专利名称：柴油发动机系统和用于柴油发动机系统的控制方法
技术领域：
本文描述的主题大体涉及内燃机，诸如柴油发动机。
背景技术：
柴油发动机包括具有燃烧室的汽缸，活塞设置在燃烧室中。活塞在燃烧室中运动，以使轴旋转。轴可与交流发电机或发电机联接，以产生电流。电流可用来对一个或多个装置提供功率，诸如推动轨道运载工具的带动力轨道运载工具的牵引马达。在一些已知的柴油发动机中，活塞基于四冲程循环而在燃烧室内运动。在四冲程循环期间，吸气空气被引导到燃烧室中，并且被压缩，以及从而被加热，以在压缩冲程结束时点燃喷射到燃烧室中的柴油燃料。柴油燃料的燃烧在燃烧室中产生气态排气。汽缸的气态排气可包含污染物，诸如氮氧化物(NOx)和烟灰。为了减少由柴油发动机排出的污染，一些已知的柴油发动机试图通过使废气的一部分再循环回到吸气中来改变吸气空气的组成。这些柴油发动机可称为废气再循环(EGR)柴油发动机。在某种构造中，EGR柴油发动机使气态排气从一个或多个专用汽缸再循环到其它汽缸。例如，来自第一汽缸(诸如EGR贡献(donating)汽缸)的气态排气可再循环回到一组不同的第二汽缸，并且形成由第二汽缸接收且被用来点燃第二汽缸中的柴油燃料的吸气空气的至少一部分。在这种EGR施主(donor)发动机中，典型地提供固定数量的废气贡献汽缸。由固定数量的贡献汽缸再循环的排气量可能无法适应发动机的变化的负荷需求或变化的排放限值。
发明内容
在一个实施例中，提供一种柴油发动机系统。该系统包括汽缸、排气歧管、废气再循环(EGR)歧管和阀。汽缸具有设置在燃烧室内的活塞，其中燃烧室接收吸气空气和燃料，以燃烧燃料，以及使活塞在燃烧室内运动。排气歧管与汽缸流体地联接，并且将在燃烧室中产生的排气引导到排气出口，排气出口将排气输送到外部大气。EGR歧管与汽缸流体地联接，并且使在燃烧室中产生的排气再循环回到燃烧室而作为由燃烧室接收的吸气空气的至少一部分。阀设置在汽缸的燃烧室和排气歧管之间，以及在燃烧室和EGR歧管之间。阀具有贡献模式和非贡献模式。当阀在贡献模式中时，阀使燃烧室与EGR歧管流体地联接，并且当阀在非贡献模式中时，阀使燃烧室与排气歧管流体地联接。在另一个实施例中，提供一种用于柴油发动机系统的控制方法。该方法包括将在柴油发动机系统中的汽缸的燃烧室中产生的排气引导到阀，阀设置在排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和燃烧室之间且与排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和燃烧室流体地联接。阀能够在贡献模式和非贡献模式之间切换。该方法包括当阀在非贡献模式中时，通过排气歧管将排气从汽缸引导到外部大气。该方法包括当阀在贡献模式中时，通过EGR歧管使排气再循环回到燃烧室而作为喷射到燃烧室中的吸气空气的至少一部分。
在另一个实施例中，提供一种有形且非暂时性的计算机可读存储介质，其包括用于柴油发动机系统的控制模块的指令。指令指引控制模块监测柴油发动机系统的汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个，汽缸具有设置在燃烧室中的活塞，并且接收吸气空气和柴油燃料，以燃烧柴油燃料，以及使活塞运动。指令进一步指引控制模块基于效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个，而使阀在非贡献模式和贡献模式之间切换。阀设置在排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和汽缸的燃烧室之间，并且与排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和燃烧室流体地联接。阀能够在贡献模式和非贡献模式之间切换。当阀在非贡献模式中时，在燃烧室中产生的排气通过排气歧管而引导到外部大气。当阀在贡献模式中时，排气通过EGR歧管再循环回到燃烧室而作为喷射到燃烧室中的吸气空气的至少一部分。
图I是根据一个实施例的带动力轨道运载工具的示意图。
图2是根据一个实施例的、在图I中显示的柴油发动机的汽缸的图示。
图3是根据一个实施例的、在图I中显示的柴油发动机系统的示意图。
图4是根据一个实施例的节流阀的横截面图。
图5是根据一个实施例的、用于在图I中显示的柴油发动机系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
在结合附图来阅读时，将更好地理解以上概述以及目前描述的主题的某些实施例
的以下详细描述。就图示出多种实施例的功能框的示意图而言，功能框未必指示硬件电路之间的分割。因而，例如，可在单件硬件或多件硬件(例如通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘等)中实施功能框(例如处理器或存储器)中的一个或多个。类似地，程序可为单机程序，可作为例程结合在操作系统中，可为安装软件包中的功能等。多种实施例不限于图中显示的布置和手段。如本文所用，以单数叙述或以词语“一个”或“一种”开头的元件或步骤应理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非明确陈述了这种排除。此外，对目前描述的主题的“一个实施例”的引用不意于解释为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确陈述了相反的情况，否则“包括”或“具有”具有特定属性的元件或多个元件的实施例可包括不具有那个属性的另外的这样的元件。应当注意，虽然可与带动力轨道运载工具系统(其具有机车与拖挂的乘客或货物车厢)结合起来描述一个或多个实施例，但本文描述的实施例不限于火车。具体而言，可与不同类型的运载工具结合起来实施一个或多个实施例。例如，一个或多个实施例可用在一个或多个轨道上行进的运载工具实施，诸如单个机车和轨道车厢、带动力运石车和其它采矿运载工具、轻轨运输运载工具和其它运载工具，诸如汽车、轮船等。提供一种用于控制废气再循环(EGR)柴油发动机的系统和方法的示例实施例。如下面描述的那样，这些实施例中的一个或多个提供一种改变EGR柴油发动机中的使由汽缸产生的排气贡献或者再循环到其它非贡献汽缸的汽缸的数量的系统和方法。非贡献汽缸使用来自贡献汽缸的排气作为由非贡献汽缸接收且被用来点燃非贡献汽缸中的柴油燃料的吸气空气的至少一部分。是贡献汽缸且使由贡献汽缸产生的排气再循环到非贡献汽缸的汽缸的数量可以许多因素为基础，包括贡献汽缸和/或非贡献汽缸的效率参数、排放参数和/或其它运行状况。本文描述的至少一个技术效果包括在不显著地损失柴油发动机的效率的情况下减少污染物的排放的系统和方法，以便在柴油发动机的变化的负荷、速度、压力和/或温度状况下满足效率和/或排放限值。图I是根据一个实施例的带动力轨道运载工具100的示意图。虽然按照带动力轨道运载工具来阐述目前描述的主题的一个实施例，但备选地，主题可用于另一种类型的运载工具，诸如汽车、卡车、轮船等。轨道运载工具100包括与若干拖车104联接的带动力导引单元102，拖车104沿着一个或多个轨道106行进。在一个实施例中，带动力导引单元102是设置在轨道运载工具100的前端处的机车，并且拖车104是用于装载乘客和/或其它货物的货物车厢。带动力导引单元102包括柴油发动机系统116。柴油发动机系统116提供牵引力，以推动轨道运载工具100。