在本示例中，第二汽缸組(汽缸1_3)中的汽缸可以分別包括至少一個進氣門和至少一個排氣門(未示出)。相比之下，第一汽缸組(汽缸4)中的汽缸可以配置有單個進氣門62和多個排氣門。在所描述的示例中，第一汽缸組包括第一、第二和第三排氣門64-66中的每個排氣門。在所描述的不例中，專用EGR汽缸組中的多個排氣門64-66在尺寸上是對稱的。然而，在替換的示例中，專用EGR汽缸組中的多個排氣門在尺寸上可以是不對稱的。作為一個示例，較大的排氣門可以提供排氣路線，同時較小的排氣門可以提供前壓縮機再循環(huán)路線和后壓縮機再循環(huán)路線。作為另一個示例，排氣門64和65在尺寸上可以被設(shè)置為大于排氣門66，使得與排氣被轉(zhuǎn)移至排氣渦輪或催化劑相比，更多的排氣被再循環(huán)至進氣歧管的前壓縮機位置和后壓縮機位置。
[0024]在所描述的實施例中，排氣歧管36包括多個排氣歧管部分以使來自不同燃燒室的流出物可以被引導(dǎo)至發(fā)動機系統(tǒng)中的不同位置。特別地，來自第二汽缸組17(汽缸1-3)的流出物在由排放控制設(shè)備170的排氣催化劑處理之前被引導(dǎo)通過排氣歧管36的渦輪76。相比之下，來自第一汽缸組18 (汽缸4)的排氣經(jīng)由EGR通道54被路由回到進氣歧管25和水煤氣變換催化劑70。定位在EGR通道54的水煤氣變換(WGS)催化劑70經(jīng)配置以從富排氣中產(chǎn)生氫氣，該富排氣在通道54中從汽缸4接收。
[0025]汽缸1-4中的每個汽缸可以通過捕集(trap)來自相應(yīng)汽缸中的燃燒事件的排氣且允許排氣在隨后的燃燒事件期間保持在相應(yīng)的汽缸中而包括內(nèi)部EGR。內(nèi)部EGR的量可以經(jīng)由調(diào)整進氣門和/或排氣門打開和/或閉合時間而變化。例如，通過增加進氣門和排氣門重疊，附加EGR可以在隨后的燃燒事件期間保持在汽缸中。外部EGR經(jīng)由來自第一汽缸組18 (在此為汽缸4)和EGR通道54的排氣流僅被提供給汽缸1_4。在另一個示例中，外部EGR可以僅被提供給汽缸1-3而未提供給汽缸4。外部EGR無法通過來自汽缸1_3的排氣流而被提供。因此，在該示例中，汽缸4是發(fā)動機10的外部EGR的唯一源，且因而在此也被稱為專用EGR汽缸(或?qū)Ｓ闷捉M)。通過將排氣從四汽缸發(fā)動機中的一個汽缸再循環(huán)至發(fā)動機進氣歧管，這可以提供近似恒定的(例如，大約25% )EGR率。汽缸1-3在此還被稱為非專用EGR汽缸組。雖然當前示例將專用EGR汽缸組示為具有單個汽缸，但應(yīng)當認識到在替換的發(fā)動機配置中，專用EGR汽缸組可以具有更多個發(fā)動機汽缸。
[0026]EGR通道54可以包括用于將被傳送到發(fā)動機進氣口的EGR冷卻的EGR冷卻器52。在一些實施例中，專用EGR汽缸4可以包括進氣門和/或排氣門的可變氣門正時以改變EGR率。此外，EGR通道54可以包括排氣傳感器51用于估計從第一汽缸組再循環(huán)至發(fā)動機進氣口的排氣的空燃比?？蛇x地，第二排氣傳感器(未示出)可以被定位在第一汽缸組的排氣歧管部分的下游，用于估計第一汽缸組中排氣的空燃比。更進一步地，排氣傳感器可以被包括在圖1的發(fā)動機系統(tǒng)中。
[0027]應(yīng)當認識到，在一些示例中，被整合的增壓空氣冷卻器78可以被設(shè)置大小從而同樣執(zhí)行EGR冷卻。在此類實施例中，消除了對于EGR冷卻器的需求。
[0028]EGR通道54可以包括第一管道57和第二管道55，第一管道57使再循環(huán)的排氣能夠被傳送至后壓縮機位置(節(jié)氣門20的下游)，且第二管道54使再循環(huán)的排氣能夠被傳送至前壓縮機位置(壓縮機74的下游、接近壓縮機入口 )。EGR冷卻器52可以被布置在EGR通道54中且具體地在EGR管道55中，使得再循環(huán)至前壓縮機位置的排氣在傳送之前冷卻，而再循環(huán)至后壓縮機位置的排氣在傳送之前未冷卻。因此，冷卻的低壓(LP)EGR從第二排氣門被傳送至前壓縮機位置，而熱的、未冷卻的EGR從第一排氣門被傳送回后壓縮機位置。替換地，EGR冷卻器54可以向上游移動和/或CAC 78被整合到進氣歧管，從而允許冷卻的EGR被傳送到前壓縮機或后壓縮機位置?？蛇x地。來自第一汽缸組的至少一部分排氣可以經(jīng)由旁通管道56而被轉(zhuǎn)移到排氣歧管48。在所描述的示例中，管道將排氣轉(zhuǎn)移至渦輪76上游的排氣歧管。然而，在替換的示例中，排氣可以被轉(zhuǎn)移至渦輪76下游的位置和排放控制設(shè)備170的排氣催化劑上游的位置。如本文所闡述的，通過改變第一汽缸組18的排氣門操作的正時，來自專用EGR汽缸組的排氣可以經(jīng)由管道55、57而被再循環(huán)至進氣口和/或經(jīng)由管道56而被轉(zhuǎn)移至排氣催化劑。
[0029]可以經(jīng)由使在汽缸4中燃燒的空燃混合物變富而增加來自汽缸4的外部EGR中的氫濃度。特別地，可以通過增加在通道50中從氣缸4接收的排氣的富度而增加在WGS催化劑70處產(chǎn)生的氫氣量。因此，為了將變富的氫排氣提供給發(fā)動機汽缸1-4，可以調(diào)整第二汽缸組18的加燃料，從而使汽缸4變富。在一個示例中，來自汽缸4的外部EGR的氫濃度可以在發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性小于期望的狀態(tài)期間增加。這種行為增加外部EGR中的氫濃度且它可以提高發(fā)動機的燃燒穩(wěn)定性，尤其是在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷(例如，怠速)下。此夕卜，相比于常規(guī)(較低的氫濃度)EGR，在經(jīng)受任何燃燒穩(wěn)定性問題之前，變富的氫EGR允許在發(fā)動機中承受更高水平的EGR。通過增加EGR使用的范圍和數(shù)量，發(fā)動機的燃料經(jīng)濟性被提尚。
[0030]發(fā)動機系統(tǒng)100進一步包括用于操作燃燒室的進氣門和排氣門的一個或多個凸輪軸。例如，進氣凸輪軸(未示出)可以經(jīng)由不同的凸輪凸角耦接至第一汽缸組的進氣門和第二汽缸組中的每個汽缸的進氣門。凸輪軸可以被致動以經(jīng)由對對應(yīng)凸輪凸角的正時的調(diào)整來操作對應(yīng)進氣門。每個進氣門在允許進氣空氣到對應(yīng)汽缸內(nèi)的打開位置和充分阻塞來自汽缸的進氣空氣的閉合位置之間可致動。進氣凸輪軸可以被包括為進氣門致動系統(tǒng)的一部分。
[0031]同樣地，排氣凸輪軸68可以被包括在排氣門致動系統(tǒng)69中。排氣凸輪軸68可以被耦接至第一汽缸組18 (本文中為汽缸4)的排氣門64-66。排氣凸輪軸68可以包括具有凸輪凸角廓線的排氣凸輪67，凸輪凸角廓線用于在第一汽缸組的排氣沖程期間改變打開排氣門64的正時和持續(xù)時間。同樣地，具有類似或不同的凸輪凸角廓線的排氣凸輪可以被包含耦接到排氣門65或66。每個排氣門64-66在允許排氣從對應(yīng)汽缸中出來的打開位置和基本將氣體保持在汽缸內(nèi)的閉合位置之間可致動。基于每個排氣凸輪的凸角廓線，對應(yīng)排氣門可以在不同正時打開且可以打開不同的持續(xù)時間。凸角廓線可以影響凸輪升程高度、凸輪持續(xù)時間和/或凸輪正時。控制器可以能夠通過縱向地移動排氣凸輪軸68以及在凸輪廓線之間轉(zhuǎn)換而在排氣門操作之間轉(zhuǎn)換。雖然排氣凸輪軸68被示出為被耦接至第一汽缸組18的排氣門，但類似的排氣凸輪軸(未示出)可以被耦接至第二汽缸組17中的每個汽缸的排氣門，通用排氣凸輪軸被致動以操作所有被耦接汽缸的排氣門。
[0032]排氣門致動系統(tǒng)69和進氣門致動系統(tǒng)(未示出)可以進一步包括推桿、搖臂、挺柱等。此類設(shè)備和特征可以通過將凸輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為氣門的直線運動控制進氣門和排氣門的致動。如上所述，氣門還可以經(jīng)由凸輪軸上的附加凸輪凸角廓線而致動，其中不同氣門之間的凸輪凸角廓線可以提供變化的凸輪升程高度、凸輪持續(xù)時間和/或凸輪正時。然而，如果需要，可以使用替換的凸輪軸布置(在頭頂和/或推桿)。在又一些示例中，一個或多個汽缸中的排氣門和進氣門中的每個氣門可以由通用軸致動。更進一步地，在一些示例中，進氣門和/或排氣門中的一些可以由它們自己的獨立凸輪軸或其它設(shè)備致動。
