一种发动机和汽车制造技术

本发明专利技术提供了一种发动机和汽车，其中，该发动机包括：压气机；气缸，所述气缸的气缸盖上设置有进气门、排气门以及火花塞，所述气缸内部形成有燃烧室；进气歧管，所述进气歧管分别与所述压气机和所述进气门连接；以及，回气门，所述回气门设置于所述燃烧室上，并通过回气管与所述压气机的进气口连接，形成气体通路；当所述回气门打开时，所述燃烧室内的一部分气体通过所述气体通路流至所述压气机的进气口位置。通过本发明专利技术实施例提供的发动机和汽车，能够实现不同工作模式，并且能够在阿特金森模式改善压气机工作边界，提高增压器运行效率并远离喘振，提高了发动机充气效率。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机和汽车
本专利技术涉及汽车制造
，尤其涉及一种发动机和汽车。
技术介绍
伴随着日新月异的科技进步，人们对生活质量的追求也越来越高。而汽车作为改善人们日常生活的重要交通工具，已经越来越来不可或缺。人们对汽车的舒适性、安全性和可靠性的要求也越来越挑剔，所以对各个汽车厂商的要求也越来越高。并且，先进的工艺、结构设计等方式的改善，也有利于汽车厂商节约生产成本，增加自身的市场竞争力。发动机是汽车的心脏，其性能直接关系到汽车的品质和乘客的乘坐感受。阿特金森循环加增压是当前降低发动机油耗同时维持发动机扭矩的热门技术组合。阿特金森循环对于降低中小负荷油耗率非常有效，但是大负荷及全负荷，阿特金森循环却存在几个天生的问题，第一是压缩比大爆震高；第二是压缩冲程进气门还未关闭(关闭时刻比奥拓循环要迟)，进气被压回进气歧管，歧管压力高，导致充气效率降低；第三是对于增压发动机，歧管压力高但充气效率低，就意味着压气机的压比高但气体流量低，从而容易产生低速大负荷喘振，增压器匹配困难。为便于理解，图1示例了阿特金森循环与奥拓循环的气门型线对比示意图。其中，横坐标0-180度为做功冲程，180-360度为排气冲程，360-540度为进气冲程，540-720度为压缩冲程。阿特金森循环与奥拓循环在排气冲程的气门型线差别不大，在进气冲程的气门型线有显著差别，阿特金森循环的气门关闭时刻比奥拓循环要推迟。图2示例了阿特金森循环与奥拓循环根据进气歧管内气体状态计算的充气效率的差别示意图，其中全转速范围内充气效率低于0.8的是阿特金森循环增压发动机的充气效率，几乎全转速范围内充气效率高于0.8的是奥拓循环增压发动机的充气效率。图3示例了奥拓循环增压发动机和阿特金森循环发动机中的压气机的运行地图示意图，对于奥拓循环增压发动机，由于歧管压力低，所以压比低，发动机低速全负荷的联合运行工况可以运行到如图中空心点标注的位置。但是对于阿特金森循环发动机，在进气量不变的情况下，歧管压力增加，增压器压比提高，联合运行工况将向图中实心标注的位置移动，这就降低了增压器的效率，更严重的是增加了增压器喘振的风险。
技术实现思路
为了克服现有技术中阿特金森循环发动机，在进气量不变的情况下，歧管压力增加，增加了增压器喘振风险的技术问题，本专利技术提供了一种发动机和汽车。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种发动机，包括：压气机；气缸，所述气缸的气缸盖上设置有进气门、排气门以及火花塞，所述气缸内部形成有燃烧室；进气歧管，所述进气歧管分别与所述压气机和所述进气门连接；以及，回气门，所述回气门设置于所述燃烧室上，并通过回气管与所述压气机的进气口连接，形成气体通路；当所述回气门打开时，所述燃烧室内的一部分气体通过所述气体通路流回所述压气机的进气口位置。其中，上述发动机中，所述回气管包括第一输出口，所述回气管通过所述第一输出口与所述压气机的进气口连接。其中，上述发动机，还包括EGR冷却器，所述EGR冷却器设置于所述回气管，所述EGR冷却器的出口与所述第一输出口连接。其中，上述发动机中，所述回气管还包括第二输出口，所述第二输出口分别与所述EGR冷却器的出口以及所述压气机的出气口连接。其中，上述发动机，还包括第一控制阀分别与所述EGR冷却器的出口、第一输出口以及第二输出口连接，控制所述第一输出口和第二输出口的导通或断开。其中，上述发动机，还包括一控制机构，所述控制机构控制所述回气门的开启或关闭。其中，所述控制机构为第二控制阀，所述第二控制阀包括电磁阀或者液压阀。其中，上述发动机中，所述气体通路上设置有单向阀。其中，上述发动机，还包括：空滤器、排气歧管、涡轮机以及催化器；所述空滤器与所述压气机连接，所述排气歧管与所述排气门连接，所述涡轮机分别与所述排气歧管和所述催化器连接。第二方面，本专利技术实施例提供一种汽车，包括如上所述的发动机。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例的发动机中，通过在燃烧室设置回气门，在燃烧室和压气机的进气口之间形成气体通路，使得在发动机预定工作过程中，燃烧室内的气体能够通过气体通路流向压气机的进气口位置处，能够实现不同工作模式，并且能够在阿特金森模式改善压气机工作边界，提高增压器运行效率并远离喘振，提高了发动机充气效率。