发动机系统及应用该发动机系统的汽车的制作方法

本实用新型涉及一种动力装置，特别涉及一种发动机系统及使用该发动机系统驱动的汽车。

背景技术：

随着汽车工业的发展，汽车在全球范围内得到了普及。其中，涡轮增压技术在发动机上得到越来越多的应用。图1示出了现有技术中传统涡轮增压发动机(内燃机)系统的系统结构，其包括发动机1＇、用于通入空气的进气机构2＇、用于排出废气的排气机构3＇、涡轮增压器4＇以及催化器5＇。所述涡轮增压器4＇包括涡轮机41＇和压缩机42＇。所述压缩机42＇与所述涡轮机41＇共轴连接。所述涡轮机41＇和所述催化器5＇依次设置于所述排气机构3＇内，以使所述发动机1＇产生的废气首先通过涡轮机41＇后再进入催化器5＇。在发动机1＇的排气口与催化器5＇之间还设置有废气放气阀6＇。当所述废气放气阀6＇打开时，所述发动机1＇中产生的废气不经过涡轮机41＇直接进入催化器5＇。所述压缩机42＇设置于所述进气机构2＇内。所述发动机1＇与所述压缩机42＇之间还设有冷却系统7＇。所述冷却系统7＇位于所述进气机构2＇内。

图2示出了传统顶置双凸轮结构的发动机的示意性结构。传统的发动机1＇通常包括多个气缸10＇。所述气缸10＇内设置活塞11＇。活塞11＇在燃烧气体的驱动下往复运动，带动曲轴12＇转动。曲轴12＇通过正时系统13＇驱动凸轮轴14＇转动。凸轮轴14＇上的凸轮15＇控制进气阀16＇和排气阀17＇的开启和关闭。

然而，此种设计存在以下缺陷：多气缸共用一根凸轮轴，每个气缸的气阀都是同样的开启关闭时刻，无法单独控制每一个气缸的气阀开启和关闭；气阀开启和关闭区间角度是固定不变的，不能根据发动机的不同工况独立控制气阀开启和关闭时间；这意味着涡轮增压系统的功能无法得到优化；同时，涡轮增压系统不得不设置废气放气阀，生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的传统的发动机中不能单独控制每一个气缸的气阀开启和关闭以及发动机系统成本较高的缺陷，提供一种发动机系统及应用该发动机系统的汽车。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种发动机系统，包括一气缸体、一气缸盖、一进气机构、一排气机构和一涡轮增压器，其特点在于：

所述气缸体与气缸盖形成至少一个燃烧室，所述至少一个燃烧室包括：

一组进气口，所述一组进气口设置进气阀；及

一组排气口，所述一组排气口包括设置第一排气阀的第一排气口和设置第二排气阀的第二排气口；

所述涡轮增压器包括：

一涡轮机，所述涡轮机具有一进气口和一出气口；及

一压缩机，所述压缩机与所述涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口；

所述进气机构包括一第一端和一第二端，所述进气机构的第一端连接所述压缩机的出气口，所述进气机构的第二端连接所述至少一个燃烧室的一组进气口；及

所述排气机构包括：

一第一排气器，所述第一排气器具有一第一端和一第二端，所述第一排气器的第一端连接所述至少一个燃烧室的所述一组排气口的所述第一排气口，所述第一排气器的第二端连接所述涡轮机的进气口；及

一第二排气器，所述第二排气器具有一第一端和一第二端，所述第二排气器的第一端连接于所述至少一个燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口；

所述气缸盖设置多个气阀执行器，每个所述气阀执行器设置为独立控制所述至少一个燃烧室的所述一组进气口的一个进气阀或所述一组排气口的一个第一排气阀或第二排气阀。

较佳地，所述至少一个燃烧室包括多个燃烧室，所述多个燃烧室中每一个燃烧室的所述第一排气口与所述第一排气器的所述第一端连接，所述多个燃烧室中至少一个燃烧室的所述第二排气口与所述第二排气器的所述第一端连接。

较佳地，所述每一个燃烧室的所述第二排气口与所述第二排气器的所述第一端连接。

较佳地，所述发动机系统还包括一催化器，所述催化器具有一进气口和一出气口，所述催化器的进气口连接所述涡轮机的出气口和所述排气机构的所述第二排气器的所述第二端。

较佳地，所述至少一个燃烧室中的每个燃烧室对应设置的气阀执行器包括：

至少一个第一气阀执行器，所述第一气阀执行器包括一第一执行气缸、一第一执行活塞和一第一执行缸盖，其中，

所述第一执行活塞包括一活塞本体和具有第一端部和第二端部的一活塞杆，所述活塞本体与所述活塞杆的第一端部连接，所述活塞本体的上端与所述第一执行缸盖和所述第一执行气缸界定一第一上部空间，所述活塞本体的下端与所述第一执行气缸界定一第一下部空间，所述第一执行活塞滑设于所述第一执行气缸并与所述进气阀抵接；