柴油发动机系统116包括柴油发动机108，柴油发动机108对与轨道运载工具100的轮子112联接的牵引马达110提供功率。例如，柴油发动机108可旋转轴318(在图2中显示)，轴318与交流发电机或发电机(未显示)联接。交流发电机或发电机基于轴318的旋转来产生电流。电流供应给牵引马达110，牵引马达110转动轮子112，并且推动轨道运载工具100。轨道运载工具100包括与柴油发动机108通信联接的控制模块114。例如，控制模块114可通过一个或多个有线和/或无线连接而与柴油发动机108联接。控制模块114与切换阀组224(在图3中显示)通信，以引导由柴油发动机108的一个或多个贡献汽缸202(在图3中显示)产生的排气。在一个实施例中，控制模块114管理切换阀组224，以控制贡献汽缸202中的哪个产生再循环回到柴油发动机108的其它非贡献汽缸200 (在图3中显示)的排气，以及贡献汽缸202中的哪个产生被引导远离非贡献汽缸200且被引导出柴油发动机108的排气。控制模块114可包括处理器，诸如计算机处理器、控制器、微控制器，或者基于存储在有形且非暂时性的计算机可读存储介质118上的指令集来运行的其它类型的逻辑装置。计算机可读存储介质118可为电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、简单的只读存储器(ROM)、可编程的只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器、硬盘驱动器，或者其它类型的计算机存储器。图2是根据一个实施例的柴油发动机108的汽缸300的图示。柴油发动机108包括运行来旋转轴318的两个或更多个汽缸300。轴318的旋转可用来对轨道运载工具100 (在图I中显示)产生牵引功率。例如，轴318的旋转可产生电流，电流对牵引马达110 (在图I中显示)提供功率。汽缸300包括燃烧室302，活塞304设置在燃烧室302内。在图2中显示的视图中，活塞304在燃烧室302内上下运动。活塞304通过曲柄轴306联接到轴318上。曲柄轴306将活塞304在燃烧室302中的运动转换成轴318的旋转。在一个实施例中，轴318是柴油发动机108的若干活塞304连结的公共轴。汽缸300包括吸气阀308，吸气阀308打开，以容许吸气空气进入到燃烧室302中，并且吸气阀308关闭，以阻止额外的吸气空气进入燃烧室302。例如，汽缸300可包括将吸气空气引导到燃烧室302的入口管道310。吸气阀308设置在燃烧室302和入口 310之间。吸气阀308打开，以允许吸气空气进入到燃烧室302中，并且吸气阀308关闭，以阻止吸气空气离开燃烧室302。汽缸300包括排气阀312，排气阀312打开，以将气态排气引导出燃烧室302，并且排气阀312关闭，以阻止气态排气和/或吸气空气离开燃烧室302。汽缸300可包括将排气 引导出燃烧室302的出口管道314。排气阀312打开，以允许燃烧室302中的气态排气离开燃烧室302而进入到出口管道314中。汽缸300包括将燃料(诸如柴油燃料)引导到燃烧室302中的燃料喷射器316。燃料喷射器316设置在燃料源或燃料供应(未显示)(诸如燃料箱和燃料泵)和燃烧室302之间。燃料喷射器314将燃料喷射或喷溅到燃烧室302中。在一个实施例中，汽缸300可基于多冲程循环运行。在多冲程循环期间，活塞304在燃烧室302内运动，以旋转轴318。在一个实施例中，多冲程循环是四冲程循环，其包括吸气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。备选地，汽缸300可基于不同的循环来运行。在吸气冲程期间，入口阀308打开，以将吸气空气引导到燃烧室302中。吸气空气流入到燃烧室302中会远离入口阀308且朝向轴318而驱动活塞304。在示出的实施例中，吸气空气使活塞304向下运动。在吸气冲程之后的是压缩冲程。在压缩冲程期间，活塞304沿相反的方向朝燃料喷射器316运动。例如，在示出的实施例中，活塞304向上朝燃烧室302的顶部运动。在压缩冲程期间，吸气阀308和排气阀312保持关闭。随着活塞304向上运动，燃烧室302中的容积减小，而燃烧室302中的吸气空气保持不变。因此，燃烧室302中的吸气空气被活塞304压缩。吸气空气的压缩会加热燃烧室302的内部的吸气空气。在压缩冲程之后的是燃烧冲程。在燃烧冲程期间，柴油燃料被燃料喷射器316喷射到燃烧室302中。例如，在示出的实施例中，随着活塞304到达或接近燃烧室302的顶部，燃料喷射器316可将柴油燃料喷溅到燃烧室302中。燃烧室302中的被压缩和加热的吸气空气点燃燃烧室302中的柴油燃料。柴油燃料的点燃会在燃烧室302内产生增大的压力，并且迫使活塞304远离燃料喷射器316。例如，在图2中显示的视图中，柴油燃料的燃烧可迫使活塞304向下。在燃烧冲程之后的是排气冲程。柴油燃料在燃烧室302内的燃烧会在燃烧室302中产生气态排气。气态排气可包含污染物，诸如氮氧化物(NOx)。在排气冲程期间，活塞304向上返回朝燃料喷射器316运动，并且排气阀312打开，以将气态排气引导出燃烧室302。例如，排气阀312可打开，以容许气态排气从燃烧室302流到出口管道314中。图3是根据一个实施例的柴油发动机系统116的不意图。柴油发动机系统116包括与控制模块114联接的柴油发动机108。在示出的实施例中，柴油发动机108通过一个或多个有线和/或无线连接与柴油发动机108通信联接。在柴油发动机108的切换阀组224和控制模块114之间延伸的虚线示出了控制模块114和柴油发动机108之间的至少一个通Ih路径。柴油发动机108包括若干个汽缸200、202，在本文中称为非贡献汽缸200 ( “正常非贡献汽缸”)和贡献汽缸202。非贡献汽缸200可称为废气再循环(EGR)汽缸。在示出的实施例中，柴油发动机108包括三个非贡献汽缸200和三个贡献汽缸202。备选地，柴油发动机108可包括不同数量的非贡献汽缸200和/或贡献汽缸202。非贡献汽缸200和贡献汽缸202可类似于结合图2所描述的汽缸300。例如，非贡献汽缸200和贡献汽缸202中的各个可包括活塞304 (在图2中显示)，活塞304基于多冲程循环而在燃烧室302 (在中显示图3)内运动，以旋转轴318。在示出的实施例中，非贡献汽缸200与排气歧管206流体地联接。例如，非贡献汽缸200的出口管道314 (在图2中显示)可与排气歧管206联接，使得气态物质和/或液体物质(诸如气态排气)从出口管道314流到排气歧管206。排气歧管206包括将来自非贡献汽缸200的气态排气引导远离柴油发动机108的一个或多个管道。排气歧管206包括排气出口 208。排气出口 208可为在将排气从柴油发动机108引导到外部大气的排气歧管206的端部处的开口。例如，排气出口 208可设置在将排气引导到涡轮增压器210的排气歧管206的终端处。涡轮增压器210可使用排气来进行吸入，以及将环境空气214从外部大气泵送到输入歧管212中。在排气由涡轮增压器210使用之后，排气可排出到柴油发动机108和/或涡轮增压器210的外部的环境中。备选地，排气出口 208可将排气引导到外部大气，而不将排气引导到涡轮增压器210。例如，排气出口 208可将排气引导到不设置在柴油发动机108内的区域或容积。在一个实施例中，通过将排气引导到外部大气，排气出口 208阻止排气再循环回到柴油发动机108内的贡献汽缸202和/或非贡献汽缸202。