通过清扫阀门来控制到egr系统的排气流动的制作方法_2

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例如,28度)的曲轴角的数量级上。
[0028]包括这个或这些清扫阀门25的持续时间和/或升程在内的说明性阀门正时对于装备有常规排气阀的相同或相似的发动机的阀门正时可以是在约60%至90%的数量级上。用于这个或这些清扫阀门25的更加具体的阀门正时变体可以是用于装备有常规排气阀的相同的或相似的发动机的阀门持续时间正时的约75%-85% (例如,80% )的持续时间并且是升程正时的约80%-90% (例如,85%)的升程。这个或这些清扫阀门25的阀门关闭正时总体上可以类似于装备有常规排气阀的相同的或相似的发动机的阀门关闭正时。在约2000RPM与5500RPM之间用于这个或这些清扫阀门25的凸轮装置13的说明性相位权限是在约30度至90度(例如,60度)的曲轴角的数量级上。
[0029]参照图la,发动机换气系统14可以包括一个进气子系统26和一个排气子系统28,该进气子系统可以压缩和冷却进气并且将这些进气传送至发动机12,该排气子系统可以从排气提取能量并且将排气从发动机12运走。发动机换气系统14可以还包括与排气子系统26和进气子系统28贯通的一个排气再循环(EGR)子系统30,用来使排气再循环以便与新鲜空气混合从而降低发动机系统10的排放和泵送损失。发动机换气系统14可以进一步在进气子系统26与排气子系统28之间包括一个涡轮增压系统32以压缩进入空气,并且由此改善燃烧以提高发动机功率输出。如在此使用的,短语进气可以包括新鲜空气、压缩过的空气、和/或再循环的排气。
[0030]一个变体可以包括一个涡轮增压子系统32,该涡轮增压子系统可以是一个单级系统(如所示)或者可以是多级或连续的涡轮增压子系统。涡轮增压子系统32可以包括在排气子系统28中的一个涡轮机侧34以及在进气子系统26中的一个压缩机侧36。多级涡轮增压可以允许子系统32的涡轮机侧34以及压缩机侧36在多数或所有的发动机运行点上进行连续可变的适配。涡轮增压子系统32可以包括一个、两个、或更多个任何尺寸和类型的涡轮增压器,这些涡轮增压器可以被串联、并联、或者二者兼有地连接,并且它们可以使用或不使用废气门或者旁通调节。换言之,子系统32还可以包括任何适当的压缩机和/或涡轮机旁通或者任何适当类型的废气门阀。但是在此考虑了,在此披露的方法和装置将减少或消除对于涡轮机旁通阀门的需要。
[0031]一个涡轮增压子系统32的选定变体可以包括一个第一涡轮增压器38。涡轮增压器38可以是可变涡轮几何形状(VTG)类型的涡轮增压器、双级涡轮增压器、或者带有废气门或旁通装置的涡轮增压器、或者类似的涡轮增压器。尽管VTG涡轮增压器在装备有常规排气系统的发动机中易于引起增加的背压以及伴随减少的燃料经济性,但当与一个分开的排气发动机(如,发动机12) —起使用时,VTG涡轮增压器可以是更加有效率的。这是因为由于泵送附加损失的存在而使泵送平均有效压力(PMEP)的不利后果在小的喷嘴开口处可以被极大地减少,因为在排气过程中作用于发动机活塞上的排气背压典型地极少受到在涡轮增压器涡轮机入口处的高背压的影响。在任何情况下,涡轮增压器38和/或任何一个或多个涡轮增压器辅助装置可以被调节,以便影响以下示例性参数中的任何一个或多个:涡轮增压器增加的压力、空气质量流动、和/或EGR流动。
[0032]在一个变体中,涡轮增压器38可以包括一个涡轮机42以及被机械地联接到该涡轮机42上的一个压缩机44。
[0033]在多个选定变体中,进气子系统26除了适当的管道和连接器之外还可以包括一个进气端50,该进气端可以具有对进入空气进行过滤的一个空气过滤器52。进气子系统26可以还包括位于涡轮增压器压缩机44下游的一个增压空气冷却器54用来冷却被压缩的空气、以及位于增压空气冷却器54下游的一个进气节流阀56用来节制到达发动机12的被冷却的空气的流量。进气子系统26还可以包括一个进气歧管58,该进气歧管在处于节流阀56的下游并且在发动机12的上游用来接收被节流的空气并且将它分配给这些发动机燃烧室20。进气子系统26还可以包括任何其他适当装置。
