CN106257011B - 用于内燃发动机中的空燃混合物形成的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃发动机中的空燃混合物形成的系统和方法。提供了在内燃发动机系统的燃烧室中形成空燃混合物的方法和系统。在一个示例中，该系统可以包括耦接至汽缸的入口的可调整进气管线。该系统可以响应于发动机工况通过控制进气管线的第一分段与该进气管线的第二分段之间的枢转角度来调整在该汽缸中形成的湍流。

Description

用于内燃发动机中的空燃混合物形成的系统和方法
相关申请
本申请要求于2015年6月18日提交的德国专利申请号102015211284.5 的优先权，其全部内容出于所有目的通过引用合并于此。
技术领域
本说明书总体上涉及用于通过可调整进气管线而在内燃发动机的汽缸内形成空燃混合物的方法和系统。
背景技术
内燃发动机的燃烧室中的空燃混合物的分布在点火的时候与发动机的性能和粗污染物的排放尤其是未燃烧的烃类、一氧化碳和颗粒的排放密切相关。汽油直接喷射提供了改进的燃料效率和高功率输出。对于具有汽油直接喷射的发动机来说，可以在点火的时候形成分层的空燃混合物，其中较富的空燃混合物接近点火装置。当喷射相对少量的燃料时，分层的空燃混合物提供了热力学优势，尤其是在在较低和中等载荷范围内。
可以使用不同的方法在燃烧室中形成分层的空燃混合物。例如，在气控方法中，充气被强制地导入燃烧室中以与喷射的燃料混合。在燃烧室内，诸如空燃混合物的滚流(tumble)和涡旋(swirl)的充气移动可以形成以加速并帮助混合物形成。滚流是围绕平行于曲轴的旋转轴线的假想轴线的空气涡流。另一方面，涡旋构成围绕与汽缸的纵向轴线平行的轴线的空气涡流。在与滚流相反的方向上喷出的燃料喷射可以将燃料广泛地分布遍及整个燃烧室。
发动机的进气系统的设置和几何形状对充气运动具有显著影响，并且因而对燃烧室中的空燃混合物形成具有显著影响。解决充气运动的其他尝试包括在发动机的进气管线内设置可枢转的(pivotable)翻板或板。Huh等人在美国专利US 6,827,060 B2中示出了一种示例方法。其中，通过使附接到进气管线的内壁的翻板进行枢转，在充气交换过程中被吸取通过进气管线的燃料-空气混合物主要在与翻板相反的侧面上流动。
然而，发明人在此已经认识到这类系统的潜在问题。作为一个示例，具有翻板的调整机构是非常繁琐和昂贵的。而且，可枢转的翻板可能限制流动并导致流过进气管线的充气空气的明显压降。进一步，烟尘可能积聚在翻板机构上并造成故障，特别是在具有排气再循环系统的发动机中。
发明内容
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于发动机系统的可调整进气管线来解决，其包括：直接耦接至发动机汽缸的入口的第一分段(section)，以及机械耦接至该第一分段并且经由致动器相对于该第一分段可枢转的第二分段。以此方式，可以通过相对于进气管线的第一分段枢转该进气管线的第二分段来控制燃烧室中的空燃混合物分布。进一步，壁湿(wall wetting)可以被减少，并且燃烧室壁的冷却可以被增加。
作为一个示例，用于将充气导入到发动机的燃烧室中的进气管线包括两个分段。通过调整第一分段的中心轴线与第二分段的中心轴线之间的枢转角度，可以响应于发动机工况来控制在燃烧室中形成的湍流(turbulence)。这样，可以基于已知的燃烧室的几何结构和发动机正在运行的条件来对充气运动进行具体调整。通过响应于发动机工况来控制充气运动，可以实现可靠的燃烧。通过消除进气管线内的翻板，与Huh的进气管线相比，该可调整的进气管线可以更可靠地起作用。而且，本文中公开的可调整进气管线提供简单的配置，其可以轻易地替换传统的发动机系统的进气管线。
应该理解，提供上述发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，该主题的范围由随附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开任何部分提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是车辆的发动机的示意图。
图2A是可调整进气管线位于零点位置的发动机汽缸的侧视图。
图2B示出通过致动可调整进气管线而在燃烧室内形成的滚流。
图3A是具有可调整进气管线的发动机汽缸的顶视图。
图3B示出通过致动可调整进气管线而在燃烧室内形成的涡旋。
图4示出在内燃发动机的燃烧室中形成空燃混合物的示例方法。
具体实施方式
