具有渦輪增壓器的分層裝載的發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】在實(shí)施方式中，一種用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的方法包括：基于發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍內(nèi)，來使排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)以渦輪增壓模式流動(dòng)到渦輪增壓器中，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的自然吸氣模式中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載，以及基于渦輪增壓器接納排出氣體，在所述渦輪增壓模式時(shí)由渦輪增壓器提供增加量的空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室。所述方法還包括基于下述各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)來以自然吸氣模式限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中：發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載或者發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍運(yùn)行，所述第二范圍大于所述第一范圍。
【專利說明】具有渦輪增壓器的分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本主旨發(fā)明涉及分層(Stratified )裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)制導(dǎo)入系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料只在其被火花塞點(diǎn)火之前噴射到燃燒腔室中。通常，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有噴射器，所述噴射器定位在燃燒腔室中以便緊鄰火花塞噴射燃料。與常規(guī)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，這允許更高的壓縮比而沒有預(yù)燃或“震動(dòng)”(knock)，并允許更稀薄的空氣/燃料混合物。
[0003]因?yàn)樵谌紵_始點(diǎn)之前燃燒腔室中不存在燃料，所以降低了預(yù)燃或發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)還能夠以在非常稀薄的總的空氣/燃料的比率下運(yùn)行，因?yàn)榉謱友b載在緊鄰火花塞處提供較濃的空氣/燃料混合物并且在所述腔室中其他地方提供較稀薄的空氣/燃料混合物。相應(yīng)地，與典型的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)的空氣/燃料混合物相反，分層裝載是非均質(zhì)的。為了得到更好的熱力學(xué)效率，較高的機(jī)械壓縮比也可用于分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0004]在某些情形中，由于較稀薄的空氣/燃料混合物并且由于降低的泵送損失，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了改進(jìn)的效率。泵送損失是由使空氣移入和移出氣缸所需要的功導(dǎo)致的，其中所述損失隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度而增加。當(dāng)節(jié)氣時(shí)，泵送損失隨著負(fù)載降低而顯著增加。當(dāng)由于燃燒過程中需要的空氣和排出氣體的量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)在較低負(fù)載水平下達(dá)到空氣進(jìn)氣極限時(shí)，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)可僅在受限的負(fù)載范圍內(nèi)具有改進(jìn)的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本發(fā)明的一個(gè)不例性實(shí)施方式中，一種分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括:在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋中的燃燒腔室；與所述燃燒腔室流體連通的排出氣體導(dǎo)管；與所述燃燒腔室流體連通的渦輪增壓器；流動(dòng)控制裝置，其中所述流動(dòng)控制裝置的位置控制排出氣體從所述燃燒腔室到所述渦輪增壓器和到所述排出氣體導(dǎo)管的流動(dòng)；以及聯(lián)接到所述流動(dòng)控制裝置的控制器，所述控制器具有第一模式和第二模式，所述第一模式基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的自然吸氣模式中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載，所述第二模式基于:發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于所述閾值負(fù)載、或發(fā)動(dòng)機(jī)以比發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍更大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍運(yùn)行中的一個(gè)，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述排出氣體導(dǎo)管，其中，對(duì)于增加的燃料進(jìn)氣，所述渦輪增壓器提供增加量的空氣到所述燃燒腔室以便當(dāng)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍時(shí)高于閾值負(fù)載而維持稀薄的空氣-燃料混合物。
[0006]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的方法包括:基于所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載，以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍，而以渦輪增壓模式使排出氣體從所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)到渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的在自然吸氣模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載；以及基于所述渦輪增壓器接納排出氣體，在處于渦輪增壓模式時(shí)由渦輪增壓器提供增加量的空氣到在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室，所述增加量的空氣對(duì)于提供到所述燃燒腔室的增加量的燃料而實(shí)際上維持了稀薄的空氣-燃料混合物。所述方法還包括基于下列項(xiàng)中的至少一個(gè)來在自然吸氣模式中限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中:所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載，或者所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍中，所述第二范圍大于所述第一范圍。
