CN115822752B - 进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质 - Google Patents

进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质 Download PDF

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CN115822752B CN202310076765.2A CN202310076765A CN115822752B CN 115822752 B CN115822752 B CN 115822752B CN 202310076765 A CN202310076765 A CN 202310076765A CN 115822752 B CN115822752 B CN 115822752B
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Abstract

本发明公开了一种进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质。所述进气控制装置设置于进气道上端气门穿过处，所述进气控制装置包括套筒、弹性结构和卡扣，所述套筒安置在所述进气道上端气门穿过处，所述弹性结构和所述卡扣安装在所述套筒内部，所述卡扣安装在所述气门上，所述卡扣将所述弹性结构固定在所述气门上；所述弹性结构用于基于进气型线控制所述气门处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量。本发明实现气门的快速开启与关闭，改善进气状态，同时，缩短缸内气体混合以及燃烧时间，改善发动机的燃烧和排放，降低气耗及排放。

Description

进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质
技术领域
本发明涉及发动机进气状态控制技术领域，尤其涉及一种进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质。
背景技术
为缓解能源危机和环境污染，降低气耗和排放是目前天然气发动机亟待解决的问题。天然气发动机是当量燃烧，即空气、EGR和天然气按着一定的比例进入缸内进行燃烧。进气状态直接决定了天然气发动机的缸内燃烧状态，进而影响气耗及排放，而进气型线直接决定了进气状态。
现有的进气***，混合气进入各缸进所经过的路径不同，进而导致进入不同气缸的混合气压力、混合气混合均匀度存在差异，而现有多缸气体机的进气凸轮轴相同、进气型线相同，从而导致各气缸进气量及气体混合均匀度存在较大差异，从而导致各缸燃烧状态不一致性，发动机循环变动大，气耗及排放差，可靠性低。
发明内容
本发明提供了一种进气控制装置、发动机、进气型线的设计方法及存储介质，以解决现有进气***无法满足不同缸的不同进气需求，进而导致各缸燃烧状态不一致，发动机循环变动大，气耗及排放差，可靠性低的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种进气控制装置，所述进气控制装置设置于进气道上端气门穿过处，所述进气控制装置包括套筒、弹性结构和卡扣，所述套筒安置在所述进气道上端气门穿过处，所述弹性结构和所述卡扣安装在所述套筒内部，所述卡扣安装在所述气门上，所述卡扣将所述弹性结构固定在所述气门上；
所述弹性结构用于基于进气型线控制所述气门处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量。
可选的，所述弹性结构包括电磁装置和弹簧，所述电磁装置安装于所述套筒内部靠近所述进气道上端气门穿过处，所述弹簧安装在所述电磁装置的上方；或，
所述弹性结构包括液压装置和控制装置，所述液压装置安装于所述套筒内部靠近所述进气道上端气门穿过处，所述控制装置安装于所述套筒内部。
可选的，所述电磁装置通电，所述弹簧控制所述气门向上运动，所述气门处于关闭状态；
所述电磁装置断电，所述弹簧控制所述气门向下运动，所述气门处于开启状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种发动机，所述发动机包括本发明任一实施例所述的进气控制装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种进气型线的设计方法，应用于设置有本发明任一实施例所述的进气控制装置的发动机，所述进气型线的设计方法包括：
设置进气型线分为主进气型线和副进气型线两段，其中，所述副进气型线在所述主进气型线前，所述副进气型线的关闭时刻与所述主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔；
在排气的末端基于副进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门，将发动机气缸内的废气通过开启的进气门进入进气道，在排气门关闭前关闭进气门，并基于所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门；
根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化。
