包括排氣再循環(huán)噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括排氣再循環(huán)噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)本公開原理的發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和排氣再循環(huán)（EGR）組件。該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸。該進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，該進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給該汽缸。該排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，該排氣歧管與該排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出。該EGR系統(tǒng)包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器。該EGR管從該排氣系統(tǒng)、該排氣端口和該汽缸中的至少一個(gè)延伸至該EGR貯存器。該EGR閥調(diào)節(jié)通過該EGR管的排氣流。該EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從該EGR貯存器直接傳送到該進(jìn)氣端口和該汽缸中的至少一個(gè)。
【專利說明】包括排氣再循環(huán)噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]該部分提供與本公開內(nèi)容有關(guān)的背景信息，且不必構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)通常包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管之間的單個(gè)EGR閥。EGR閥可打開以將排氣氣體引入到進(jìn)氣歧管中。進(jìn)氣歧管中的排氣氣體被引入的部位可被選擇以將相等量的排氣氣體分配到發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)汽缸。然而，在過渡狀況(例如，從閑置至敞開節(jié)氣門的過渡)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的變化以及進(jìn)氣空氣流所形成的變化可以導(dǎo)致不等量的排氣氣體分配至每個(gè)汽缸。
[0004]排氣氣體至發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的不等量分配由于汽缸中過量的排氣氣體而可以導(dǎo)致汽缸的失火。為了避免這種情況，被引入到進(jìn)氣歧管中的排氣氣體的量可相對(duì)于可被提供給每個(gè)汽缸而不導(dǎo)致失火的排氣氣體的最大量被限制。向每個(gè)汽缸提供少于最大量的排氣氣體會(huì)導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性損失。
[0005]此外，在過渡狀況期間，提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的空氣、燃料和排氣氣體的期望量快速地改變。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的排氣氣體的量也必須快速地改變，以向汽缸提供期望量的排氣氣體。然而，進(jìn)氣歧管的容積比發(fā)動(dòng)機(jī)排量通常大高達(dá)50%。因此，需要多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)以泄放來自進(jìn)氣歧管的全部排氣氣體并且獲得與新發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣歧管中的期望量的排氣氣體。
[0006]因此，需要一種將相等量的排氣氣體分配到發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸的EGR系統(tǒng)。此外，還需要一種快速地響應(yīng)以在過渡狀況期間向發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸提供期望量的排氣氣體的EGR系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]該部分內(nèi)容提供本公開的總體概述，并不是本公開的全部范圍或其全部特征的詳盡公開。
[0008]根據(jù)本公開原理的發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和排氣再循環(huán)(EGR)組件。所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸。所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸。所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出。所述EGR系統(tǒng)包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器。所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)、所述排氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)延伸至所述EGR貯存器。所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流。所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)。
[0009]本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。
[0010]方案1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸；
進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸；
排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出；以及
排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述排氣再循環(huán)組件包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)、所述排氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)延伸至所述EGR貯存器，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)。
[0011]方案2.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括控制閥。
[0012]方案3.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括止回閥。
[0013]方案4.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括沿所述EGR管設(shè)置的熱交換器，所述熱交換器能夠操作以實(shí)現(xiàn)下述操作中的至少一種:加熱、冷卻和調(diào)節(jié)流經(jīng)所述EGR管的排氣氣體的濕度水平。
[0014]方案5.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)延伸。
[0015]方案6.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR噴射器包括安裝到所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)并且與所述汽缸之一連通的多個(gè)EGR噴射器。
[0016]方案7.根據(jù)方案6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述汽缸中的每個(gè)包括多個(gè)進(jìn)氣端口，并且所述EGR噴射器中的每個(gè)與所述進(jìn)氣端口中的至少一個(gè)連通。
[0017]方案8.根據(jù)方案6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括EGR軌道，所述EGR軌道將排氣氣體從所述EGR貯存器分配至所述EGR噴射器中的每個(gè)。
[0018]方案9.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR噴射器遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)定位，所述EGR噴射器將排氣氣體通過EGR流道傳送至所述汽缸中的多于一個(gè)的汽缸。
[0019]方案10.根據(jù)方案I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括控制模塊，所述控制模塊控制所述EGR閥和所述EGR噴射器中的至少一個(gè)。
[0020]方案11.根據(jù)方案10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)延伸，在流經(jīng)所述排氣系統(tǒng)的排氣氣體的壓力脈沖的峰值期間，所述控制模塊打開所述EGR閥。
[0021]方案12.根據(jù)方案10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述控制模塊調(diào)節(jié)EGR噴射正時(shí)和EGR噴射位置中的至少一種，以在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間在所述汽缸內(nèi)產(chǎn)生不同的燃燒類型。
[0022]方案13.—種用于發(fā)動(dòng)機(jī)組件的排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出，所述排氣再循環(huán)組件包括:
EGR貯存器；
EGR管，所述EGR管構(gòu)造成從所述排氣系統(tǒng)、所述排氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)延伸至所述EGR貯存器；
EGR閥，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流；以及 EGR噴射器，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)。
[0023]方案14.根據(jù)方案13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括控制閥。
[0024]方案15.根據(jù)方案13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括止回閥。
[0025]方案16.根據(jù)方案13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR噴射器包括多個(gè)EGR噴射器。
[0026]方案17.—種發(fā)動(dòng)機(jī)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括:
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸；
進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸；
排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出；以及
排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述排氣再循環(huán)組件包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)延伸至所述EGR貯存器，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口。
[0027]方案18.根據(jù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR噴射器包括與所述進(jìn)氣端口連通的多個(gè)EGR噴射器。
[0028]方案19.根據(jù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括EGR軌道，所述EGR軌道提供所述EGR貯存器和所述EGR噴射器之間的連通。
[0029]方案20.根據(jù)方案17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括沿所述EGR管設(shè)置的熱交換器，所述熱交換器能夠操作以實(shí)現(xiàn)下述操作中的至少一種:加熱、冷卻和調(diào)節(jié)流經(jīng)所述EGR管的排氣氣體的濕度水平。
[0030]其他應(yīng)用領(lǐng)域從本文提供的說明將顯而易見。本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的說明和具體示例僅旨在用于描述目的，并不旨在限制本公開的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本文所述的附圖僅用于描述選定實(shí)施例而非全部可能實(shí)施方式的目的，并且不旨在限制本公開的范圍。
[0032]圖1是根據(jù)本公開的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意圖；
圖2是包括在如圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)組件中的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的局部截面圖；
圖3是根據(jù)本公開的排氣再循環(huán)(EGR)噴射器的開度的曲線圖；以及 圖4是根據(jù)本公開的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的替代性實(shí)施例的示意圖。
[0033]在附圖的多個(gè)視圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記指代相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)將參考附圖更完整地描述示例性實(shí)施例。
[0035]參考圖1和圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)組件10包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12、進(jìn)氣系統(tǒng)14、排氣系統(tǒng)16和排氣再循環(huán)(EGR)組件18。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12限定形成汽缸的汽缸孔20。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體22和汽缸蓋24，所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體限定汽缸孔20，所述汽缸蓋聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體22并且限定與所述汽缸連通的進(jìn)氣和排氣端口 26、28。來自進(jìn)氣系統(tǒng)14的進(jìn)氣空氣通過進(jìn)氣端口 26進(jìn)入汽缸，排氣氣體從汽缸通過排氣端口 28被驅(qū)出到排氣系統(tǒng)16?；钊?0設(shè)置在汽缸孔20內(nèi)并且聯(lián)接到曲軸32?；钊?0的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致曲軸32的旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)提供用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。
[0036]進(jìn)氣氣門機(jī)構(gòu)34聯(lián)接到汽缸蓋24，并且調(diào)節(jié)通過進(jìn)氣端口 26的進(jìn)氣空氣的流量。進(jìn)氣氣門機(jī)構(gòu)34包括進(jìn)氣凸輪軸36、搖臂38和進(jìn)氣門40。進(jìn)氣凸輪軸36聯(lián)接到曲軸32以隨其旋轉(zhuǎn)。隨著進(jìn)氣凸輪軸36旋轉(zhuǎn)，進(jìn)氣凸輪軸36上的凸角42接合搖臂38，從而使得搖臂38沿打開進(jìn)氣門40的方向樞轉(zhuǎn)。進(jìn)氣門打開的正時(shí)、升程和/或持續(xù)時(shí)間可使用進(jìn)氣凸輪移相器來調(diào)節(jié)。
[0037]排氣氣門機(jī)構(gòu)44聯(lián)接到汽缸蓋24，并且調(diào)節(jié)通過排氣端口 28的排氣氣體的流量。排氣氣門機(jī)構(gòu)44包括排氣凸輪軸46、搖臂48和排氣門50。排氣凸輪軸46聯(lián)接到曲軸32以隨其旋轉(zhuǎn)。隨著排氣凸輪軸46旋轉(zhuǎn)，排氣凸輪軸46上的凸角52接合搖臂48，從而使得搖臂48沿打開排氣門50的方向樞轉(zhuǎn)。排氣門打開的正時(shí)、升程和/或持續(xù)時(shí)間可使用排氣凸輪移相器來調(diào)節(jié)。
[0038]僅為了描述目的，在圖1中示意性地示出了具有四個(gè)汽缸的直列式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造。要理解的是，本教導(dǎo)適于任何數(shù)量的活塞-汽缸布置以及各種往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，所述往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造包括但不局限于V形發(fā)動(dòng)機(jī)、直列式發(fā)動(dòng)機(jī)和水平對(duì)置的發(fā)動(dòng)機(jī)、以及頂置凸輪和整體式凸輪構(gòu)造。
[0039]如圖1所示，進(jìn)氣系統(tǒng)14包括進(jìn)氣歧管54和節(jié)氣門56。進(jìn)氣歧管54聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12并且與汽缸連通。節(jié)氣門56與進(jìn)氣歧管54連通，并且控制通向進(jìn)氣歧管54的空氣流(A)。排氣系統(tǒng)16包括排氣歧管58和排氣管60。排氣歧管58聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12并且與汽缸連通。排氣管60從排氣歧管58延伸，并且與汽缸連通以用于從其引出排氣流(E)。
[0040]EGR組件18將排氣流(E)中的一些再循環(huán)至汽缸并且包括EGR管62、EGR閥64、熱交換器和除濕器66、EGR貯存器68、EGR軌道70和EGR噴射器72。EGR管62可從排氣系統(tǒng)16延伸，例如如圖1所示從排氣管60延伸。替代性地，EGR管62可從排氣端口 28延伸和/或從汽缸直接延伸，例如如圖2所示從汽缸孔20的底部附近延伸。EGR管62延伸到EGR貯存器68以向其提供排氣氣體。
[0041]圖1示出了從排氣管60上的單個(gè)位置延伸的EGR管62。替代性地，EGR管62可從排氣管60上的多個(gè)位置延伸。例如，EGR管62可與排氣管60的在催化轉(zhuǎn)換器上游的熱區(qū)域以及排氣管60的在催化轉(zhuǎn)換器下游的冷區(qū)域連通。此外，多個(gè)控制閥可用于控制從每個(gè)區(qū)域再循環(huán)的排氣氣體的量，并且由此控制提供給汽缸的再循環(huán)排氣氣體的溫度。
[0042]EGR閥64設(shè)置在EGR管62中，并且調(diào)節(jié)從其經(jīng)過的再循環(huán)排氣氣體的流量。EGR閥64被示意性地示出為控制閥，例如電磁閥。替代性地，EGR閥64可以是止回閥，其允許沿從排氣系統(tǒng)16至EGR貯存器68的一個(gè)方向流動(dòng)并且防止沿從EGR貯存器68至排氣系統(tǒng)16的相反方向流動(dòng)。
[0043]熱交換器和除濕器66沿EGR管62布置，并且加熱、冷卻和/或調(diào)節(jié)再循環(huán)排氣氣體的濕度。熱交換器和除濕器66在冷起動(dòng)期間可加熱再循環(huán)排氣氣體。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)組件10在高負(fù)載下操作時(shí)，熱交換器和除濕器66可冷卻再循環(huán)排氣氣體。熱交換器和除濕器66在冷起動(dòng)期間可降低再循環(huán)排氣氣體的相對(duì)高的濕度，以減少暖熱發(fā)動(dòng)機(jī)組件10所需的時(shí)間量和/或在冷操作期間防止形成冰。在正常操作狀況下，熱交換器和除濕器66可將再循環(huán)排氣氣體保持處于相對(duì)高的濕度水平，以吸收在燃燒期間產(chǎn)生的熱量。
[0044]EGR貯存器68儲(chǔ)存再循環(huán)排氣氣體。EGR軌道70從EGR貯存器68延伸至EGR噴射器72，并且在它們之間提供連通。EGR噴射器72聯(lián)接到EGR軌道70和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12，并且與EGR貯存器68和汽缸連通。EGR噴射器72可以打開以允許排氣氣體從EGR貯存器68流動(dòng)至汽缸。
[0045]如當(dāng)前所示的，EGR噴射器72將排氣氣體噴射到進(jìn)氣端口 26中。替代性地，EGR噴射器72可將排氣氣體直接噴射到汽缸中，例如在汽缸與汽缸蓋24之間的分界面處或在汽缸中的較低部位處。在各個(gè)實(shí)施方式中，EGR噴射器72可設(shè)置在遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12的位置處，管路或流道可從EGR噴射器72引導(dǎo)到進(jìn)氣端口 26或汽缸。
[0046]如當(dāng)前所示的，EGR噴射器72中的一個(gè)設(shè)置在每個(gè)進(jìn)氣端口 26處。替代性地，EGR噴射器72可設(shè)置在每個(gè)汽缸的進(jìn)氣端口 26中的僅一個(gè)進(jìn)氣端口處。因此，所示的四缸布置可包括僅四個(gè)EGR噴射器72，而不是所示的八個(gè)EGR噴射器72。在各個(gè)實(shí)施方式中，EGR噴射器72可與多個(gè)一個(gè)的汽缸連通，和/或可設(shè)置在遙遠(yuǎn)位置處。例如，其中一個(gè)EGR噴射器72可與全部汽缸連通，而其余EGR噴射器72可被省除。
[0047]控制模塊74控制節(jié)氣門56、EGR閥64、熱交換器和除濕器66、以及EGR噴射器72?？刂颇K74可控制EGR閥64、熱交換器和除濕器66、以及EGR噴射器72以調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在EGR貯存器68中的排氣氣體的壓力、溫度和/或濕度。此外，控制模塊74可控制EGR噴射器72以調(diào)節(jié)EGR噴射器72的打開的正時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間。
[0048]控制模塊74可控制EGR閥64，以允許沿從排氣系統(tǒng)16至EGR貯存器68的一個(gè)方向流動(dòng)并且防止沿從EGR貯存器68至排氣系統(tǒng)16的相反方向流動(dòng)。當(dāng)EGR貯存器68的壓力大于排氣系統(tǒng)16中的壓力時(shí),控制模塊74可打開EGR閥64以允許從排氣系統(tǒng)16流動(dòng)到EGR貯存器68。當(dāng)EGR貯存器68的壓力大于或等于排氣系統(tǒng)16中的壓力時(shí)，控制模塊74可關(guān)閉EGR閥64以防止從EGR貯存器68流動(dòng)到排氣系統(tǒng)16。
[0049]控制模塊74可控制EGR閥64，以增加EGR貯存器68的壓力。如果EGR管62從排氣管60延伸，那么控制模塊74可使得EGR閥64的打開與通過排氣管60的排氣流的壓力脈沖同步。如果EGR管62從排氣端口 28延伸或直接從汽缸延伸，那么控制模塊74可使用汽缸壓力來增加EGR貯存器68的壓力。在任一情況下，EGR組件18可不需要EGR泵來加壓EGR貯存器68內(nèi)的排氣氣體。
[0050]參考圖3，控制模塊74可接收排氣壓力信號(hào)76并且基于其來調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)78，以將貯存器壓力信號(hào)80調(diào)節(jié)至期望水平。排氣壓力信號(hào)76代表排氣管60中的壓力。閥控制信號(hào)78代表用于控制EGR閥64的電壓信號(hào)。貯存器壓力信號(hào)80代表EGR貯存器68中的壓力。排氣壓力信號(hào)76和貯存器壓力信號(hào)80相對(duì)于X軸82和y軸84繪制，所述x軸82代表單位為秒的時(shí)間，y軸84代表單位為千帕(kPa)的壓力。閥控制信號(hào)78相對(duì)于X軸82和y軸86繪制，所述y軸86代表單位為伏(V)的電壓。在所示的示例中，EGR閥64在閥控制信號(hào)78是O V時(shí)關(guān)閉，并且EGR閥64在閥控制信號(hào)78是5 V時(shí)打開。
[0051]控制模塊74可調(diào)節(jié)閥控制信號(hào)78，以通過在與排氣壓力信號(hào)76的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)段期間打開EGR閥64來使得EGR閥打開與排氣壓力脈沖同步。在一個(gè)示例中，閥控制信號(hào)78被調(diào)節(jié)以在當(dāng)排氣壓力信號(hào)76正在接近峰值時(shí)的時(shí)刻tl打開EGR閥64。EGR閥64保持打開，直到排氣壓力信號(hào)76達(dá)到峰值之后。由于在時(shí)刻tl和t2之間的時(shí)段對(duì)應(yīng)于閥控制信號(hào)78的峰值，因此在該時(shí)段期間貯存器壓力信號(hào)80增加。在所示的示例中，EGR噴射器72不打開以允許排氣流出EGR貯存器68。因此，貯存器壓力信號(hào)80隨著EGR閥64的每次打開而根據(jù)需要由控制模塊74穩(wěn)定地增加，直到EGR貯存器68壓力達(dá)到排氣信號(hào)峰值76的壓力。
[0052]再次參考圖1，控制模塊74可控制EGR噴射器72，以調(diào)節(jié)提供給汽缸的排氣氣體的量和/或控制何時(shí)提供排氣氣體?？刂颇K74可調(diào)節(jié)EGR噴射器72被打開以調(diào)節(jié)提供給汽缸的排氣氣體的量所花費(fèi)的持續(xù)時(shí)間。此外或替代性地，控制模塊74可調(diào)節(jié)EGR貯存器68的壓力，以調(diào)節(jié)所提供的排氣氣體的量。控制模塊74可控制EGR噴射器72何時(shí)打開，以調(diào)節(jié)何時(shí)將排氣氣體提供給汽缸。
[0053]控制模塊74可調(diào)節(jié)EGR噴射的正時(shí)、持續(xù)時(shí)間和/或位置，以在同一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間產(chǎn)生不同汽缸中的不同燃燒類型。例如，一些EGR噴射器72可被控制以產(chǎn)生均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI )，而其他EGR噴射器72可被控制以產(chǎn)生火花點(diǎn)火(SI)。燃燒類型可在過渡狀況期間以這種方式變化。
[0054]控制模塊74可調(diào)節(jié)EGR噴射的正時(shí)和位置，以分別調(diào)節(jié)影響燃燒類型的混合物均質(zhì)性和混合物運(yùn)動(dòng)。排氣氣體可相對(duì)較早地被提供給汽缸，以使得在汽缸頂部附近的再循環(huán)排氣氣體濃縮。排氣氣體可相對(duì)較晚地被提供給汽缸以使得在汽缸底部附近的再循環(huán)排氣氣體濃縮。排氣氣體可噴射在每個(gè)汽缸的進(jìn)氣端口 26中的僅一個(gè)進(jìn)氣端口中，以產(chǎn)生汽缸內(nèi)的渦旋效果。
[0055]EGR組件18將再循環(huán)排氣氣體直接傳送到汽缸，而不是將再循環(huán)排氣氣體通過進(jìn)氣歧管54傳送到汽缸。因此，EGR組件18可將相等量的排氣氣體分配到每個(gè)汽缸，同時(shí)避免與填充或泄放進(jìn)氣歧管54相關(guān)的延遲。繼而，分配到全部汽缸的排氣氣體的總量可增力口，這是因?yàn)椴惶赡馨l(fā)生由排氣氣體至汽缸的不相等分配引起的失火。將更多的排氣氣體分配至汽缸可提高燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0056]此外，EGR貯存器68內(nèi)的壓力可如上所述被控制，以產(chǎn)生相對(duì)于常規(guī)EGR組件來說高的EGR流率，從而允許更短的EGR噴射持續(xù)時(shí)間。繼而，EGR噴射的正時(shí)可被精確地控制，以控制每個(gè)汽缸中的燃燒類型，如上文所述的。高EGR流率、短EGR噴射持續(xù)時(shí)間、和/或可變?nèi)紵愋涂杀挥糜趯?shí)現(xiàn)相對(duì)于常規(guī)EGR組件來說短的響應(yīng)時(shí)間，這在過渡狀況中可以是尤其有用的。
[0057]參考圖4，發(fā)動(dòng)機(jī)組件100包括被包括在參考圖1在上文描述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件10中的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12、進(jìn)氣系統(tǒng)14和排氣系統(tǒng)16。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)組件100包括EGR組件102以取代EGR組件18。EGR組件102包括EGR管104、EGR閥106、熱交換器108、EGR貯存器110、EGR噴射器112以及多個(gè)EGR流道114。
[0058]EGR管104可從排氣管60延伸至EGR噴射器112，如所示的。替代性地，EGR管104可從排氣系統(tǒng)16的另一位置(例如，從排氣歧管58)延伸，或者EGR管104可從汽缸直接延伸。EGR閥106和EGR貯存器68可設(shè)置在EGR管104中，熱交換器108可沿EGR管104設(shè)置。熱交換器108和EGR貯存器110可在結(jié)構(gòu)上并且在功能上類似于圖1的熱交換器和除濕器66和EGR貯存器68。
[0059]EGR閥106調(diào)節(jié)通過EGR管104的排氣氣體的流量。EGR閥106被示意性地示出為止回閥。因此，EGR閥106允許沿從排氣系統(tǒng)16至EGR貯存器110的一個(gè)方向流動(dòng)并且防止沿從EGR貯存器110至排氣系統(tǒng)16的相反方向流動(dòng)。替代性地，EGR閥106可以是控制閥，例如電磁閥，其基于從控制模塊116接收的閥控制信號(hào)而打開和關(guān)閉。
[0060]EGR噴射器112聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12，并且與EGR貯存器110和汽缸連通。EGR噴射器112可打開以允許排氣氣體從EGR貯存器68流動(dòng)至汽缸?？刂颇K116可打開EGR噴射器112，以允許排氣氣體從EGR貯存器110流動(dòng)至進(jìn)氣端口 26。以這種方式使用單個(gè)EGR噴射器將再循環(huán)排氣氣體分配至多個(gè)汽缸降低了與具有用于每個(gè)汽缸或用于每個(gè)進(jìn)氣端口的EGR噴射器相關(guān)的成本和復(fù)雜性。
[0061]如當(dāng)前所示的，EGR噴射器112設(shè)置在遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12的位置，并且將排氣氣體通過EGR流道114噴射到每個(gè)進(jìn)氣端口 26中。在各個(gè)實(shí)施方式中，EGR噴射器112可安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)12，并且仍將排氣氣體通過EGR流道114傳送到進(jìn)氣端口 26。此外，EGR噴射器112可將排氣氣體直接噴射到汽缸中，而不是將排氣氣體噴射到進(jìn)氣端口 26中；或者除將排氣氣體噴射到進(jìn)氣端口 26中以外還將排氣氣體直接噴射到汽缸中。
[0062]在所示的示例中，EGR流道114利用EGR軌道118連接到EGR噴射器112。EGR流道114和/或EGR軌道118可包括一個(gè)或多個(gè)裝置，例如止回閥，所述裝置防止排氣從一個(gè)汽缸流動(dòng)至另一汽缸。雖然EGR流道114被示出為利用EGR軌道118連接到EGR噴射器112，但是EGR流道114可直接連接到EGR噴射器112。在任一情況下，再循環(huán)排氣氣體直接傳送至汽缸而不是將再循環(huán)排氣氣體通過進(jìn)氣歧管54傳送到汽缸。因此，EGR組件102相對(duì)于常規(guī)EGR組件來說可具有更大的能力來將排氣氣體等量地分配至汽缸。
[0063]出于描述和說明的目的，已經(jīng)提供了實(shí)施例的前述說明。該說明并不旨在是詳盡的或限制本公開。具體實(shí)施例的各個(gè)元件或特征通常并不局限于該具體實(shí)施例，而是在適用的情況下是可互換的并且可用于選定的實(shí)施例中，即使未被具體地示出或描述。所述各個(gè)元件或特征還可以許多方式變化。這種變形被認(rèn)為不偏離本公開，并且全部這種修改旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
[0064]如本文使用的，術(shù)語“模塊”可以指代以下器件、是以下器件的一部分或包含以下器件:專用集成電路(ASIC);離散電路；集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或成組)；提供描述的功能的其他合適的硬件部件；或上述器件的一些或全部的組合，諸如在片上系統(tǒng)中。術(shù)語“模塊”可以包含存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器(共享、專用或成組)。
[0065]上面使用的術(shù)語“代碼”可以包含軟件、固件和/或微代碼，并且可以涉及程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。上面使用的術(shù)語“共享”表示來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可以使用單個(gè)(共享)處理器來執(zhí)行。此外，來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可以由單個(gè)(共享)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。上面使用的術(shù)語“成組”表示來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可以采用一組處理器來執(zhí)行。此外，來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可以使用一組存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸； 進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸； 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出；以及 排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述排氣再循環(huán)組件包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)、所述排氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)延伸至所述EGR貯存器，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR閥包括止回閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括沿所述EGR管設(shè)置的熱交換器，所述熱交換器能夠操作以實(shí)現(xiàn)下述操作中的至少一種:加熱、冷卻和調(diào)節(jié)流經(jīng)所述EGR管的排氣氣體的濕度水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述EGR噴射器包括安裝到所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)并且與所述汽缸之一連通的多個(gè)EGR噴射器?！?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其中，所述汽缸中的每個(gè)包括多個(gè)進(jìn)氣端口，并且所述EGR噴射器中的每個(gè)與所述進(jìn)氣端口中的至少一個(gè)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)組件，還包括EGR軌道，所述EGR軌道將排氣氣體從所述EGR貯存器分配至所述EGR噴射器中的每個(gè)。
9.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)組件的排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出，所述排氣再循環(huán)組件包括: EGR貯存器； EGR管，所述EGR管構(gòu)造成從所述排氣系統(tǒng)、所述排氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)延伸至所述EGR貯存器； EGR閥，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流；以及 EGR噴射器，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口和所述汽缸中的至少一個(gè)。
10.一種發(fā)動(dòng)機(jī)組件，所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限定具有進(jìn)氣端口和排氣端口的汽缸； 進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣端口將空氣提供給所述汽缸； 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)包括排氣歧管，所述排氣歧管與所述排氣端口連通以用于將排氣氣體從所述汽缸驅(qū)出；以及排氣再循環(huán)(EGR)組件，所述排氣再循環(huán)組件包括EGR管、EGR閥、EGR貯存器和EGR噴射器，所述EGR管從所述排氣系統(tǒng)延伸至所述EGR貯存器，所述EGR閥調(diào)節(jié)通過所述EGR管的排氣流，所述EGR噴射器能夠操作以將排氣氣體從所述EGR貯存器直接傳送到所述進(jìn)氣端口。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK103850828SQ201310619356
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】R.J.皮里克, J.D.羅赫, C.加文 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司