排氣循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用在排氣循環(huán)系統(tǒng)，包括限定了第一和第二燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，在其中燃料可燃燒以生產(chǎn)燃燒氣體。系統(tǒng)包括設(shè)置為與第一和第二腔室流體連通的進(jìn)氣總管，設(shè)置為與第二腔室的排氣總管，和設(shè)置為與第一腔室流體連通且配置為用于僅從第一腔室將氣體引入進(jìn)氣總管的排氣循環(huán)管道。系統(tǒng)包括旁通閥，其在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中管道設(shè)置為與排氣總管流體連通從而氣體從第一腔室流動(dòng)到排氣總管，且在第二位置中管道不設(shè)置為與排氣總管流體連通從而氣體不從第一腔室流動(dòng)到排氣總管。
【專利說(shuō)明】排氣循環(huán)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排氣循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以讓空氣和燃料的混合物在一個(gè)或多個(gè)燃燒室中燃燒且由此生產(chǎn)排出氣體。一些內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括排氣循環(huán)系統(tǒng)，配置為用于讓排出氣體的一部分在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)，以允許改進(jìn)效率和減少排放物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種排氣循環(huán)系統(tǒng)，包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其限定第一燃燒室和第二燃燒室，其中燃料可在第一燃燒室和第二燃燒室中燃燒，以生產(chǎn)燃燒氣體。排氣循環(huán)系統(tǒng)還包括進(jìn)氣總管，設(shè)置為與第一燃燒室和第二燃燒室流體連通且配置為用于將空氣引入到以第一燃燒室和第二燃燒室。進(jìn)一步地，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括排氣總管，設(shè)置為與第二燃燒室流體連通且配置為用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)去除燃燒氣體。此外，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置為與第一燃燒室流體連通且配置為用于僅從第一燃燒室將燃燒氣體引入到進(jìn)氣總管的排氣循環(huán)管道。排氣循環(huán)系統(tǒng)還包括旁通閥，其可在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中排氣循環(huán)管道設(shè)置為與排氣總管流體連通，從而燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管，且在第二位置中排氣循環(huán)管道不設(shè)置為與排氣總管流體連通，從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)限定第一燃燒室和至少第二燃燒室，且包括進(jìn)氣總管，所述進(jìn)氣總管設(shè)置為與第一燃燒室和至少第二燃燒室流體連通且配置為用于將空氣引入到第一燃燒室和至少第二燃燒室。進(jìn)一步地，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括排氣總管，其設(shè)置為與至少第二燃燒室流體連通且配置為用于引導(dǎo)來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒氣體。排氣循環(huán)系統(tǒng)還包括排氣循環(huán)管道，其設(shè)置為與第一燃燒室流體連通且配置為用于僅從第一燃燒室將燃燒氣體引入到進(jìn)氣總管。此外，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括旁通閥，其可在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中排氣循環(huán)管道設(shè)置為與排氣總管流體連通從而燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管，且在第二位置中排氣循環(huán)管道不設(shè)置為與排氣總管流體連通從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能在第一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在第一負(fù)荷下產(chǎn)生第一扭矩，且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能在第二負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在第二負(fù)荷下產(chǎn)生第二扭矩，其中第一負(fù)荷大于第二負(fù)荷。進(jìn)一步地，旁通閥在第一負(fù)荷狀態(tài)期間設(shè)置在第一位置且在第二負(fù)荷狀態(tài)期間設(shè)置在第二位置。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)限定第一燃燒室和至少第二燃燒室，且包括進(jìn)氣總管，所述進(jìn)氣總管設(shè)置為與第一燃燒室和至少第二燃燒室流體連通且配置為用于將空氣引入到第一燃燒室和至少第二燃燒室。進(jìn)一步地，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括排氣總管，其設(shè)置為與至少第二燃燒室流體連通且配置為用于引導(dǎo)來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒氣體。排氣循環(huán)系統(tǒng)還包括排氣循環(huán)管道，其設(shè)置為與第一燃燒室流體連通且配置為用于僅從第一燃燒室將燃燒氣體引入到進(jìn)氣總管。