CN102434326A - 内燃发动机 - Google Patents

内燃发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN102434326A
CN102434326A CN2011102788415A CN201110278841A CN102434326A CN 102434326 A CN102434326 A CN 102434326A CN 2011102788415 A CN2011102788415 A CN 2011102788415A CN 201110278841 A CN201110278841 A CN 201110278841A CN 102434326 A CN102434326 A CN 102434326A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
combustion cycle
egr
special
cylinders
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102788415A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102434326B (zh
Inventor
A·W·海曼
R·S·麦卡尔平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102434326A publication Critical patent/CN102434326A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102434326B publication Critical patent/CN102434326B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B73/00—Combinations of two or more engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24—Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

一种内燃发动机，所述内燃发动机包括构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸、构造成2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸以及EGR供应导管，所述EGR供应导管在所述专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸之间延伸，用于将从专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。

Description

内燃发动机
相关申请的交叉引用
本专利申请要求享有2010年8月31日提交的美国临时专利申请序号No.61/378,557的优先权，该临时专利申请的全部内容在此通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及具有排出气体再循环系统的内燃发动机，更具体地涉及一种具有气缸的内燃发动机，所述气缸专用于生产再循环排出气体以及将其供应至发动机的其他气缸。
背景技术
随着人们越来越多地关注车辆经济性，特别是车辆燃料经济性，汽车制造商正转而生产较小的、较轻的车辆以及独特的车辆动力系系统以便提高效率。再循环排出气体(“EGR”)被用于大部分常规内燃发动机中以帮助在低负载时减少节气损失，以及在高发动机负载时改进爆震耐受度和降低排气中的氮氧化物(“NOX”)的水平。在以稀于化学计量比的浓度运转并因而易于排出更高水平的NOX排放物的内燃发动机中，EGR作为排放减量器是特别重要的。
一个已经在内燃发动机系统的结构中考虑的方案是采用多个气缸中的一个作为专用EGR源。具体地说，例如在四缸发动机中，所述四个气缸中的三个将在正常的空气、燃料和EGR混合物条件下运转。由这些气缸产生的排出气体将作为废气排出内燃发动机且在其释放到大气之前在排出气体处理系统中被处理。另一方面，所述四个气缸中的一个将以定制水平的空气和燃料运转，该水平可由与各种发动机、车辆以及排出系统传感器信号连通的发动机控制器确定。在所述单个气缸中产生的排出气体将传送至其他三个气缸的进气端口从而提供EGR。这种结构允许包含更高水平氢的更浓的EGR从而改进爆震阻力、燃料消耗以及燃烧稳定性，同时仍然允许在排出气体处理系统中保持化学计量比的气体以便与催化处理器件兼容。
这种类型的内燃发动机系统的缺陷是，仅使用一个气缸作为专用EGR气缸的四缸内燃发动机不能均匀地传送EGR体积至正在工作的气缸。例如，在专用EGR气缸事件之后的气缸事件易于接收比随后两个气缸更多的EGR稀释剂。气缸组成物(即，燃烧空气、燃料和EGR稀释剂)的这种变化导致不均匀的燃烧性能，所述不均匀的燃烧性能在宽范围的运转条件下难于控制。
发明内容
在示例性实施方式中，内燃发动机包括构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸、构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸以及EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
一种V型构造的六缸内燃发动机包括两个气缸列，每个气缸列都包括三个气缸。所述气缸列中的一个中的两个相邻的、专用EGR气缸能够以2冲程燃烧循环运转，而定位在两个气缸列中的四个气缸能够以4冲程燃烧循环运转。EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
方案1、一种内燃发动机，包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸；
构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
方案2、如方案1所述的内燃发动机，还包括与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口以及构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的进气端口流体连通的压缩机，所述压缩机传送用于在气缸中燃烧的压缩燃烧空气。
方案3、如方案1所述的内燃发动机，还包括热交换器，所述热交换器设置在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间以便冷却排出气体。
方案4、如方案1所述的内燃发动机，还包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸中的排气端口；