输入歧管212通过EGR吸气联结部218与柴油发动机系统116的吸气歧管216流体地联接。输入歧管212接收来自涡轮增压器210的环境空气214，并且将环境空气214引导到EGR吸气联结部218。贡献汽缸202与EGR歧管220流体地联接。例如，贡献汽缸202的出口管道314 (在图2中显示)可与EGR歧管220联接，使得气态物质和/或液体物质(诸如气态排气)从出口管道314流到EGR歧管220。EGR歧管220包括将排气从贡献汽缸202引导到EGR冷却器222的一个或多个管道。EGR冷却器222是降低来自贡献汽缸202的气态排气的温度或热能的装置。例如，EGR冷却器222可包括一个或多个热交换器、压缩机，或者冷却来自贡献汽缸202的排气的风扇。EGR冷却器222与EGR吸气联结部218流体地联接。EGR吸气联结部218使输入歧管212与EGR冷却器222流体地联接，使得被EGR冷却器222冷却的贡献汽缸202的排气可与来自输入歧管212的环境空气214混合。环境空气和冷却排气的混合物可称为“吸气空气”，或者由非贡献汽缸200和/或贡献汽缸202接收且由非贡献汽缸200和/或贡献汽缸202用来燃烧柴油燃料的空气。吸气空气被EGR吸气联结部218引导到吸气歧管216中。在示出的实施例中，吸气歧管216与非贡献汽缸200和贡献汽缸202流体地联接，并且将吸气空气引导到非贡献汽缸200和贡献汽缸202。例如，吸气歧管216可与非贡献汽缸200和贡献汽缸202的入口管道310 (在图2中显示)联接，使得吸气空气流过吸气歧管216和入口管道310，并且被吸气歧管216和入口管道310引导到非贡献汽缸200和贡献汽缸202的燃烧室302(在图2中显示)中。切换阀组224包括与贡献汽缸202、EGR歧管220和排气歧管206流体地联接的一个或多个阀。例如，切换阀组224与贡献汽缸202、EGR歧管220和排气歧管206流体地联接，使得气体或液体可通过切换阀组224从贡献汽缸202流到EGR歧管220和/或排气歧管206。切换阀组224可包括三通阀、两个或更多个双通阀，或者其它阀或阀组。在一个实施例中，切换阀组224各自包括以互补的方式限制排气流通过各个双通阀的多个双通阀。例如，第一双通阀可容许仅40%的排气传送通过双通阀，而第二双通阀则容许60%的排气传送通过双通阀。在示出的实施例中，切换阀组224设置在排气歧管206和EGR歧管220中的各个和贡献汽缸202之间。例如，切换阀组224沿着贡献汽缸202的排气流动的路径，设置在贡献汽缸202的下游和排气歧管206和EGR歧管220的上游。切换阀组224在不同的模式之间交替，以沿着不同的路径从贡献汽缸202中引导出排气。例如，切换阀组224可具有贡献模式和非贡献模式。在贡献模式中，切换阀组224使贡献汽缸202与EGR歧管220流体地联接。通过使贡献汽缸202与EGR歧管220流体地联接，由贡献汽缸202产生的排气被引导到EGR歧管220。因此，排气再循环回到非贡献汽缸200和贡献汽缸202而作为非贡献汽缸200和贡献汽缸202的吸气空气的至少一部分。例如，切换阀组224将排气从贡献汽缸202引导到EGR歧管220，EGR歧管220经由EGR吸气联结部218，将排气引导到EGR冷却器222和吸气歧管216。当切换阀组224在贡献模式中时，切换阀组224可阻止排气流到排气歧管206。例如，切换阀组224可阻碍来自贡献汽缸202的排气流传送到排气歧管206中。备选地，切换阀组224可以可控地限制进入到排气歧管206中的排气流。切换阀组224可由控制模块114控制，以将一些(但非全部)排气引导到排气歧管206中。排气的其余部分可被切换阀组224引导到EGR歧管220中。例如，切换阀组224可将流出一个或多个贡献汽缸202的排气的5%、10%、20%、30%、40%、50%等引导到排气歧管206中，而排气的对应的其余95%、90%、80%、70%、60%、50%等则再循环到EGR歧管220中。通过调节被切换阀组224引导到EGR歧管220或排气歧管206的排气的百分比，切换阀组224可在贡献模式和非贡献模式之间变化。在非贡献模式中，切换阀组224使贡献汽缸202与排气歧管206流体地联接。通过使贡献汽缸202与排气歧管206流体地联接，由贡献汽缸202产生的排气被引导到排气歧管206。因此，排气被引导出柴油发动机108，并且被引导到涡轮增压器210中。排气可传送通过涡轮增压器210，并且排出涡轮增压器210且进入到外部大气中。当切换阀组224在非贡献模式中时，切换阀组224可阻止排气流到EGR歧管220。例如，切换阀组224可阻碍来自贡献汽缸202的排气流传送到EGR歧管220中以及再循环到贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200。备选地，切换阀组224可以可控地限制进入到EGR歧管220中的排气流。例如，切换阀组224可将流出一个或多个贡献汽缸202的排气的5%、10%、20%、30%、40%、50%等再循环到EGR歧管220中，而排气的其余的95%、90%、80%、70%等则通过排气歧管206和涡轮增压器210排出到外部大气中。切换阀组224可包括一个或多个截止阀和/或止回阀。例如，切换阀组224可包括一个或多个双通阀、三通阀、球心阀、闸门阀、蝶形阀、球阀等。在一个实施例中，切换阀组224包括在排气从贡献汽缸202流到EGR歧管220时减小压力损失的节流阀。图4是根据一个实施例的节流阀400的横截面图。节流阀400可用于切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个，或者与一个或多个其它阀结合起来使用而共同形成切换阀组224中的一个或多个。例如，节流阀400可与双通阀结合起来控制从贡献汽缸202 (在图3中显示)到排气歧管206 (在图3中显示)和/或EGR歧管220 (在图3中显示)的排气流。备选地，节流阀400之外的阀可用于切换阀组224中的一个或多个。
节流阀400可与排气歧管206、贡献汽缸202 (在图3中显示)的出口管道314和EGR歧管220流体地联接。例如，当节流阀400在非贡献模式中时，节流阀400沿着排气从贡献汽缸202流到排气歧管206的路径，设置在出口管道314的下游和排气歧管206的上游。节流阀400包括管道402，塞414设置在管道402的内部。在一个实施例中，当节流阀400在非贡献模式中时，来自贡献汽缸202 (在图3中显示)的排气通过管道402流到排气歧管206。备选地，当节流阀400在贡献模式中时，排气可通过管道402流到EGR歧管220。在示出的实施例中，管道402在纵向轴线404上伸长，并且具有沿着纵向轴线404在不同的位置406、408、410、412处改变的横截面形状。例如，图4中显示的管道402在上部位置406和下部位置408处具有大致相同的横截面形状或面积。上部位置406设置在塞414和排气歧管206之间，并且下部位置412设置在塞414和贡献汽缸202的出口管道314之间。管道402的横截面形状向外延伸到设置在上部位置406和下部412之间的球形部416。在示出的实施例中，管道402的横截面积在球形部416内比在管道402的其余部分中更大。例如，管道402在位于管道402的球形部416内的扩大位置410处比在上部位置406和下部位置412处可具有更大的横截面积。