CN103726958B - 带有双端口egr的入口歧管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种入口歧管，其包括气室、一对中间流道、以及两对终端流道。公共的EGR通道与一对EGR喷射器流体连通，每个EGR喷射器与相应的中间流道流体连通。每个中间流道从其相应的EGR喷射器接收EGR分支流，并且将EGR分支流与来自气室的入口空气分支流组合以形成EGR加载流。每个中间流道与一对终端流道流体连通，用于在终端流道之间分配其EGR加载流。
Description
技术领域
本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机的入口歧管，并且更具体而言涉及用于直列四缸内燃发动机的入口歧管，其中，公共的EGR通道被分割以便将EGR分配给一对中间入口流道，并且其中，中间入口流道的每一个被分割以形成四个终端入口流道，每个终端入口流道载送相对恒定比例的EGR。
背景技术
随着对车辆经济性特别是车辆燃料经济性的增加的关注，汽车制造商转向更加小型且更轻型的车辆以及独特的车辆动力系，以便提高效率。在大部分传统的内燃发动机中使用再循环排气（EGR）来辅助降低低负荷下的节流损失，并且改善爆震耐受度并且在高发动机负荷下降低排气中的氮氧化物（NOx）的水平。在化学计量比的贫侧运行并且从而易于排出较高水平的NOx排放物的内燃发动机中，EGR作为排放物降低物尤其重要。很多发动机设计现在要求增加排气再循环的流率，以改善燃料经济性。
然而，对于发动机设计者来说，在通常由小的发动机架构所产生的几何约束内满足增加的EGR流量水平的需求而不负面地影响各个气缸之间的EGR流量平衡可能是有挑战性的。大的EGR输送体积通常需要大的进气歧管体积，其对应于增加的重量和成本，同时降低发动机节气门响应和EGR响应。此外，封装问题可能造成EGR控制阀位于与节气门体相对靠近的近处。结果，节气门体结冰问题也可能影响EGR控制系统。封装问题还可能导致流道之间的进气空气流量不平衡和EGR输送不平衡。这种EGR输送不平衡，尤其是EGR输送系统为每个单个气缸提供了专用的EGR输送通道，能够导致发动机诊断系统的问题。
因此，期望具有提供改善的EGR输送能力以改善燃料经济性的入口歧管。
发明内容
在示例性实施例中，入口歧管包括用于接收入口空气的气室。第一中间流道与气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在第一中间流道中形成入口空气的第一分支流。第二中间流道与气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在第二中间流道中形成入口空气的第二分支流。公共EGR通道设置成用于从EGR源接收EGR。第一EGR喷射器与公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流。第二EGR喷射器与公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流。
第一中间流道与第一EGR喷射器流体连通，用于从第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流。第二中间流道与第二EGR喷射器流体连通，用于接收EGR的第二分支流并且将EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流。第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在第一终端流道和第二终端流道之间分配第一EGR加载流。第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在第三终端流道和第四终端流道之间分配第二EGR加载流。
在另一示例性实施例中，内燃发动机包括四个发动机气缸、气缸盖、和入口歧管。发动机气缸以直列构造布置，每个发动机气缸具有设置在其中的活塞，用于通过在气缸中执行的内燃过程而提取功。气缸盖限定四个入口端口，每个入口端口与四个发动机气缸中的相应一个流体连通。入口歧管包括用于接收入口空气的气室。第一中间流道与气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在第一中间流道中形成入口空气的第一分支流。第二中间流道与气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在第二中间流道中形成入口空气的第二分支流。
公共EGR通道设置成用于从EGR源接收EGR。第一EGR喷射器与公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流。第二EGR喷射器与公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流。第一中间流道与第一EGR喷射器流体连通，用于从第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流。第二中间流道与第二EGR喷射器流体连通，用于接收EGR的第二分支流并且将EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流。
第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在第一终端流道和第二终端流道之间分配第一EGR加载流。第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在第三终端流道和第四终端流道之间分配第二EGR加载流。第一终端流道、第二终端流道、第三终端流道和第四终端流道各与四个入口端口中的相应一个流体连通。
此外，本发明还涉及以下技术方案。
1.一种用于内燃发动机的入口歧管，所述入口歧管包括：
用于接收入口空气的气室；
第一中间流道，所述第一中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在所述第一中间流道中形成入口空气的第一分支流；
第二中间流道，所述第二中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在所述第二中间流道中形成入口空气的第二分支流；
公共EGR通道，用于从EGR源接收EGR；
第一EGR喷射器，所述第一EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在所述第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流；
第二EGR喷射器，所述第二EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在所述第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流；
