CN103322017A - 用于内燃发动机的曲轴 - Google Patents

用于内燃发动机的曲轴 Download PDF

Info

Publication number
CN103322017A
CN103322017A CN2013100939602A CN201310093960A CN103322017A CN 103322017 A CN103322017 A CN 103322017A CN 2013100939602 A CN2013100939602 A CN 2013100939602A CN 201310093960 A CN201310093960 A CN 201310093960A CN 103322017 A CN103322017 A CN 103322017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crank pin
egr
cylinder
crank
axis
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
CN2013100939602A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103322017B (zh
Inventor
A.W.海曼
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 CN103322017A publication Critical patent/CN103322017A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103322017B publication Critical patent/CN103322017B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/22—Cranks; Eccentrics
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
    • Y10T74/2174—Multiple throw

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

本发明涉及用于内燃发动机的曲轴，包括至少八个曲柄销和在曲轴旋转轴线上对齐的至少五个主轴颈，曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在主轴颈之间。相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于曲轴旋转轴线且与曲轴旋转轴线径向隔开。曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在曲柄销中的每一个和相应的曲柄臂之间传递力。每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在曲柄臂和主轴颈之间传递扭矩。曲柄销中的至少四个与曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且至少四个剩余曲柄销与曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。

Description

用于内燃发动机的曲轴
技术领域
本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机的曲轴，并且更具体地涉及具有一组八个曲柄销的用于内燃发动机的曲轴，其中所有八个曲柄销都设置在单个平面中，第一组的四个曲柄销设置在离曲轴的中心线第一距离处，并且第二组的四个曲柄销设置在离曲轴的中心线第二距离处。
背景技术
随着对车辆排放的关注的增加，在许多常规的内燃发动机中利用排气再循环(“EGR”)来帮助减少在低负荷下的节流损失，改善爆震耐受性，并且降低在高发动机负荷下排气中的氮氧化物(“NOx”)水平。EGR作为一种排放减少手段对于以贫化学计量比运行且因而易于排放较高水平的NOx排放物的内燃发动机而言尤其重要。
在内燃发动机系统构造方面已考虑的一个提议是利用多个气缸中的一个或多个作为专用的EGR源。例如，在具有两个或更多个气缸的发动机中，在其中一个气缸中产生的排气的全部供应作为EGR被转移到其它气缸的进气口。在具有更大数量的气缸(例如，4个、6个或8个气缸)的发动机中，时间上的考虑可能使得将最多一半的气缸(即，2个、3个或4个气缸)专用于产生EGR是有利的。
这类内燃发动机系统的缺点是将一个或多个气缸专用来产生EGR的内燃发动机可能不会向其余气缸均匀地输送EGR。例如，专用EGR气缸事件之后的气缸事件可能易于接收比后继的点火气缸更多的EGR稀释剂。这种气缸组成(即，燃烧空气、燃料和EGR稀释剂)的变化可能导致在大范围的操作条件下难以控制的不均匀燃烧性能。此外，在气缸之间具有均匀排量的发动机可能不能精确输送所需量的EGR。
为了至少部分地克服这些缺点，正在研究许多配置，包括其中四个气缸中不止一个作为专用EGR气缸工作的配置或者其中对于由其它气缸产生的每四个体积的排气而言专用EGR气缸产生超过单个体积的排气的配置或者其中专用EGR气缸的排量不同于其余气缸的排量的配置。为了使这样的配置成为可能，有利的是具有能有利于在非EGR气缸之间改善EGR分布的曲轴。还将有利的是具有使得在EGR气缸和非EGR气缸之间气缸排量不同成为可能的曲轴。
发明内容
在一个示例性实施例中，用于内燃发动机的曲轴包括至少八个曲柄销和在曲轴旋转轴线上对齐的至少五个主轴颈，曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在主轴颈之间。相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于曲轴旋转轴线且与曲轴旋转轴线径向隔开。曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在曲柄销中的每一个和相应的曲柄臂之间传递力。每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在曲柄臂和主轴颈之间传递扭矩。曲柄销中的至少四个与曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且至少四个剩余曲柄销与曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。
在另一个示例性实施例中，用于内燃发动机的曲轴包括至少八个曲柄销和在曲轴旋转轴线上对齐的至少五个主轴颈，每个曲柄销围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在主轴颈之间。相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于曲轴旋转轴线且与曲轴旋转轴线径向隔开，并且至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在每个曲柄销和相应的一对曲柄臂之间传递力。每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在曲柄臂和主轴颈之间传递扭矩，并且至少八个曲柄销的每个相应的曲柄销轴线和曲轴旋转轴线近似设置在单个平面中。