管道402在降低位置408处可具有较小的横截面积。例如，管道402在球形部416和上部位置406之间的降低位置408处的横截面积可小于管道402在其它位置406、410、412处的横截面积。在示出的实施例中，塞414具有圆锥体。例如，塞414可具有合适的泪滴形状，其中，塞414具有沿着纵向轴线404从末端418延伸到相对端420的伸长圆锥体。如图4中显示的那样，塞414的横截面积可沿着塞414的长度从末端418处的横截面积增大到塞414的阻碍位置422处的横截面积。横截面积可沿着塞414的长度从阻碍位置422减小到相对端420，其中，相对端420处的横截面积大于末端418处的横截面积。在图4中的两个位置上显示了塞414。塞414在关闭位置上被标为塞414A，而在打开位置上被标为塞414B。在示出的实施例中，塞414在打开位置和关闭位置之间运动，以在非贡献模式和贡献模式之间切换。例如，上当节流阀400在贡献模式中时，塞414A在关闭位置上。当塞414A在关闭位置上时，塞414A接合管道402，以断开从贡献汽缸202 (在图3中显示)的出口管道314到排气歧管206的排气流。因此，来自出口管道314的排气被引导到EGR歧管220。在一个实施例中，当节流阀400在非贡献模式中时，塞414B在打开位置上。当塞414B在打开位置上时，塞414B不接合管道402而阻碍排气流到排气歧管206。因此，排气可从出口管道314流到排气歧管206。为了减小由于切换阀组224 (在图3中显示)设置在排气歧管206和EGR歧管220之间而引起的压力损失，可使用节流阀400。例如，切换阀组224可经受因为排气沿着排气歧管206从非贡献汽缸200 (在图3中显示)和/或其它贡献汽缸202 (在图3中显示)流出而产生的背压。EGR歧管220中的排气的压力可大于排气歧管206中的排气的压力。因此，当位于排气歧管206和EGR歧管220之间的阀打开时，EGR歧管220中的较大背压可使排气在排气歧管206和EGR歧管220之间进行分流。因此，流到排气歧管206的排气可出现压力损失，并且可减小传送到排气歧管206中的排气的流率。
当节流阀400从贡献模式(显示为塞414B)切换到非贡献模式(显示为塞414A)时，管道402和/或节流阀400的塞414的形状可减小这些压力损失。当塞414B在关闭位置上时，塞414B接合管道402，并且阻碍排气流到排气歧管206。随着排气从出口管道314流到EGR歧管220，节流阀400的管道402中的排气的压力可增大。例如，管道402的球形部416中的排气的压力可增大。塞414B可运动到由塞414A表示的位置，以使节流阀400从贡献模式切换到非贡献模式。随着塞414B运动到塞414A的位置，球形部416中的增大的压力流到管道402的上部部分中，或者流到球形部416和排气歧管206之间的管道402的部分中。从出口管道314流出的排气然后可流到排气歧管206中，而非在排气歧管206和EGR歧管220之间分流。在一个实施例中，控制模块114(在图I中显示)控制塞414在管道402的内部的位置。例如，塞414可与响应于接收自控制模块114的命令而使塞414沿着纵向轴线404运动的马达或其它装置(未显示)联接。控制模块114可使塞414运动到位于由塞414A和塞414B表示的位置之间的位置。例如，控制模块114可使塞414运动到塞414A和塞414B的位置之间的位置。取决于塞414在塞414A和塞414B的位置之间的位置，进入到排气歧管206和/或EGR歧管220中的排气流的速率可由控制模块114控制。例如，随着塞414从塞414A的位置移向塞414B的位置，在塞414和管道402之间的间隙增大。在一个实施例中，随着塞414和管道402之间的间隙增大,进入到排气歧管206中的排气流的速率增大，同时进入到EGR歧管220中的排气流的速率减小。回到对图3中显示的柴油发动机系统116的论述，在一个实施例中，控制模块114管理切换阀组224在贡献模式或非贡献模式内以哪个模式运行。例如，在轨道运载工具100(在图I中显示)沿着路线旅行的期间，控制模块114可使切换阀组224在贡献模式和非贡献模式之间交替。控制模块114可与切换阀组224通信，并且控制切换阀组224中的哪个在贡献模式中，以及切换阀组224中的哪个在非贡献模式中，以管理柴油发动机108的效率和/或排放。控制模块114可基于柴油发动机108的效率参数、排放参数和/或运行状况中的至少一个而确定在贡献模式和非贡献模式中的各个中的切换阀组224的数量。在一个实施例中，控制模块114管理由切换阀组224再循环的排气的份额或百分比。例如，当切换阀组224在非贡献模式中时，不是阻碍所有排气流再循环，控制模块114而是可使切换阀组224中的一个或多个通过涡轮增压器210 (在图2中显示)将一些排气引导出柴油发动机108 (在图I中显示)，同时使排气的其余部分再循环回到贡献汽缸202和非贡献汽缸200。例如，切换阀组224可由控制模块114控制，以将一些(但非全部)排气引导到排气歧管206中。排气的其余部分可被切换阀组224引导到EGR歧管220中。例如，切换阀组224可将流出一个或多个贡献汽缸202的排气的5%、10%、20%、30%、40%、50%等弓I导到排气歧管206中，同时排气的对应的其余95%、90%、80%、70%、60%、50%等再循环到EGR歧管220中。控制模块114可基于柴油发动机108的效率参数、排放参数和/或运行状况中的至少一个而确定被切换阀组224再循环回到EGR歧管220中的排气的百分比或份额。在一个实施例中，效率参数表示柴油发动机108的运行的度量或可量化特征。效率参数可为贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个的效率的度量。例如，效率参数可包括贡献汽缸202将柴油燃料转换成功率的效率的度量。效率参数可包括发动机108的性能或运行的其它度量。在一个实施例中，效率参数包括发动机108的性能的多个度量，诸如由贡献汽缸202产生的功率和/或贡献汽缸202的效率的度量。效率参数可由控制模块114测量。在一个实施例中，排放参数表示由柴油发动机108产生的排气的度量或可量化特征。在一个示例中，排放参数包括从贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个流出的气态排气的排气体积流率的度量。排放参数可为从贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200流出的气态排气的质量流率的度量。排气体积流率可由传感器(未显示)测量，诸如与控制模块114联接的质量流传感器。排气体积流率可表示为来自贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200的、每单位时间传送通过表面积的气态排气的质量。在一个示例中，排放参数可包括由柴油发动机108产生的气态排气的一个或多个组分的组成的度量。例如，排放参数可为在由贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200产生的气态排气中的一种或多种污染物的浓度，诸如氮氧化物(NOx)的浓度。排放参数可包括柴油发动机108的排气的多个度量。