以下描述涉及用于在内燃发动机系统的燃烧室中形成空燃混合物的系统和方法。空燃混合物的形成可以通过致动可调整进气管线来控制。该可调整进气管线包括可调整分段和固定分段。通过调整该两个分段之间的角度，可以调整在燃烧室内形成的湍流。该涡流可以响应于发动机工况(如发动机扭矩、EGR流量以及燃料喷射的类型)来调整。进一步，该涡流可以基于燃烧室的几何结构来调整。更进一步，发动机燃料喷射可以基于空燃混合物的形成来调整。图1示出了包括可调整进气管线的示例发动机系统。图2A-2B示出在该示例发动机系统中可以通过枢转该进气管线的可调整分段而在燃烧室中形成滚流充气运动。图3A-3B示出可以通过枢转进气管线的可调整分段而在燃烧室中形成涡旋充气运动。图4展现了在图1中图示说明的发动机系统的发动机操作过程中的充气运动控制的示例方法。
现在转到图1，其图示说明多汽缸发动机10的一个汽缸，其可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以通过包括控制器12的控制系统以及通过车辆操作者132经由输入装置130的输入被至少部分地控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板以及用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可以包括燃烧室壁 32，其中活塞36定位在该燃烧室壁中。在一些实施例中，活塞36在汽缸30 内的面可以具有碗状物(bowl)。活塞36可以被耦接至曲轴40，以便该活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统被耦接至车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动机马达可以经由飞轮被耦接至曲轴40，以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可以经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可以经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30 可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
进气道42或进气歧管44可以包括具有节流板64的节气门62。在这个具体示例中，节流板64的位置或节气门开口可以由控制器12经由被提供给包含有节气门62的电动马达或致动器的信号来改变，这是通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，可以操作节气门62来改变被提供给燃烧室30以及其他发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP被提供给控制器12。进气道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于向控制器12提供各自的信号MAF和MAP。
进气道42或进气歧管44可以包括在节气门44下游的可调整进气管线43，以将充气导入到汽缸30中。可调整进气管线可以包括直接耦接至汽缸入口的第一分段。该第一分段机械耦接在汽缸与进气管线的第二分段之间。当进气门52打开时，第一分段与燃烧室30直接流体连通。第一分段可以被部分地整合到汽缸盖。第一分段是不可移动的或者被固定到汽缸。可调整进气管线的第二分段可以通过致动致动器68来相对于第一分段枢转。致动器68可以是电动马达。通过使第二分段相对于第一分段枢转，由第一分段和第二分段的中心轴线限定的枢转角度被调整。该枢转角度随着枢转程度的增大而增大。可以通过调整枢转角度来控制汽缸中的空燃混合物的湍流的形成和强度。致动器68可以来自接收控制器12的用于调整枢转角度的命令。位置传感器(未示出)可以被耦接至进气管线，用于将位置信息发送回控制器12。在图2A- 图3B中进一步示出了关于操作可调整进气管线的细节。
在一个实施例中，多汽缸发动机中的每个汽缸的入口可以被机械耦接至可调整进气管线，并且该可调整进气管线可以相联地(conjointly)枢转。在另一实施例中，汽缸可以包括两个入口，其中第一可调整进气管线被耦接至第一入口，并且第二可调整进气管线被耦接至第二入口。作为示例，第一可调整进气管线的第二分段可以相对于第二可调整进气管线的第二分段可枢转。作为另一示例，多汽缸发动机的第一进气管线和第二进气管线可以相联地枢转。作为又一示例，每个汽缸的第一进气管线和第二进气管线可以合并以形成可枢转的共用入口歧管。
进气门52可以被耦接至进气管线的第一分段，并且经由电动气门致动器 (EVA)51被控制器12控制。类似地，排气门54可以被耦接至排气道48，并且经由EVA 53被控制器12控制。可替代地，可变气门致动器可以是电动液压机构或其他可想到的机构，以实现气门致动。在某些条件期间，控制器 12可以改变被提供到致动器51和53的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以分别通过气门位置传感器55和57来确定。在可替代实施例中，进气门和排气门中的一个或多个可以被一个或多个凸轮来致动，并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL) 系统中的一个或多个来改变气门操作。例如，汽缸30可以可替代地包括经由电动气门致动来控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动来控制的排气门。
