[实用新型]汽油机空气与废气分层调节装置

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种四气门(两进两排)缸内直喷汽油机空气与废气分层调节装置。

背景技术

氮氧化物排到大气中，碰到强烈的紫外线时，会生成光化学烟雾。这种光化学烟雾，会造成眼睛疼痛，严重的话还会造成呼吸困难。长期呼吸被氮氧化物和黑烟等污染的空气，也容易带来呼吸器官的疾病和癌症。

汽车尾气中的氮氧化物是造成空气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标已成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。

废气再循环系统(EGR)是针对引擎排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。但废气再循环率过高时，会对燃烧产生不利影响，火焰传播速度变慢，尾气中未燃碳氢和一氧化碳排放增多，燃油经济性变差。

缸内空气与废气分层可以解决高EGR率下的燃烧恶化问题，所谓的空气与废气分层就是在火花塞点火前，缸内新鲜空气和引入的废气并没有完全均匀混合，而是呈现出空间分布，即燃烧室中，废气汇集于燃烧室末端，空气汇集于火花塞附近，这样就可以使得点火时火花塞附近为可以正常点燃的混合气，不受废气的影响，而且还能保证火焰前期的正常传播。所以使用空气和废气分层技术可以实现缸内工质分布状态宽范围可控，进一步提高EGR容忍度，更大程度的改善汽油机的燃油经济性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有四气门(两进两排)缸内直喷汽油机中存在的EGR工质浓度及温度分布可控范围窄的问题，提供一种汽油机空气与废气分层调节装置。

本实用新型由进气总管1、加热器2、进气道Ⅰ3、进气道Ⅱ4、进气门Ⅱ5、进气门Ⅰ6、排气门Ⅱ7、排气门Ⅰ8、排气道Ⅰ9、排气道Ⅱ10、缸盖11、废气回流总管12、EGR控制阀Ⅰ13、冷却器Ⅰ14、回流支管Ⅰ15、EGR控制阀Ⅱ16、冷却器Ⅱ17和回流支管Ⅱ18组成，其中加热器2设于进气总管1入口端，进气道Ⅰ3入口端与进气总管1出口端上部连通，进气道Ⅰ3出口端与缸盖11上的进气门Ⅰ6连通；进气道Ⅱ4入口端与进气总管1出口端下部连通，进气道Ⅱ4出口端与缸盖11上的进气门Ⅱ5连通；排气道Ⅰ9入口端与缸盖11上的排气门Ⅰ8连通；排气道Ⅱ10入口端与缸盖11上的排气门Ⅱ7连通；回流支管Ⅰ15入口端与进气道Ⅱ4连通，回流支管Ⅰ15出口端与废气回流总管12连通，EGR控制阀Ⅰ13和冷却器Ⅰ14顺序设于回流支管Ⅰ15的入口端和出口端之间；回流支管Ⅱ18入口端与加热器2之后的进气总管1连通，回流支管Ⅱ18出口端与废气回流总管12连通，EGR控制阀Ⅱ16和冷却器Ⅱ17顺序设于回流支管Ⅱ18的入口端和出口端之间。

所述的进气道Ⅱ4和排气道Ⅰ9为螺旋气道，进气道Ⅰ3和排气道Ⅱ10为切向气道。

一种汽油机空气与废气分层调节方法，其通过汽油机空气与废气分层调节装置实现，具体包括下列步骤：

一、当需要实现缸内气态工质的分层效果增强时：

步骤1.1调小与进气总管1连通的回流支管Ⅱ18上EGR控制阀Ⅱ16的开度；

步骤1.2调大与进气道Ⅱ4连通的回流支管Ⅰ15上EGR控制阀Ⅰ13的开度；

步骤1.3此时废气汇集于燃烧室末端、空气汇集于火花塞附近，调整进气门Ⅱ5和进气门Ⅰ6的开启时序强化这种分层效果；

二、当需要实现缸内气态工质的分层效果减弱时：

步骤2.1调大与进气总管1连通的回流支管Ⅱ18上EGR控制阀Ⅱ16的开度；

步骤2.2调小与进气道Ⅱ4连通的回流支管Ⅰ15上EGR控制阀Ⅰ13的开度；

步骤2.3调整进气门Ⅱ5和进气门Ⅰ6的开启时序，强化这种分层效果；

三、当需要较高的缸内温度时：

步骤3.1延长排气门Ⅰ8的晚关时间；

步骤3.2减小EGR控制阀Ⅰ13的开度；

四、当需要较低的缸内温度时：

步骤4.1缩短排气门Ⅰ8的晚关时间；

步骤4.2增大EGR控制阀Ⅰ13的开度。

本实用新型能够实现缸内工质分布状态宽范围可控，同时还可以结合排气道之一废气再吸入策略，对缸内废气温度进行调控。

本实用新型为实现上述目的，对四气门(两进两排)缸内直喷汽油机样机的进/排气道进行改进，采用了如下技术方案：