例如，排放参数可包括来自贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200的气态排气的排气体积流率和来自贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200的气态排气的一个或多个组分的浓度的度量，或者以它们为基础。在一个实施例中，运行状况表示柴油发动机108运行所处的状况的一个或多个度量或可量化特征。在一个示例中，运行状况可包括贡献汽缸202在另一个示例中产生的排气的压力和/或温度。在另一个示例中，运行状况可包括柴油发动机108或贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个的负荷需求。负荷需求表示对柴油发动机108或贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个所要求或需要的功率。例如，负荷需求可表示沿着预先确定的路线推动轨道运载工具100 (在图I中显示)和相关联的货物和/或乘客所需的马力。由于路线的坡度、速度极限等的变化的原因，负荷需求可沿着路线而改变。在另一个示例中，运行状况可包括柴油发动机108或贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个的速度需求。速度需求表示要求或需要轴318被柴油发动机108或贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的一个或多个旋转的速度。例如，速度需求可表示要求柴油发动机108旋转轴以便产生足以对牵引马达110(在图I中显示)提供功率的电流的速度。由于路线的斜坡、速度极限等的变化的原因，速度需求可沿着路线而改变。控制模块114可基于排气体积流率上限或排气体积流率下限中的一个或多个而确定多少切换阀组224在贡献模式或非贡献模式内运行。控制模块114可基于排气体积流率上限或排气体积流率下限中的一个或多个而确定被切换阀组224再循环到EGR歧管220的排气的百分比或份额。排气体积流率上限和/或排气体积流率下限可建立柴油发动机系统116通过外部出口 208所排出的排气体积流率的范围。例如，排气体积流率上限可为被柴油发动机系统116引导到外部大气中的排气排放的速率的上限。排气体积流率下限可为被柴油发动机系统116引导到外部大气中的排气排放的速率的下限。在一个实施例中，排气体积流率上限和/或排气体积流率下限是预先确定的阈值。备选地，排气体积流率上限和/或排气体积流率下限可基于轨道运载工具100 (在图I中显示)的位置、柴油发动机108的效率参数、排放参数和/或运行状况中的一个或多个而改变。关于轨道运载工具100的位置，轨道运载工具100所行进通过的不同的区域可具有不同的排放限值。在轨道运载工具100行进通过不同的区域时，排气体积流率上限和/或排气体积流率下限可以这些不同的排放限值为基础。图5是根据一个实施例的、用于柴油发动机系统116 (在图I中显示)的控制方法500的流程图。与控制方法500结合起来描述的运行可由控制模块114(在图I中显示)执行，以管理切换阀组224 (在图3中显示)中的哪个在贡献模式或非贡献模式中运行，以及/或者管理被切换阀组224 (在图3中显示)引导到EGR歧管220 (在图3中显示)和/或外部大气的排气的百分比或份额。在502处，一个或多个贡献汽缸202 (在图3中显示)和一个或多个非贡献汽缸200 (在图2中显示)运行，以旋转柴油发动机系统116的轴318 (在图2中显示)。在贡献汽缸202和非贡献汽缸200运行时，产生气态排气。在504处，在贡献汽缸202(在图3中显示)中产生的排气被引导到切换阀组224 (在图3中显示)。来自非贡献汽缸200 (在图3中显示)的排气可经由排气歧管206 (在图3中显示)被引导到外部大气。在508和506处，来自贡献汽缸202 (在图3中显示)的排气经由排气歧管206 (在图3中显示)被引导到外部大气，并且/或者再循环回到贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200(在图3中显示)。例如，在非贡献模式中的切换阀组224(在图3中显示)将排气引导到排气歧管206，而在贡献模式中的切换阀组224则使排气再循环。排气可再循环回到贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200，并且被用作由贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200接收且被用来点燃贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200中的柴油燃料的吸气空气的至少一部分。在510处，确定柴油发动机108(在图I中显示)的一个或多个参数和/或运行状况。例如，效率参数、排放参数和/或运行状况，诸如负荷需求、速度需求、排气压力和/或排气温度，可由控制模块114(在图I中显示)确定。备选地，参数和/或运行状况中的一个或多个可由传感器(未显示)测量，并且被传送给控制模块114。在512处，比较参数和/或运行状况与流控制标准。流控制标准包括一个或多个规则或阈值，比较参数和/或运行状况与该一个或多个规则或阈值，以便确定是否需要改变在非贡献模式中的切换阀组224(在图3中显示)的数量。例如，效率参数可包括柴油发动机108 (在图I中显示)的效率的度量，比较该度量与流控制标准的阈值效率。在另一个示例中，排放参数可包括排气体积流率，其表示从贡献汽缸202和/或非贡献汽缸200 (在图3中显示)中流出的排气的流率。可比较排气体积流率与排气体积流率上限和/或排气体积流率下限。可比较负荷需求与负荷阈值。可比较速度需求与速度阈值。在另一个示例中，可比较由贡献汽缸202产生的排气的温度与温度阈值。在另一个示例中，可比较由贡献汽缸202产生的排气的压力与压力阈值。在514处，确定是否将在非贡献模式中的数量的切换阀组224 (在图3中显示)变成贡献模式。例如，基于参数和/或状况与流控制标准的比较，可能需要改变在非贡献模式中的切换阀组224中的组。在一个实施例中，如果效率参数包括柴油发动机108 (在图I中显示)的超过效率阈值的效率度量，则效率度量可指示柴油发动机108以足够高的效率运行。因此，在非贡献模式中的切换阀组224中的一个或多个可变成贡献模式。备选地，可减小被切换阀组224引导到排气歧管206 (在图3中显示)的排气的百分比或份额，或者可增大被引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比或份额。增大在贡献模式中的切换阀组224的数量、减小被引导到排气歧管206的排气的百分比以及/或者增大被引导到EGR歧管220的排气的百分比可降低柴油发动机108的效率，但是也可减少柴油发动机108的污染物的排放。相反，如果效率度量未超过效率阈值，则效率度量可指示柴油发动机108 (在图I中显示)以不足的效率或者需要增大的效率运行。因此，在贡献模式中的切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个可变成非贡献模式。备选地，可减小被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比或份额，使得较大百分比的排气被引导到排气歧管206(在图3中显示)。