內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。該進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門和切斷閥，進(jìn)氣歧管被流體連接至汽缸，進(jìn)氣門被耦接至汽缸，進(jìn)氣門具有縱向延伸通過氣門桿的一部分的空氣供應(yīng)管道，并且具有通向進(jìn)氣歧管的出口和被流體連接至供應(yīng)管路的入口，供應(yīng)管路在壓縮機(jī)下游和節(jié)氣門上游被流體連接至進(jìn)氣通道，切斷閥被設(shè)置在供應(yīng)管路中，被配置為調(diào)整流過供應(yīng)管路的氣流。
【專利說明】?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月19日提交的德國專利申請(qǐng)102013218773.2的優(yōu)先權(quán)，其整個(gè)內(nèi)容出于所有目的通過引用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及用于引導(dǎo)氣體通過氣門桿中的通道的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)使用進(jìn)氣系統(tǒng)來向發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸提供進(jìn)氣?？赡芷谕纳破字械倪M(jìn)氣與燃料的混合，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的增加和發(fā)動(dòng)機(jī)排放的減少。具體地，可以產(chǎn)生進(jìn)氣的湍流流動(dòng)，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸中的混合。然而，在進(jìn)氣系統(tǒng)中產(chǎn)生湍流增加了進(jìn)氣系統(tǒng)中的損耗，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，并且破壞前面提到的增加效率的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)封裝限制也會(huì)影響汽缸中的進(jìn)氣與燃料的混合改善的流動(dòng)方式的產(chǎn)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，在一種方法中，為了克服至少一些上面提到的問題，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。該進(jìn)氣系統(tǒng)可以包括:進(jìn)氣歧管，其被流體連接至汽缸；進(jìn)氣門，其被耦接至汽缸，進(jìn)氣門具有縱向延伸通過氣門桿的一部分的空氣供應(yīng)管道，并且具有通向進(jìn)氣歧管的出口和被流體連接至供應(yīng)管路的入口，供應(yīng)管路在壓縮機(jī)下游且在節(jié)氣門上游被流體連接至進(jìn)氣通道；以及切斷閥，其被設(shè)置在供應(yīng)管路中，被配置為調(diào)整流過供應(yīng)管路的氣流。以此方式，使進(jìn)氣流過氣門桿，進(jìn)氣與流過進(jìn)氣歧管的空氣混合，以便就在空氣進(jìn)入汽缸之前在進(jìn)氣流中產(chǎn)生湍流(例如，渦流)。結(jié)果，由于進(jìn)氣流的會(huì)聚位置鄰近汽缸的進(jìn)氣口，因此燃燒效率增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)排放減少，同時(shí)進(jìn)氣系統(tǒng)中的損失并未顯著增加。
[0006]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖參照以下【具體實(shí)施方式】時(shí)，本說明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將是顯而易見的。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍被緊隨【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。另外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。此外，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述問題，并不認(rèn)為其是眾所周知的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
[0009]圖2示出了包含延伸通過氣門桿的空氣供應(yīng)通道的示例性進(jìn)氣門；
[0010]圖3示出了用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法；
[0011]圖4示出了描繪用于打開切斷閥的方法的流程圖；以及
[0012]圖5示出了描繪用于確定切斷閥打開時(shí)的狀況的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]本文描述了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括至少一個(gè)汽缸蓋以及至少一個(gè)汽缸，所述至少一個(gè)汽缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣口和氣門組件，進(jìn)氣口流體連接至進(jìn)氣系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生增壓空氣，氣門組件包含用于每個(gè)進(jìn)氣口的提升氣門，并且包含用于致動(dòng)至少一個(gè)提升氣門的氣門致動(dòng)裝置，該氣門致動(dòng)裝置包含至少一個(gè)頂置凸輪軸與至少一個(gè)凸輪，其中每個(gè)提升氣門具有氣門桿，在其面向汽缸的那一端上布置有對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣口的氣門頭，而另一端面向氣門致動(dòng)裝置，氣門桿被安裝為以便可在襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置中以平移的方式移動(dòng)位置，使得當(dāng)氣門被致動(dòng)時(shí)以及在凸輪軸的旋轉(zhuǎn)期間，氣門沿其縱向軸線的方向在氣門關(guān)閉位置與氣門打開位置之間執(zhí)行擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)，以便打開以及關(guān)閉進(jìn)氣口。
[0014]此外，本文描述了一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。上述類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以例如被用作機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)裝置。在本說明書的背景下，表述“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”包含柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)以及混合動(dòng)力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(即，利用混合燃燒過程運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或具有能夠以驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方式連接并從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)吸收動(dòng)力或輸出額外動(dòng)力的電機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))。