在另一个示例性实施例中，用于内燃发动机的曲轴包括至少八个曲柄销和在曲轴旋转轴线上对齐的至少五个主轴颈，每个曲柄销围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在主轴颈之间。相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于曲轴旋转轴线且与曲轴旋转轴线径向隔开，并且至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在曲柄销中的每一个和相应的一对曲柄臂之间传递力。每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在曲柄臂和主轴颈之间传递扭矩。第一组曲柄销包括至少八个曲柄销中的至少四个，并且第二组曲柄销包括至少八个曲柄销中的其余至少四个。第一组曲柄销设置成与第二组曲柄销异相大约180度。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1：一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在所述至少八个曲柄销中的每一个和所述相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
所述至少八个曲柄销中的至少四个与所述曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且至少四个剩余曲柄销与所述曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。
技术方案2：根据技术方案1所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少八个曲柄销包括四对曲柄销，每对曲柄销设置在所述至少五个主轴颈中的两个之间。
技术方案3：根据技术方案2所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述四对曲柄销中的至少一个包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第二半行程距离。
技术方案4：根据技术方案2所述的用于内燃发动机的曲轴，其中每对曲柄销包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第二半行程距离。
技术方案5：根据技术方案1所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
技术方案6：根据技术方案3所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
技术方案7：根据技术方案4所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
技术方案8：一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在每个曲柄销和相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
其中所述至少八个曲柄销的每个相应的曲柄销轴线和所述曲轴旋转轴线设置在大约单个平面中。
技术方案9：根据技术方案8所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少八个曲柄销包括四对曲柄销，每对曲柄销设置在所述至少五个主轴颈中的两个之间。
技术方案10：根据技术方案9所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述四对曲柄销中的至少一个包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。
技术方案11：根据技术方案9所述的用于内燃发动机的曲轴，其中每对曲柄销包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。
技术方案12：根据技术方案10所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离不同于所述第二半行程距离。
技术方案13：根据技术方案11所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离不同于所述第二半行程距离。
技术方案14：一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在所述至少八个曲柄销中的每一个和所述相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
其中第一组曲柄销包括所述至少八个曲柄销中的至少四个，其中第二组曲柄销包括所述至少八个曲柄销中的其余至少四个，并且其中所述第一组曲柄销设置成与所述第二组曲柄销异相大约180度。
技术方案15：根据技术方案14所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一组曲柄销包括设置成离所述曲轴旋转轴线第一半行程距离的两个曲柄销和设置成离所述曲轴旋转轴线第二半行程距离的两个曲柄销；并且其中所述第二组曲柄销包括设置成离所述曲轴旋转轴线所述第一半行程距离的两个曲柄销和设置成离所述曲轴旋转轴线所述第二半行程距离的两个曲柄销。
技术方案16：根据技术方案15所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
技术方案17：根据技术方案15所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少五个主轴颈包括顺序沿所述曲轴旋转轴线设置的第一主轴颈、第二主轴颈、第三主轴颈、第四主轴颈和第五主轴颈，并且其中所述第一组曲柄销包括设置在所述第一主轴颈和所述第二主轴颈之间的第一曲柄销和第二曲柄销以及设置在所述第四主轴颈和所述第五主轴颈之间的第七曲柄销和第八曲柄销。
技术方案18：根据技术方案15所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少五个主轴颈包括顺序沿所述曲轴旋转轴线设置的第一主轴颈、第二主轴颈、第三主轴颈、第四主轴颈和第五主轴颈，并且其中所述第二组曲柄销包括设置在所述第二主轴颈和所述第三主轴颈之间的第三曲柄销和第四曲柄销以及设置在所述第三主轴颈和所述第四主轴颈之间的第五曲柄销和第六曲柄销。
技术方案19：根据技术方案15所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少五个主轴颈包括顺序沿所述曲轴旋转轴线设置的第一主轴颈、第二主轴颈、第三主轴颈、第四主轴颈和第五主轴颈，其中所述第一组曲柄销包括设置在所述第一主轴颈和所述第二主轴颈之间的第一曲柄销和第二曲柄销以及设置在所述第四主轴颈和所述第五主轴颈之间的第七曲柄销和第八曲柄销，并且其中所述第二组曲柄销包括设置在所述第二主轴颈和所述第三主轴颈之间的第三曲柄销和第四曲柄销以及设置在所述第三主轴颈和所述第四主轴颈之间的第五曲柄销和第六曲柄销。
当结合附图时，根据本发明的以下详细描述，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