增大在非贡献模式中的切换阀组224的数量、增大被引导到排气歧管206的排气的百分比以及/或者减小被引导到EGR歧管220的排气的百分比可增大柴油发动机108的效率，但是也可增加柴油发动机108的污染物的排放。在另一个示例中，如果排放参数包括柴油发动机108 (在图I中显示)的超过排气体积流率上限的排气体积流率，则排放参数可指示柴油发动机108将太多排气排出到外部大气中。因此，在非贡献模式中的切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个可变成贡献模式，可增大被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比，以及/或者可减小被引导到排气歧管206 (在图3中显示)的排气的百分比。增大在贡献模式中的切换阀组224的数量、增大通往EGR歧管220的排气流以及/或者减小通往排气歧管206的排气流可减少柴油发动机108的污染物的排放。在另一个示例中，如果排放参数未超过排气体积流率下限，则排放参数可指示柴油发动机108 (在图I中显示)可增大排气体积流率，或者由发动机108产生的排气的流率。因此，在贡献模式中的切换阀组224中的一个或多个可变成非贡献模式，可减小被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比，以及/或者可增大被引导到排气歧管206(在图3中显示)的排气的百分比。增大在非贡献模式中的切换阀组224的数量、减少引导到被EGR歧管220的排气，以及/或者增加被引导到排气歧管206的排气可增加柴油发动机108的污染物的排放。备选地，在贡献模式中的切换阀组224 (在图3中显示)的数量和/或被切换阀组224引导到EGR歧管220(在图3中显示)的排气的百分比可以排气体积流率上限和排气体积流率下限之间的差异为基础。在一个实施例中，随着差异增大，在非贡献模式中的切换阀组224的数量增大，而在贡献模式中的切换阀组224的数量减少。备选地，随着排气体积流极限的差异增大，被引导到排气歧管206(在图3中显示)的排气的百分比可增大，而被引导到EGR歧管220的排气的百分比减小。相反，随着排气体积流极限的差异减小，在非贡献模式中的切换阀组224的数量可减少，而在贡献模式中的切换阀组224的数量可增大。备选地，随着排气体积流极限的差异减小，被引导到排气歧管206的排气的百分比可减小，而被引导到EGR歧管220的排气的百分比增大。在另一个示例中，如果负荷需求和/或速度需求未超过相关联的阈值，则较低的负荷和/或速度需求可指示需要增大柴油发动机108(在中显示图I)的功率输出。因此，在贡献模式中的切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个可变成非贡献模式。增大在非贡献模式中的切换阀组224的数量可增大柴油发动机108的功率输出。备选地，可增大被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)而非排气歧管206 (在图3中显示)的排气的百分比。在另一个示例中，如果排气的温度超过温度阈值，则排气的较高的温度可指示太多贡献汽缸202 (在图3中显示)的排气再循环回到贡献汽缸202和非贡献汽缸200 (在图3中显示)。因此，在非贡献模式中的切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个可变成贡献模式，并且/或者可增大被切换阀组224引导到排气歧管206 (在图3中显示)而非EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比。增大在贡献模式中的切换阀组224的数量以及/或者减小被引导到EGR歧管220的排气的百分比可降低排气的温度，因为较少排气被再循环。在另一个示例中，如果排气的压力超过压力阈值，则排气的较高的压力可指示太多贡献汽缸202 (在图3中显示)的太多排气再循环回到贡献汽缸202和非贡献汽缸200 (在图3中显示)。因此，在贡献模式中的切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个可变成非贡献模式，以及/或者可减小被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比。增大在非贡献模式中的切换阀组224的数量以及/或者减少被引导到EGR歧管220的排气可降低再循环的排气的量和压力。如果基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，在非贡献模式中的切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个需要变成贡献模式，以及/或者被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比需要改变，则方法500的流程前进到516。备选地，如果基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，在贡献模式中的切换阀组224中的一个或多个需要变成非贡献模式，以及/或者被切换阀组224引导到EGR歧管220的排气的百分比需要改变，则方法500的流程也前进到516。相反，如果切换阀组224中的一个或多个的模式不需要改变，以及/或者被切换阀组224引导的排气的百分比不需要改变，则方法500的流程前进到518。在516处，改变切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个的模式和/或被切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个引导的排气流。例如，基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，可改变在贡献模式中的切换阀组224的数量，使得不同数量的切换阀组224在贡献模式中。备选地，可改变被切换阀组224引导到EGR歧管220 (在图3中显示)的排气的百分比。在一个实施例中，如果两个或更多个切换阀组224的模式从贡献模式变成非贡献模式，则切换阀组224按顺序从贡献模式变成非贡献模式。例如，在其它切换阀(一个或多个)224的模式改变之前，改变一个切换阀组224的模式。连续地或按顺序改变切换阀组224的模式可阻止切换阀组224中有显著的压力损失。在518处，确定是否改变排气通过切换阀组224(在图3中显示)经由排气歧管206 (在图3中显示)而传送到外部大气的排气体积流率。例如，基于参数和/或状况与流控制标准的比较结果，可能需要改变排气通过切换阀组224流到排气歧管206的速率。在一个实施例中，如果效率参数包括柴油发动机108 (在图I中显示)的超过效率阈值的效率度量，则效率度量可指示柴油发动机108以足够高的效率运行。因此，可增大通过切换阀组224中的一个或多个而传送到排气歧管206的排气的体积流率。增大通过切换阀组224到达排气歧管206的排气的流率可增大柴油发动机108的效率。相反，如果效率度量未超过效率阈值，则效率度量可指示柴油发动机108以不足的效率或需要增大的效率运行。因此，可增大通过切换阀组224中的一个或多个而传送到排气歧管206的排气的体积流率。