内燃机中的EGR气缸操作制造技术

一个系统包括具有多个气缸的内燃机。多个气缸中的至少一个为在至少一些操作条件过程中单独提供EGR流的主要EGR气缸。主要EGR气缸的操作独立于其他气缸进行控制，以减少主要EGR气缸中的内部残留物。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
总所周知，内燃机包括多个气缸，其中，多个气缸中的至少一个专用于为进气歧管提供废气再循环。这种配置也被称为专用的废气再循环(EGR)发动机，能够与所有类型的燃料一起使用，包括天然气、汽油和柴油燃料。火花点火式发动机通常通过将空气和燃料的混合物引入发动机的气缸来操作。然后，活塞压缩该混合物，并且火花塞会在预定曲轴角度点燃空气/燃料混合物，从而产生通过燃烧室传播的火焰前缘。来自燃烧的燃料的热量的迅速增加触发压力增大，增大的压力在气缸中向下迫使活塞。来自燃烧事件的废气通过排气阀从气缸排放至排气歧管内。专用的EGR发动机具有一个分裂排气歧管，在该分裂排气歧管中，来自专用的EGR发动机的排气与来自其他气缸的排气被分开。在EGR歧管中产生高排气压力的操作条件下，排气内的残留物会残留在专用的EGR气缸中，并且在某些情况下，会通过气缸被推回进气歧管，这增大了发生爆震的可能性以及燃烧不稳定性。专用的EGR发动机可享有大大简化的控制和压力管理、较少的硬件设备以及其他益处。然而，相对于其他气缸，这些简化的代价是失去对系统的控制，包括由一个或多个EGR气缸中可能存在的不同条件引起的失控。因此，以与其他气缸相同的方式操作专用的EGR气缸可能不会导致所需的输出。其结果是该领域需要进一步的技术发展。
技术实现思路
一个实施方式为用于控制分开排气式发动机的操作以减少或防止爆震并改善燃烧稳定性的独特系统。其他实施方式包括独特的方法、系统和装置来控制分开排气式发动机中的主要EGR气缸操作。主要EGR气缸是在至少一些操作条件下所有排气输出都被再循环至进气口的气缸。在某些操作条件下，诸如与高排气压力相关联的那些操作条件下，一个或多个主要EGR气缸中的内部残留物会增加的比其他气缸多，从而导致主要EGR气缸中的早期爆震以及较低的稳定性。在一个【具体实施方式】中，一个或多个主要EGR气缸与非主要EGR气缸相对于彼此以固定凸轮定时差来操作，以使得一个或多个主要EGR气缸中的内部废气残留物减少。在另一【具体实施方式】中，一个或多个主要EGR气缸相对于其他气缸以不同的压缩比操作，以使得在一个或多个主要EGR气缸的上死点处几乎没有可用于存储废气的容积。一个或多个主要EGR气缸中内部残留物的减少降低了主要EGR气缸在一定操作条件下(诸如在高排气压力下)的爆震倾向。提供本概述是为了引入在以下说明性实施方式中进一步进行描述的概念的选择。该概述并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。更多的实施方式、形式、目的、特征、优点、方面和益处应在以下描述和附图中变得显而易见。【附图说明】图1是具有带有分开的排气系统的发动机的系统的一个实施方式的示意图图2是用于操作图1的带有分开的排气系统的发动机的程序的流程图。图3A-3C是图1的发动机的主要EGR气缸的示意图。图3D是图1的发动机的非主要EGR气缸的示意图。【具体实施方式】为了促进对本专利技术的原理的理解，以下将参照附图中示出的实施方式，并且将使用具体语言来描述这些实施方式。然而，应理解的是，并不从而旨在对本专利技术的范围进行限制，在所述实施方式中的任何变化和进一步的修改以及与本专利技术相关的、本领域技术人员通常会想到的、如本文中所述的本专利技术的原理的任何进一步的应用均在本文中进行了设雄V QjN O参照图1，系统100被示出具有发动机102。发动机102为任何类型的内燃机，并且可包括化学计量的发动机、汽油发动机、柴油发动机和/或天然气发动机。在某些实施方式中，发动机102包括稀薄燃烧发动机，诸如稀薄燃烧汽油或天然气发动机。在某些实施方式中，发动机102可以是产生排放的任何类型的发动机，可包括废气再循环(EGR)系统，例如用于减少来自发动机102的排放。发动机102包括气缸a、b。气缸的数量可以是适合发动机的任何数目，并且其布置可以是任何适合的布置。