[发明专利]包括液压致动阀系的发动机以及阀重叠控制方法

说明书

政府许可权益

根据美国能源部资助的合同No. P8GA2102T，美利坚合众国政府享有本发明的权益。

技术领域

本公开涉及发动机组件，更为具体地，涉及液压致动阀系组件。

背景技术

本部分提供了与本公开有关的背景信息，该背景信息并不必然是现有技术。

内燃发动机可以在汽缸内燃烧空气和燃料的混合物，并由此产生驱动扭矩。流入和流出汽缸的空气和燃料可以通过阀系来控制。阀系可包括液压系统，该液压系统致动进气阀和排气阀，并由此控制进入到汽缸中的空气和燃料以及离开汽缸的排气的正时和量。

发明内容

一种发动机组件，其可以包括：发动机结构、活塞、曲轴、液压致动的进气阀组件、和液压致动的排气阀组件。所述发动机结构可以限定燃烧室、以及可与所述燃烧室连通的进气端口和排气端口。所述活塞可以位于所述燃烧室之内，且可在排气冲程期间从下止点位置移动到上止点位置，并且可在紧随所述排气冲程之后的进气冲程期间从上止点位置移动到下止点位置。所述曲轴可以由发动机结构支撑，并由所述活塞驱动旋转。所述液压致动的进气阀组件可以由发动机结构支撑，并可以包括进气阀和适于在进气冲程期间打开所述进气阀的进气阀致动组件。所述液压致动的排气阀组件可以由发动机结构支撑，并可以包括排气阀和适于在排气冲程期间打开所述排气阀的排气阀致动组件。所述排气阀致动组件在排气阀关闭的初始部分期间可操作在第一模式中，并且在排气阀关闭的最后部分期间可操作在第二模式中。所述最后部分具有的持续时间可大于所述初始部分的持续时间。所述排气阀可以在初始部分期间以第一速度关闭，所述第一速度至少是最后部分期间的排气阀的第二速度的五倍。

一种排气阀控制方法，其可以包括：使用液压排气阀致动系统将与发动机燃烧室相连通的排气阀移动到打开位置，以及使用所述液压排气阀致动组件使所述排气阀返回到关闭位置。在关闭期间，通过在第一模式中操作所述液压排气阀致动组件，从而能够以第一速度在第一持续时间中将排气阀从打开位置移动到中间关闭位置。通过在第二模式中操作所述液压排气阀致动组件，从而能够以第二速度在第二持续时间中将排气阀从中间关闭位置移动到完全关闭位置，所述第二速度至少比所述第一速度小80%，所述第二持续时间大于所述第一持续时间。

所述液压排气阀致动组件可以限定第一控制室，所述第一控制室包含加压流体，所述加压流体抵抗由偏置部件施加的关闭力来使所述排气阀移动。使排气阀以第一速度在第一持续时间中移动可以包括以第一操作压力来操作所述第一控制室。使排气阀以第二速度在第二持续时间中移动可以包括以第二操作压力来操作所述第一控制室，所述第二操作压力大于所述第一操作压力。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种发动机组件，包括：

发动机结构，所述发动机结构限定燃烧室、以及与所述燃烧室连通的进气端口和排气端口；

活塞，所述活塞位于所述燃烧室内，且能够在排气冲程期间从下止点位置移动到上止点位置，并且能够在紧随所述排气冲程后的进气冲程期间从所述上止点位置移动到所述下止点位置；

曲轴，所述曲轴由所述发动机结构支撑，并由所述活塞驱动旋转；

液压致动的进气阀组件，所述液压致动的进气阀组件由所述发动机结构支撑，并且包括进气阀和进气阀致动组件，所述进气阀致动组件适于在所述进气冲程期间打开所述进气阀；以及

液压致动的排气阀组件，所述液压致动的排气阀组件由所述发动机结构支撑，并且包括排气阀和排气阀致动组件，所述排气阀致动组件适于在所述排气冲程期间打开所述排气阀，所述排气阀致动组件在排气阀关闭的初始部分期间能够操作在第一模式中，并且在排气阀关闭的最后部分期间能够操作在第二模式中，所述最后部分具有的持续时间大于所述初始部分的持续时间，并且所述排气阀在所述初始部分期间以第一速度关闭，所述第一速度至少是所述最后部分期间的所述排气阀的第二速度的五倍。

方案2. 根据方案1所述的发动机组件，进一步包括：偏置部件，所述偏置部件将所述排气阀推动到所述关闭位置，所述排气阀致动组件限定第一控制室，所述第一控制室包含加压流体，所述加压流体抵抗由所述偏置部件提供的关闭力而作用在所述排气阀上，所述第一控制室在所述排气阀关闭的初始部分期间包含处于第一操作压力下的流体，并且在所述排气阀关闭的最后部分期间包含处于第二操作压力下的流体，所述第二操作压力大于所述第一操作压力。