发动机系统和用于操作发动机的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃发动机，并且具体地，涉及具有涡轮增压器和废气再循环系统的发动机系统。
【背景技术】
[0002]诸如内燃发动机系统的发动机系统用于各种各样的空基、水基和陆基车辆。提高机械和排放性能以及效率仍是感兴趣的领域。一些现有的系统对于特定应用具有各种缺点、缺陷和不利条件。因此，仍需要在该技术领域的进一步的贡献。
【发明内容】
[0003]本发明的一个实施方式包括独特的发动机系统，该发动机系统具有:发动机，具有专用的废气再循环(EGR)汽缸；EGR系统，从该专用的汽缸接收排放气体；以及涡轮增压器，具有经由多个排气通道与其他发动机汽缸流体连通的涡轮入口，其中多个排气通道中的至少两个大体上彼此隔开。其他实施方式包括用于发动机和发动机系统的设备、系统、装置、硬件、方法和组合物。通过附图和随附图提供的描述，本发明的其他实施方式、形式、特点、方面、益处和优点将变得明显。
【附图说明】
[0004]本文的描述是参照附图作出的，全文中相同的参考数字指示多个附图中相同的部件，在附图中:
[0005]图1示意性示出了根据本发明实施方式的发动机系统的非限制性示例的一些方面。
[0006]图2A和图2B示意性示出了根据本发明实施方式的涡轮增压器和联接到涡轮增压器的排气通道的非限制性示例的一些方面。
[0007]图3A-图3C示意性示出了根据本发明实施方式的涡轮增压器和联接到涡轮增压器的排气通道的非限制性示例的一些方面。
[0008]图4A和4B示意性示出了根据本发明实施方式的涡轮增压器和联接到涡轮增压器的排气通道的非限制性示例的一些方面。
【具体实施方式】
[0009]为了促进对本发明原理的理解，本文将参照附图中示出的实施方式，并将使用具体语言来描述这些实施方式。然而，应理解，并不旨在由本发明的特定实施方式的说明和描述对本发明的范围进行限制。另外，所说明和/或描述的实施方式的任何改变和/或修改被预期为在本发明的范围内。此外，如本发明所属领域的技术人员通常能够想到的，本文所说明和/或描述的本发明原理的任何其他应用被预期为在本发明的范围内。
[0010]现在参照图1，示意性示出了根据本发明的实施方式的发动机系统10的非限制性示例的一些方面。发动机系统10包括内燃发动机12、EGR系统14、涡轮增压器16。在一种形式中，发动机12是4缸发动机并包括汽缸Cl、C2、C3和C4。在其他实施方式中，发动机12可包括任何数量的汽缸。在4缸发动机的形式中，发动机12包括排气通道18、排气通道20、排气通道22和排气通道24。在各实施方式中，排气通道的数量可随着具体应用的需要而改变。排气通道可采用适合于具体应用需要的任何形式，例如包括但不限于管、歧管、铸件或锻件内的通道、或管道或类似物等。
[0011]在发动机12的操作期间，EGR系统14进行操作以从发动机12接收排放气体、将排放气体中的至少一部分R引导至发动机12的汽缸，与由发动机12的空气和燃料计量系统输送的空气/燃料混合物一起用于进气。在一种形式中，发动机12包括专用的EGR汽缸，在描绘的实施方式中该专用的EGR汽缸是汽缸C4。在其他实施方式中，发动机12的任何一个或多个汽缸可以是专用的EGR汽缸。发动机12的专用的EGR汽缸是这样的汽缸，即，该汽缸的排放气体专供EGR系统14使用。在一种形式中，来自专用的EGR汽缸的所有排放气体被引导至EGR系统14并由EGR系统14使用。在一些实施方式中，过量的排放气体可在进入EGR系统14之前从专用的EGR汽缸转移。在一些实施方式中，来自一个或多个其他汽缸的排放气体可被引导至EGR系统14，以补充从专用的EGR汽缸供应的排放气体。