排出气体处理系统，所述排出气体处理系统与所述排气端口流体连通并且构造成接收来自所述排气端口的排出气体；以及
设置在所述排出气体处理系统中的排出气体处理器件。
方案5、如方案1所述的内燃发动机，还包括第二气缸，所述第二气缸构造成以4冲程燃烧循环运转并且接收流出所述专用EGR气缸的排出气体以便在其中燃烧，并且其中所述专用EGR气缸包括介于第一和第二气缸的每个燃烧事件之间的燃烧事件以提供EGR的均匀流至第一和第二气缸。
方案6、如方案5所述的内燃发动机，还包括第二列的三个类似构造的气缸，所述第二列的三个类似构造的气缸以一定角度偏置从而限定六缸V型构造的内燃发动机。
方案7、如方案5所述的内燃发动机，其中所述气缸构造成以4冲程燃烧循环运转并且接收来自构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排出气体。
方案8、一种V型构造的六缸内燃发动机，所述发动机包括：
两个气缸列，所述两个气缸列每个都包括三个气缸；
所述气缸列中的一个中的两个相邻的、专用EGR气缸，所述两个气缸能够以2冲程燃烧循环运转；
定位在所述两个气缸列中的四个气缸，所述四个气缸能够以4冲程燃烧循环运转；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
方案9、一种三缸内燃发动机，所述内燃发动机包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的第一和第二气缸；
构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与所述第一和第二气缸的进气端口之间延伸，用于将从所述专用EGR气缸流出的排出气体传送至所述第一和第二气缸以便在其中燃烧。
方案10、如方案9所述的三缸内燃发动机，还包括压缩机，所述压缩机与所述第一和第二气缸的进气端口以及所述专用EGR气缸的进气端口流体连通以便传送用于在气缸中燃烧的压缩燃烧空气。
方案11、如方案9所述的三缸内燃发动机，还包括热交换器，所述热交换器设置在所述专用EGR气缸与所述第一和第二气缸的进气端口之间以便冷却排出气体。
方案12、如方案9所述的三缸内燃发动机，其中所述专用EGR气缸包括所述第一和第二气缸的每个燃烧事件之间的燃烧事件从而提供EGR的均匀流至所述第一和第二气缸。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将通过下面结合附图对本发明的详细描述而变得显而易见。
附图说明
在下面对实施方式的详细描述中，仅通过示例呈现其他目的、特征、优点和细节，所述详细描述参阅附图进行，附图中：
图1是体现本发明的特征的内燃发动机系统的若干部分的示意平面图；
图2是体现本发明的另一实施方式的特征的内燃发动机系统的若干部分的示意平面图；
图3是体现本发明的另一实施方式的特征的内燃发动机系统的若干部分的示意平面图；
图4是体现本发明的另一实施方式的特征的内燃发动机系统的若干部分的示意平面图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本发明、其应用或用途。应当理解的是，相应的附图标记在所有附图中指代相同或相应的部件或特征。
现参阅图1，本发明的示例性实施方式涉及一种包括多个发动机气缸12的内燃发动机系统10。在所示的实施方式中，内燃发动机系统10包括三个发动机气缸12，然而所述内燃发动机系统10的结构还可包括任何数量的气缸(例如3、4、5、6、8、10、12等)，此外在不影响本发明的应用的情况下，还可构造成例如直列的(已示出)、V型构造的、水平对置的等。
参阅所示实施方式中的发动机气缸12，第一和第三气缸14构造成以4冲程燃烧循环运转。相反地，如下面将更详细描述的，第二气缸16是专用EGR气缸并且构造成以2冲程燃烧循环运转。燃烧空气18通过压缩机20被压缩，所述压缩机20可包括发动机驱动的机械增压器、排气驱动的涡轮增压器或两者组合的(即，机械涡轮增压器)，并且燃烧空气18通过包括进气流道26、28和30的进气系统24的一部分被传送至每个发动机气缸12。进气流道26、28和30通过进气端口32传送压缩的燃烧空气至4冲程气缸14且通过一个或多个进气端口34传送压缩的燃烧空气至2冲程气缸。燃烧空气18在气缸14和16中与燃料混合，并且在其中燃烧。一个或多个点火器件-例如火花塞36被定位成与气缸14和16连通并且用于点燃其中的燃料/空气混合物。
在示例性实施方式中，来自2冲程、专用EGR气缸16中的燃料与燃烧空气18的燃烧的排出气体38穿过一个或多个排气端口40从气缸16中排出，所述一个或多个排气端口40与EGR供应导管42流体连通，EGR供应导管42在排气端口40与进气端口44之间延伸并且与进气端口44流体连通，所述进气端口44构造成传送作为再循环排出气体(“EGR”)46的排出气体38至4冲程气缸14。在其燃烧之前，再循环排出气体46与每个4冲程气缸14中的燃烧空气18以及燃料混合。从2冲程、专用EGR气缸16供应至4冲程气缸14的EGR46用于在低负载时帮助减少节气损失，并且用于改进爆震耐受度和降低排出气体中的氮氧化物(“NOX”)水平。
在示例性实施方式中，一个或多个热交换器48可设置在2冲程、专用EGR气缸16和4冲程气缸14的进气端口44之间以便冷却EGR充料46从而充当冷却器，由此确保密度更大的EGR气流进入4冲程气缸14。热交换器48可以是气冷的或液冷的结构。在示例性实施方式中，来自4冲程气缸14中的燃料、燃烧空气18和EGR46的燃烧的排出气体50通过与排出气体处理系统54流体连通的一个或多个排气端口52从气缸中排出，所述排出气体处理系统54可包括各种排出气体处理器件56-例如催化转换器、选择性催化还原器件、微粒捕集器或它们的组合。
现参阅图2，本发明的另一个示例性实施方式涉及一种包括多个发动机气缸12的内燃发动机系统10。在所示的实施方式中，内燃发动机系统10包括三个发动机气缸12，然而所述内燃发动机系统10的结构还可包括任何数量的气缸(例如3、4、5、6、8、10、12等)，此外在不影响本发明的应用的情况下，还可构造成例如直列的(已示出)、V型构造的、水平对置的等。
参阅所示实施方式中的发动机气缸12，第一和第三气缸14构造成以4冲程燃烧循环运转。相反地，如下面将更详细描述的，第二气缸16是专用EGR气缸并且构造成以2冲程燃烧循环运转。燃烧空气18通过压缩机20被压缩，所述压缩机20可包括发动机驱动的机械增压器、排气的驱动涡轮增压器或两者的组合(即，机械涡轮增压器)，并且燃烧空气18通过包括进气流道26、28和30的进气系统24的一部分输送至每个发动机气缸12。进气流道26、28和30通过进气端口32传送压缩的燃烧空气至4冲程气缸14且通过一个或多个进气端口34传送压缩的燃烧空气至2冲程气缸。燃烧空气18在气缸14和16中与燃料混合，并且在其中燃烧。一个或多个点火器件-例如火花塞36被定位成与气缸14和16连通并且用于点燃其中的燃料/空气混合物。
在示例性实施方式中，来自2冲程、专用EGR气缸16中的燃料与燃烧空气18的燃烧的排出气体38穿过一个或多个排气端口40从气缸排出，所述一个或多个排气端口40与EGR供应导管42流体连通，EGR供应导管42在排气端口40与压缩机20的进气端口80之间延伸并且与压缩机20的进气端口80流体连通，所述EGR供应导管42构造成传送排出气体38至压缩机20以便与燃烧空气18混合并压缩进入燃烧充料82。因此，燃烧充料82包括燃烧空气18与再循环排出气体38的混合物，并且所述混合物通过进气流道26、28传送至4冲程气缸14以及通过进气流道30传送至2冲程气缸16。从2冲程、专用EGR气缸16供应至进气系统24的压缩机进气端口的排出气体38用于在低负载时帮助减少节气损失，并且用于改进爆震耐受度和降低排出气体中的氮气氧化物(“NOX”)水平。
在示例性实施方式中，热交换器48可设置在2冲程、专用EGR气缸16的排气端口40与压缩机进气端口80之间以便冷却排出气体38从而充当冷却器，由此允许密度更大的排出气体流入压缩机20。热交换器48可以是气冷的或液冷的构造。在示例性实施方式中，来自4冲程气缸14中的燃烧充料82和燃料的燃烧的排出气体50通过与排出气体处理系统54流体连通的一个或多个排气端口52从气缸排出，所述排出气体处理系统54可包括各种排出气体处理器件56-例如催化转换器、选择性催化还原器件、微粒捕集器或它们的组合。
在示例性实施方式中，4和2冲程气缸14、16分别具有活塞(未示出)，所述活塞通过连接杆(未示出)连接至曲轴销(未示出)，所述曲轴销设置在曲轴(未示出)上。曲轴销设置成使得能够进行“几乎均匀点火”的燃烧顺序，以便就三缸内燃发动机10来说，在大约720度的曲轴旋转中产生4个几乎均匀间隔的点火事件。例如，2冲程、专用EGR气缸16的曲轴销可与4冲程气缸14的曲轴销对称定向(即略大于或略小于180度的曲轴旋转)，以便优化图1中EGR46或图2中的燃烧充料82传送至4冲程气缸14的正时。在所示的实施方式中，在直列3缸内燃发动机10中，两个气缸可以4冲程燃烧循环运转，并且剩下的一个气缸以2冲程循环运转，从而供应再循环排出气体46或燃烧充料82至4冲程气缸。这种结构将在大约720度的曲轴旋转中产生4个大体上均匀间隔的点火或燃烧事件，并且将在三缸发动机组件10中产生接近四缸发动机的性能和燃烧平顺性。
在所示并描述的实施方式中，内燃发动机10将封装在三缸、直列发动机的空间中，但将提供接近四缸发动机的性能。由于更加平顺地反馈至车辆或其他装置，4个点火脉冲或事件将允许发动机享有从大约1000转每分(“RPM”)至大约750RPM的降低的空转速度，从而导致较低的燃料消耗。另外，2冲程、专用EGR气缸16的输出组分38(即，排出气体)通过4冲程气缸14被“后处理”从而允许2冲程、专用EGR气缸16在不对尾管排放物50产生不利影响的情况下在浓于化学计量比的浓度下运转。这就允许2冲程、专用EGR气缸16被优化为至4冲程气缸14的EGR稀释剂的供应者。
内燃发动机10的运转是相对直进的，并且2冲程、专用EG R气缸16的结构可包括多个2冲程设计。例如，在示例性实施方式中，可实施“单向流”设计，所述“单向流”设计将采用与排气端口40流体连通的排气阀。进气端口34可被免除，作为交换进气端口(未示出)设置在气缸16底部。气缸16的废气可被曲轴箱排除，但也可以用来自压缩机20的加压空气排除。在图1和2所示的示例性实施方式中，2冲程、专用EGR气缸16的布局与4冲程发动机气缸的结构相似。气缸16的2冲程运转和气缸16的4冲程运转之间的主要差别在于气门-喷射器-点火相对于发动机曲轴(未示出)的位置的正时不同。这种结构的优势来自图1中压缩的燃烧空气18或图2中由压缩机20传送的压缩的燃烧充料82。在示例性实施方式中，当排出气体处理系统54和2冲程气缸16的排气门的正时可被控制从而形成从气缸16的排出气体“自动清除”时，压缩机20便可被省略。
如上所示，本发明可应用于各种发动机结构。在V型构造发动机-例如V-6发动机中，四个气缸可以4冲程循环运转，而剩余的两个气缸以2冲程循环运转，从而提供再循环排出气体至所述4冲程气缸。这种结构将在大约720度的曲轴旋转中产生8个点火或燃烧事件，并且在V-6组件中产生近乎V-8发动机的性能。在图3的示例性实施方式中，V-6构造的内燃发动机10B被构造成使得第一气缸列90上的两个气缸(在示出的发动机中为4和6)以2冲程循环运转。剩余气缸1、2、3和5被定位在第一气缸列90和第二气缸列92上的各种位置，并且以4冲程循环运转。这种结构对优化气缸14、16的点火顺序以及从2冲程气缸16至4冲程气缸14的再循环排出气体46的传送是有用的。
在图4的示例性实施方式中，V-6构造的内燃发动机10C被构造成使得第一气缸列90上的两个气缸(所示的发动机中的2和4)以2冲程循环运转。剩余气缸1、3、5和6被定位在第一气缸列90和第二气缸列92的各种位置上，并且以4冲程循环运转。这种构造对优化气缸14、16的点火顺序以及从2冲程气缸16至4冲程气缸14的再循环排出气体的传送是有利的。
上面对本发明的描述主要参照其在三缸或六缸发动机中的应用进行。内燃发动机领域的技术人员应当清楚的是，能容易地设想出其他气缸数量和不同构造的发动机，并且本发明不应且不能被局限于在此提供的那些示例。
虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是所属领域技术人员将会理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可对本发明做出各种改变并且可用等同元件来代替本发明的元件。另外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可做出多种改型以使本发明的教导适应特定情况或材料。因此，本发明将不局限于所公开的特定实施方式，相反，本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种内燃发动机，包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸；
构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
2.如权利要求1所述的内燃发动机，还包括与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口以及构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的进气端口流体连通的压缩机，所述压缩机传送用于在气缸中燃烧的压缩燃烧空气。
3.如权利要求1所述的内燃发动机，还包括热交换器，所述热交换器设置在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间以便冷却排出气体。
4.如权利要求1所述的内燃发动机，还包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸中的排气端口；
排出气体处理系统，所述排出气体处理系统与所述排气端口流体连通并且构造成接收来自所述排气端口的排出气体；以及
设置在所述排出气体处理系统中的排出气体处理器件。
5.如权利要求1所述的内燃发动机，还包括第二气缸，所述第二气缸构造成以4冲程燃烧循环运转并且接收流出所述专用EGR气缸的排出气体以便在其中燃烧，并且其中所述专用EGR气缸包括介于第一和第二气缸的每个燃烧事件之间的燃烧事件以提供EGR的均匀流至第一和第二气缸。
6.如权利要求5所述的内燃发动机，还包括第二列的三个类似构造的气缸，所述第二列的三个类似构造的气缸以一定角度偏置从而限定六缸V型构造的内燃发动机。
7.如权利要求5所述的内燃发动机，其中所述气缸构造成以4冲程燃烧循环运转并且接收来自构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排出气体。
8.一种V型构造的六缸内燃发动机，所述发动机包括：
两个气缸列，所述两个气缸列每个都包括三个气缸；
所述气缸列中的一个中的两个相邻的、专用EGR气缸，所述两个气缸能够以2冲程燃烧循环运转；
定位在所述两个气缸列中的四个气缸，所述四个气缸能够以4冲程燃烧循环运转；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸的进气端口之间延伸，用于将从构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸流出的排出气体传送至构造成以4冲程燃烧循环运转的气缸以便在其中燃烧。
9.一种三缸内燃发动机，所述内燃发动机包括：
构造成以4冲程燃烧循环运转的第一和第二气缸；
构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸；以及
EGR供应导管，所述EGR供应导管在构造成以2冲程燃烧循环运转的专用EGR气缸的排气端口与所述第一和第二气缸的进气端口之间延伸，用于将从所述专用EGR气缸流出的排出气体传送至所述第一和第二气缸以便在其中燃烧。
10.如权利要求9所述的三缸内燃发动机，还包括压缩机，所述压缩机与所述第一和第二气缸的进气端口以及所述专用EGR气缸的进气端口流体连通以便传送用于在气缸中燃烧的压缩燃烧空气。
CN201110278841.5A 2010-08-31 2011-08-31 内燃发动机 Active CN102434326B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37855710P 2010-08-31 2010-08-31
US61/378,557 2010-08-31
US61/378557 2010-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102434326A true CN102434326A (zh) 2012-05-02
CN102434326B CN102434326B (zh) 2016-02-24

Family

ID=45695453

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180042139.7A Pending CN103547789A (zh) 2010-08-31 2011-08-30 用于内燃发动机的曲轴
CN201110278841.5A Active CN102434326B (zh) 2010-08-31 2011-08-31 内燃发动机

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180042139.7A Pending CN103547789A (zh) 2010-08-31 2011-08-30 用于内燃发动机的曲轴

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8671920B2 (zh)
CN (2) CN103547789A (zh)
DE (2) DE112011102483T5 (zh)
WO (1) WO2012030816A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105134390A (zh) * 2014-06-06 2015-12-09 福特环球技术公司 用于egr控制的系统和方法
CN107795404A (zh) * 2016-08-30 2018-03-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于包括两个端口的专用egr内燃机的三汽缸盖
CN107882645A (zh) * 2012-06-28 2018-04-06 康明斯有限公司 用于控制专用egr发动机的技术
WO2019119666A1 (zh) * 2017-12-22 2019-06-27 天津大学 基于fce模式变冲程重整高辛烷值燃料的控制方法
CN111765008A (zh) * 2020-06-18 2020-10-13 东风汽车集团有限公司 内部egr的控制方法，系统及车辆

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010009287A1 (de) * 2010-02-25 2011-08-25 MAN Truck & Bus AG, 80995 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
US8671920B2 (en) 2010-08-31 2014-03-18 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine
US9752531B2 (en) 2010-11-19 2017-09-05 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including combustion chambers with different port arrangements
US9032921B2 (en) 2010-12-07 2015-05-19 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including variable valve lift arrangement
US8651075B2 (en) 2010-12-08 2014-02-18 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including camshaft with independent cam phasing
