具有成对的气缸废气再循环系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有成对的气缸废气再循环系统。提供一种车辆发动机，其具有EGR系统，其中成对的气缸直接彼此连接。例如，第一气缸和第二气缸可以通过气门致动器而可操作地连接，其中，来自第一气缸的高能、排放出的废气可以从第一气缸直接通过第一流动路径而流动到第二气缸中。同样，在第二气缸的点火冲程期间，来自第二气缸的高能、排放出的废气可以从第二气缸通过第二流动路径而直接流动到第一气缸中。这种布置可以使得气缸成对以利用高能废气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内燃机发动机。特别地，本专利技术涉及一种废气再循环(“EGR”)系统及使用成对的气缸来操作该系统的方法。
技术介绍
在各种发动机中，废气可在燃烧室或气缸进行点火冲程而产生。废气再循环(“EGR”)是广泛使用的利用这些废气来提高燃烧效率的方法。通常，EGR在发动机气缸吸入燃料和空气时使得废气再循环通过所述发动机气缸，从而改进燃料消耗并减少氮氧化物的排放。当前的EGR系统可以利用高压路线或者低压路线，在所述高压路线中，废气从其他气缸而被再次引入到燃烧室或气缸中；在所述低压路线中，废气在通过催化转化器之后被再次引到入气缸中。在这两种系统中，废气最终都通过废气路径而从发动机排出。这些气体可以沿着在其废气路径中的许多点而被再次引入回到气缸用以进行EGR。仍然存在改进EGR系统以及操作这些系统的方法的需要。
技术实现思路
本专利技术可以包括以下实施方案中的不同组合中的任何一种并且还可以包括在说明书或附图中描述的其他方面。在第一实施方案中，本专利技术提供一种内燃机发动机，其具有第一、第二、第三以及第四气缸。每个气缸可以具有四个口：主进气口、主排气口、辅助进气口以及辅助排气口。例如，第一气缸可以具有可操作地连接到第一辅助排气门的第一辅助排气口。第一气缸还可以具有可操作地连接到第一辅助进气门的第一辅助进气口。同样，第二气缸可以具有可操作地连接到第二辅助排气门的第二辅助排气口和可操作地连接到第二辅助进气门的第二辅助进气口。流动路径可以将第一气缸和第二气缸直接连接。所述发动机还可以具有气门致动器，其可操作地连接到第一辅助排气门和进气门以及第二辅助排气门和进气门，以分别打开和关闭第一辅助排气口和进气口以及第二辅助排气口和进气口。所述气门致动器可以操作气门以将第一辅助排气口仅直接连接到第二辅助进气口(通过所述流动路径)，并且将第二辅助排气口仅直接连接到第一辅助进气口(通过所述流动路径)。这可以提供废气在第一气缸与第二气缸之间的直接交换。在另一实施方案中，发动机可以包括第三气缸，其具有可操作地连接到第三辅助排气门的第三辅助排气口以及可操作地连接到第三辅助进气门的第三辅助进气口。同样，第四气缸可以具有可操作地连接到第四辅助排气门的第四辅助排气口和可操作地连接到第四辅助进气门的第四辅助进气口。所述气门致动器可以可操作地连接到第三辅助排气门和进气门以及第四辅助排气门和进气门，以分别打开和关闭第三辅助排气口和进气口以及第四辅助排气口和进气口。气门致动器可以操作气门以将第三辅助排气口仅直接连接到第四辅助进气口，并且将第四辅助排气口仅直接连接到第三辅助进气口。这种布置可以提供废气在第三气缸与第四气缸之间的直接交换。而且，这个实施方案可以布置成使得第一气缸和第二气缸都不会经由其相应的辅助排气口和进气口而流体连接到第三气缸或第四气缸。发动机可以具有废气交换歧管，其具有第一室和第二室。第一室可以使得第一气缸仅直接连接到第二气缸，并且第二室可以使得第三气缸仅直接连接到第四气缸。每个室可以具有长度和体积。例如，第一室具有第一长度和第一体积，并且第二室具有第二长度和第二体积。第一长度可以与第二长度大约相同；第一体积可以与第二体积大约相同。“大约”或“基本上”意指的是两个给定的量(例如，长度或者体积)彼此相差在10％范围内、优选在彼此的5％范围内、更优选在彼此的1％范围内。例如，第一长度的量与第二长度的量相差在10％范围内。这允许在考虑到制造公差的情况下提供基本上相等大小的室。在一些实施方案中，第一室不与第二室流体连通或者与第二室没有流体连通。发动机还可以具有摇臂以控制辅助气门。