此外，排氣循環(huán)系統(tǒng)包括旁通閥，其可在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中排氣循環(huán)管道設(shè)置為與排氣總管流體連通從而燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管，且在第二位置中排氣循環(huán)管道不設(shè)置為與排氣總管流體連通從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管。排氣循環(huán)系統(tǒng)還包括進(jìn)氣閥和排氣閥。進(jìn)氣閥配置為用于讓第一燃燒室相對(duì)于進(jìn)氣總管封閉且在進(jìn)氣總管未相對(duì)于第一燃燒室封閉的打開位置和進(jìn)氣總管相對(duì)于第一燃燒室封閉的關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)變；排氣閥，配置為用于將第一燃燒室中的燃燒氣體密封且在排氣閥不密封第一燃燒室中的燃燒氣體的未就位位置和排氣閥密封第一燃燒室中的燃燒氣體的就位位置之間轉(zhuǎn)變；而且，在第一負(fù)荷狀態(tài)期間進(jìn)氣閥設(shè)置在打開位置中且排氣閥同時(shí)設(shè)置在未就位位置。
[0006]在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是排氣循環(huán)系統(tǒng)的平面示意圖，其包括限定了第一燃燒室且可在第一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0008]圖2是圖1的排氣循環(huán)系統(tǒng)的平面示意圖，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可在第二負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行；和
[0009]圖3是圖1和2的第一燃燒室的截面示意圖，其中排氣循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在打開位置的進(jìn)氣閥和同時(shí)設(shè)置在未就位位置的排氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參見附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，排氣循環(huán)系統(tǒng)10通常顯示在圖1中。排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以用于車輛，例如汽車，其要求具有良好效率的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12。從而排氣循環(huán)系統(tǒng)10也可以用于非汽車應(yīng)用，例如包括房車應(yīng)用。
[0011]參見圖1，排氣循環(huán)系統(tǒng)10包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，其限定第一燃燒室14和第二燃燒室16。即內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12特點(diǎn)可以是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，且可以包括限定第一燃燒室14的第一汽缸18和至少限定了第二燃燒室16、116的至少第二汽缸20、120。例如，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是2缸、3缸、4缸、6缸、8缸或12缸發(fā)動(dòng)機(jī)。在操作期間，燃料(在圖3中通常以22顯示)和空氣(在圖3中通常以28顯示)的混合物可以在第一燃燒室14和至少第二燃燒室
16、116中燃燒，以實(shí)現(xiàn)活塞(在圖3中通常以102顯示)的直線平移和曲軸(在圖3中通常以104顯示)旋轉(zhuǎn)，以由此生產(chǎn)扭矩。更具體地，燃料22可在第一燃燒室14和第二燃燒室16中燃燒，以生產(chǎn)燃燒氣體(通常以24表示)，即排氣。燃料22可以是任何合適的可燃材料，例如但不限于汽油和柴油。即內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0012]繼續(xù)參考圖1，排氣循環(huán)系統(tǒng)10還包括設(shè)置為與第一燃燒室14和第二燃燒室16流體連通的進(jìn)氣總管26。進(jìn)氣總管26配置為用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行期間將空氣(通常通過(guò)28表示)引入到第一燃燒室14和第二燃燒室16中。即進(jìn)氣總管26可以布置為穩(wěn)壓室，以將空氣28送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12。可以通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)(在圖1中通常以70表示)向進(jìn)氣總管26饋送，所述進(jìn)氣系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)入口管道72、空氣過(guò)濾器74(圖3)、壓縮機(jī)76、混合器78、增壓空氣冷卻器80和/或節(jié)流閥82。[0013]此外，還如圖1所示，排氣循環(huán)系統(tǒng)10包括設(shè)置為與第二燃燒室16流體連通的排氣總管30。對(duì)于包括第一燃燒室14和至少第二燃燒室16、116的實(shí)施例，即三個(gè)或更多
14、16、116，排氣總管30設(shè)置為與至少第二燃燒室16、116流體連通，例如第二燃燒室16和第三燃燒室116。排氣總管30配置為用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12去除燃燒氣體24。即排氣總管30可以布置為穩(wěn)壓室，用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行期間從至少第二燃燒室16、116去除燃燒副產(chǎn)物，即燃燒氣體24。排氣總管30可以通到排氣系統(tǒng)(在圖1中通常以90表示)，其可以包括一個(gè)或多個(gè)排氣管道92、加熱排氣氧氣(HEGO)傳感器94、蝸輪器96和/或催化器98。
