发动机系统及应用该发动机系统的汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机系统及应用该发动机系统的汽车。发动机系统包括气缸体、气缸盖、气阀执行器、第一涡轮增压器和第二涡轮增压器。气缸体和气缸盖形成具有一组进气口和一组排气口的燃烧室。一组进气口包括设有进气阀的进气口。一组排气口包括设有第一排气阀的第一排气口和设有第二排气阀的第二排气口。每一个气阀执行器设置为独立控制进气阀或第一排气阀或第二排气阀。第一排气口与第一涡轮机的进气口连接，第二排气口与第二涡轮机的进气口连接。本发明专利技术可以独立精确地控制每一排气阀和进气阀的开启和关闭时间，以适用于不同的工况，且能够控制从气缸体排出的废气再循环至气缸体内的含量以及经过第一涡轮增压器和第二涡轮增压器的废气比例。

Engine system and vehicle using the same

The invention discloses an engine system and a vehicle using the engine system. The engine system includes a cylinder block, a cylinder head, a valve actuator, a first turbocharger, and a second turbocharger. The cylinder block and the cylinder head form a combustion chamber with a set of intake ports and a set of exhaust ports. A set of air inlets includes an intake port with an intake valve. A set of exhaust ports includes a first exhaust port provided with a first exhaust valve and a second exhaust port provided with a second exhaust valve. Each valve actuator is set to independently control the intake valve or the first exhaust valve or the second exhaust valve. The first exhaust port is connected with an air inlet of the first turbine, and the second exhaust port is connected with the air inlet of the second turbine. The invention can open and close time independent precise control of each exhaust valve and an intake valve, which is suitable for different working conditions, and can control discharged from the cylinder exhaust gas recirculation to the cylinder through the content and proportion of the first exhaust gas turbocharger and turbocharger second.

