CN107044368A - 用于可变体积发动机进气系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开用于可变体积发动机进气系统的方法和系统，提供用于改变发动机进气系统的体积以增加发动机的体积效率的方法和系统。在一个示例中，共振系统可以耦接到发动机进气系统并且共振系统中的可移动元件的位置可以被改变以根据发动机转速改变腔室的体积。所述进气系统为发动机提供提高的体积效率。

Description

用于可变体积发动机进气系统的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月9日提交的英国专利申请No.1602324.4以及2016年2月10日提交的英国专利申请No.1602345.9的优先权。为了全部目的，上述申请中的每个的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及用于发动机的系统和方法，该发动机具有经配置以增加发动机的体积效率的进气系统。

背景技术

用于机动车辆的发动机的进气系统通常设计为具有固定的几何形状，其被调整以特别期望的发动机运行速度最有效地提供空气至发动机的汽缸。期望的发动机运行速度可以是发动机产生峰值功率或峰值扭矩的速度。替代地，期望的发动机运行速度可以是当车辆行进长距离时发动机最有效地操作的速度。设计进气系统的几何形状以便其被调整到期望的发动机转速可以提高发动机在该运行状况下的性能。

包括可变长度进气管道的可变几何进气系统是可用的，其允许在发动机操作期间改变进气系统的调整。然而，进气系统的封装经常是紧密的，限制了这种系统的使用。

发明内容

在一个示例中，通过用于发动机的进气系统可以解决上述问题，该进气系统包括：进气管道，其经配置以运送进气至发动机的汽缸；腔室，其被设置在进气管道的一侧并且与进气管道流体连通；可移动元件，其被设置在腔室内；以及致动器，其经配置以改变可移动元件的位置并且由此改变能够从进气系统接收进气的腔室的体积；其中致动器经配置以某一频率改变可移动元件的位置，其中频率根据发动机的转速改变。

致动器可以经配置以使可移动元件振荡或往复运动。可移动元件的位置可以围绕平均位置改变。

腔室可以包括颈状部分和空腔部分，颈状部分具有比空腔部分小的直径。颈状部分接触进气管道的主流流速的分量可以垂直于颈状部分的中心轴线，例如，颈状部分的中心轴线可以相对于颈状部分接触管道的进气管道内的进气的流动成一角度。

进气系统可以进一步包括经配置以允许进气流入和/或流出腔室的孔。颈状部分和孔可以是分离的或孔可以形成颈状部分。

进气管道和/或孔可以经配置使得孔接触进气管道的主流流速的分量垂直于孔(例如，孔上的开口)的中心轴线。例如，进气管道和/或孔可以经配置使得进气管道内流动的进气可以被至少部分地引导横过孔。进气还可以被至少部分地引导至孔(例如，孔的开口)内和/或外。

发动机可以包括一个或多个发动机进口。发动机进口可以经配置以选择性地打开以允许进气进入汽缸。

致动器可以经配置以根据发动机进口的打开而改变可移动元件的位置，诸如根据正在打开或几乎打开的进口而改变腔室的体积。

致动器可以经配置以根据发动机进口的打开而改变可移动元件的位置改变的频率，例如根据哪个进口打开和/或哪个进口几乎打开。

致动器可以经配置以根据发动机进口的打开(诸如根据哪个进口打开和/或哪个进口几乎打开)而改变可移动元件的运动与发动机的旋转之间的相位差。

致动器可以经配置以根据腔室与正在打开的发动机进口之间的距离改变可移动元件的位置和/或可移动元件的位置改变的频率。

腔室可以被设置在从一对发动机进口通过进气管道实质上等距离的方位处。进气管道可以进一步包括经配置以运送进气至每个汽缸的进气歧管。腔室可以设置在进气歧管的一侧。腔室可以与进气歧管流体连通。腔室可以实质上设置在进气歧管上的中心处。进气歧管可以包括第一端和第二端，其中第一端比第二端更靠近进气系统的进气口。腔室可以在第二端处或附近与进气歧管流体连通。

进气系统进一步可以包括经配置以冷却进气管道内的进气流的冷却器。腔室可以被设置在冷却器的下游。腔室可以被设置在冷却器的上游。进气系统可以进一步包括设置为与进气管道流体连通的一个或多个附加腔室。附加腔室可以包括设置在附加腔室内的附加可移动元件。附加腔室可以包括经配置以改变附加可移动元件的位置的附加致动器。附加致动器可以经配置以改变可移动元件的位置并且由此改变附加腔室的体积。本文描述的关于腔室的任何特征可以同样应用于附加腔室。

至少一个附加腔室被设置在冷却器的上游。附加地或替代地，至少一个附加腔室可以被设置在冷却器的下游。腔室和/或致动器可以经配置以调节进气内的压力波的频率。附加地或替代地，腔室和/或致动器可以经配置以期望频率产生进气内的压力波。

腔室和/或致动器可以经配置使得进气内的压力波的频率实质上对应于压力波为发动机提供增强的吸气的期望频率。例如，腔室和/或致动器可以经配置以调节进气内的现有压力波的频率和/或以期望频率产生压力波。

腔室和/或致动器可以经配置使得进气内的高压波压缩汽缸内的进气，例如，当对应的发动机进口打开时。腔室和/或致动器可以经配置使得进气内的压力波的频率实质上等于发动机运行速度的二次谐波频率，例如，发动机运行速度的两倍。

腔室和/或致动器可以经配置使得腔室内的气体以进气管道内的压力波为发动机提供增强的吸气的频率共振。腔室和/或致动器可以经配置以实质上等于期望频率的频率在进气管道内产生压力波，在该期望频率下，进气管道内的压力波为发动机提供增强的吸气。

根据本发明的另一方面，提供一种为发动机提供增强的吸气的方法，发动机包括进气系统，其包括：进气管道，其经配置以运送进气至发动机的汽缸；腔室，其被设置在进气管道的一侧并且与进气管道流体连通；可移动元件，其被设置在腔室内；以及致动器，其经配置以改变可移动元件的位置并且由此改变能够从进气系统接收进气的腔室的体积。用于改变腔室的体积的方法包括：以某一频率改变可移动元件的位置以调节进气系统内的压力变化，其中频率根据发动机的转速改变。

可移动元件的位置可以改变，使得进气管道内的压力变化的自然频率可以实质上等于压力变化可以为发动机提供增强的吸气的频率。附加地或替代地，可移动元件的位置可以改变，使得压力变化可以以实质上等于压力变化可以为发动机提供增强的吸气的频率的频率在进气管道内产生。