[0007]本發(fā)明還提供如下方案:
1.一種分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),包括:
在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋中的燃燒腔室；
與所述燃燒腔室流體連通的排出氣體導(dǎo)管；
與所述燃燒腔室流體連通的渦輪增壓器；
流動(dòng)控制裝置，其中所述流動(dòng)控制裝置的位置控制排出氣體從所述燃燒腔室到所述渦輪增壓器和到所述排出氣體導(dǎo)管的流動(dòng)；以及
聯(lián)接到所述流動(dòng)控制裝置的控制器，所述控制器具有第一模式和第二模式，所述第一模式基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的自然吸氣模式中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載，所述第二模式基于:發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于所述閾值負(fù)載、或發(fā)動(dòng)機(jī)以比發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍更大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍運(yùn)行中的一個(gè)，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述排出氣體導(dǎo)管，其中，對(duì)于增加的燃料進(jìn)氣，所述渦輪增壓器提供增加量的空氣到所述燃燒腔室以便當(dāng)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍時(shí)高于閾值負(fù)載而維持稀薄的空氣-燃料混合物。
[0008]2.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述排出氣體導(dǎo)管聯(lián)接到排氣歧管，而流動(dòng)控制裝置定位在所述排氣歧管或排出氣體導(dǎo)管中的至少一個(gè)內(nèi)。
[0009]3.如方案I所述的系統(tǒng)，包括所述氣缸蓋中的多個(gè)燃燒腔室，所述多個(gè)燃燒腔室與所述排出氣體導(dǎo)管和所述渦輪增壓器流體連通。
[0010]4.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)基于所述控制器將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述排出氣體導(dǎo)管以及將減少量的排出氣體導(dǎo)向到所述渦輪增壓器，而在所述第二模式中自然吸氣地運(yùn)行。
[0011]5.如方案I所述的系統(tǒng)，包括與下述項(xiàng)中的每項(xiàng)流體連通的排出氣體再循環(huán)裝置:用于所述燃燒腔室的排出氣體導(dǎo)管流動(dòng)控制裝置以及空氣進(jìn)氣裝載導(dǎo)管。
[0012]6.如方案I所述的系統(tǒng),其中，具有基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述渦輪增壓器的所述第一模式的所述控制器，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載并且小于峰值升壓負(fù)載閾值、以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍的第一模式。
[0013]7.一種用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的方法，所述方法包括:
基于所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載，以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍，而以渦輪增壓模式使排出氣體從所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)到渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的在自然吸氣模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載；
基于所述渦輪增壓器接納排出氣體，在處于渦輪增壓模式時(shí)由渦輪增壓器提供增加量的空氣到在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室，所述增加量的空氣對(duì)于提供到所述燃燒腔室的增加量的燃料而實(shí)際上維持了稀薄的空氣-燃料混合物；以及
基于下列項(xiàng)中的至少一個(gè)來在自然吸氣模式中限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中:所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載，或者所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍中，所述第二范圍大于所述第一范圍。
[0014]8.如方案7所述的方法，其中，限制排出氣體的流動(dòng)包括通過流動(dòng)控制裝置限制排出氣體的流動(dòng)，所述流動(dòng)控制裝置定位在與燃燒腔室流體連通的排氣歧管或排出氣體導(dǎo)管中的至少一個(gè)之中。
[0015]9.如方案7所述的方法，其中，提供增加量的空氣到燃燒腔室包括:提供增加量的空氣到所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)燃燒腔室。
[0016]10.如方案7所述的方法，其中，限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器包括:使所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以自然吸氣模式運(yùn)行。
[0017]11.如方案10所述的方法，其中，限制排出氣體的流動(dòng)還包括:將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到與燃燒腔室流體連通的排出氣體導(dǎo)管。
[0018]12.如方案11所述的方法，還包括使排出氣體的一部分流動(dòng)通過排出氣體再循環(huán)裝置，所述排出氣體再循環(huán)裝置與用于燃燒腔室的排出氣體導(dǎo)管和空氣進(jìn)氣裝載導(dǎo)管中的每個(gè)流體連通。
[0019]13.如方案7所述的方法，還包括:在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以渦輪增壓模式運(yùn)行時(shí)，將基本上全部的空氣進(jìn)氣流導(dǎo)向到渦輪增壓器的壓縮機(jī)中以便使增加量的空氣的壓力增加。