US8544436B2 (en) 2010-12-08 2013-10-01 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including camshaft with multimode lobe
US8616173B2 (en) 2010-12-08 2013-12-31 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including modified intake port arrangement
US8904786B2 (en) * 2011-04-13 2014-12-09 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine
US9890695B2 (en) * 2011-09-30 2018-02-13 General Electric Company Exhaust gas recirculation in a reciprocating engine
US20130104542A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 General Electric Company Exhaust gas recirculation in a reciprocating engine having a multiple-stroke configuration
FR2988139B1 (fr) * 2012-03-13 2015-08-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur thermique avec recirculation forcee des gaz d'echappement
US9032940B2 (en) 2013-01-18 2015-05-19 Cummins Inc. Systems and methods for dedicated exhaust gas recirculation and control
US9790876B2 (en) 2013-03-14 2017-10-17 Cummins Ip, Inc. Advanced exhaust gas recirculation fueling control
US9194307B2 (en) 2013-03-15 2015-11-24 Cummins Inc. Multi-fuel flow systems and methods with dedicated exhaust gas recirculation
US8904987B2 (en) * 2013-04-26 2014-12-09 Gary G. Gebeau Supercharged engine design
US9249761B2 (en) 2013-06-13 2016-02-02 Cummins Inc. Exhaust gas recirculation and control with twin scroll turbines
FR3007466A1 (fr) * 2013-06-25 2014-12-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion de vehicule automobile a recirculation d'echappement et admission regulee
US9518519B2 (en) 2013-11-04 2016-12-13 Cummins Inc. Transient control of exhaust gas recirculation systems through mixer control valves
CN105683542B (zh) 2013-11-04 2019-12-31 卡明斯公司 用于在瞬态状况期间控制egr流的系统和方法
US9726122B2 (en) 2013-12-09 2017-08-08 Cummins Inc. EGR cylinder operation in an internal combustion engine
CN110173364B (zh) 2013-12-23 2022-05-31 康明斯有限公司 响应于废气再循环系统条件的内燃机控制
US9476388B2 (en) 2014-02-12 2016-10-25 General Electric Company Method and systems for exhaust gas recirculation
GB2528259B (en) * 2014-07-14 2020-06-03 Ford Global Tech Llc Selectively deactivatable engine cylinder
US9534517B2 (en) 2014-08-12 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a modified cylinder firing interval in a dedicated EGR engine
GB2531236B (en) 2014-08-12 2019-04-10 Cummins Inc Systems and methods for aftertreatment regeneration with dedicated EGR
US11619255B1 (en) 2022-03-18 2023-04-04 GM Global Technology Operations LLC System and method of making a crankshaft with alternate materials

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1737350A (zh) * 2005-07-01 2006-02-22 清华大学 一种可变冲程发动机及其工作方法
US20080127915A1 (en) * 2000-02-29 2008-06-05 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg. Motor engine family
WO2009062199A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Fox Chase Cancer Center EGFR/NEDD9/TGF-β LNTERACTOME AND METHODS OF USE THEREOF FOR THE IDENTIFICATION OF AGENTS HAVING EFFICACY IN THE TREATMENT OF HYPERPROLIFERATIVE DISORDERS