燃料喷射器67被示为直接耦接至燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号FPW1的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷入到燃烧室30中。以此方式，燃料喷射器67提供被称为燃料到燃烧室30中的直接喷射。燃料喷射器可以例如被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。此外，燃料喷射器66被示为直接耦接至可调整进气管线43，用于与从控制器12接收的信号FPW2的脉冲宽度成比例地在进气门52的上游喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供被称为燃料到燃烧室30中的进气道喷射。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器67和66。
在选定的操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出火花点火部件，然而在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可以在有或没有点火火花的情况下以压缩点火模式来操作。
进一步，在公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以将期望的一部分排气从排气道48的排气传送(route)到进气歧管44。在这个示例中，高压(HP)EGR通道140被图示说明。被提供到进气歧管44的EGR的量可以通过控制器12经由HP EGR阀142来改变。进一步，EGR传感器144可以被设置在HP EGR通道140内，并且可以提供排气的压力、温度和浓度中的一项或多项的指示。可替代地，EGR流量可以通过基于来自MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)传感器、MAT(歧管气体温度)传感器以及曲柄转速传感器的信号计算的值来控制。进一步，EGR流量可以基于排气O2传感器和 /或和进气氧传感器(进气歧管)来控制。在某些条件下，该EGR系统可以被用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度和/或近似PF 72的温度。虽然在图1示出了高压EGR系统，然而可以附加地或可替代地使用低压EGR系统。在低压EGR系统中，EGR可以从涡轮增压器的涡轮的下游被传送至该涡轮增压器的压缩机的上游。
发动机10可以进一步包括压缩装置，诸如至少包括沿着进气歧管44设置的压缩机162的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器，压缩机162 可以由沿着排气道48设置的涡轮164(例如，经由轴)至少部分地驱动。对于机械增压器，压缩机162可以由发动机10和/或电机至少部分地驱动，并且可以不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器被提供到发动机的一个或多个汽缸的压缩量可以通过控制器12来改变。
排气传感器126被示为耦接至排放控制装置(ECD)70上游的排气道48。排气传感器126可以是用于提供排气空/燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)传感器、双态氧传感器或EGO 传感器、HEGO(加热型EGO)传感器、NOx传感器、HC传感器或CO传感器。尽管在图1中除了排气传感器126以外还示出了氧传感器14和温度传感器16，然而这些传感器中的一个或多个可以被省略和/或移动。
控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器102、输入/输出端口104、在该具体示例中被示为只读存储器106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质(例如，计算机可读的)、随机存取存储器108、不失效存储器110以及数据总线。除了先前讨论的那些信号以外，控制器12还可以从耦接至发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器 118(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)或节气门开口；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。控制器12采用图1的各种致动器以基于接收的信号和存储在该控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。发动机转速信号RPM可以由控制器12从信号PIP中生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用于提供该进气歧管中的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如使用MAF传感器而不使用MAP传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。进一步，该传感器连同检测的发动机转速可以提供被引导到汽缸中的充气(包括空气) 的估计值。在一个示例中，也被用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲。
存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据进行编程，该计算机可读数据表示可由微处理器102执行以便进行本文中描述的方法的指令以及被预期但是没有具体列出的其他变体。
如上所述，图1只示出了多汽缸发动机中的一个汽缸，而每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
图2A-图2B示出了具有耦接至一个入口211的可调整进气管线43的燃烧室30的细节。入口211配备有包括入口阀的阀驱动件(valve drive)。该入口阀可以关闭相关联的入口211或者可以在打开持续时间Δt期间打开相关联的入口以便充气交换。因此，该入口阀在打开位置和关闭位置之间振荡，由此实现了阀升程Δh。该入口阀在阀柄引导件(valveshank guide)251中被容纳并且被轴向引导。
可调整进气管线43包括第一分段212和第二分段213。第一分段相对于汽缸固定，并且第二分段相对于第一分段可围绕虚拟轴线枢转。作为示例，可调整进气管线的第一分段和第二分段可以铰接的方式彼此连接。虚拟轴线可以穿过在进气管线的第一分段与第二分段之间耦接的物理主轴。作为另一示例，可调整进气管线的第一分段和第二分段可以经由可变形中间元件彼此连接。虚拟轴线可以穿过该中间元件邻接第一分段的点。
图2A示出可调整进气管线位于零点位置(zero position)，其中进气管线的第一分段的中心轴线201和进气管线的第二分段的中心轴线202对齐。
在图2B中，通过致动致动器(诸如图1中的致动器68)，进气管线的第二分段的中心轴线在由汽缸260的纵向轴线和进气管线的第一固定分段的中心轴线限定的平面内枢转，如箭头250所示。作为示例，第二分段可以围绕平行于曲轴的旋转轴线的虚拟轴线进行旋转。虚拟轴线穿过第一分段上的点 215。点215可以是第一分段与第二分段邻接的位置。
在第二位置，第二分段213相对于第一分段212枢转，使得第二分段204 的中心轴线与第一分段201的中心轴线形成枢转角度α2。结果，经由入口211 进入燃烧室30的充气空气流基本上朝向出口221(也就是说，朝向出口侧汽缸壁)被引导，如图2B中的充气空气流220所示。充气空气流220然后在其撞击汽缸套时被转向，并且被引导沿着汽缸壁朝向活塞36。当充气空气流到达活塞时，则其被引导跨过活塞顶朝向入口211。这样，充气空气流220形成滚流。在打开的入口阀下进入燃烧室的空气趋于对抗或抵消所述滚流的形成，如图2B中的充气空气流230所示。在这个方面，形成的滚流的强度与充气空气流220和230之间的空气比(air fraction)相关。即，滚流的强度与进气管线的两个分段之间形成的弯曲大小α2相关联。可替代地，第二分段可以移至第一位置，使得其中心轴线203与第一分段的中心轴线201形成了枢转角度α1。
作为示例，进气管线的第二分段的第一位置(203)和第二位置(204) 限定枢转范围。零点位置(202)可以位于枢转范围的中心，其中α1＝α2。在一个实施例中，枢转范围可以是70°，其中α1＝α2＝35°。在另一实施例中，枢转范围可以小于70°。在又一实施例中，进气管线的第一分段和第二分段的中心轴线可以不在零点位置处对齐(即枢转角度α1≠α2)。
转到图3A，图3A是图2B中从方向A所示的汽缸的顶视图。在图3A中，进气管线213的第二分段围绕虚拟轴线214进行枢转。该虚拟轴线214在由汽缸的中心轴线与进气管线的第一分段的中心轴线201限定的平面内。虚拟轴线214进一步垂直于进气管线的第一分段的中心轴线201。当第二分段分别移至第三位置303和第四位置304时，可以形成第一分段和第二分段的中心轴线之间的枢转角度α3和α4。作为示例，当进气管线被定位在第四位置304 时，其中枢转角度是α4。由于进气管线的第二分段的对应的枢转，进入燃烧室30打开入口211的充气空气流朝向活塞向下旋转，如由充气空气流320所示。充气空气流320沿着汽缸壁旁边行进，并且形成涡旋。涡旋的强度可以通过调整枢转角度来控制。
