СИСТЕМА ВЫВОДА ИЗ РАБОТЫ КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ВЫВОДА ИЗ РАБОТЫ КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЯ
ENGINE VALVE DEACTIVATION SYSTEM AND METHODS FOR ENGINE VALVE DEACTIVATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, имеющему четыре клапана газового потока тарельчатого типа на каждый цилиндр, и, в частности, к системе для избирательного вывода из работы одного или более клапанов газового потока двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что желательно выводить из работы один или более цилиндров двигателя, для того чтобы уменьшать выбросы и экономить топливо, когда двигатель работает на низкой нагрузке. Например, патент США под № 6,557, 518 раскрывает систему для вывода из работы двух цилиндров двигателя посредством деактивации гидравлических регуляторов зазора для выводимых из работы цилиндров, когда требуется выключать соответственный цилиндр посредством поддержания впускных и выпускных клапанов соответственного цилиндра закрытыми. В условиях вождения с легкой нагрузкой, посредством поддержания впускных и выпускных клапанов закрытыми (вывода из работы цилиндра), насосные потери могут уменьшаться посредством предотвращения поступления или выхода воздуха в/из выведенного из работы цилиндра.
Дополнительно известно, например, из патента США под № 8,118,002, что, для улучшения турбулентности (завихрения) внутри цилиндра, следует выводить из работы один из впускных клапанов или впускных клапанов газового потока, с тем чтобы вырабатывать неуравновешенный поток, который создает сильное завихрение внутри цилиндра посредством сохранения выведенного из работы клапана закрытым.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В условиях легкой нагрузки, желательно вызывать высокий уровень завихрения в цилиндрах, так как это содействует эффективному сгоранию топлива.
Дополнительный признак экономии топлива, иногда используемый, состоит в том, чтобы вовлекать продукты рециркуляции отработавших газов (EGR) обратно в цилиндры двигателя. Этот процесс улучшается, если высокое завихрение вырабатывается в цилиндрах посредством поддержания одного из впускных клапанов закрытыми, так как улучшенное смешивание будет являться результатом усиленного завихрения.
Вывод из работы цилиндра или высокое завихрение, поэтому, оба могут достигаться посредством использования переключаемых гидравлических регуляторов зазора (HLA) или переключаемых роликовых пальцевых толкателей (RFF) для клапана, который должен выводиться из работы.
Цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить улучшенную систему вывода из работы клапанов для двигателя.
Согласно первому аспекту изобретения, предоставлена система вывода из работы клапанов двигателя для двигателя, имеющего два или более цилиндров, каждый цилиндр имеет два выпускных клапана и два впускных клапана, по меньшей мере один цилиндр двигателя является выводимым из работы цилиндром, при этом, каждый выводимый из работы цилиндр имеет один впускной клапан, избирательно выводимый из работы посредством первой подачи текучей среды под давлением, а оба выпускных клапана и другой один из впускных клапанов избирательно выводятся из работы посредством второй подачи текучей среды под давлением.
Каждый цилиндр может иметь устройство для избирательно выводимого из работы первого одного из двух впускных клапанов, с тем чтобы поддерживать соответственный впускной клапан закрытым, каждый выводимый из работы цилиндр может иметь соответственные устройства вывода из работы для избирательного вывода из работы обоих выпускных клапанов и второго одного из двух впускных клапанов, с тем чтобы поддерживать соответственный второй впускной клапан и оба выпускных клапана закрытыми, первый клапан с электронным управлением может быть выполнен с возможностью управлять потоком текучей среды под давлением в устройства для вывода из работы первого впускного клапана каждого цилиндра, второй клапан с электронным управлением может быть выполнен с возможностью управлять потоком текучей среды под давлением в устройства для вывода из работы второго впускного клапана и обоих из выпускных клапанов, и электронный контроллер может быть выполнен с возможностью управлять работой первого и второго клапанов с электронным управлением.
Электронный контроллер может быть выполнен с возможностью действовать в первом режиме работы для управления первым клапаном с электронным управлением, чтобы выводить из работы все из ассоциативно связанных впускных клапанов, когда усиленное завихрение требуется в цилиндрах двигателя.
Электронный контроллер может быть выполнен с возможностью действовать во втором режиме работы, когда требуется вывод из работы выводимого из работы цилиндра, чтобы управлять первым клапаном с электронным управлением для вывода из работы первых впускных клапанов во всех цилиндрах двигателя и чтобы управлять вторым клапаном с электронным управлением для вывода из работы второго впускного клапана и обоих из выпускных клапанов цилиндра, который должен быть выведен из работы.