可选的，所述副进气型线和所述主进气型线为梯形式型线；
所述副进气型线的设计参数包括第一持续期和第一最大升程；
所述主进气型线的设计参数包括第二最大升程、开启持续期、最大升程持续期和关闭持续期；
其中，所述第一最大升程小于所述第二最大升程，所述设定时间间隔短于所述第一持续期且所述第一持续期短于所述最大升程持续期，根据弹性结构确定所述开启持续期和所述关闭持续期，根据发动机所需EGR确定所述第一最大升程和所述第一持续期，根据发动机进气量确定所述第二最大升程和所述最大升程持续期。
可选的，所述进气型线的设计方法还包括：
建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗构成的样本空间；
基于所述样本空间建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗之间的数学代理模型，作为发动机进气型线仿真模型。
可选的，根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化，包括：
将所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值代入预先构建的发动机进气型线仿真模型，输出优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值。
可选的，所述进气型线的设计方法还包括：
判断优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值是否满足优化参数需求，若是，则确定进气型线优化完成，若否，则继续调整所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的进气型线的设计方法。
本发明实施例的技术方案，所述进气控制装置设置于进气道上端气门穿过处，所述进气控制装置包括套筒、弹性结构和卡扣，所述套筒安置在所述进气道上端气门穿过处，所述弹性结构和所述卡扣安装在所述套筒内部，所述卡扣安装在所述气门上，所述卡扣将所述弹性结构固定在所述气门上；所述弹性结构用于基于进气型线控制所述气门处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量。本发明解决了现有进气***无法满足不同缸的不同进气需求，进而导致各缸燃烧状态不一致，发动机循环变动大，气耗及排放差，可靠性低的问题，实现气门的快速开启与关闭，改善进气状态，同时，缩短缸内气体混合以及燃烧时间，改善发动机的燃烧和排放，降低气耗及排放。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种进气控制装置的结构示意图；
图2是目前进气型线的现有型线与理想型线的情况示意图；
图3是根据本发明实施例三提供的一种进气型线的设计方法的流程示意图；
图4是根据本发明实施例三提供的进气型线的示意图；
图1中，1为进气道，2为套筒，3为电磁装置，4为卡扣，5为弹簧，6为气门，7为弹性结构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供了一种进气控制装置的结构示意图，本实施例可适用于对气缸进气门的进气量进行无级可变调节的情况，该进气控制装置可配置于各种车辆的发动机中。
如图1所示，所述进气控制装置设置于进气道1上端气门6穿过处，所述进气控制装置包括套筒2、弹性结构7和卡扣4，所述套筒2安置在所述进气道1上端气门6穿过处，所述弹性结构7和所述卡扣4安装在所述套筒2内部，所述卡扣4安装在所述气门6上，所述卡扣4将所述弹性结构7固定在所述气门6上；
所述弹性结构7用于基于进气型线控制所述气门6处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门6的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量。
其中，进气道1上端气门6穿过处存在小平台，在小平台上安置套筒2，从而使套筒2与进气道1和气门6紧密接触，防止气体外溢，同时防止气门6在轴向运动时产生径向运动。
可知的是，套筒2的形状可以为圆柱体、长方体或正方体等形式，套筒2的颜色、是否透明、尺寸大小以及材料均可由本领域技术人员根据实际需求进行选择设置，本实施例对套筒2的设计不作特殊限制。
卡扣4是用于一个零件与另一零件的嵌入连接或整体闭锁的机构，通常用于塑料件的联接，其材料通常由具有一定柔韧性的塑料材料构成。卡扣4连接最大的特点是安装拆卸方便，可以做到免工具拆卸。在本实施例中，卡扣4用于弹性结构7与气门6之间的固定，同样，对卡扣4的具体形态、材料、尺寸以及其他信息，本实施例对卡扣4的设计不作特殊限制。
弹性结构7用于基于进气型线控制所述气门6处于开启状态或关闭状态，在本实施例中，进气型线分为主进气型线和副进气型线两段，且副进气型线在主进气型线前，副进气型线的关闭时刻与主进气型线的开启时刻存在一定的时间间隔。
继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述弹性结构7包括电磁装置3和弹簧5，所述电磁装置3安装于所述套筒2内部靠近所述进气道1上端气门6穿过处，所述弹簧5安装在所述电磁装置3的上方；或，