例如，第一摇臂可以在第一进气位置上可操作地连接到第一辅助进气门，第一摇臂在第一排气位置上可操作地连接到第一辅助排气门。发动机可以具有第二摇臂，其在第二进气位置上可操作地连接到第二辅助进气门，所述第二摇臂在第二排气位置上可操作地连接到第二辅助排气门。所述第一摇臂可以通过具有第一摇臂凸角的气门致动器而在第一辅助排气位置与进气位置之间移动，所述第一摇臂凸角围绕气门致动器旋转大约360°。当第一摇臂凸角设置在围绕气门致动器旋转大约50°的位置时，第一摇臂可以处于第一排气位置上。此外，当第二摇臂处于第二进气位置上时，第一摇臂可以处于第一排气位置上，并且当第二摇臂处于第二排气位置上时，第一摇臂可以处于第一进气位置上。这可以提供废气在第一气缸与第二气缸之间的交换。发动机可以具有在第三进气位置上可操作地连接到第三辅助进气门的第三摇臂，所述第三摇臂在第三排气位置上可操作地连接到第三辅助排气门。发动机可以具有在第四进气位置上可操作地连接到第四辅助进气门的第四摇臂，所述第四摇臂在第四排气位置上可操作地连接到第四辅助排气门。由于上述布置，因而发动机可以产生从第一辅助排气口仅流动到第二辅助进气口的第一废气。发动机可以产生从第二辅助排气口仅流动到第一辅助进气口的第二废气。而且，废气交换歧管包括冷却元件，其设置在第一和第二室周围以冷却废气。在第二实施方案中，发动机可以限定纵向轴线并且具有主排气歧管、废气再循环歧管、第一气缸和第二气缸。在这个实施方案中，第一气缸可以设置在发动机的第一侧与第二侧之间。第一侧可以与第二侧相对于纵向轴线相对。第一气缸可以具有可操作地连接到第一主排气门的第一主排气口、可操作地连接到第一主进气门的第一主进气口、可操作地连接到第一辅助排气门的第一辅助排气口以及可操作地连接到第一辅助进气门的第一辅助进气口。第二气缸可以与第一气缸呈直线地设置，所述第二气缸也位于第一侧与第二侧之间。第二气缸可以具有可操作地连接到第二主排气门的第二主排气口、可操作地连接到第二主进气门的第二主进气口、可
操作地连接到第二辅助排气门的第二辅助排气口以及可操作地连接到第二辅助进气门的第二辅助进气口。所述主排气歧管可以设置在发动机的第一侧上，并且废气再循环歧管可以设置在发动机的第二侧上。第一主排气口和进气口以及第二主排气口和进气口可以设置在第一侧上。第一辅助排气口和进气口以及第二辅助排气口和进气口可以设置在第二侧上。第一主排气口和第二主排气口可以与所述主排气歧管选择性地流体连通，并且第一和第二辅助排气口和第一和第二辅助进气口可以与所述废气再循环歧管选择性地流体连通。在这个实施方案中，所述废气再循环歧管可以具有第一流动路径，其连接到第一辅助排气口并且从第一辅助排气口仅延伸到第二辅助进气口。第一流动路径可以通过第一辅助排气口和第二辅助进气口而选择性地与第一气缸和第二气缸流体连通。废气再循环歧管还可以具有第二流动路径，其连接到第二辅助排气口并且从第二辅助排气口仅延伸到第一辅助进气口。第二流动路径可以通过第二辅助排气口和第一辅助进气口选择性地与第一气缸和第二气缸流体连通。在另一实施方案中，本专利技术提供一种运行内燃机发动机中的废气再循环的方法。所述方法包括提供具有第一气缸和第二气缸的发动机。第一气缸可以具有第一主排气口、第一主进气口、第一辅助排气口和第一辅助进气口。同样，第二气缸可以具有第二主排气口、第二主进气口、第二辅助排气口和第二辅助进气口。所述方法包括：(1)经由所述第二主进气口将空气吸入第二气缸中；(2)使得第一气缸点火，其中，所述第一气缸点火产生第一废气；(3)使得一部分第一废气仅通过第一辅助排气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机发动机，其具有第一气缸和第二气缸，所述内燃机发动机包括：第一气缸，其具有能够操作地连接到第一排气门的第一排气口和能够操作地连接到第一进气门的第一进气口；第二气缸，其具有能够操作地连接到第二排气门的第二排气口和能够操作地连接到第二进气门的第二进气口，流动路径直接连接所述第一气缸和所述第二气缸；以及气门致动器，其能够操作地连接到所述第一排气门和所述第一进气门以及所述第二排气门和所述第二进气门，以分别打开和关闭第一排气口和第一进气口以及第二排气口和第二进气口，所述气门致动器操作所述气门以使得所述第一排气口仅直接连接到所述第二进气口，并且使得所述第二排气口仅直接连接到所述第一进气口，从而提供废气在所述第一气缸与所述第二气缸之间的直接交换。