[0015]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括汽缸體和至少一個(gè)汽缸蓋，汽缸體和汽缸蓋被相互連接以形成汽缸(即燃燒室)，為了此目的，可以在汽缸蓋和汽缸體中提供孔。汽缸蓋可以起到容納期望用于充氣交換的氣門組件的作用。在充氣交換的過程中，燃燒氣體通過排氣管路的排放可以經(jīng)由至少一個(gè)出氣口而發(fā)生，并且經(jīng)由進(jìn)氣管路的增壓空氣的供給經(jīng)由汽缸的至少一個(gè)進(jìn)氣口而發(fā)生。這里，至少一個(gè)進(jìn)氣管路或至少一個(gè)排氣管路的至少一些部分被集成在汽缸蓋中。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在四行程發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了控制充氣交換，基本上專門使用提升氣門，該提升氣門可沿著其縱向軸線在氣門關(guān)閉位置和氣門打開位置之間移動(dòng)，并且在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，該提升氣門執(zhí)行擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)以便打開以及關(guān)閉進(jìn)氣口和出氣口。
[0016]致動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括氣門)被稱為氣門組件。這里，在一個(gè)示例中，氣門組件可以被配置為在期望的時(shí)刻打開以及關(guān)閉汽缸的進(jìn)氣口和出氣口，其中追求大的過流截面的快速打開，以便保持流入與流出氣流的節(jié)流損耗低，并且提供改善的汽缸充氣和燃燒氣體的有效(例如，完全)排放。
[0017]為了致動(dòng)氣門，首先提供氣門彈簧，以便沿氣門關(guān)閉位置的方向預(yù)加載氣門，其次提供氣門致動(dòng)裝置，以便逆著所述氣門彈簧的預(yù)加載力打開氣門。
[0018]氣門致動(dòng)裝置可以包括帶有用于每個(gè)氣門的凸輪的至少一個(gè)凸輪軸和用于每個(gè)氣門的至少一個(gè)凸輪從動(dòng)元件，每個(gè)凸輪從動(dòng)元件可以被布置在凸輪軸與關(guān)聯(lián)的氣門之間的力流中
[0019]在本說明書的背景下，氣門致動(dòng)裝置的中間元件(即，位于(即被布置)在凸輪與氣門之間的力流中的氣門組件部件)可以被稱為凸輪從動(dòng)元件，即在所述表達(dá)下被概括。
[0020]在一個(gè)示例中，對(duì)于進(jìn)氣門和排氣門，在每個(gè)情況下都可以提供一個(gè)凸輪軸，凸輪軸可以被設(shè)定為例如經(jīng)由牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而被曲軸旋轉(zhuǎn)，使得凸輪軸和與之一起的凸輪以曲軸的旋轉(zhuǎn)速度的一半旋轉(zhuǎn)。這里，可以在下置凸輪軸與頂置凸輪軸之間進(jìn)行區(qū)別，其中這些稱號(hào)的參考點(diǎn)是汽缸體與汽缸蓋之間的分離面。
[0021]頂置凸輪軸可以用于致動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的頂置氣門。頂置凸輪軸可以被汽缸蓋容納，為了此目的，可以提供支承或支承體。
[0022]以上陳述表明，汽缸蓋的構(gòu)造可以由用于充氣交換的元件或部件共同確定或影響，其中首先期望提供充氣交換管道，具體是用于增壓空氣或新鮮混合氣的供給的進(jìn)氣管路和用于燃燒氣體的排放的排氣管路，其次可以提供氣門組件用于控制充氣交換，該氣門組件包含氣門和氣門致動(dòng)裝置。
[0023]這里，特別考慮到，元件或部件不能以任意方式布置在汽缸蓋中或其上，并且可以在特別是充氣交換管道中提供特意選擇的進(jìn)氣口和出氣口的布置和設(shè)計(jì)。具體地，特別是在直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，入口管道(即進(jìn)氣管路)的幾何形狀會(huì)對(duì)充氣運(yùn)動(dòng)有顯著影響，并且因此對(duì)混合氣形成有顯著影響。
[0024]例如，所謂的滾流(tumble)或渦流的產(chǎn)生能夠加速并幫助混合氣形成。相比于構(gòu)成其軸線平行于活塞或汽缸縱向軸線行進(jìn)的空氣漩渦的渦流，滾流是關(guān)于平行于曲軸的縱向軸線行進(jìn)的假想軸線的空氣漩渦。
[0025]關(guān)于汽缸蓋中以及其上的安裝空間有限的問題被以下事實(shí)加劇，即內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的概念可以為每個(gè)汽缸提供四個(gè)或五個(gè)氣門，提供對(duì)應(yīng)數(shù)量的汽缸開口和充氣交換管道。
[0026]在應(yīng)用點(diǎn)火的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，可能期望點(diǎn)火器和另外的噴射裝置(特別是在直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下)被布置在汽缸蓋中。為了這個(gè)目的，可能期望不只是提供期望的安裝空間。實(shí)際上，為了增加混合氣形成和燃燒過程，可能尋求實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火器和燃燒室中的噴射裝置以及相對(duì)于彼此的特定布置。
[0027]因此，在直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，逆著滾流引導(dǎo)的噴射射流是期望的，以實(shí)現(xiàn)遍及整個(gè)燃燒室的廣泛的燃料分布。因此，可以提供噴射噴嘴的對(duì)應(yīng)設(shè)置。此外，氣門、點(diǎn)火器和/或噴射器會(huì)容易實(shí)現(xiàn)裝配目的。
[0028]如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有液體式冷卻裝置，多個(gè)冷卻液管道可以被提供在汽缸蓋中，該冷卻液管道引導(dǎo)冷卻液通過汽缸蓋。冷卻液管道的布置會(huì)導(dǎo)致汽缸蓋構(gòu)造的極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這里，由于冷卻液管道的提供，承受機(jī)械與熱負(fù)荷的汽缸蓋會(huì)在其強(qiáng)度方面被削弱。其次，熱可以不首先被引導(dǎo)至汽缸蓋表面以進(jìn)行消散，空氣式冷卻裝置也是如此。由于液體的熱容量比空氣顯著更高，通過液體式冷卻裝置可以消散更大量的熱，出于此原因，實(shí)際中，液體式冷卻比空氣式冷卻具有顯著更大的關(guān)聯(lián)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷增加。
[0029]以上討論的源于各部件及其功能的各個(gè)要求彼此相互作用，使得例如與混合氣形成和充氣交換有關(guān)的入口管道的增加不能以期望的方式被實(shí)現(xiàn)。然而，即使入口管道的幾何形狀可以針對(duì)充氣運(yùn)動(dòng)和/或混合氣形成進(jìn)行配置，或期望地進(jìn)行配置，與充氣交換有關(guān)的缺點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)。這里必須考慮到，為了產(chǎn)生滾流或渦流，入口管道裝有或形成有流動(dòng)引導(dǎo)元件(例如，裝有或形成有流動(dòng)引導(dǎo)表面)，流動(dòng)引導(dǎo)元件不僅產(chǎn)生期望的充氣運(yùn)動(dòng)，而且導(dǎo)致吸入的增壓空氣或吸入的新鮮混合氣的壓力損失，因?yàn)閺牧鲃?dòng)方面來看，流動(dòng)引導(dǎo)元件構(gòu)成阻力，該阻力使增壓氣流轉(zhuǎn)向并且強(qiáng)制地引導(dǎo)增壓氣流，因此防止不期望的經(jīng)過進(jìn)氣管路的流動(dòng)。
[0030]與滾流或渦流的產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的壓力損失導(dǎo)致汽缸的充氣的削弱，即汽缸新鮮充氣減少。如同處于部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流損失，壓力損失在熱動(dòng)力學(xué)方面是不利的。
[0031]本說明的目的是提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)提供進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸的進(jìn)氣的瑞流與混合。
[0032]還提供了一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以提供進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸的進(jìn)氣的湍流與混合的方法。