[0014]再次參見圖1，排氣循環(huán)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括排氣循環(huán)管道32，其設(shè)置為與第一燃燒室14流體連通，且配置為用于僅從第一燃燒室14將燃燒氣體24引入到進(jìn)氣總管26。即排氣循環(huán)管道32可以是專用排氣循環(huán)(d-EGR)管道。換句話說(shuō)，排氣循環(huán)管道32可以僅將第一燃燒室14 (而不將至少第二燃燒室16、116)連接到進(jìn)氣總管26。即排氣循環(huán)管道32可以是專用于第一燃燒室14的。從而排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以專門將第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24引導(dǎo)到進(jìn)氣總管26。
[0015]更具體地，如繼續(xù)參考圖1所述的，排氣循環(huán)管道32可以在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行期間將第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24引導(dǎo)回到進(jìn)氣總管26，從而燃燒氣體24可以在第一燃燒室14和至少第二燃燒室16、116中再次燃燒之前與新鮮的空氣28混合。換句話說(shuō)，排氣循環(huán)管道32可以將第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24循環(huán)流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。進(jìn)一步地，通用排氣氧氣傳感器(UEGO)(通常在100顯示)可以設(shè)置在排氣循環(huán)管道32中且可以配置為用于測(cè)量燃燒氣體24中氧氣的比例。燃燒氣體24的這種循環(huán)流動(dòng)和在進(jìn)氣總管26中燃燒氣體24與新鮮空氣28的隨后混合可以冷卻燃燒過(guò)程，且使得一氧化氮NO和二氧化氮NO2 (共同被稱為NOx排放物)最小化。更具體地，循環(huán)流動(dòng)的燃燒氣體24可以吸收熱量，讓存在于第一和至少第二燃燒室14、16、116中的氧氣散開,且減少運(yùn)行期間內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12吞吐的空氣28的量。如在下文詳述的，這種優(yōu)點(diǎn)可以對(duì)一定的運(yùn)行條件下的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的效率增加有貢獻(xiàn)。
[0016]再次參見圖1，排氣循環(huán)系統(tǒng)10還包括旁通閥34。旁通閥34可以設(shè)置在排氣循環(huán)管道32中，例如在第一燃燒室14和進(jìn)氣總管26之間。旁通閥34可在第一位置(通常在36示出)和第二位置(通常在圖2中在38示出)之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中排氣循環(huán)管道32設(shè)置為與排氣總管30流體連通，從而燃燒氣體24從第一燃燒室14流動(dòng)到排氣總管30，且在第二位置中排氣循環(huán)管道32不設(shè)置為與排氣總管30流體連通，從而燃燒氣體24不從第一燃燒室14流動(dòng)到排氣總管30。例如，旁通閥34可以是雙位置閥。
[0017]即繼續(xù)參考圖1，第一燃燒室14可以相對(duì)于排氣循環(huán)管道32封閉，從而在旁通閥34設(shè)置在第一位置36時(shí)燃燒氣體24可以不從第一燃燒室14流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。換句話說(shuō)，在旁通閥34設(shè)置在第一位置36或第二位置38(圖2)時(shí)排氣總管30可以相對(duì)于排氣循環(huán)管道32封閉，從而燃燒氣體24可以不通過(guò)旁通閥34從排氣總管30流動(dòng)到排氣循環(huán)管道32。相反地，如圖2所示，在旁通閥34設(shè)置在第二位置38時(shí)燃燒氣體24可以從第一燃燒室14流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。從而旁通閥34允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12讓排氣循環(huán)管道32旁通，從而在旁通閥34在第一位置36時(shí)第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24不循環(huán)流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。[0018]進(jìn)而，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以在第一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行(在圖1中通常在40示出)，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12在第一負(fù)荷44下產(chǎn)生第一扭矩42，且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以運(yùn)行在第二負(fù)荷狀態(tài)(通常在圖2中在46示出)，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12在第二負(fù)荷48下產(chǎn)生第二扭矩142，其中第一負(fù)荷44大于第二負(fù)荷48。即第一負(fù)荷狀態(tài)40 (圖1)可以對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的相對(duì)高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)比較，第二負(fù)荷狀態(tài)46 (圖2)可以對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的相對(duì)低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。如在本文使用的，術(shù)語(yǔ)“負(fù)荷”是指內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12做功有多強(qiáng)的衡量，且通常以可用扭矩輸出的百分比衡量。