所述第一执行缸盖上设置与所述第一上部空间相连通的一第一压力流体入口和一第一压力流体出口，所述第一执行缸盖内还设置有用于控制所述第一压力流体入口和所述第一压力流体出口的打开和关闭的一第一压力流体控制组件；

一第二气阀执行器，所述第二气阀执行器包括一第二执行气缸、一第二执行活塞和一第二执行缸盖，其中，

所述第二执行活塞包括一活塞本体和具有第一端部和第二端部的一活塞杆，所述活塞本体与所述活塞杆的第一端部连接，所述活塞本体的上端与所述第二执行缸盖和所述第二执行气缸界定一第二上部空间，所述活塞本体的下端与所述第二执行气缸界定第二下部空间，所述第二执行活塞滑设于所述第二执行气缸并与所述第一排气阀抵接；

所述第二执行缸盖上设置与所述第二上部空间相连通的一第二压力流体入口和一第二压力流体出口，所述第二执行缸盖内还设置有用于控制所述第二压力流体入口和所述第二压力流体出口的打开和关闭的一第二压力流体控制组件；及

一第三气阀执行器，所述第三气阀执行器包括一第三执行气缸、一第三执行活塞和一第三执行缸盖，其中，

所述第三执行活塞包括一活塞本体和具有第一端部和第二端部的一活塞杆，所述活塞本体与所述活塞杆的第一端部连接，所述活塞本体的上端与所述第三执行缸盖和所述第三执行气缸界定一第三上部空间，所述活塞本体的下端与所述第三执行气缸界定一第三下部空间，所述第三执行活塞滑设于所述第三执行气缸并与所述第二排气阀抵接；

所述第三执行缸盖上设置与所述第三上部空间相连通的一第三压力流体入口和一第三压力流体出口，所述第三执行缸盖内还设置有用于控制所述第三压力流体入口和所述第三压力流体出口的打开和关闭的一第三压力流体控制组件。

较佳地：

所述第一压力流体控制组件包括一第一压力流体进口阀和一第一压力流体出口阀，所述第一压力流体进口阀位于所述第一压力流体入口内，所述第一压力流体出口阀位于所述第一压力流体出口内；

所述第二压力流体控制组件包括一第二压力流体进口阀和一第二压力流体出口阀，所述第二压力流体进口阀位于所述第二压力流体入口内，所述第二压力流体出口阀位于所述第二压力流体出口内；

所述第三压力流体控制组件包括一第三压力流体进口阀和一第三压力流体出口阀，所述第三压力流体进口阀位于所述第三压力流体入口内，所述第三压力流体出口阀位于所述第三压力流体出口内。

较佳地：

所述第一气阀执行器的所述第一执行缸盖设置一第一锁止流路，所述第一执行活塞的所述活塞杆的第二端部设置于所述第一锁止流路内；

所述第二气阀执行器的所述第二执行缸盖设置一第二锁止流路，所述第二执行活塞的所述活塞杆的第二端部设置于所述第二锁止流路内；

所述第三气阀执行器的所述第三执行缸盖设置一第三锁止流路，所述第三执行活塞的所述活塞杆的第二端部设置于所述第三锁止流路内。

较佳地：

所述第一锁止流路设置一第一止回阀和一第一排空阀，所述第一止回阀和所述第

一排空阀分别设置于所述第一执行活塞的活塞杆的第二端部的两侧；

所述第二锁止流路设置一第二止回阀和一第二排空阀，所述第二止回阀和所述第二排空阀分别设置于所述第二执行活塞的活塞杆的第二端部的两侧；

所述第三锁止流路设置一第三止回阀和一第三排空阀，所述第三止回阀和所述第三排空阀分别设置于所述第三执行活塞的活塞杆的第二端部的两侧。

较佳地，所述发动机系统还包括一封盖，所述封盖与所述气缸盖连接并与所述气缸盖界定气缸盖腔室，所述第一气阀执行器、所述第二气阀执行器和所述第三气阀执行器均设置于所述气缸盖腔室内并与所述封盖固定连接，

