發動機系統和用于操作發動機的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及內燃發動機，并且具體地，涉及具有渦輪增壓器和廢氣再循環系統的發動機系統。
【背景技術】
[0002]諸如內燃發動機系統的發動機系統用于各種各樣的空基、水基和陸基車輛。提高機械和排放性能以及效率仍是感興趣的領域。一些現有的系統對于特定應用具有各種缺點、缺陷和不利條件。因此，仍需要在該技術領域的進一步的貢獻。

【發明內容】

[0003]本發明的一個實施方式包括獨特的發動機系統，該發動機系統具有:發動機，具有專用的廢氣再循環(EGR)汽缸；EGR系統，從該專用的汽缸接收排放氣體；以及渦輪增壓器，具有經由多個排氣通道與其他發動機汽缸流體連通的渦輪入口，其中多個排氣通道中的至少兩個大體上彼此隔開。其他實施方式包括用于發動機和發動機系統的設備、系統、裝置、硬件、方法和組合物。通過附圖和隨附圖提供的描述，本發明的其他實施方式、形式、特點、方面、益處和優點將變得明顯。
【附圖說明】
[0004]本文的描述是參照附圖作出的，全文中相同的參考數字指示多個附圖中相同的部件，在附圖中:
[0005]圖1示意性示出了根據本發明實施方式的發動機系統的非限制性示例的一些方面。
[0006]圖2A和圖2B示意性示出了根據本發明實施方式的渦輪增壓器和聯接到渦輪增壓器的排氣通道的非限制性示例的一些方面。
[0007]圖3A-圖3C示意性示出了根據本發明實施方式的渦輪增壓器和聯接到渦輪增壓器的排氣通道的非限制性示例的一些方面。
[0008]圖4A和4B示意性示出了根據本發明實施方式的渦輪增壓器和聯接到渦輪增壓器的排氣通道的非限制性示例的一些方面。
【具體實施方式】
[0009]為了促進對本發明原理的理解，本文將參照附圖中示出的實施方式，并將使用具體語言來描述這些實施方式。然而，應理解，并不旨在由本發明的特定實施方式的說明和描述對本發明的范圍進行限制。另外，所說明和/或描述的實施方式的任何改變和/或修改被預期為在本發明的范圍內。此外，如本發明所屬領域的技術人員通常能夠想到的，本文所說明和/或描述的本發明原理的任何其他應用被預期為在本發明的范圍內。
[0010]現在參照圖1，示意性示出了根據本發明的實施方式的發動機系統10的非限制性示例的一些方面。發動機系統10包括內燃發動機12、EGR系統14、渦輪增壓器16。在一種形式中，發動機12是4缸發動機并包括汽缸Cl、C2、C3和C4。在其他實施方式中，發動機12可包括任何數量的汽缸。在4缸發動機的形式中，發動機12包括排氣通道18、排氣通道20、排氣通道22和排氣通道24。在各實施方式中，排氣通道的數量可隨著具體應用的需要而改變。排氣通道可采用適合于具體應用需要的任何形式，例如包括但不限于管、歧管、鑄件或鍛件內的通道、或管道或類似物等。
[0011]在發動機12的操作期間，EGR系統14進行操作以從發動機12接收排放氣體、將排放氣體中的至少一部分R引導至發動機12的汽缸，與由發動機12的空氣和燃料計量系統輸送的空氣/燃料混合物一起用于進氣。在一種形式中，發動機12包括專用的EGR汽缸，在描繪的實施方式中該專用的EGR汽缸是汽缸C4。在其他實施方式中，發動機12的任何一個或多個汽缸可以是專用的EGR汽缸。發動機12的專用的EGR汽缸是這樣的汽缸，即，該汽缸的排放氣體專供EGR系統14使用。在一種形式中，來自專用的EGR汽缸的所有排放氣體被引導至EGR系統14并由EGR系統14使用。在一些實施方式中，過量的排放氣體可在進入EGR系統14之前從專用的EGR汽缸轉移。在一些實施方式中，來自一個或多個其他汽缸的排放氣體可被引導至EGR系統14，以補充從專用的EGR汽缸供應的排放氣體。