其它目的、特征、优点和细节仅以举例方式出现在实施例的以下详细描述、参考附图的详细描述中，在附图中：
图1是体现本发明的特征的内燃发动机系统的部分的示意性平面图；
图2是体现本发明的另一个实施例的特征的内燃发动机系统的部分的示意图；
图3是体现本发明的另一个实施例的特征的内燃发动机系统的部分的示意图；
图4是体现本发明的另一个实施例的特征的内燃发动机系统的部分的示意性平面图；以及
图5是描绘体现本发明的另一个实施例的特征的内燃发动机系统操作的坐标图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
现在参看图1和图2，本发明的一个示例性实施例涉及内燃发动机系统10，其包括布置在左排14中的多个专用EGR产生气缸12。发动机系统10还包括布置在右排18中的多个EGR消耗气缸16。在图示实施例中，内燃发动机系统10包括四个EGR产生气缸12和四个EGR消耗气缸16，然而该配置也可包括EGR产生气缸和EGR消耗气缸的任何数量组合(例如，3、4、5、6、8、10、12等)以及诸如V形配置、水平相对等的配置，而不影响本发明的应用。在一个示例性实施例中，EGR产生气缸12和EGR消耗气缸16均被配置成以四冲程燃烧循环工作。
在一个示例性实施例中，燃烧空气20被压缩机22压缩，然后在进气系统28的左分支24和右分支26之间被分开，其中压缩机22可包括发动机驱动的增压器、排气驱动的涡轮增压器或两者的组合(即，增压器-涡轮增压器)。EGR阀29控制燃烧空气20在进气系统28的左分支24和右分支26之间的分布。穿过左分支24的燃烧空气20通过进气通道30、32、34和36被输送至EGR产生气缸12中的每一个中。进气通道30、32、34和36将压缩的燃烧空气通过进气口38输送至左排14的EGR产生气缸12。穿过右分支26的燃烧空气20通过进气通道40、42、44和46被输送至EGR消耗气缸16中的每一个中。进气通道40、42、44和46将压缩的燃烧空气通过进气口48输送至右排18的EGR消耗气缸16。
燃烧空气20与产生EGR的燃料流50在EGR产生气缸12中混合并在其中燃烧。诸如火花塞52的一个或多个点火装置定位成与EGR产生气缸12连通并且用来在适当的时间点燃EGR产生气缸12中的燃料空气混合物。类似地，燃烧空气20与消耗EGR的燃料流54在EGR消耗气缸16中混合并在其中燃烧。诸如火花塞56的一个或多个点火装置定位成与EGR消耗气缸16连通并且用来在适当的时间点燃EGR消耗气缸16中的燃料空气混合物。
在一个示例性实施例中，参照内燃发动机系统10的左排14，由产生EGR的燃料流50和燃烧空气20在EGR产生气缸12中的燃烧产生的再循环排气58通过与EGR导管62流体连通的一个或多个排气口60而从每个气缸12中被移除。EGR导管62将来自排气口60的再循环排气58传送穿过热交换器64至EGR混合器66，EGR混合器66将再循环排气58与进气流68混合以产生燃烧空气20。热交换器64冷却再循环排气58，以便在与燃烧空气20混合时产生更冷且因此密度更大的流。热交换器64可具有空冷或液体冷却配置。
在一个示例性实施例中，参照内燃发动机系统10的右排18，由消耗EGR的燃料流54和燃烧空气20在EGR消耗气缸16中的燃烧产生的排放排气70通过与排气排放系统74流体连通的一个或多个排气口72而从每个气缸16中被移除。排气排放系统74将来自排气口72的排放排气70传送穿过排气处理系统76，然后释放到大气中。排气处理系统76可包括各种排气处理装置，例如催化转化器、选择性催化还原装置、颗粒物捕集器或它们的组合。
在一个示例性实施例中，在每个EGR产生气缸12中与燃烧空气20混合的燃料的量受控制，使得每个EGR产生气缸12以定制的空气和燃料水平工作；该水平可由与各种发动机、车辆和排气系统传感器信号通信的发动机控制器确定。由于从EGR产生气缸12排出的排气在释放到大气中之前将被再循环并最终在EGR消耗气缸16中的一个内被摄取，在每个EGR产生气缸12中的定制的空气和燃料水平可以被优化以实现选定的目标，例如发动机效率、功率和可操作性。
由于由EGR消耗气缸16产生的排气将被直接释放或在排气处理系统中处理之后释放到大气中，这些EGR消耗气缸16中的空气和燃料混合物可用来满足多个目标，例如发动机效率、功率和可操作性以及排放标准。因此，EGR消耗气缸16享有与来自EGR产生气缸12的EGR的摄取相关联的有益效果。这些有益效果包括降低的燃烧温度和相关的NOx水平，允许在其余气缸中具有增加的氢气水平的更浓水平的EGR，从而改善抗爆震性、燃料消耗和燃烧稳定性，同时仍然允许在排气处理系统中维持化学计量比的气体以与催化剂处理装置兼容。因此，再循环排气58与环境空气68混合产生燃烧空气20有助于减少在低负荷时的节流损失，并且改善爆震耐受性，同时降低排放排气70中的氮氧化物(“NOx”)水平。
在一个示例性实施例中，EGR产生气缸12和EGR消耗气缸16与包括活塞(未示出)的旋转组相互作用，这些活塞各自与相应的气缸相关联并通过相应的连接杆(未示出)连接到相应的曲柄销，该曲柄销设置在单个曲轴上。在一个示例性实施例中，由布置在左排14中的每个EGR产生气缸12限定的中心轴线平行于且共面于由布置在左排14中的每个其它EGR产生气缸12限定的每个其它中心轴线。因此，EGR产生气缸12的中心轴线限定左排平面15。在一个示例性实施例中，由布置在右排18中的每个EGR消耗气缸16限定的中心轴线平行于且共面于由布置在右排18中的每个其它EGR消耗气缸16限定的每个其它中心轴线。因此，EGR消耗气缸16的中心轴线限定右排平面19。在V形配置实施例中，左排平面15和右排平面19大约在曲轴旋转轴线处相交并形成在左排平面15和右排平面19之间的发动机缸体角21。在一个示例性实施例中，发动机缸体角21为大约90度。
在一个示例性实施例中，如图3所示，内燃发动机的曲轴300包括在曲轴旋转轴线312上依次对齐的多个主轴颈302、304、306、308、310。第一曲柄销314围绕第一曲柄销轴线316设置且定位在第一主轴颈302和第二主轴颈304之间。第二曲柄销318围绕第二曲柄销轴线320设置且也定位在第一主轴颈302和第二主轴颈304之间。第三曲柄销322围绕第三曲柄销轴线324设置且定位在第二主轴颈304和第三主轴颈306之间。
第四曲柄销326围绕第四曲柄销轴线328设置且也定位在第二主轴颈304和第三主轴颈306之间。第五曲柄销330围绕第五曲柄销轴线332设置且定位在第三主轴颈306和第四主轴颈308之间。第六曲柄销334围绕第六曲柄销轴线336设置且也定位在第三主轴颈306和第四主轴颈308之间。第七曲柄销338围绕第七曲柄销轴线340设置且定位在第四主轴颈308和第五主轴颈310之间。第八曲柄销342围绕第八曲柄销轴线344设置且也定位在第四主轴颈308和第五主轴颈310之间。
因此，八个曲柄销314、318、322、326、330、334、338、342中的每一个围绕相应的曲柄销轴线316、320、324、328、332、336、340、344设置且定位在五个主轴颈302、304、306、308、310中的两个之间。在一个示例性实施例中，八个曲柄销314、318、322、326、330、334、338、342成对布置(例如，314和318、322和326、330和334、338和342)，每对曲柄销设置在至少五个主轴颈302、304、306、308、310中的两个之间(例如，曲柄销314和318设置在主轴颈302和304之间，曲柄销322和326设置在主轴颈304和306之间，曲柄销330和334设置在主轴颈306和308之间，并且曲柄销338和342设置在主轴颈308和310之间)。在一个示例性实施例中，每个曲柄销轴线316、320、324、328、332、336、340、344布置成平行于曲轴旋转轴线312且与曲轴旋转轴线312径向隔开。