其中，所述第一下部空间、所述第二下部空间和所述第三下部空间均与所述气缸盖腔室相连通。

较佳地，所述封盖具有：

一第一压力流体通道，所述第一压力流体通道与所述第一压力流体入口相连通；

一第二压力流体通道，所述第二压力流体通道与所述第二压力流体入口相连通；及

一第三压力流体通道，所述第三压力流体通道与所述第三压力流体入口相连通，其中，所述第一压力流体出口、所述第二压力流体出口和所述第三压力流体出口

均与所述气缸盖腔室相连通。

较佳地，所述第二压力流体通道和第三压力流体通道为同一个流体通道。

较佳地：

所述发动机系统还包括一压力流体压缩机，所述压力流体压缩机具有一入口和一出口；

所述气缸盖腔室与所述压力流体压缩机的入口连接，所述第一压力流体通道、所述第二压力流体通道和所述第三压力流体通道均与所述压力流体压缩机的出口连接。

较佳地，所述封盖具有：

一第一锁止流路通道，所述第一锁止流路通道与所述第一锁止流路相连通；

一第二锁止流路通道，所述第二锁止流路通道与所述第二锁止流路相连通；及

一第三锁止流路通道，所述第三锁止流路通道与所述第三锁止流路相连通。

较佳地，所述第二锁止流路通道和第三锁止流路通道为同一锁止流路通道。

较佳地：

所述发动机系统还包括一泵，所述泵具有一入口和一出口；

所述第一锁止流路通道、所述第二锁止流路通道和所述第三锁止流路通道均与所述泵的出口连接。

较佳地，所述进气阀上设置有一第一回位弹性件，所述第一回位弹性件的一端抵接于所述气缸盖腔室的下端，另一端抵接于所述进气阀的端部；所述第一排气阀上设置有一第二回位弹性件，所述第二回位弹性件的一端抵接于所述气缸盖腔室的下端，另一端抵接于所述第一排气阀的端部；所述第二排气阀上设置有一第三回位弹性件，所述第三回位弹性件的一端抵接于所述气缸盖腔室的下端，另一端抵接于所述第二排气阀的端部。

较佳地：

所述第一执行活塞的活塞本体的底部在与所述进气阀的顶端的对应位置设置一第一游隙消除部件；

所述第二执行活塞的活塞本体的底部在与所述第一排气阀的顶端的对应位置设置一第二游隙消除部件；及

所述第三执行活塞的活塞本体的底部在与所述第二排气阀的顶端的对应位置设置一第三游隙消除部件。

本实用新型还提供了一种汽车，其特点在于，所述汽车包括如上所述的发动机系统。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型可以独立精确地控制每一第一排气阀、第二排气阀和进气阀的开启和关闭时间，从而能够适用于不同的工况。另外，由第一排气阀、第二排气阀的开启和关闭能够控制不经过涡轮增压器直接进入催化器的废气比例，从而不仅能够提高发动机的热效率，降低油耗，提高涡轮增压器的使用寿命，还能够迅速提高催化器温度，提高催化器催化效率，减少氮氧化物的排放，同时，无需传统发动机系统中不可或缺的废气放气阀，从而降低了成本。

附图说明

图1为现有技术中的发动机系统的涡轮增压系统的系统原理图。

图2为现有技术中的顶置双凸轮结构驱动的发动机的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例下的发动机系统的部分结构的剖视示意图。