Двигатель может иметь более чем один выводимый из работы цилиндр, и электронный контроллер может быть выполнен с возможностью действовать во втором режиме работы, когда требуется вывод из работы выводимых из работы цилиндров, чтобы управлять первым клапаном с электронным управлением для вывода из работы первых впускных клапанов во всех цилиндрах двигателя и чтобы управлять вторым клапаном с электронным управлением для вывода из работы вторых впускных клапанов и обоих из выпускных клапанов всех цилиндров, которые должны быть выведены из работы.
Каждый клапан двигателя может иметь систему привода клапанов, включающую в себя гидравлический регулятор зазора, и устройства для вывода из работы первых впускных клапанов цилиндров двигателя могут быть гидравлически переключаемыми гидравлическими регуляторами зазора.
Устройства для вывода из работы второго впускного клапана и обоих выпускных клапанов каждого выводимого из работы цилиндра двигателя могут быть гидравлически переключаемыми гидравлическими регуляторами зазора.
Каждый клапан двигателя может иметь систему привода клапанов, включающую в себя роликовый пальцевый толкатель, и устройства для вывода из работы первых впускных клапанов цилиндров двигателя могут быть гидравлически переключаемыми роликовыми пальцевыми толкателями.
Устройства для вывода из работы второго впускного клапана и обоих выпускных клапанов каждого выводимого из работы цилиндра двигателя могут быть гидравлически переключаемыми роликовыми пальцевыми толкателями.
Первый клапан с электронным управлением может быть выполнен с возможностью действовать, чтобы подавать текучую среду под давлением в устройства для вывода из работы первых впускных клапанов, когда требуется вывод из работы первых впускных клапанов, и прекращать подачу текучей среды под давлением в устройства для вывода из работы первых клапанов, когда первым клапанам требуется работать нормально.
Второй клапан с электронным управлением может быть выполнен с возможностью действовать, чтобы подавать текучую среду под давлением в устройства для вывода из работы второго впускного клапана и обоих из выпускных клапанов, когда требуется вывод из работы второго впускного клапана и обоих из выпускных клапанов, и прекращать подачу текучей среды под давлением в устройства для вывода из работы второго впускного клапана и обоих из выпускных клапанов, когда первым клапанам требуется работать нормально.
Электронный контроллер может содержать более чем один электронный контроллер.
Согласно второму аспекту изобретения, предложено моторное транспортное средство, имеющее двигатель, включающий в себя систему вывода из работы клапанов, сконструированную в соответствии с упомянутым первым аспектом изобретения.
Кроме того, раскрыта система вывода из работы клапанов двигателя для двигателя, имеющего два или более цилиндров, причем каждый цилиндр имеет два выпускных клапана и два впускных клапана, по существу как описано в материалах настоящей заявки со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Более того, раскрыто моторное транспортное средство, по существу как описано в материалах настоящей заявки со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее, изобретение, в качестве примера будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 приведена принципиальная схема моторного транспортного средства в соответствии с вторым аспектом, двигатель имеет систему вывода из работы клапанов в соответствии с первым аспектом изобретения; и
фиг. 2 - принципиальная схема, подробнее показывающая гидравлический контур системы вывода из работы клапанов, показанной на фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Со ссылкой на фиг. 1 и 2, показано моторное транспортное средство 5, имеющее многоцилиндровый двигатель 6 внутреннего сгорания, имеющий блок 7 цилиндров и головку 8 блока цилиндров. Двигатель имеет три цилиндра C1, C2 и C3, каждый из которых снабжен четырьмя клапанами с E1 по E6 и с I1 по I6 газового потока.
Первый цилиндр C1 имеет два впускных клапана I1, I2 и два выпускных клапана E1, E2, второй цилиндр C2 имеет два впускных клапана I3, I4 и два выпускных клапана E3, E4, а третий цилиндр C3 имеет два впускных клапана I5, I6 и два выпускных клапана E5, E6.
Все из клапанов с I1 по I6 и с E1 по E6 включают в себя приводной механизм, в этом случае, включающий в себя гидравлический регулятор зазора (HLA). Однако, в других вариантах осуществления, роликовый пальцевый толкатель (RFF) может использоваться вместо HLA.
Первая гидравлическая подача H1 подает масло под давлением в HLA, ассоциативно связанные с выпускными клапанами с E1 по E6, а вторая гидравлическая подача H2 подает масло под давлением в HLA, ассоциативно связанные с впускными клапанами с I1 по I6. Нормальная работа HLA и способ их управления являются по сути традиционными и подробнее описаны.
Подачи H1 и H2 масла обеспечиваются через перепускные каналы или масляные каналы в головке 8 блока цилиндров двигателя 6.
В дополнение к подаче H2 масла для впускных клапанов I1, I3 и I5, дополнительная подача масла обеспечивается через клапан 15 с электронным управлением для использования при выводе из работы впускных клапанов I1, I3, I5. Эта дополнительная подача масла используется для переключения или вывода из работы HLA S1, S2, S3 завихрения для впускных клапанов I1, I3 и I5. Масло подается из источника текучей среды 12 под давлением, в ответ на сигнал управления из электронного контроллера 10, через клапан 15 с электронным управлением. То есть, клапан 15 с электронным управлением открывается, чтобы давать маслу под давлением возможность течь из источника текучей среды 12 под давлением в HLA S1, S2, S3, тем самым, переключая их состояния с нормальной работы в выведенное из работы. Дополнительная подача масла из клапана 15 с электронным управлением в HLA S1, S2, S3 обеспечивается, по меньшей мере частично, через перепускные каналы или масляные каналы, сформированные в головке 8 блока цилиндров.
Некоторое количество устройств ввода (не показанных) присоединены к электронному контроллеру 10, чтобы давать информацию касательно текущих и запрошенных условий эксплуатации двигателя 6. Устройства ввода используются электронным контроллером 10 для управления работой двигателя 6 и открывания и закрывания клапана 15 с электронным управлением и дополнительного клапана 16 с электронным управлением вывода из работы цилиндра.
Средство для переключения или вывода из работы HLA S1, S2 и S3, ассоциативно связанных с впускными клапанами I1, I3 и I5, может быть любым известным средством, например, таким как и без ограничения, тип, показанный в патенте США под № 8,118,002, или тип, как показанный в публикации 2013/0186359 патента США.
Когда соответственный впускной клапан I1, I3, I5 выведен из работы, он будет оставаться закрытым, тем самым, усиливая завихрение внутри соответственного цилиндра C1, C2, C3, когда открываются другие впускные клапаны I2, I4, I6.
Когда электронный контроллер 10 действует, с тем чтобы выводить из работы впускные клапаны I1, I5 и I5 для усиления завихрения, то есть, чтобы быть эксплуатирующим систему в первом режиме работы. В первом режиме работы, один из впускных клапанов I1, I3, I3 в каждом из цилиндров C1, C2, C3 выводится из работы, чтобы усиливать завихрение внутри соответственного цилиндра C1, C2, C3.
Будет принято во внимание, что альтернативный вариант осуществления мог бы использоваться, в котором впускные клапаны I2, I4, I6 являются выводимыми из работы, а впускные клапаны I1, I3, I5 являются не выводимыми из работы.
Электронный контроллер 10 также выполнен с возможностью действовать, чтобы выводить из работы один из цилиндров C3 двигателя 6, в каком случае, система упоминается работающей во втором режиме работы.
Для того чтобы обеспечивать вывод из работы цилиндров, дополнительная подача масла предусмотрена из источника текучей среды под давлением через клапан 16 с электронным управлением в HLA D3 обоих выпускных клапанов E5 и E6, и впускного клапана I6 третьего цилиндра C3 для переключения или вывода из работы HLA D3.
Эта дополнительная подача масла переключает и выводит из работы HLA D3 выпускных клапанов E5 и E6, и впускного клапана I6, в которые она подается через клапан 16 с электронным управлением в ответ на сигнал управления из электронного контроллера 10 и, тем самым, выводит из работы клапан E5, E6 и I6 газового потока, с которым она ассоциативно связана.
В этом случае, тот же самый источник гидравлического давления 12 используется в этом случае, чтобы подавать масло в эти HLA D3 вывода из работы цилиндра, что и используемый для HLA S1, S2, S3, используемых для усиления завихрения, но будет принято во внимание, что могли бы использоваться отдельные источники текучей среды под давлением.
Дополнительная подача масла из клапана 16 с электронным управлением в HLA D3, ассоциативно связанные с выпускными клапанами E5 и E6, и впускным клапаном I6, обеспечивается, по меньшей мере частично, через перепускные каналы или масляные каналы, сформированные в головке 8 блока цилиндров.
Будет принято во внимание, что HLA (D3) для клапанов E5, E6 и I6 являются такими же, как используемые для клапанов I1, I3, I5, по той причине, что они дают клапану, с которым они ассоциативно связаны, возможность выводиться из работы, так что он остается закрытым.
Вывод из работы HLA S1, S2, S3; D3 предпочтительно происходит, как описано выше, посредством прикладывания давления или повышенного давления к HLA S1, S2, S3; D3, однако, будет принято во внимание, что противоположные функциональные возможности могли бы использоваться для переключения или вывода из работы HLA S1, S2, S3; D3.
Средство для вывода из работы HLA D3, ассоциативно связанных с выпускными клапанами E5 и E6, и впускным клапаном I6, может быть любым известным средством, например, таким как упомянутое выше со ссылкой на первый режим работы.