如上所述，布置在左排14中的EGR产生气缸12将与布置在右排18中的EGR消耗气缸16不同地工作。例如，布置在左排14中的EGR产生气缸12将以与布置在右排18中的EGR消耗气缸16不同的燃料空气比工作。因此，在各个气缸中产生的随其排量变化的功率(即，比功率)可以不同于其它气缸的功率。此外，作为左排14和右排18吸气方式的结果，燃烧空气20由再循环排气58构成的程度取决于布置在左排14中的EGR产生气缸12与布置在右排18中的EGR消耗气缸16的相对排量。为了至少部分地补偿比功率输出中的这些变化并且为了产生理想水平的EGR，可能有利的是能够相对于其它气缸的排量而修改气缸中的一个或多个的排量，并且特别地相对于EGR消耗气缸的排量而修改EGR产生气缸的排量。
以具有不同排量的气缸操作可能不仅有利于对不同的比功率输出进行补偿，而且也有利于在来自一个或多个气缸的排气将在其它气缸中被完全再摄取时调整发动机中的EGR水平。这可以通过相对于EGR消耗气缸的行程增加或减小EGR产生气缸的行程而实现。改变各个气缸的排量的能力允许发动机设计者有效地权衡输送至每个EGR消耗气缸的EGR的量与将由气缸产生的功的量。这种能力可使发动机设计者能够基于功率输出、燃料消耗和排放限制寻求对多个并存的设计约束的解决方案(即在这些设计约束之间权衡)。
由于排量是行程和缸径的函数，可通过改变这些参数中任一个或两者来调整气缸排量。在一个示例性实施例中，每个EGR产生气缸12的缸径为85.0mm，而每个EGR消耗气缸16的缸径为96.5mm。每个EGR产生气缸12的行程为75.0mm，而每个EGR消耗气缸16的行程为92.0mm。相应地，四个EGR产生气缸12的总排量为1702cc，而四个EGR消耗气缸16的总排量为2691cc。由于再循环排气58与进气流68混合产生燃烧空气20，再循环排气58所占的燃烧空气20的分数(即，EGR分数)约等于(a)四个EGR产生气缸12的总排量与(b)四个EGR产生气缸12的总排量和四个EGR消耗气缸16的总排量之和的比率。在上述示例性实施例中，该EGR分数为大约38.7%。
在一个示例性实施例中，第一曲柄销314机械联接到与第一EGR产生气缸317相互作用的活塞，并且第一曲柄销轴线316与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离315。类似地，第三曲柄销322机械联接到与第二EGR产生气缸325相互作用的活塞，并且第三曲柄销轴线324与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离323。第五曲柄销330也机械联接到与第三EGR产生气缸333相互作用的活塞，并且第五曲柄销轴线332与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离331。第七曲柄销338机械联接到与第四EGR产生气缸341相互作用的活塞，并且第七曲柄销轴线340与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离339。在一个示例性实施例中，半行程距离315、323、331和339彼此相等(即，等于第一半行程距离)。
在一个示例性实施例中，第二曲柄销318机械联接到与第一EGR消耗气缸321相互作用的活塞。第二曲柄销轴线320与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离319。类似地，第四曲柄销326机械联接到与第二EGR消耗气缸329相互作用的活塞，并且第四曲柄销轴线328与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离327。第六曲柄销334机械联接到与第三EGR消耗气缸337相互作用的活塞，并且第六曲柄销轴线336与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离335。第八曲柄销342机械联接到与第四EGR消耗气缸345相互作用的活塞，并且第八曲柄销轴线344与曲轴旋转轴线312径向间隔半行程距离343。在一个示例性实施例中，半行程距离319、327、335和343彼此相等(即，等于第二半行程距离)。在一个示例性实施例中，半行程距离319、327、335和343大于半行程距离315、323、331和339。
第一对曲柄臂346接合到第一曲柄销314和第二曲柄销318以用于在第一曲柄销314、第二曲柄销318和第一对曲柄臂346之间传递力。曲柄臂346中的每一个也接合到相应的主轴颈302、304以用于在第一对曲柄臂346和主轴颈302、304之间传递扭矩。第二对曲柄臂348接合到第三曲柄销322和第四曲柄销326以用于在第三曲柄销322、第四曲柄销326和第二对曲柄臂348之间传递力。曲柄臂348中的每一个也接合到相应的主轴颈304、306以用于在第二对曲柄臂348和主轴颈304、306之间传递扭矩。第三对曲柄臂350接合到第五曲柄销330和第六曲柄销334以用于在第五曲柄销330、第六曲柄销334和第三对曲柄臂350之间传递力。曲柄臂350中的每一个也接合到相应的主轴颈306、308以用于在第三对曲柄臂350和主轴颈306、308之间传递扭矩。第四对曲柄臂352接合到第七曲柄销338和第八曲柄销342以用于在第七曲柄销338、第八曲柄销342和第四对曲柄臂352之间传递力。曲柄臂352中的每一个也接合到相应的主轴颈308、310以用于在第三对曲柄臂352和主轴颈308、310之间传递扭矩。
在一个示例性实施例中，曲柄销314、318、322、326、330、334、338和342布置成使相对于其相关联的气缸“近均匀点火”(near-even fire)燃烧序列成为可能。因此，在具有四个EGR产生气缸12和四个EGR消耗气缸16的示例性实施例中，在约720度的曲轴旋转过程中产生八个几乎均匀地间隔的点火事件。在一个示例性实施例中，由于示例性发动机的八个气缸包括相同数量的EGR产生气缸12和EGR消耗气缸16，与EGR产生气缸12相关联的点火事件和与EGR消耗气缸16相关联的点火事件交替进行。
在一个示例性实施例中，在大约90度的曲轴旋转之后，与第一EGR产生气缸317相关联的点火事件之后是第一EGR消耗气缸321的点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约180度的旋转)之后，第一EGR消耗气缸321的点火事件之后是与诸如第三EGR产生气缸333的另一个EGR产生气缸相关联的点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约270度的旋转)之后，发生诸如第三EGR消耗气缸337的EGR消耗气缸的另一个点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约360度的旋转)之后，发生与诸如第四EGR产生气缸341的EGR产生气缸相关联的另一个点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约450度的旋转)之后，发生诸如第四EGR消耗气缸345的另一个EGR消耗气缸的点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约540度的旋转)之后，发生与诸如第二EGR产生气缸325的另一个EGR产生气缸相关联的点火事件。在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约630度的旋转)之后，发生诸如第二EGR消耗气缸329的另一个EGR消耗气缸的点火事件。最后，在另一个大约90度的曲轴旋转(即，总共大约720度的旋转)之后，再次发生诸如第一EGR产生气缸317的另一个EGR消耗气缸的点火事件，从而继续循环。
在一个示例性实施例中，第一EGR产生气缸317和第一EGR消耗气缸321的顺序点火之后是第三EGR产生气缸333和第三EGR消耗气缸337的顺序点火。第三EGR产生气缸333和第三EGR消耗气缸337的顺序点火之后是第四EGR产生气缸341和第四EGR消耗气缸345的顺序点火。第四EGR产生气缸341和第四EGR消耗气缸345的顺序点火之后是第二EGR产生气缸325和第二EGR消耗气缸329的顺序点火。最后，第二EGR产生气缸325和第二EGR消耗气缸329的顺序点火之后是第一EGR产生气缸317和第一EGR消耗气缸321的顺序点火，以便开始重复点火序列。
在一个示例性实施例中，第一曲柄销314通过连接杆(未示出)联接到设置在第一EGR产生气缸317中的活塞(未示出)。第一EGR产生气缸317被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第一曲柄销314的活塞与第一EGR产生气缸317中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。
类似地，第三曲柄销322通过连接杆(未示出)联接到设置在第二EGR产生气缸325中的活塞(未示出)。第二EGR产生气缸325被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第三曲柄销322的活塞与第二EGR产生气缸325中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。
在一个示例性实施例中，与第二EGR产生气缸325相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约540度时发生。相应地，如图4所示，第三曲柄销322设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，使得与第三曲柄销322相关联的活塞在与第一曲柄销314相关联的活塞到达其行程顶点之后大约180度到达其行程顶点。由于第三曲柄销322设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，第三曲柄销轴线324设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面399中。
类似地，第五曲柄销330通过连接杆(未示出)联接到设置在第三EGR产生气缸333中的活塞(未示出)。第三EGR产生气缸333被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第五曲柄销330的活塞与第三EGR产生气缸333中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第三EGR产生气缸333相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约180度时发生。相应地，如图4所示，第五曲柄销330设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，使得与第五曲柄销330相关联的活塞在与第一曲柄销314相关联的活塞到达其行程顶点之后大约180度到达其行程顶点。由于第五曲柄销330设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，第五曲柄销轴线332设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
类似地，第七曲柄销338通过连接杆(未示出)联接到设置在第四EGR产生气缸341中的活塞(未示出)。第四EGR产生气缸341被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第七曲柄销338的活塞与第四EGR产生气缸341中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第四EGR产生气缸341相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约360度时发生。相应地，如图4所示，第七曲柄销338设置在与第一曲柄销314大约相同的旋转位置(即，从第一曲柄销314的位置开始旋转大约0度)，使得与第五曲柄销338相关联的活塞在与第一曲柄销314相关联的活塞到达其行程顶点大约同时到达其行程顶点。由于第七曲柄销338设置在与第一曲柄销314大约相同的旋转位置，第七曲柄销轴线340设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
类似地，第二曲柄销318通过连接杆(未示出)联接到设置在第一EGR消耗气缸321中的活塞(未示出)。第一EGR消耗气缸321被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第二曲柄销318的活塞与第一EGR消耗气缸321中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第一EGR消耗气缸321相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约90度时发生。在其中EGR产生气缸12的排平面15定向成与EGR消耗气缸16的排平面19相距90度的一个示例性实施例中，在诸如第一EGR消耗气缸321的EGR消耗气缸中工作的活塞可以在于第一EGR产生气缸317中工作的活塞到达其行程顶点之后曲轴旋转大约90度时到达其行程顶点，尽管如此，如图4所示，第二曲柄销318设置在与第一曲柄销314大约相同的旋转位置。由于第二曲柄销318设置在与第一曲柄销314大约相同的旋转位置，第二曲柄销轴线320设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