图4为图3中A部分的放大结构示意图，其中，第一气阀执行器处于第一操作状态。

图5为本实用新型一实施例下的发动机系统的第一气阀执行器的第二操作状态示意图。

图6为本实用新型一实施例下的发动机系统的第一气阀执行器的第三操作状态示意图。

图7为本实用新型一实施例下的发动机系统的第一气阀执行器的第四操作状态示意图。

图8为本实用新型一实施例下的发动机系统的第一气阀执行器的第五操作状态示意图。

图9为本实用新型一实施例下的发动机系统的第一气阀执行器的第六操作状态示意图。

图10为图3中B部分的放大结构示意图。

图11为本实用新型一实施例下的发动机系统的部分立体示意图。

图12为本实用新型一实施例下的发动机系统的另一角度下的部分立体示意图。

图13为本实用新型一实施例下的发动机系统的原理示意图。

图14为本实用新型一实施例下的含有本发动机系统的汽车的示意图。

附图标记说明：

现有技术：

发动机：1＇ 进气机构：2＇

气缸：10＇ 排气机构：3＇

活塞：11＇ 涡轮增压器：4＇

曲轴：12＇ 涡轮机：41＇

正时系统：13＇ 压缩机：42＇

凸轮轴：14＇ 催化器：5＇

凸轮：15＇ 废气放气阀：6＇

进气阀：16＇ 冷却系统：7＇

排气阀：17＇

本实用新型：

气缸体：1 第一排气口：132A

气缸：10 第二排气口：132B

活塞：11 进气阀：133

连杆：12 第一排气阀：134

气缸盖：13 气缸盖腔室：135

进气口：131 燃烧室：136

封盖：14 第二执行活塞：162

第一压力流体通道：141 第二游隙消除部件：1621

第一锁止流路通道：142 活塞本体：1622

第二压力流体通道：143 活塞杆：1623

第二锁止流路通道：144 第二执行缸盖：163

第一气阀执行器：15 第二压力流体入口：1631

第一执行气缸：151 第二压力流体出口：1632

第一上部空间：1511 第二锁止流路：1633

第一下部空间：1512 第二压力流体进口阀：164

第一执行活塞：152 第二压力流体出口阀： 165

第一游隙消除部件：1521 第二止回阀：166

活塞本体：1522 第二排空阀：167

活塞杆：1523 压力流体压缩机：17

第一执行缸盖：153 第一压力流体入口管道：171

第一压力流体入口：1531 压力流体出口管道：172

第一压力流体出口：1532 第二压力流体入口管道：173

第一锁止流路：1533 第一回位弹性件：18

容积空间：15331 第二回位弹性件：19

第一压力流体进口阀：154 泵：20

第一压力流体出口阀：155 第一导管：201

第一止回阀：156 第二导管：202

第一排空阀：157 压力流体：50

第二气阀执行器：16 液压流体：60

第二执行气缸：161 进气机构：2

第二上部空间：1611 主进气管道：21

第二下部空间：1612 进气器：22

支进气管道：23 连接管道：36

排气机构：3 涡轮增压器：4

主排气管道：31 涡轮机：41

第一排气器：32 压缩机：42

第二排气器：33 催化器：5

第一支排气管道：34 发动机系统：7

第二支排气管道：35 汽车：9

具体实施方式

本实用新型的各种实施例将参照附图进行说明。在说明书及附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解，附图仅为提供参考与说明使用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系或对本实用新型进行穷尽性的说明，也不是对本实用新型的范围进行限制。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图3根据本实用新型一个实施例示出了一种发动机系统的示意性结构。发动机系统7包括气缸体1和气缸盖13。在本实施例中，气缸体1包括四个气缸10。

其中，气缸10内设置活塞11，活塞11在气缸体1内轴向移动，活塞11的运动传递至与活塞11相连的连杆12，连杆12与曲轴(图中未示出)相连并驱动曲轴旋转。气缸盖13设置于气缸体1的上端。

结合图13所示，气缸盖13与气缸体1形成四个燃烧室136，四个燃烧室136直线排列，与四个气缸10一一对应设置。每一燃烧室136具有一组进气口和一组排气口。即，每一气缸10对应设置有一组进气口和一组排气口。本实施例中，每一组进气口包括两个进气口131。每一组排气口包括一个第一排气口132A和一个第二排气口132B。每一进气口131各自对应设置一个进气阀133，第一排气口132A设有第一排气阀134，第二排气口设有第二排气阀(图中未示出)。两个进气口131、第一排气口132A和第二排气口均设置于所述气缸盖13中形成燃烧室的凹部位置。每一进气阀133设置于相对应的进气口131处以打开和关闭进气口131。第一排气口132A与第一排气阀134对应设置，第二排气口132B与第二排气阀对应设置。第一排气阀134位于相对应的第一排气口132A处以打开和关闭第一排气口132A，第二排气阀位于相对应的第二排气口处以打开和关闭第二排气口。当然，本领域技术人员可以理解，气缸体1可以包括任何数量个气缸，这些气缸以直列、V型或其它方式设置在气缸体内。

如图3所示，气缸盖13对应每一燃烧室136的每一进气阀和每一排气阀单独设置一气阀执行器，所述气阀执行器设置为独立控制每个进气阀或排气阀。这样，在不同的工况下，通过各个气阀执行器来独立控制每一进气阀133、第一排气阀134和所述第二排气阀的开启和关闭时间。在本实施例中，两个第一气阀执行器15分别控制两个进气阀133，第二气阀执行器16控制第一排气阀134，第三气阀执行器(图未示出)控制第二排气阀。

所述气缸盖13的上端设置封盖14，封盖14与气缸盖13可拆卸地连接并与所述封盖14界定气缸盖腔室135。所述第一气阀执行器15、第二气阀执行器16和第三气阀执行器(图未示出)均以可拆卸的方式设置于所述封盖14下端并位于所述气缸盖腔室135内。

图3描述了一个燃烧室136对应设置的一个进气阀133所对应的一个第一气阀执行器15，以及一个第一排气阀134所对应的一个第二气阀执行器16，但本领域技术人员应当认识到，下文中对于第二气阀执行器16描述的结构同样应用于第三气阀执行器，共同对排气阀进行控制。在其它实施例中，每一气缸可能包括多个进气阀133、多个第一排气阀134和多个第二排气阀，下文对各个气阀执行器15和16描述的结构优选地应用于系统的所有第一气阀执行器15、第二气阀执行器16和第三气阀执行器。

图4示出了图3中A部分第一气阀执行器15的放大结构示意图。其中，第一气阀执行器15处于第一操作状态。所述第一气阀执行器15包括第一执行气缸151、第一执行活塞152和第一执行缸盖153。第一执行活塞152与进气阀133可操作地连接。比如，第一执行活塞152与进气阀133相接触。优选地，第一执行活塞152滑设于第一执行气缸151并与进气阀133抵接。第一执行活塞152沿第一执行气缸151的轴向移动联动所述进气阀133以实现进气阀133的打开和关闭。第一执行缸盖153位于第一执行气缸151的一端。第一执行缸盖153与第一执行气缸151优选为一体成型。当然，本领域技术人员可以理解，两者还可以采用可拆卸连接的方式，并不局限于此。

