发动机排气系统及发动机排气的控制方法技术方案

本申请提供一种发动机排气系统及发动机排气的控制方法，包括若干个气缸、排气通道及发动机控制器，每一气缸包括第一排气门和第二排气门，排气通道包括第一排气通道、第二排气通道、与所述第一排气门相连的第一子排气道和与所述第二排气门相连的第二子排气道，所述若干个气缸的多个所述第一子排气道汇合至所述第一排气通道，所述若干个气缸的多个所述第二子排气道汇合至所述第二排气通道，所述发动机控制器控制同一气缸的所述第一排气门和所述第二排气门排出废气的体积，进而控制所述第一排气通道和所述第二排气通道排出的废气体积不同。该系统和方法可提高减少发动机缸内残余废气体积，提高废气利用率，减少泵气损失，提高发动机热效率。发动机热效率。发动机热效率。

【技术实现步骤摘要】
发动机排气系统及发动机排气的控制方法


[0001]本申请涉及汽车
，尤其涉及一种发动机排气系统及发动机排气的控制方法。

技术介绍

[0002]随着油耗排放法规越来越严苛及混合动力技术的推广，越来越多主机厂开发混动专用汽油发动机，实现更低油耗、更低排放和更好的驾驶性。为了充分利用汽油发动机热能，提高能量转换，需要有更高热效率汽油发动机支撑，尤其是高热效率的汽油发动机，对排气道的整体结构设计和细节设计提出了更高的要求。
[0003]目前，常规的汽油发动机排气结构采用各缸单独对应一个排气通道排气，各个排气通道内的废气在气缸盖外通过排气管汇合在一起，缸内残余气体相对较多，无法使发动机产生的废气被充分地循环利用，缸内温度相对较高，在废气排出过程中和在排气阀处造成热量过多的损失，使得汽油发动机热效率低。
[0004]因此，需要一种发动机排气系统及排气系统的控制方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本申请提供一种发动机排气系统及发动机排气的控制方法，能减少发动机热量损失，提高发动机热效率和废气利用率。
[0006]本专利技术提供一种发动机排气系统，包括若干个气缸、排气通道及发动机控制器，每一气缸包括第一排气门和第二排气门，排气通道包括第一排气通道、第二排气通道、与所述第一排气门相连的第一子排气道和与所述第二排气门相连的第二子排气道，所述若干个气缸的多个所述第一子排气道汇合至所述第一排气通道，所述若干个气缸的多个所述第二子排气道汇合至所述第二排气通道，所述发动机控制器控制同一气缸的所述第一排气门和所述第二排气门排出废气的体积，进而控制所述第一排气通道和所述第二排气通道排出的废气体积不同。
[0007]进一步地，发动机控制器控制同一气缸的所述第一排气门和第二排气门的排气门升程不同。
[0008]进一步地，所述第一排气门的最大排气门升程大于所述第二排气门的最大排气门升程，所述第一排气门的最大排气门升程为7
‑
9mm，所述第二排气门的最大排气门升程为4
‑
6mm。
[0009]进一步地，在发动机的一个四冲程做功循环过程中，曲轴旋转的角度为
‑
90
°
至630
°
，同一气缸的所述第一排气门和第二排气门的开启顺序及开启时间不同。
[0010]进一步地，发动机的曲轴旋转至第一角度时，所述第一排气门打开；当曲轴继续旋转至第二角度时，所述第二排气门打开，此时，所述第一排气门和所述第二排气门同时打开；当曲轴转角达到第三角度时，所述第一排气门关闭；曲轴转角达到第四角度时，所述第二排气门关闭。
[0011]进一步地，所述第一角度在90
°
～180
°
曲轴转角之间，所述第二角度在180
°
～270
°
曲轴转角之间；所述第三角度在270
°
～360
°
曲轴转角之间，所述第四角度在270
°
～380
°
曲轴转角之间。
[0012]进一步地，所述第二排气门关闭前，所述气缸的进气门打开，此时所述气缸的进气门和所述第二排气门同时打开。
[0013]进一步地，在曲轴旋转的
‑
90
°
至630
°
范围内，所述第一排气门和所述第二排气门的排气门升程均为先上升再下降的趋势；其中在所述第二排气门打开前，所述第一排气门的排气门升程上升至最大值；在所述第一排气门关闭前，所述第二排气门的排气门升程上升至最大值。
[0014]进一步地，所述第一排气通道和所述第二排气通道呈上下排布，所述第一排气通道位于所述第二排气通道下方。
[0015]进一步地，还包括涡轮增压器和催化器，所述涡轮增压器包括涡轮件和增压件，所述第一排气通道与所述涡轮件相连通，所述第二排气通道与所述催化器相连通，所述涡轮件进一步与所述催化器相连通。
[0016]进一步地，所述第一排气通道同时与单向旁通阀相通，所述单向旁通阀进一步与所述催化器相通；所述催化器与所述中冷器相通，所述中冷器和所述增压件相通。
[0017]进一步地，所述发动机控制器控制所述第一排气通道排出废气体积占比为70％～80％，所述第二排气通道排出废气体积占比为20％～30％。
[0018]进一步地，所述第一排气通道和第二排气道的一端分别设有第一排气出口和第二排气出口，所述第一排气通道和所述第二排气通道的另一端与所述第一子排气道或第二子排气道汇合形成的汇合部相连，所述第一排气出口和所述第二排气出口的面积为420mm2～750mm2，所述第一排气出口和所述第二排气出口的面积相同。
[0019]进一步地，所述第一子排气道和所述第二子排气道一端分别通过排气道喉口与所述第一排气门或所述第二排气门连接，所述排气道喉口与所述第一排气出口或所述第二排气出口的面积比为1.1