在任何事件下，專用的EGR汽缸是在所有時間始終將排放氣體供應到EGR系統(例如EGR系統14)的汽缸，在此期間指定供應排放氣體以用于通往發動機12的進氣的廢氣再循環，在一些實施方式中專用于通往發動機12的進氣的廢氣再循環，在其他實施方式中，其中從指定的EGR汽缸供應到EGR系統的排放氣體由來自另一汽缸的排放氣體補充，或排放或轉移到除了 EGR系統之外的目的地。在各實施方式中，EGR系統14可使用旁通閥，以將過量排放氣體E，例如超過EGR系統14輸送到發動機12的進氣所需的排放氣體的量，引導至另一位置，例如引導至渦輪增壓器16或車外排氣流26中，例如，機動車輛的尾氣管。
[0012]渦輪增壓器16被配置為從發動機12的排放氣體獲取能量并壓縮用于進入發動機12的進氣的空氣。渦輪增壓器16包括渦輪28和靠近渦輪28 (即，緊鄰渦輪28)的多個入口，由此供應到一個入口的排放氣體與供應到另一入口的排放氣體基本上隔開。在一些實施方式中，渦輪增壓器16可包括由虛線30表示的、用于控制和/或引導進入渦輪28的流的渦輪噴嘴，在這種情況下渦輪噴嘴30被認為是渦輪28的部件。在一種形式中，渦輪增壓器16包括三個入口，指定為入口 32、入口 34和入口 36。在其他實施方式中，入口的數量可根據應用需要而改變。在一些實施方式中，入口 34和入口 36可以彼此流體連通，S卩，彼此沒有流體隔開，如由在本文中被稱為入口 38的虛線38表示的。在一些實施方式中，入口 38可以是完整的或者是入口 34和36的部分的總和。在一些實施方式中，入口圍繞渦輪28周向地彼此間隔開。在其他實施方式中，入口沿著渦輪28在軸向上彼此間隔開，即沿著渦輪28的旋轉軸AR間隔開。在其他實施方式中，入口可軸向地且周向地彼此間隔開。
[0013]在一種形式中，排氣通道18、20、22和24直接聯接到相應的汽缸C4、C1、C2和C3，SP，排氣通道18、20、22和24在靠近汽缸C4、Cl、C2和C3處不是交叉聯接，例如，如通過排氣歧管。在其他實施方式中，排氣通道18、20、22和24中的一個或多個在靠近汽缸C4、C1、C2和C3中的一個或多個處可通過歧管或其他通道或管道方案交叉聯接。排氣通道18使專用的EGR汽缸C4與EGR系統14流體聯接，并進行操作以將從專用的汽缸C4接收的排放氣體供應到EGR系統14。在一種形式中，排氣通道18與排氣通道20、22和24隔開。在一種形式中，排氣通道20、22和24將汽缸Cl、C2和C3分別流體聯接到入口 32、34和36，由此由于排氣壓力脈沖包含在彼此隔開的單獨的排氣通道20、22和24內，所以排氣壓力脈沖被分離。在一些實施方式中，包括本文描述的一些實施方式，排氣通道18、20、22和24中的一個或多個可以彼此不隔開。
[0014]發明人已經確定了將源于一個汽缸的排放壓力事件與源于一個或多個其他汽缸的排氣壓力事件分離開是可期望的。因此，各實施方式可使用各方案中的一個或多個，以防止來自不同汽缸的排氣壓力事件重疊。各實施方式可使用排氣壓力事件的物理分離、排氣壓力事件的暫時分離或這使用這兩者。通過“暫時分離”，其意味著及時分離脈沖，使得一個排氣壓力事件基本上不會與另一排氣壓力事件沖突，例如不會產生不期望的背壓脈沖。在一些實施方式中，可使用可流體聯接兩個或更多個汽缸或排氣口的一個或多個排氣歧管。例如在一些實施方式中，可合并兩個汽缸排氣口以用于輸送到渦輪增壓器16。在這樣的實施方式中，排氣通道的有效流動面積和/或渦輪入口的有效流動面積可具有較大的尺寸，例如是單個排氣口排氣通道的尺寸的兩倍。在其他實施方式中，尺寸例如可根據合并的汽缸的排氣壓力脈沖的特性而改變。例如，考慮的特性可包括壓力