WO2009081226A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Renault Trucks Internal combustion engine arrangement with egr drain system
US20090277414A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Hyundai Motor Company Balancing Assembly of an Engine

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924576A (en) 1972-05-12 1975-12-09 Gen Motors Corp Staged combustion engines and methods of operation
GB1447779A (en) * 1973-10-03 1976-09-02 Norton Villiers Triumph Ltd Reciprocating piston machines
JPS5343127A (en) * 1976-09-30 1978-04-19 Suzuki Motor Co Ltd Internal combustion engine
DE3007746A1 (de) 1980-02-29 1981-09-17 Benno Campione Lugano Kaltenegger Brennkraftmaschine
DE3125647A1 (de) 1981-06-30 1983-01-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart "brennkraftmaschine mit mehreren zylindern"
US4614175A (en) 1983-12-27 1986-09-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Engine exhaust gas recirculation control system
JPH0615854B2 (ja) 1986-04-24 1994-03-02 三菱電機株式会社 内燃機関の排気ガス環流制御装置
US4790286A (en) 1986-05-31 1988-12-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha EGR control device for internal combustion engine
US5305720A (en) 1992-02-28 1994-04-26 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
US5217229A (en) 1992-07-06 1993-06-08 Francisco Jaime Football board game
US8215292B2 (en) 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US6286467B1 (en) 1999-12-27 2001-09-11 Antonio Ancheta Two stroke engine conversion
JP2002004865A (ja) 2000-06-23 2002-01-09 Fuji Heavy Ind Ltd ２サイクルエンジン
US6386153B1 (en) * 2000-10-18 2002-05-14 Ford Global Technologies, Inc. Variable compression ratio connecting rod locking mechanism II
WO2002084088A1 (fr) 2001-04-09 2002-10-24 Daihatsu Motor Co.,Ltd. Moteur a combustion interne a cylindres multiples
US6505592B1 (en) 2001-09-07 2003-01-14 General Motors Corporation Valve train for twin cam three-valve engine
US6668779B2 (en) 2002-05-08 2003-12-30 Delphi Technologies, Inc. Two-step finger follower rocker arm assembly
ITTO20020443A1 (it) * 2002-05-24 2003-11-24 Fiat Auto Spa Albero a gomiti per un motore a combustione interna con cilindri a v
US6810844B2 (en) 2002-12-10 2004-11-02 Delphi Technologies, Inc. Method for 3-step variable valve actuation
JP2004239185A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Daikichiro Isotani 過給ピストンを装備した４サイクル往復ピストン機関
DE10311358B4 (de) 2003-03-14 2010-04-29 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Hubkolbenbrennkraftmaschine, Verfahren zu ihrem Betreiben sowie Vorrichtung zum Verstellen der Hubfunktion eines Ladungswechselventils
US7036465B2 (en) 2004-03-17 2006-05-02 Ricardo, Inc. Two-stroke and four-stroke switching mechanism
WO2006052993A2 (en) 2004-11-08 2006-05-18 Southwest Research Institute Secondary engine providing exhaust-gas to egr system
DE202005021715U1 (de) 2005-02-03 2009-07-02 Mahle International Gmbh Nockenwelle mit gegeneinander verdrehbaren Nocken für insbesondere Kraftfahrzeuge