[0033]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括:至少一個(gè)汽缸蓋；以及至少一個(gè)汽缸，至少一個(gè)汽缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣口和氣門組件，至少一個(gè)進(jìn)氣口用于經(jīng)由進(jìn)氣系統(tǒng)饋送增壓空氣，氣門組件包括用于每個(gè)進(jìn)氣口的提升氣門，并且包括用于致動(dòng)至少一個(gè)提升氣門的氣門致動(dòng)裝置，該氣門致動(dòng)裝置包括至少一個(gè)頂置凸輪軸與至少一個(gè)凸輪，其中每個(gè)提升氣門具有氣門桿，在其面向汽缸的那一端上布置有對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣口的氣門頭，而另一端面向氣門致動(dòng)裝置，氣門桿被安裝為以便可在襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置中以平移的方式位移，使得當(dāng)氣門被致動(dòng)時(shí)以及在凸輪軸的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，氣門沿其縱向軸線的方向在氣門關(guān)閉位置與氣門打開位置之間執(zhí)行擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)，以便打開以及關(guān)閉進(jìn)氣口 ；并且其中在至少一個(gè)氣門的氣門桿中，提供有空氣供應(yīng)管道，空氣供應(yīng)管道在主區(qū)段中沿著氣門的縱向軸線延伸，其中，在空氣供應(yīng)管道的汽缸側(cè)端，至少一個(gè)直線區(qū)段從氣門分叉并且顯露出來(emerge)，并且空氣供應(yīng)管道朝向遠(yuǎn)離汽缸的那一端經(jīng)由管路被流體地連接至進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0034]在一個(gè)示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在入口側(cè)包括被配置為使增壓空氣能夠被引入空氣供應(yīng)管道的至少一個(gè)管路?？諝夤?yīng)管道本身被提供在氣門的氣門桿中，并且用于進(jìn)氣管路中的湍流的產(chǎn)生(即，充氣運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生)。為了這個(gè)目的，空氣供應(yīng)管道中的至少一個(gè)區(qū)段在汽缸側(cè)從空氣供應(yīng)管道的主區(qū)段分叉，并且從氣門或氣門桿顯露出來。在上游，朝向遠(yuǎn)離汽缸的那一端，即朝向面向氣門致動(dòng)裝置的那一端，空氣供應(yīng)管道經(jīng)由在前文中提到的管路被連接到或能夠被連接到進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0035]在另一示例中，單獨(dú)的管道可以用于產(chǎn)生充氣運(yùn)動(dòng)，使得入口管道不再需要執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，并且能夠關(guān)于增壓空氣或新鮮混合氣的基本不受阻礙的供給以損失減少方式(例如，沒有壓力損失)進(jìn)行配置和設(shè)計(jì)。
[0036]在一個(gè)示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以被配置為使通過氣流管道和進(jìn)氣管路的氣流的混合能夠得以增加。
[0037]提升氣門可以用于容納空氣供應(yīng)管道，因?yàn)樘嵘龤忾T的桿沿著氣門的縱向軸線直線地延伸，并且因此有利地提供容納或形成同樣直線的空氣供應(yīng)管道的可能性。
[0038]在一個(gè)示例中，頂置凸輪軸可以被提供在發(fā)動(dòng)機(jī)中。頂置凸輪軸可以是有利的，因?yàn)橛捎谕茥U的省略，氣門組件的移動(dòng)質(zhì)量減小，并且使氣門組件更剛性，即較少彈性。在一個(gè)示例中，用于至少一個(gè)進(jìn)氣門的進(jìn)氣凸輪軸和用于至少一個(gè)排氣門的排氣凸輪軸被提供在發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0039]在另一示例中，至少兩個(gè)區(qū)段從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣供應(yīng)管道的主區(qū)段分叉。于是，根據(jù)氣門的對(duì)稱形式提供并設(shè)計(jì)在進(jìn)氣管路中產(chǎn)生湍流的管道是可能的。
[0040]在另一示例中，從空氣供應(yīng)管道的主區(qū)段分叉的空氣供應(yīng)管道的區(qū)段在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中可以是直線形式。至少一個(gè)管道的直線設(shè)計(jì)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，該類型的管道能夠以簡(jiǎn)單的方式(例如，通過鉆孔)被形成到氣門或氣門桿內(nèi)，由此簡(jiǎn)化生產(chǎn)。其次，從管道出來的空氣射流可以具有施加到管道的高水平推動(dòng)力，這有助于以特別有利的方式產(chǎn)生湍流。
[0041]在另一示例中，從空氣供應(yīng)管道的主區(qū)段分叉的空氣供應(yīng)管道的區(qū)段可以被定向?yàn)槌驓忾T頭，使得管道在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中與氣門的縱向軸線形成銳角。在管道中以及在沿著氣門的縱向軸線行進(jìn)的空氣供應(yīng)管道中，該角可以從各自當(dāng)前的流動(dòng)方向開始限定。在這種情況下，基本上不逆著進(jìn)氣管道中的氣流引導(dǎo)從至少一個(gè)管道出來的空氣射流。
[0042]至少一個(gè)管道可以在氣門桿的區(qū)域中以及在氣門頭的區(qū)域中從空氣供應(yīng)管道分叉和/或從氣門顯露出來。關(guān)于正討論類型的管道與氣門的縱向軸線的形成銳角的實(shí)施例，對(duì)于在氣門桿的區(qū)域中從空氣供應(yīng)管道的主區(qū)段分叉并且從氣門顯露出來的空氣供應(yīng)管道的區(qū)段是特別有利的。管道于是可以被設(shè)計(jì)且被布置為使得管道的實(shí)際突出行進(jìn)經(jīng)過氣門頭。
[0043]以下內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，在其中從空氣供應(yīng)管道分叉的至少一個(gè)管道被定向?yàn)檫h(yuǎn)離氣門頭，使得管道與氣門的縱向軸線形成鈍角。已經(jīng)在上面闡述的內(nèi)容應(yīng)用于該角。在這種情況下，基本上逆著進(jìn)氣管道中的氣流引導(dǎo)從至少一個(gè)管道出來的空氣射流，由此以特別有利的方式幫助湍流的產(chǎn)生。
[0044]在一個(gè)示例中，至少一個(gè)區(qū)段可以在氣門桿的區(qū)域中以及在氣門頭的區(qū)域中從空氣供應(yīng)管道分叉和/或從氣門顯露出來。關(guān)于正討論類型的管道與氣門的縱向軸線的形成鈍角的實(shí)施例，從強(qiáng)度方面來看，至少一個(gè)區(qū)段在氣門頭的區(qū)域中從主區(qū)段分叉并且在氣門桿或氣門頭的區(qū)域中從氣門顯露出來是有利的。
[0045]在另一示例中，切斷元件被提供在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的管路中。切斷元件用于激活充氣運(yùn)動(dòng)，即用于打開管路并向空氣供應(yīng)管道供應(yīng)來自進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓空氣。以此方式，允許以下事實(shí)，即在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)可能不期望充氣運(yùn)動(dòng)。此外，通過切斷元件，能夠控制(即計(jì)量)經(jīng)由管路引入空氣供應(yīng)管道的增壓空氣流速，并且還能夠調(diào)整從空氣供應(yīng)管道出來的空氣射流的推動(dòng)力。
[0046]在另一示例中，節(jié)流擋板被布置在進(jìn)氣系統(tǒng)中，并且管路在節(jié)流擋板的上游從進(jìn)氣系統(tǒng)分叉。在一個(gè)示例中，節(jié)流擋板可以是節(jié)氣門。
[0047]對(duì)于進(jìn)氣系統(tǒng)中的節(jié)流擋板的布置會(huì)存在各種原因。在奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，節(jié)流擋板可以用于數(shù)量調(diào)節(jié)的目的。通過調(diào)整被提供在進(jìn)氣系統(tǒng)中的節(jié)流擋板，節(jié)流擋板下游的吸入的空氣的壓力能夠被減小更大或更小程度。越進(jìn)一步關(guān)閉節(jié)流擋板，即擋板越阻擋進(jìn)氣系統(tǒng)，吸入的空氣在節(jié)流擋板兩端的壓力損失越高，并且在節(jié)流擋板下游和到汽缸內(nèi)的入口上游的吸入的空氣的壓力越低。對(duì)于恒定的燃燒室體積，以此方式通過吸入的空氣的壓力設(shè)定空氣質(zhì)量(即數(shù)量)是可能的。
[0048]然而，在一個(gè)示例中，節(jié)流擋板在進(jìn)氣系統(tǒng)中的布置在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下也可以是有利的，例如以便節(jié)流或切斷空氣的供給。
[0049]如果節(jié)流擋板被布置在進(jìn)氣系統(tǒng)中，則管路可以在節(jié)流擋板的上游從進(jìn)氣系統(tǒng)分叉，因?yàn)楣?jié)流擋板兩端的壓力梯度可以被用作經(jīng)由管路引導(dǎo)的增壓空氣的輸送的驅(qū)動(dòng)力。在進(jìn)氣系統(tǒng)中的節(jié)流擋板的上游占優(yōu)勢(shì)的壓力在管路的入口處占優(yōu)勢(shì)，但在管路的末端處或在將要被提供供應(yīng)的空氣供應(yīng)管道的末端處占優(yōu)勢(shì)的壓力可以與在節(jié)流擋板的下游占優(yōu)勢(shì)的壓力近似相同。
[0050]在另一示例中，過濾器被布置在進(jìn)氣系統(tǒng)中，并且管路在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的過濾器的上游從進(jìn)氣系統(tǒng)分叉。吸入的增壓空氣可以被供給到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣過濾器室，在空氣過濾器室中空氣流過過濾器以便被凈化。吸入且凈化的增壓空氣隨后流過進(jìn)氣系統(tǒng)，并且在增壓空氣流入各個(gè)汽缸之前可能地經(jīng)過空氣質(zhì)量傳感器和節(jié)流擋板。
[0051]在一個(gè)示例中，襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置可以具有至少一個(gè)通道，其中管路至少可經(jīng)由所述至少一個(gè)通道連接至空氣供應(yīng)管道。
[0052]當(dāng)被旋轉(zhuǎn)的凸輪軸致動(dòng)時(shí)，如果氣門與后者氣門桿一起沿著縱向軸線僅執(zhí)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)并且特別是不圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，則可以在靜止的氣門桿導(dǎo)向裝置中提供單個(gè)通道，以便經(jīng)由這個(gè)通道向空氣供應(yīng)管道提供來自管路或來自進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓空氣。這里，連接管道被提供在氣門桿中，該連接管道將空氣供應(yīng)管道連接至通道。
[0053]然而，當(dāng)氣門被旋轉(zhuǎn)的凸輪軸致動(dòng)時(shí)，氣門可能旋轉(zhuǎn)。原因如下。如果挺桿被使用，則該挺桿被安裝在提升氣門的面向氣門致動(dòng)裝置的那一端上，使得在凸輪與挺桿接合并且凸輪通過其凸輪外殼表面在挺桿的表面上沿著接觸線滑動(dòng)的情況下，挺桿參與氣門的擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)。為了有助于滑動(dòng)并減少(例如，最小化)兩個(gè)部件的磨損，向凸輪與挺桿之間的接觸區(qū)域供應(yīng)潤滑油。不僅對(duì)于所述部件的使用壽命而且特別對(duì)于氣門組件的功能性，凸輪和挺桿的磨損都是不利的，因?yàn)椴牧夏ノg可能對(duì)氣門間隙、氣門升程和控制正時(shí)有影響。為了削弱挺桿和凸輪的磨損，凸輪和挺桿可以相對(duì)于彼此布置，使得垂直于凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線行進(jìn)的凸輪的中心平面被布置為相對(duì)于挺桿的縱向軸線偏移某一偏心距。所述偏心距具有以下作用，當(dāng)凸輪通過其凸輪外殼表面沿著接觸線與挺桿接合時(shí)挺桿圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
[0054]出于上述原因，可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置被形成為兩個(gè)部分，其中兩個(gè)氣門桿導(dǎo)向裝置部分被布置為相互間隔開，使得形成圍繞氣門桿行進(jìn)的環(huán)形管道，其中管路通向環(huán)形管道。
[0055]當(dāng)被旋轉(zhuǎn)的凸輪軸致動(dòng)時(shí)，如果氣門與后者氣門桿一起圍繞氣門的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，則環(huán)形管道使空氣供應(yīng)管道能夠被布置在共同旋轉(zhuǎn)的氣門桿中，并且經(jīng)由同樣提供在氣門桿中的連接管道被永久地(即沒有中斷)連接至管路，并且經(jīng)由環(huán)形管道被連接至進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0056]環(huán)形管道可以基本上也被布置在氣門桿中。于是可能不期望氣門桿導(dǎo)向裝置被形成為兩個(gè)部分。相反，可以提供如上所述的帶有單個(gè)通道的單件式氣門桿導(dǎo)向裝置，用于經(jīng)由環(huán)形管道和所述一個(gè)通道向空氣供應(yīng)管道供應(yīng)來自管路或來自進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓空氣。然而，與氣門桿的強(qiáng)度有關(guān)的問題會(huì)出現(xiàn)，出于此原因，環(huán)形管道可以被形成在氣門桿導(dǎo)向裝置內(nèi)。這里，還提供了這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中氣門桿導(dǎo)向裝置可以以單件形式形成，并且環(huán)形管道位于內(nèi)壁的外殼表面中。在一個(gè)示例中，于是可能額外地期望提供將環(huán)形管道連接至管路的通道。在氣門桿側(cè)，被提供在氣門桿中的連接管道將環(huán)形管道連接至空氣供應(yīng)管道。
[0057]可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中每個(gè)氣門裝有氣門彈簧，氣門彈簧沿氣門關(guān)閉位置的方向預(yù)加載氣門。這里，可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中氣門彈簧是螺旋彈簧。
[0058]可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中為每個(gè)氣門提供至少一個(gè)凸輪從動(dòng)元件，其中每個(gè)凸輪從動(dòng)元件被布置在凸輪軸與關(guān)聯(lián)的氣門之間的力流中。
[0059]在此背景下，可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中用于每個(gè)氣門的至少一個(gè)凸輪從動(dòng)元件是挺桿。例如，挺桿可以以簡(jiǎn)單的形式被實(shí)施為可液壓致動(dòng)的凸輪從動(dòng)元件，凸輪從動(dòng)元件被充滿油壓以便當(dāng)其位于力流中時(shí)激活的挺桿將力從凸輪傳遞到氣門，或者凸輪從動(dòng)元件與油壓分開以便在停用狀態(tài)下減少(例如，阻止)力從凸輪到氣門的傳遞。
[0060]至少一個(gè)凸輪從動(dòng)元件還可以是搖臂或擺動(dòng)杠桿。通過杠桿的使用，可以提供足夠的安裝空間用于氣門組件在汽缸蓋中的布置。
[0061]可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中通風(fēng)管路通向進(jìn)氣系統(tǒng)。為了看消散曲軸箱中的壓力，可以提供通風(fēng)管路用于曲軸箱的通風(fēng)。這個(gè)措施的背景是，一些燃燒氣體或燃燒空氣從汽缸中出來進(jìn)入曲軸箱并且在其中產(chǎn)生壓力增加。除了這種所謂的漏氣(blow-by)外,一些噴射的燃料也進(jìn)入曲軸箱。
[0062]位于曲軸箱中的一些機(jī)油可以以細(xì)油霧的形式與位于曲軸箱中的氣體混合，出于此原因，從曲軸箱抽取的通風(fēng)流被機(jī)油污染，并且可以向機(jī)油分離器供應(yīng)。分離后的機(jī)油可以被返回到曲軸箱內(nèi)，而凈化的通風(fēng)流可以向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)供應(yīng)，以便與額外的增壓空氣一起供給到汽缸，并參與燃燒。由于通風(fēng)流被燃燒氣體和可能的小機(jī)油顆粒污染，因此可能不期望通風(fēng)流被弓I入環(huán)境。
[0063]可以提供這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中通風(fēng)管路在管路從進(jìn)氣系統(tǒng)分叉的點(diǎn)的上游通向進(jìn)氣系統(tǒng)。通風(fēng)流的一部分然后與增壓空氣一起流過管路、通道和/或環(huán)形管道以及空氣供應(yīng)管道，其中通風(fēng)流中含有的機(jī)油顆粒潤滑氣門桿導(dǎo)向裝置。如果期望，省掉通過氣門致動(dòng)裝置潤滑氣門桿導(dǎo)向裝置是可能的。
[0064]具體地，在一個(gè)示例中，為了潤滑的目的，可以向氣門組件供應(yīng)機(jī)油，出于此目的，用于氣門組件的潤滑的供應(yīng)孔被提供在汽缸蓋中，使得機(jī)油通常是可用的，并且所述機(jī)油還可以用于氣門桿導(dǎo)向裝置的潤滑。在此示例中，在重力的作用下，機(jī)油可以從氣門組件輸送到氣門桿導(dǎo)向裝置，即可以提供被動(dòng)潤滑。相比之下，利用通風(fēng)流中含有的機(jī)油顆粒潤滑氣門桿導(dǎo)向裝置是有目的的(即主動(dòng)的)。
[0065]提供了一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該方法可以包括打開流體連接至空氣供應(yīng)管道的管路中的切斷元件，空氣供應(yīng)管道延伸通過進(jìn)氣門中的氣門桿，空氣供應(yīng)管道通向流體連接至汽缸的進(jìn)氣管路。已經(jīng)關(guān)于所描述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)闡述的內(nèi)容也可以應(yīng)用于在本文中所描述的方法。
[0066]圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10、向發(fā)動(dòng)機(jī)10供應(yīng)空氣的進(jìn)氣系統(tǒng)12和接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的排氣系統(tǒng)14的示意圖。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以被包括在車輛中。
[0067]發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括汽缸蓋16，其耦接至汽缸體18，從而形成汽缸20。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在其他示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括多個(gè)汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10被配置為執(zhí)行汽缸20中的循環(huán)燃燒操作。通過汽缸中的燃燒操作而產(chǎn)生的能量可以被轉(zhuǎn)移到曲軸22，以使曲軸旋轉(zhuǎn)。通過箭頭24來表示這種能量轉(zhuǎn)移。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以通過連桿和/或其他合適的機(jī)械部件來實(shí)現(xiàn)這種能量轉(zhuǎn)移。
[0068]發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括潤滑劑容器26 (例如，油盤)，其被耦接至汽缸體18和曲軸箱28。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，曲軸箱28可以接收來自汽缸20的漏氣。
[0069]進(jìn)氣系統(tǒng)12包括空氣過濾器30，其接收來自進(jìn)氣通道32的空氣。進(jìn)氣通道34提供空氣過濾器30與壓縮機(jī)36之間的流體連接。壓縮機(jī)36經(jīng)由進(jìn)氣通道40被流體耦接至節(jié)氣門38。進(jìn)氣通道42提供節(jié)氣門38與進(jìn)氣門44之間的流體連接。進(jìn)氣通道42可以是進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣門44被耦接至汽缸20。進(jìn)氣門44被配置為打開以及關(guān)閉，從而允許和阻止進(jìn)氣流入汽缸20。供應(yīng)管路46被流體連接至進(jìn)氣門44中的空氣供應(yīng)管道(在本文中關(guān)于圖2更詳細(xì)地討論)，并且在壓縮機(jī)36下游且節(jié)氣門38上游的點(diǎn)處被流體連接至進(jìn)氣通道40。然而，在其他示例中，供應(yīng)管路可以包括入口，其在壓縮機(jī)和節(jié)氣門下游的點(diǎn)處被耦接至進(jìn)氣系統(tǒng)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，供應(yīng)管路46包括出口，其與延伸通過進(jìn)氣門中的進(jìn)氣桿的空氣供應(yīng)管道流體連接(例如，直接流體連接)。供應(yīng)管路46和空氣供應(yīng)管道增加了進(jìn)入汽缸的空氣的湍流(例如，渦流)，以促進(jìn)進(jìn)氣與噴射的燃料的混合。
[0070]切斷閥48被耦接至供應(yīng)管路46，并且被配置為調(diào)整通過供應(yīng)管路46的氣流。此夕卜，直接噴射器50被耦接至汽缸20，并且被配置為直接向汽缸提供燃料。額外地或替換地，進(jìn)氣道噴射器可以被提供在發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0071]通風(fēng)管路52從曲軸箱28延伸至進(jìn)氣系統(tǒng)12，并且使曲軸箱氣體能流向進(jìn)氣系統(tǒng)。通風(fēng)管路52在壓縮機(jī)36的下游和節(jié)氣門38的上游的位置處通向進(jìn)氣通道40。然而，通風(fēng)管路出口的其他位置是可預(yù)期的。通風(fēng)閥54被耦接至通風(fēng)管路52，并且被配置為調(diào)整通過通風(fēng)管路的曲軸箱氣流。
[0072]發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括排氣門56，其被耦接至汽缸20。排氣門56可以被包括在排氣系統(tǒng)14中。排氣系統(tǒng)14還可以包括耦接至排氣門和渦輪60的排氣通道58 (例如，排氣歧管)。渦輪60和壓縮機(jī)36可以被相互旋轉(zhuǎn)地連接，并且被包括在渦輪增壓器中。排氣系統(tǒng)14還可以包括被耦接至渦輪60的排氣通道62和排放控制裝置64。來自排放控制裝置的排氣可以流向諸如消聲器、排氣尾管等下游部件，然后流向周圍環(huán)境。
[0073]在圖1中還示出了高壓(HP)排氣再循環(huán)(EGR)通道70。HP-EGR通道70被耦接至排氣通道58和進(jìn)氣通道42。HP-EGR閥72被耦接至HP-EGR通道70，并且被配置為調(diào)節(jié)流過其中的EGR氣流。
[0074]在圖1中還示出了低壓(LP) EGR通道74。LP-EGR通道74被耦接至排放控制裝置64和進(jìn)氣通道34下游的排氣通道76。LP-EGR閥78被耦接至LP-EGR通道74，并且被配置為調(diào)節(jié)流過其中的EGR氣流。在其他示例中，HP和/或LPEGR通道可以不被提供在發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0075]控制器100在圖1中被示為微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口104、在這個(gè)具體示例中作為只讀存儲(chǔ)器芯片106示出的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)數(shù)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲鎯?chǔ)器110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?00可以接收來自耦合至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，除了之前所討論的那些信號(hào)外，還包括:進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量計(jì)(MAF)的測(cè)量值；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT);表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及歧管絕對(duì)壓力信號(hào)MAP。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM可以由控制器12根據(jù)信號(hào)PIP產(chǎn)生?？刂破?00還可以被配置為控制節(jié)氣門38、HP-EGR閥74,LP-EGR閥78、通風(fēng)閥54、直接噴射器50和切斷閥48的操作。因此，在本文中更詳細(xì)地討論的閥的控制方法可以被存儲(chǔ)在控制器中，可由處理器執(zhí)行。控制器100、節(jié)氣門38、直接噴射器50、閥(74、78、54和48)和前面提到的傳感器可以被包括在控制系統(tǒng)150中。
[0076]圖2示意地示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)202中的示例進(jìn)氣門200的剖視圖。進(jìn)氣門200可以是圖1所示的進(jìn)氣門44的示例，而發(fā)動(dòng)機(jī)202可以是圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)10的示例。
[0077]被布置在汽缸蓋204中的進(jìn)氣門200包括氣門桿206。進(jìn)氣門可以用作控制元件，并且可以是諸如菌形氣門的提升氣門。
[0078]在氣門桿206的面向汽缸208的那一端上，布置有氣門頭210，其打開或切斷汽缸208的進(jìn)氣口 212。具體地，在關(guān)閉位置時(shí)，氣門頭210可以位于進(jìn)氣口的表面上并密封進(jìn)氣口。
[0079]進(jìn)氣門200可在氣門關(guān)閉位置與氣門打開位置之間移動(dòng)，其中在氣門打開位置時(shí)，經(jīng)由進(jìn)氣管路214 (例如，進(jìn)氣歧管)和進(jìn)氣口 212向汽缸208供給增壓空氣。
[0080]隨著凸輪軸216(經(jīng)由方框大致表示)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)氣門200沿縱向軸線218的方向執(zhí)行擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)。凸輪從動(dòng)元件219被設(shè)置在凸輪軸216與進(jìn)氣門200之間。氣門彈簧220被提供用于沿氣門關(guān)閉位置的方向預(yù)加載進(jìn)氣門200。在圖2所示的進(jìn)氣門200中，螺旋彈簧被用作氣門彈簧。然而，其他類型的彈簧在氣門中的使用是可預(yù)期的。如圖所示，空氣供應(yīng)管道224被設(shè)置在耦接至氣門桿206的氣門彈簧220的下方。
[0081]氣門桿206被安裝為使得可在固定在汽缸蓋204中的襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置222中以平移的方式位移，提供有空氣供應(yīng)管道224，其沿著進(jìn)氣門200的縱向軸線218延伸?？諝夤?yīng)管道224可以被稱為進(jìn)氣門空氣供應(yīng)管道。空氣供應(yīng)管道224包括主區(qū)段226和從主區(qū)段226分叉的兩個(gè)直線區(qū)段228。直線區(qū)段228包括鄰近汽缸208的通向進(jìn)氣管路214的出口 230。因此，出口 230提供進(jìn)氣管路214與空氣供應(yīng)管道224之間的流體連接。直線區(qū)段228被定向?yàn)槌驓忾T頭210，使得區(qū)段228與進(jìn)氣門200的縱向軸線218形成銳角。
[0082]空氣射流從直線區(qū)段228出來，該空氣射流由箭頭表示，并且在充氣交換期間用于產(chǎn)生湍流，并且由此用于產(chǎn)生充氣運(yùn)動(dòng)。
[0083]空氣供應(yīng)管道224在其遠(yuǎn)離汽缸的那一端處經(jīng)由管路232 (例如，供應(yīng)管路)被流體連接至進(jìn)氣系統(tǒng)(諸如圖1所示的進(jìn)氣系統(tǒng)12)?？諝夤?yīng)管道224包括入口 233 (例如，空氣供應(yīng)管道入口)。
[0084]在這種情況下，襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置222被形成為兩個(gè)部分。襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置各部分被布置為相互間隔開，使得形成圍繞氣門桿206行進(jìn)的環(huán)形管道234。從進(jìn)氣系統(tǒng)分叉的管路232通向所述環(huán)形管道234，該環(huán)形管道經(jīng)由入口 233向空氣供應(yīng)管道224供應(yīng)增壓空氣。環(huán)形管道234確保即使進(jìn)氣門200旋轉(zhuǎn)，管路232與空氣供應(yīng)管道224之間也存在流體連接。
[0085]管路232中的切斷元件236 (例如，切斷閥)用于打開管路232并向空氣供應(yīng)管道224供應(yīng)來自進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓空氣。此外，借助切斷元件236，能夠計(jì)量經(jīng)由管路232引入空氣供應(yīng)管道224的增壓空氣流速，并且調(diào)整從區(qū)段228出來的空氣射流的推動(dòng)力。箭頭238表示通過管路232的經(jīng)調(diào)整的進(jìn)氣流。
[0086]管路232 (例如，供應(yīng)管路)可以在壓縮機(jī)下游和節(jié)氣門240上游被流體連接至進(jìn)氣通道。
[0087]在所描述的示例中，高壓(HP)EGR通道242被流體連接至進(jìn)氣管路214。然而，在其他示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以不包括EGR系統(tǒng)。
[0088]圖3示出了用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法300。方法300可以由在上文中關(guān)于圖1和圖2所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。然而，在其他示例中，方法300可以由其他合適的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0089]在301處，該方法包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、燃料噴射流速、歧管空氣壓力等。
[0090]接下來在302處，該方法包括打開被流體連接至延伸通過進(jìn)氣門中的氣門桿的空氣供應(yīng)管道的管路中的切斷元件，空氣供應(yīng)管道基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況通向被流體連接至汽缸的進(jìn)氣管路。以此方式，空氣可以被引導(dǎo)通過進(jìn)氣門桿中的管道，這會(huì)產(chǎn)生湍流(例如，空氣渦流)以促進(jìn)進(jìn)氣與燃料在汽缸內(nèi)部的混合，從而增加燃燒效率并減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放。
[0091]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，提供了用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)以切斷閥還是低壓排氣再循環(huán)(LP-EGR)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的示例方法400。方法400可以由在上文中關(guān)于圖1和圖2所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。然而，在其他示例中，方法400可以由其他合適的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0092]在410處，方法400確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、車輛速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度?？梢愿鶕?jù)諸如節(jié)氣門位置傳感器、踏板位置傳感器等傳感器來測(cè)量和/或估計(jì)這些變量。
[0093]在420處，方法400確定發(fā)動(dòng)機(jī)升壓狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)升壓指代的是進(jìn)氣歧管壓力超過大氣壓力的量。通過渦輪增壓器的強(qiáng)制吸氣來實(shí)現(xiàn)壓力的這個(gè)增加，渦輪增壓器基于使渦輪增壓器的渦輪旋轉(zhuǎn)的排氣的輸出而使壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)。在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速期間，渦輪增壓器具有輸入歧管壓力超過大氣壓力的升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)。在升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，可能期望產(chǎn)生湍流進(jìn)氣流以增加燃燒效率。這可以部分通過打開切斷閥而實(shí)現(xiàn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)確定發(fā)動(dòng)機(jī)是非升壓的，方法400繼續(xù)至430，否則方法400繼續(xù)至450。
[0094]在430處，切斷閥被關(guān)閉。在關(guān)閉切斷閥之后，方法400然后繼續(xù)至440。在440處，該方法包括打開LP-EGR閥從而使發(fā)動(dòng)機(jī)以LP-EGR運(yùn)轉(zhuǎn)。該方法還可以包括基于LP-EGR閥打開時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的LP-EGR速率。另外，可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)火花。在450處，該方法包括使發(fā)動(dòng)機(jī)僅以HP-EGR流運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0095]在460處，LP-EGR閥被關(guān)閉。LP-EGR必須被關(guān)閉，因?yàn)槲廴疚飼?huì)阻塞切斷閥，這會(huì)阻礙發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在關(guān)閉切斷閥之后，方法400繼續(xù)至470。
[0096]在470處，該方法包括打開切斷閥。具體地，在一個(gè)示例中，該方法可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷來確定切斷閥的孔口尺寸和打開的持續(xù)時(shí)間?；谑褂谜吲ぞ匦枨螅袛嚅y調(diào)整可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0097]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，提供了基于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)升壓、高壓EGR和期望的空燃比的參數(shù)控制流過切斷閥的氣流的示例方法500。基于這些參數(shù)，切斷閥可以打開或關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，切斷閥可以取決于參數(shù)的波動(dòng)而可變地打開，它還可以包括可以是孔口尺寸和時(shí)間的函數(shù)的可變正時(shí)方面。方法500可以由在上文中關(guān)于圖1和圖2所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)執(zhí)行。然而，在其他示例中，方法500可以由其他合適的發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)執(zhí)行。
[0098]在510處，該方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、車輛速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。可以根據(jù)諸如節(jié)氣門位置傳感器、踏板位置傳感器等傳感器測(cè)量和/或估計(jì)這些變量。
[0099]在520處，預(yù)測(cè)未來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，以預(yù)測(cè)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)升壓的變化、高壓EGR速率的變化和期望的空燃比的變化?？梢砸远喾N方法預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，包括踏板位置、變速器的未來的齒輪變化等。
[0100]在530處，基于該預(yù)測(cè)來確定發(fā)動(dòng)機(jī)升壓、高壓EGR和空燃比，這些參數(shù)被設(shè)定為將確定切斷閥打開的閾值水平?；陂撝祬?shù)值與當(dāng)前參數(shù)值之間的比較，切斷閥完全打開或關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，切斷閥可以不限于完全打開或完全關(guān)閉，并且可以具有可變閥打開和正時(shí)。
[0101]在540處，比較升壓壓力與針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷所需的期望閾值壓力。如果確定進(jìn)氣歧管壓力小于期望的閾值壓力，則該方法進(jìn)入到550，否則該方法進(jìn)入到560。
[0102]在550處，切斷閥打開持續(xù)選定的持續(xù)時(shí)間，直至期望的參數(shù)已經(jīng)達(dá)到閾值。另夕卜，一旦已經(jīng)達(dá)到參數(shù)閾值，該方法然后就可以結(jié)束。
[0103]在560處，比較HP-EGR壓力與進(jìn)氣歧管壓力，如果進(jìn)氣歧管壓力小于高壓排氣，則打開切斷閥，通過增加進(jìn)入燃燒室的空氣量而有效增加壓力，該壓力還通過產(chǎn)生湍流氣流被增加。如果進(jìn)氣歧管壓力小于排氣壓力，則該方法進(jìn)入到550。然而，如果進(jìn)氣歧管壓力大于或等于高壓排氣，則該方法進(jìn)入到570。
[0104]在570處，確定空燃比，空燃比被定義為空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量之比。在升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，這個(gè)空燃比必須是“稀”的，這在本領(lǐng)域中指的是空氣質(zhì)量明顯多于燃料質(zhì)量的特定比例。稀混合氣在燃燒期間趨于高溫，對(duì)于增加的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速，這在升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)中提供了更大的扭矩?！案弧笨杖急仍谏龎旱陌l(fā)動(dòng)機(jī)期間是不期望的。如果確定空燃比是稀的，則該方法進(jìn)入到580，否則該方法進(jìn)入到550。在580處，該方法包括關(guān)閉切斷閥。
[0105]應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本文中所公開的配置和例程本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其它的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0106]所附權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能提到“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這種權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括納入一個(gè)或更多個(gè)這樣的元件，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合和子組合可以通過修改本權(quán)利要求來主張，或者通過在這個(gè)申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求來主張。這些權(quán)利要求，無論是比原權(quán)利要求范圍寬、窄、相同或不同，均被認(rèn)為包含在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包含 至少一個(gè)汽缸蓋；以及 至少一個(gè)汽缸，其具有至少一個(gè)進(jìn)氣口和氣門組件，所述進(jìn)氣口被流體連接至進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生增壓空氣，所述氣門組件包括用于每個(gè)進(jìn)氣口的提升氣門，并且包括用于致動(dòng)所述至少一個(gè)提升氣門的氣門致動(dòng)裝置，所述氣門致動(dòng)裝置包括至少一個(gè)頂置凸輪軸與至少一個(gè)凸輪； 其中每個(gè)提升氣門具有氣門桿，在所述氣門桿的面向所述汽缸的那一端上布置有對(duì)應(yīng)于所述進(jìn)氣口的氣門頭，而所述氣門桿的另一端面向所述氣門致動(dòng)裝置，所述氣門桿被安裝為可在襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置中以平移的方式位移，使得當(dāng)氣門被致動(dòng)時(shí)以及在所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)期間，所述氣門沿其縱向軸線的方向在氣門關(guān)閉位置與氣門打開位置之間執(zhí)行擺動(dòng)提升運(yùn)動(dòng)，以便打開以及關(guān)閉所述進(jìn)氣口 ；以及 其中在至少一個(gè)氣門的所述氣門桿中，提供有空氣供應(yīng)管道，所述空氣供應(yīng)管道在主區(qū)段中沿著所述氣門的所述縱向軸線延伸，其中，在所述空氣供應(yīng)管道的汽缸側(cè)端，所述空氣供應(yīng)管道的至少一個(gè)直線區(qū)段從所述氣門分叉并顯露出來，并且所述空氣供應(yīng)管道朝向遠(yuǎn)離所述汽缸的那一端經(jīng)由管路被流體連接至所述進(jìn)氣系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述空氣供應(yīng)管道包括從主區(qū)段分叉的至少兩個(gè)直線區(qū)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述空氣供應(yīng)管道的所述直線區(qū)段是直線形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述空氣供應(yīng)管道的所述直線區(qū)段被定向?yàn)槌蛩鰵忾T頭，使得所述區(qū)段與所述氣門的所述縱向軸線形成銳角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述空氣供應(yīng)管道的所述直線區(qū)段被定向?yàn)檫h(yuǎn)離所述氣門頭，使得所述管道與所述氣門的所述縱向軸線形成鈍角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其還包括設(shè)置在所述管路中的切斷元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中節(jié)流擋板被布置在所述進(jìn)氣系統(tǒng)中，并且所述管路在所述節(jié)流擋板上游從所述進(jìn)氣系統(tǒng)分叉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中過濾器被布置在所述進(jìn)氣系統(tǒng)中，并且所述管路在所述過濾器下游從所述進(jìn)氣系統(tǒng)分叉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置具有至少一個(gè)通道，其中所述管路至少可經(jīng)由所述至少一個(gè)通道連接至所述空氣供應(yīng)管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述襯套狀氣門桿導(dǎo)向裝置被形成為兩個(gè)部分，其中所述兩個(gè)氣門桿導(dǎo)向裝置部分被布置為相互間隔開，使得形成圍繞所述氣門桿行進(jìn)的環(huán)形管道，其中所述管路通向所述環(huán)形管道。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中每個(gè)氣門裝有氣門彈簧，所述彈簧沿所述氣門關(guān)閉位置的方向預(yù)加載所述氣門。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其還包含用于每個(gè)氣門的至少一個(gè)凸輪從動(dòng)元件，其中每個(gè)凸輪從動(dòng)元件被布置在所述凸輪軸與關(guān)聯(lián)的氣門之間的力流中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其還包含通向所述進(jìn)氣系統(tǒng)的通風(fēng)管路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述通風(fēng)管路在所述管路從所述進(jìn)氣系統(tǒng)分叉的點(diǎn)的上游通向所述進(jìn)氣系統(tǒng)。
15.一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包含 打開被流體連接至空氣供應(yīng)管道的管路中的切斷元件，所述空氣供應(yīng)管道延伸通過進(jìn)氣門中的氣門桿，所述空氣供應(yīng)管道通向被流體連接至汽缸的進(jìn)氣管路。
16.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，其包含 進(jìn)氣歧管，其被流體連接至汽缸； 進(jìn)氣門，其被耦接至所述汽缸，所述進(jìn)氣門具有縱向延伸通過氣門桿的一部分的空氣供應(yīng)管道，并且具有通向所述進(jìn)氣歧管的出口和被流體連接至供應(yīng)管路的入口，所述供應(yīng)管路在壓縮機(jī)下游被流體連接至進(jìn)氣通道；以及 切斷閥，其被設(shè)置在所述供應(yīng)管路中，所述切斷閥被配置為調(diào)整流過所述供應(yīng)管路的氣流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中所述空氣供應(yīng)管道包括多個(gè)出口，所述出口被設(shè)置為鄰近所述氣門的被配置為密封在汽缸氣門座上的那一端。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其還包含低壓EGR通道，所述低壓EGR通道在所述供應(yīng)管路的入口上游被耦接至進(jìn)氣通道，并且在渦輪下游被耦接至排氣通道。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其還包括曲軸箱通風(fēng)管路，所述曲軸箱通風(fēng)管路在所述供應(yīng)管路的所述入口上游被耦接至進(jìn)氣通道。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中所述空氣供應(yīng)管道設(shè)置在耦接至所述氣門桿的氣門彈簧的下方。
【文檔編號(hào)】F01P3/02GK104454135SQ201410482903
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】J-P·普特澤 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司