所述第一中间流道与所述第一EGR喷射器流体连通，用于从所述第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将所述EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流；
所述第二中间流道与所述第二EGR喷射器流体连通，用于接收所述EGR的第二分支流并且将所述EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流；
所述第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间分配所述第一EGR加载流；以及
所述第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间分配所述第二EGR加载流。
2.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一中间流道构造成用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间以基本上相等的比例来分配所述第一EGR加载流。
3.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二中间流道构造成用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间以基本上相等的比例来分配所述第二EGR加载流。
4.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述气室构造成用于在所述第一中间流道和所述第二中间流道之间以基本上相等的比例来分配入口空气。
5.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述公共的EGR通道构造成用于在所述第一EGR喷射器和所述第二EGR喷射器之间以基本上相等的比例来分配EGR。
6.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述公共的EGR通道包括EGR流量控制系统。
7.如技术方案6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于从所述流量控制阀上游感测的压力来控制所述流量控制阀。
8.如技术方案6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于从所述流量控制阀下游感测的压力来控制所述流量控制阀。
9.如技术方案6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于感测的阀位置来控制所述流量控制阀。
10.如技术方案6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于感测的EGR温度来控制所述流量控制阀。
11.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第一终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
12.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第二终端流道和内发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和另一内发动机气缸之间的流体连通。
13.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第四终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第四终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第二终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
14.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一终端流道和所述第二终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第一终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第二终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
15.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第二终端流道和内发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和另一内发动机气缸之间的流体连通。
16.如技术方案1所述的入口歧管，其特征在于，所述第三终端流道和所述第四终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第四终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
17.一种内燃发动机，包括：
以直列构造布置的四个发动机气缸，每个发动机气缸具有设置在其中的活塞，用于通过在其中执行的内燃过程而提取功；
限定四个入口端口的气缸盖，每个入口端口与所述四个发动机气缸中的相应一个流体连通；以及
入口歧管，所述入口歧管包括：
用于接收入口空气的气室；
第一中间流道，所述第一中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在所述第一中间流道中形成入口空气的第一分支流；
第二中间流道，所述第二中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在所述第二中间流道中形成入口空气的第二分支流；
公共EGR通道，用于从EGR源接收EGR；
第一EGR喷射器，所述第一EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在所述第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流；
第二EGR喷射器，所述第二EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在所述第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流；
所述第一中间流道与所述第一EGR喷射器流体连通，用于从所述第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将所述EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流；
