降低发动机停机冲击振动的方法、发动机系统及客车转让专利

申请号 : CN201910810595.X

文献号 : CN112443407A

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 马峰刘斌张帅李建锋王印束

申请人 : 郑州宇通客车股份有限公司

摘要 :

本发明涉及一种降低发动机停机冲击振动的方法、发动机系统及客车。降低发动机停机冲击振动的方法包括在发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路和/或发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路上串设截断阀,在满足发动机停机条件时,减小截断阀的开度,在发动机再次启动前恢复截断阀的开度。发动机系统包括发动机、排气通路和进气通路,排气通路和/或进气通路上串设有截断阀,在满足发动机停机条件时,控制器控制截断阀减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制截断阀恢复自身的开度。上述技术方案良好的改善了乘客乘坐的舒适性。

权利要求 :

1.降低发动机停机冲击振动的方法,其特征在于:在整车状态满足发动机停机条件时,减小串设在发动机气缸(7)的排气口与外界连通的排气通路上的排气侧截断阀(10)的开度,在发动机再次启动前恢复所述排气侧截断阀(10)的开度;

和/或在整车状态满足发动机停机条件时,减小在发动机气缸(7)的进气口与外界连通的进气通路上串设的进气侧截断阀(3)的开度,在发动机再次启动前恢复所述进气侧截断阀(3)的开度。

2.根据权利要求1所述的降低发动机停机冲击振动的方法,其特征在于:在仅设置排气侧截断阀(10)时,在发动机停转后即恢复所述排气侧截断阀(10)的开度;

仅设置进气侧截断阀(3)时,在发动机停转后即恢复所述进气侧截断阀(3)的开度;

在设置排气侧截断阀(10)和进气侧截断阀(3)时,在发动机停转后即恢复所述排气侧截断阀(10)的开度,同时恢复所述进气侧截断阀(3)的开度。

3.根据权利要求1所述的降低发动机停机冲击振动的方法,其特征在于:在仅设置排气侧截断阀(10)时,在排气侧截断阀(10)开度减小完成后0 0.5s范围内,通过控制器给发动~机控制单元发送停机断油指令;

在仅设置进气侧截断阀(3)时,在进气侧截断阀(3)开度减小完成后0 0.5s范围内,通~过控制器给发动机控制单元发送停机断油指令;

在设置排气侧截断阀(10)和进气侧截断阀(3)时,在进气侧截断阀(3)和排气侧截断阀(10)开度减小完成后0 0.5s范围内,通过控制器给发动机控制单元发送停机断油指令。

~

4.根据权利要求1所述的降低发动机停机冲击振动的方法,其特征在于:进气侧截断阀(3)在开度减小完成时的开度大于0而小于或等于5%,或者大于5%而小于或等于10%,或者等于0;和/或排气侧截断阀(10)在开度减小完成时的开度小于或等于10%且大于0,或者等于

0。

5.发动机系统,包括:

发动机,发动机包括发动机气缸(7),发动机气缸(7)具有排气口和进气口,排气口和进气口处均设置有气门;

排气通路,用于连通发动机气缸(7)的排气口与外界大气;

进气通路,用于连通发动机气缸(7)的进气口与外界大气;

其特征在于:发动机系统包括控制器,

在排气通路上串设排气侧截断阀(10),在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀(10)减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制排气侧截断阀(10)恢复自身的开度;

和/或在进气通路上串设进气侧截断阀(3),在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制进气侧截断阀(3)减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制进气侧截断阀(3)恢复自身的开度。

6.根据权利要求5所述的发动机系统,其特征在于:各发动机气缸(7)共用同一个排气侧截断阀(10),排气侧截断阀(10)设置在与各排气歧管(6)连通的排气主管(13)上;和/或各发动机气缸(7)共用同一个进气侧截断阀(3),进气侧截断阀(3)设置在与各进气歧管(5)连通的进气主管(14)上。

7.根据权利要求5所述的发动机系统,其特征在于:在仅设置排气侧截断阀(10)时,控制器在发动机停转后即控制恢复排气侧截断阀(10)的开度;仅设置进气侧截断阀(3)时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀(3)的开度;在设置排气侧截断阀(10)和进气侧截断阀(3)时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀(3)和排气侧截断阀(10)的开度。

8.根据权利要求5或6或7所述的发动机系统,其特征在于:在仅设置排气侧截断阀(10)时,控制器在排气侧截断阀(10)开度减小完成后0 0.5s范围内给发动机控制单元发送停机~断油指令;

在仅设置进气侧截断阀(3)时,控制器在进气侧截断阀(3)开度减小完成后0 0.5s范围~内给发动机控制单元发送停机断油指令;

在设置进气侧截断阀(3)和排气侧截断阀(10)时,控制器在进气侧截断阀和出气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0 0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令。

~

9.根据权利要求5或6或7所述的发动机系统,其特征在于:在整车状态满足发动机停机条件时,所述控制器控制进气侧截断阀(3)在开度减小完成时的开度大于0而小于或等于

5%,或者大于5%而小于或等于10%,或者等于0;和/或在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀(10)在开度减小完成时的开度小于或等于10%且大于0,或者等于0。

10.客车,包括发动机系统,其特征在于:所述发动机系统为权利要求5-9任意一项所述的发动机系统。

说明书 :

降低发动机停机冲击振动的方法、发动机系统及客车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种降低发动机停机冲击振动的方法、发动机系统及客车。

背景技术

[0002] 发动机启停系统是指车辆在行驶过程中临时停车(例如等红灯)时自动熄火,当需要继续行驶时,系统自动启动发动机的一套系统。近年来,客车用发动机启停系统快速普及,这个既能减小燃油消耗量又能降低尾气排放量的功能已经逐渐成为车企的新宠。但是,在一些城市道路环境中,客车发动机的频繁启停严重影响了乘客的乘坐体验,这主要体现在以下几个方面:
[0003] (1)客车发动机启停过程中,当发动机处于低转速运行时由于其自身特性会产生剧烈抖动,而发动机与传动系统连接会将该振动激励直接传递给整车传动系统,从而引起整车明显的冲击振动和冲击噪声;
[0004] (2)针对悬置系统进行的停机过程NVH优化效果较差,不能从源头上解决停机过程带来的NVH问题,另外,随着发动机橡胶悬置的老化,导致其无法有效抑制发动机的振动传递;
[0005] (3)现有技术中存在采用反拖电机控制发动转速的方式,但是在发动机停机的过程中,由于发动机曲轴转速波动较大,发动机转速传感器无法准确监测发动机曲轴输出转速及方向,导致反拖电机无法精确控制发动机转速,而无法抑制发动机的振动传递。
[0006] 鉴于以上问题,有必要在发动机的频繁启停工况下改善乘客的乘坐舒适性。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种降低发动机停机冲击振动的方法,以解决现有技术中在发动机的频繁启停工况下,乘客乘坐舒适性较差的技术问题;本发明的目的还在于提供一种能够降低发动机停机冲击振动的发动机系统;本发明的目的还在于提供一种能够在发动机频繁启停工况下改善乘客乘坐舒适性的客车。
[0008] 为实现上述目的,本发明提供的降低发动机停机冲击振动的方法的技术方案是:
[0009] 降低发动机停机冲击振动的方法,包括在整车状态满足发动机停机条件时,减小串设在发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路上的排气侧截断阀的开度,在发动机再次启动前恢复所述排气侧截断阀的开度;
[0010] 和/或在整车状态满足发动机停机条件时,减小在发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路上串设的进气侧截断阀的开度,在发动机再次启动前恢复所述进气侧截断阀的开度。
[0011] 有益效果:当发动机满足停机条件时,减小排气侧截断阀的开度,从而减小发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路的通流能力;和/或减小进气侧截断阀的开度,从而减小发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力。这样的话,使进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大负压,和/或排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大的正压。发动机气缸活塞运动时会改变该上述空间的容积,相应的,上述空间容积的变化会迅速在运动的活塞表面形成阻尼力,在该阻尼力的作用下振动能量迅速衰减,从而有效改善发动机停机过程中的振动冲击。另外,当发动机再次启动前,恢复排气侧截断阀和/或进气侧截断阀的开度,进而恢复发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路通流能力和/或恢复发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力,卸载施加在发动机气缸活塞表面的阻尼力,不影响发动机下次顺利启动。即使发动机处于频繁启停的工况,通过对进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度的调整,即能有效改善停机时的振动冲击,并保证发动机的正常启动,乘客的乘坐舒适性得到有效改善。
[0012] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,在发动机停转后即恢复所述排气侧截断阀的开度;仅设置进气侧截断阀时,在发动机停转后即恢复所述进气侧截断阀的开度;在设置排气侧截断阀和进气侧截断阀时,在发动机停转后即恢复所述排气侧截断阀的开度,同时恢复所述进气侧截断阀的开度。
[0013] 有益效果:能够及时卸载施加在发动机气缸活塞上的阻尼力,保证发动机停转后能够再次顺利启动。