该系统100包括仅用于说明的联机6气缸布置。示例发动机102还可以包括点火源，诸如在某些实施方式中的火花塞(未示出)。在某些实施方式中，发动机102提供为火花点火式内燃机，被配置成由燃料和导入气体的化学计量混合物的内部燃烧开发机械动力。如本文所用，短语“导入气体”可包括新鲜空气、再循环废气等或其任意组合。进气歧管105从进气通道104接收导入气体，并且将导入气体分配至发动机102的气缸a、b的燃烧室。因此，进气歧管105的入口被设置在进气通道104的出口的下游，并且进气歧管105的出口被设置在发动机102的燃烧室中每个的入口的上游。第一排气歧管130收集来自发动机102的气缸a的燃烧室的废气，并且将该废气输送至排气通道132，第二排气歧管107收集来自发动机102的气缸b的燃烧室的废气，并且将该废气输送至EGR通路109。因此，排气歧管107、130的入口被设置在发动机102中燃烧室中的每个的出口的上游以及相对应的EGR通路109和排气通道132的入口的上游。还可以将喷射器设置在发动机102内，从而用构造成将燃料输送至发动机102的燃料输送系统150直接或间接地将燃料输送至气缸a、b的燃烧室。例如，燃料输送系统150可包括燃料箱152和燃料泵154，其中，燃料泵154被配置成将燃料(如汽油)输送至发动机102。在另一实施方式中，燃料输送系统可被配置成将除了汽油之外的另一类型的燃料输送至发动机102。这种额外的燃料的示例包括柴油(或其他高十六烷值燃料)、天然气、乙醇等。在一个实施方式中，燃料输送系统150可包括一个或多个喷射器158 (图3A-3D)，该一个或多个喷射器158被配置成将燃料喷射至发动机102内，以使得燃料可在相应的气缸a、b的燃烧室内进行燃烧。示例喷射器包括如图所示的直接喷射器和/或口部喷射器。在图示的实施方式中，发动机102包括主要EGR气缸b以及为非主要EGR气缸b的其他或其余气缸a。气缸a能够与EGR系统完全地流体隔离，或能够流体连接以为EGR系统至少提供一些排放流，和/或在某些操作条件下从EGR系统接收至少一些排放流。如在本文中所用，术语“主要EGR”应广义地进行理解。气缸的全部排气输出都被再循环至发动机进气部(至少某些操作条件的过程中)的任何EGR布置均为主要EGR气缸。主要EGR气缸通常(至少在主要EGR操作过程中)包括从作为非主要EGR气缸的其余气缸中的一个或多个分开的排气。在系统100中，EGR流108在EGR通道109中再循环，并在进气歧管105的上游位置处与进气流118相结合。进气歧管105提供包括与EGR流108结合的进气流118的充气流(charge flow)。进气歧管105连接至进气通道104，进气通道104包括进气节流阀111，以将充气流调节至气缸a、b。进气通道104还可以包括充入空气冷却装置126，以冷却提供至进气歧管105的充气流。进气通道104还包括压缩机120，以压缩从进气清洁装置124接收的进气流。在其它实施方式中，进气歧管105包括相对于主要EGR气缸b和非主要EGR气缸a分开的第一部分和第二部分。EGR流108可通过例如混合器、累积器或通过任何其他布置在EGR通道109中的约束部122的出口处与进气流118相结合。在某些实施方式中，EGR流1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：内燃机，具有从进气歧管接收充气流的多个气缸；所述多个气缸中的至少一个气缸，包括连接至EGR排气歧管的主要EGR气缸，所述EGR排气歧管流体连接至所述进气歧管；所述多个气缸中的其余气缸，与流体连接至排气通道的排气歧管流体相通，所述排气通道排放来自所述多个气缸中的其余气缸的废气；以及其中，所述主要EGR气缸包括第一压缩比，其中，所述多个气缸中的其余气缸均包括第二压缩比，并且所述第一压缩比大于所述第二压缩比。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞缪尔·C·盖克勒，安东尼·凯尔·佩尔费托，
申请(专利权)人：康明斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US