所述第二中间流道与所述第二EGR喷射器流体连通，用于接收所述EGR的第二分支流并且将所述EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流；
所述第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间分配所述第一EGR加载流；以及
所述第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间分配所述第二EGR加载流；
其中，所述第一终端流道、第二终端流道、第三终端流道和第四终端流道各与所述四个入口端口中的相应一个流体连通。
18.如技术方案17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述第一终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第三终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第二终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
19.如技术方案17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述第一终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第二终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第三终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
20.如技术方案17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，相邻内发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述第三终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第二终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第一终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
当结合附图，从下面的本发明详细描述中，本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点将变得清楚。
附图说明
其它目的、特征、优势和细节在仅通过示例的方式的实施例的以下详细说明中显而易见，所述详细说明参考附图，在附图中：
图1是示例性入口歧管的示意图，该入口歧管带有结合的EGR输送系统；
图2是用于图1中所示的EGR输送系统的示例性电子控制的示意图；
图3是示例性入口歧管的示意图，该入口歧管带有结合的EGR输送系统；
图4是示例性入口歧管的示意图，该入口歧管带有结合的EGR输送系统；以及
图5是示例性入口歧管的示意图，该入口歧管带有结合的EGR输送系统。
具体实施方式
以下说明在本质上仅仅是示例性的，而并不是为了限制本公开、其应用或用途。应当明白在所有附图中，相应的附图标记指示类似的或者相应的部件和特征。
现在参考图1，本发明的示例性实施例涉及带有结合的EGR输送系统的入口歧管100。如图1所示，入口歧管100包括气室102，该气室102从电子控制的节气门体106接收入口空气104。气室102与第一中间流道110的进入端108和第二中间流道114的进入端112流体连通。气室102的尺寸设计成将适当体积的空气在气室102内以较低的速度提供给相关联的发动机，以便使得当入口空气104行进通过气室102时具有较低的压力损失。
在其相应的进入端108，第一中间流道110从气室102接收入口空气的第一分支流116。类似地，在其相应的进入端112，第二中间流道114从气室102接收入口空气的第二分支流118。在示例性实施例中，气室构造成用于在第一中间流道和第二中间流道之间以基本上相等的比例来分配入口空气。为了实现这种相等的流量分配，尤其是可能需要补偿非均匀压力分配时，可以基于流量/压力预测和/或测量值来调整流路面积和轮廓。
在示例性实施例中，第一中间流道110采用第一入口分流器120，该第一入口分流器120操作成将入口空气的第一分支流116分为第一终端入口流122和第二终端入口流124。第一入口分流器120的第一下游腿126与第一终端流道128流体连通，并且将第一终端入口流122输送到第一终端流道128。第一入口分流器120的第二下游腿130与第二终端流道132流体连通，并且将第二终端入口流124输送到第二终端流道132。在示例性实施例中，第一中间流道构造成用于在第一终端流道128和第二终端流道132之间以基本上相等的比例来分配其载送的流（即，与以下所述的EGR176混合的入口空气的第一分支流116）。为了实现这种相等的流量分配，尤其是可能需要补偿非均匀压力分配时，可以基于流量/压力预测和/或测量值来调整流路面积和轮廓。
第二中间流道114采用第二入口分流器134，该第二入口分流器134操作成将入口空气的第二分支流118分为第三终端入口流136和第四终端入口流138。第二入口分流器134的第三下游腿140与第三终端流道142流体连通，并且将第三终端入口流136输送到第三终端流道142。第二入口分流器134的第四下游腿144与第四终端流道146流体连通，并且将第四终端入口流138输送到第四终端流道146。在示例性实施例中，第二中间流道114构造成用于在第三终端流道142和第四终端流道146之间以基本上相等的比例来分配其载送的流（即，与以下所述的EGR176混合的入口空气的第二分支流118）。为了实现这种相等的流量分配，尤其是可能需要补偿非均匀压力分配时，可以基于流量/压力预测和/或测量值来调整流路面积和轮廓。
第一、第二、第三和第四终端流道128、132、142、146各终止在气缸盖安装凸缘148，其位置使得当入口歧管100（例如，通过气缸盖安装凸缘148）固定到气缸盖158时便于各个终端流道128、132、142、146和气缸盖158的相应的进气端口150、152、154、156之间的流体连通。每个终端流道128、132、142、146的尺寸和构造使得载送适当充量的燃烧空气以便供应其相关联的气缸1、3、2、4所需。燃烧空气的充量包括从气室102提取的空气以及由EGR源160所供应的EGR176。EGR源160通常是发动机排气系统（未示出）。EGR176由公共的EGR通道162从EGR源160载送，在公共的EGR通道162中，EGR流量控制系统164控制EGR176的流量。
应该注意到，每个进气端口150、152、154、156与发动机的相关联的发动机气缸1、2、3、4流体连通。在示出的实施例中，发动机气缸以直列构造布置，但应该懂得，每个发动机气缸具有设置在其中的活塞（未示出），用于通过在发动机气缸中执行的内燃过程提取功。应该懂得，发动机旋转组（未示出）包括联接到活塞（未示出）的曲轴（未示出）。曲轴（未示出）的几何结构决定了在前述内燃过程中发生的事件的顺序。例如，曲轴几何结构决定了在发动机组的气缸中发生的进气事件的正时和顺序。如图1所示，发动机气缸的直列组包括两个外气缸1、4和两个内气缸2、3。外气缸1与内气缸2相邻，并且与内气缸3不相邻。外气缸4与内气缸3相邻，并且与内气缸2不相邻。
在示例性实施例中，如图2所示，EGR流量控制系统164设置在公共EGR通道162中并且包括流量控制阀202，在示出的实施例中，该流量控制阀202包括设置在由流量控制壳体205限定的活塞孔204中的流量控制活塞203。应当认识到其它配量阀构造也是可以的，诸如蝶形阀。流量控制阀202可以在流量控制壳体205内移动（例如，流量控制活塞203可以在活塞孔204内移动）通过一位置范围，该位置范围对应于采用EGR流量控制系统164的特定应用的EGR176的期望的流率范围。在第一端206，流量控制阀202联接到轴208或者构造成使流量控制阀202移动通过其位置范围的其它结构。在第二端210，流量控制阀202成形为限定表面212，该表面212构造成与插入件214的形状协作（当流量控制阀202处于关闭位置时），以提供密封，该密封基本上停止公共EGR通道162中的EGR176的流动。插入件214可以成形为防止EGR176所携带的烟尘或其它污染物的聚集。在一个示例性实施例中，轴208联接到电动马达216并且由其驱动。
在公共EGR通道162中，温度传感器218感测并且将温度信号提供给发动机控制器220。并且在公共EGR通道162中，上游压力传感器222和下游压力传感器224感测并且将上游（相对于流量控制阀202）压力信号和下游（相对于流量控制阀202）压力信号提供给发动机控制器220。活塞位置传感器226感测并且提供指示流量控制阀202的位置的信号给发动机控制器220。基于上游压力信号、下游压力信号、温度信号和活塞位置信号，发动机控制器220确定EGR176的反馈流率。发动机控制器220将EGR176的反馈流率与EGR176的期望流率进行比较，并且致动电动马达216以便移动轴208和流量控制阀202，以获得公共EGR通道162中的期望的EGR176的流率。因此，流量控制阀202可以被调节以精确地满足EGR176的期望的流率。
进一步参考图1，在公共EGR通道162的下游端166，公共EGR通道162与第一EGR喷射器168和第二EGR喷射器170流体连通，并且将EGR176输送到第一EGR喷射器168和第二EGR喷射器170。第一EGR喷射器168将EGR输送到入口空气的第一分支流116，第二EGR喷射器170将EGR176输送到入口空气的第二分支流118。在示例性实施例中，公共EGR通道162构造成用于在第一EGR喷射器168和第二EGR喷射器170之间以基本上相等的比例分配EGR176。为了实现这种相等的流量分配，尤其是可能需要补偿非均匀压力分配时，可以基于流量/压力预测和/或测量值来调整流路面积和轮廓。
在示例性实施例中，如图1所示，第一中间流道110与第一EGR喷射器168流体连通，第二中间流道114与第二EGR喷射器170流体连通。根据该实施例，在第一中间流道110内，EGR的第一分支流172从第一EGR喷射器168被接收并且与入口空气的第一分支流116混合以产生第一EGR加载流178。第一入口分流器120将第一EGR加载流178分开，以产生第一终端入口流122和第二终端入口流124。类似地，在第二中间流道114内，EGR的第二分支流174从第二EGR喷射器170被接收并且与入口空气的第二分支流118混合以产生第二EGR加载流180。第二入口分流器134将第二EGR加载流180分开，以产生第三终端入口流136和第四终端入口流138。
在替代性实施例中，如图3所示，第一入口分流器120与第一EGR喷射器168流体连通，第二入口分流器134与第二EGR喷射器170流体连通。根据该实施例，在第一入口分流器120内，EGR的第一分支流172从第一EGR喷射器168被接收并且与入口空气的第一分支流116混合以产生第一EGR加载流178。类似地，在第二入口分流器134内，EGR的第二分支流174从第二EGR喷射器170被接收并且与入口空气的第二分支流118混合以产生第二EGR加载流180。
如图1、图3、图4和图5所示，第一终端流道128将第一终端入口流122输送到其相关联的进气端口150，并且第二终端流道132将第二终端入口流124输送到其相关联的进气端口152。类似地，第三终端流道142将第三终端入口流136输送到其相关联的进气端口154，第四终端流道146将第四终端入口流138输送到其相关联的进气端口156。在示例性实施例中，与进气端口152（以及因此与第二终端流道132和第一中间流道110和第一EGR喷射器168）相关联的发动机气缸相对于与进气端口150（以及因此与第一终端流道128和第一中间流道110和第一EGR喷射器168）相关联的发动机气缸相差大约半个循环相位地执行其进气事件。类似地，与进气端口156（以及因此与第四终端流道146和第二中间流道114和第二EGR喷射器170）相关联的发动机气缸相对于与进气端口154（以及因此与第三终端流道142和第二中间流道114和第二EGR喷射器170）相关联的发动机气缸相差大约半个循环相位地执行其进气事件。
因此，当和与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相对均匀间隔（即，彼此之间相差大约半个循环相位）执行其进气事件的发动机配对时，第一中间流道110构造成使得由第一中间流道110载送的第一EGR加载流178（以及因此入口空气的第一分支流116和EGR的第一分支流172）以相对均匀的时间间隔交替地输送到第一终端流道128和第二终端流道132，导致第一中间流道110内的入口空气的第一分支流116以及第一EGR喷射器168内的EGR的第一分支流172的相对稳定的流率。
类似地，当和与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸以相对均匀间隔（即，彼此之间相差大约半个循环相位）执行其进气事件的发动机配对时，第二中间流道114构造成使得由第二中间流道114载送的第二EGR加载流180（以及因此入口空气的第二分支流118和EGR的第二分支流174）以相对均匀的时间间隔交替地输送到第三终端流道142和第四终端流道146，导致第二中间流道114内的入口空气的第二分支流118以及第二EGR喷射器170内的EGR的第二分支流174的相对稳定的流率。
此外，当和发动机（该发动机中，与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸相对于与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸相差大约四分之一循环相位地执行其进气事件）配对时，在气室102和公共EGR通道162之内经历相对稳定的流率。
根据图1和图3所示的入口歧管，气缸1、2、3、4根据1-2-3-4点火顺序或者1-4-3-2点火顺序来执行它们的进气事件，使得与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）来执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸相对于与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相差大约四分之一循环相位地执行它们的进气事件。
根据图4所示的入口歧管，气缸1、2、3、4根据1-3-2-4点火顺序或者1-4-2-3点火顺序来执行它们的进气事件，使得与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）来执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸相对于与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相差大约四分之一循环相位地执行它们的进气事件。
根据图5所示的入口歧管，气缸1、2、3、4根据1-3-4-2点火顺序或者1-2-4-3点火顺序来执行它们的进气事件，使得与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸以相对均匀的间隔（即，彼此相差大约半个循环相位）来执行它们的进气事件，并且与第二中间流道114和第二EGR喷射器170相关联的气缸相对于与第一中间流道110和第一EGR喷射器168相关联的气缸以相差大约四分之一循环相位地执行它们的进气事件。
因此，用于4气缸发动机组的入口歧管系统设有对称的EGR输送系统。气室将入口流分为两个中间流，并且这两个中间流的每一个接下来与EGR混合，并且分为两个终端流，从而产生四个终端流，每个终端流载送相对恒定比例的EGR。从EGR平衡的观点来看，所公开实施例的对称几何结构可以在一定范围的速度和负荷上减小EGR的不平衡。由于可以在EGR被引入进气流的点的附近控制EGR流率/体积，因此可以降低要被排出的进气空气的体积，从而提高瞬时响应。结果，可以在不牺牲发动机操作性的情况下获得提高的EGR水平。由于EGR输送路径可以定位成远离节气门体，因此当将EGR输送系统定位在节气门体附近可能会经历的结冰问题可以被避免。由于EGR从入口流被分开以输送到多个气缸之处的上游输送，因此可以避免或减少诊断问题。
根据所公开的特征，可以实现增加的EGR输送速度，提供改善的燃料经济性。同时，要求相对低的EGR输送体积，实现改善的瞬时响应。此外，所公开的特征有利于降低入口歧管体积，其可以导致改善的节气门响应和/或对于给定系统体积下的更长的流道。所公开的特征有利于将EGR控制器定位成远离进气节气门体，这对于应对结冰问题有用。此外，所公开的特征允许改善流道流量平衡，并且减少诊断问题。
以上主要参考在4缸发动机中的应用而描述了本发明。内燃发动机领域的技术人员应该清楚，可以容易地构思其它气缸数量（例如，8、12、16个气缸）和变化的构造的发动机，并且本发明不应该也不能够被限制为本文中所提供的示例。
已参照示例性实施例对本发明进行了描述，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以做出各种改变和对其元件用等同物进行替换。另外，根据本发明的教导，可做许多变形以适应特定情况或材料，这些都不会脱离本发明的实质范围。因此，应该理解的是，本发明并不局限于所公开的具体实施例，而是，本发明将包括落入本申请保护范围内的所有实施例。
Claims (20)
1.一种用于内燃发动机的入口歧管，所述入口歧管包括：
用于接收入口空气的气室；
第一中间流道，所述第一中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在所述第一中间流道中形成入口空气的第一分支流；
第二中间流道，所述第二中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在所述第二中间流道中形成入口空气的第二分支流；
公共EGR通道，用于从EGR源接收EGR；
第一EGR喷射器，所述第一EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在所述第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流；
第二EGR喷射器，所述第二EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在所述第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流；
所述第一中间流道与所述第一EGR喷射器流体连通，用于从所述第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将所述EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流；
所述第二中间流道与所述第二EGR喷射器流体连通，用于接收所述EGR的第二分支流并且将所述EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流；
所述第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间分配所述第一EGR加载流；以及
所述第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间分配所述第二EGR加载流。
2.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一中间流道构造成用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间以基本上相等的比例来分配所述第一EGR加载流。
3.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二中间流道构造成用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间以基本上相等的比例来分配所述第二EGR加载流。
4.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述气室构造成用于在所述第一中间流道和所述第二中间流道之间以基本上相等的比例来分配入口空气。
5.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述公共的EGR通道构造成用于在所述第一EGR喷射器和所述第二EGR喷射器之间以基本上相等的比例来分配EGR。
6.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述公共的EGR通道包括EGR流量控制系统。
7.如权利要求6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于从所述流量控制阀上游感测的压力来控制所述流量控制阀。
8.如权利要求6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于从所述流量控制阀下游感测的压力来控制所述流量控制阀。
9.如权利要求6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于感测的阀位置来控制所述流量控制阀。
10.如权利要求6所述的入口歧管，其特征在于，所述EGR流量控制系统包括流量控制阀，发动机控制器响应于感测的EGR温度来控制所述流量控制阀。
11.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第一终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
12.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第二终端流道和内发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和另一内发动机气缸之间的流体连通。
13.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第四终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第四终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第二终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
14.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第一终端流道和所述第二终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第一终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第二终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
15.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第二终端流道和所述第三终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第二终端流道和内发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和另一内发动机气缸之间的流体连通。
16.如权利要求1所述的入口歧管，其特征在于，所述第三终端流道和所述第四终端流道固定到气缸盖安装凸缘，以有利于所述第四终端流道和外发动机气缸之间的流体连通以及所述第三终端流道和相邻的内发动机气缸之间的流体连通。
17.一种内燃发动机，包括：
以直列构造布置的四个发动机气缸，每个发动机气缸具有设置在其中的活塞，用于通过在其中执行的内燃过程而提取功；
限定四个入口端口的气缸盖，每个入口端口与所述四个发动机气缸中的相应一个流体连通；以及
入口歧管，所述入口歧管包括：
用于接收入口空气的气室；
第一中间流道，所述第一中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第一部分，以便在所述第一中间流道中形成入口空气的第一分支流；
第二中间流道，所述第二中间流道与所述气室流体连通，用于接收入口空气的第二部分，以便在所述第二中间流道中形成入口空气的第二分支流；
公共EGR通道，用于从EGR源接收EGR；
第一EGR喷射器，所述第一EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第一部分，以便在所述第一EGR喷射器中形成EGR的第一分支流；
第二EGR喷射器，所述第二EGR喷射器与所述公共EGR通道流体连通，用于接收EGR的第二部分，以便在所述第二EGR喷射器中形成EGR的第二分支流；
所述第一中间流道与所述第一EGR喷射器流体连通，用于从所述第一EGR喷射器接收EGR的第一分支流并且将所述EGR的第一分支流与入口空气的第一分支流组合以形成第一EGR加载流；
所述第二中间流道与所述第二EGR喷射器流体连通，用于接收所述EGR的第二分支流并且将所述EGR的第二分支流与入口空气的第二分支流组合以形成第二EGR加载流；
所述第一中间流道与第一终端流道和第二终端流道流体连通，用于在所述第一终端流道和所述第二终端流道之间分配所述第一EGR加载流；以及
所述第二中间流道与第三终端流道和第四终端流道流体连通，用于在所述第三终端流道和所述第四终端流道之间分配所述第二EGR加载流；
其中，所述第一终端流道、第二终端流道、第三终端流道和第四终端流道各与所述四个入口端口中的相应一个流体连通。
18.如权利要求17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述第一终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第三终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第二终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
19.如权利要求17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述第一终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第二终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第三终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
20.如权利要求17所述的内燃发动机，其特征在于，
所述内燃发动机被操作为使得，外发动机气缸的进气事件与相邻的内发动机气缸的进气事件相差四分之一循环相位地执行；
所述内燃发动机被操作为使得，相邻内发动机气缸的进气事件与非相邻的内发动机气缸的进气事件相差半个循环相位地执行；
所述第三终端流道与所述外发动机气缸流体连通；
所述第二终端流道与相邻内发动机气缸流体连通；以及
所述第一终端流道与非相邻内发动机气缸流体连通。
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Granted publication date: 20160706 Termination date: 20171011 |
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