[0014] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,在排气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0.5s内,通过控制器给发动机控制单元发送停机断油指令;在仅设置进气侧截断阀时,在进气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内,通过控制器给发动机控制单元发送停机断油指令;在设置排气侧截断阀和进气侧截断阀时,在进气侧截断阀和排气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内,通过控制器给发动机控制单元发送停机断油指令。
[0015] 有益效果:能够快速在排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间形成的空间,和/或进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间形成的空间内建立足够的压力,以便提前在运动活塞的表面快速形成足够大的阻尼力,从而缓解发动机停机后产生的冲击振动。
[0016] 进一步地,进气侧截断阀在开度减小完成时的开度大于0而小于或等于5%,或者大于5%而小于或等于10%,或者等于0;和/或排气侧截断阀在开度减小完成时的开度小于或等于10%且大于0,或者等于0。
[0017] 有益效果:进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度减小后的开度对应在相应范围内,能够最大化的降低发动机停机时产生的冲击振动,效果明显。
[0018] 本发明提供的发动机系统的技术方案是:
[0019] 发动机系统包括:
[0020] 发动机,发动机包括发动机气缸,发动机气缸具有排气口和进气口,排气口和进气口处均设置有气门;
[0021] 排气通路,用于连通发动机气缸的排气口与外界大气;
[0022] 进气通路,用于连通发动机气缸的进气口与外界大气;
[0023] 控制器;
[0024] 在排气通路上串设排气侧截断阀,在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制排气侧截断阀恢复自身的开度;
[0025] 和/或在进气通路上串设进气侧截断阀,在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制进气侧截断阀减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制进气侧截断阀恢复自身的开度。
[0026] 有益效果:当发动机满足停机条件时,发动机系统中排气侧截断阀的开度减小,从而减小发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路的通流能力;和/或进气侧截断阀的开度减小,从而减小发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力。这样的话,使进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大负压,和/或排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大的正压。发动机气缸活塞运动时会改变该上述空间的容积,相应的,上述空间容积的变化会迅速在运动的活塞表面形成阻尼力,在该阻尼力的作用下振动能量迅速衰减,从而有效改善发动机停机过程中的振动冲击。另外,当发动机再次启动前,恢复排气侧截断阀和/或进气侧截断阀的开度,进而恢复发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路的通流能力和/或恢复发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力,卸载施加在发动机气缸活塞表面的阻尼力,不影响发动机下次顺利启动。即使发动机处于频繁启停的工况,通过对进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度的调整即能有效改善停机时的振动冲击,并保证发动机的正常启动,乘客的乘坐舒适性得到有效改善。
[0027] 进一步地,各发动机气缸共用同一个排气侧截断阀,排气侧截断阀设置在与各排气歧管连通的排气主管上;和/或各发动机气缸共用同一个进气侧截断阀,进气侧截断阀设置在与各进气歧管连通的进气主管上。
[0028] 有益效果:能够减少排气侧截断阀和/或进气侧截断阀的数量,节约安装空间,降低使用成本。
[0029] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复排气侧截断阀的开度;仅设置进气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀的开度;在设置排气侧截断阀和进气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度。
[0030] 有益效果:能够及时卸载施加在发动机气缸活塞上的阻尼力,保证发动机停转后能够再次顺利启动。
[0031] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,控制器在排气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令;在仅设置进气侧截断阀时,控制器在进气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令;在设置进气侧截断阀和排气侧截断阀时,控制器在进气侧截断阀和出气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令。
[0032] 有益效果:能够快速在排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间形成的空间和/或进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间形成的空间内建立足够的压力,以便在运动活塞的表面快速形成足够大的阻尼力,使发动机能快速实现停机,从而减少停机后产生的冲击振动。
[0033] 进一步地,在整车状态满足发动机停机条件时,所述控制器控制进气侧截断阀在开度减小完成时的开度大于0而小于或等于5%,或者大于5%而小于或等于10%,或者等于0;和/或在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀在开度减小完成时的开度小于或等于10%且大于0,或者等于0。
[0034] 有益效果::进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度减小后的开度对应在相应范围内,能够最大化的降低发动机停机时产生的冲击振动,效果明显。
[0035] 本发明提供的客车的技术方案是:
[0036] 客车包括发动机系统,发动机系统包括:
[0037] 发动机包括发动机气缸,发动机气缸具有排气口和进气口,排气口和进气口处均设置有气门;
[0038] 排气通路,用于连通发动机气缸的排气口与外界大气;
[0039] 进气通路,用于连通发动机气缸的进气口与外界大气;
[0040] 控制器;
[0041] 在排气通路上串设排气侧截断阀,在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制排气侧截断阀恢复自身的开度;
[0042] 和/或在进气通路上串设进气侧截断阀,在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制进气侧截断阀减小自身的开度,在发动机再次启动前,控制器控制进气侧截断阀恢复自身的开度。
[0043] 有益效果:当发动机满足停机条件时,发动机系统中排气侧截断阀的开度减小,从而减小发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路的通流能力;和/或进气侧截断阀的开度减小,从而减小发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力。这样的话,使进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大负压的空间,和/或排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间建立的空间能够形成较大的正压。发动机气缸活塞运动时会改变该上述空间的容积,相应的,上述空间容积的变化会迅速在运动的活塞表面形成阻尼力,在该阻尼力的作用下振动能量迅速衰减,从而有效改善发动机停机过程中的振动冲击。另外,当发动机再次启动前,恢复排气侧截断阀和/或进气侧截断阀的开度,进而恢复发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路通流能力和/或恢复发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力,卸载施加在发动机气缸活塞表面的阻尼力,不影响发动机下次顺利启动。即使发动机处于频繁启停的工况,通过对进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度的调整即能有效改善停机时的振动冲击,并保证发动机的正常启动,有效改善客车的舒适程度。
[0044] 进一步地,各发动机气缸共用同一个排气侧截断阀,排气侧截断阀设置在与各排气歧管连通的排气主管上;和/或各发动机气缸共用同一个进气侧截断阀,进气侧截断阀设置在与各进气歧管连通的进气主管上。
[0045] 有益效果:能够减少排气侧截断阀和/或进气侧截断阀的数量,节约安装空间,降低使用成本。
[0046] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复排气侧截断阀的开度;仅设置进气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀的开度;在设置排气侧截断阀和进气侧截断阀时,控制器在发动机停转后即控制恢复进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度。
[0047] 有益效果:能够及时卸载施加在发动机气缸活塞上的阻尼力,保证发动机停转后能够再次顺利启动。
[0048] 进一步地,在仅设置排气侧截断阀时,控制器在排气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令;在仅设置进气侧截断阀时,控制器在进气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令;在设置进气侧截断阀和排气侧截断阀时,控制器在进气侧截断阀和出气侧截断阀关闭或者开度减小完成后0~0.5s范围内给发动机控制单元发送停机断油指令。
[0049] 有益效果:能够快速在排气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与排气侧截断阀之间形成的空间和/或进气侧截断阀所控制的通路连通的发动机气缸与进气侧截断阀之间形成的空间内建立足够的压力,以便在运动活塞的表面快速形成足够大的阻尼力,使发动机能快速实现停机,从而减少停机后产生的冲击振动。
[0050] 进一步地,在整车状态满足发动机停机条件时,所述控制器控制进气侧截断阀在开度减小完成时的开度大于0而小于或等于5%,或者大于5%而小于或等于10%,或者等于0;和/或在整车状态满足发动机停机条件时,控制器控制排气侧截断阀在开度减小完成时的开度小于或等于10%且大于0,或者等于0。
[0051] 有益效果:进气侧截断阀和/或排气侧截断阀开度减小后的开度对应在相应范围内,能够最大化的降低发动机停机时产生的冲击振动,效果明显。

附图说明

[0052] 图1为本发明提供的发动机系统的结构示意图;
[0053] 图2为本发明提供的发动机系统中发动机停机过程的控制逻辑图;
[0054] 图3为本发明提供的发动机系统中发动机为四缸发动机时,四缸发动机进、排气门开启关闭顺序示意图;
[0055] 图4为采用本发明提供的发动机系统后客车内座椅导轨的振动与原始状态下客车内座椅导轨的振动对比图;
[0056] 图5为采用本发明提供的发动机系统后客车内扭转减震器壳体的振动与原始状态下客车内扭转减震器壳体的振动对比图。
[0057] 附图标记说明:1-发动机进气口;2-进气侧截断阀控制单元;3-进气侧截断阀;4-发动机进气管道;5-进气歧管;6-排气歧管;7-发动机气缸;8-整车控制器;9-发动机控制单元;10-排气侧截断阀;11-排气侧截断阀控制单元;12-发动机排气口;13-排气主管;14-进气主管。

具体实施方式

[0058] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0059] 本发明的发动机系统的具体实施例:
[0060] 本发明的发动机系统不仅可以应用在具有发动机启停功能的发动机系统上,还可以应用在不具有发动机启停功能的发动机系统上。本实施例中,以应用在具有发动机启停功能的发动机系统为例进行说明。
[0061] 如图1所示,该发动机系统包括发动机、整车控制器8、发动机控制单元9,发动机控制单元9与发动机控制连接且整车控制器8与发动机控制单元9控制连接。本实施例中的发动机为四缸发动机,其包括四个发动机气缸7,每个发动机气缸7均具有发动机进气口1和发动机排气口12,发动机进气口1处设有进气门,发动机排气口12处设有排气门。
[0062] 发动机系统还包括用于将发动机进气口1与外界大气连通的进气通路和用于将发动机排气口12与外界大气连通的排气通路。
[0063] 其中,进气通路包括发动机进气管道4,发动机进气管道4包括分别与各个发动机气缸7连通的进气歧管5和与各进气歧管5连通的进气主管14。进气主管14上设有进气侧截断阀3,进气侧截断阀3位于各进气歧管5的上游且位于节气阀门的下游,发动机系统还包括与进气侧截断阀3控制连接的进气侧截断阀控制单元2。整车控制器通过进气侧截断阀控制单元2控制进气侧截断阀3,整车控制器通过向进气侧截断阀控制单元2发送指令,进气侧截断阀控制单元2接收到指令后根据指令使进气侧截断阀3动作。进气侧截断阀3的上游设有空气滤清器以对进入发动机气缸内的气体进行过滤,保证气体中不掺杂杂物,各发动机气缸7共用一个进气侧截断阀3,从而能够减少进气侧截断阀3的设置数量,减少使用成本。进气侧截断阀3在开度减小后,能够降低发动机气缸7与外界大气之间的进气通路的通流能力,使进气侧截断阀3控制的通路所连通的发动机气缸7、进气歧管5和进气侧截断阀3之间建立的空间内能够形成较大的负压,此处所指的较大负压是指相比没有设置进气侧截断阀时的情况;进气侧截断阀3恢复其开度时,可恢复发动机气缸7与外界大气之间的通路的通流能力。
[0064] 排气通路包括分别与各个发动机气缸7连通的排气歧管6和与各排气歧管6连通的排气主管13。排气主管13上设有排气侧截断阀10,排气侧截断阀10位于各排气歧管6的下游且位于三元催化器的上游;发动机系统还包括与排气侧截断阀10控制连接的排气侧截断阀控制单元11,整车控制器通过排气侧截断阀控制单元11控制排气侧截断阀10,整车控制器通过向排气侧截断阀控制单元11发送指令,排气侧截断阀控制单元11接收到指令后根据指令使排气侧截断阀10动作。各发动机气缸7共用一个排气侧截断阀10。排气侧截断阀10在开度减小后,能够降低发动机气缸7与外界大气之间的排气通路的通流能力,使排气侧截断阀10控制的通路所连通的发动机气缸7、排气歧管6和排气侧截断阀10之间建立的空间内能够形成较大的正压,此处所指的较大正压是指相比没有设置排气侧截断阀时的情况;排气侧截断阀10恢复其开度时,可恢复发动机气缸7与外界大气之间的排气通路的通流能力。
[0065] 本实施例中进气侧截断阀3和排气侧截断阀10均为电磁阀。
[0066] 四缸发动机在任意时刻,总有一个发动机气缸的进气门打开和另一个发动机气缸的排气门打开,其余发动机气缸的进气门和排气门全部关闭,如图3所示。需要说明的是,进气侧截断阀3控制的通路所连通的与进气歧管5和进气侧截断阀3之间建立能够形成较大负压空间中的发动机气缸是指该时刻下,进气门打开的发动机气缸。排气侧截断阀10控制的通路所连通的与排气歧管6和排气侧截断阀10之间建立能够形成较大正压空间中的发动机气缸指的是该时刻下,排气门打开的发动机气缸。上述情况中不包括在相应时刻下进气门和排气门均关闭的发动机气缸。
[0067] 发动机系统中的整车控制器8、进气侧截断阀控制单元2、排气侧截断阀控制单元11和发动机控制单元9共同构成发动机系统的电子控制系统;进气侧截断阀3、进气歧管5、发动机气缸7、排气歧管6和排气侧截断阀10则共同构成发动机系统的硬件。本实施例中的发动机系统的具体工作原理如图2所示,包括两个环节:
[0068] 环节一:在城市道路环境条件下,装配该发动机系统的客车当达到发动机停机条件时,由整车控制器8将关闭指令同时发送给进气侧截断阀控制单元2和排气侧截断阀控制单元11,进气侧截断阀控制单元2接收到关闭指令后迅速动作减小进气侧截断阀3的开度,排气侧截断阀控制单元11接收到关闭指令后也迅速动作减小排气侧截断阀10的开度。本实施例中,进气通路上的进气侧截断阀开度由100%减小到5%;排气通路上的排气侧截断阀开度由100%减小到1%。
[0069] 进气侧截断阀和排气侧截断阀开度减小完成0.5s后,通过整车控制器8给发动机控制单元9发送停机断油指令。此时,发动机气缸7、进气歧管5和进气侧截断阀3三者所形成的空间内建立较大的负压;在发动机气缸7、排气歧管6和排气侧截断阀10三者所形成的空间内建立较大的正压。发动机气缸活塞的运动会改变上述两个空间的容积,上述两个空间容积的变化会迅速在运动的发动机气缸活塞的表面形成阻尼力,两个阻尼力的大小与发动机气缸活塞运动速度呈正比关系,发动机转速波动越大,该阻尼力作用于发动机气缸7的运动活塞表面,便能更有效牵制发动机由怠速转速至完全停机过程中的扭矩波动和载荷冲击,发动机在两个阻尼力的作用下,其产生的振动能量迅速衰减,以此来实现缓解客车停机过程中发动机对整车的振动冲击,进而改善乘客的乘坐舒适性。
[0070] 在上述环节一中,需要说明的是,为了保证进气侧截断阀的耐久性和安全性,只需将进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小设定值后,便能较好的缓解客车停机过程中发动机对整车的振动冲击。本实施例中,在进气侧截断阀开度减小完成0.5s后,通过整车控制器8给发动机控制单元9发送停机断油指令,也就是说,先减小进气侧截断阀的开度,使发动机气缸内形成一定的负压后再对发动机控制单元9发送停机断油指令,用以提前在上述空间中建立足够的负压,以便快速形成足够大的阻尼力。同理,为了保证排气侧截断阀的耐久性和安全性,只需将排气侧截断阀的开度减小到设定值后,便能较好的缓解客车停机过程中发动机对整车的振动冲击。本实施例中,在排气侧截断阀开度减小完成0.5s后,通过整车控制器8给发动机控制单元9发送停机断油指令,也就是说,先减小排气侧截断阀的开度,使发动机气缸内形成一定的正压后再对发动机控制单元9发送停机断油指令,用以提前在上述空间中建立足够的正压,以便快速形成足够大的阻尼力。
[0071] 环节二:在整车控制器8判断发动机停转以后,由整车控制器8将开启指令同时发送给进气侧截断阀控制单元2和排气侧截断阀控制单元11,进气侧截断阀控制单元2和排气侧截断阀控制单元11在接收到开启指令后分别命令进气侧截断阀3和排气侧截断阀10执行恢复各自开度的动作。进气侧截断阀3恢复其开度后,发动机气缸7、进气歧管5和进气侧截断阀3之间的空间与外界大气通流能力恢复,破坏了在环节一发动机停机过程中建立的负压环境;另外,排气侧截断阀10恢复其开度后,发动机气缸7、排气歧管6和排气侧截断阀10之间的空间与外界通流能力恢复,破坏了在环节一中发动机停机过程中建立的正压环境,因此,作用在发动机气缸活塞表面的阻尼力消失,为发动机下次顺利起机做好准备。
[0072] 如图4和图5所示,采用该发动机系统时,客车车身关键点座椅导轨处振动从原始-1.75 -1.75状态的1.21m·s 下降至0.82m·s ,总体下降32%;扭转减震器壳体振动从7.91m·s-1.75下降至5.89m·s-1.75,总体下降26%,NVH优化效果明显。
[0073] 本实施例中的恢复进气侧截断阀和排气侧截断阀开度是指恢复发动机正常工作时进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度,根据实际的使用情况,发动机正常工作时,截断阀的开度可以是100%,也可以小于100%。
[0074] 上述实施例中,在进气通路的进气主管上设有进气侧截断阀,在排气通路的排气主管上设有排气侧截断阀,在其他实施例中,也可以仅在进气通路的进气主管上设有进气侧截断阀,而不在排气通路上的排气主管上设置排气侧截断阀;或者也可以仅在排气通路的排气主管上设排气侧截断阀,而不在进气通路上的进气主管上设置进气侧截断阀。
[0075] 上述实施例中,发动机气缸共用一个排气侧截断阀和共用一个进气侧截断阀,在其他实施例中,可根据发动机的气缸个数,在每个发动机气缸的排气歧管处分别设置一个排气侧截断阀;在每个发动机气缸的排气歧管处分别设置一个排气侧截断阀的基础上,可根据发动机的气缸个数在每个发动机气缸的进气歧管处分别设置一个进气侧截断阀,也可以共用一个进气侧截断阀。在这里需要说明的是,即使每个排气歧管上分别设置排气侧截断阀,或者每个进气歧管上分别设置进气侧截断阀,在整车状态满足发动机停机条件时,只需关闭进气门打开的发动机气缸进气歧管上的进气侧截断阀和/或排气门打开的发动机气缸排气歧管上的排气侧截断阀,各进气侧截断阀可以共用同一个进气侧截断阀控制单元或者分别对应一个进气侧截断阀控制单元;当然,其他实施例中,进气侧截断阀也可以集成有控制单元,此时整车控制器可以直接向进气侧截断阀上的控制单元发送指令,同样的原理,排气侧截断阀也可以集成控制单元。
[0076] 上述实施例中,在发动机满足停机条件时,进气侧截断阀的开度从100%减小到5%,在其他实施例中,进气侧截断阀在发动机满足停机条件下的开度也可以从100%减小到5%以下,此时,开启的角度越小,对进气侧截断阀的要求越高,相应的加工成本也越高。
当然,进气侧截断阀的开度也可以减小至5%、10%、或者大于5%而小于10%、或者大于
10%,只需要满足小于进气侧截断阀正常工作时开度即可,但是减小开度过小时,减振的效果有限,根据不同型号的发动机,开度减小的具体数值不同,但是在减小至0~5%时效果最好。
[0077] 上述实施例中,在发动机满足停机条件时,排气侧截断阀的开度从100%减小到1%,在其他实施例中,排气侧截断阀在发动机满足停机条件下的开度也可以从100%减小到10%,或者减小到大于1%而小于10%,该开度需要根据发动机排气压力的大小进行相应调整,排气压力越大,则需相应调大排气侧截断阀的开度,反之则调小排气侧截断阀的开度。当然,排气侧截断阀的开度也可以减小至10%以上或者1%以下,只需要满足小于排气侧截断阀正常工作时开度即可,但是排气侧截断阀的开度减小过小时,减振的效果有限,根据不同型号的发动机,开度减小的具体数值不同,但是在减小至0~10%时效果最好。
[0078] 当然,在其他实施例中,进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度也可以减小至0%,即进气侧截断阀和排气侧截断阀完全关闭。此时,在发动机满足停机条件时,通过整车控制器将发动机停机指令同时发送给发动机控制单元、进气侧截断阀控制单元和排气侧截断阀控制单元,进气侧截断阀控制单元接收到关闭指令后关闭进气侧截断阀,排气侧截断阀控制单元接收到关闭指令后关闭排气侧截断阀;在进气侧截断阀和排气侧截断阀关闭后0.5s内,通过整车控制器给发动机控制单元发送停机断油指令。发动机停转后,而需要重新启动时,由整车控制器将开启指令同时发送给进气侧截断阀控制单元和排气侧截断阀控制单元,进气侧截断阀控制单元和排气侧截断阀控制单元在接收到开启指令后分别命令进气侧截断阀和排气侧截断阀执行开启动作。
[0079] 上述实施例中,在进气侧截断阀和排气侧截断阀开度减小完成0.5s后,通过整车控制器给发动机控制单元发送停机断油指令,当然,在其他实施例中,进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小完成与控制器发送停机断油指令之间的间隔时间可根据实际的工况进行匹配调整,可以是0s~0.5s范围内的任意时刻,即进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小完成后0~0.5s范围内,通过整车控制器给发动机控制单元发送停机断油指令;当然,根据实际的发动机参数类型,进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小与控制器发送停机断油指令同时进行。
[0080] 上述实施例中,发动机系统中的发动机采用四缸发动机,在其他实施例中,也可以采用三缸发动机,也可以采用其他形式的燃气或燃油类型的发动机。
[0081] 本发明提供的客车的具体实施例,客车包括发动机系统,发动机系统的结构与上述发动机系统的结构相同,在此不再一一赘述。
[0082] 本发明提供的降低发动机停机冲击振动的方法的具体实施例,该方法包括在发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路中设置排气侧截断阀、在发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路中设置进气侧截断阀,在满足发动机停机条件时,同时减小排气侧截断阀和进气侧截断阀的开度,进而减小发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路和发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路的通流能力。本实施例中,进气通路上的进气侧截断阀的开度由100%减小到5%;排气通路上的排气侧截断阀的开度由100%减小到1%;并且在进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小完成后0~0.5s范围内,通过整车控制器给发动机控制单元发送停机断油指令。该方法还包括在发动机停转时即恢复排气侧截断阀和进气侧截断阀的开度,恢复排气侧截断阀和进气侧截断阀所控制的通路的通流能力。实现本发明提供的降低发动机停机冲击振动的方法可以采用上述实施例中的发电机系统,且该方法中的进气侧截断阀和排气侧截断阀与上述发电机系统和客车实施例中的进气侧截断阀和排气侧截断阀的结构相同,使用方法也相同。
[0083] 上述实施例中,在发动机满足停机条件时,进气侧截断阀的开度从100%减小到5%、排气侧截断阀的开度从100%减小到1%、进气侧截断阀和排气侧截断阀在开度减小完成后0~0.5s范围内整车控制器给发动机控制单元发送停机断油指令,在其他实施例中,在发动机满足停机条件时,进气侧截断阀的开度、排气侧截断阀的开度、以及进气侧截断阀和排气侧截断阀的开度减小完成与控制器发送停机断油指令之间的间隔时间数值也可以采用上述发电机系统的实施例中所给出的数值,在此不再赘述。
[0084] 在其他实施例中,降低发动机停机冲击振动的方法也可以仅在发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路中设置排气侧截断阀,而不在发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路中设置进气侧截断阀。或者,在其他实施例中,也可以仅在发动机气缸的进气口与外界连通的进气通路中设置进气侧截断阀,而不在发动机气缸的排气口与外界连通的排气通路中设置排气侧截断阀。