可移动元件的位置可以变化，使得压力变化可以以实质上等于发动机运行速度的二次谐波频率的自然频率被提供在进气管道内。

为了在说明书的上下文中避免不必要的重复工作和重复文本，某些特征仅关于本发明的一个或几个方面或实施例进行描述。然而，将要理解的是，在技术上可行的情况下，关于本发明的任何方面或实施例描述的特征还可以与本发明的任何其它方面或实施例一起使用。

应当理解，提供以上本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附具体实施方式的权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是根据本公开的包括进气系统的用于机动车辆的发动机系统的第一实施例的示意图。

图2是根据本公开的包括进气系统的用于机动车辆的发动机系统的第二实施例的示意图。

图3是根据本公开的包括进气系统的用于机动车辆的发动机系统的第三实施例的示意图。

图4是根据本公开的包括进气系统和排气系统的用于机动车辆的发动机系统的第四实施例的示意图。

图5示出图示说明可以被实施以基于发动机的转速调节进气系统的体积的示例方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于基于发动机转速调节共振系统的振动频率以改变发动机进气歧管的体积的系统和方法。包括进气系统和排气系统的发动机系统的示例性实施例在图1-4中示出。在每个示例实施例中，进气系统进一步包括一个或多个共振系统以改变进气系统的体积。发动机控制器可以经配置以执行控制例程(图5的示例性例程)以基于发动机转速通过调节共振系统改变进气系统的体积。

参考图1，用于车辆(诸如机动车辆)的发动机系统2包括发动机4、进气系统6、排气系统8和涡轮增压器12。

进气在由涡轮增压器压缩机12a压缩之前经由进气口14进入进气系统6的进气管道10。涡轮增压器压缩机12a由涡轮增压器涡轮12b驱动，其设置在与涡轮增压器压缩机12a相同的轴上。

当进气被涡轮增压器压缩机12a压缩时，进气的温度可能增加。离开涡轮增压器压缩机12a的压缩进气可以进入热进气管道16。以增加的温度输送进气至发动机可以降低发动机的效率并且可以增加由发动机产生的污染物质的量。进气系统因此可以包括经配置以冷却热进气管道16内的进气的进口冷却器18。

通过进口冷却器18的进气可以进入冷进气管道20。冷进气管道20可以经配置以输送进气至发动机4的进气歧管22。发动机4可以包括一个或多个进气门24，其由发动机选择性地打开以允许进气歧管内的空气被吸入发动机4的一个或多个汽缸26。每个汽缸26可以对应于进气门24中的一个。替代地，两个或更多个进气门可以对应于一个汽缸26，以便空气可以经由多个进气门被吸入汽缸。

进气可以通过设置在汽缸26内的一个或多个活塞(未示出)的作用被吸入汽缸。附加地，由涡轮增压器压缩机12a提供的进气的增加的压力可以用于使进气进入汽缸26。进气可以与汽缸26内的燃料混合，该燃料在进气存在的情况下燃烧以驱动汽缸的活塞。活塞转而驱动发动机的曲轴(未示出)。

通过燃料和进气的燃烧产生的气体经由排气歧管28从发动机排出并且进入排气系统8的排气管道32。

发动机系统2可以进一步包括排气再循环(EGR)系统30。EGR系统30允许一部分排气再循环回到发动机4的进口。以燃烧后的排气替换一部分富氧空气减少可用于燃烧的每个汽缸的内含物的比例。这导致较低的热量释放和较低的峰值汽缸温度并且因此减少NOx的形成。

如图1所示，EGR系统30可以包括经配置以在气体通过涡轮增压器涡轮12b被膨胀之前再循环排气的高压EGR系统。然而，还设想EGR系统30可以包括低压EGR系统，其中排气在通过涡轮增压器涡轮膨胀后被再循环至涡轮增压器压缩机12a的上游方位。发动机系统2可以包括低压EGR系统和高压EGR系统的组合。替代地，车辆可以不包括EGR系统。

排气管道32内的排气通过涡轮增压器涡轮12b膨胀。为了驱动涡轮增压器压缩机12a，能量由涡轮增压器涡轮12b从排气中获取。排气然后经由排气口34排出。

如上所述，为了允许进气进入发动机汽缸26，进气门24打开。当一个进气门24打开时，进气管道内的空气可以流向进气歧管。流向进气歧管的进气具有动量，并且因此当进气门24关闭(或发动机汽缸完全充满进气)时，进气可以继续流向进气歧管。这种进气流动可以导致进气歧管内的进气压力的增加，从而在进气歧管处或朝向进气歧管产生进气的较高压力的区域。进气歧管22处增加的压力可以用于降低从进气口14流至进气歧管22的进气的速率。当流率降低时，进气的较高压力的区域可以朝向进气口14的上游传播。

较高压力区域下游的进气可以以比较高压力区域上游的进气更低的流速流动(沿朝向进气歧管22的方向)。这可以导致较高压力的区域进一步向上游传播并且可以导致形成在较高压力区域下游的较低压力区域。较低压力区域可以进而用于增加较高压力区域下游的进气的流速，这可以导致较高压力区域朝向进气歧管22往回向下游传播。较高压力区域可以根据进气系统6的自然频率向上游和下游振荡。

进气系统6的自然频率可以由热进气管道16和/或冷进气管道20的几何形状确定。热进气管道和冷进气管道的自然频率可以不同，并且因此在进气管道16、20内可以存在多个较高压力的区域，其可以以不同频率振荡。

当提供进气系统6时，通常期望调整热进气管道16和/或冷进气管道20的自然频率，从而当每个进气门24打开时，较高压力的区域位于进气歧管22处。这可以使得发动机4的汽缸26内的进气被增压至较高压力。增压进气至较高压力可以提高发动机4的功率和/或效率。

进气门24的打开和关闭还可以产生进气内的压力波，其朝向进气口14向上游传播。当压力波通过进气传播时，它们可以引起进气中的压力下降。例如，压力波下游的进气可以比压力波上游的进气处于更低的压力。当压力波到达进气管道上的管道的面积变化的方位时，例如，在进口冷却器18和/或涡轮增压器压缩机12a处，压力波可以至少部分地被反射。当反射的压力波向下游传播时，进气的压力可以随着压力波通过其而增加。当反射的压力波到达进气歧管22时，它们可以被再次反射，并且传播和反射的步骤可以重复。当反射的压力波到达进气歧管时，如果一个或多个进气门24打开，则压力波可以进入对应的汽缸26并且可以增加汽缸内的进气的压力，例如，在由汽缸的底部反射之前对进气增压。