GB2424257A (en) 2005-03-18 2006-09-20 Mechadyne Plc Single cam phaser camshaft with adjustable connections between the inner shaft and associated cam lobes
GB0505497D0 (en) 2005-03-18 2005-04-20 Mechadyne Plc Camshaft to phaser coupling
GB2431977A (en) 2005-11-02 2007-05-09 Mechadyne Plc Camshaft assembly
GB2438628A (en) 2006-05-31 2007-12-05 Mechadyne Plc Engine with variable valve actuating mechanism
DE602006012952D1 (de) 2006-06-28 2010-04-29 Ford Global Tech Llc Verbrennungsmotor mit variablem Ventilerhebungsprofilsystem und Verfahren zum Steuern der Ventilerhebungsprofilumstellung
JP4229152B2 (ja) 2006-08-28 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 組立カムシャフト
FR2905728B1 (fr) 2006-09-11 2012-11-16 Frederic Thevenod Moteur hybride a recuperation de la chaleur d'echappement
DE102006049243A1 (de) 2006-10-18 2008-04-24 Mahle International Gmbh Betätigungseinrichtung für zwei parallel drehende Nockenwellen
US7464675B1 (en) 2006-11-01 2008-12-16 Michael Moses Schechter Operating an air-hybrid vehicle with camshaft-driven engine valves
US7404386B1 (en) 2007-02-13 2008-07-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-step valve actuation system
US7481185B1 (en) 2007-08-14 2009-01-27 Robert Bosch Gmbh Multi-mode 2-stroke/4-stroke internal combustion engine
US7992542B2 (en) 2008-03-11 2011-08-09 Ford Global Technologies, Llc Multiple spark plug per cylinder engine with individual plug control
US7966983B2 (en) 2008-04-10 2011-06-28 GM Global Technology Operations LLC Concentric camshaft with varying wall geometry and method of assembly
US8132546B2 (en) 2008-05-08 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Control strategy for multi-stroke engine system
US8291891B2 (en) 2008-06-17 2012-10-23 Southwest Research Institute EGR system with dedicated EGR cylinders
US7997237B2 (en) 2008-09-10 2011-08-16 Ford Global Technologies, Llc Multi-stroke internal combustion engine
US8327831B2 (en) * 2009-03-10 2012-12-11 Sturman Digital Systems, Llc Dual fuel compression ignition engines and methods
JP5107296B2 (ja) 2009-04-08 2012-12-26 三菱重工業株式会社 排気バルブ昇降用カム、過給機付き４サイクルエンジン
US8061326B2 (en) * 2009-07-24 2011-11-22 Chris Karabatsos Four cycle engine with load crank
US8646421B2 (en) * 2009-10-23 2014-02-11 GM Global Technology Operations LLC Engine with internal exhaust gas recirculation and method thereof
US8371257B2 (en) 2010-03-10 2013-02-12 GM Global Technology Operations LLC Engine with dual cam phaser for concentric camshaft
US8671920B2 (en) 2010-08-31 2014-03-18 GM Global Technology Operations LLC Internal combustion engine
US9752531B2 (en) 2010-11-19 2017-09-05 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including combustion chambers with different port arrangements
US9032921B2 (en) 2010-12-07 2015-05-19 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including variable valve lift arrangement
US8616173B2 (en) 2010-12-08 2013-12-31 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including modified intake port arrangement