图1-图3B示出各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则这些元件可以分别被称为是直接接触或直接耦接的。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此相邻或邻近的元件可以分别是彼此相邻或邻近的。作为示例，彼此共面接触放置的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，彼此分开定位并且在其之间仅有间隔而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被这样称呼。
图4示出用于控制发动机(如图1所示的发动机)的燃烧室中的空燃混合物形成的示例方法400。具体地，燃烧室中的充气空气运动可以基于发动机工况和发动机配置通过对可调整进气管线进行调整来控制。用于实施方法400 和本文中包括的方法的其余部分的指令可以基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如参考图1所述的传感器)接收的信号由该控制器来执行。控制器可以根据下述方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在步骤401，由控制器(例如图1中的控制器12)对发动机工况进行估计。该控制器获得来自发动机系统中的各种传感器的测量值，并且估计发动机工况，诸如发动机负荷、发动机转速、燃料喷射量、EGR流量、曲轴位置以及汽缸温度。该控制器可以进一步估计爆震的存在。
在步骤402，控制器确定燃料喷射的类型，例如直接燃料喷射或进气道燃料喷射。燃料喷射的类型取决于发动机系统的配置和工况两者。作为示例，除了将第一种类型的燃料喷射到燃烧室中之外，还可以响应于发动机爆震将第二燃料进气道喷射到燃烧室中。
在步骤403，可以基于从步骤401估计的发动机工况和从步骤402确定的燃料喷射的类型来确定可调整进气管线的枢转角度。可调整进气管线包括相对于燃烧室固定的第一分段和相对于该第一分段可枢转的第二分段。在图2A- 图3B中示出了可调整进气管线的示例。通过增大可调整进气管线的第一分段和第二分段的中心轴线之间的枢转角度，滚流或涡旋的充气运动可以被增大。进一步，通过围绕不同的虚拟轴线枢转进气管线的第二分段，滚流或涡旋的强度可以被独立地调节，如图2A-3B中所示。
枢转角度可以基于用于发动机系统的预定查询表来确定。作为示例，可以响应于发动机负荷来调整枢转角度。通过响应于发动机负荷的增加来增大枢转角度，汽缸中的充气运动可以增加，这便于形成均匀的空燃混合物。可替代地，可以响应于增加的喷射燃料量来增大枢转角度。作为另一示例，可以响应于发动机爆震来调整枢转角度。通过增大枢转角度，增大的湍流可以增加充气运动并减少空燃混合物中的自动点火。作为另一示例，可以响应于汽缸温度或充气空气温度来调整枢转角度。通过增大枢转角度，可以实现改进的汽缸冷却。作为另一个示例，可以响应于EGR流量来控制枢转角度。可以响应于EGR流量的增加来增大枢转角度，以实现可靠燃烧。作为又一示例，可以响应于发动机转速来调整枢转角度。较大的枢转角度可以被用于较低的发动机转速，反之亦然。
在又一示例中，可以基于由控制器选定的进气和排气可变凸轮正时设置和气门重叠策略来调整滚流/涡旋。
在步骤404，方法400确定从步骤403确定的枢转角度是否与当前枢转角度相同。如果确定的枢转角度与当前枢转角度相同，则方法400移动至步骤 405，其中当前枢转角度被保持。否则，方法400移动至步骤406。
在步骤406，方法400确定是否可以在当前发动机工况下调整枢转角度而不影响发动机操作。例如，控制器确定当前枢转角度并且计算将当前枢转角度调整到在步骤403中确定的枢转角度所需的时间。如果进气门已经提升或者在提升进气门之前没有足够的时间来调整枢转角度，则在当前发动机工况下可以不调整枢转角度。如果枢转角度可以被调整而不影响发动机操作，则方法400移动至步骤407。否则，方法400移动至步骤408，其中发动机工况被持续监控。
在步骤407，耦接至进气管线的第二分段的致动器(诸如图1中的致动器 68)被激活以相对于进气管线的第一分段枢转第二分段。作为示例，进气管线的第二分段可以在一个发动机循环内从当前位置被枢转至从步骤403确定的位置。作为另一示例，进气管线的第二分段可以逐步通过多个发动机循环从当前位置被枢转到确定的位置。
在步骤409，可以基于枢转角度来调整发动机操作参数。例如，可以基于枢转角度来调整被直接喷射到汽缸中的燃料的方向和量。燃料可以主要与主导的充气运动相对地喷射或者沿着与主导充气运动相同的方向被喷射以便提高空燃混合。