其中，所述第一执行活塞152包括活塞本体1522和活塞杆1523。活塞杆1523具有第一端部和第二端部，所述活塞杆1523的第一端部与活塞本体1522连接。第一执行活塞152的活塞本体1522滑设于第一执行气缸151内，第一执行活塞152的活塞杆1523滑设于第一执行缸盖153内。第一执行活塞152的活塞本体1522的上端与第一执行缸盖153和第一执行气缸151界定第一上部空间1511，第一执行活塞152的活塞本体1522的下端与第一执行气缸151界定第一下部空间1512。所述第一执行缸盖153上设有与第一上部空间1511相连通的第一压力流体入口1531和第一压力流体出口1532。所述第一压力流体入口1531用于将压力流体50通入第一上部空间1511内，所述第一压力流体出口1532用于将第一上部空间1511内的压力流体50排出。

另外，所述第一执行缸盖153内还设置有用于控制第一压力流体入口1531和第一压力流体出口1532的打开和关闭的第一压力流体控制组件。所述第一压力流体控制组件包括第一压力流体进口阀154和第一压力流体出口阀155。所述第一压力流体进口阀154位于第一压力流体入口1531内并用于打开和关闭第一压力流体入口1531，第一压力流体出口阀155位于第一压力流体出口1532内并用于打开和关闭第一压力流体出口1532。

结合图4、11和12所示，所述发动机系统7还包括压力流体压缩机17，压力流体压缩机17具有入口和出口。在本实施例中，压力流体压缩机中位于入口的一侧为低压侧，位于出口的一侧为高压侧。所述封盖14具有第一压力流体通道141，其通过第一压力流体入口管道171与压力流体压缩机17的出口相连并与第一压力流体入口1531相连通。这样实现了压力流体至第一气阀执行器15的高压侧的紧凑且简单的连接。优选地，第一压力流体通道141沿封盖14的轴向长度延伸。

所述第一压力流体出口1532与气缸盖腔室135相连通，所述气缸盖腔室135通过压力流体出口管道172与所述压力流体压缩机17的入口相连。在压力流体压缩机17的低压侧上使用气缸盖腔室135来替代各个导管，能够使各个气阀执行器排出的压力流体50的压力稳定地进入压力流体压缩机17，便于统一控制。

优选地，所述第一下部空间1512与气缸盖腔室135(见图3)相连通。所述进气阀133上均设置有第一回位弹性件18，所述第一回位弹性件18用于在第一执行活塞152沿第一执行气缸151的轴向向下移动停止时给所述进气阀133提供沿所述进气阀133的轴向向上的回复力，以联动第一执行活塞152沿第一执行气缸151的轴向向上移动。在本实施例中，第一回位弹性件18优选为弹簧；且第一回位弹性件18套设于进气阀133，第一回位弹性件18的一端抵靠于进气阀133的一端部，另一端抵靠于气缸盖腔室135的底部。

第一下部空间1512与气缸盖腔室135相连通以确保当第一执行活塞152处于上端位置时同样的压力分别从第一上部空间1511和第一下部空间1512作用在第一执行活塞152的底部。这样，第一执行活塞152的底部与第一执行气缸151之间的密封不会给装置带来影响，且能够允许一定泄漏以使对第一执行活塞152的移动的阻力最小化，并且在停止位置中，第一执行活塞152不受低压水平改变的影响。

如图4所示，第一执行活塞152的底端均设有第一游隙消除部件1521。第一游隙消除部件1521位于所述第一执行活塞152的底端与所述进气阀133的顶端之间，用于消除所述第一执行活塞152相对于所述进气阀133沿轴向方向的游隙。第一执行活塞152处于上端位置及进气阀133关闭时，第一游隙消除部件1521与进气阀133保持接触以便校正组件公差、热膨胀等。优选地，第一游隙消除部件1521与所述进气阀133的顶端相接触。

另外，第一气阀执行器15的第一执行缸盖153设置第一锁止流路1533，第一执行活塞152的活塞杆1523的第二端部设置于第一锁止流路1533内。第一锁止流路1533设置第一止回阀156和第一排空阀157，第一止回阀156和第一排空阀157分别设置于第一执行活塞152的活塞杆1523的第二端部的两侧。所述第一止回阀156用于在第一执行活塞152沿第一执行气缸151的轴向向下移动时允许第一锁止流路1533内液压流体60流过第一止回阀156并填充所述第一执行活塞152的活塞杆1523的第二端部留下的容积空间15331(见图6)。所述第一排空阀157用于在第一执行活塞152沿第一执行气缸151的轴向向上移动时控制第一锁止流路1533内液压流体的排空。

所述封盖14具有第一锁止流路通道142，所述第一锁止流路通道142与第一锁止流路1533相连通。这样实现了液压流体至第一气阀执行器15的紧凑且简单的连接。优选地，第一锁止流路通道142沿封盖14的轴向长度平行于第一压力流体通道141延伸。所述发动机系统7还包括泵20，泵20具有入口和出口。泵20布置成经由第一导管201将加压的液压流体供应到第一锁止流路通道142。

