[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，当汽缸的第一排气门和第二排气门都打开时，可将进气传送通过耦接在进气道和第一排气歧管之间的流动通道，该第一排气歧管耦接到第一排气门。进气可被进一步传送通过第一排气门，进入汽缸，并且离开第二排气门至耦接到包括涡轮的排气道的第二排气歧管。

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由于这种系统的操作的另外问题。作为一个示例，在部分节流条件下(其中进气节气门至少部分地关闭)，EGR通道中的流可被反向，并且进气可经由EGR通道被引入到发动机汽缸中。这可导致减少的混合和减少的汽缸平衡。本发明人已经进一步认识到，可禁用扫气排气门以减少通过系统的反向流。然而，这可需要可增加发动机成本的凸轮控制系统。此外，在扫气排气门停用的情况下进行发动机操作可降低燃料经济性并且增加发动机排放，并且在冷起动期间劣化发动机暖机能力。

发明内容

在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，该方法包括：当汽缸的第一排气门和第二排气门都打开时，将进气传送通过耦接在进气道和第一排气歧管之间的流动通道，所述第一排气歧管耦接到第一排气门；以及将进气进一步传送通过第一排气门，进入汽缸，并且离开第二排气门至耦接到包括涡轮的排气道的第二排气歧管。作为一个示例，流动通道可耦接到压缩机下游和进气节气门上游的进气道。作为该通道的定位的结果，第一排气歧管的压力可增加到高于大气压力，并且因此高于排气道中的压力。这允许进气被传送通过第一排气门，进入汽缸，并且离开第二排气门。以这种方式将进气传送通过汽缸允许残留排气在第二排气门关闭之前被推出汽缸并且进入排气道。因此，即使在部分节流条件下，发动机效率和燃料经济性可增加。

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。

图1B示出了图1A的发动机系统的汽缸的实施例。

图2A示出了用于内燃发动机的发动机空燃比控制系统和流入排气排放装置的空燃比的第一实施例的框图。

图2B示出了用于内燃发动机的发动机空燃比控制系统和流入排气排放装置的空燃比的第二实施例的框图。