‑
1.9。
[0020]本专利技术提供一种发动机排气的控制方法，应用于上述任意一项所述的发动机排气系统，包括多个气缸，每一所述气缸上都设有两个排气门，两个排气门与两个子排气道分别相连；每一气缸的一个子排气道汇合至第一排气通道，另一个子排气道汇合形至第二排气通道；通过控制同一气缸的两个排气门排出废气体积，进而控制所述第一排气通道和所述第二排气通道排出废气体积不同。
[0021]进一步地，通过控制两个所述排气门的排气门升程控制其排出废气体积。
[0022]进一步地，每一气缸两个排气门包括第一排气门与第二排气门，所述第一排气门的最大排气门升程大于所述第二排气门的最大排气门升程；所述第一排气门的最大排气门升程为7
‑
9mm，所述第二排气门的最大排气门升程为4
‑
6mm。
[0023]进一步地，在发动机一个四冲程做功循环过程中，曲轴旋转的角度范围为
‑
90
°
至630
°
，控制同一气缸的所述第一排气门和第二排气门的开启顺序及开启时间不同。
[0024]进一步地，当发动机的曲轴旋转到第一角度时，控制所述第一排气门先打开；当曲轴继续旋转至第二角度时，所述第二排气门打开；当曲轴旋转至第三角度时，所述第一排气门关闭；曲轴旋转至第四角度时，所述第二排气门关闭。
[0025]进一步地，在曲轴旋转的
‑
90
°
至630
°
范围内，控制所述第一排气门和所述第二排气门升程均先上升再下降；所述第二排气门打开前，所述第一排气门的排气门升程上升至最大值；所述第一排气门关闭前，所述第二排气门的排气门升程上升至最大值。
[0026]进一步地，所述第二排气门关闭前，控制所述气缸的进气门打开，使所述第二排气门与所述进气门同时打开。
[0027]进一步地，发动机曲轴旋转至90
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机排气系统，其特征在于，包括若干个气缸、排气通道及发动机控制器，每一气缸包括第一排气门和第二排气门，排气通道包括第一排气通道、第二排气通道、与所述第一排气门相连的第一子排气道和与所述第二排气门相连的第二子排气道，所述若干个气缸的多个所述第一子排气道汇合至所述第一排气通道，所述若干个气缸的多个所述第二子排气道汇合至所述第二排气通道，所述发动机控制器控制同一气缸的所述第一排气门和所述第二排气门排出废气的体积，进而控制所述第一排气通道和所述第二排气通道排出的废气体积不同。2.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，发动机控制器控制同一气缸的所述第一排气门和第二排气门的排气门升程不同。3.根据权利要求2所述的发动机排气系统，其特征在于，所述第一排气门(21)的最大排气门升程大于所述第二排气门的最大排气门升程，所述第一排气门的最大排气门升程为7
‑
9mm，所述第二排气门的最大排气门升程为4
‑
6mm。4.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，在发动机的一个四冲程做功循环过程中，曲轴旋转的角度为
‑
90
°
至630
°
，同一气缸的所述第一排气门和第二排气门的开启顺序及开启时间不同。5.根据权利要求4所述的发动机排气系统，其特征在于，发动机的曲轴旋转至第一角度时，所述第一排气门打开；当曲轴继续旋转至第二角度时，所述第二排气门打开，此时，所述第一排气门和所述第二排气门同时打开；当曲轴转角达到第三角度时，所述第一排气门关闭；曲轴转角达到第四角度时，所述第二排气门关闭。6.根据权利要求5所述的发动机排气系统，其特征在于，所述第一角度在90
°
～180
°
曲轴转角之间，所述第二角度在180
°
～270
°
曲轴转角之间；所述第三角度在270
°
～360
°
曲轴转角之间，所述第四角度在270
°
～380
°
曲轴转角之间。7.根据权利要求5所述的发动机排气系统，其特征在于，所述第二排气门关闭前，所述气缸的进气门打开，此时所述气缸的进气门和所述第二排气门同时打开。8.根据权利要求5所述的发动机排气系统，其特征在于，在曲轴旋转的
‑
90
°
至630
°
范围内，所述第一排气门和所述第二排气门的排气门升程均为先上升再下降的趋势；其中在所述第二排气门打开前，所述第一排气门的排气门升程上升至最大值；在所述第一排气门关闭前，所述第二排气门的排气门升程上升至最大值。9.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，还包括涡轮增压器和催化器，所述涡轮增压器包括涡轮件和增压件，所述第一排气通道与所述涡轮件相连通，所述第二排气通道与所述催化器相连通，所述涡轮件进一步与所述催化器相连通，所述第一排气通道同时与单向旁通阀相通，所述单向旁通阀进一步与所述催化器相通；所述催化器与中冷器相通，所述中冷器和所述增压件相通。10.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋利坤，郭志杰，孙亚东，王超，路和林，孙祺翔，赵福成，王瑞平，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司极光湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：