[发明专利]内燃发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2011年4月13日提交的美国专利申请序列号61/474,983的优先权，该专利申请的全部内容特此以参考的方式并入本文中。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及具有排气再循环系统的内燃发动机，更具体地，涉及一种具有专门用于产生再循环排气并将其提供给发动机另一个气缸的发动机气缸的内燃发动机。

背景技术

随着对车辆经济学关注程度的增加，汽车制造商正把目光转向更小、更轻的车辆以及独特的车辆动力系统，以提高效率。在最常规的内燃发动机中，利用再循环排气(EGR)来在低负荷下协助降低节流损失，并且改善爆震耐受性和降低排气中的氮氧化物(NO_x)水平。EGR作为一种排放减少手段对于在化学计量比的稀侧运转因而易于释放出较高水平NO_x排放物的内燃发动机而言尤其重要。

在内燃发动机系统构造方面已考虑的一个提议是采用多个气缸中的一个气缸作为专用的EGR源。具体地，例如在四气缸发动机中，四个气缸中的三个气缸将以正常的空气、燃料和EGR的混合物工作。由这些气缸所产生的废气将以排气的形式排出内燃发动机，并且在释放到大气中之前在排气处理系统中对其进行处理。四个气缸中的一个气缸以定制水平的空气和燃料工作；如可由与各种发动机、车辆和排气系统的传感器进行信号通信的发动机控制器所决定的。单个气缸中所产生的废气被传递到其它三个气缸的进气口，从而提供EGR。这种构造允许例如含有较高水平氢气的更浓的EGR，由此改善抗爆震性能、燃料消耗和燃烧稳定性，同时仍然允许在排气处理系统中维持化学计量比燃烧的排气从而与催化处理装置兼容。

此类型内燃发动机系统的缺点是：由于不均匀的气缸点火顺序，因而仅使用一个气缸作为专用EGR气缸的四气缸内燃发动机可能不会向工作气缸输送均匀体积的EGR。例如，专用EGR气缸燃烧事件之后的气缸燃烧事件，易于接收到比后继的两个点火气缸更多的EGR稀释剂。这种气缸组成(即燃烧空气、燃料和EGR稀释剂)的变化会导致难以在大范围的工作条件下加以控制的不均匀燃烧性能。

发明内容

在一个示例性实施例中，内燃发动机包括：四冲程工作气缸、四冲程EGR气缸、用于将燃烧空气充量提供给各气缸的进气系统、用于将排气从四冲程工作气缸排除到大气中的第一排气系统、和用于将来自四冲程EGR气缸的废气排除到进气系统的第二排气系统，其中燃烧空气充量是燃烧空气与来自四冲程EGR气缸的排气的混合物。

本发明提供如下技术方案：

方案1. 一种内燃发动机，包括：

四冲程工作气缸；

四冲程再循环排气气缸；

进气系统，用于将燃烧空气充量提供给所述气缸；

第一排气系统，用于将排气从所述四冲程工作气缸排除到大气；以及

第二排气系统，用于将排气从所述四冲程再循环排气气缸排除到所述进气系统，其中，所述燃烧空气充量是燃烧空气与来自所述四冲程再循环排气气缸的排气的混合物。

方案2. 如方案1所述的内燃发动机，其中，所述四冲程再循环排气气缸具有不同于所述四冲程工作气缸的容积。

方案3. 如方案2所述的内燃发动机，其中，所述四冲程再循环排气气缸具有小于所述四冲程工作气缸的容积。

方案4. 如方案1所述的内燃发动机，还包括设置在所述进气系统中的节气门体，所述节气门体用于计量供给进入所述四冲程再循环排气气缸的燃烧空气充量。

方案5. 如方案1所述的内燃发动机，还包括发动机驱动的增压器，所述发动机驱动的增压器设置在所述进气系统内并且被构造成压缩所述燃烧空气充量并将其传输给所述四冲程工作气缸和所述四冲程再循环排气气缸。

方案6. 如方案1所述的内燃发动机，其中，所述四冲程工作气缸包括多个四冲程工作气缸并且所述四冲程再循环排气气缸包括相同数量的四冲程工作气缸，所述气缸具有如下的点火顺序：使得所述四冲程再循环排气气缸的燃烧事件发生在所述四冲程工作气缸的燃烧事件之间，从而在所述内燃发动机工作期间向所述进气系统输送一致流量的排气并且向所述四冲程工作气缸稳定地输送再循环排气。

方案7. 如方案6所述的内燃发动机，其中，所述内燃发动机包括具有构造成四冲程工作气缸的气缸1和气缸4、以及构造成四冲程再循环排气气缸的气缸2和3的直列4气缸发动机，并且所述内燃发动机具有1、3、4、2的气缸点火顺序。