[发明专利]内燃发动机

说明书

本专利申请要求于2011年4月13日提交的序列号为61/474,978的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在此。 

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，且尤其涉及一种这样的内燃发动机，其具有专门用于生产和供应再循环排气至发动机其它气缸的发动机气缸和用于向其进行输送的装置。 

背景技术

随着对车辆经济性关注的增加，汽车制造商转向较小的、较轻的车辆和独特的动力系统来提高效率。排气再循环(“EGR”)在大部分传统的内燃发动机中被用于帮助减少在低负荷时的节流损失，并改善爆震容差和减少排气中的氮氧化物(“NOx”)水平。在以贫的化学当量运行且因而倾向于排放更高水平的NOx排放物的内燃发动机中，EGR作为排放物减少器是特别重要的。 

内燃发动机系统的配置中考虑的一种建议是利用一个或多个气缸作为专门的EGR源。具体地说，在四缸发动机中，例如四个气缸中的两个或三个将以正常的空气、燃料和EGR混合物运转(工作气缸)。这些气缸产生的排气将作为排气离开内燃发动机并在其释放到大气之前在排气处理系统中进行处理。四个气缸中的一个或两个以定制的空气和燃料水平运转(EGR气缸)，该定制的空气和燃料水平可由与各种发动机、车辆和排气系统传感器进行信号通讯的发动机控制器确定。在这些气缸中产生的排气被传递到进气系统以提供EGR。这种配置允许更浓的EGR，其包含更高水平的氢，从而改善了抗爆震性能、燃料消耗和燃烧稳定性同时仍然允许化学当量燃烧的排气保留在排气处理系统中与催化处理装置相适应。 

在一些操作模式下，所述的系统设计可能会损害内燃发动机的工作稳定性。这些模式可能跟随冷启动、极轻的负荷(例如，空转)、高负荷和在高发动机转速下的高负荷。 

发明内容

在示例性的实施例中，内燃发动机包括工作气缸、EGR气缸、用于给气缸提供燃烧充气的进气系统、用于将排气从工作气缸去除到大气的第一排气系统、用于将排气从EGR气缸去除并经由EGR供给管道将排气供给进气系统的第二排气系统、在EGR供给管道和第一排气处理系统之间延伸并流体地连接它们的EGR旁通管道、布置在EGR供给管道中并在进气系统和EGR旁通管道的进口之间的第一阀组件和布置在EGR旁通管道中的第二阀组件。 

本发明提供以下技术方案。 

技术方案1：一种内燃发动机，包括： 

工作气缸； 

EGR气缸； 

用于将燃烧充气供应给所述气缸的进气系统， 

用于从所述工作气缸中去除排气并将排气排放到大气的第一排气系统； 

用于从所述EGR气缸中去除排气并经由EGR供给管道将排气供应给所述进气系统的第二排气系统； 

在所述EGR供给管道和第一排气处理系统之间延伸并流体连接它们的EGR旁通管道； 

布置在所述EGR供给管道中并在所述进气系统与所述EGR旁通管道的进口之间的第一阀组件；和 

布置在所述EGR旁通管道中的第二阀组件。 

技术方案2：技术方案1的内燃发动机，其中在第一操作模式中，第一阀组件处于打开位置以允许排气从所述EGR气缸通过所述EGR旁通管道流到所述进气系统，且第二阀组件处于关闭位置以防止排气直接从所述EGR气缸流到第一排气处理系统。 

技术方案3：技术方案2的内燃发动机，其中在第一操作模式中，第一阀组件处于调节的、大体打开的位置且第二阀组件处于调节的、大体关闭的位置。 

技术方案4：技术方案2的内燃发动机，其中在第二操作模式中，第一阀组件处于关闭位置以防止排气从所述EGR气缸流到所述EGR供给管道，且第二阀组件处于打开位置以允许排气从所述EGR气缸流经所述EGR旁通管道并流到第一排气处理系统。 

技术方案5：技术方案4的内燃发动机，其中在第二操作模式中，第一阀 组件处于调节的、大体关闭的位置且第二阀组件处于调节的、大体打开的位置。 

技术方案6：技术方案1的内燃发动机，进一步包括： 

布置在所述EGR供给管道中位于所述进气系统与所述EGR旁通管道的进口之间的的第三阀组件，其配置为在完全打开和完全关闭之间的范围内工作。 

技术方案7：技术方案6的内燃发动机，其中第三阀组件配置为在第三操作模式期间提供可变量的EGR。