【技术实现步骤摘要】
发动机系统及应用该发动机系统的汽车
本专利技术涉及一种动力装置，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。
技术介绍
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。现有技术中，发动机时常应用多级涡轮增压系统对进入发动机燃烧室的空气进行增压。这种系统的缺陷在于，多级涡轮机一旦运行，发动机无法根据的具体负载情况对多个涡轮机之间的增压比例分配进行调节，只能以固定的模式进行增压，以致无法优化增压效率。还有，发动机往往设置废气再循环系统以优化燃烧室的燃烧状况。但是，受制于凸轮轴的结构设计，流向进气管的废气往往不能得到精确控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中，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，发动机系统成本较高，多级涡轮增压系统无法调节和废气再循环系统不能得到精确控制的缺陷，提供一种发动机系统及应用该发动机系统的汽车。本专利技术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两个燃烧室，所述至少两个燃烧室中每一个燃烧室均包括：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；所述发动机系统还包括一第一涡轮增压器和一第二涡轮增压器；所述第一涡轮增压器包括：一第一涡轮机，所述第一涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第一压缩机，所述第一压缩机与所述第一涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口；所述第二涡轮增压器包括：一第二涡轮机，所述第二涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第二压缩机，所述第二压缩机与所述第二涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口，所述第二压缩机的出气口连接所述第一涡轮增压器的所述第一压缩机的进气口；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第一涡轮增压器的所述第一压缩机的出气口，所述进气机构的第二端连接所述至少两个燃烧室中每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两个燃烧室中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第一涡轮增压器的所述第一涡轮机的进气口；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两个燃烧室中部分燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第二排气器的第二端连接所述第二涡轮增压器的所述第二涡轮机的进气口；及一第三排气器，所述第三排气器具有一第一端和一第二端，所述第三排气器的第一端连接于所述至少两个燃烧室中与所述第二排气器的第一端连接的部分燃烧室之外的至少一个燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第三排气器的第二端连接于所述第二涡轮增压器的所述第二压缩机的进气口；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两个燃烧室中的每一个燃烧室的所述一组进气口的一个所述进气阀或所述一组排气口的一个所述第一排气阀或一个所述第二排气阀。较佳地，所述第一排气器的第一端连接所述至少两个燃烧室中每一个燃烧室的所述一组排气口的所述第一排气口。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第一涡轮增压器的所述第一涡轮机的出气口和所述第二涡轮增压器的所述第二涡轮机的出气口。较佳地,所述至少两个燃烧室中的每个燃烧室对应设置的气阀执行器包括：一第一气阀执行器，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，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统，包括一气缸体、一气缸盖、一进气机构和一排气机构，其特征在于：所述气缸体与气缸盖形成至少两个燃烧室，所述至少两个燃烧室中每一个燃烧室均包括：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；所述发动机系统还包括一第一涡轮增压器和一第二涡轮增压器；所述第一涡轮增压器包括：一第一涡轮机，所述第一涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第一压缩机，所述第一压缩机与所述第一涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口；所述第二涡轮增压器包括：一第二涡轮机，所述第二涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第二压缩机，所述第二压缩机与所述第二涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口，所述第二压缩机的出气口连接所述第一涡轮增压器的所述第一压缩机的进气口；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第一涡轮增压器的所述第一压缩机的出气口，所述进气机构的第二端连接所述至少两个燃烧室中每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两个燃烧室中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第一涡轮增压器的所述第一涡轮机的进气口；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两个燃烧室中部分燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第二排气器的第二端连接所述第二涡轮增压器的所述第二涡轮机的进气口；及一第三排气器，所述第三排气器具有一第一端和一第二端，所述第三排气器的第一端连接于所述至少两个燃烧室中与所述第二排气器的第一端连接的部分燃烧室之外的至少一个燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第三排气器的第二端连接于所述第二涡轮增压器的所述第二压缩机的进气口；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两个燃烧室中的每一个燃烧室的所述一组进气口的一个所述进气阀或所述一组排气口的一个所述第一排气阀或一个所述第二排气阀。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机系统，包括一气缸体、一气缸盖、一进气机构和一排气机构，其特征在于：所述气缸体与气缸盖形成至少两个燃烧室，所述至少两个燃烧室中每一个燃烧室均包括：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；所述发动机系统还包括一第一涡轮增压器和一第二涡轮增压器；所述第一涡轮增压器包括：一第一涡轮机，所述第一涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第一压缩机，所述第一压缩机与所述第一涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口；所述第二涡轮增压器包括：一第二涡轮机，所述第二涡轮机具有一进气口和一出气口；及一第二压缩机，所述第二压缩机与所述第二涡轮机共轴连接并具有一进气口和一出气口，所述第二压缩机的出气口连接所述第一涡轮增压器的所述第一压缩机的进气口；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第一涡轮增压器的所述第一压缩机的出气口，所述进气机构的第二端连接所述至少两个燃烧室中每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两个燃烧室中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第一涡轮增压器的所述第一涡轮机的进气口；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两个燃烧室中部分燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第二排气器的第二端连接所述第二涡轮增压器的所述第二涡轮机的进气口；及一第三排气器，所述第三排气器具有一第一端和一第二端，所述第三排气器的第一端连接于所述至少两个燃烧室中与所述第二排气器的第一端连接的部分燃烧室之外的至少一个燃烧室的所述一组排气口的所述第二排气口，所述第三排气器的第二端连接于所述第二涡轮增压器的所述第二压缩机的进气口；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两个燃烧室中的每一个燃烧室的所述一组进气口的一个所述进气阀或所述一组排气口的一个所述第一排气阀或一个所述第二排气阀。2.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一排气器的第一端连接所述至少两个燃烧室中每一个燃烧室的所述一组排气口的所述第一排气口。3.如权利要求1所述的发动机系统，其中：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第一涡轮增压器的所述第一涡轮机的出气口和所述第二涡轮增压器的所述第二涡轮机的出气口。4.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述至少两个燃烧室中的每一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。5.如权利要求4所述的发动机系统，其中：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红雨，马克·穆萨，马里奥·伊凡尼欣，韩昌虎，克劳斯·施密特，王华阳，孙建国，廖亮，
申请(专利权)人：观致汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32