溫度。
壓縮力制動(dòng)，是微機(jī)根據(jù)自動(dòng)控制壓縮力制動(dòng)的指令時(shí)，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，自動(dòng)控制排氣門在壓縮行程的上止點(diǎn)開啟，繼續(xù)開到排氣行程終了時(shí)關(guān)閉，自動(dòng)控制進(jìn)氣門提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，于是進(jìn)氣量多時(shí)，壓縮行程的壓縮阻力增大，反之壓縮阻力減小。在壓縮力制動(dòng)的同時(shí)要關(guān)閉燃料供給。壓縮力制動(dòng)配合在汽車上，是作為輔助制動(dòng)使用。
自動(dòng)減壓起動(dòng)，是微機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)工作狀況，自動(dòng)控制排氣門或進(jìn)氣門開啟，使氣缸內(nèi)無(wú)壓縮力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定的正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，解除自動(dòng)減壓起動(dòng)的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬間起動(dòng)。若發(fā)動(dòng)機(jī)不能順利起動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，微機(jī)自動(dòng)重復(fù)以上的自動(dòng)減壓起動(dòng)程序，到發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)工作為止。在自動(dòng)減壓起動(dòng)的同時(shí)要關(guān)閉燃料供給。
由于上述加速位置傳感器取代了點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門，使進(jìn)氣道無(wú)節(jié)流，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率，進(jìn)氣門控制器和排氣門控制器取代了配氣機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分，降低了磨擦損失，提高了機(jī)械效率；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器取代了配氣機(jī)構(gòu)的正時(shí)齒輪或鏈輪，在長(zhǎng)時(shí)間工作后，可變配氣相位定位準(zhǔn)確，無(wú)機(jī)械磨損；變量可變壓縮比，是使用高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，于是提高了熱效率，提高了最大功率的轉(zhuǎn)速；可變配氣相位在發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)轉(zhuǎn)速內(nèi)，提高了容積效率；在自動(dòng)關(guān)閉汽缸時(shí)可節(jié)約燃料；自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)，是減少發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間或溫度過高，可減少零件磨損，可節(jié)約燃料；壓縮力制動(dòng)取代了排氣制動(dòng)裝置，作為汽車的輔助制動(dòng)器，在壓縮力制動(dòng)工作時(shí)，可減少汽車的制動(dòng)器的磨損，可節(jié)約燃料；自動(dòng)減壓起動(dòng)，是減少發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力，在未解除自動(dòng)減壓起動(dòng)時(shí)，可節(jié)約燃料。每氣缸可用多個(gè)氣門不受裝置的位置限制。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明變量可變壓縮比和可變配氣相位的示意圖。
圖1為本發(fā)明變量可變壓縮比和可變配氣相位的示意圖在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)，微機(jī)1根據(jù)加速位置傳感器14控制發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的各種控制數(shù)據(jù)；各種指令控制數(shù)據(jù)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器7測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、上止點(diǎn)位置和曲軸轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)；進(jìn)氣管壓力傳感器3測(cè)量空氣壓力的數(shù)據(jù)，也可用空氣流量傳感器；空氣溫度傳感器2測(cè)量進(jìn)氣溫度的數(shù)據(jù)；冷卻水溫度傳感器5測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻溫度的數(shù)據(jù)；爆震傳感器4測(cè)量有沒有爆震發(fā)生的數(shù)據(jù)；海拔高度傳感器6測(cè)量該地區(qū)空氣密度的數(shù)據(jù)；線位移傳感器9、10測(cè)量進(jìn)、排氣門13、12開啟和關(guān)閉時(shí)刻變化的數(shù)據(jù)，以電信號(hào)輸入微機(jī)1，根據(jù)微機(jī)1內(nèi)的預(yù)存程序加以比較和修正后，以電流驅(qū)動(dòng)并且分別輸出到進(jìn)氣門控制器11和排氣門控制器8，以進(jìn)氣門13和排氣門12連接，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比、可變配氣相位、自動(dòng)關(guān)閉氣缸、自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)、壓縮力制動(dòng)、自動(dòng)減壓起動(dòng)的工作狀況和工作狀況變化時(shí)，在曲軸轉(zhuǎn)角的準(zhǔn)確的位置上，分別控制進(jìn)氣門13和排氣門12的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。
由于各種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道、排氣通道、進(jìn)、排氣門13、12的尺寸、形狀和位置的不相同，不相同的設(shè)計(jì)，對(duì)于進(jìn)氣和排氣的氣流暢通和容積效率有一定的影響。所以微機(jī)1內(nèi)的預(yù)存程序，是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的各負(fù)荷和各轉(zhuǎn)速及各工作狀況的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存入的。
進(jìn)氣門控制器11和排氣門控制器8的工作，是以一定的速度帶動(dòng)進(jìn)氣門13和排氣門12的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻，它裝有對(duì)進(jìn)、排氣門13、12最大的升程進(jìn)行調(diào)整定位的裝置，還裝有線位移傳感器9、10測(cè)量進(jìn)、排氣門13、12的開啟和關(guān)閉，與微機(jī)1的控制是不是一致，當(dāng)不一致時(shí)，微機(jī)1進(jìn)行修正，使控制一致，若有故障時(shí)進(jìn)行警告。進(jìn)、排氣門控制器11、8有電磁鐵式、液壓式、氣壓式等三種，按工作分雙向作用與單向作用兩種。可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要，優(yōu)選其中一種使用。下面就進(jìn)、排氣門控制器11、8的三種工作和結(jié)構(gòu)，作舉例說明雙向作用電磁鐵，是微機(jī)1以一定的電流控制電磁線圈，當(dāng)左邊的電磁線圈通電時(shí)，銜鐵在電磁力作用下向左移動(dòng)，而當(dāng)左邊的電磁線圈斷電，右邊的電磁線圈通電時(shí)，銜鐵在電磁力作用下，從左邊向右邊移動(dòng)。單向作用電磁鐵，是微機(jī)1以一定的電流控制電磁線圈，當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，銜鐵在電磁力的作用下，從右邊向左邊移動(dòng)，當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，在回位彈簧的作用力下，銜鐵回到右邊的位置。
雙向作用液壓，是微機(jī)1以一定的電流控制電磁換向閥，向左邊開啟時(shí)，高壓油流入雙作用油缸里的左邊，雙作用活塞在高壓油的作用力下，向右邊移動(dòng)，當(dāng)電磁換向閥向右邊開啟時(shí)，高壓油流入雙作用油缸里的右邊，雙作用活塞的高壓油的作用力下，從右邊向左邊移動(dòng)，在雙作用活塞的推動(dòng)下，左邊的油通過電磁換向閥回流。單向作用液壓，是微機(jī)1以一定的電流控制電磁換向閥，向左邊開啟時(shí)，高壓油流入單作用油缸里的左邊，單作用活塞在高壓油的作用力下，向右邊移動(dòng)，當(dāng)電磁換向閥關(guān)閉時(shí)，在回位彈簧的作用力下，單作用活塞推動(dòng)油缸里的油通過電磁換向閥回流，單作用活塞也回到左邊的位置。氣壓式的工作方法與液壓式的工作方法相類似，只是氣體或液體的區(qū)別。
加速位置傳感器14是控制進(jìn)氣門13在下止點(diǎn)的前后關(guān)閉時(shí)刻，以增加減少氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的兩種工作狀況進(jìn)行控制，指令微機(jī)1選擇其中一種控制方法。第一種穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的控制方法是加速位置傳感器14的最大開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)載荷或小載荷的工作時(shí)，因此轉(zhuǎn)速會(huì)超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，當(dāng)超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13提前關(guān)閉，以減少氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量、使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的最高穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)工作；當(dāng)載荷逐漸增大，轉(zhuǎn)速逐漸下降到發(fā)生爆震或工作粗爆的同時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，確定于壓縮終了時(shí)，不發(fā)生爆震或工作粗爆為準(zhǔn)。加速位置傳感器14的部分開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在相應(yīng)一定的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)載荷或小載荷時(shí)，因此轉(zhuǎn)速會(huì)超過相應(yīng)一定的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，于是超過的達(dá)到自動(dòng)關(guān)閉氣缸時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)關(guān)閉超過的氣缸，再以控制進(jìn)氣門13的關(guān)閉時(shí)間于調(diào)整轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在相應(yīng)一定的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；當(dāng)載荷逐漸增大時(shí)，微機(jī)1逐漸自動(dòng)控制進(jìn)氣門13的關(guān)閉時(shí)間，以增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在相應(yīng)一定的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)工作。加速位置傳感器14的最小開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高或降低時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13的關(guān)閉時(shí)間于調(diào)整轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)工作。
第二種負(fù)荷的控制方法是加速位置傳感器14的最大開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在全負(fù)荷工作，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13的關(guān)閉時(shí)刻是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，以可變配氣相位為基準(zhǔn)和配氣相位的持續(xù)角關(guān)閉一致，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷逐漸增大時(shí)，轉(zhuǎn)速逐漸下降到發(fā)生爆震或工作粗爆的同時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，確定于壓縮終了時(shí)，不發(fā)生爆震或工作粗爆為準(zhǔn)。加速位置傳感器14的部分開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在一定的部分負(fù)荷工作，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13在曲軸轉(zhuǎn)角相應(yīng)的準(zhǔn)確位置上關(guān)閉，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)載荷時(shí)，轉(zhuǎn)速升高，載荷逐漸增大時(shí)，轉(zhuǎn)速逐漸下降。加速位置傳感器14的最小開度一定，發(fā)動(dòng)機(jī)保持在零負(fù)荷工作，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13在曲軸轉(zhuǎn)角相應(yīng)的準(zhǔn)確位置上關(guān)閉，以最少的進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在無(wú)載荷的最低轉(zhuǎn)速時(shí)工作，也可指令微機(jī)1對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。前所述的加速位置傳感器14的控制方法，主要是以點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)為主，對(duì)于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的不同之處作如下說明加速位置傳感器14的控制方法，適宜微機(jī)1控制的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的電控燃油噴射制系統(tǒng)。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在全部轉(zhuǎn)速內(nèi)，氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量要保持在壓縮行程終了時(shí)壓力在30公斤/平方厘米以上。當(dāng)發(fā)生工作粗爆時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)控制進(jìn)氣門13，不提前關(guān)閉，以增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，以提高壓縮終了時(shí)的空氣溫度和壓力，不發(fā)生工作粗爆。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)，進(jìn)氣門13要有一定的提前關(guān)閉，以保留未提高壓縮比前的壓縮終了時(shí)的氣缸壓力。全部所述的進(jìn)氣門13和排氣門12的提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，是以可變配氣相位的持續(xù)角為基準(zhǔn)。
變量可變壓縮比，是使用高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是固定壓縮比高過該燃料使用的壓縮比。高壓縮比的選擇，是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況選擇較適宜的壓縮比。要求發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷的輸出扭矩大和要求最大功率的轉(zhuǎn)速較高，壓縮比則選擇在高位。微機(jī)1根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)有發(fā)生爆震或工作粗爆時(shí)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門13提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，是確定于壓縮終了時(shí)，不發(fā)生爆震或工作粗爆。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳控制在不發(fā)生爆震的邊緣，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制在不發(fā)生工作粗爆為準(zhǔn)。在使用不同規(guī)格的燃料時(shí)，微機(jī)根據(jù)爆震傳感器4的測(cè)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門13的關(guān)閉時(shí)間，以適應(yīng)該燃料使用的壓縮比。
可變配氣相位，是微機(jī)1根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速高時(shí)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門13和排氣門12的開啟和關(guān)閉的時(shí)刻，相對(duì)應(yīng)配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，自動(dòng)控制配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，于是提高了各個(gè)轉(zhuǎn)速的進(jìn)氣量，微機(jī)1根據(jù)海拔高度傳感器6的測(cè)量數(shù)據(jù)，在不同的海拔高度，自動(dòng)增加或減小配氣相位的持續(xù)角和疊開角，以適應(yīng)該海拔高度的空氣密度的變化。
自動(dòng)關(guān)閉氣缸，是微機(jī)1根據(jù)自動(dòng)關(guān)閉氣缸的指令，同時(shí)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，自動(dòng)輪流或不輪流控制部分或全部排氣門12在壓縮行程、膨脹行程和排氣行程時(shí)開啟，開到進(jìn)氣行程時(shí)關(guān)閉，進(jìn)氣門13在進(jìn)氣行程時(shí)開啟，開到壓縮行程時(shí)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制輪流關(guān)閉部分氣缸或全部氣缸。由于各氣缸輪流工作，可保持各氣缸內(nèi)的溫度相應(yīng)平均，發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)磨損件，磨損平均。相應(yīng)地要關(guān)閉該氣缸的燃料供給。
自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)，是微機(jī)1根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，低于規(guī)定的正常溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門12延遲開啟，以增加高溫氣體在氣缸內(nèi)的停留時(shí)間，于是傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量增加，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入規(guī)定的正常溫度時(shí)，解除自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度高于規(guī)定正常溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門12提前開啟，以減少高溫氣體在氣缸內(nèi)的停留時(shí)間，于是傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量減少，使發(fā)動(dòng)機(jī)退回到規(guī)定的正常工作溫度時(shí)，解除自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在規(guī)定的正常工作溫度。由于縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度升到規(guī)定的正常溫度的時(shí)間?？蓽p少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和磨擦阻力，可減少燃料消耗。
壓縮力制動(dòng)，較適宜于配合發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速控制，是微機(jī)1根據(jù)自動(dòng)控制壓縮力制動(dòng)的指令，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，自動(dòng)控制排氣門12在壓縮行程的上止點(diǎn)開啟，繼續(xù)開到排氣行程終了時(shí)關(guān)閉，自動(dòng)控制進(jìn)氣門13提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，于是進(jìn)氣量多時(shí)，壓縮行程的阻力增大，進(jìn)氣量少時(shí)、壓縮行程的阻力減小。在壓縮力制動(dòng)的同時(shí)要關(guān)閉燃料供給。在壓縮力制動(dòng)工作時(shí)，以減少汽車制動(dòng)器的磨損，可節(jié)約燃料。壓縮力制動(dòng)配合在汽車上，是作為輔助制動(dòng)使用。例如在沒有使用壓縮力制動(dòng)的汽車在下坡時(shí)，加速踏板在最小開度，擋位在直接擋，車速為70公里/小時(shí)，需要減速到50公里/小時(shí)時(shí)，要使用制動(dòng)器減速為50公里/小時(shí)。在上述相同的情況時(shí)，控制加速位置傳感器14在中等開度，相應(yīng)于汽車的加速踏板的中等開度，于是微機(jī)1根據(jù)自動(dòng)控制壓縮力制動(dòng)的指令，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為中等轉(zhuǎn)速，增加自動(dòng)控制壓縮力制動(dòng)的阻力，使車速?gòu)?0公里/小時(shí)下降到50公里/小時(shí)，這時(shí)減少壓縮力制動(dòng)的阻力，使車速穩(wěn)定在50公里/小時(shí)持續(xù)下坡。當(dāng)汽車下完坡后，慣性力減少到車速低于50公里/小時(shí)的同時(shí)，自動(dòng)解除壓縮力制動(dòng)的控制。發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常工作，在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的控制下，汽車保持在50公里/小時(shí)行駛。
自動(dòng)減壓起動(dòng)，是微機(jī)1根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)工作狀況，自動(dòng)控制排氣門12或進(jìn)氣門13開啟，使氣缸內(nèi)無(wú)壓縮力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定的正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，解除自動(dòng)減壓起動(dòng)的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬間起動(dòng)，若發(fā)動(dòng)機(jī)不能順利起動(dòng)，轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，微機(jī)1自動(dòng)重復(fù)以上的自動(dòng)減壓起動(dòng)的程序，到發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)工作為止。在自動(dòng)減壓起動(dòng)的同時(shí)要關(guān)閉燃料供給，可節(jié)約燃料。自動(dòng)減壓起動(dòng)，是減少發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力。
權(quán)利要求
1．一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比和可變配氣相位，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)，微機(jī)(1)根據(jù)加速位置傳感器(14)、各控制指令、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器(7)、進(jìn)氣管壓力傳感器(3)、空氣溫度傳感器(2)、冷卻水溫度傳感器(5)、爆震傳感器(4)、海拔高度傳感器(6)、線位移傳感器(9、10)的各種測(cè)量的數(shù)據(jù)和各種控制方法的數(shù)據(jù)，以電信號(hào)輸入微機(jī)(1)，其特征在于根據(jù)微機(jī)(1)內(nèi)的預(yù)存程序加以比較和修正后，以電流驅(qū)動(dòng)并且分別輸出到進(jìn)氣門控制器(11)和排氣門控制器(8)，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比，可變配氣相位、自動(dòng)關(guān)閉氣缸、自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)、壓縮力制動(dòng)、自動(dòng)減壓起動(dòng)的工作狀況和工作狀況變化時(shí)，在曲軸轉(zhuǎn)角的準(zhǔn)確位置上，分別自動(dòng)控制進(jìn)氣門(13)和排氣門(12)的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可變壓縮比，其特征在于高過該燃料使用壓縮比的高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，微機(jī)(1)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)有發(fā)生爆震或工作粗爆時(shí)，自動(dòng)控制進(jìn)氣門(13)提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或不減少氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，是確定于壓縮終了時(shí)，點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)生爆震或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)生工作粗爆為準(zhǔn)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變配氣相位，其特征在于微機(jī)(1)根據(jù)海拔高度的變化，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)控制配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，自動(dòng)控制配氣相位的持續(xù)角和疊開角，隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)關(guān)閉氣缸，其特征在于微機(jī)(1)根據(jù)自動(dòng)關(guān)閉氣缸的指令，同時(shí)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，自動(dòng)控制輪流關(guān)閉部分氣缸或全部氣缸。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)，其特征在于微機(jī)(1)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，低于正常的溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門(12)延遲開啟，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度高于正常溫度時(shí)，自動(dòng)控制排氣門(12)提前開啟，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的工作溫度。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮力制動(dòng)，其特征在于微機(jī)(1)根據(jù)自動(dòng)控制壓縮力制動(dòng)的指令，自動(dòng)控制排氣門(12)在壓縮行程的上止點(diǎn)開啟，繼續(xù)開到排氣行程終了時(shí)關(guān)閉，自動(dòng)控制進(jìn)氣門(13)提前關(guān)閉或不提前關(guān)閉，以減少或增加氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，于是進(jìn)氣量多時(shí)，壓縮行程的壓縮阻力增大。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)減壓起動(dòng)，其特征在于微機(jī)(1)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)工作狀況，自動(dòng)控制排氣門(12)或進(jìn)氣門(13)開啟，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，解除自動(dòng)減壓起動(dòng)的控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于正常起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，微機(jī)(1)自動(dòng)重復(fù)自動(dòng)減壓起動(dòng)的程序。
全文摘要
本發(fā)明是由微機(jī)(1)控制的變量可壓縮比和可變配氣相位。加速位置傳感器(14)及其它傳感器(2、3、4、5、6、7、9、10)以電信號(hào)輸入微機(jī)(1)控制進(jìn)、排氣門控制器(11、8),隨四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的變量可變壓縮比、可變配氣相位、自動(dòng)關(guān)閉氣缸、自動(dòng)冷卻溫度調(diào)節(jié)、壓縮力制動(dòng)、自動(dòng)減壓起動(dòng)的工作狀況和工作狀況變化時(shí),在曲軸的準(zhǔn)確位置上控制進(jìn)、排氣門(13、12)的開啟和關(guān)閉。以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。容積效率、機(jī)械效率,可節(jié)約燃料和減少發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱時(shí)間及防止冷卻溫度過高,減少汽車制動(dòng)器的磨損,
文檔編號(hào)F02D41/26GK1282837SQ99110748
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1999年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月30日
發(fā)明者邊永安 申請(qǐng)人:邊永安