附图说明图1表示阿特金森循环与奥拓循环的气门型线对比示意图；图2表示阿特金森循环与奥拓循环根据进气歧管内气体状态计算的充气效率的差别示意图；图3表示奥拓循环增压发动机和阿特金森循环发动机中的压气机的运行地图示意图；图4表示本专利技术实施例提供的发动机的第一结构示意图；图5表示本专利技术实施例提供的发动机的第二结构示意图；图6表示本专利技术一示例中三缸发动机的气缸示意图；图7表示本专利技术一具体使用示例中发动机的工作过程示意图。其中图中：1-压气机；2-气缸；21-进气门、22-排气门；23-火花塞；3-进气歧管；4-回气门；5-回气管；51-第一输出口；52-第二输出口；6-EGR冷却器；7-第一控制阀；8-空滤器；9-排气歧管；10-涡轮机；11-催化器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术进行详细描述。参照图4所示，本专利技术实施例中提供了一种发动机，包括：压气机1；气缸2，所述气缸2的气缸盖上设置有进气门21、排气门22以及火花塞23，所述气缸2内部形成有燃烧室；进气歧管3，所述进气歧管3分别与所述压气机1和所述进气门21连接；以及，回气门4，所述回气门4设置于所述燃烧室上，并通过回气管5与所述压气机1的进气口连接，形成气体通路；当所述回气门4打开时，所述燃烧室内的一部分气体通过所述气体通路流至所述压气机1的进气口位置。上述实施例中，对于发动机中所包含的气缸2的数量不作限制，可以为1个，也可以为多个(≥2个)，而每一气缸2的气缸盖上设置有多个进气门21和多个排气门22。在一示例中，发动机具有三个气缸2，该发动机为三缸发动机20，如图6中所示，从左往右依次是一缸、二缸以及三缸；其中，图6中的上侧为每个气缸2气缸盖的进气侧，包括两个进气门21；图6中的下侧为每个气缸2的气缸盖的排气侧，包括排气门22；中间为火花塞23，在每个气缸2的气缸盖一侧设有回气门4。在上述实施例中，当发动机处于阿特金森循环模式时，在进气冲程或者压缩冲程(其中，回气门打开的具体时刻、持续时间以及回气门开度等参数视需求而定)，燃烧室内的气体经回气门4流入压气机1的进气口。这样，可以实现大负荷或全负荷时在相同的进气量下，降低缸内有效压缩比从而抑制爆震，进气歧管3压力有效降低(这里不用将气体推回到进气歧管3)，提高了按歧管状态计算的进气效率；同时由于进气歧管3压力降低，且压气机1的进气口的压力提高(经回气门4推回气体带来的效果)，从而使增压器压比降低，提高增压器运行效率，改善了压气机1的运行工况，改善压气机1的工作边界，使其靠近压气机1的更高效区，远离喘振区域；相比于现有采用较大进气包角的方式提高了发动机充气效率。另外，气体中的燃油重新回到进气系统，不用担心损失经济性，也不用担心对催化器工作的影响。显然，本专利技术实施例中，发动机在阿特金森循环模式下，相当于传统阿特金森循环带来中低负荷油耗改善；在大负荷时降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机，其特征在于，包括：压气机(1)；气缸(2)，所述气缸(2)的气缸盖上设置有进气门(21)、排气门(22)以及火花塞(23)，所述气缸(2)内部形成有燃烧室；进气歧管(3)，所述进气歧管(3)分别与所述压气机(1)和所述进气门(21)连接；以及，回气门(4)，所述回气门(4)设置于所述燃烧室上，并通过回气管(5)与所述压气机(2)的进气口连接，形成气体通路；当所述回气门(4)打开时，所述燃烧室内的一部分气体通过所述气体通路流至所述压气机(1)的进气口位置。

【技术特征摘要】
1.一种发动机，其特征在于，包括：压气机(1)；气缸(2)，所述气缸(2)的气缸盖上设置有进气门(21)、排气门(22)以及火花塞(23)，所述气缸(2)内部形成有燃烧室；进气歧管(3)，所述进气歧管(3)分别与所述压气机(1)和所述进气门(21)连接；以及，回气门(4)，所述回气门(4)设置于所述燃烧室上，并通过回气管(5)与所述压气机(2)的进气口连接，形成气体通路；当所述回气门(4)打开时，所述燃烧室内的一部分气体通过所述气体通路流至所述压气机(1)的进气口位置。2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述回气管(5)包括第一输出口(51)，所述回气管(5)通过所述第一输出口(51)与所述压气机(1)的进气口连接。3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，还包括EGR冷却器(6)，所述EGR冷却器(6)设置于所述回气管(5)，所述EGR冷却器(6)的出口与所述第一输出口(51)连接。4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述回气管(5)还包括第二输出口(52)，所述第二输出口(52)...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏方旭，王福志，马世博，王沛，向清华，张艳青，贺燕铭，田安民，陈桂祥，
申请(专利权)人：北京汽车动力总成有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11