下文将对第一气阀执行器15的具体运行过程进行描述，但是，应当认识到的是，若没有特别说明，第二气阀执行器16和第三气阀执行器基于同样原理运行。

如图4所示，在第一压力流体进口阀154、第一压力流体出口阀155以及第一排空阀157关闭时，第一执行活塞152处于第一执行气缸151内的上止点位置。第一压力流体进口阀154上方充满高压的压力流体50(在本实施例中，压力流体优选为气体)。此时进气阀133关闭。

如图5所示，打开第一压力流体进口阀154，处于高压的压力流体50填充第一上部空间1511中。第一执行活塞152开始向下移动。

之后，如图6所示，第一止回阀156自动打开，允许液压流体60进入第一锁止流路1533内并充盈所述第一执行活塞152留下的容积空间15331。

如图7所示，第一执行活塞152继续下移，推动进气阀133向下移动，工质通过气缸盖13的进气口131进入燃烧室，第一压力流体进口阀154收到关闭信号，已经进入第一上部空间1511中的压力流体膨胀。之后，第一执行活塞152继续向下移动，此时，第一止回阀156仍然处于打开状态。

如图8所示，当第一执行活塞152的活塞本体1522的下端所受到的压力与进气阀133上的第一回位弹性件18的弹力之和等于第一执行活塞152的活塞本体1522的上端所受到的压力时，第一执行活塞152到达下止点位置。此时，第一止回阀156自动关闭。第一排空阀157仍然保持关闭。第一执行活塞152保持在第一执行气缸151内的下部位置，使第一执行活塞152保持在开启状态。

如图9所示，打开第一压力流体出口阀155，允许从第一上部空间1511排出压力流体，同时，打开第一排空阀157，之后，第一执行活塞152向上移动。

当第一执行活塞152移动至第一执行气缸151内的上止点位置时，第一压力流体出口阀155和第一排空阀157关闭，第一气阀执行器15恢复至图4状态。

在一个实施例中，第一压力流体进口阀154、第一压力流体出口阀155、第一排空阀157为直动电磁阀，其在常态下处于关闭状态，通电时处于打开状态。当然，在其他可替代实施例中，第一压力流体进口阀154、第一压力流体出口阀155、第一排空阀157也可以在常态下处于打开状态，通电时处于关闭状态。

图10是图3中B部分第二气阀执行器16的放大结构示意图。同第一气阀执行器类似，第二气阀执行器16包括第二执行气缸161、第二执行活塞162和第二执行缸盖163。第二执行活塞162与第一排气阀134可操作地连接。比如，第二执行活塞162与第一排气阀134相接触。优选地，第二执行活塞162滑设于第二执行活塞162并与第一排气阀134抵接。第二执行活塞162沿第二执行气缸161的轴向移动联动所述第一排气阀134以实现第一排气阀134的打开和关闭。第二执行缸盖163位于第二执行气缸161的一端。且第二执行缸盖163与第二执行气缸161优选为一体成型。当然，本领域技术人员可以理解，两者还可以采用可拆卸连接的方式，并不局限于此。

其中，所述第二执行活塞162包括活塞本体1622和活塞杆1623。活塞杆1623具有第一端部和第二端部，所述活塞杆1623的第一端部与活塞本体1622连接。第二执行活塞162的活塞本体1622滑设于第二执行气缸161内，第二执行活塞162的活塞杆1623滑设于第二执行缸盖163内。所述第二执行活塞162的活塞本体1622的上端与第二执行缸盖163和第二执行气缸161界定第二上部空间1611，所述第二执行活塞162的活塞本体1622的下端与第二执行气缸161界定第二下部空间1612。所述第二执行缸盖163上设有与第二上部空间1611相连通的第二压力流体入口1631和第二压力流体出口1632。所述第二压力流体入口1631用于将压力流体通入第二上部空间1611内，所述第二压力流体出口1632用于将第二上部空间1611内的压力流体排出。

另外，所述第二执行缸盖163内还设置有用于控制第二压力流体入口1631和第二压力流体出口1632的打开和关闭的第二压力流体控制组件。所述第二压力流体控制组件包括第二压力流体进口阀164和第二压力流体出口阀165。所述第二压力流体进口阀164位于第二压力流体入口1631内并用于打开和关闭第二压力流体入口1631，第二压力流体出口阀165位于第二压力流体出口1632内并用于打开和关闭第二压力流体出口1632。

所述封盖14具有第二压力流体通道143，其通过第二压力流体入口管道173与压力流体压缩机17的出口相连并与第二压力流体入口1631相连通。这样实现了压力流体至第二气阀执行器16的高压侧的紧凑且简单的连接。优选地，第二压力流体通道143沿封盖14的轴向长度延伸。所述第二压力流体出口1632与气缸盖腔室135(见图3)相连通。

优选地，所述第二下部空间1612与气缸盖腔室135相连通。所述第一排气阀134上均设置有第二回位弹性件19，所述第二回位弹性件19用于在第二执行活塞162沿第二执行气缸161的轴向向下移动停止时给所述第一排气阀134提供沿所述第一排气阀134的轴向向上的回复力，以联动第二执行活塞162沿第二执行气缸161的轴向向上移动。在本实施例中，第二回位弹性件19优选为弹簧；且第二回位弹性件19套设于第一排气阀134，第二回位弹性件19的一端抵靠于第一排气阀134的一端部，另一端抵靠于气缸盖腔室135的底部。

第二下部空间1612与气缸盖腔室135相连通以确保当第二执行活塞162处于上端位置时同样的压力分别从第二上部空间1611和第二下部空间1612作用在第二执行活塞162的底部。这样，第二执行活塞162的底部与第二执行气缸161之间的密封不会给装置带来影响，且能够允许一定泄漏以使对第二执行活塞162的移动的阻力最小化，并且在停止位置中，第二执行活塞162不受低压水平改变的影响。

再次参照图10，第二执行活塞162的底端均设有第二游隙消除部件1621，第二游隙消除部件1621位于所述第二执行活塞162的底端与所述第一排气阀134的顶端之间，用于消除所述第二执行活塞162相对于所述第一排气阀134沿轴向方向的游隙。第二执行活塞162处于上端位置及第一排气阀134关闭时，第二游隙消除部件1621与第一排气阀134保持接触以便校正组件公差、热膨胀等。优选地，第二游隙消除部件1621与所述第一排气阀134的顶端相接触。

另外，第二气阀执行器16的第二执行缸盖163设置第二锁止流路1633，第二执行活塞162的活塞杆1623的第二端部设置于第二锁止流路1633内。第二锁止流路1633设置第二止回阀166和第二排空阀167，且第二止回阀166和第二排空阀167分别设置于第二执行活塞162的活塞杆1623的第二端部的两侧。所述第二止回阀166用于在第二执行活塞162沿第二执行气缸161的轴向向下移动时允许第二锁止流路1633内液压流体流过第二止回阀166并填充所述第二执行活塞162的活塞杆1623的第二端部留下的容积空间。所述第二排空阀167用于在第二执行活塞162沿第二执行气缸161的轴向向上移动时控制第二锁止流路1633内液压流体的排空。

所述封盖14具有第二锁止流路144，所述第二锁止流路通道144与第二锁止流路1633相连通。这样实现了液压流体至第二气阀执行器16的紧凑且简单的连接。优选地，第二锁止流路通道144沿封盖14的轴向长度平行于第二压力流体通道143延伸。如图11-12所示，泵20经由第二导管202将加压的液压流体供应到第二锁止流路通道144。

在本实施例中，第一压力流体通道141同时为两个用以控制进气阀133的第一气阀执行器15提供压力流体50，第二压力流体通道143为用以控制第一排气阀134的第二气阀执行器16和用以控制第二排气阀的第三气阀执行器提供压力流体50。第一压力流体通道141和第二压力流体通道143平行设置于封盖14中。

在本实施例中，第一锁止流路通道142同时为两个用以控制进气阀133的第一气阀执行器15提供液压流体60，第二锁止流路通道144同时为用以控制第一排气阀134的第二气阀执行器16和用以控制第二排气阀的第三气阀执行器提供液压流体60。第一锁止流路通道142和第二锁止流路通道144平行设置于封盖14中。

本领域的技术人员可以理解，各个压力流体通道和各个锁止流路通道的设置方案在封盖14内可以跟据具体设计要求发生变化。只要是能够减少封盖14尺寸并满足气阀执行器运行要求的方案均可适用。例如，第一压力流体通道141和第二压力流体通道143也可以是同一个通道。类似地，第一锁止流路通道142和第二锁止流路通道144可以是同一个流路通道。

如图13所示，发动机系统7还包括用于吸入空气的进气机构2、用于将燃烧室136内的废气排出的排气机构3、涡轮增压器4和催化器5。其中，排气机构3上优选地不设置废气放气阀。

涡轮增压器4包括涡轮机41和压缩机42。所述涡轮机41具有一进气口和一出气口，所述压缩机42具有一进气口和一出气口。压缩机42与涡轮机41传动连接。图13描述压缩机42与涡轮机41共用一旋转轴。依据本实用新型，压缩机42与涡轮机41也可通过其它方式实现传动连接，如压缩机42的旋转轴与涡轮机41的旋转轴可以通过齿轮、链条、皮带等方式传动连接。

涡轮机41设置于排气机构3内，压缩机42设置于进气机构2内。其中，压缩机42按照涡轮机41的旋转，对进气机构2中进入燃烧室136的空气进行增压。所述催化器5设置于位于所述涡轮机41的下游的所述排气机构3内。在排气机构3内的废气驱动涡轮增压器4的涡轮机41之后，通过用于排气净化的催化器5被排入大气中。

具体地，排气机构3包括：第一排气器32和第二排气器33。第一排气器32具有第一端和第二端。每一燃烧室136的第一排气口132A通过第一支排气管道34连接第一排气器32的第一端并与所述第一排气器32的第一端相连通，所述第一排气器32的第二端连接涡轮机41的进气口并与涡轮机41的进气口相连通，以使从每一组排气口中的第一排气口132A排出的废气通过第一排气器32汇总进入涡轮机41。涡轮机41的出气口通过主排气管道31连接催化器5的进气口。

第二排气器33具有第一端和第二端。每一燃烧室136的第二排气口132B通过第二支排气管道35连接第二排气器33的第一端并与第二排气器33的第一端相连通，第二排气器33的第二端通过连接管道36连接催化器5的进气口并与催化器5的进气口相连通，以使从每一个组排气口中的第二排气口132B排出的废气通过第二排气器33汇总不经过涡轮机41而直接进入所述催化器5。连接管道36具有第一端和第二端。所述连接管道36的第一端与所述第二排气器33的第二端连接并相连通，所述连接管道36的第二端连接于主排气管道31上。

所述进气机构2包括进气器22。进气器22具有第一端和第二端。压缩机42的出气口通过主进气管道21连接所述进气器22的第一端并与进气器22的第一端相连通，且每一组进气口中的所述进气口131分别通过支进气管道23连接所述进气器22的第二端并与所述进气器22的第二端相连通，以使从压缩机42的进气口进入的空气通过所述进气器22分别进入每一个进气口131。

当然，本领域技术人员可以理解，所述第一排气口132A、第二排气口132B与涡轮机41、催化器5的连接方式并不局限于以上所描述的方式，还可以采用其它方式。比如：每一组排气口中的第一排气口132A借助于排气机构3与涡轮机41的进气口连接并相连通，一部分第二排气口132B仍然与涡轮机41的进气口连接并相连通，而另一部分第二排气口132B借助于排气机构3直接连接于催化器5的进气口。这样，增大了涡轮机的驱动效率。

这样，发动机系统7无需借助传统涡轮增压发动机系统中的废气放气阀即可调节流经涡轮增压器中的涡轮机41的废气量。通过第一排气阀134和第二排气阀的开启和关闭来控制废气不经过涡轮增压器4直接进入催化器5的废气比例。这不仅能够提高发动机的热效率，降低油耗，提高涡轮增压器4的使用寿命，还能够迅速提高催化器5温度，提高催化器5催化效率，减少氮氧化物的排放，同时降低了成本。

在一个示范性的使用过程中，发动机系统7处于启动阶段时，将每一组排气口中与涡轮机41的进气口连接并相连通的第一排气口132A关闭(即将每一组排气口中第一排气口132A所对应的第一排气阀134关闭)，并将每一组排气口中与催化器5的进气口连接并相连通的第二排气口132B打开(即将每一组排气口中第二排气口132B所对应的第二排气阀打开)，使得气缸体1内的废气全部从每一组排气口中所述第二排气口132B汇总后不经过涡轮机41而进入催化器5，迅速提高催化器5的温度，从而尽快达到催化器5起燃温度，提高催化器5催化效率，降低氮氧化物的排放。当然，在可替代的实施例中，发动机系统7处于启动阶段时，也可同时将每一组排气口中的所有第一排气口132A和部分第二排气口132B打开。

当发动机系统7处于低速高负荷工况时，如果此时需要迅速提高输出功率，则将每一组排气口中与涡轮机41的进气口连接并相连通的第一排气口132A打开(即将每一组排气口中所述第一排气口132A所对应的第一排气阀134打开)，并将每一组排气口中与催化器5的进气口连接并相连通的第二排气口132B关闭(即将每一组排气口中所述第二排气口132B所对应的第二排气阀关闭)，使得气缸体1内的废气全部从每一组排气口中所述第一排气口132A汇总后进入涡轮增压器4的涡轮机41后、再进入催化器5，从而提高涡轮机41的转速，进而提高压缩机42的转速，增加发动机系统7的进气量，提高发动机系统7的热效率，降低油耗，增大发动机系统7的转矩。

至此，本实用新型详细阐述了新型发动机系统。通过对进气阀和排气阀的控制，达到独立控制各个进气阀和排气阀的目的。这样，发动机可以在不同工况下相应地调整进气时刻和排气时刻，以最大程度上优化涡轮增压的使用效率。

图14示出了本实用新型一实施例下的发动机在汽车中的实际应用。汽车9是一个典型的乘用车，包括发动机系统。其中，发动机系统7可以设置为前置发动机，也可以设置为后置发动机。发动机的具体位置随设计的具体特点而变化。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。例如，本说明书中，一个燃烧室对应设置两个进气口和两个排气口。本领域技术人员应当认识到，在其它发动机设置中，例如，一个燃烧室可以对应设置三个进气口和三个排气口，这样一个燃烧室将对应设置六个气阀执行器。这种不背离本实用新型的原理和实质的变更和修改均落入本实用新型的保护范围。