專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及具有排氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且尤其涉及ー種這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有專門用于生產(chǎn)和供應(yīng)再循環(huán)排氣至發(fā)動(dòng)機(jī)其它氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和用于向其進(jìn)行輸送的裝置。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)車輛經(jīng)濟(jì)性關(guān)注的增加，汽車制造商轉(zhuǎn)向較小的、較輕的車輛和獨(dú)特的動(dòng)力系統(tǒng)來提高效率。排氣再循環(huán)(“EGR”)在大部分傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中被用于幫助減少在低負(fù)荷時(shí)的節(jié)流損失，并改善爆震容差和減少排氣中的氮氧化物(“NOx”)水平。在以貧的化學(xué)當(dāng)量運(yùn)行且因而傾向于排放更高水平的NOx排放物的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，EGR作為排放·物減少器是特別重要的。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的配置中考慮的ー種建議是利用一個(gè)或多個(gè)氣缸作為專門的EGR源。具體地說，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如四個(gè)氣缸中的兩個(gè)或三個(gè)將以正常的空氣、燃料和EGR混合物運(yùn)轉(zhuǎn)(工作氣缸)。這些氣缸產(chǎn)生的排氣將作為排氣離開內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并在其釋放到大氣之前在排氣處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理。四個(gè)氣缸中的一個(gè)或兩個(gè)以定制的空氣和燃料水平運(yùn)轉(zhuǎn)(EGR氣缸)，該定制的空氣和燃料水平可由與各種發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛和排氣系統(tǒng)傳感器進(jìn)行信號(hào)通訊的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器確定。在這些氣缸中產(chǎn)生的排氣被傳遞到進(jìn)氣系統(tǒng)以提供EGR。這種配置允許更濃的EGR，其包含更高水平的氫，從而改善了抗爆震性能、燃料消耗和燃燒穩(wěn)定性同時(shí)仍然允許化學(xué)當(dāng)量燃燒的排氣保留在排氣處理系統(tǒng)中與催化處理裝置相適應(yīng)。在ー些操作模式下，所述的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能會(huì)損害內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性。這些模式可能跟隨冷啟動(dòng)、極輕的負(fù)荷(例如，空轉(zhuǎn))、高負(fù)荷和在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的高負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
在示例性的實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括工作氣缸、EGR氣缸、用于給氣缸提供燃燒充氣的進(jìn)氣系統(tǒng)、用于將排氣從工作氣缸去除到大氣的第一排氣系統(tǒng)、用于將排氣從EGR氣缸去除并經(jīng)由EGR供給管道將排氣供給進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)、在EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體地連接它們的EGR旁通管道、布置在EGR供給管道中并在進(jìn)氣系統(tǒng)和EGR旁通管道的進(jìn)ロ之間的第一閥組件和布置在EGR旁通管道中的第二閥組件。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。技術(shù)方案I :ー種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括工作氣缸；EGR 氣缸；
用于將燃燒充氣供應(yīng)給所述氣缸的進(jìn)氣系統(tǒng)，用于從所述工作氣缸中去除排氣并將排氣排放到大氣的第一排氣系統(tǒng)；用于從所述EGR氣缸中去除排氣并經(jīng)由EGR供給管道將排氣供應(yīng)給所述進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)；在所述EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體連接它們的EGR旁通管道；布置在所述EGR供給管道中并在所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)ロ之間的第一閥組件；和布置在所述EGR旁通管道中的第二閥組件。 技術(shù)方案2 :技術(shù)方案I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第一操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸通過所述EGR旁通管道流到所述進(jìn)氣系統(tǒng)，且第二閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣直接從所述EGR氣缸流到第一排氣處理系統(tǒng)。