【技术特征摘要】
2015.06.04 US 14/730,8811.一种内燃机发动机，其具有第一气缸和第二气缸，所述内燃机发动机包括：第一气缸，其具有能够操作地连接到第一排气门的第一排气口和能够操作地连接到第一进气门的第一进气口；第二气缸，其具有能够操作地连接到第二排气门的第二排气口和能够操作地连接到第二进气门的第二进气口，流动路径直接连接所述第一气缸和所述第二气缸；以及气门致动器，其能够操作地连接到所述第一排气门和所述第一进气门以及所述第二排气门和所述第二进气门，以分别打开和关闭第一排气口和第一进气口以及第二排气口和第二进气口，所述气门致动器操作所述气门以使得所述第一排气口仅直接连接到所述第二进气口，并且使得所述第二排气口仅直接连接到所述第一进气口，从而提供废气在所述第一气缸与所述第二气缸之间的直接交换。2.根据权利要求1所述的内燃机发动机，其还包括第三气缸和第四气缸，所述第三气缸具有能够操作地连接到第三排气门的第三排气口和能够操作地连接到第三进气门的第三进气口，所述第四气缸具有能够操作地连接到第四排气门的第四排气口和能够操作地连接到第四进气门的第四进气口，所述气门致动器能够操作地连接到所述第三排气门和所述第三进气门以及所述第四排气门和所述第四进气门，以分别打开和关闭第三排气口和第三进气口以及第四排气口和第四进气口，所述气门致动器操作所述气门以将所述第三排气口仅直接连接到所述第四进气口，并且将第四排气口仅直接连接到第三进气口，以提供废气在所述第三气缸与所述第四气缸之间的直接交换。3.根据权利要求2所述的内燃机发动机，其中，所述第一气缸和所述第二气缸都不经由其相应的排气口和进气口而流体连接到所述第三气缸或所述第四气缸。4.根据权利要求2所述的内燃机发动机，其还包括具有第一室和第二室的废气交换歧管，所述第一室将所述第一气缸仅直接连接到第二气缸，而所述第二室将第三气缸仅直接连接到第四气缸。5.根据权利要求4所述的内燃机发动机，其中，所述第一室具有第一长度和第一体积，并且所述第二室具有第二长度和第二体积，所述第一长度与所述第二长度大约相等，所述第一体积与所述第二体积大约相等。6.根据权利要求4所述的内燃机发动机，其中，所述第一室不与所述第二室流体连通。7.根据权利要求1所述的内燃机发动机，其还包括在第一进气位置上而能够操作地连接到所述第一进气门的第一摇臂，所述第一摇臂在第一排气位置上能够操作地连接到所述第一排气门，并且所述内燃机发动机还包括在第二进气位置上能够操作地连接到所述第二进气门的第二摇臂，所述第二摇臂在第二排气位置上能够操作地连接到所述第二排气门。8.根据权利要求7所述的内燃机发动机，其中，所述第一摇臂能够通过具有第一摇臂凸角的所述气门致动器而在所述第一排气位置与所述第一进气位置之间移动，所述第一摇臂凸角围绕气门致动器进行360°的旋转，其中，当所述第一摇臂凸角位于围绕所述气门致动器大约旋转50°的位置时，所述第一摇臂处于所述第一排气位置上。9.根据权利要求7所述的内燃机发动机，其中，当所述第二摇臂处于第二进气位置时，所述第一摇臂处于第一排气位置上，并且当所述第二摇臂处于第二排气位置上时，所述第一摇臂处于第一进气位置上，以提供废气在所述第一气缸与所述第二气缸之间的交换。10.根据权利要求2所述的内燃机发动机，其还包括在第三进气位置上能够操作地连接到第三进气门的第三摇臂，所述第三摇臂在所述
\t第三排气位置上能够操作地连接到所述第三排气门，并且所述内燃机发动机还包括在第四进气位置上能够操作地连接到第四进气门的第四摇臂，所述第四摇臂在所述第四排气位置上能够操作地连接到所述第四排气门。11.根据权利要求4所述的内燃机发动机，其中，所述废气交换歧管包括冷却元件，所述冷却元件设置在所述第一室和所述第二室周围以对废气进行冷却。12.根据权利要求1所述的内燃机发动机，其中，第一废气从所述第一排气口仅流动到所述第二进气口，并且第二废气从所述第二排气口仅流动到所述第一进气口。13.一种内燃机发动机，其限定纵向轴线并...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·恩吉宁，
申请(专利权)人：现代自动车美国技术硏究所，现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：美国;US