[0033]發(fā)動機系統(tǒng)100可以包括可變氣門正時系統(tǒng)，例如，排氣可變凸輪正時VCT系統(tǒng)80。VCT系統(tǒng)80可以經(jīng)配置以在第一操作模式期間在第一正時打開第一排氣門64且打開第一持續(xù)時間。第一操作模式可以在較低的發(fā)動機負荷和/或較低的升壓壓力下發(fā)生。第一管道57使第一汽缸組的第一排氣門64耦接至進氣壓縮機74下游(在后壓縮機位置處)的進氣歧管。第二管道55使第一汽缸組的第二排氣門65耦接至進氣壓縮機上游(在前壓縮機位置處)的進氣歧管。第三管道56使第一汽缸組的第三排氣門66耦接至排放控制設(shè)備170的排氣催化劑上游的排氣歧管。如在圖2和圖4處所闡述的，通過改變凸輪軸68的操作，排氣門64-66的打開和閉合可以被改變，從而改變EGR傳送的位置以及EGR傳送率。
[0034]VCT系統(tǒng)80可以包括被耦接至排氣凸輪軸68的排氣凸輪軸相位器81，用于改變排氣門正時。同樣地，VCT系統(tǒng)可以包括耦接至進氣凸輪軸的進氣凸輪軸相位器，用于改變進氣門正時。VCT系統(tǒng)80可以經(jīng)配置以通過提前或延遲凸輪正時而提前或延遲氣門正時且可以由控制器12來控制。VCT系統(tǒng)80可以經(jīng)配置以通過改變曲軸位置和凸輪軸位置之間的關(guān)系而改變氣門打開和閉合事件的正時。例如，VCT系統(tǒng)80可以經(jīng)配置以獨立于曲軸旋轉(zhuǎn)凸輪軸68，以使得氣門正時被提前或被延遲。在一些實施例中，VCT系統(tǒng)80可以是經(jīng)配置以快速地改變凸輪正時的凸輪轉(zhuǎn)矩致動設(shè)備。在一些實施例中，諸如進氣門閉合(IVC)和排氣門閉合(EVC)的氣門正時可以通過連續(xù)可變氣門升程(CVVL)設(shè)備而被改變。
[0035]上面描述的氣門/凸輪控制設(shè)備和系統(tǒng)可以是液壓驅(qū)動的、電致動的或其組合。在一個示例中，凸輪軸的位置可以經(jīng)由具有超過大多數(shù)液壓操作的凸輪相位器的保真度的電致動器(例如，電致動的凸輪相位器)的凸輪相位調(diào)整而被改變。信號線可以將控制信號發(fā)送到來自VCT系統(tǒng)80的致動器并接收在其處的凸輪正時和/或凸輪選擇測量值。
[0036]可以向燃燒室30提供一種或更多種燃料，諸如，汽油、醇混合燃料、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。可以經(jīng)由噴射器66向燃燒室提供燃料。燃料噴射器66可以從燃料箱取得(draw)燃料。在所描述的示例中，燃料噴射器66被配置為直接噴射，而在另一些實施例中，燃料噴射器66被配置為進氣道噴射或節(jié)氣門閥體噴射。進一步地，每個燃燒室可以包括不同配置的一個或多個燃料噴射器以使得每個汽缸能夠經(jīng)由直接噴射、進氣道噴射、節(jié)氣門閥體噴射或其組合接收燃料。在燃燒室中，可以經(jīng)由火花點火和/或壓縮點火來開始燃燒。
[0037]來自排氣歧管36的排氣被引導(dǎo)至渦輪76以驅(qū)動渦輪。當期望減小的渦輪轉(zhuǎn)矩時，一些排氣可以被引導(dǎo)替代通過廢氣門(未示出)，繞過渦輪。來自渦輪和廢氣門的結(jié)合流然后流過排放控制設(shè)備170。通常，一個或多個排放控制設(shè)備170可以包括經(jīng)配置以催化地處理排氣流且因而減小排氣流中一種或更多種物質(zhì)的量的一個或多個排氣后處理催化劑。例如，一個排氣后處理催化劑可以經(jīng)配置以在排氣流為稀時捕集來自排氣流的NOx，且在排氣流為富時，減小捕集的NOx。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以經(jīng)配置以與NOx不成比例或在還原劑的幫助下有選擇地減少NOx。在又一些示例中，排氣后處理催化劑可以經(jīng)配置以氧化排氣流中的殘余烴和/或一氧化碳。具有任何此類功能的不同的排氣后處理催化劑可以在排氣后處理階段被分離地或一起布置在載體涂料(wash coat)中或其它地方。在一些實施例中，排氣后處理催化劑階段可以包括經(jīng)配置以捕集和氧化排氣流中的煙塵顆粒的可再生煙塵過濾器。來自排放控制設(shè)備170的已處理排氣的全部或部分可以經(jīng)由排氣管道35被釋放至大氣中。
[0038]發(fā)動機系統(tǒng)100進一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14包括控制器12，控制器12可以是發(fā)動機系統(tǒng)的或安裝有發(fā)動機系統(tǒng)的車輛的任何電子控制系統(tǒng)?？刂破?2可以經(jīng)配置以基于至少部分來自