在任何事件下，专用的EGR汽缸是在所有时间始终将排放气体供应到EGR系统(例如EGR系统14)的汽缸，在此期间指定供应排放气体以用于通往发动机12的进气的废气再循环，在一些实施方式中专用于通往发动机12的进气的废气再循环，在其他实施方式中，其中从指定的EGR汽缸供应到EGR系统的排放气体由来自另一汽缸的排放气体补充，或排放或转移到除了 EGR系统之外的目的地。在各实施方式中，EGR系统14可使用旁通阀，以将过量排放气体E，例如超过EGR系统14输送到发动机12的进气所需的排放气体的量，引导至另一位置，例如引导至涡轮增压器16或车外排气流26中，例如，机动车辆的尾气管。
[0012]涡轮增压器16被配置为从发动机12的排放气体获取能量并压缩用于进入发动机12的进气的空气。涡轮增压器16包括涡轮28和靠近涡轮28 (即，紧邻涡轮28)的多个入口，由此供应到一个入口的排放气体与供应到另一入口的排放气体基本上隔开。在一些实施方式中，涡轮增压器16可包括由虚线30表示的、用于控制和/或引导进入涡轮28的流的涡轮喷嘴，在这种情况下涡轮喷嘴30被认为是涡轮28的部件。在一种形式中，涡轮增压器16包括三个入口，指定为入口 32、入口 34和入口 36。在其他实施方式中，入口的数量可根据应用需要而改变。在一些实施方式中，入口 34和入口 36可以彼此流体连通，S卩，彼此没有流体隔开，如由在本文中被称为入口 38的虚线38表示的。在一些实施方式中，入口 38可以是完整的或者是入口 34和36的部分的总和。在一些实施方式中，入口围绕涡轮28周向地彼此间隔开。在其他实施方式中，入口沿着涡轮28在轴向上彼此间隔开，即沿着涡轮28的旋转轴AR间隔开。在其他实施方式中，入口可轴向地且周向地彼此间隔开。
[0013]在一种形式中，排气通道18、20、22和24直接联接到相应的汽缸C4、C1、C2和C3，SP，排气通道18、20、22和24在靠近汽缸C4、Cl、C2和C3处不是交叉联接，例如，如通过排气歧管。在其他实施方式中，排气通道18、20、22和24中的一个或多个在靠近汽缸C4、C1、C2和C3中的一个或多个处可通过歧管或其他通道或管道方案交叉联接。排气通道18使专用的EGR汽缸C4与EGR系统14流体联接，并进行操作以将从专用的汽缸C4接收的排放气体供应到EGR系统14。在一种形式中，排气通道18与排气通道20、22和24隔开。在一种形式中，排气通道20、22和24将汽缸Cl、C2和C3分别流体联接到入口 32、34和36，由此由于排气压力脉冲包含在彼此隔开的单独的排气通道20、22和24内，所以排气压力脉冲被分离。在一些实施方式中，包括本文描述的一些实施方式，排气通道18、20、22和24中的一个或多个可以彼此不隔开。
[0014]发明人已经确定了将源于一个汽缸的排放压力事件与源于一个或多个其他汽缸的排气压力事件分离开是可期望的。因此，各实施方式可使用各方案中的一个或多个，以防止来自不同汽缸的排气压力事件重叠。各实施方式可使用排气压力事件的物理分离、排气压力事件的暂时分离或这使用这两者。通过“暂时分离”，其意味着及时分离脉冲，使得一个排气压力事件基本上不会与另一排气压力事件冲突，例如不会产生不期望的背压脉冲。在一些实施方式中，可使用可流体联接两个或更多个汽缸或排气口的一个或多个排气歧管。例如在一些实施方式中，可合并两个汽缸排气口以用于输送到涡轮增压器16。在这样的实施方式中，排气通道的有效流动面积和/或涡轮入口的有效流动面积可具有较大的尺寸，例如是单个排气口排气通道的尺寸的两倍。在其他实施方式中，尺寸例如可根据合并的汽缸的排气压力脉冲的特性而改变。例如，考虑的特性可包括压力