[0034]在多个选定变体中,除了适当的管道和连接器之外,排气子系统28还可以包括一个排气歧管60,该排气歧管收集来自发动机12的这些燃烧室20的排气并且将它们顺流地传送到排气子系统28的其余部分。排气歧管60可以包括与这些泄放排气阀24相联通的一个第一或泄放排气歧管62,以及与这些清扫排气阀25相联通的一个清扫排气歧管63。排气歧管60可以是与汽缸盖(未分开地示出)相分离、或者与其整合。这些泄放和清扫排气歧管62、63可以是彼此分离的、或整合的。
[0035]在一个变体中,排气子系统16还可以包括在下游与排气歧管60 (并且更具体地说,是与泄放歧管62)相联通的一个或两个涡轮增压器涡轮机42。排气子系统28还可以包括任何数量的适当的排放装置,如在排气歧管60下游的一个或多个排放装置。这个或这些排放装置可以包括一个或多个催化转化器,像闭合联接的柴油氧化催化器(DOC)装置、氮氧化物(NOx)吸收器单元、微粒过滤器、和/或类似的装置。一个或多个可变限流阀65 (如一个或多个背压阀)可以被定位在排放装置64之前和/或之后与清扫排气歧管63相联通,以便在低发动机速度下使传送到涡轮增压器涡轮机42的排气能量增加。排气子系统28还可以包括任何其他适当的装置。
[0036]在多个选定变体中,EGR子系统30可以使来自排气子系统28的排气部分地再循环到进气子系统26以用于在发动机12中的燃烧。在一个变体中,如所示出的,EGR子系统30可以包括一个低压(LP) EGR通道80,该低压EGR通道除了被连接到涡轮增压器压缩机44下游的进气子系统26上之外还被连接到涡轮增压器涡轮机42上游的排气子系统28上。汽缸20a是一个专用的EGR汽缸并且可以将高压和低压排气通过泄放阀门24和清扫阀门25而再循环回到进气子系统14。
[0037]在多个选定变体中,该专用汽缸20a能以与其他汽缸20不同的空燃比运转。这些汽缸20和20a的空燃比可以在发动机运行过程中按照需要进行调节。
[0038]图1A中展示出的变体示出了在从专用汽缸20a通向增压空气冷却器54的管道70中的比例阀66以及从管道70通向泄放歧管62的管道82中的比例阀67。
[0039]可以在高压EGR管线80中额外地提供一个比例EGR阀65。
[0040]在多个选定变体的运行过程中,比例EGR阀可以变化以允许改变进入压缩机44上游的进气系统中的高压排气阀的量。
[0041]在一个变体中,对于可以由这些非专用汽缸供应足够增压的正常运行而言,该系统由富油化专用汽缸供应25% EGR,其中阀门67关闭并且阀门66打开。
[0042]在一个变体中,该清扫歧管可以通过低压管线80补充,可以通过对EGR阀67进行调整而补充EGR率。清扫EGR还可以被直接传送至该进气歧管。
[0043]在一个变体中,对于以高负荷和低发动机速度运行而言,专用汽缸20a可以从富油化气体混合物改变至化学当量的气体混合物。另外,阀门67可以打开,以允许来自专用汽缸20a的排气的一部分进入该泄放歧管,以增大涡轮机42转速。EGR阀67可以被调整成提供希望的EGR率。还可以通过修改这些清扫阀门的凸轮相位来调节增压。
[0044]图1B中展示出的变体是类似的,除了将阀门66和67替换成一个多通或三通阀68以外,该多通或三通阀可以通过该EGR控制来自专用汽缸20a的排气流并且作为额外增压。
[0045]图10展示了另一个变体,其中专用汽缸25a的清扫阀门可以专用于该EGR系统,并且多个阀门69和70通过该EGR系统控制来自专用汽缸的泄放阀门24a的排气流,从而提供额外的增压,阀门69和70可以被替换为一个单一的三通或多通阀(未示出),如在图1B中展示出的变体中一样的情况。
[0046]在一个变体中,对于可以由其他标准当量的汽缸供应足够增压的正常EGR运行而言,由富油化专用汽缸20a供应25% EGR,并且阀门70关闭而阀门69打开。
[0047]在一个变体中,低压管线80能以来自该清扫歧管的富含HC的EGR补充EGR,并且阀门65可以被调整成控制该EGR流,可替代地,清扫EGR可以被传送至进气歧管。
[0048]在针对以高负荷和/或低发动机速度运行的一个变体中,来自该专用汽缸的泄放口 24a的排气能量可以用于提高送至涡轮机的能量。这可以通过将富油化专用汽缸20a切换至标准当量;打开阀门70 ;调整或关闭阀门69 ;调整阀门65和69以
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