在本示例中，第二汽缸组(汽缸1_3)中的汽缸可以分别包括至少一个进气门和至少一个排气门(未示出)。相比之下，第一汽缸组(汽缸4)中的汽缸可以配置有单个进气门62和多个排气门。在所描述的示例中，第一汽缸组包括第一、第二和第三排气门64-66中的每个排气门。在所描述的不例中，专用EGR汽缸组中的多个排气门64-66在尺寸上是对称的。然而，在替换的示例中，专用EGR汽缸组中的多个排气门在尺寸上可以是不对称的。作为一个示例，较大的排气门可以提供排气路线，同时较小的排气门可以提供前压缩机再循环路线和后压缩机再循环路线。作为另一个示例，排气门64和65在尺寸上可以被设置为大于排气门66，使得与排气被转移至排气涡轮或催化剂相比，更多的排气被再循环至进气歧管的前压缩机位置和后压缩机位置。
[0024]在所描述的实施例中，排气歧管36包括多个排气歧管部分以使来自不同燃烧室的流出物可以被引导至发动机系统中的不同位置。特别地，来自第二汽缸组17(汽缸1-3)的流出物在由排放控制设备170的排气催化剂处理之前被引导通过排气歧管36的涡轮76。相比之下，来自第一汽缸组18 (汽缸4)的排气经由EGR通道54被路由回到进气歧管25和水煤气变换催化剂70。定位在EGR通道54的水煤气变换(WGS)催化剂70经配置以从富排气中产生氢气，该富排气在通道54中从汽缸4接收。
[0025]汽缸1-4中的每个汽缸可以通过捕集(trap)来自相应汽缸中的燃烧事件的排气且允许排气在随后的燃烧事件期间保持在相应的汽缸中而包括内部EGR。内部EGR的量可以经由调整进气门和/或排气门打开和/或闭合时间而变化。例如，通过增加进气门和排气门重叠，附加EGR可以在随后的燃烧事件期间保持在汽缸中。外部EGR经由来自第一汽缸组18 (在此为汽缸4)和EGR通道54的排气流仅被提供给汽缸1_4。在另一个示例中，外部EGR可以仅被提供给汽缸1-3而未提供给汽缸4。外部EGR无法通过来自汽缸1_3的排气流而被提供。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10的外部EGR的唯一源，且因而在此也被称为专用EGR汽缸(或专用汽缸组)。通过将排气从四汽缸发动机中的一个汽缸再循环至发动机进气歧管，这可以提供近似恒定的(例如，大约25% )EGR率。汽缸1-3在此还被称为非专用EGR汽缸组。虽然当前示例将专用EGR汽缸组示为具有单个汽缸，但应当认识到在替换的发动机配置中，专用EGR汽缸组可以具有更多个发动机汽缸。
[0026]EGR通道54可以包括用于将被传送到发动机进气口的EGR冷却的EGR冷却器52。在一些实施例中，专用EGR汽缸4可以包括进气门和/或排气门的可变气门正时以改变EGR率。此外，EGR通道54可以包括排气传感器51用于估计从第一汽缸组再循环至发动机进气口的排气的空燃比。可选地，第二排气传感器(未示出)可以被定位在第一汽缸组的排气歧管部分的下游，用于估计第一汽缸组中排气的空燃比。更进一步地，排气传感器可以被包括在图1的发动机系统中。
[0027]应当认识到，在一些示例中，被整合的增压空气冷却器78可以被设置大小从而同样执行EGR冷却。在此类实施例中，消除了对于EGR冷却器的需求。
[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使再循环的排气能够被传送至后压缩机位置(节气门20的下游)，且第二管道54使再循环的排气能够被传送至前压缩机位置(压缩机74的下游、接近压缩机入口 )。EGR冷却器52可以被布置在EGR通道54中且具体地在EGR管道55中，使得再循环至前压缩机位置的排气在传送之前冷却，而再循环至后压缩机位置的排气在传送之前未冷却。因此，冷却的低压(LP)EGR从第二排气门被传送至前压缩机位置，而热的、未冷却的EGR从第一排气门被传送回后压缩机位置。替换地，EGR冷却器54可以向上游移动和/或CAC 78被整合到进气歧管，从而允许冷却的EGR被传送到前压缩机或后压缩机位置。可选地。来自第一汽缸组的至少一部分排气可以经由旁通管道56而被转移到排气歧管48。在所描述的示例中，管道将排气转移至涡轮76上游的排气歧管。然而，在替换的示例中，排气可以被转移至涡轮76下游的位置和排放控制设备170的排气催化剂上游的位置。如本文所阐述的，通过改变第一汽缸组18的排气门操作的正时，来自专用EGR汽缸组的排气可以经由管道55、57而被再循环至进气口和/或经由管道56而被转移至排气催化剂。
[0029]可以经由使在汽缸4中燃烧的空燃混合物变富而增加来自汽缸4的外部EGR中的氢浓度。特别地，可以通过增加在通道50中从气缸4接收的排气的富度而增加在WGS催化剂70处产生的氢气量。因此，为了将变富的氢排气提供给发动机汽缸1-4，可以调整第二汽缸组18的加燃料，从而使汽缸4变富。在一个示例中，来自汽缸4的外部EGR的氢浓度可以在发动机燃烧稳定性小于期望的状态期间增加。这种行为增加外部EGR中的氢浓度且它可以提高发动机的燃烧稳定性，尤其是在较低的发动机转速和负荷(例如，怠速)下。此夕卜，相比于常规(较低的氢浓度)EGR，在经受任何燃烧稳定性问题之前，变富的氢EGR允许在发动机中承受更高水平的EGR。通过增加EGR使用的范围和数量，发动机的燃料经济性被提尚。
[0030]发动机系统100进一步包括用于操作燃烧室的进气门和排气门的一个或多个凸轮轴。例如，进气凸轮轴(未示出)可以经由不同的凸轮凸角耦接至第一汽缸组的进气门和第二汽缸组中的每个汽缸的进气门。凸轮轴可以被致动以经由对对应凸轮凸角的正时的调整来操作对应进气门。每个进气门在允许进气空气到对应汽缸内的打开位置和充分阻塞来自汽缸的进气空气的闭合位置之间可致动。进气凸轮轴可以被包括为进气门致动系统的一部分。
[0031]同样地，排气凸轮轴68可以被包括在排气门致动系统69中。排气凸轮轴68可以被耦接至第一汽缸组18 (本文中为汽缸4)的排气门64-66。排气凸轮轴68可以包括具有凸轮凸角廓线的排气凸轮67，凸轮凸角廓线用于在第一汽缸组的排气冲程期间改变打开排气门64的正时和持续时间。同样地，具有类似或不同的凸轮凸角廓线的排气凸轮可以被包含耦接到排气门65或66。每个排气门64-66在允许排气从对应汽缸中出来的打开位置和基本将气体保持在汽缸内的闭合位置之间可致动。基于每个排气凸轮的凸角廓线，对应排气门可以在不同正时打开且可以打开不同的持续时间。凸角廓线可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器可以能够通过纵向地移动排气凸轮轴68以及在凸轮廓线之间转换而在排气门操作之间转换。虽然排气凸轮轴68被示出为被耦接至第一汽缸组18的排气门，但类似的排气凸轮轴(未示出)可以被耦接至第二汽缸组17中的每个汽缸的排气门，通用排气凸轮轴被致动以操作所有被耦接汽缸的排气门。
[0032]排气门致动系统69和进气门致动系统(未示出)可以进一步包括推杆、摇臂、挺柱等。此类设备和特征可以通过将凸轮的旋转运动转化为气门的直线运动控制进气门和排气门的致动。如上所述，气门还可以经由凸轮轴上的附加凸轮凸角廓线而致动，其中不同气门之间的凸轮凸角廓线可以提供变化的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果需要，可以使用替换的凸轮轴布置(在头顶和/或推杆)。在又一些示例中，一个或多个汽缸中的排气门和进气门中的每个气门可以由通用轴致动。更进一步地，在一些示例中，进气门和/或排气门中的一些可以由它们自己的独立凸轮轴或其它设备致动。
[0033]发动机系统100可以包括可变气门正时系统，例如，排气可变凸轮正时VCT系统80。VCT系统80可以经配置以在第一操作模式期间在第一正时打开第一排气门64且打开第一持续时间。第一操作模式可以在较低的发动机负荷和/或较低的升压压力下发生。第一管道57使第一汽缸组的第一排气门64耦接至进气压缩机74下游(在后压缩机位置处)的进气歧管。第二管道55使第一汽缸组的第二排气门65耦接至进气压缩机上游(在前压缩机位置处)的进气歧管。第三管道56使第一汽缸组的第三排气门66耦接至排放控制设备170的排气催化剂上游的排气歧管。如在图2和图4处所阐述的，通过改变凸轮轴68的操作，排气门64-66的打开和闭合可以被改变，从而改变EGR传送的位置以及EGR传送率。
[0034]VCT系统80可以包括被耦接至排气凸轮轴68的排气凸轮轴相位器81，用于改变排气门正时。同样地，VCT系统可以包括耦接至进气凸轮轴的进气凸轮轴相位器，用于改变进气门正时。VCT系统80可以经配置以通过提前或延迟凸轮正时而提前或延迟气门正时且可以由控制器12来控制。VCT系统80可以经配置以通过改变曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系而改变气门打开和闭合事件的正时。例如，VCT系统80可以经配置以独立于曲轴旋转凸轮轴68，以使得气门正时被提前或被延迟。在一些实施例中，VCT系统80可以是经配置以快速地改变凸轮正时的凸轮转矩致动设备。在一些实施例中，诸如进气门闭合(IVC)和排气门闭合(EVC)的气门正时可以通过连续可变气门升程(CVVL)设备而被改变。
[0035]上面描述的气门/凸轮控制设备和系统可以是液压驱动的、电致动的或其组合。在一个示例中，凸轮轴的位置可以经由具有超过大多数液压操作的凸轮相位器的保真度的电致动器(例如，电致动的凸轮相位器)的凸轮相位调整而被改变。信号线可以将控制信号发送到来自VCT系统80的致动器并接收在其处的凸轮正时和/或凸轮选择测量值。
[0036]可以向燃烧室30提供一种或更多种燃料，诸如，汽油、醇混合燃料、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由喷射器66向燃烧室提供燃料。燃料喷射器66可以从燃料箱取得(draw)燃料。在所描述的示例中，燃料喷射器66被配置为直接喷射，而在另一些实施例中，燃料喷射器66被配置为进气道喷射或节气门阀体喷射。进一步地，每个燃烧室可以包括不同配置的一个或多个燃料喷射器以使得每个汽缸能够经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或其组合接收燃料。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火来开始燃烧。
[0037]来自排气歧管36的排气被引导至涡轮76以驱动涡轮。当期望减小的涡轮转矩时，一些排气可以被引导替代通过废气门(未示出)，绕过涡轮。来自涡轮和废气门的结合流然后流过排放控制设备170。通常，一个或多个排放控制设备170可以包括经配置以催化地处理排气流且因而减小排气流中一种或更多种物质的量的一个或多个排气后处理催化剂。例如，一个排气后处理催化剂可以经配置以在排气流为稀时捕集来自排气流的NOx，且在排气流为富时，减小捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以经配置以与NOx不成比例或在还原剂的帮助下有选择地减少NOx。在又一些示例中，排气后处理催化剂可以经配置以氧化排气流中的残余烃和/或一氧化碳。具有任何此类功能的不同的排气后处理催化剂可以在排气后处理阶段被分离地或一起布置在载体涂料(wash coat)中或其它地方。在一些实施例中，排气后处理催化剂阶段可以包括经配置以捕集和氧化排气流中的烟尘颗粒的可再生烟尘过滤器。来自排放控制设备170的已处理排气的全部或部分可以经由排气管道35被释放至大气中。
[0038]发动机系统100进一步包括控制系统14。控制系统14包括控制器12，控制器12可以是发动机系统的或安装有发动机系统的车辆的任何电子控制系统。控制器12可以经配置以基于至少部分来自