[0019]再次參見圖1，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行期間，旁通閥34可以在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間設(shè)置在第一位置36。即第一燃燒室14可以相對(duì)于排氣循環(huán)管道32封閉，從而在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間燃燒氣體24可以不從第一燃燒室14流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。換句話說(shuō)，在相對(duì)高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)期間，即第一負(fù)荷狀態(tài)40，燃燒氣體24可以繞過(guò)排氣循環(huán)管道32且代替地從第一燃燒室14直接流動(dòng)到排氣總管30。換句話說(shuō)，通過(guò)排氣循環(huán)管道32提供的專用排氣循環(huán)系統(tǒng)可以在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間被停用。
[0020]在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間讓在第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24流動(dòng)通過(guò)排氣循環(huán)管道32，則可以減少通過(guò)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的功率。然而，排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12在相對(duì)高負(fù)荷狀態(tài)(例如完全負(fù)荷)下運(yùn)行時(shí)針對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的這種功率損失進(jìn)行補(bǔ)償，如在下文詳述的。
[0021]相反地，如參考圖2所述的，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)行期間，旁通閥34可以在第二負(fù)荷狀態(tài)46期間設(shè)置在第二位置38。即第一燃燒室14可以設(shè)置為與排氣循環(huán)管道32流體連通，從而燃燒氣體24可以在第二負(fù)荷狀態(tài)46期間從第一燃燒室14流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。換句話說(shuō)，在相對(duì)低的負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)期間，即第二負(fù)荷狀態(tài)46，燃燒氣體24可以循環(huán)流動(dòng)通過(guò)排氣循環(huán)管道32且直接地從第一燃燒室14流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。換句話說(shuō)，通過(guò)排氣循環(huán)管道32提供的專用排氣循環(huán)系統(tǒng)可以在第二負(fù)荷狀態(tài)46期間啟用。
[0022]因此，繼續(xù)參考圖2，在第二負(fù)荷狀態(tài)46期間，排氣循環(huán)管道32可以將第一燃燒室14中產(chǎn)生的燃燒氣體24循環(huán)流動(dòng)到進(jìn)氣總管26。在第二負(fù)荷狀態(tài)46期間，燃燒氣體24的這種循環(huán)流動(dòng)和在進(jìn)氣總管26中燃燒氣體24與新鮮空氣28的隨后混合可以冷卻燃燒過(guò)程，且使得一氧化氮NO和二氧化氮NO2 (共同被稱為NOx排放物)最小化。更具體地，循環(huán)流動(dòng)的燃燒氣體24可以吸收熱量，讓存在于第一和至少第二燃燒室14、16、116中的氧氣散開，且讓在第二負(fù)荷狀態(tài)46下運(yùn)行期間通過(guò)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12吞吐的空氣28的量減少。因此，排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以對(duì)第二負(fù)荷狀態(tài)46期間內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的效率增加有貢獻(xiàn)。
[0023]現(xiàn)在參見圖3，排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括進(jìn)氣閥50，其配置為用于讓第一燃燒室14相對(duì)于進(jìn)氣總管26封閉。進(jìn)氣閥50可以在打開位置52和關(guān)閉位置54之間轉(zhuǎn)換，在打開位置中進(jìn)氣總管26未相對(duì)于第一燃燒室14封閉，且在關(guān)閉位置54中進(jìn)氣總管26相對(duì)于第一燃燒室14封閉。因此，在進(jìn)氣閥50設(shè)置在打開位置52時(shí)空氣28可以從進(jìn)氣總管26流動(dòng)到第一燃燒室14，且在進(jìn)氣閥50設(shè)置在關(guān)閉位置54時(shí)空氣28不從進(jìn)氣總管26流動(dòng)到第一燃燒室14。此外，雖然未示出，但是排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于相應(yīng)燃燒室14、16、116每一個(gè)的多個(gè)進(jìn)氣閥50。
[0024]進(jìn)一步地，繼續(xù)參考圖3，排氣循環(huán)系統(tǒng)10也可以包括排氣閥56，所述排氣閥配置為用于密封第一燃燒室14中的燃燒氣體24。排氣閥56可以在未就位位置58和就位位置60之間轉(zhuǎn)變，在未就位位置中排氣閥56不密封第一燃燒室14中的燃燒氣體24，且在就位位置60中排氣閥56密封第一燃燒室14中的燃燒氣體24。因此，在排氣閥56設(shè)置在未就位位置58時(shí)燃燒氣體24可以從第一燃燒室14流動(dòng)到旁通閥34，且在排氣閥56設(shè)置在就位位置60時(shí)燃燒氣體24不從第一燃燒室14流動(dòng)到旁通閥34。此外，雖然未示出，但是排氣循環(huán)系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于相應(yīng)燃燒室14、16、116每一個(gè)的多個(gè)排氣閥56。
[0025]再次參見圖3，在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間，進(jìn)氣閥50可以設(shè)置在打開位置52且排氣閥56可以同時(shí)設(shè)置在未就位位置58。即在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間，即內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的相對(duì)高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)(圖1)，進(jìn)氣閥50和排氣閥56每一個(gè)可以部分地同時(shí)“打開”，即至少部分地從第一汽缸18和至少第二汽缸20、120離開，以允許在旁通閥34被設(shè)置在第一位置36(圖1)時(shí)燃燒氣體24從第一燃燒室14和至少第二燃燒室16、116清除或除去。這種狀態(tài)也可以被描述為進(jìn)氣和排氣閥重疊，且可以通過(guò)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(未示出)控制。進(jìn)一步地，如此從第一燃燒室14和至少第二燃燒室16、116清除或除去燃燒氣體24與不如此做(即沒(méi)有這種燃燒氣體24的清除或除去)相比能允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12以相對(duì)更高的壓縮比運(yùn)行。相對(duì)更高的壓縮比也可以對(duì)高負(fù)荷狀態(tài)下(即在第一負(fù)荷狀態(tài)40下運(yùn)行期間)改進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃料經(jīng)濟(jì)性有貢獻(xiàn)。在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間通過(guò)排氣循環(huán)系統(tǒng)10提供的相對(duì)更高的壓縮比可以在沒(méi)有上述的功率損耗的情況下獲得，這種功率損耗會(huì)在第一負(fù)荷狀態(tài)40下通過(guò)專用排氣循環(huán)(例如通過(guò)排氣循環(huán)管道32)獲得相對(duì)更高壓縮比的情況下造成。
[0026]更具體地，進(jìn)氣閥50處的第一空氣壓力(通常在圖3中通過(guò)62表示)可以大于排氣閥56處的第二空氣壓力(通常在圖3通過(guò)64表示)，從而在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間燃燒氣體24從第一燃燒室14流動(dòng)到旁通閥34。例如，對(duì)于包括渦輪增壓器(未示出)德內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，進(jìn)氣總管26和進(jìn)氣閥50處的第一空氣壓力62可以大于排氣閥56處的第二空氣壓力64，從而燃燒氣體24可以在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間從第一燃燒室14清除。同樣，對(duì)于不包括渦輪增壓器但是包括被調(diào)節(jié)或配置為在進(jìn)氣閥50和排氣閥56之間提供正壓差的排氣總管30的自然吸氣式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，在進(jìn)氣總管26和進(jìn)氣閥50處的第一空氣壓力62也可以大于排氣閥56處的第二空氣壓力64，從而燃燒氣體24可以在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間從第一燃燒室14清除。
[0027]因此，通過(guò)繞過(guò)排氣循環(huán)管道32 (圖1)且代替地依賴于進(jìn)氣閥50 (圖3)和排氣閥56(圖3)，排氣循環(huán)系統(tǒng)10(圖1)允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12(圖1)在第一負(fù)荷狀態(tài)40 (圖1)期間在相對(duì)更高的壓縮比下運(yùn)行，其中所述進(jìn)氣閥50和排氣閥56同時(shí)分別設(shè)置在打開位置52 (圖3)和未就位位置58(圖3)，以由此改善內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的效率。同樣，通過(guò)讓燃燒氣體24從第一燃燒室14流過(guò)旁通閥34和排氣循環(huán)管道32，排氣循環(huán)系統(tǒng)10還允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12在第二負(fù)荷狀態(tài)46(圖2)期間在相對(duì)更高壓縮比下運(yùn)行，以由此改善內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的效率。
[0028]從而本文所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)10 (圖1)允許在第一負(fù)荷狀態(tài)40 (圖2)期間讓發(fā)動(dòng)機(jī)排量縮減，且在第一負(fù)荷狀態(tài)40期間燃燒氣體24直接地重新引導(dǎo)到排氣總管30可以由于緩和了上述功率損耗而改善內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃料效率。
[0029]通常，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12以相對(duì)更高的壓縮比運(yùn)行時(shí)從給定質(zhì)量的空氣/燃料混合物轉(zhuǎn)換相對(duì)更多的機(jī)械能。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以在相對(duì)更高的壓縮比下更有效地運(yùn)行，因?yàn)榕c在相對(duì)更低的壓縮比下運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12相比，相對(duì)更高的壓縮比允許以更少的燃料22(圖3)達(dá)到相同的燃燒溫度。同樣，這樣的相對(duì)更高壓縮比也可以允許增加機(jī)械功率輸出和降低燃燒氣體24的溫度。