增大传送通过排气歧管206的排气的体积流率可增大柴油发动机108的效率。在另一个示例中，如果排放参数包括柴油发动机108 (在图I中显示)的超过排气体积流率上限的排气体积流率，则排放参数可指示流到排气歧管206 (在图3中显示)中的排气的体积流率太大。因此，可减小通过切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个而传送到排气歧管206的排气的体积流率。减小通过切换阀组224而传送到排气歧管206的排气的流率可减少柴油发动机108的污染物的排放。在另一个示例中，如果排放参数未超过排气体积流率下限，则排放参数可指示可增大通过切换阀组224而传送到排气歧管206的排气的体积流率。备选地，通过切换阀组224(在图3中显示)而传送到排气歧管206 (在图3中显示)的排气的流率可以排气体积流率上限和排气体积流率下限之间的差异为基础。在一个实施例中，随着差异增大，通过切换阀组224且到达排气歧管206的排气体积流率增大。随着差异减小，通过切换阀组224且到达排气歧管206的排气体积流率可减小。在另一个示例中，如果负荷需求和/或速度需求未超过相关联的阈值，则较低的负荷和/或速度需求可指示需要增大柴油发动机108 (在图I中显示)的功率输出。因此，可增大通过切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个而传送到排气歧管206 (在图3中显示)的排气的体积流率。增大通过切换阀组224到达排气歧管206的排气体积流率可增大柴油发动机108的功率输出。在另一个示例中，如果排气的温度超过温度阈值，则排气的较高的温度可指示太多排气再循环回到贡献汽缸202和非贡献汽缸200 (在图3中显示)。因此，可增大通过切换阀组224(在图3中显示)中的一个或多个而到达排气歧管206(在图3中显示)的排气的流率。增大传送到排气歧管206的排气体积流率可减少再循环排气和降低排气的温度。在另一个示例中，如果排气的压力超过压力阈值，则排气的较高的压力可指示通过切换阀组224 (在图3中显示)而传送到排气歧管206 (在图3中显示)的排气体积流率太小。因此，可增大通过切换阀组224而传送到排气歧管206的排气体积流率。增大通过切换阀组224而传送到排气歧管224的排气体积流率可降低再循环的排气的量和压力。如果基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，通过切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个而传送到排气歧管206(在图3中显示)的排气的体积流率需要改变，则方法500的流程前进到520。备选地，如果基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，通过切换阀组224中的一个或多个而传送到排气歧管206的排气的体积流率不需要改变，则方法500的流程回到502。在520处，改变通过切换阀组224 (在图3中显示)中的一个或多个的排气体积流率。例如，基于参数和/或运行状况与流控制标准的比较结果，可改变通过切换阀组224中的一个或多个而传送到排气歧管206 (在图3中显示)的排气的流率。在一个实施例中，可通过使塞414 (在图4中显示)在节流阀400 (在图4中显示)的管道402 (在图4中显示)中运动来改变通过切换阀组224中的一个或多个的排气的流率。方法500可按环路的方式前进而回到502，其中，贡献汽缸和非贡献汽缸继续运行。方法500可前进，以改变切换阀组224 (在图3中显示)的数量，以及/或者通过切换阀组224而传送到排气歧管206 (在图3中显示)的排气体积流率，以便减少污染物的排放，同时避免柴油发动机108 (在图I中显示)的效率有显著降低。将理解的是，以上描述意于为示例性的，而非限制性的。例如，上面描述的实施例(和/或其各方面)可彼此结合起来使用。另外，可作出许多修改，以使特定的情形或材料适合于本文阐述的主题的教导，而不偏离该主题的范围。虽然本文描述的材料的尺寸和类型意于限定公开的主题的参数，但是它们决不是限制性的，而是示例性实施例。在审阅以上描述之后，许多其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。因此，应当参照所附权利要求以及这样的权利要求被赋予的等效物的全部范围来确定本文描述的主题的范围。在所附权利要求中，用语“包括”和“其中”用作相应的用语“包含”和“在其中”的标准语言等效物。此外，在所附权利要求中，用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，并且它们不意于对它们的对象施加数字要求。另外，不以手段加功能的格式来书写所附权利要求的限制，并且不意于基于35 U.S.C §112第六段来解释所附权利要求的限制，除非且直到这样的权利要求限制在没有另外的结构的功能的陈述的后面清楚地使用短语“意欲”。本书面描述使用示例来公开本文阐述的主题的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践公开的主题的实施例，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本文描述的主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且 可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种柴油发动机系统，包括具有设置在燃烧室内的活塞的汽缸，所述燃烧室接收吸气空气和燃料，以燃烧所述燃料，以及使所述活塞在所述燃烧室内运动；与所述汽缸流体地联接的排气歧管，所述排气歧管将在所述燃烧室中产生的排气引导到排气出口，所述排气出口将所述排气输送到外部大气；与所述汽缸流体地联接的废气再循环(EGR)歧管，所述EGR歧管构造成使在所述燃烧室中产生的排气再循环回到所述燃烧室而作为由所述燃烧室接收的吸气空气的至少一部分；以及设置在所述汽缸的燃烧室和所述排气歧管之间以及在所述燃烧室和所述EGR歧管之间的阀，所述阀具有贡献模式和非贡献模式，当所述阀在所述贡献模式中时，所述阀使所述燃烧室与所述EGR歧管流体地联接，当所述阀在所述非贡献模式中时，所述阀使所述燃烧室与所述排气歧管流体地联接。
2.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述阀基于所述汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个而改变被引导到所述EGR歧管的排气的百分比。
3.根据权利要求2所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述运行状况包括所述汽缸的负荷需求、所述汽缸的速度需求、由所述汽缸产生的排气的压力或由所述汽缸产生的排气的温度中的至少一个。
4.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述柴油发动机系统进一步包括多个所述汽缸和多个所述阀，其中，在所述贡献模式中的所述多个所述阀的数量以排气体积流率上限或排气体积流率下限中的至少一个为基础。
5.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述柴油发动机系统进一步包括多个所述汽缸、多个所述阀，以及与所述多个阀通信联接的控制模块，所述控制模块基于所述多个所述汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个而改变在所述贡献模式中的所述阀的数量。
6.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述汽缸是贡献汽缸，所述活塞是第一活塞，并且所述燃烧室是第一燃烧室，所述柴油发动机系统进一步包括具有设置在第二燃烧室内的第二活塞的非贡献汽缸，所述第二燃烧室接收所述吸气空气和所述燃料，以燃烧所述燃料，以及使所述第二活塞在所述第二燃烧室内运动，所述第二燃烧室与所述EGR歧管流体地联接，以接收来自所述贡献汽缸的排气而作为由所述非贡献汽缸接收的吸气空气的至少一部分。
7.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述汽缸是贡献汽缸，所述活塞是第一活塞，并且所述燃烧室是第一燃烧室，所述柴油发动机系统进一步包括具有设置在第二燃烧室内的第二活塞的非贡献汽缸，所述第二燃烧室接收所述吸气空气和所述燃料，以进行燃烧，以及使所述第二活塞在所述第二燃烧室内运动，所述第二燃烧室与所述排气歧管流体地联接，以将排气从所述非贡献汽缸引导到外部大气中。
8.根据权利要求I所述的柴油发动机系统，其特征在于，所述阀是节流阀，所述节流阀具有能够在所述节流阀的管道内运动的锥形塞，所述锥形塞在所述管道内运动，以打开或关闭所述节流阀，同时减小所述排气在所述节流阀中的压力损失。
9.一种用于柴油发动机系统的控制方法，所述方法包括将在所述柴油发动机系统中的汽缸的燃烧室中产生的排气引导到阀，所述阀设置在排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和所述燃烧室之间且与所述排气歧管和所述废气再循环(EGR)歧管中的各个和所述燃烧室流体地联接，所述阀能够在贡献模式和非贡献模式之间切换；当所述阀在所述非贡献模式中时，通过所述排气歧管将所述排气从所述汽缸引导到外部大气中；以及当所述阀在所述贡献模式中时，使所述排气再循环回到所述燃烧室而作为被喷射到所述燃烧室中的吸气空气的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括基于所述汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个而改变被所述阀引导到所述EGR歧管的排气的百分比。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述运行状况包括所述汽缸的负荷需求、所述汽缸的速度需求、由所述汽缸产生的排气的压力或者由所述汽缸产生的排气的温度中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括基于排气体积流率上限或排气体积流率下限中的至少一个而使所述阀在所述非贡献模式和所述贡献模式之间切换。
13.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括多个所述汽缸、多个所述阀和与所述多个阀通信联接的控制模块，所述控制模块基于所述多个所述汽缸的效率阈值、排放限值、负荷需求、所述多个所述汽缸的速度需求、从所述多个所述汽缸流出的排气的压力或者从所述多个所述汽缸流出的排气的温度中的至少一个，而改变在所述贡献模式中的所述阀的数量。
14.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述喷射包括将所述吸气空气和所述燃料喷射到多个所述汽缸的燃烧室中，并且引导在所述燃烧室中产生的排气包括将在所述燃烧室中产生的排气引导到多个所述阀，所述控制方法进一步包括基于排气体积流率上限或排气体积流率下限中的至少一个而将所述多个阀的子集切换到所述贡献模式。
15.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述汽缸是贡献汽缸，并且所述燃烧室是第一燃烧室，所述再循环包括将所述排气从所述贡献汽缸引导到非贡献汽缸的第二燃烧室而作为喷射到所述非贡献汽缸的第二燃烧室中的吸气空气的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括通过所述排气歧管将由所述非贡献汽缸产生的排气引导到外部大气。
17.一种有形且非暂时性的计算机可读存储介质，包括用于柴油发动机系统的控制模块的指令，所述指令指引所述控制模块进行下者监测所述柴油发动机系统的汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个，所述汽缸具有设置在燃烧室中的活塞，所述燃烧室接收吸气空气和柴油燃料，以燃烧所述柴油燃料，以及使所述活塞运动；以及基于所述效率参数、所述排放参数或所述运行状况中的至少一个，而使阀在非贡献模式和贡献模式之间切换，所述阀设置在排气歧管和废气再循环(EGR)歧管中的各个和所述汽缸的燃烧室之间，并且与所述排气歧管和所述废气再循环(EGR)歧管中的各个和所述燃烧室流体地联接，所述阀可在贡献模式和非贡献模式之间切换，其中，当所述阀在所述非贡献模式中时，在所述燃烧室中产生的排气通过所述排气歧管被引导到外部大气，而且当所述阀在所述贡献模式中，所述排气再循环回到所述燃烧室而作为喷射到所述燃烧室中的吸气空气的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令指引所述控制模块测量在所述汽缸中产生的排气的排气体积流率或污染物浓度中的至少一个而作为所述排放参数。
19.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述运行状况包括所述汽缸的负荷需求、所述汽缸的速度需求、由所述汽缸产生的排气的压力或者由所述汽缸产生的排气的温度中的至少一个。
20.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令指引所述控制模块监测多个所述汽缸的效率参数、排放参数或运行状况中的至少一个，以及基于所述效率参数、所述排放参数或所述运行状况中的至少一个，而使所述多个所述汽缸中的至少一个在所述非贡献模式和所述贡献模式之间切换。
全文摘要
一种柴油发动机系统包括汽缸、排气歧管(206)、废气再循环(EGR)歧管(220)和阀(224)。排气歧管与汽缸流体地联接，并且将在汽缸中产生的排气引导到排气出口(208)，排气出口将排气输送到外部大气。EGR歧管与汽缸流体地联接，并且使在汽缸中产生的排气再循环回到汽缸而作为由汽缸接收的吸气空气的至少一部分。阀设置在汽缸和排气歧管之间以及在汽缸和EGR歧管之间。阀具有贡献模式和非贡献模式。当阀在贡献模式中时，阀使汽缸与EGR歧管流体地联接，而当阀在非贡献模式中时，阀使汽缸与排气歧管流体地联接。
文档编号F16K1/12GK102959224SQ201080067801
公开日2013年3月6日 申请日期2010年12月4日 优先权日2010年6月30日
发明者S.W.弗罗伊恩德, J.弗里茨, G.比卡斯, S.詹金斯 申请人:通用电气公司