以此方式，可以响应于发动机工况通过对可调整进气管线进行调整来控制在内燃发动机的燃烧室中形成的空燃混合物。可以通过相对于进气管线的固定分段枢转该进气管线的可枢转分段来对该可调整进气管线进行调整。进一步，喷射到燃烧室中的燃料可以基于可调整进气管线的位置来调整。通过可调整进气管线控制空燃混合物的技术效果是可以对燃烧室中的充气运动进行控制。进一步，该配置可以轻易地替换传统的进气管线。对进气管线的可枢转分段进行枢转的技术效果是可以燃烧室中的滚流和涡旋的强度可以基于发动机工况和燃烧室的配置来独立地调整。使用可调整进气管线进行充气导入的技术效果是流过进气管线的充气的压力损失可以被最小化。使用可调整进气管线的技术效果进一步包括消除现有技术中的在进气管线中形成烟尘沉积的问题。响应于发动机工况控制进气管线的枢转角度的技术效果是空燃混合物形成可以被控制，以便所有发动机工况下的可靠燃烧。
一种用于发动机系统的可调整进气管线，其包括：直接耦接至发动机汽缸的入口的第一分段，以及机械耦接至第一分段并且经由致动器相对于该第一分段可枢转的第二分段。在可调整进气管线的第一示例中，通过相对于第一分段枢转第二分段，第一分段的中心轴线与第二分段的中心轴线之间的枢转角度被调整。该方法的第二示例可选地包括该第一示例，并且进一步包括响应于发动机工况来调整枢转角度。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括响应于燃料喷射的类型来调整枢转角度。该方法的第四示例可选地包括第一示例到第三示例中的一个或多个，并且进一步包括第一分段和第二分段以铰接的方式彼此机械耦接。该方法的第五示例可选地包括第一示例到第四示例中的一个或多个，并且进一步包括第一分段和第二分段经由中间元件而彼此机械耦接。该方法的第六示例可选地包括第一示例到第五示例中的一个或多个，并且进一步包括该中间元件是可变形的。
一种用于发动机系统的方法，包括：响应于发动机工况，经由致动器对进气管线的第一分段的中心轴线与该进气管线的第二分段的中心轴线之间的角度进行调整，其中第一分段机械耦接至第二分段和发动机的汽缸之间。在该方法的第一示例中，进气管线的第一分段相对于汽缸固定。该方法的第二示例可选地包括当进气门打开时进气管线与汽缸流体连通。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括通过调整该角度来控制汽缸中的空燃混合物的滚流或涡旋。该方法的第四示例可选地包括第一示例到第三示例中的一个或多个，并且还包括该角度在35度内。
一种发动机系统，其包括：至少一个汽缸；耦接至该汽缸的第一入口的第一进气管线，其中该第一进气管线包括第一分段和第二分段；耦接至该第一进气管线的第二分段的致动器；控制器，该控制器配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于致动该致动器，以响应于发动机工况相对于第一进气管线的第一分段枢转该第一进气管线的第二分段。在该系统的第一示例中，进一步包括：至少一个燃料喷射器，该燃料喷射器耦接至汽缸，用于将燃料直接喷射到该汽缸中，并且控制器进一步被配置以便响应于枢转的程度来调整喷射器。该系统的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括：响应于枢转的程度对喷射器进行调整，以改变被喷射到汽缸中的燃料的方向。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括：每个汽缸的第一进气管线被相联地枢转。该方法的第四示例可选地包括第一示例到第三示例中的一个或多个，并且进一步包括：耦接至汽缸的第二入口的第二进气管线，其中第二进气管线包括相对于第二进气管线的第一分段可枢转的第二分段。该方法的第五示例可选地包括第一示例到第四示例中的一个或多个，并且进一步包括：第一进气管线的第二分段相对于第二进气管线的第二分段可枢转。该方法的第六示例可选地包括第一示例到第四示例中的一个或多个，并且进一步包括：第一进气管线和第二进气管线相联地枢转。该方法的第七示例可选地包括第一示例到第六示例中的一个或多个，并且进一步包括：第一进气管线和第二进气管线合并以形成可枢转的共用入口歧管。
要注意的是，本文中所包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/ 或车辆系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和程序可以作为可执行指令被存储在非暂时性存储器中，并且可以被包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制系统执行。此处所描述的具体程序可以表示任意数量的处理策略中的一种或多种，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以按照所示的顺序执行，并行地执行，或在某些情况下被省略。同样地，处理顺序并非是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是被提供以便于说明和描述。根据所使用的具体策略，所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被反复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的非暂时性存储器内的代码，其中所描述的动作通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件组件的系统内的指令而被执行。