US8544436B2 (en) 2010-12-08 2013-10-01 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including camshaft with multimode lobe
US8651075B2 (en) 2010-12-08 2014-02-18 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including camshaft with independent cam phasing
US8925501B2 (en) * 2012-02-08 2015-01-06 GM Global Technology Operations LLC Crankshaft for an internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080127915A1 (en) * 2000-02-29 2008-06-05 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg. Motor engine family
CN1737350A (zh) * 2005-07-01 2006-02-22 清华大学 一种可变冲程发动机及其工作方法
CN100356048C (zh) * 2005-07-01 2007-12-19 清华大学 一种可变冲程发动机及其工作方法
WO2009062199A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Fox Chase Cancer Center EGFR/NEDD9/TGF-β LNTERACTOME AND METHODS OF USE THEREOF FOR THE IDENTIFICATION OF AGENTS HAVING EFFICACY IN THE TREATMENT OF HYPERPROLIFERATIVE DISORDERS
WO2009081226A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Renault Trucks Internal combustion engine arrangement with egr drain system
US20090277414A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Hyundai Motor Company Balancing Assembly of an Engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107882645A (zh) * 2012-06-28 2018-04-06 康明斯有限公司 用于控制专用egr发动机的技术
CN105134390A (zh) * 2014-06-06 2015-12-09 福特环球技术公司 用于egr控制的系统和方法
CN105134390B (zh) * 2014-06-06 2019-12-27 福特环球技术公司 用于egr控制的系统和方法
CN107795404A (zh) * 2016-08-30 2018-03-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于包括两个端口的专用egr内燃机的三汽缸盖
WO2019119666A1 (zh) * 2017-12-22 2019-06-27 天津大学 基于fce模式变冲程重整高辛烷值燃料的控制方法
CN111765008A (zh) * 2020-06-18 2020-10-13 东风汽车集团有限公司 内部egr的控制方法，系统及车辆
CN111765008B (zh) * 2020-06-18 2021-10-15 东风汽车集团有限公司 内部egr的控制方法，系统及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012030816A2 (en) 2012-03-08
WO2012030816A3 (en) 2014-04-03
US8671920B2 (en) 2014-03-18
US20130146004A1 (en) 2013-06-13
CN103547789A (zh) 2014-01-29
US20120048244A1 (en) 2012-03-01
DE102011111866A1 (de) 2012-03-22
CN102434326B (zh) 2016-02-24
DE112011102483T5 (de) 2013-05-29
DE102011111866B4 (de) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102434326B (zh) 内燃发动机
CN102733935B (zh) 内燃发动机
US8186334B2 (en) 6-cycle engine with regenerator
CN103670759B (zh) 火花点火式直喷发动机
CN104454194B (zh) 压缩点火式发动机的控制装置
CN204175440U (zh) 用于控制内燃机中的egr系统的系统
CN101046176A (zh) 双燃烧模式发动机
CN105745414B (zh) 基于燃烧发动机的等温压缩
CN103322018B (zh) 用于内燃发动机的曲轴
JP2019183815A (ja) 内燃機関の制御装置
CN103244547B (zh) 用于内燃发动机的曲轴
US6513484B1 (en) Boosted direct injection stratified charge gasoline engines
US9091233B2 (en) EGR system using dedicated EGR cylinders
JP6468443B2 (ja) 多気筒エンジンの排気構造
US8627744B2 (en) Crankshaft for an internal combustion engine
JP4978389B2 (ja) 内燃機関
US8272356B2 (en) Two mode dual crankshaft engine
CN201991646U (zh) 一种涡轮增压式柴油发动机中的egr控制装置
CN116263122A (zh) 用于发动机的两级增压系统
CN102425493A (zh) 主汽缸直列少副缸型中冷回热内燃机
CN2751148Y (zh) 星列往复式五缸内燃机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant