[发明专利]用于分流式排气发动机系统的系统和方法

说明书

本申请提供了用于操作分流式排气发动机系统的方法和系统，该分流式排气发动机系统经由第一排气歧管将直吹空气和排气再循环提供到进气道，并且经由第二排气歧管将排气提供到排气道。在一个示例中，通过调整耦接到第一排气歧管的第一组汽缸排气门的正时，可调整经由排气再循环(EGR)通道和第一排气歧管从发动机汽缸到压缩机上游的进气道的排气(例如，排气再循环)的流量。另外，第一组汽缸排气门在与耦接到排气道的第二组汽缸排气门不同的时间打开。

技术领域

本说明书整体涉及用于包括排气再循环的分流式排气发动机的方法和系统。

背景技术

发动机可使用升压装置，诸如涡轮增压器以增加发动机功率密度。但是，由于增加的燃烧温度，可发生发动机爆震。由于高充气温度，爆震在升压条件下尤其有问题。本发明人已经认识到利用具有分流式排气系统的发动机系统可减少爆震并且提高发动机效率，其中第一排气歧管将排气再循环(EGR)传送到涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气装置，并且其中第二排气歧管路将排气传送到发动机的排气装置中的涡轮增压器的涡轮。在这种发动机系统中，每个汽缸可包括两个进气门和两个排气门，其中排它地(exclusively)耦接到第一排气歧管的第一组汽缸排气门(例如，扫气排气门)可在与排它地耦接到第二排气歧管的第二组汽缸排气门(例如，放气排气门)不同的正时操作，从而隔离排气的扫气部分和放气部分。第一组汽缸排气门的正时也可与汽缸进气门的正时配合，以产生正气门重叠时段，其中称为直吹的(blowthrough)新鲜进气(或新鲜进气和EGR的混合物)可经由耦接到第一排气歧管的EGR通道流过汽缸并返回到压缩机上游的进气装置。直吹空气可从汽缸内去除残留的排气(称为扫气)。本文的发明人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力的排气)流过涡轮和较高压力的排气道，并且使排气的第二部分(例如，较低压力的排气)和直吹空气流到压缩机入口，可降低燃烧温度，同时改善涡轮的工作效率和发动机扭矩。

然而，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，EGR的流率或量可以经由设置在EGR通道中的EGR阀调整。然而，单独调整EGR阀不可以充分地将EGR控制到期望的水平。例如，如果EGR阀已经处于完全打开位置并且期望的EGR水平高于当前递送的EGR水平，则不能调整EGR阀以进一步将EGR增加到当前水平以上。另外，响应于减小EGR流量的请求而关闭EGR阀可增加扫气歧管内的压力，并且/或者由于到进气道的直吹空气减少而导致汽缸内的残留气体增加。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，该方法包括：调整第一组汽缸排气门的正时，以调整经由排气再循环(EGR)通道从发动机汽缸到压缩机上游的进气道的排气流量，其中第一组汽缸排气门在与耦接到排气道的第二组汽缸排气门不同的时间打开。以这种方式，从发动机汽缸到进气道的排气的流量(例如，EGR流量)可以通过调整第一组汽缸排气门的正时而不是EGR阀而被调整，由此递送期望的EGR流量，同时保持期望的直吹量并且提高发动机效率。

作为一个示例，提前第一组汽缸排气门的正时可增加通过EGR通道的EGR流量，所述EGR通道耦接在进气道和耦接到第一组汽缸排气门的第一排气歧管之间。在另一个示例中，延迟第一组汽缸排气门的正时可减少EGR流量。当通过调整第一组排气门的正时将EGR流量调整到期望水平时，设置在EGR通道中的EGR阀可以保持在完全打开位置。以这种方式控制EGR流量可提供更一致的EGR流量，其中在每个发动机循环中将固定量的EGR推到进气道。此外，以这种方式控制EGR流量可允许EGR阀成为开/关阀，从而简化EGR阀控制并且降低发动机系统成本。

应当理解，上面的发明内容被提供是为了以简化的形式介绍在详细描述进一步描述的一些概念。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1A示出了具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统的示意图。