技術(shù)方案3 :技術(shù)方案2的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第一操作模式中，第一閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體打開的位置且第二閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體關(guān)閉的位置。技術(shù)方案4 :技術(shù)方案2的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第二操作模式中，第一閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣從所述EGR氣缸流到所述EGR供給管道，且第二閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流經(jīng)所述EGR旁通管道并流到第一排氣處理系統(tǒng)。技術(shù)方案5 :技術(shù)方案4的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第二操作模式中，第一閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體關(guān)閉的位置且第二閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體打開的位置。技術(shù)方案6 :技術(shù)方案I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)ー步包括布置在所述EGR供給管道中位于所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)ロ之間的的第三閥組件，其配置為在完全打開和完全關(guān)閉之間的范圍內(nèi)工作。技術(shù)方案7 :技術(shù)方案6的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第三閥組件配置為在第三操作模式期間提供可變量的EGR。技術(shù)方案8 :技術(shù)方案7的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第三操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流經(jīng)所述EGR供給管道并流到所述進(jìn)氣系統(tǒng)且第二閥組件處于打開位置以允許排氣直接從所述EGR氣缸流到所述排氣處理系統(tǒng)。技術(shù)方案9 :技術(shù)方案I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第一和第二閥組件由控制器電子地控制，所述控制器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式和閥組件的相對(duì)位置，打開/關(guān)閉或在打開和關(guān)閉之間的調(diào)節(jié)位置。技術(shù)方案10 :技術(shù)方案6的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第三閥組件由控制器電子地控制，該控制器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式和所述閥組件的位置。技術(shù)方案11 :ー種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括多個(gè)工作氣缸；多個(gè)EGR氣缸；用于將燃燒充氣供應(yīng)給所述氣缸的進(jìn)氣系統(tǒng)，用于從所述工作氣缸中去除排氣并將排氣排出到大氣的第一排氣系統(tǒng)；用于從所述EGR氣缸中去除排氣并經(jīng)由EGR供給管道將所述排氣供應(yīng)給所述進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)；
在所述EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體連接它們的EGR旁通管道；布置在所述EGR供給管道中位于所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)ロ之間的的第一閥組件；和布置在所述EGR旁通管道中的第二閥組件。技術(shù)方案12 :技術(shù)方案11的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第一操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸經(jīng)由所述EGR旁通管道流入所述進(jìn)氣系統(tǒng)，且第二閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣直接從所述EGR氣缸流到第一排氣處理系統(tǒng)。技術(shù)方案13 :技術(shù)方案12的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第二操作模式中，第一閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣從所述EGR氣缸流到所述EGR供給管道，且第二閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流過所述EGR旁通管道并流到第一排氣處理系統(tǒng)。 技術(shù)方案14 :技術(shù)方案11的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)ー步包括布置在所述EGR供給管道中位于所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)ロ之間的的第三閥組件，其配置為在完全打開和完全關(guān)閉之間的范圍內(nèi)工作。技術(shù)方案15 :技術(shù)方案14的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第三閥組件配置為在第三操作模式期間提供可變量的EGR。技術(shù)方案16 :技術(shù)方案15的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第三操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流經(jīng)所述EGR供給管道并流到所述進(jìn)氣系統(tǒng)且第二閥組件處于打開位置以允許排氣直接從所述EGR氣缸流到所述排氣處理系統(tǒng)。技術(shù)方案17 :技術(shù)方案11的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第一和第二閥組件由控制器電子地控制，該控制器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式和所述閥組件的位置。技術(shù)方案18 :技術(shù)方案14的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第三閥組件由控制器電子地控制，該控制器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式和所述閥組件的位置。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)，以及其它特征和優(yōu)勢(shì)當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)從以下本發(fā)明的詳細(xì)描述中會(huì)更加顯而易見。


在實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中，僅僅通過例子描述了本發(fā)明的其它目標(biāo)、特征、優(yōu)勢(shì)和細(xì)節(jié)，該詳細(xì)說明參考附圖，圖中附圖是具有本發(fā)明特征的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下說明本身僅僅是示例性的且不試圖限制本公開、其應(yīng)用或用途。在這里以不同實(shí)施例描述的本發(fā)明包括用于將排氣供給到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的新型裝置和方法(即，再生的排氣“EGR”)。如上所述，EGR對(duì)保持內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的ー些性能參數(shù)是有用的，包括保持降低水平的氮氧化物(“NOx”)，氮氧化物是受管制的排氣成分，且EGR在以貧化學(xué)當(dāng)量(即，過量的氧)操作的發(fā)動(dòng)機(jī)中更為普遍。本發(fā)明的基本前提是提供一種具有兩種氣缸配置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，第一種“工作型”和第二種“EGR型”。雖然所有的氣缸都以從發(fā)動(dòng)機(jī)提供工作輸出的方式操作，但是第一種工作型氣缸以正常的空氣/燃料比エ作，傳遞最佳的動(dòng)カ和適當(dāng)?shù)呐艢馀欧盼锝o排氣處理系統(tǒng)。第二種EGR型氣缸以這種方式工作，可能不一定傳遞最佳的動(dòng)カ和適當(dāng)?shù)呐艢馀欧盼铮翘娲貙⒆罴袳GR直接傳遞給第一種工作型氣缸的進(jìn)氣ロ。機(jī)械地，第二種EGR型氣缸的排氣ロ流體地連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)而不是排氣處理系統(tǒng)。排氣從這些氣缸到排氣處理系統(tǒng)的路徑通過再循環(huán)經(jīng)過進(jìn)氣系統(tǒng)和第一種工作型氣缸。優(yōu)選地，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化將導(dǎo)致在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和在適當(dāng)?shù)牟僮髂Ｊ狡陂gEGR —致且可靠地供給到工作氣缸，以實(shí)現(xiàn)工作氣缸的最佳性能。應(yīng)該明白，可以設(shè)想本發(fā)明可應(yīng)用于許多內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)配置而不脫離其范圍。例如，兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)可包括ー個(gè)工作氣缸和一個(gè)EGR氣缸，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)可包括在兩沖程循環(huán)下工作或四沖程循環(huán)下工作的兩個(gè)工作氣缸和一個(gè)EGR氣缸，四缸發(fā)動(dòng)機(jī)可包括兩個(gè)或三個(gè)工作氣缸和一個(gè)或兩個(gè)EGR氣缸,六缸發(fā)動(dòng)機(jī)可包括最多三個(gè)工作氣缸和三個(gè)EGR氣缸，八缸發(fā)動(dòng)機(jī)可包括最多四個(gè)工作氣缸和四個(gè)EGR氣缸，等等。現(xiàn)在參考附圖，并且僅僅是為了說明的目的，本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及直列四 缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10,包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸12。如所不，在所述實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10是直列內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸12，然而該配置還可包括任意數(shù)量的氣缸(在以后詳細(xì)說明)以及其他配置，如V型配置，水平對(duì)置等等，而不影響本發(fā)明的應(yīng)用。參考所示示例性實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸12，各個(gè)氣缸數(shù)字標(biāo)記為氣缸#1，12A (エ作氣缸)、氣缸#2，12B (EGR氣缸)、氣缸#3,12C (EGR氣缸)和氣缸#4，12D (工作氣缸)。燃燒空氣18經(jīng)由進(jìn)氣ロ 26進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)24并以已知方式由節(jié)氣門體28計(jì)量。計(jì)量后的燃燒空氣18與通常被稱為再循環(huán)排氣或EGR30的稀釋排氣混合以形成由燃燒空氣18和EGR30構(gòu)成的混合物的燃燒充氣氣32。燃燒充氣32可通過壓縮機(jī)20壓縮，在所示實(shí)施例中，該壓縮機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓器，并且燃燒充氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管34被傳送到各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸12，進(jìn)氣歧管34包括多個(gè)分別對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸12A-12D的進(jìn)氣操作輪34A、34B、34C和34D。燃燒充氣32在氣缸12內(nèi)與燃料混合并在其中燃燒。ー個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火裝置如火花塞36可布置成與氣缸12通信并用于點(diǎn)燃?xì)飧字械娜剂?空氣混合物。在示例性實(shí)施例中，來自工作氣缸12A和12D (氣缸#1和氣缸#4)中燃料和燃燒充氣32燃燒的排氣38經(jīng)由第一排氣歧管42的排氣道40排出氣缸。排氣歧管42與排氣處理系統(tǒng)44流體連通，該排氣處理系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)用于在排氣釋放到大氣之前對(duì)排氣成分進(jìn)行氧化、還原或過濾的排氣處理裝置46 (如氧化催化劑裝置、選擇性催化劑還原裝置、顆粒捕集器、或其組合)。來自EGR氣缸12B和12C (氣缸#2和#3)中燃料和燃燒充氣32燃燒的排氣48經(jīng)由第二排氣歧管52的排氣道50排出氣缸。排氣歧管52與EGR供給管道54流體連通，EGR供給管道將排氣如EGR30傳送到進(jìn)氣系統(tǒng)24。EGR冷卻器56可布置在EGR供給管道54內(nèi)以在其重新進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)作為EGR30并與燃燒空氣18混合之前冷卻排氣48。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣缸點(diǎn)火順序可以是工作氣缸#1，12A、EGR氣缸#3,12C、工作氣缸#4，12D和EGR氣缸#2，12B。這一點(diǎn)火順序的結(jié)果是，將EGR30供給進(jìn)氣系統(tǒng)24的氣缸(即，氣缸12B和12C)在工作氣缸12A和12D的燃燒事件之間點(diǎn)火，從而提供持續(xù)流動(dòng)的EGR30到EGR進(jìn)氣ロ以便傳送燃燒充氣32。這樣，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10工作期間，燃燒充氣32在被傳送到氣缸12時(shí)包括燃燒空氣18和EGR30的均質(zhì)混合物。盡管描述的附圖實(shí)施例具有兩個(gè)工作氣缸和兩個(gè)EGR氣缸，大師在一些應(yīng)用中，可以設(shè)想的是在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的整個(gè)范圍內(nèi)可能要求更少的EGR總量。在示例性實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管34的進(jìn)氣操作輪34B和34C可包括至少ー個(gè)節(jié)氣門體58，其在示例性實(shí)施例中由控制器72電子地控制。節(jié)氣門體58與控制器72信號(hào)通信，控制器72監(jiān)測(cè)各種發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)(如氧傳感器73的輸入)并調(diào)節(jié)進(jìn)入EGR氣缸12B和12C的燃燒充氣的流量從而調(diào)節(jié)進(jìn)入EGR氣缸的燃燒充氣的組成，使得為工作氣缸12A和12B優(yōu)化排出EGR氣缸的排氣48。在示例性實(shí)施例中，EGR旁通管道62在EGR供給管道54和排氣處理系統(tǒng)44之間延伸并在排氣處理裝置46上游的位置流體地連接EGR供給管道54和排氣處理系統(tǒng)44。這一定位還可包括與第二排氣歧管52流體連通。第一閥組件64布置在EGR供給管道54內(nèi)位于進(jìn)氣系統(tǒng)24和EGR旁通管道62的進(jìn)氣ロ 68之間。以同樣的方式,第二閥組件66布 置在EGR旁通管道62內(nèi)。參考表1，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10操作的第一模式(全EGR)的一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一閥組件64處于打開位置以允許排氣48流過EGR供給管道54到進(jìn)氣系統(tǒng)24以與燃燒空氣18混合，而第二閥組件保持關(guān)閉以防止排氣48直接從EGR氣缸12B和12C流到排氣處理系統(tǒng)44。表I
模式 j閥64 I閥66 節(jié)氣門體70 ''氣流___(可選的)__全EGR 打開/調(diào)整關(guān)閉/調(diào)整打開/調(diào)整—從EGR氣缸到進(jìn)氣ロ _
怠速/啟動(dòng)關(guān)閉/調(diào)整打開/調(diào)整關(guān)閉/調(diào)整所有(大部分)氣體經(jīng)過排氣
____系統(tǒng)_
高速關(guān)閉/調(diào)整打開/調(diào)整關(guān)閉/調(diào)整所有(大部分)氣體經(jīng)過排氣
_____系統(tǒng)(用于較高負(fù)荷和速度)—
部分EGR打開/調(diào)整打開/調(diào)整調(diào)整EGR根據(jù)需要到進(jìn)氣ロ&到
_ JL LI排氣系統(tǒng)在另ー示例性實(shí)施例中，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的ー些操作模式期間，EGR30會(huì)損害燃燒穩(wěn)定性且因此可能不是燃燒充氣32的理想成分。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的這種操作模式可以包括，但不局限于，當(dāng)在進(jìn)氣系統(tǒng)24中不期望EGR30內(nèi)的過多水蒸汽時(shí)的冷啟動(dòng)、極輕的負(fù)荷如怠速、和在高負(fù)荷以及在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)高負(fù)荷下的操作。在這種情況中，本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10可重新配置為在沒有或存在有限EGR30的情況下操作。在這種第二操作模式下(怠速/啟動(dòng))，第一閥組件64處于關(guān)閉位置，或被稍微調(diào)整以防止大部分或所有的排氣48流入EGR供給管道54，而第二閥組件66處于打開或大調(diào)整位置以允許排氣48流經(jīng)EGR旁通管道62到排氣處理系統(tǒng)44。在另ー示例性實(shí)施例中，在高負(fù)荷和高負(fù)荷高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況中(例如，節(jié)氣門大開(“W0T”))供給在5-17%范圍內(nèi)的有限量的EGR30(例如，比發(fā)動(dòng)機(jī)正常操作時(shí)少)是有利的。在另ー示例性實(shí)施例中，供給在3-12%范圍內(nèi)的更有限量的EGR30(例如，比發(fā)動(dòng)機(jī)正常操作時(shí)少)是有利的。這種較少量的EGR30實(shí)際上可以允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10以更高的壓縮比操作，從而獲得更大的動(dòng)カ和增加的燃料效率。在這種情況中，在示例性實(shí)施例中，可選的第三閥組件70可布置在EGR供給管道54內(nèi)位于進(jìn)氣系統(tǒng)24與EGR旁通管道62的進(jìn)ロ 68之間。第三閥組件70優(yōu)選配置為允許調(diào)節(jié)閥構(gòu)件(未示出)從而允許閥組件在全開和全閉之間的范圍內(nèi)操作(例如節(jié)氣門體型裝置)。在這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的第三操作模式(部分EGR)期間，第一閥組件64處于大體打開位置以允許排氣48流經(jīng)EGR供給管道54到進(jìn)氣系統(tǒng)24以與燃燒空氣18混合，而第二閥組件也保持大體打開以允許排氣48直接從EGR氣缸12B和12C流到排氣處理系統(tǒng)44。當(dāng)?shù)谌y組件70在全開和全閉位置之間調(diào)節(jié)時(shí)，所需量的EGR30流入進(jìn)氣系統(tǒng)24。在EGR供給管道內(nèi)由閥組件70的調(diào)節(jié)引起的背壓將迫使剰余的排氣48流經(jīng)EGR旁通管道到排氣處理系統(tǒng)44。盡管本發(fā)明已經(jīng)描述為使用 第三閥組件70來調(diào)節(jié)流經(jīng)EGR供給管道的EGR30，但可以設(shè)想假定的適當(dāng)持久性和分辨特性，第一、第二或兩個(gè)閥組件64、66的組合可以操作為全開/全閉閥，作為調(diào)節(jié)閥或其組合；從而無需第三閥組件70。同樣地，可以設(shè)想假定的適當(dāng)持久性和分辨特性，第三、第二或兩個(gè)閥組件70、66的組合可以操作為全開/全閉閥，作為調(diào)節(jié)閥或其組合；從而無需第一閥組件64。可以設(shè)想第一、第二和第三閥組件64、66和70可以電子的方式被控制。受電子控制的閥組件與控制器72信號(hào)通訊，該控制器監(jiān)測(cè)各種發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)并確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式以及因此閥組件的適當(dāng)位置。本發(fā)明的應(yīng)用允許直接EGR內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10在需要時(shí)操作為標(biāo)準(zhǔn)增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。通過去除或控制傳送給燃燒充氣的EGR的量，直接EGR內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的動(dòng)態(tài)范圍可以增カロ，允許在發(fā)動(dòng)機(jī)排量的選擇上獲得更大的自由度并增加滿足車輛或其他應(yīng)用性能需求所需的單位功率。雖然已經(jīng)參考了示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解在不偏離本發(fā)明范圍的情況可以進(jìn)行各種變化并可以用等效物來代替本發(fā)明的元件。此外，可以進(jìn)行許多改進(jìn)以使特定的情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明不限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳模式而被公開的具體實(shí)施例，相反本發(fā)明包括落在本申請(qǐng)范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 工作氣缸； EGR氣缸； 用于將燃燒充氣供應(yīng)給所述氣缸的進(jìn)氣系統(tǒng)， 用于從所述工作氣缸中去除排氣并將排氣排放到大氣的第一排氣系統(tǒng)； 用于從所述EGR氣缸中去除排氣并經(jīng)由EGR供給管道將排氣供應(yīng)給所述進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)； 在所述EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體連接它們的EGR旁通管道； 布置在所述EGR供給管道中并在所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)口之間的第一閥組件；和 布置在所述EGR旁通管道中的第二閥組件。
2.權(quán)利要求I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第一操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸通過所述EGR旁通管道流到所述進(jìn)氣系統(tǒng)，且第二閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣直接從所述EGR氣缸流到第一排氣處理系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求2的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第一操作模式中，第一閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體打開的位置且第二閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體關(guān)閉的位置。
4.權(quán)利要求2的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第二操作模式中，第一閥組件處于關(guān)閉位置以防止排氣從所述EGR氣缸流到所述EGR供給管道，且第二閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流經(jīng)所述EGR旁通管道并流到第一排氣處理系統(tǒng)。
5.權(quán)利要求4的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第二操作模式中，第一閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體關(guān)閉的位置且第二閥組件處于調(diào)節(jié)的、大體打開的位置。
6.權(quán)利要求I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)一步包括 布置在所述EGR供給管道中位于所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)口之間的的第三閥組件，其配置為在完全打開和完全關(guān)閉之間的范圍內(nèi)工作。
7.權(quán)利要求6的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第三閥組件配置為在第三操作模式期間提供可變量的 EGR。
8.權(quán)利要求7的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在第三操作模式中，第一閥組件處于打開位置以允許排氣從所述EGR氣缸流經(jīng)所述EGR供給管道并流到所述進(jìn)氣系統(tǒng)且第二閥組件處于打開位置以允許排氣直接從所述EGR氣缸流到所述排氣處理系統(tǒng)。
9.權(quán)利要求I的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中第一和第二閥組件由控制器電子地控制，所述控制器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)參數(shù)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式和閥組件的相對(duì)位置，打開/關(guān)閉或在打開和關(guān)閉之間的調(diào)節(jié)位置。
10.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 多個(gè)工作氣缸； 多個(gè)EGR氣缸； 用于將燃燒充氣供應(yīng)給所述氣缸的進(jìn)氣系統(tǒng)， 用于從所述工作氣缸中去除排氣并將排氣排出到大氣的第一排氣系統(tǒng)； 用于從所述EGR氣缸中去除排氣并經(jīng)由EGR供給管道將所述排氣供應(yīng)給所述進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)；在所述EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體連接它們的EGR旁通管道；布置在所述EGR供給管道中位于所述進(jìn)氣系統(tǒng)與所述EGR旁通管道的進(jìn)口之間的的第一閥組件；和 布置在所述EGR旁通管道中的第二閥組件。
全文摘要
一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括工作氣缸、EGR氣缸、用于將燃燒充氣供給氣缸的進(jìn)氣系統(tǒng)、用于將排氣從工作氣缸排出到大氣的第一排氣系統(tǒng)、用于將排氣從EGR氣缸排出并經(jīng)由EGR供給管道將排氣供給進(jìn)氣系統(tǒng)的第二排氣系統(tǒng)、在EGR供給管道和第一排氣處理系統(tǒng)之間延伸并流體地連接它們的EGR旁通管道、布置在EGR供給管道中并在進(jìn)氣系統(tǒng)和EGR旁通管道的進(jìn)口之間的第一閥組件和布置在EGR旁通管道中的第二閥組件。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102733936SQ201210161748
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者A·W·海曼, R·E·貝克, R·S·麥卡爾平 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司