汽油機(jī)空氣與廢氣分層調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四氣門(兩進(jìn)兩排)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)空氣與廢氣分層調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物排到大氣中，碰到強(qiáng)烈的紫外線時(shí)，會(huì)生成光化學(xué)煙霧。這種光化學(xué)煙霧，會(huì)造成眼睛疼痛，嚴(yán)重的話還會(huì)造成呼吸困難。長期呼吸被氮氧化物和黑煙等污染的空氣，也容易帶來呼吸器官的疾病和癌癥。
[0003]汽車尾氣中的氮氧化物是造成空氣污染的一個(gè)主要來源，隨著環(huán)境保護(hù)問題的重要性日趨增加，降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物這一目標(biāo)已成為當(dāng)今世界上發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
[0004]廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)是針對(duì)引擎排氣中有害氣體之一的氮氧化合物NOx所設(shè)置的排氣凈化裝置。但廢氣再循環(huán)率過高時(shí)，會(huì)對(duì)燃燒產(chǎn)生不利影響，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兟?，尾氣中未燃碳?xì)浜鸵谎趸寂欧旁龆?，燃油?jīng)濟(jì)性變差。
[0005]缸內(nèi)空氣與廢氣分層可以解決高EGR率下的燃燒惡化問題，所謂的空氣與廢氣分層就是在火花塞點(diǎn)火前，缸內(nèi)新鮮空氣和引入的廢氣并沒有完全均勻混合，而是呈現(xiàn)出空間分布，即燃燒室中，廢氣匯集于燃燒室末端，空氣匯集于火花塞附近，這樣就可以使得點(diǎn)火時(shí)火花塞附近為可以正常點(diǎn)燃的混合氣，不受廢氣的影響，而且還能保證火焰前期的正常傳播。所以使用空氣和廢氣分層技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)工質(zhì)分布狀態(tài)寬范圍可控，進(jìn)一步提高EGR容忍度，更大程度的改善汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有四氣門(兩進(jìn)兩排)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)中存在的EGR工質(zhì)濃度及溫度分布可控范圍窄的問題，提供一種汽油機(jī)空氣與廢氣分層調(diào)節(jié)裝置。
[0007]本實(shí)用新型由進(jìn)氣總管1、加熱器2、進(jìn)氣道I 3、進(jìn)氣道II 4、進(jìn)氣門II 5、進(jìn)氣門
I6、排氣門II 7、排氣門I 8、排氣道I 9、排氣道II 10、缸蓋11、廢氣回流總管12、EGR控制閥I 13、冷卻器I 14、回流支管I 15、EGR控制閥II 16、冷卻器II 17和回流支管II 18組成，其中加熱器2設(shè)于進(jìn)氣總管I入口端，進(jìn)氣道I 3入口端與進(jìn)氣總管I出口端上部連通，進(jìn)氣道I 3出口端與缸蓋11上的進(jìn)氣門I 6連通；進(jìn)氣道II 4入口端與進(jìn)氣總管I出口端下部連通，進(jìn)氣道II 4出口端與缸蓋11上的進(jìn)氣門II 5連通；排氣道I 9入口端與缸蓋11上的排氣門I 8連通；排氣道II 10入口端與缸蓋11上的排氣門II 7連通；回流支管I 15入口端與進(jìn)氣道II 4連通，回流支管I 15出口端與廢氣回流總管12連通，EGR控制閥I 13和冷卻器I 14順序設(shè)于回流支管I 15的入口端和出口端之間；回流支管II 18入口端與加熱器2之后的進(jìn)氣總管I連通，回流支管II 18出口端與廢氣回流總管12連通，EGR控制閥
II16和冷卻器II 17順序設(shè)于回流支管II 18的入口端和出口端之間。
[0008]所述的進(jìn)氣道II 4和排氣道I 9為螺旋氣道，進(jìn)氣道I 3和排氣道II 10為切向氣道。
[0009]一種汽油機(jī)空氣與廢氣分層調(diào)節(jié)方法，其通過汽油機(jī)空氣與廢氣分層調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)，具體包括下列步驟:
[0010]一、當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)的分層效果增強(qiáng)時(shí):
[0011]步驟1.1調(diào)小與進(jìn)氣總管I連通的回流支管II 18上EGR控制閥II 16的開度；