[0030]盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣循環(huán)系統(tǒng)，包括: 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，限定第一燃燒室和第二燃燒室，其中燃料能在第一燃燒室和第二燃燒室中燃燒，以生產(chǎn)燃燒氣體； 進(jìn)氣總管，設(shè)置為與第一燃燒室和第二燃燒室流體連通且配置為用于將空氣引入到以第一燃燒室和第二燃燒室； 排氣總管，設(shè)置為與第二燃燒室流體連通且配置為用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)去除燃燒氣體； 排氣循環(huán)管道，設(shè)置為與第一燃燒室流體連通且配置為用于僅從第一燃燒室將燃燒氣體引入到進(jìn)氣總管；和 旁通閥，能在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)變，在第一位置中排氣循環(huán)管道設(shè)置為與排氣總管流體連通，從而燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管，且在第二位置中排氣循環(huán)管道設(shè)置為未與排氣總管流體連通，從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到排氣總管。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，在旁通閥設(shè)置在第一位置時(shí)，第一燃燒室相對(duì)于排氣循環(huán)管道封閉，從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到進(jìn)氣總管。
3.如權(quán)利要求1所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，在旁通閥設(shè)置在第一位置或第二位置時(shí)，排氣總管相對(duì)于排氣循環(huán)管道封閉，從而燃燒氣體不從排氣總管通過(guò)旁通閥流動(dòng)到排氣循環(huán)管道。
4.如權(quán)利要求1所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能在第一負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在第一負(fù)荷下產(chǎn)生第一扭矩，且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能在第二負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其中內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在第二負(fù)荷下產(chǎn)生第二扭矩，其中第一負(fù)荷大于第二負(fù)荷。
5.如權(quán)利要求4所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，旁通閥在第一負(fù)荷狀態(tài)期間設(shè)置在第一位置。
6.如權(quán)利要求4所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，旁通閥在第二負(fù)荷狀態(tài)期間設(shè)置在第二位置。
7.如權(quán)利要求4所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，在第一負(fù)荷狀態(tài)期間，第一燃燒室相對(duì)于排氣循環(huán)管道封閉，從而燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到進(jìn)氣總管。
8.如權(quán)利要求4所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中，在第二負(fù)荷狀態(tài)期間，第一燃燒室設(shè)置為與排氣循環(huán)管道流體連通，從而燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到進(jìn)氣總管。
9.如權(quán)利要求6所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 進(jìn)氣閥，配置為用于讓第一燃燒室相對(duì)于進(jìn)氣總管密封，且能在進(jìn)氣總管相對(duì)于第一燃燒室未封閉的打開位置和進(jìn)氣總管相對(duì)于第一燃燒室封閉的關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)變； 其中，在進(jìn)氣閥設(shè)置在打開位置時(shí)空氣從進(jìn)氣總管流動(dòng)到第一燃燒室，且在進(jìn)氣閥設(shè)置在關(guān)閉位置時(shí)空氣不從進(jìn)氣總管流動(dòng)到第一燃燒室；和 排氣閥，配置為用于將第一燃燒室中的燃燒氣體密封，且能在排氣閥未密封第一燃燒室中的燃燒氣體的未就位位置和排氣閥密封第一燃燒室中的燃燒氣體的就位位置之間轉(zhuǎn)變； 其中，在排氣閥設(shè)置在未就位位置時(shí)燃燒氣體從第一燃燒室流動(dòng)到旁通閥，且在排氣閥設(shè)置在就位位置時(shí)燃燒氣體不從第一燃燒室流動(dòng)到旁通閥。
10.如權(quán)利要求9所述的排氣循環(huán)系統(tǒng)，其中在第一負(fù)荷狀態(tài)期間進(jìn)氣閥設(shè)置在打開位置且排氣閥同時(shí)設(shè)置在未就位位置。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK104005884SQ201410065523
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
【發(fā)明者】E.J.基廷, A.W.海曼 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司