应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例并不被认为是限制性的，因为多种变化是可能的。例如，以上技术可以被应用于V-6、I-3、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附的权利要求具体指出被认为新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可能提到“一个/一”元件或“第一”元件或其等价物。这些权利要求应当被理解为包含一个或多个这种元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可以通过修改当前的权利要求来主张，或者通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来主张。这些权利要求，不管在范围上比原权利要求更宽、更窄、相同或不同，都被认为包含在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于发动机系统的可调整进气管线，其包括：
直接耦接到发动机汽缸的入口的第一分段，以及
第二分段，其机械耦接至所述第一分段并且经由致动器相对于所述第一分段可枢转以控制所述发动机汽缸中的空燃混合物的滚流或涡旋。
2.如权利要求1所述的可调整进气管线，其中通过相对于所述第一分段枢转所述第二分段，所述第一分段的中心轴线与所述第二分段的中心轴线之间的枢转角度被调整。
3.如权利要求2所述的可调整进气管线，其中响应于发动机工况对所述枢转角度进行调整。
4.如权利要求2所述的可调整进气管线，其中响应于燃料喷射的类型对所述枢转角度进行调整。
5.如权利要求1所述的可调整进气管线，其中所述第一分段和所述第二分段以铰接的方式彼此机械耦接。
6.如权利要求1所述的可调整进气管线，其中所述第一分段和所述第二分段经由中间元件彼此机械耦接。
7.如权利要求6所述的可调整进气管线，其中所述中间元件是可变形的。
8.一种用于发动机系统的方法，包括：
响应于发动机工况，经由致动器调整进气管线的第一分段的中心轴线与所述进气管线的第二分段的中心轴线之间的角度来控制所述发动机汽缸中的空燃混合物的滚流或涡旋，其中所述第一分段被机械耦接在所述第二分段与所述发动机的汽缸之间。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述进气管线的所述第一分段相对于所述汽缸是固定的。
10.如权利要求8所述的方法，其中当进气门被打开时，所述进气管线与所述汽缸流体连通。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述角度在35度以内。
12.一种发动机系统，其包括：
至少一个汽缸；
第一进气管线，其耦接至所述汽缸的第一入口，其中所述第一进气管线包括第一分段和第二分段；
致动器，其耦接至所述第一进气管线的所述第二分段；
控制器，其被配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于：
响应于发动机工况致动所述致动器，以相对于所述第一进气管线的所述第一分段枢转所述第一进气管线的所述第二分段从而控制所述发动机汽缸中的空燃混合物的滚流或涡旋。
13.如权利要求12所述的系统，其进一步包括耦接至所述汽缸以便将燃料直接喷射到所述汽缸中的至少一个燃料喷射器，并且所述控制器进一步被配置用于响应于枢转的程度来调整所述喷射器。
14.如权利要求13所述的系统，其中响应于所述枢转的程度对所述喷射器进行调整以改变被喷射到所述汽缸中的燃料的方向。
15.如权利要求12所述的系统，其中每个汽缸的第一进气管线被相联地枢转。
16.如权利要求12所述的系统，其进一步包括耦接至所述汽缸的第二入口的第二进气管线，其中所述第二进气管线包括相对于所述第二进气管线的第一分段可枢转的第二分段。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述第一进气管线的第二分段相对于所述第二进气管线的第二分段可枢转。
18.如权利要求16所述的系统，其中所述第一进气管线和第二进气管线被相联地枢转。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述第一进气管线和第二进气管线合并以形成可枢转的共用入口歧管。
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