[0012]步驟1.2調(diào)大與進(jìn)氣道II 4連通的回流支管I 15上EGR控制閥I 13的開度；
[0013]步驟1.3此時(shí)廢氣匯集于燃燒室末端、空氣匯集于火花塞附近，調(diào)整進(jìn)氣門II 5和進(jìn)氣門I 6的開啟時(shí)序強(qiáng)化這種分層效果；
[0014]二、當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)的分層效果減弱時(shí):
[0015]步驟2.1調(diào)大與進(jìn)氣總管I連通的回流支管II 18上EGR控制閥II 16的開度；
[0016]步驟2.2調(diào)小與進(jìn)氣道II 4連通的回流支管I 15上EGR控制閥I 13的開度；
[0017]步驟2.3調(diào)整進(jìn)氣門II 5和進(jìn)氣門I 6的開啟時(shí)序，強(qiáng)化這種分層效果；
[0018]三、當(dāng)需要較高的缸內(nèi)溫度時(shí):
[0019]步驟3.1延長排氣門I 8的晚關(guān)時(shí)間；
[0020]步驟3.2減小EGR控制閥I 13的開度；
[0021]四、當(dāng)需要較低的缸內(nèi)溫度時(shí):
[0022]步驟4.1縮短排氣門I 8的晚關(guān)時(shí)間;
[0023]步驟4.2增大EGR控制閥I 13的開度。
[0024]本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)缸內(nèi)工質(zhì)分布狀態(tài)寬范圍可控，同時(shí)還可以結(jié)合排氣道之一廢氣再吸入策略，對(duì)缸內(nèi)廢氣溫度進(jìn)行調(diào)控。
[0025]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)四氣門(兩進(jìn)兩排)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)樣機(jī)的進(jìn)/排氣道進(jìn)行改進(jìn)，采用了如下技術(shù)方案:
[0026]對(duì)于進(jìn)氣系統(tǒng)，一個(gè)初擬為螺旋氣道，另一個(gè)初擬為切向氣道，螺旋氣道主要用于進(jìn)廢氣、切向氣道主要用于進(jìn)空氣，利用兩氣道組織的氣流運(yùn)動(dòng)差異，實(shí)現(xiàn)空氣與廢氣的分層分布，廢氣的一個(gè)回流通道與進(jìn)氣總管相連，另一個(gè)回流通道與廢氣進(jìn)氣道也就是螺旋氣道相連，并且每一個(gè)回流通道均設(shè)有相應(yīng)的EGR控制閥及冷卻器，進(jìn)氣加熱裝置與進(jìn)氣總管相連，對(duì)新鮮空氣進(jìn)行加熱。
[0027]兩個(gè)進(jìn)氣道間的隔板需要延伸到進(jìn)氣總管，以防進(jìn)入螺旋氣道的廢氣倒流到進(jìn)氣總管，從而進(jìn)入到切向氣道中。
[0028]對(duì)于排氣系統(tǒng)，使一個(gè)排氣道與螺旋進(jìn)氣道有相似的流動(dòng)特性，即也擬設(shè)計(jì)成螺旋氣道，該氣道結(jié)合可變配氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢氣的再吸入，可以采用排氣門晚關(guān)策略，另一個(gè)排氣道采用的是切向氣道。
[0029]通過合理匹配螺旋進(jìn)氣道和廢氣再吸入排氣道兩者進(jìn)入缸內(nèi)的廢氣比例，同時(shí)結(jié)合EGR控制閥及冷卻器，實(shí)現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)溫度分布特性的寬范圍調(diào)控。
[0030]利用可變配系統(tǒng)對(duì)各氣門開啟時(shí)刻和持續(xù)期的靈活控制，合理組織不同氣道工質(zhì)流入缸內(nèi)的時(shí)序及持續(xù)時(shí)間，進(jìn)一步拓展對(duì)各工質(zhì)總量及其濃度及溫度分布特性的控制范圍。
[0031]本實(shí)用新型采用的是雙回流EGR系統(tǒng)，SP:—個(gè)回流支管(回流支管II 18)入口與進(jìn)氣總管I連通，另一個(gè)回流支管(回流支管I 15)入口與進(jìn)氣道II 4連通，回流支管I 15和回流支管II 18中相應(yīng)的EGR控制閥和冷卻器，可用于調(diào)整兩個(gè)回流支管的廢氣回流量和溫度，進(jìn)而調(diào)整螺旋氣道(進(jìn)氣道II 4和排氣道I 9)和切向氣道(進(jìn)氣道I 3和排氣道II 10)的廢氣回流比例和溫度，結(jié)合加熱器2實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣/空氣濃度和溫度空間分布特性的控制，同時(shí)還可以結(jié)合排氣道之一廢氣再吸入策略，對(duì)缸內(nèi)廢氣溫度進(jìn)行調(diào)控。
[0032]本實(shí)用新型的有益效果在于能克服現(xiàn)有四