当提供进气系统6时，可以期望配置热进气管道16和冷进气管道20，使得进气内的一个或多个压力波到达发动机的进气门24，同时进气门24打开并且将对应汽缸26内的进气增压至较高的压力。还可以期望配置进气系统6和/或进气门24，使得进气门在压力波被反射并且从汽缸传播回之前关闭。

应当理解，进气门打开和关闭的频率根据发动机4的运行速度确定。因此，如果进气系统的每一个热进气管道16和冷进气管道20的几何形状是恒定的，则进气系统可以仅以特定的发动机运行速度或发动机运行速度范围提供增强的吸气，例如，发动机汽缸内进气的增加的压力。

如图1、图2和图3所示，为了允许进气系统6在发动机运行速度的较大范围内提供增强的吸气，根据本发明的布置，进气系统6可以包括共振系统100、200、300。

参考图1，共振系统100可以包括腔室102、可移动元件104以及致动器106。如图1所示，腔室102可以被设置为与冷进气管道20流体连通。然而，同样地设想腔室102可以与热进气管道16或进气歧管22流体连通。腔室可以被设置为接近冷进气管道20，诸如接近冷进气管道20的一侧。

可移动元件104可以被设置在腔室102内。可移动元件104的位置可以连续地变化并且可以经配置以在第一位置和第二位置之间移动。可移动元件可以实质上不透气，并且因此当可移动元件从第一位置移动至第二位置时，可以改变能够从进气系统6(例如，从冷进气管道20)接收进气的腔室102的体积。

可移动元件104可以是可变形的。可移动元件可以通过变形可移动元件的至少一部分而在第一位置与第二位置之间移动。例如，如图1所示，为了在第一位置和第二位置之间移动可移动元件，可移动元件的边缘104a可以耦接到腔室102的壁并且可移动元件的中心部分104b(例如，远离边缘的部分)可以变形。可移动元件104可以在可移动元件的边缘104a处密封腔室102的壁以防止进气通过可移动元件104。

致动器106可以耦接到可移动元件104，例如，可移动元件的中心部分104b，并且可以经配置以在第一位置和第二位置之间移动可移动元件。致动器106和/或可移动元件104可以经配置使得可移动元件104可以被定位在第一位置和第二位置之间的任何点处，例如，可移动元件106的位置可以在第一位置和第二位置之间连续可变。替代地，致动器106和/或可移动元件104的移动可以是台阶式的，使得可移动元件104可以被定位在第一位置和第二位置之间的一个或多个离散方位。另外，替代地，致动器106和/或可移动元件104可以经配置使得可移动元件可以仅被定位在第一位置或第二位置。致动器106可以是电力致动器。替代地，致动器106可以是液压或气动致动器。另外，替代地，致动器106可以任何其它形式的致动器。

在图1所示的布置中，腔室102包括颈状部分102a和空腔部分102b。如所描述的，空腔部分102a实质上可以是球形的。替代地，空腔部分102a可以是任何其他形状，诸如圆柱形或圆锥形，例如，圆锥形平截头体。颈状部分102a可以在空腔部分102b与冷进气管道20之间延伸，例如，在颈状部分102a的纵向方向上。颈状部分在横截面上实质上可以是圆形的。替代地，颈状部分的横截面可以是椭圆形、长方形或任何其它形状。颈状部分的中心轴线102a′可以沿颈状部分102a的长度延伸，例如，在空腔部分102a与冷进气管道20之间，通过颈状部分102a的横截面的实质上中心方位。

颈状部分的横截面沿颈状部分102a的长度实质上是恒定的。替代地，颈状部分102a的横截面可以沿颈状部分的长度改变，例如，颈状部分的横截面面积可以沿其长度增加或减小。横截面面积(例如，颈状部分102a的最大横截面积)可以小于空腔部分102b的最大横截面面积。例如，图1中描述的颈状部分的圆形横截面的直径可以小于限定空腔部分102b的球的直径。

腔室102可以经由颈状部分102a耦接到冷进气管道20并且与冷进气管道20流体连通。腔室102可以被布置使得颈状部分102a的中心轴线与冷进气管道20成一角度，例如，相对于冷进气管道20内的进气的流动。换句话说，颈状部分102a和/或冷进气管道20可以经配置使得在颈状部分102a接触冷进气管道20的方位处冷进气管道内的主流流速的分量垂直于颈状部分102a的中心轴线。例如，如图1所示，颈状部分的中心轴线可以布置为垂直于冷进气管道20。孔108可以被限定在冷进气管道20与颈状部分102a之间，该孔108控制诸如调控冷进气管道20与颈状部分102a之间的进气的流动。孔的直径可以小于颈状部分102a的直径。孔(诸如孔的开口)可以平行于颈状部分102a的中心轴线，使得孔108的中心轴线可以平行(一致)于颈状部分102a的中心轴线。因此，孔的开口可以布置使得在孔的方位处冷进气管道内的主流流速的分量垂直于颈状部分102a的中心轴线。换句话说，孔108的中心轴线可以布置为相对于冷进气管道20内的进气的流动成一角度，使得进气至少部分地流过孔108。

冷进气管道20内的进气流量和/或压力变化(诸如由进气流入发动机汽缸26和/或进气门24的打开和/或关闭引起的那些变化)可以使得进气流入和流出腔室102。类似于进气系统6，腔室102可以具有共振频率。冷进气管道20内的压力和/或流量变化可以导致在腔室102的共振频率下腔室102内的压力共振。腔室102内的空气共振可以导致冷进气管道内产生压力变化，其可以改变或超越冷进气管道20内存在的现有压力变化。

腔室102的共振频率可以受腔室102的体积(例如，空腔部分102b的体积)的影响，并且因此通过在第一位置和第二位置之间移动可移动元件104，可以调节腔室102的共振频率。调节腔室102的共振频率可以影响进气系统6的整个共振频率。为了通过如上所述的机构为发动机4提供用于增强的吸气，可移动元件104可以调节以设置进气系统6的共振频率。例如，进气系统6的共振频率可以被调节，使得当进气门24在实质上整个发动机运行速度下打开时，进气的较高压力的区域可以位于进气歧管处。例如，在发动机的某些转速下，腔室102的体积可以以与发动机的转速成比例的频率通过改变可移动元件104的位置而被调节。

附加地或替代地，腔室102内的共振空气可以产生压力波和/或可以改变进气内的压力波的频率，该压力波由进气门24的打开和/或关闭引起。可移动元件104可以经配置，以便腔室102内的共振空气使得进气内的压力波到达进气门24，同时进气门24打开，由此增加发动机汽缸26内的进气的压力并且提供增强的吸气。

如图1所示，发动机可以包括四个汽缸26，因此可以期望调节进气系统的自然频率以实质上等于发动机的二次谐波频率，诸如发动机运行速度的两倍。进气系统的期望自然频率可以取决于发动机4和/或进气门24的配置。