类似地，第四曲柄销326通过连接杆(未示出)联接到设置在第二EGR消耗气缸329中的活塞(未示出)。第二EGR消耗气缸329被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第四曲柄销326的活塞与第二EGR消耗气缸329中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第二EGR消耗气缸329相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约630度时发生。在其中EGR产生气缸12的排平面15定向成与EGR消耗气缸16的排平面19相距90度的一个示例性实施例中，在诸如第二EGR消耗气缸329的EGR消耗气缸中工作的活塞可以在于第一EGR产生气缸317中工作的活塞到达其行程顶点之后曲轴旋转大约630度时到达其行程顶点，只要第四曲柄销326设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，如图4所示。由于第四曲柄销326设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，第四曲柄销轴线328设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
类似地，第六曲柄销334通过连接杆(未示出)联接到设置在第三EGR消耗气缸337中的活塞(未示出)。第三EGR消耗气缸337被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第六曲柄销334的活塞与第三EGR消耗气缸337中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第三EGR消耗气缸337相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约270度时发生。在其中EGR产生气缸12的排平面15定向成与EGR消耗气缸16的排平面19相距90度的一个示例性实施例中，在诸如第三EGR消耗气缸337的EGR消耗气缸中工作的活塞可以在于第一EGR产生气缸317中工作的活塞到达其行程顶点之后曲轴旋转大约270度时到达其行程顶点，只要第六曲柄销334设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，如图4所示。由于第六曲柄销334设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，第四曲柄销轴线336设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
类似地，第八曲柄销342通过连接杆(未示出)联接到设置在第四EGR消耗气缸345中的活塞(未示出)。第四EGR消耗气缸345被配置成(即，阀门被定时打开和关闭)以四冲程燃烧循环工作。因此，当曲轴300围绕曲轴旋转轴线312旋转时，联接到第八曲柄销342的活塞与第四EGR消耗气缸345中的工作流体(即，燃料、空气和EGR混合物)相互作用并且曲轴每旋转720度遭遇一次燃烧事件。在一个示例性实施例中，与第四EGR消耗气缸345相关联的燃烧事件在第一EGR产生气缸317点火之后曲轴旋转大约450度时发生。在其中EGR产生气缸12的排平面15定向成与EGR消耗气缸16的排平面19相距90度的一个示例性实施例中，在诸如第四EGR消耗气缸345的EGR消耗气缸中工作的活塞可以在于第一EGR产生气缸317中工作的活塞到达其行程顶点之后曲轴旋转大约450度时到达其行程顶点，只要第八曲柄销342设置在与第一曲柄销314大约相同的旋转位置，如图4所示。由于第八曲柄销342设置成离第一曲柄销314的位置大约180度，第八曲柄销轴线344设置在与第一曲柄销轴线316和曲轴旋转轴线312大约相同的平面中。
根据该实施例，第一曲柄销314、第二曲柄销318、第七曲柄销338和第八曲柄销342均定向在曲轴的大约相同的旋转位置。此外，第三曲柄销322、第四曲柄销326、第五曲柄销330和第六曲柄销334均定向在曲轴的大约相同的旋转位置，旋转离开第一曲柄销314、第二曲柄销318、第七曲柄销338和第八曲柄销342的位置(即与之异相)大约180度。因此，第一曲柄销轴线316、第二曲柄销轴线320、第三曲柄销轴线324、第四曲柄销轴线328、第五曲柄销轴线332、第六曲柄销轴线336、第七曲柄销轴线340和第八曲柄销轴线344均与曲轴旋转轴线312大约布置在单个平面中。
相应地，在一个示例性实施例中，与EGR产生气缸中的两个相关联的曲柄销(例如，第一曲柄销314和第七曲柄销338)以及与EGR消耗气缸中的两个相关联的曲柄销(例如，第二曲柄销318和第八曲柄销342)均彼此大约同相地定位(即，大约定位成围绕曲轴旋转轴线同相旋转)。此外，与EGR产生气缸中的另两个相关联的曲柄销(例如，第三曲柄销322和第五曲柄销330)以及与EGR消耗气缸中的另两个相关联的曲柄销(例如，第四曲柄销326和第六曲柄销334)均定位成与首先提及的两个EGR产生气缸的曲柄销(例如，第一曲柄销314和第七曲柄销338)以及与首先提及的两个EGR消耗气缸相关联的曲柄销(例如，第二曲柄销318和第八曲柄销342)异相大约180度。这样的配置将在约720度的曲轴旋转过程中产生8个基本上均匀地间隔的点火或燃烧事件。
图5示出了对于示例性发动机旋转组而言在相对活塞位置和曲轴旋转位置之间的示例性关系500。在一个示例性实施例中，如图4所示，第一曲柄销314、第二曲柄销318、第七曲柄销338和第八曲柄销342设置在曲轴300的第一旋转位置，使得设置在第一EGR产生气缸317和第四EGR产生气缸341中的活塞在大约相同旋转位置517、541处到达其行程顶点(即，TDC)，并且使得设置在第一EGR消耗气缸321和第四EGR消耗气缸345中的活塞在随后大约90度(即，在曲轴旋转大约90度之后)的旋转位置521、545处到达其行程顶点(即，TDC)。此外，第三曲柄销322、第四曲柄销326、第五曲柄销330和第六曲柄销334设置在与第一位置异相大约180度的曲轴300的第二旋转位置，使得设置在第二EGR产生气缸325和第三EGR产生气缸333中的活塞在曲轴旋转大约180度之后的曲轴旋转位置525、533处到达其行程顶点(即，TDC)，并且使得设置在第二EGR消耗气缸329和第三EGR消耗气缸337中的活塞在曲轴旋转大约270度之后的曲轴旋转位置529、537到达其行程顶点(即，TDC)。
在0度的近似旋转位置517(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第一曲柄销314定位成使得与第一EGR产生气缸317相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第一EGR产生气缸317中发生第一燃烧或点火事件501。在90度的近似旋转位置521(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第二曲柄销318定位成使得与第一EGR消耗气缸321相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第一EGR消耗气缸321中发生第二燃烧或点火事件502。在180度的近似旋转位置533(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第五曲柄销330定位成使得与第三EGR产生气缸333相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第三EGR产生气缸333中发生第三燃烧或点火事件503。在270度的近似旋转位置537(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第六曲柄销334定位成使得与第三EGR消耗气缸337相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第三EGR消耗气缸337中发生第四燃烧或点火事件504。