所述弹性结构7包括液压装置和控制装置，所述液压装置安装于所述套筒2内部靠近所述进气道1上端气门6穿过处，所述控制装置安装于所述套筒2内部。
其中，电磁装置3是通电产生电磁的一种装置，可选的，电磁装置3可以但不限于采用电磁铁进行实现。
弹簧5是一种利用弹性来工作的机械零件，用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状，一般用弹簧5钢制成。
在本实施例中，由于电磁装置3通电，致使弹簧5发生形变，可选的，弹簧5可以但不限于为拉伸弹簧5或压缩弹簧5等，本实施例对弹簧5的结构分类以及形态不作特殊限制。
在上述基础上，本申请提供的进气控制装置的具体工作原理为：
进气道1不需进气时，电磁装置3通电，通过电磁装置3的吸引力，弹簧5使得气门6向上运动，气门6与座圈贴合，气门6处于关闭状态；进气道1需要进气时，电磁装置3断电，通过弹簧5的恢复力，弹簧5使得气门6向下运动，气门6与座圈分离，气门6处于开启状态，如此，可以实现气门6的快速开启与关闭，缩短混合气进入缸内的时间。
在一些实施例中，弹性结构7还可以采用液压装置和控制装置，其中，液压装置用于起支撑、缓冲、制动以及高度调节等功能的配件，可以理解的是，液压装置可以但不限于通过液压杆等配件进行实现，本实施例对此不作特殊限制。
控制装置可以但不限于通过现有控制器进行实现，控制装置用于控制液压装置动作。示例性的，通过控制装置发送气门6关闭控制指令，液压装置控制气门6向上运动，所述气门6处于关闭状态；通过控制装置发送气门6开启控制指令，液压装置控制气门6向下运动，所述气门6处于开启状态。
本发明提供的无级可变进气控制装置，可以通过电磁装置3和弹簧5的配合，实现气门6的快速开启与关闭，实现梯形式进气型线，尽可能的吻合理想进气型线，从而改善进气状态，缩短缸内气体混合以及燃烧时间，改善发动机的燃烧和燃烧，降低发动机气耗及排放。
实施例二
本发明实施例二提供的一种发动机，所述发动机包括本发明任意实施例所提供的进气控制装置，具备进气控制装置相应的功能模块和有益效果。
本发明实施例的技术方案，所述发动机包括本发明任意实施例所提供的进气控制装置，所述进气控制装置设置于进气道上端气门穿过处，所述进气控制装置包括套筒、弹性结构和卡扣，所述套筒安置在所述进气道上端气门穿过处，所述弹性结构和所述卡扣安装在所述套筒内部，所述卡扣安装在所述气门上，所述卡扣将所述弹性结构固定在所述气门上；所述弹性结构用于基于进气型线控制所述气门处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量。本发明解决了现有进气***无法满足不同缸的不同进气需求，进而导致各缸燃烧状态不一致，发动机循环变动大，气耗及排放差，可靠性低的问题，实现气门的快速开启与关闭，改善进气状态，同时，缩短缸内气体混合以及燃烧时间，改善发动机的燃烧和排放，降低气耗及排放。
气门型线不仅会影响发动机燃烧状态也会影响气耗。对于当量燃烧气体机，在满足进气量情况下提前关闭气门即米勒度增大情况下，气耗会降低。如图2 所示，现有气门型线是基本对称的，分为开启段和关闭段，即气门升程逐渐增大，在一个确定的曲轴转角处达到最大升程后升程逐渐减小。气门开启段需避免气门与活塞相撞、气门飞脱以及接触应力过大，气门开启加速度受到限制。气门关闭段需要控制气门的落座速度，其关闭加速度也受到限制。上述几种限制因素加上基本对称的型线结构使得现有型线与理想型线之间存在较大差异，因此，气门米勒度增加能力有限，气耗降低程度有限且全工况下不同缸用同一个气门升程曲线，无法满足不同工况下不同缸的进气需求。
基于上述问题，本申请提供一种进气型线的设计方法进行进气型线的实现解决上述问题。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种进气型线的设计方法的流程示意图。该进气型线的设计方法可以由进气控制装置来执行，该进气控制装置可配置于各种车辆的发动机中。如图3所示，该进气型线的设计方法应用于设置有本发明任意实施例所述的进气控制装置的发动机，该进气型线的设计方法包括：
S310、设置进气型线分为主进气型线和副进气型线两段，其中，所述副进气型线在所述主进气型线前，所述副进气型线的关闭时刻与所述主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔。
其中，如图4所示，所述副进气型线和所述主进气型线为梯形式型线；
所述副进气型线的设计参数包括第一持续期t1和第一最大升程L1；
所述主进气型线的设计参数包括第二最大升程L2、开启持续期t2、最大升程持续期t3和关闭持续期t4；
其中，所述副进气型线的关闭时刻与所述主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔t5，所述第一最大升程L1小于所述第二最大升程L2，所述设定时间间隔t5短于所述第一持续期t1且所述第一持续期t1短于所述最大升程持续期t3。
可知的，所述第一持续期t1和所述最大升程持续期t3的关系为：
Figure SMS_1
，所述第一最大升程L1和所述第二最大升程L2的关系为：
Figure SMS_2
，所述设定时间间隔t5和所述最大升程持续期t3的关系为：
Figure SMS_3
。
进一步的，根据弹性结构确定所述开启持续期t2和所述关闭持续期t4，基于进气控制装置，即根据电磁装置的吸引力和弹簧的恢复力决定所述开启持续期t2和所述关闭持续期t4，根据发动机所需EGR确定所述第一最大升程L1和所述第一持续期t1，根据发动机进气量确定所述第二最大升程L2和所述最大升程持续期t3。其中，所述开启持续期t2和所述最大升程持续期t3的关系为：
Figure SMS_4
，所述关闭持续期t4和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure SMS_5
。
需要说明的是，第一持续期t1、开启持续期t2、最大升程持续期t3和关闭持续期t4是电磁装置通电，在气门处于开启状态的持续时间。
主进气型线的最大升程L2的取值标准为：当气门升程达到一定值后，气门流量系数基本不变，即选择气门流量系数最大、气门升程最小时的升程值作为主进气型线最大升程值。
主进气型线和副进气型线的开启相位所对应的取值在排气冲程活塞到达上止点前10deg至40deg。为保证米勒度，主进气型线应保证活塞在进气冲程下止点前气门关闭。因此，主进气型线和副进气型线的持续期总和从排气冲程上止点前10deg至40deg开始，到进气冲程下至点前结束，一般为200deg左右。
S320、在排气的末端基于副进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门，将发动机气缸内的废气通过开启的进气门进入进气道，在排气门关闭前关闭进气门，并基于所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门。
其中，上述设计参数及其所对应的取值是指分别在最大升程的取值范围以及持续期的取值范围内分别取值，以获取副进气型线的设计参数包括的第一持续期和第一最大升程，主进气型线的设计参数包括的第二最大升程、开启持续期、最大升程持续期和关闭持续期，进一步，结合副进气型线的关闭时刻与主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔，得到对应的副进气型线和主进气型线。
由于在发动机运行过程中，大部分曲轴转角下进气压力大于排气压力，使得EGR取气较为困难，为了增强EGR取气能力，传统的EGR取气方式有两种，第一种通过在EGR管路上设置单向阀，使得EGR只能由排气侧向进气侧单向流动，以此来增加EGR取气能力，但单向阀在高温高频率工作下容易失效，可靠性差；第二种方式为采用文丘里式混合器的结构，通过文丘里喉口处产生的负压，将EGR吸入到混合器内，以此来增加EGR取气能力，但混合器的文丘里结构必然带来很大的节流损失，管路压损很大。
在本实施例中，在发动机排气的末端基于副进气型线开启进气门，此时缸内的废气通过开启的进气门进入进气道一部分，在排气门关闭前关闭进气门，保证进入进气道的废气不再因进气管内的气体压力回流到缸内。接着主进气型线开启，存在进气道的热EGR伴随进气管内的混合气体一起进入缸内，因为热EGR的存在，可以提升缸内的整体温度，加快缸内气体的混合，改善燃烧，进而提升发动机的经济性与动力性。
可以理解的是，由于通过进气型线的主副两段设计，在主型线开启前先开启副型线，如此缸内的一部分燃烧产物（热EGR）可以倒灌到进气道内，在主型线开启后，进气道的热EGR随着进气一起进入缸内。如此，大部分EGR通过热EGR获得，少部分EGR通过排气管处获得，故而不需要增加EGR***的取气能力，也不需要额外增加单向阀或文丘里式混合器来增加EGR取气能力来获得相应的EGR率，可以提升整体EGR***的寿命和可靠性，减小EGR***管路的压损，同时热EGR可以增加缸内温度，促进缸内气体的混合和燃烧，可以有效的提升发动机的经济性和动力性。
S330、根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化。
具体的，采用一维热力学仿真软件GT-Power搭建实际使用发动机仿真模型，该发动机仿真模型包括增压器、中冷器、气缸、曲轴箱、进排气总管及连接管系等结构以及实际进排气门型线的设计参数及其所对应的取值。在此基础上，采用试验数据对该发动机仿真模型的各结构依次进行标定，保证进气管路包括进气总管、各缸进气歧管的压力波规律、温度以及燃油经济性和扭矩和试验值在标定吻合的范围内，若不满足在标定吻合的范围内，则对该发动机仿真模型进行调整。若满足在标定吻合的范围内，以标定好的发动机仿真模型形成仿真规范，用于后期进气型线的优化。
在上述基础上，以此仿真规范，预先构建梯形式进气型线的发动机进气型线仿真模型，进而对进气型线的优化参数进行调整，若优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值满足优化参数需求，则确定进气型线优化完成，若不满足优化参数需求，则继续调整所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值，直至满足优化参数需求，进气型线优化完成。
由于在发动机运行过程中，大部分曲轴转角下进气压力大于排气压力，使得EGR取气较为困难，为了增强EGR取气能力，传统的EGR取气方式有两种，第一种通过在EGR管路上设置单向阀，使得EGR只能由排气侧向进气侧单向流动，以此来增加EGR取气能力，但单向阀在高温高频率工作下容易失效，可靠性差；第二种方式为采用文丘里式混合器的结构，通过文丘里喉口处产生的负压，将EGR吸入到混合器内，以此来增加EGR取气能力，但混合器的文丘里结构必然带来很大的节流损失，管路压损很大。
在本实施例中，在发动机排气的末端基于副进气型线开启进气门，此时缸内的废气通过开启的进气门进入进气道一部分，在排气门关闭前关闭进气门，保证进入进气道的废气不再因进气管内的气体压力回流到缸内。接着主进气型线开启，存在进气道的热EGR伴随进气管内的混合气体一起进入缸内，因为热EGR的存在，可以提升缸内的整体温度，加快缸内气体的混合，改善燃烧，进而提升发动机的经济性与动力性。
可以理解的是，由于通过进气型线的主副两段设计，在主型线开启前先开启副型线，如此缸内的一部分燃烧产物（热EGR）可以倒灌到进气道内，在主型线开启后，进气道的热EGR随着进气一起进入缸内。如此，大部分EGR通过热EGR获得，少部分EGR通过排气管处获得，故而不需要增加EGR***的取气能力，也不需要额外增加单向阀或文丘里式混合器来增加EGR取气能力来获得相应的EGR率，可以提升整体EGR***的寿命和可靠性，减小EGR***管路的压损，同时热EGR可以增加缸内温度，促进缸内气体的混合和燃烧，可以有效的提升发动机的经济性和动力性。
S330、根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化。
具体的，采用一维热力学仿真软件GT-Power搭建实际使用发动机仿真模型，该发动机仿真模型包括增压器、中冷器、气缸、曲轴箱、进排气总管及连接管系等结构以及实际进排气门型线的设计参数及其所对应的取值。在此基础上，采用试验数据对该发动机仿真模型的各结构依次进行标定，保证进气管路包括进气总管、各缸进气歧管的压力波规律、温度以及燃油经济性和扭矩和试验值在标定吻合的范围内，若不满足在标定吻合的范围内，则对该发动机仿真模型进行调整。若满足在标定吻合的范围内，以标定好的发动机仿真模型形成仿真规范，用于后期进气型线的优化。
在上述基础上，以此仿真规范，预先构建梯形式进气型线的发动机进气型线仿真模型，进而对进气型线的优化参数进行调整，若优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值满足优化参数需求，则确定进气型线优化完成，若不满足优化参数需求，则继续调整所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值，直至满足优化参数需求，进气型线优化完成。
实施例四
在一些实施例中，进气型线的设计方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质。用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的***和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算***（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算***（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。
计算***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种进气控制装置，其特征在于，所述进气控制装置设置于进气道上端气门穿过处，所述进气控制装置包括套筒、弹性结构和卡扣，所述套筒安置在所述进气道上端气门穿过处，所述弹性结构和所述卡扣安装在所述套筒内部，所述卡扣安装在所述气门上，所述卡扣将所述弹性结构固定在所述气门上；
所述弹性结构用于基于进气型线控制所述气门处于开启状态或关闭状态，以根据所述气门的开启状态或关闭状态控制发动机气缸的进气量；
其中，所述进气型线包括主进气型线和副进气型线两段，所述副进气型线在所述主进气型线前，所述副进气型线的关闭时刻与所述主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔t5，所述副进气型线和所述主进气型线为梯形式型线；
在发动机排气的末端基于副进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门，将发动机气缸内的废气通过开启的进气门进入进气道，在排气门关闭前关闭进气门，并基于所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门；
根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化；
其中，建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗构成的样本空间；基于所述样本空间建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗之间的数学代理模型，作为发动机进气型线仿真模型；
其中，所述副进气型线的设计参数包括第一持续期t1和第一最大升程L1；所述主进气型线的设计参数包括第二最大升程L2、开启持续期t2、最大升程持续期t3和关闭持续期t4；所述第一持续期t1和所述最大升程持续期t3的关系为：
Figure QLYQS_1
，所述第一最大升程L1和所述第二最大升程L2的关系为：/>
Figure QLYQS_2
，所述设定时间间隔t5和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_3
，所述开启持续期t2和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_4
，所述关闭持续期t4和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_5
。
2.根据权利要求1所述的进气控制装置，其特征在于，所述弹性结构包括电磁装置和弹簧，所述电磁装置安装于所述套筒内部靠近所述进气道上端气门穿过处，所述弹簧安装在所述电磁装置的上方；或，
所述弹性结构包括液压装置和控制装置，所述液压装置安装于所述套筒内部靠近所述进气道上端气门穿过处，所述控制装置安装于所述套筒内部。
3.根据权利要求2所述的进气控制装置，其特征在于，所述电磁装置通电，所述弹簧控制所述气门向上运动，所述气门处于关闭状态；
所述电磁装置断电，所述弹簧控制所述气门向下运动，所述气门处于开启状态。
4.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括权利要求1-3中任一项所述的进气控制装置。
5.一种进气型线的设计方法，应用于设置有权利要求1-3中任一项所述的进气控制装置的发动机，其特征在于，包括：
设置进气型线分为主进气型线和副进气型线两段，其中，所述副进气型线在所述主进气型线前，所述副进气型线的关闭时刻与所述主进气型线的开启时刻存在设定时间间隔t5，所述副进气型线和所述主进气型线为梯形式型线；
在排气的末端基于副进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门，将发动机气缸内的废气通过开启的进气门进入进气道，在排气门关闭前关闭进气门，并基于所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值通过弹性结构开启进气门；
根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化；
建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗构成的样本空间；
基于所述样本空间建立所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数与EGR率、压缩终了缸内温度、各缸进气量、发动机气耗之间的数学代理模型，作为发动机进气型线仿真模型；
其中，所述副进气型线的设计参数包括第一持续期t1和第一最大升程L1；所述主进气型线的设计参数包括第二最大升程L2、开启持续期t2、最大升程持续期t3和关闭持续期t4；所述第一持续期t1和所述最大升程持续期t3的关系为：
Figure QLYQS_6
，所述第一最大升程L1和所述第二最大升程L2的关系为：/>
Figure QLYQS_7
，所述设定时间间隔t5和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_8
，所述开启持续期t2和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_9
，所述关闭持续期t4和所述最大升程持续期t3的关系为：/>
Figure QLYQS_10
。
6.根据权利要求5所述的进气型线的设计方法，其特征在于，所述第一最大升程L1小于所述第二最大升程L2，所述设定时间间隔t5短于所述第一持续期t1且所述第一持续期t1短于所述最大升程持续期t3，根据弹性结构确定所述开启持续期t2和所述关闭持续期t4，根据发动机所需EGR确定所述第一最大升程L1和所述第一持续期t1，根据发动机进气量确定所述第二最大升程L2和所述最大升程持续期t3。
7.根据权利要求5所述的进气型线的设计方法，其特征在于，根据所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值，基于预先构建的发动机进气型线仿真模型对所述主进气型线和所述副进气型线分别进行优化，包括：
将所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值代入预先构建的发动机进气型线仿真模型，输出优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数及其所对应的取值。
8.根据权利要求7所述的进气型线的设计方法，其特征在于，所述进气型线的设计方法还包括：
判断优化后的所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值是否满足优化参数需求，若是，则确定进气型线优化完成，若否，则继续调整所述副进气型线和所述主进气型线的设计参数所对应的取值。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求5-8中任一项所述的进气型线的设计方法。
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