发动机系统2可以进一步包括控制系统114。控制系统114被示出从多个传感器116(在此描述了其的多个示例)接收信息并且发送控制信号至多个致动器11(在此描述了其的多个示例)。作为一个示例，传感器16可以包括歧管空气压力传感器、排气温度传感器、排气压力传感器、压缩机进口温度传感器、压缩机进口压力传感器、压缩机进口湿度传感器、曲轴位置传感器以及发动机冷却剂温度传感器。诸如附加压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和成分传感器的其它传感器可以耦接到发动机系统2中的多个方位。致动器118可以包括例如节气门、进气门24、共振系统100的致动器106、EGR阀以及燃料喷射器。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以接收来自多个传感器的输入数据、处理输入数据并且基于对应于一个或多个例程在其中编程的指令或代码响应于处理的输入数据触发多个致动器。在一个示例中，基于经由曲轴位置传感器推断的发动机转速，控制器12可以发送信号至共振系统100的致动器106以与发动机的转速成比例的频率调节共振系统100的可移动元件104的位置。

图2示出并且下面参考示例共振系统200详细描述图1的发动机系统的替代实施例。除了共振系统200之外，图2中的发动机系统2的所有部件还可以与图1的发动机系统2的所有部件相同。图1中之前介绍的部件以类似的数字编号并且不再介绍。类似于图1的实施例，图2的发动机系统2可以进一步包括用于控制发动机操作的控制系统114。

参考图2，发动机系统2的第二实施例中的共振系统200的腔室202可以被设置为与热进气管道16流体连通。如图2所示，腔室202可以不包括颈状部分。然而，可以可选地设置孔208，其控制和/或调控进气流入和/或流出腔室202。图2中示出的布置中，孔可以形成颈状部分。腔室202的空腔室部202b实质上可以是圆柱形的。腔室202的中心轴线可以与冷进气管道16的一部分成一直线。孔208的中心轴线可以被设置为相对于与腔室202的中心轴线(例如，圆柱形空腔202b的中心轴线)成一角度。如参考图1所描述的，孔208的开口可以被设置为相对于进气管道内的进气的流动成一角度，使得进气至少部分地流过孔208，例如，孔的方位处的主流进气的速度的分量可以垂直于孔的中心轴线。

可移动元件204可以被设置在腔室202内。可移动元件实质上可以是圆盘。可移动元件204可以是刚性的。可移动元件的边缘部分204a可以经配置以密封地接合壁，使得进气被防止在可移动元件与腔室202的壁之间传递。可移动元件204可以经配置以平行于圆柱形空腔202b的中心轴线移动以改变腔室202的体积，例如，可移动元件可以形成设置在腔室的圆柱形空腔202b内的活塞。

共振系统200进一步包括经配置以在第一位置与第二位置之间移动可移动元件204的致动器206，在第一位置处，腔室202的体积处于最大值，第二位置处，腔室202的体积处于最小值。在一个示例中，可移动元件204的位置可以在第一位置和第二位置之间连续可变。在另一示例中，可移动元件204可以被定位在第一位置和第二位置之间的一个或多个离散方位。在又一示例中，元件204可以经配置使得可移动元件可以仅被定位在第一位置或第二位置处。

共振系统200可以经配置以类似地执行共振系统100以改变和/或产生热进气管道内的压力变化以为发动机提供增强的吸气。因此，基于经由曲轴位置传感器推断的发动机转速，控制器12可以发送信号至共振系统200的致动器206以与发动机的转速成比例的频率调节共振系统200的可移动元件204的位置。

尽管如图1所示共振系统100被设置在冷进气管道20上并且共振系统200被设置在热进气管道16上，但是同样可以设想除了图1和图2描述的共振系统100、200之外或替代图1和图2描述的共振系统100、200，共振系统100还可以被设置在热进气管道16上和/或共振系统200还可以被设置在冷进气管道20上。多于一个的共振系统100、200可以被设置在热进气管道16和/或冷进气管道20上。

如上所述，共振系统100、200的可移动元件104、204可以经配置以调节共振系统的腔室102、202的体积以改变共振系统的共振频率。共振系统100、200使用腔室102、202内的进气的共振以影响进气系统6的自然频率和/或以期望频率在进气内提供压力变化，例如，压力波。当发动机的转速变化时，可移动元件104、204的位置因此可以改变，从而改变进气系统6的自然频率并且继续为发动机4提供增强的吸气。然而，当发动机的速度恒定时，可移动元件104、204可以不需要移动并且增强的吸气可以通过共振系统100、200被无源地提供。共振系统100因此可以是无源共振系统。

图3示出并且下面参考示例性共振系统300详细描述图1的发动机系统的替代实施例。除了共振系统300之外，图3中的发动机系统2的所有部件可以与图1中的发动机系统2的所有部件相同。图1中之前介绍的部件以类似的数字编号并且不再介绍。类似于图1的实施例，图3的发动机系统2可以进一步包括用于控制发动机操作的控制系统114。

为了为发动机4提供增强的吸气，共振系统300可以经配置以实施进气的强迫振动。

如图3所示，共振系统300包括腔室302、可移动元件304和致动器306。腔室302可以包括空腔302a，其可以形状为圆锥形平截头体。

为了产生空腔室302a内的进气中的压力变化，致动器306可以经配置以期望频率移动(例如，振荡、往复运动或振动)可移动元件304。为了在热进气管道16和/或冷进气管道20内产生为发动机4提供增强的吸气的压力波，可以确定期望频率。作为一个示例，可以确定期望频率，使得当一个或多个进气门24打开时，压力波到达进气歧管22，并且压力波可以进入对应汽缸26且可以增加汽缸内的进气的压力，由此对进气增压、随后由汽缸的底部反射进气。

如上所述，期望频率可以根据发动机运行频率改变，因此，致动器306移动可移动元件304的频率可以根据发动机运行速度改变。不同于如上所述的共振系统100、200，为了产生压力变化，即使当发动机运行速度实质上恒定时，共振系统300的可移动元件304的位置也可以通过致动器306改变。在以实质上恒定转速的发动机燃烧操作期间，可移动元件304的振动频率可以被调节以在进气系统中产生压力波。作为一个示例，发动机转速可以为平均发动机转速的5％。以这种方式，共振系统300可以是有源共振系统。

如图3所示，腔室302可以被设置在进气歧管22中，例如，与进气歧管流体连通。进气歧管22可以具有第一端22a和第二端22b。第一端22a可以更靠近发动机进口14(通过冷进气管道20和热进气管道16)。腔室302可以被设置在进气歧管的第一端22a和第二端22b之间，例如，实质上在第一端22a和第二端22b之间的中心。替代地，腔室302可以被设置在进气歧管的端部处或朝向进气歧管的端部。例如，如图3所示，腔室可以被设置在第二端22b处。

多个共振系统300可以被设置在进气系统6内。例如，如图3所示，一个共振系统可以被设置在热进气管道16上并且两个共振系统300可以被设置在进气歧管22上。替代地，两个或更多个共振系统300可以被设置在热进气管道16上和/或一个或多于两个共振系统300可以被设置在进气歧管22上。在另一个布置(未示出)中，一个、两个或多于两个共振系统300可以被设置在冷进气管道20上。

一个或多个共振系统300的腔室302可以被设置在一方位(诸如方位A)处，该方位A在通过进气歧管的一对进气门24之间(诸如与一对进气门等距离)。替代地，腔室302可以被设置在方位B处，该方位B在距每个进气门24不同的距离处。当腔室302被设置为距每个进气门24不同的距离时，为了为发动机提供增强的吸气，由共振系统300产生的压力波的期望频率可以根据哪个进气门打开而变化。因此，致动器306可以经配置以根据进气门24的打开(例如，根据当腔室302内产生的压力波到达进气门24时哪个进气门打开、几乎打开和/或将打开)改变可移动元件移动的频率。

附加地或替代地，可以期望根据进气门24的开度(诸如根据当腔室302内产生的压力波到达进气门24时哪个进气门打开、几乎打开和/或将打开)调节可移动元件相对于发动机的转动的振动的相位。

用于为发动机提供增强的吸气的方法，所述发动机包括根据本公开的进气系统6，该方法可以包括为了调节进气系统内的压力变化的频率改变可移动元件104、204、304的位置以为发动机提供增强的吸气。作为一个示例，通过调节进气系统中的压力变化的频率，在每个进气门24打开期间，较高压力的区域可以定位在进气歧管22处，由此使得发动机4的汽缸26内的进气被增压至较高压力。增压进气至较高压力可以改善发动机4的功率和/或效率。

如上所述，进气系统可以包括无源共振系统，并且可移动元件的位置可以根据发动机运行速度确定。共振系统内的压力变化的自然频率可以影响进气系统6内的压力变化的自然频率。因此，可移动元件的位置可以被确定，使得进气管道内的压力变化的自然频率实质上等于压力变化为发动机提供的增强的吸气的频率。附加地或替代地，可移动元件的位置可以改变，使得压力变化可以以实质上等于压力变化可以为发动机提供增强的吸气的频率的频率在进气管道内产生。例如，对于包括四个汽缸的发动机，频率可以是发动机运行速度的两倍，诸如发动机运行速度的二次谐波。如上所述，这样的压力变化可以使用有源或无源共振系统产生。如果共振系统包括有源共振系统，则该方法可以包括根据发动机的运行速度确定改变可移动元件的位置的频率。以这种方式，图3的系统提供了一种发动机系统，其包括曲轴位置传感器；包括进气口、进气压缩机、热进气管道、冷却器和通向进气歧管的冷进气管道的进气系统；耦接到进气歧管以便调控空气进入一个或多个发动机汽缸的一个或多个进气门；流体地耦接到进气系统以调控进气系统中的压力波的频率的一个或多个共振系统，每个共振系统包括被定位在腔室中在腔室中产生空腔的可移动元件、使腔室内的可移动元件振动的致动器以及允许空气流入和流出腔室的孔；以及具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令的控制器，用于：响应于发动机转速的变化，改变可移动元件的振动频率以在进气歧管中产生压力波，其中在进气系统中产生的压力波的频率等于发动机的转速的二次谐波频率。另外，调节可移动元件的振动频率可以基于一个或多个进气门的打开正时和打开顺序，以便当一个或多个进气门中的每一个打开时，将压力波定位在进气歧管处。

图4示出并且下面参考示例排气系统40详细描述图3的发动机系统的替代实施例。除了排气系统40之外，图4中的发动机系统2的所有部件可以与图3中的发动机系统2的所有部件相同。图3中之前介绍的部件以类似的数字编号并且不再介绍。类似于图3的实施例，图4的发动机系统2可以进一步包括用于控制发动机操作的控制系统114。

如图4所示，排气系统40进一步包括涡轮增压器旁通管道112。涡轮增压器旁通管道在第一端112a处流体地耦接至排气管道32的高压部分(在涡轮增压器涡轮12b上游的排气管道32上的位置处)。涡轮增压器旁通管道112在第二端112a处流体地耦接至排气管道32的低压部分(在涡轮增压器涡轮12b下游的排气管道32上的位置处)。涡轮增压器旁通管道允许一部分排气绕过涡轮增压器涡轮12b。

涡轮增压器旁通阀11可以被设置以控制流通涡轮增压器涡轮和/或涡轮增压器旁通管道112的排气的比例。以这种方式控制排气允许由涡轮增压器提供的增压水平被控制。涡轮增压器旁通阀11可以被设置在排气管道32上并且可以经配置以控制直接地通过涡轮增压器涡轮12b和直接地通过涡轮增压器旁通管道112的排气的流动。

当旁路排气离开旁通管道112时，在第二端112b的下游，旁路排气可以与离开涡轮12b的排气的总体流混合。替代地，由于总体排气流和旁路排气流的相对流动属性，诸如压力、速度和/或流动状态，排气在到达LNT 10a和/或SCR设备10b之前可以不在第二端12b的下游混合。在任一种情况下，排气和旁路排气两者的总体流都可以通过LNT 10a和SCR设备10b。

LNT 10a通常包括沸石催化剂，其使得NOx化合物(尤其是NO和NO2)从排气中被吸收。为了净化LNT 10a，发动机可以在富燃烧状况下操作，这可以导致排气内增加浓度的还原物质的产生，诸如未燃烧的碳氢化合物(HC)。发动机还可以控制以增加排气的温度。增加浓度的还原物质和高温可以导致捕集的NOx被转换为氮和水，其可以从车辆排出。

在使用中，LNT 10a还可以从排气捕集SOx。捕集的SOx还可以存储在沸石催化剂中。SOx的存储可以降低催化剂存储NOx的可用性。因此，随着存储在沸石内的SOx的量增加，可以需要增加LNT 10a净化的频率。为了减少存储在催化剂中的SOx的量，可以期望执行脱硫(DeSOx)程序。DeSOx程序还可以包括在富燃烧状况下以增加的排气温度操作发动机。然而，为了除去存储的SOx，可以需要将LNT 10a加热至比在净化事件期间更高的温度。

图1中描述的排气系统中的SCR设备10b包括催化剂，其经配置以催化还原反应以降低排气内的污染物质(诸如NOx)的浓度。还原剂通常例如通过SCR计量系统(未示出)被喷射在SCR设备的上游，SCR计量系统在SCR催化剂存在的情况下与排气反应。例如，NOx可以通过还原剂还原为氮气和水蒸汽。在典型的SCR设备中，液态氨被用作还原剂。可以控制还原剂的剂量以确定NOx从排气中除去的效率。

一旦排气已经通过LNT 10a和SCR 10b，则它们可以经由排气口34从车辆排出。出口排放传感器16(诸如NOx传感器)可以耦接到出口34以确定由车辆产生的排放。由排放传感器16记录的排放值可以用于与来自发动机排放传感器18的测量值一起确定LNT 10a和SCR 10b操作以从排气中除去污染物的效率。确定的效率可以用于确定添加至SCR设备10b的还原剂的量和/或何时应该净化LNT 10a。

车辆1进一步包括氢源220。氢源220可以包括经配置以存储氢的容器，其可以根据需要重新填充，例如，当耗尽时。附加地或替代地，氢源20可以包括经配置以通过电解、重整或任何其它适当的处理产生氢的氢发生器。当车辆的系统需要使用氢时，氢可以在车辆操作期间产生。

喷射器222被设置在涡轮增压器旁通管道112上并且经配置以将氢引入旁通管道中。喷射器可以经由氢管道240流体地耦接到氢源210，使得氢可以可选择地从氢源210被引入涡轮增压器旁通管道112。喷射器可以是可控制的以选择性地改变氢被引入旁通管道的压力。

引入到涡轮增压器旁通管道112的氢气可以在排气内流动以到达LNT 10a和/或SCR设备10b。到达SCR设备10b的氢可以用作还原剂，并且在SCR催化剂或在SCR设备10b中设置的另一催化剂存在情况下与排气中的物质(诸如NOx)反应。氢和排气之间的反应可以以比氨与排气之间的反应低的温度进行，因此通过在SCR设备10b中使用氢作为还原剂，可能在较低的温度下减小污染物质(诸如NOx)的浓度。附加地或替代地，氢可以与SCR设备10b内的氧反应以增加排气和/或SCR设备10b的温度。SCR设备因此可以到达一温度，在该温度下，氨可以在驾驶循环中较早的点(例如，时间)被有效地用作还原剂。

如上所述，为了除去SOx，还可能需要执行DeSOx程序，该SOx已经存储在沸石催化剂内。在DeSOx期间引入氢可以提高DeSOx程序的效率。氢可以更深地和/或更迅速地扩散到沸石催化剂中，这可以导致SOx除去的增加速率。附加地或替代地，当引入氢时，可以在较低的温度下并且在发动机在较低的富状况下操作时执行DeSOx程序。

当氢被喷射到涡轮增压器旁通管道112时，氢在进入排气管道34内的排气的总体流之前可以最初地与涡轮增压器旁通管道112内的受控部分的排气混合。氢与有限部分的排气混合可以是有益的，因为这防止氢的过度稀释和/或排气对氢的氧化。

控制氢、旁路排气和/或总体排气流的相对压力允许在LNT 10a和/或SCR10b处的排气内的氢的扩散被控制。此外，通过涡轮增压器旁通管道112的排气比总体排气流有更少的紊流。旁路流的较少的紊流性质可以限制总体气体内的氢的扩散。氢的扩散速率和/或混合速率还可以受到相对流动属性的影响，例如，两个排气流(旁路排气和氢以及总体排气流)的压力、速度和/或流动状态。限制氢的扩散速率可以减少氢的氧化速率并且可以增加其提高LNT 10a和/或SCR设备10b的性能的效率。

图5图示说明第一示例性方法500，其可以被实施以基于发动机转速用于调节图1-2的进气系统的体积以及图3的共振系统的振动频率。用于执行方法500以及包含在本文中的其它方法的指令可以基于存储在控制器的存储器上的指令结合从发动机系统的传感器(诸如如上参考图1-4所述的传感器)接收的信号通过控制器执行。根据如下所述的方法，控制器可以使用发动机系统的发动机致动器以调节发动机操作。

在502处，例程包括估计和/或测量发动机操作参数。估计的参数可以包括例如发动机转速(以rpm的转速)、发动机温度、发动机负载、排气温度。另外，可以估计包括环境温度、压力以及湿度、歧管压力和温度、增压压力、排气空燃比等的环境状况。

在504处，进气门的打开顺序可以基于诸如发动机转速和发动机负载的发动机操作参数确定。在一个示例中，控制器可以参考具有作为输入的发动机转速和负载以及具有作为输出的用于对应于每一个发动机汽缸的每一个进气门的打开的安排的查找表。在另一示例中，控制器可以依靠将发动机转速的变化与进气门打开的频率的变化相关的模型，并且进一步使进气门打开的频率与进气门正时的变化相关。

在506处，可以基于分别经由歧管空气压力传感器和曲轴位置传感器估计的进气系统中的压力变化频率和发动机转速中的每一个估计(多个)共振系统(诸如分别为图1和图2中的共振系统100和200)的可移动元件(诸如分别为图1和图2中的可移动元件104和204)的当前位置。对于某些共振系统(诸如图3所示的共振系统300)，控制器可以基于进气系统中的压力变化频率和发动机转速中的每一个类似地确定可移动元件的振荡或振动的当前频率。控制器可以根据进气系统中的压力变化的频率和发动机转速估计进气系统的体积以及根据上述估计可移动元件的当前位置。在一个示例中，控制器可以基于使用查找表的计算确定可移动元件的当前位置，其中输入为进气系统中的压力振动的频率和发动机转速并且输出为可移动元件的位置。类似地，控制器可以基于使用查找表的计算确定可移动元件的振动频率，其中输入为进气系统中的压力振动的频率和发动机转速并且输出为可移动元件的振动频率。另外，控制器可以基于逻辑规则作出逻辑决定(诸如关于可移动元件的位置和/或可移动元件的振动频率)，该逻辑规则是包括进气系统中的压力振动的频率和发动机转速的参数的函数。

在508处，例程包括确定进气系统中的压力变化的频率是否实质上等于确定的发动机转速的二次谐波频率。通过将进气系统中的压力变化的频率调节为实质上等于四缸发动机的确定的发动机转速的二次谐波频率，当每一个进气门打开时，可以将进气系统中的较高压力的区域定位在进气歧管处。由于在进气门打开时较高压力的区域的存在，加压空气可以进入相应的汽缸并且汽缸内的空气可以被增压至较高的压力。通过对每个汽缸内的进气增压，发动机功率输出和效率可以增加。例程还可以将进气系统中的压力变化的频率与进气系统的共振频率相比较，使得当每个进气门打开时，进气的较高压力的区域可以位于进气歧管处，由此允许每个汽缸内的空气被增压至较高的压力。

如果确定进气系统中的压力变化的频率实质上等于确定的发动机转速的二次谐波频率，则在510处例程包括在每一个气门打开时确定由于进气门的打开和关闭而在进气系统中产生的压力波是否到达进气门(进气歧管中)。压力波可以通过进气系统来回行进，因为它们可以在进气歧管处被反射并且在进气系统冷却器处被再次反射。如果在进气门打开时在进气门的方位处存在压力波，则加压空气可以进入汽缸(对应于打开的进气门)并且汽缸内的空气可以被增压至较高的压力。通过对每个汽缸内的进气增压，发动机功率输出和效率可以增加。

如果确认在进气系统的(多个)共振系统的当前配置处压力波在每一个进气门打开时到达进气门，则在514处可以以可移动元件(多个)的当前位置继续(多个)共振系统的操作。在一个示例中，共振系统(诸如图3所示的共振系统)可以继续在当前频率下振荡或振动。

如果确定在每一个进气门打开时进气系统中的压力振动的频率实质上不等于发动机转速的二次谐波频率和/或压力波没有到达进气门，则可以推断共振系统的可移动元件的位置和/或共振系统的可移动元件的振动频率需要被调节。

在512处，可移动元件的位置可以基于发动机转速被调节。共振系统的控制器可以一频率改变可移动元件的位置，该频率是发动机转速的函数。在一个示例中，可移动元件的位置改变的频率可以随发动机转速的增加而增加，使得压力变化的频率变得实质上等于发动机转速的频率。此外，可移动元件的位置和可移动元件的位置改变的频率可以根据发动机进口的打开安排被调节，使得当每一个发动机进口打开时，由于进气门的方位处存在较高的压力，汽缸内的空气可以被增压至较高的压力。另外，根据发动机进口的打开，耦接到可移动元件的致动器可以改变可移动元件的移动相对于发动机rpm之间的相位差。此外，耦接到可移动元件的致动器可以基于腔室与正在打开的发动机进气门之间的距离改变可移动元件的每一个位置和/或可移动元件的位置改变的频率。可以基于发动机转速和进气门打开的正时调节可移动元件的振动或振荡频率。在一个示例中，当进气系统中产生的压力波的频率高于确定的发动机转速的二次谐波频率时，可移动元件的振动频率可以减小，直到进气系统中产生的压力波的频率等于确定的发动机转速的二次谐波频率。类似地，当进气系统中产生的压力波的频率低于确定的发动机转速的二次谐波频率时，可移动元件的振动频率可以增加，直到进气系统中产生的压力波的频率等于确定的发动机转速的二次谐波频率。可以进一步基于供给空气至多个发动机汽缸的多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个调节可移动元件的振动频率，振动频率被调节以在多个进气门中的一个打开时将压力波定位在一个或多个进气门的方位处。可移动元件的移动与发动机转速之间的相位差可以基于多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个而改变。另外，可移动元件的振动频率可以基于共振系统与打开的多个进气门中的一个之间的距离被调节。在一个示例中，当离共振系统最远的进气门正打开时，相位差可以增加并且可移动元件的振动频率也可以增加。在另一示例中，当离共振系统最近的进气门正打开时，相位差可以减小并且可移动元件的振动频率也可以减小。

以这种方式，设置在共振系统的空腔内的可移动元件的振动频率可以基于发动机转速被调节；共振系统流体地耦接到供给进气至多个发动机汽缸中的每一个的发动机进气系统。

示例发动机系统包括：经配置以运送进气至发动机的汽缸的进气管道、设置在进气管道的一侧并且与进气管道流体连通的腔室、设置在腔室内的可移动元件以及经配置以改变可移动元件的位置并且由此改变能够从进气系统接收进气的腔室的体积的致动器；其中致动器经配置以一频率改变可移动元件的位置，其中频率根据发动机的转速改变。任何前述示例进一步包括：附加地或可选地，腔室包括颈状部分和空腔室部分，颈状部分具有比空腔室部分小的直径，其中颈状部分接触进气管道的主流流速的分量垂直于颈状部分的中心轴线。任何或全部前述示例进一步包括：附加地或可选地，经配置以允许进气流入和流出腔室的孔，其中进气管道和孔经配置使得孔接触进气管道的主流流速的分量垂直于孔的中心轴线。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，发动机包括一个或多个发动机进口，发动机进口经配置以选择性地打开以允许进气进入汽缸。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，致动器经配置以根据发动机进口的打开改变可移动元件的位置和可移动元件的位置变化的频率中的每一个。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，致动器经配置以根据发动机进口的打开改变可移动元件的移动相对于发动机旋转之间的相位差。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，致动器经配置以基于腔室与正在打开的发动机进口之间的距离改变可移动元件的位置和可移动元件的位置变化的频率中的每一个。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，进气管道进一步包括经配置以运送进气至每一个汽缸的进气歧管，其中腔室与进气歧管流体连通并且腔室实质上被中心地设置在进气歧管上。

另一示例发动机方法：基于发动机转速调节设置在共振系统的空腔内的可移动元件的振动频率；共振系统流体地耦接到供给进气至多个发动机汽缸中的每一个的发动机进气系统。在任何前述示例中，附加地或可选地，调节可移动元件的振动频率包括增加可移动元件的振动频率，直到进气系统中产生的压力波的频率等于确定的发动机转速的二次谐波频率。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，调节可移动元件的振动频率进一步包括减小可移动元件的振动频率，直到进气系统中产生的压力波的频率等于确定的发动机转速的二次谐波频率。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，调节振动频率包括在发动机以实质上恒定转速的燃烧操作期间，调节可移动元件的振动频率以在进气系统中产生压力波。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，可移动元件的振动频率进一步基于供给空气至多个发动机汽缸的多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个，振动频率被调节以在多个进气门中的一个打开时将压力波定位一个或多个进气门的方位处。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，基于多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个，改变可移动元件的移动与发动机转速之间的相位差。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，可移动元件的振动频率进一步基于共振系统与打开的多个进气门中的一个之间的距离。

在又一示例中，发动机系统包括：曲轴位置传感器；包括进气口、进气压缩机、热进气管道、冷却器和通向进气歧管的冷进气管道的进气系统；耦接到进气歧管以调控空气进入一个或多个发动机汽缸的一个或多个进气门；流体地耦接到进气系统以调控进气系统中的压力波的频率的一个或多个共振系统，每个共振系统包括被定位在腔室中在腔室中产生空腔的可移动元件、使腔室内的可移动元件振动的致动器以及允许空气流入和流出腔室的孔；以及具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令的控制器，用于：响应于发动机转速的变化，改变可移动元件的振动频率以在进气歧管中产生压力波，其中在进气系统中产生的压力波的频率等于发动机的转速的二次谐波频率。在任何前述示例中，附加地或可选地，一个或多个共振系统中的一个在冷却器上游的中心位置处耦接到进气歧管。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，一个或多个共振系统中的一个在一个或多个进气门中的每一个的下游耦接到进气歧管的一端。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，一个或多个共振系统中的一个在进气压缩机的下游和冷却器上游耦接到热进气管道。在任何或全部前述示例中，附加地或可选地，控制器包括进一步的指令，用于：基于一个或多个进气门的打开正时和打开顺序，调节可移动元件的振动频率以在一个或多个进气门中的每一个打开时将压力波定位在进气歧管处。

以这种方式，通过调节共振系统中的可移动元件的位置以及可移动元件的位置变化的频率，发动机进气系统的体积可以被调节，以便在进气门打开时调节在进气歧管处的较高的压力区域的位置。当进气门打开时，通过将较高的压力区域定位在进气歧管处，汽缸内的空气可以被增压至较高的压力，因此增加了发动机功率输出与效率。基于发动机转速调节可移动元件的振动频率的技术效果是在不同的发动机转速下可以实现发动机进气系统中的共振。通过在每个发动机转速下实现发动机进气系统中的共振，可以提高发动机的体积效率。总之，通过基于发动机转速和进气门打开的安排调节共振系统，可以提高发动机功率和燃料效率。

尽管已经参考一个或多个示例性示例以举例的方式描述了本发明，但是本领域技术人员应当认识到，本发明不限于公开的示例并且在不背离由随附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以构造替代示例。

注意，包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制系统执行。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的行为、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所述的行为、操作和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码，其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被执行。

应当认识到，本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以使用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和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的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本申请的权利要求或通过在本申请或相关的申请中提出新权利要求被要求保护。这样的权利要求，无论比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种发动机进气系统，包括：

经配置以运送进气至发动机的汽缸的进气管道；

被设置在所述进气管道的一侧并且与所述进气管道流体连通的腔室；

被设置在所述腔室内的可移动元件；以及

经配置以改变所述可移动元件的位置并且由此改变能够从所述进气系统接收进气的所述腔室的体积的致动器；其中所述致动器经配置以一频率改变所述可移动元件的位置，其中所述频率根据所述发动机的转速改变。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述腔室包括颈状部分和空腔部分，所述颈状部分具有比所述空腔部分小的直径，其中所述颈状部分接触所述进气管道的主流流速的分量垂直于所述颈状部分的中心轴线。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括，经配置以允许进气流入和流出所述腔室的孔，其中所述进气管道和所述孔经配置使得所述孔接触所述进气管道的主流流速的分量垂直于所述孔的中心轴线。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机包括一个或多个发动机进口，所述发动机进口经配置以选择性地打开以允许进气进入所述汽缸。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述致动器经配置以根据所述发动机进口的打开改变所述可移动元件的位置和所述可移动元件的位置变化的频率中的每一个。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述致动器经配置以根据所述发动机进口的打开改变所述可移动元件的移动相对于所述发动机的转动之间的相位差。

7.根据权利要求4所述的系统，其中致动器经配置以根据所述腔室与正在打开的所述发动机进口之间的距离改变所述可移动元件的位置和所述可移动元件的位置变化的频率中的每一个。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述进气管道进一步包括经配置以运送进气至每一个所述汽缸的进气歧管，其中所述腔室与所述进气歧管流体连通并且所述腔室实质上被中心地设置在所述进气歧管上。

9.一种发动机方法，包括：

基于发动机转速调节设置在共振系统的空腔内的可移动元件的振动频率；所述共振系统流体地耦接到供给进气至多个发动机汽缸中的每一个的发动机进气系统。

10.根据的权利要求9所述的方法，其中调节所述可移动元件的振动频率包括增加所述可移动元件的振动频率，直到所述进气系统中产生的压力波的频率等于确定的发动机转速的二次谐波频率。

11.根据权利要求10所述的方法，其中调节所述可移动元件的振动频率进一步包括减小所述可移动元件的振动频率，直到所述进气系统中产生的压力波的频率等于所述确定的发动机转速的二次谐波频率。

12.根据权利要求9所述的方法，其中调节所述振动频率包括：在发动机以实质上恒定转速的燃烧操作期间，调节所述可移动元件的振动频率以在所述进气系统中产生压力波。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述可移动元件的振动频率进一步基于供给空气至所述多个发动机汽缸的多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个，所述振动频率被调节以在所述多个进气门中的一个打开时将所述压力波定位在所述一个或多个进气门的方位处。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括，基于所述多个进气门的打开正时和打开顺序中的每一个改变所述可移动元件的移动与所述发动机转速之间的相位差。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述可移动元件的振动频率进一步基于所述共振系统与打开的所述多个进气门中的一个之间的距离。

16.一种发动机系统，包括：

曲轴位置传感器；

包括进气口、进气压缩机、热进气管道、冷却器、通向进气歧管的冷进气管道的进气系统；

耦接到所述进气歧管以调控空气进入一个或多个发动机汽缸的一个或多个进气门；

流体地耦接到所述进气系统以调控所述进气系统中的压力波的频率的一个或多个共振系统，每个共振系统包括定位在腔室内在所述腔室内产生空腔的可移动元件、使所述可移动元件在所述腔室内振动的致动器以及允许空气流入和流出所述腔室的孔；以及

具有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令的控制器，用于：响应于发动机转速的变化，改变所述可移动元件的振动频率以在所述进气歧管中产生压力波，其中在所述进气系统中产生的所述压力波的频率等于所述发动机的转速的二次谐波频率。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述一个或多个共振系统中的一个在所述冷却器上游的中心位置处耦接到所述进气歧管。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述一个或多个共振系统中的一个在所述一个或多个进气门中的每一个的下游耦接到所述进气歧管的一端。

19.根据权利要求19所述的系统，其中所述一个或多个共振系统中的一个在所述进气压缩机的下游和所述冷却器的上游耦接到所述热进气管道。

20.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令，用于：基于所述一个或多个进气门的打开正时和打开顺序，调节所述可移动元件的振动频率以在所述一个或多个进气门中的每一个打开时将所述压力波定位在所述进气歧管处。