Когда соответственный выпускной клапан E5, E6 и впускной клапан I6 выведены из работы своим соответственным HLA (D3), они могут оставаться закрытыми.
Во время работы двигателя 6, электронный контроллер 10 будет управлять работой двигателя 6, с тем, чтобы удовлетворять требования водителя, которые могут содержать настройку расхода и временных характеристик подачи топлива в цилиндры C1, C2, C3 двигателя 6, расхода подачи воздуха в двигатель 6, установку момента зажигания у каждого цилиндра C1, C2, C3 двигателя 6 или любой комбинации таковых в зависимости от типа используемого двигателя.
Когда существуют предопределенные условия, которые могут быть двигателем 6, работающим с EGR на относительно низкой нагрузке, электронный контроллер 10 выполнен с возможностью действовать, чтобы выводить из работы впускные клапаны I1, I3 и I5 посредством HLA S1, S2 и S3.
Посредством поддержания впускных клапанов I1, I3 и I3 закрытыми наряду с тем, что другие впускные клапаны I2, I4 и I6 работают нормально, завихрение усиливается в трех цилиндрах C1, C2, C3, тем самым, содействуя смешиванию рециркулированных отработавших газов со свежим воздухом и топливом в соответственном цилиндре C1, C2, C3.
Будет принято во внимание, что завихрение может усиливаться всякий раз, когда требуется, таким же образом, даже если EGR не происходит или отсутствует в распоряжении.
Когда существуют предопределенные условия, которые могут быть двигателем 6, работающим ниже предопределенного низкого уровня нагрузки, желательно выводить из работы выводимый из работы цилиндр C3. Электронный контроллер 10, в таком случае, выполнен с возможностью действовать во втором режиме работы, чтобы выводить из работы выпускные клапаны E5 и E6, и впускной клапан I6 посредством HLA D3. Чтобы делать это, клапану 16 с электронным управлением дается команда электронным контроллером 10 подавать гидравлическую текучую среду под давлением из источника гидравлического давления 12 в HLA D3.
Будет принято во внимание, что, как и раньше, альтернативная компоновка могла бы использоваться, в которой для вывода из работы выпускных клапанов E5 и E6, и впускного клапана I6, подача давления в HLA D3 электронным клапаном скорее прекращается, чем повышается или активируется.
Когда требуется вывод из работы цилиндра, также желательно способствовать высокому завихрению в цилиндрах C1, C2, которые работают нормально, и поэтому, одновременно с тем, как клапан 16 с электронным управлением открывается электронным контроллером 10, клапан 15 с электронным управлением открывается электронным контроллером 10, тем самым, выводя из работы впускные клапаны I1, I3 и I5 посредством HLA S1, S2 и S3, как описано ранее.
Поэтому, в случае цилиндра C3, два выпускных клапана E5 и E6, и впускной клапан I6 поддерживаются закрытыми посредством HLA D3 вывода из работы цилиндра, а оставшийся впускной клапан I5 поддерживается закрытым посредством HLA S3 завихрения, так что ни один из клапанов E5, E6, I5, I6 газового потока не открывается, а цилиндр C3 выводится из работы.
Как упомянуто ранее, изобретение равным образом применимо к двигателям, в которых роликовые пальцевые толкатели (RFF) клапанов используются для вывода из работы выбранных клапанов газового потока. Например, смотрите патент США под № 7,909,007 касательно одного из примеров RFF для вывода из работы клапана газового потока тарельчатого типа.
Хотя изобретение было описано со ссылкой на одиночный электронный контроллер для управления работой двигателя 6 и двумя клапанами 15, 16 с электронным управлением, будет принято во внимание, что могло бы быть два или более электронных контроллеров, действующих в комбинации для выполнения операций, описанных выше. Также будет принято во внимание, что электронный контроллер мог бы формировать часть блока управления двигателем или системы управления двигателя.
Хотя изобретение было описано в качестве примера для трехцилиндрового двигателя, в котором один из крайних цилиндров выводится из работы, будет принято во внимание, что оно не ограничено такой компоновкой.
Например, как показано и описано в публикации 2,496,407 патента Соединенного Королевства, внутренний цилиндр трехцилиндрового двигателя мог бы быть избирательно выводимым из работы.
Более того, двигатель может иметь более чем три цилиндра, в каком случае, один или более цилиндров могут быть выводимыми из работы.
В качестве еще одной другой альтернативы, двигатель может иметь только два цилиндра, из которых один является выводимым из работы.
Специалистами в данной области техники будет приниматься во внимание, что, хотя изобретение было описано в качестве примера со ссылкой на один или более вариантов осуществления, оно не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, и что альтернативные варианты осуществления могли бы быть созданы, не выходя из объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.