[0020]14.一種分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室、與所述燃燒腔室流體連通的渦輪增壓器、以及配置成執(zhí)行渦輪增壓方法的控制器，所述渦輪增壓方法包括:
基于所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載，以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍，而使排出氣體從所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)到渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的在自然吸氣模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載；
基于所述渦輪增壓器接納排出氣體，由渦輪增壓器提供增加量的空氣到在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室，所述增加量的空氣對(duì)于提供到所述燃燒腔室的增加量的燃料而實(shí)際上維持了稀薄的空氣-燃料混合物；以及
基于下列項(xiàng)中的至少一個(gè)來限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中:所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載，或者所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍中，所述第二范圍大于所述第一范圍。
[0021]15.如方案14所述的系統(tǒng)，其中，限制排出氣體的流動(dòng)包括通過流動(dòng)控制裝置限制排出氣體的流動(dòng)，所述流動(dòng)控制裝置定位在與燃燒腔室流體連通的排氣歧管或排出氣體導(dǎo)管中的至少一個(gè)之中。
[0022]16.如方案14所述的系統(tǒng)，其中，提供增加量的空氣到所述燃燒腔室包括:提供增加量的空氣到所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)燃燒腔室，所述多個(gè)燃燒腔室與所述排出氣體導(dǎo)管和渦輪增壓器流體連通。
[0023]17.如方案14所述的系統(tǒng)，其中，限制排出氣體流動(dòng)到所述渦輪增壓器中包括:使所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行在自然吸氣模式中。
[0024]18.如方案17所述的系統(tǒng)，其中，限制排出氣體的流動(dòng)還包括:將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到與所述燃燒腔室流體連通的排出氣體導(dǎo)管。
[0025]19.如方案18所述的系統(tǒng)，所述方法還包括使排出氣體的一部分流動(dòng)通過排出氣體再循環(huán)裝置，所述排出氣體再循環(huán)裝置與用于燃燒腔室的所述排出氣體導(dǎo)管以及空氣進(jìn)氣裝載導(dǎo)管中的每個(gè)流體連通。
[0026]20.如方案19所述的系統(tǒng)，所述方法還包括:在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以渦輪增壓模式運(yùn)行時(shí)，通過閉合壓縮機(jī)旁通閥將基本上全部的空氣進(jìn)氣流導(dǎo)向到渦輪增壓器的壓縮機(jī)中以便使增加量的空氣的壓力增加。
[0027]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述而變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]在下面對(duì)實(shí)施方式的詳細(xì)描述中，僅通過示例呈現(xiàn)其他特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，所述詳細(xì)描述參閱附圖進(jìn)行，其中:
圖1示出了具有分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性系統(tǒng)，包括渦輪增壓器、排出系統(tǒng)和空氣進(jìn)氣系統(tǒng)；
圖2是示例性分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)在各種發(fā)動(dòng)機(jī)速度下運(yùn)行的圖表；以及圖3是用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的示例性方法和系統(tǒng)的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的，并非旨在限制本公開、其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，相應(yīng)的附圖標(biāo)記在所有附圖中指代相同或相應(yīng)的部件和特征。如在此使用的，術(shù)語控制器和模塊涉及專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件程序或固件程序的處理器(共享的、專用的或成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路和/或提供所述功能的其他適當(dāng)部件。在某些實(shí)施方式中，控制器或模塊可包括一個(gè)或多個(gè)子控制器或子模塊。
[0030]參閱圖1，示出了分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式，所述系統(tǒng)包括分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10。示例性分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)是直列四缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣系統(tǒng)12和排出系統(tǒng)14。分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10包括多個(gè)氣缸16，燃燒空氣和燃料的組合被引入所述多個(gè)氣缸16。氣缸16包括燃燒腔室，所述燃燒腔室定位在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣缸蓋中。空氣/燃料混合物的燃燒被引燃，從而導(dǎo)致活塞(未示出)在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使曲軸(未示出)旋轉(zhuǎn)以輸送發(fā)動(dòng)功率至車輛動(dòng)力系(未示出)或至發(fā)電機(jī)，或者在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10的固定情況下輸送至這種動(dòng)力的其他固定接受者(未示出)。
[0031]分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10包括與氣缸16流體連通的進(jìn)氣歧管18，所述進(jìn)氣歧管18從進(jìn)氣系統(tǒng)12的壓縮機(jī)接納壓縮進(jìn)氣裝載物并且輸送所述裝載物至多個(gè)氣缸16。排出系統(tǒng)14包括也與氣缸16 (還被稱為“燃燒腔室”)流體連通的排氣歧管22，其構(gòu)造成去除燃燒空氣和燃料的被燃燒組分(即，排出氣體24)并且輸送所述燃燒組分至定位成與此流體連通的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器26。渦輪增壓器26包括容納在渦輪殼體內(nèi)的排出氣體渦輪(未示出)。渦輪殼體包括入口 30和出口 32。出口 32與排出系統(tǒng)14的剩余部分流體連通并且輸送排出氣體24至排出氣體導(dǎo)管34。排出氣體導(dǎo)管34可包括各種排出氣體后處理裝置，例如催化轉(zhuǎn)換器50、諧振器(未示出)或消音器(未示出)。如所描繪的那樣，催化轉(zhuǎn)換器50構(gòu)造成將排出氣體24的各種被控制的組分在其被釋放至大氣之前處理。
[0032]渦輪增壓器26還包括容納在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的進(jìn)氣裝載壓縮機(jī)的輪。壓縮機(jī)的輪(未示出)由軸聯(lián)接到渦輪葉片。壓縮機(jī)殼體包括入口 38和出口 40。出口 40與進(jìn)氣系統(tǒng)12流體連通，并且通過空氣進(jìn)氣裝載導(dǎo)管42輸送壓縮進(jìn)氣裝載物20至進(jìn)氣歧管18。進(jìn)氣裝載物20由進(jìn)氣歧管18分送至分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣缸16，以便與燃料混合并且在氣缸16內(nèi)燃燒。在示例性實(shí)施方式中，壓縮進(jìn)氣裝載冷卻器44共線地設(shè)置在壓縮機(jī)殼體出口 40與進(jìn)氣歧管18之間。壓縮進(jìn)氣裝載冷卻器44從進(jìn)氣裝載導(dǎo)管42接納加熱的(由于壓縮)壓縮進(jìn)氣裝載物20，并且在此隨后冷卻壓縮進(jìn)氣裝載物20，將空氣(空氣-排出物混合物或其他混合物)通過進(jìn)氣裝載導(dǎo)管42的后續(xù)部分輸送至進(jìn)氣歧管18。
[0033]定位成與排出系統(tǒng)14流體連通并且在圖1所示的示例性實(shí)施方式中的是排出氣體再循環(huán)(“EGR”)系統(tǒng)80。所述EGR系統(tǒng)80包括EGR供應(yīng)導(dǎo)管82、EGR入口導(dǎo)管84和EGR閥85。在一個(gè)實(shí)施方式中，EGR供應(yīng)導(dǎo)管82與渦輪殼體流體連通并且聯(lián)接到所述渦輪殼體。另外，EGR入口導(dǎo)管84與壓縮機(jī)殼體流體連通并且聯(lián)接到所述壓縮機(jī)殼體。EGR供應(yīng)導(dǎo)管82構(gòu)造成將排出氣體24的一部分從導(dǎo)管34轉(zhuǎn)移并且通過渦輪增壓器26或?qū)Ч?2將其導(dǎo)向至或使其再循環(huán)至進(jìn)氣系統(tǒng)12，其中壓縮機(jī)旁通閥90控制排出氣體24的所述一部分的流動(dòng)方向。如所描繪的那樣，EGR閥85與控制模塊(例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器60)信號(hào)連通。EGR閥85在任何給定時(shí)間基于特定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件來調(diào)節(jié)所接納排出氣體24的體積量，其作為再循環(huán)排出氣體81被轉(zhuǎn)移到進(jìn)氣系統(tǒng)12。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器60從各種傳感器(未示出)收集有關(guān)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行的信息，例如溫度(進(jìn)氣系統(tǒng)、排出系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑、環(huán)境等)、壓力、排出系統(tǒng)條件、駕駛員需求，并且因此可以通過EGR閥85調(diào)節(jié)將與新鮮空氣混合來形成壓縮進(jìn)氣裝載物20的排出氣體24的流動(dòng)。因此，壓縮進(jìn)氣裝載物20可包括新鮮空氣和排出氣體的連續(xù)可變組合(這取決于由控制器60控制的EGR的量)。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器60聯(lián)接到流動(dòng)控制裝置92 (例如閥)，所述流動(dòng)控制裝置92控制排出氣體24到導(dǎo)管34和渦輪增壓器26中的流動(dòng)。例如，當(dāng)流動(dòng)控制裝置92處于閉合位置時(shí)，大體上限制了排出氣體24到導(dǎo)管34中的流動(dòng)并且排出氣體24的流動(dòng)被導(dǎo)向到渦輪增壓器中。在流動(dòng)控制裝置92處于打開位置的實(shí)施方式中，排出氣體24被導(dǎo)向成流過導(dǎo)管34，并且限制了排出氣體24的流動(dòng)以使其不會(huì)流過渦輪增壓器26。在一個(gè)實(shí)施方式中，打開的流動(dòng)控制裝置24提供通過導(dǎo)管34的流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑與渦輪增壓器(含有通過排出流旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片)相比具有較小流動(dòng)阻力，因此將排出氣體24導(dǎo)向成在導(dǎo)管34中流動(dòng)。
[0035]某些實(shí)施方式包括用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10渦輪增壓的方法，其中排出氣體24基于具有大于閾值負(fù)載之負(fù)載的分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10以及以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行的分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10，而流動(dòng)到渦輪增壓器26中。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)在使用稀薄空氣-燃料混合物以自然吸氣模式運(yùn)行時(shí)，所述閾值負(fù)載是在選定發(fā)動(dòng)機(jī)速度的峰值或最大負(fù)載。在不添加燃料到空氣-燃料混合物(因此不使混合物更濃并且使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率不高)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可能不會(huì)超過在選定速度下以自然吸氣模式運(yùn)行的閾值負(fù)載。因此，基于流動(dòng)到渦輪增壓器26中的排出氣體24，渦輪增壓器26通過進(jìn)氣系統(tǒng)12提供增加量的進(jìn)氣空氣到氣缸16，從而在維持稀薄空氣-燃料混合物的同時(shí)允許燃燒腔室中增加量的燃料發(fā)生燃燒?？諝獾倪@種增加量相對(duì)于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以自然吸氣模式運(yùn)行時(shí)在閾值負(fù)載下提供的空氣的量是一種增加量。與自然吸氣模式相比，當(dāng)以渦輪增壓模式運(yùn)行時(shí)提供的增加量的空氣和燃料，在稀薄空氣-燃料混合物條件下提供了增加范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。在某些實(shí)施方式中，維持稀薄空氣-燃料混合物對(duì)改進(jìn)效率和改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性是重要的。在一個(gè)實(shí)施方式中，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10當(dāng)流動(dòng)控制裝置92大體上打開時(shí)以自然吸氣模式運(yùn)行并且當(dāng)流動(dòng)控制裝置92大體上閉合時(shí)以渦輪增壓模式運(yùn)行。
[0036]在實(shí)施方式中，當(dāng)滿足兩個(gè)條件時(shí)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10以渦輪增壓模式運(yùn)行。第一個(gè)條件是，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在速度的第一范圍，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度的低范圍(例如，0-3000轉(zhuǎn)每分鐘或“RPM”)。第二個(gè)條件是，發(fā)動(dòng)機(jī)遭受或經(jīng)歷大于閾值負(fù)載的負(fù)載，例如在加速期間或當(dāng)車輛行駛上斜坡時(shí)。相應(yīng)地，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍之外(例如，大于3000RPM)運(yùn)行時(shí)或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)遭受小于閾值負(fù)載的負(fù)載時(shí)，將通過限制或降低排出氣體24流動(dòng)到渦輪增壓器26中而以自然吸氣模式運(yùn)行。
[0037]在某些實(shí)施方式中，渦輪增壓器26可以是固定幾何形狀的渦輪增壓器或可變幾何形狀的渦輪增壓器。流動(dòng)控制裝置92可以定位在任何適當(dāng)位置，以便控制排出氣體24流過導(dǎo)管34和渦輪增壓器26。在一個(gè)實(shí)施方式中，流動(dòng)控制裝置92定位在排氣歧管22與導(dǎo)管34之間的接口處。在一個(gè)實(shí)施方式中，流動(dòng)控制裝置92是閥，例如蝶閥或其他主動(dòng)閥。進(jìn)氣系統(tǒng)12可包括節(jié)氣門本體94以便控制空氣流入進(jìn)氣歧管18。在某些實(shí)施方式中，壓縮機(jī)旁通閥90在打開位置時(shí)允許進(jìn)氣空氣流繞過渦輪增壓器26，其中壓縮機(jī)旁通閥90可以是被動(dòng)類型的止回閥或主動(dòng)控制的閥(即，通過控制器60)。在一個(gè)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)旁通閥90的運(yùn)行與流動(dòng)控制閥92 (還被稱為“渦輪旁通閥”)同步，以便確保提供適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣裝載物20的流動(dòng)。取決于應(yīng)用，EGR系統(tǒng)80可以是低壓系統(tǒng)或高壓系統(tǒng)。
[0038]描繪的系統(tǒng)提供了分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10在較低速度運(yùn)行時(shí)的改進(jìn)的效率(即，燃料經(jīng)濟(jì)性和降低的微粒排放)。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，渦輪增壓器26大小設(shè)置成以較低速度運(yùn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，在相對(duì)較低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(例如，35%或更少)下，不需要渦輪增壓器26升壓，并且打開流動(dòng)控制裝置92。當(dāng)高于在較低速度運(yùn)行范圍中的閾值負(fù)載時(shí)，流動(dòng)控制裝置92閉合來使渦輪增壓器26起作用。另外，壓縮機(jī)旁通閥90閉合，以便將大體上所有空氣進(jìn)氣流21導(dǎo)向到渦輪增壓器26的壓縮機(jī)中。閉合的壓縮機(jī)旁通閥90允許對(duì)于提供到燃燒腔室的增加的空氣建立升壓的壓力，因此允許分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10高效地運(yùn)行。
[0039]圖2示出了分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)(例如分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)10)的實(shí)施方式的運(yùn)行的圖表。所述圖表將發(fā)動(dòng)機(jī)速度標(biāo)繪在X軸線200上且將發(fā)動(dòng)機(jī)的％負(fù)載標(biāo)繪在I軸線202上。所述％負(fù)載是發(fā)動(dòng)機(jī)可經(jīng)歷和提供的最大負(fù)載的百分比。所述％負(fù)載還可被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204低于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍206，其中，無論發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大小，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍206內(nèi)以自然吸氣模式運(yùn)行。定位在大約3000RPM處的線222將發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204與發(fā)動(dòng)機(jī)速度206的第二范圍劃分開。第一區(qū)域208由線222和閾值負(fù)載210限定。因此，對(duì)于在第二區(qū)域220中的任何發(fā)動(dòng)機(jī)％負(fù)載值，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以自然吸氣模式運(yùn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)以處于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度運(yùn)行時(shí)，具有小于閾值負(fù)載210的&%負(fù)載值的分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)處于自然吸氣或“不升壓”模式。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用稀薄的空氣-燃料混合物伴隨期望的量的再循環(huán)排出氣體以自然吸氣模式運(yùn)行時(shí)，閾值負(fù)載210是在選定發(fā)動(dòng)機(jī)速度(即，在第一發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍204內(nèi))的峰值或最大負(fù)載。在對(duì)于分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)啟用了 EGR的實(shí)施方式中，由于由過量空氣以及由再循環(huán)排出氣體的添加而稀釋的裝載物(稀薄)，閾值負(fù)載210的線具有大約為40%的低負(fù)載水平。在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)禁用了 EGR的實(shí)施方式中，由于代替排出氣體的空氣導(dǎo)致了更完全的燃燒，閾值負(fù)載的線將在與圖2所描繪的不同的％負(fù)載處。在沒有EGR的分層稀薄運(yùn)行的實(shí)施方式中，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)50%的閾值負(fù)載。在閾值負(fù)載210處提供的稀薄空氣-燃料混合物是這樣一種空氣-燃料混合物:其具有大體上最佳的空氣和燃料比率以便通過空氣和燃料的高效燃燒提供峰值發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，因此在增加的負(fù)載下提供高效性能。
[0040]第三區(qū)域212 (還被稱為“升壓最佳區(qū)域”)限定在第一發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍204內(nèi)，具有在閾值負(fù)載210與峰值負(fù)載或峰值升壓負(fù)載閾值214之間的％負(fù)載值。峰值升壓負(fù)載閾值214代表峰值％負(fù)載，所述峰值％負(fù)載是當(dāng)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)在維持稀薄空氣-燃料混合物時(shí)以升壓或渦輪增壓模式運(yùn)行時(shí)提供的。在某些實(shí)施方式中，對(duì)于峰值升壓負(fù)載閾值214和閾值負(fù)載210的稀薄空氣-燃料混合物(或比率)是大體上相同的?？諝馊剂媳嚷蔬€可取決于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施方式中，相對(duì)于稀薄性(即，燃料量是處于或低于稀薄空氣-燃料比率)，空氣-燃料混合物維持處于或低于對(duì)所有％負(fù)載值都低于峰值升壓負(fù)載閾值214的稀薄比率。對(duì)于具有渦輪增壓器的分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)可用的運(yùn)行范圍包括升壓最佳區(qū)域和不升壓區(qū)域，其中當(dāng)兩個(gè)流動(dòng)之間的比率維持在稀薄比率時(shí)，流入的燃料和空氣體積改變。因此，由于來自渦輪增壓器的升壓空氣進(jìn)氣所提供的第三區(qū)域212的擴(kuò)大運(yùn)行區(qū)域，稀薄空氣-燃料混合物被維持以便在更高的負(fù)載提供改進(jìn)的效率。區(qū)域216和218代表可提供高于峰值升壓214的％負(fù)載的運(yùn)行區(qū)域，所述區(qū)域216和218沒有維持稀薄空氣-燃料混合物(例如，比稀薄空氣-燃料混合物更濃)，因此提供了降低的效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)一步，區(qū)域216和218可代表超出渦輪增壓器流動(dòng)體積或速度限制的運(yùn)行區(qū)域，其中，在這種范圍中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成自然吸氣模式。
[0041]如圖2所示，升壓最佳區(qū)域(第三區(qū)域212)的形狀和大小可取決于渦輪增壓器的性質(zhì)。超出升壓最佳區(qū)域，例如在區(qū)域216和218中，如果燃燒系統(tǒng)可以持續(xù)以足夠高的熱效率和低排放運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)就能夠以分層裝載狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。備選地，發(fā)動(dòng)機(jī)可以切換成均質(zhì)運(yùn)行(即，非分層運(yùn)行)。在一個(gè)實(shí)施方式中，渦輪增壓器匹配低速度而不支持高速度發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流需求。在這種情形中，需要通過在高速度條件(即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍206)打開渦輪旁通閥并且允許分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以自然吸氣模式運(yùn)行來使渦輪增壓器停止運(yùn)行。當(dāng)在較高的％負(fù)載下的改進(jìn)的效率被應(yīng)用到具有減小尺寸的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可能期望具有聯(lián)接到分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少兩個(gè)渦輪增壓器。在具有兩個(gè)渦輪增壓器的實(shí)施方式中，第一渦輪增壓器匹配分層裝載運(yùn)行(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204)并且第二渦輪增壓器匹配剩余的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行范圍(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍206)。
[0042]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述圖表示出了當(dāng)在較低速度以渦輪增壓模式運(yùn)行時(shí)與在較低速度以自然吸氣模式運(yùn)行時(shí)相比的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率的差值。具體地，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204內(nèi)并且處于自然吸氣模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以僅在區(qū)域208內(nèi)以高效空氣-燃料混合物高效地運(yùn)行，所述高效空氣-燃料混合物處于或低于在閾值負(fù)載210下稀薄空氣-燃料混合物中提供的燃料。在高于閾值負(fù)載210的負(fù)載以自然吸氣模式運(yùn)行將比在閾值負(fù)載210處的期望的稀薄的空氣-燃料混合更濃，并且因此效率不高。與此相反，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍204內(nèi)并且渦輪增壓模式可用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以在區(qū)域208內(nèi)(在自然吸氣模式中)和區(qū)域212內(nèi)(在渦輪增壓模式中)以高效空氣-燃料混合物高效地運(yùn)行，所述高效空氣-燃料混合物處于或低于稀薄空氣-燃料混合物中提供的燃料。因此，渦輪增壓模式在區(qū)域212內(nèi)提供改善的運(yùn)行范圍，所述區(qū)域212具有改進(jìn)的效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0043]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式用于為分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓來在較高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下提供改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性的示例性方法和系統(tǒng)的流程圖300。所述方法300可以通過控制器以及聯(lián)接到所述控制器和/或由所述控制器控制的裝置(例如，流動(dòng)控制裝置、傳感器、噴射器、額外的控制器等)來執(zhí)行。由示例性流程圖300代表的方法在方框302處開始。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)而啟動(dòng)。在方框304處，確定了分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，其中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于第一范圍(“低速范圍”)，過程推進(jìn)至方框306。如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍處于第二范圍(“高速度范圍”)，過程前進(jìn)至方框308。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍是低發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍并且第二發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍相對(duì)于所述第一范圍是高發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍，其中，所述第一和第二范圍構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)速度范圍。
[0044]在方框306處,確定分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載,在該處,將所述負(fù)載與閾值負(fù)載相比較。如果所述負(fù)載小于閾值負(fù)載，過程前進(jìn)至方框308。在方框308處，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以自然吸氣模式運(yùn)行，在該處，由于排出氣體到渦輪增壓器的流動(dòng)降低或停止，聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器大體上不運(yùn)行。返回到示圖，在方框314處，流動(dòng)控制裝置移動(dòng)到打開位置，以便基于自然吸氣模式的運(yùn)行大體上限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中。進(jìn)入渦輪增壓器中的排出氣體的流動(dòng)降低或受限導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)用稀薄的空氣-燃料混合物運(yùn)行高達(dá)閾值負(fù)載值，以便當(dāng)在第一較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供在較低負(fù)載(相對(duì)于閾值負(fù)載)的期望的燃料經(jīng)濟(jì)性。如上面所述的，與渦輪增壓器中移動(dòng)渦輪葉片的流動(dòng)路徑相比較，進(jìn)入渦輪增壓器中的排出氣體的流量降低是由于由通過流動(dòng)控制裝置到排出導(dǎo)管的流所提供的較小阻力的路徑所導(dǎo)致。如果方框306處確定的負(fù)載大于閾值負(fù)載，過程前進(jìn)至方框310。在方框310處，分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以渦輪增壓模式運(yùn)行，以便當(dāng)在第二、較高發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍運(yùn)行內(nèi)時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供在較高負(fù)載(相對(duì)于閾值負(fù)載)的改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性。相應(yīng)地，在方框312處，流動(dòng)控制裝置移動(dòng)到閉合位置以便基于渦輪增壓模式的運(yùn)行將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到渦輪增壓器中。進(jìn)入排出導(dǎo)管中的排出氣體的流動(dòng)以及進(jìn)入渦輪增壓器中的排出氣體的流動(dòng)受限或停止，導(dǎo)致從渦輪增壓器壓縮機(jī)提供到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒腔室的空氣量增加?？諝膺M(jìn)氣的增加量(其也可在增加的壓力(相對(duì)于自然吸氣模式)下提供)允許提供到燃燒腔室的燃料量增加，而同時(shí)維持稀薄的空氣-燃料混合物，其中增加量的空氣和燃料允許發(fā)動(dòng)機(jī)高于閾值負(fù)載值運(yùn)行，因此為分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)在增加的負(fù)載范圍下提供改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0045]雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明做出各種改變并且可用等同元件來代替本發(fā)明的元件。另外，在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可做出多種更改以使本發(fā)明的教導(dǎo)適應(yīng)特定情況或材料。因此，本發(fā)明將不局限于所公開的特定實(shí)施方式，相反，本發(fā)明將包括落入本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),包括: 在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋中的燃燒腔室； 與所述燃燒腔室流體連通的排出氣體導(dǎo)管； 與所述燃燒腔室流體連通的渦輪增壓器； 流動(dòng)控制裝置，其中所述流動(dòng)控制裝置的位置控制排出氣體從所述燃燒腔室到所述渦輪增壓器和到所述排出氣體導(dǎo)管的流動(dòng)；以及 聯(lián)接到所述流動(dòng)控制裝置的控制器，所述控制器具有第一模式和第二模式，所述第一模式基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的自然吸氣模式中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載，所述第二模式基于:發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于所述閾值負(fù)載、或發(fā)動(dòng)機(jī)以比發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍更大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍運(yùn)行中的一個(gè)，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述排出氣體導(dǎo)管，其中，對(duì)于增加的燃料進(jìn)氣，所述渦輪增壓器提供增加量的空氣到所述燃燒腔室以便當(dāng)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍時(shí)高于閾值負(fù)載而維持稀薄的空氣-燃料混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述排出氣體導(dǎo)管聯(lián)接到排氣歧管，而流動(dòng)控制裝置定位在所述排氣歧管或排出氣體導(dǎo)管中的至少一個(gè)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括所述氣缸蓋中的多個(gè)燃燒腔室，所述多個(gè)燃燒腔室與所述排出氣體導(dǎo)管和 所述渦輪增壓器流體連通。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)基于所述控制器將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述排出氣體導(dǎo)管以及將減少量的排出氣體導(dǎo)向到所述渦輪增壓器，而在所述第二模式中自然吸氣地運(yùn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括與下述項(xiàng)中的每項(xiàng)流體連通的排出氣體再循環(huán)裝置:用于所述燃燒腔室的排出氣體導(dǎo)管流動(dòng)控制裝置以及空氣進(jìn)氣裝載導(dǎo)管。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，具有基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍運(yùn)行，而引起所述流動(dòng)控制裝置將排出氣體的流動(dòng)導(dǎo)向到所述渦輪增壓器的所述第一模式的所述控制器，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載大于閾值負(fù)載并且小于峰值升壓負(fù)載閾值、以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第一范圍的第一模式。
7.一種用于對(duì)分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓的方法，所述方法包括: 基于所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載，以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍，而以渦輪增壓模式使排出氣體從所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)到渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的在自然吸氣模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載； 基于所述渦輪增壓器接納排出氣體，在處于渦輪增壓模式時(shí)由渦輪增壓器提供增加量的空氣到在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室，所述增加量的空氣對(duì)于提供到所述燃燒腔室的增加量的燃料而實(shí)際上維持了稀薄的空氣-燃料混合物；以及 基于下列項(xiàng)中的至少一個(gè)來在自然吸氣模式中限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中:所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載，或者所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍中，所述第二范圍大于所述第一范圍。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，限制排出氣體的流動(dòng)包括通過流動(dòng)控制裝置限制排出氣體的流動(dòng)，所述流動(dòng)控制裝置定位在與燃燒腔室流體連通的排氣歧管或排出氣體導(dǎo)管中的至少一個(gè)之中。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，提供增加量的空氣到燃燒腔室包括:提供增加量的空氣到所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)燃燒腔室。
10.一種分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括在分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室、與所述燃燒腔室流體連通的渦輪增壓器、以及配置成執(zhí)行渦輪增壓方法的控制器，所述渦輪增壓方法包括: 基于所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有大于閾值負(fù)載的負(fù)載，以及所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述第一范圍，而使排出氣體從所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)到渦輪增壓器，所述閾值負(fù)載包括對(duì)于使用稀薄的空氣-燃料混合物的在自然吸氣模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的峰值負(fù)載； 基于所述渦輪增壓器接納排出氣體，由渦輪增壓器提供增加量的空氣到在所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒腔室，所述增加量的空氣對(duì)于提供到所述燃燒腔室的增加量的燃料而實(shí)際上維持了稀薄的空氣-燃料混合物；以及 基于下列項(xiàng)中的至少一個(gè)來限制排出氣體流動(dòng)到渦輪增壓器中:所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)具有小于閾值負(fù)載的負(fù)載，或者所述分層裝載的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的第二范圍中，所述第二范圍大于所述第一范圍。
【文檔編號(hào)】F02B17/00GK104047702SQ201410094311
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】K-J.吳 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司