在360度的近似旋转位置541(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第七曲柄销338定位成使得与第四EGR产生气缸341相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第四EGR产生气缸341中发生第五燃烧或点火事件505。在450度的近似旋转位置545(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第八曲柄销342定位成使得与第四EGR消耗气缸345相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第四EGR消耗气缸345中发生第六燃烧或点火事件506。在540度的近似旋转位置525(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第三曲柄销322定位成使得与第二EGR产生气缸325相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第二EGR产生气缸325中发生第七燃烧或点火事件507。在630度的近似旋转位置529(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第四曲柄销326定位成使得与第二EGR消耗气缸329相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第二EGR消耗气缸329中发生第八燃烧或点火事件。最后，在720度的近似旋转位置517(具有与点火正时的提前或滞后相关联的偏差)处，第一曲柄销314再次定位成使得与第一EGR产生气缸相互作用的活塞处于其行程的顶点，同时在第一EGR产生气缸317中重复第一燃烧或点火事件501。
因此，有利于“近均匀点火”燃烧序列，从而就8缸内燃发动机而言，在曲轴的约720度的旋转过程中发生八个几乎均匀间隔的点火事件。上文已主要结合其在8缸发动机中的应用描述了本发明。内燃发动机领域的技术人员应当清楚，可以容易地想到具有其它缸数和变化的配置的发动机，并且本发明不应也不能局限于本文所提供的这些示例。
虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变，并且可以用等同物替代本发明的要素。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，并非意图将本发明局限于本发明所公开的具体实施例，相反，本发明将包括属于本申请范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在所述至少八个曲柄销中的每一个和所述相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
所述至少八个曲柄销中的至少四个与所述曲轴旋转轴线径向间隔第一半行程距离，并且至少四个剩余曲柄销与所述曲轴旋转轴线径向间隔第二半行程距离。
2.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少八个曲柄销包括四对曲柄销，每对曲柄销设置在所述至少五个主轴颈中的两个之间。
3.根据权利要求2所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述四对曲柄销中的至少一个包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第二半行程距离。
4.根据权利要求2所述的用于内燃发动机的曲轴，其中每对曲柄销包括具有第一曲柄销旋转轴线的第一曲柄销和具有第二曲柄销旋转轴线的第二曲柄销，其中所述第一曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第一半行程距离，并且其中所述第二曲柄销旋转轴线与所述曲轴旋转轴线径向间隔所述第二半行程距离。
5.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
6.根据权利要求3所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
7.根据权利要求4所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述第一半行程距离大于所述第二半行程距离。
8.一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在每个曲柄销和相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
其中所述至少八个曲柄销的每个相应的曲柄销轴线和所述曲轴旋转轴线设置在大约单个平面中。
9.根据权利要求8所述的用于内燃发动机的曲轴，其中所述至少八个曲柄销包括四对曲柄销，每对曲柄销设置在所述至少五个主轴颈中的两个之间。
10.一种用于内燃发动机的曲轴，包括：
至少五个主轴颈，其在曲轴旋转轴线上对齐；以及
至少八个曲柄销，所述至少八个曲柄销中的每一个围绕相应的曲柄销轴线设置且定位在所述至少五个主轴颈之间；
所述相应的曲柄销轴线中的每一个定向成平行于所述曲轴旋转轴线且与所述曲轴旋转轴线径向隔开；
所述至少八个曲柄销中的每一个接合到一对曲柄臂以用于在所述至少八个曲柄销中的每一个和所述相应的一对曲柄臂之间传递力；
每个曲柄臂接合到相应的主轴颈以用于在所述曲柄臂和所述主轴颈之间传递扭矩；
其中第一组曲柄销包括所述至少八个曲柄销中的至少四个，其中第二组曲柄销包括所述至少八个曲柄销中的其余至少四个，并且其中所述第一组曲柄销设置成与所述第二组曲柄销异相大约180度。
CN201310093960.2A 2012-03-23 2013-03-22 用于内燃发动机的曲轴 Expired - Fee Related CN103322017B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/428551 2012-03-23
US13/428,551 US8627744B2 (en) 2012-03-23 2012-03-23 Crankshaft for an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103322017A true CN103322017A (zh) 2013-09-25
CN103322017B CN103322017B (zh) 2016-05-11

Family

ID=49112429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310093960.2A Expired - Fee Related CN103322017B (zh) 2012-03-23 2013-03-22 用于内燃发动机的曲轴

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8627744B2 (zh)
CN (1) CN103322017B (zh)
DE (1) DE102013204795A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015215376B4 (de) * 2015-08-12 2018-11-08 Ford Global Technologies, Llc Abgasanlage für einen Fahrzeugmotor
US10385771B2 (en) * 2017-08-28 2019-08-20 Southwest Research Institute Crank pin offset in dedicated exhaust gas engines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3116724A (en) * 1960-01-13 1964-01-07 Schweizerische Lokomotiv Internal combustion engines
CN1460800A (zh) * 2002-05-21 2003-12-10 曼B与W狄赛尔公司 用于大型十字头二冲程内燃机的曲轴
US20050263115A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-01 Nissan Motor Co., Ltd. V-type 8-cylinder four cycle internal combustion engine
DE102008036174A1 (de) * 2008-08-02 2009-11-12 Audi Ag Schmierölversorgung für mindestens ein Pleuellager einer Kurbelwelle und Verfahren hierzu
DE102009023295A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-09 Audi Ag Kurbelwelle und Verfahren zum Härten einer Kurbelwelle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1202741A (en) * 1915-05-12 1916-10-24 Julius Landgraf Internal-combustion engine.
US1916522A (en) * 1930-01-04 1933-07-04 Gen Motors Corp V-8 engine
US2793625A (en) * 1954-10-01 1957-05-28 Gen Motors Corp Engine frame
SU435367A1 (zh) * 1972-01-04 1974-07-05 Ш. Рубинштейн, Л. Л. Решес , А. Г. Александровский
US5513601A (en) * 1994-03-01 1996-05-07 Benson; Robert A. Aircraft engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3116724A (en) * 1960-01-13 1964-01-07 Schweizerische Lokomotiv Internal combustion engines
CN1460800A (zh) * 2002-05-21 2003-12-10 曼B与W狄赛尔公司 用于大型十字头二冲程内燃机的曲轴
US20050263115A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-01 Nissan Motor Co., Ltd. V-type 8-cylinder four cycle internal combustion engine
DE102008036174A1 (de) * 2008-08-02 2009-11-12 Audi Ag Schmierölversorgung für mindestens ein Pleuellager einer Kurbelwelle und Verfahren hierzu
DE102009023295A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-09 Audi Ag Kurbelwelle und Verfahren zum Härten einer Kurbelwelle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013204795A1 (de) 2013-09-26
CN103322017B (zh) 2016-05-11
US8627744B2 (en) 2014-01-14
US20130247714A1 (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103547789A (zh) 用于内燃发动机的曲轴
US8904786B2 (en) Internal combustion engine
CN102733936B (zh) 内燃发动机
US9062632B2 (en) Internal combustion engine for a motor vehicle
CN102734003A (zh) 内燃发动机
CN103322018A (zh) 用于内燃发动机的曲轴
CN204060917U (zh) 用于气体燃料内燃发动机的燃烧装置
CN101672221A (zh) 八冲程发动机循环
CN103244547B (zh) 用于内燃发动机的曲轴
CN103322017B (zh) 用于内燃发动机的曲轴
US9091233B2 (en) EGR system using dedicated EGR cylinders
US9004047B2 (en) Engine assembly having a baffle in the intake manifold
US7762219B2 (en) Recirculation system for motor
CN104213993A (zh) 用于操作内燃发动机的方法
EP1083311B1 (en) Engine with a supercharger
US20130158839A1 (en) Method for operating a multi-fuel internal combustion engine by means of two control units, and multi-fuel internal combustion engine which operates in accordance with the method according to the invention
CN102966473B (zh) 一种火花点火式内燃机的进气歧管
JPH1037830A (ja) 内燃機関
JPS62135615A (ja) 過給式内燃機関
KR20110011689U (ko) 내연 기관
CN86108743A (zh) 六缸汽油机新型进气歧管

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee