[发明专利]一种多模式内燃机及其控制方法

摘要

一种多模式内燃机及其控制方法，属于可变气门内燃机及辅助制动领域。该发明提出多模式内燃机具备四种模式：在低速大扭矩的驱动工况下采用的二冲程驱动模式、在其他驱动工况下采用的四冲程分级停缸驱动模式、在大负载制动工况下采用的二冲程分级停缸制动模式以及在小负载制动工况下采用的四冲程分级停缸制动模式；设置侧向气道时，每种模式均具有多种换气方式；可以在驱动和制动全工况范围内全面充分地改善内燃机的低速大扭矩下的动力性、部分负荷下的经济性、制动时的车辆安全性。多模式内燃机在需要提供大功率输出的坦克装甲车、特种车辆、工程用车辆以及经常工作在山区公路等大坡度路况下的运输类车辆中具有极强的应用前景。

主权项

1.一种多模式内燃机的控制方法，多模式内燃机包括缸头（1）、设置在缸头（1）上的进气道（2‑1）和排气道（2‑2）、进气门（3‑1）、排气门（3‑2）、缸体（4）、活塞（5）、曲轴连杆系统（6）、进气门驱动器（7‑1）、排气门驱动器（7‑2）以及电子控制单元，所述进气门驱动器（7‑1）决定进气门（3‑1）的启闭时刻，排气门驱动器（7‑2）决定排气门（3‑2）的启闭时刻；其特征是：在低速大扭矩的驱动工况下，采用顶进‑顶排式二冲程驱动模式，所有气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每360°CA启闭一次，排气门驱动器（7‑2）在下止点前60°至120°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在下止点后50°至100°CA范围内关闭排气门（3‑2），进气门驱动器（7‑1）在下止点前50°至100°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在下止点后50°至120°CA范围内关闭进气门（3‑1）；在其他驱动工况下，采用顶进‑顶排式四冲程分级停缸驱动模式，工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每720°CA启闭一次，排气门驱动器（7‑2）在进排气上止点前160°至270°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在进排气上止点后‑100°CA至60°CA范围内关闭排气门（3‑2），进气门驱动器（7‑1）在进排气上止点前‑100°CA至60°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在进排气上止点后100°至270°CA范围内关闭进气门（3‑1），非工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）始终保持关闭状态；在大负载制动工况下，采用第一种顶进‑顶排式二冲程分级停缸制动模式，工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每360°CA启闭一次，排气门驱动器（7‑2）在上止点前5°至50°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在上止点后5°至80°CA范围内关闭排气门（3‑2），进气门驱动器（7‑1）在下止点前20°至160°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在下止点后5°至80°CA范围内关闭进气门（3‑1），非工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）始终保持关闭状态；在小负载制动工况下，采用第一种顶进‑顶排式四冲程分级停缸制动模式，工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每720°CA启闭一次，排气门驱动器（7‑2）在进排气上止点前5°至50°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在进排气上止点后5°至80°CA范围内关闭排气门（3‑2），进气门驱动器（7‑1）在进排气下止点前20°至160°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在进排气下止点后5°至80°CA范围内关闭进气门（3‑1），非工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）始终保持关闭状态；对于自然吸气内燃机，在大负载制动工况下，采用第二种顶进‑顶排式二冲程分级停缸制动模式，工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每360°CA启闭一次，进气门驱动器（7‑1）在上止点前5°至50°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在上止点后5°至80°CA范围内关闭进气门（3‑1），排气门驱动器（7‑2）在下止点前20°至160°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在下止点后5°至80°CA范围内关闭排气门（3‑2），非工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）始终保持关闭状态；对于自然吸气内燃机，在小负载制动工况下，采用第二种顶进‑顶排式四冲程分级停缸制动模式，工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）每720°CA启闭一次，进气门驱动器（7‑1）在进排气上止点前5°至50°CA范围内开启进气门（3‑1），进气门驱动器（7‑1）在进排气上止点后5°至80°CA范围内关闭进气门（3‑1），排气门驱动器（7‑2）在进排气下止点前20°至160°CA范围内开启排气门（3‑2），排气门驱动器（7‑2）在进排气下止点后5°至80°CA范围内关闭排气门（3‑2），非工作气缸的进气门（3‑1）和排气门（3‑2）始终保持关闭状态；多模式内燃机包括设置在缸体（4）上的侧向气道（2‑3），侧向气道（2‑3）上设置侧向气门以及侧向气门驱动器，所述侧向气门驱动器决定侧向气道（2‑3）的启闭时刻。