CN107435595B - 发动机系统和车辆 - Google Patents

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    • F02D13/0269—Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle

Abstract

本发明供给了一种发动机系统和车辆，该发动机系统包括：增压器，增压器包括第一进气口和第一出气口；发动机，发动机包括多个气缸，每个气缸包括第一进气门和第二进气门，其中，每个气缸的第一进气门均通过进气管道与增压器的第一出气口相连，在发动机的进气冲程，增压器将第一进气口进入的气体增压后，通过第一出气口进入气缸的第一进气门；每个气缸的第二进气门均通过排气管道与增压器的第一进气口相连，其中，在排气管道上设置有第一单向阀，在发动机的进气冲程，进入气缸的第一进气门的气体通过第二进气门排出，并通过增压器的第一进气口进入增压器，其中，第二进气门排出的气体的量小于第一进气门进入的气体的量。

Description

发动机系统和车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种发动机系统和车辆。
背景技术
目前，为提高发动机的热效率并降低泵气损失，逐步将阿特金森循环技术引入到汽油机中。
然而，在相关技术中，常规阿特金森循环发动机正常工作模式下，增压器不能介入工作，需要特殊手段使其在奥托循环和阿特金森循环下切换工作，而增压器只在奥托循环下才能正常工作。即便个别机型的增压器可在阿特金森循环下介入工作，但实现方式死板，与发动机工况的结合不紧密，不能够在实现真正意义上的全工况下的阿特金森循环。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机系统，能够实现全工况下的阿特金森循环，并能够使增压器在全工况下介入工作，大大提高发动机的效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机系统，包括：增压器，所述增压器包括第一进气口和第一出气口；发动机，所述发动机包括多个气缸，每个所述气缸包括第一进气门和第二进气门，其中，每个所述气缸的第一进气门均通过进气管道与所述增压器的第一出气口相连，在所述发动机的进气冲程，所述增压器将所述第一进气口进入的气体增压后，通过所述第一出气口进入所述气缸的第一进气门；每个所述气缸的第二进气门均通过排气管道与所述增压器的第一进气口相连，其中，在所述排气管道上设置有第一单向阀，在所述发动机的进气冲程，进入所述气缸的第一进气门的气体通过所述第二进气门排出，并通过所述增压器的第一进气口进入所述增压器，其中，所述第二进气门排出的气体的量小于所述第一进气门进入的气体的量。
进一步的，所述第二进气门的直径小于所述第一进气门的直径。
进一步的，所述第二进气门设置有阀门，以通过所述阀门使所述第二进气门排出的气体的量小于所述第一进气门进入的气体的量。
进一步的，所述第二进气门的升程小于所述第一进气门的升程。
进一步的，通过改变所述第二进气门对应的凸轮形线以降低所述第二进气门的升程，使所述第二进气门的升程小于所述第一进气门的升程。
进一步的，在所述排气管道上还设置有第一控制阀，所述第一控制阀用于调节所述第二进气门排出的气体的量，以调节所述发动机的膨胀比。
进一步的，系统还包括中冷器和节气门，所述中冷器和所述节气门位于所述进气管道上。
进一步的，所述增压器还包括第二出气口，所述第二出气口用于在所述发动机的排气冲程排出所述气缸的高温废气。
相对于现有技术，本发明所述的发动机系统具有以下优势：
本发明实施例的发动机系统，通过设置两个气缸的进气门，由其中一个进气门进入的气体，可通过另一个进气门排出一部分，并且另一个进气门排出的气体进入增压器的进气口，从而能够实现全工况下的阿特金森循环，并能够使增压器在全工况下介入工作，大大提高了发动机的效率，同时，该系统结构简单，较易实现。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆能够实现全工况下的阿特金森循环，并能够使增压器在全工况下介入工作，大大提高了发动机的效率，同时，其较易实现。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，设置有如上述实施例所述的发动机系统。
所述的车辆与上述的发动机系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来供给对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的发动机系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的凸轮形线改变的示意图；
图3为本发明实施例所述的第一和第二进气门的配气相位示意图。
附图标记说明：
100-增压器、110-第一进气口、120-第一出气口；
200-发动机、210-气缸、211-第一进气门、212-第二进气门；
300-第一单向阀、400-第一控制阀、500-中冷器、600-节气门、413-火花塞。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1为根据本发明一个实施例的发动机系统的结构示意图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的发动机系统，包括增压器100和发动机200。其中，增压器100可包括第一进气口110和第一出气口120。发动机200可包括多个气缸210(图1中以四个气缸为例)，每个气缸可包括第一进气门211和第二进气门212。
其中，每个气缸210的第一进气门211均通过进气管道与增压器100的第一出气口120相连，在发动机200的进气冲程，增压器100可将第一进气口110进入的气体增压后，通过第一出气口120进入气缸210的第一进气门211。每个气缸210的第二进气门212均通过排气管道与增压器100的第一进气口110相连，其中，可在排气管道上设置有第一单向阀300，在发动机200的进气冲程，进入气缸210的第一进气门211的气体通过第二进气门212排出，并通过增压器100的第一进气口110进入增压器100，其中，第二进气门212排出的气体的量小于第一进气门211进入的气体的量。
具体地，如图1所示，每个气缸210的第一进气门211可通过各自对应的进气歧管连接到进气管道，每个气缸210的第二进气门212可通过各自对应的进气歧管连接到排气管道。排气管道上的第一单向阀300可限制气体的流向，使气体只能从气缸210的第二进气门212向增压器100的第一进气口110流通。其中，第一进气口110可为增压器100的叶轮吸气口。
在发动机200的进气冲程，由于所进入的气体部分排出，实际进气量减小，而活塞是正常运转的，从而可使得发动机的膨胀比(做功行程/压缩行程)大于1，实现了阿特金森循环。并且，由于阿特金森循环效果是在进气初始阶段进行的，对喷油正时、喷油次数影响极小。
在本发明的一个实施例中，第二进气门212的直径可小于第一进气门211的直径。或者，第二进气门212可设置有阀门，以通过阀门使第二进气门212排出的气体的量小于第一进气门211进入的气体的量。
另外，如图2所示，对于本来相同的凸轮，可将第二进气门212对应的凸轮形线进行改变，保持其基圆的直径不便，而减小其最大推程，从而可降低第二进气门212的升程，使第二进气门212的升程小于第一进气门211的升程。由此，第一进气门211和第二进气门212的配气相位可如图3所示，第二进气门212的升程较小，而且开启的时间也较小。由此，在发动机的进气冲程，第一进气门211开启较大且时间较长，第二进气门212开启较小且时间较短，因而第二进气门212排出的气体的量可远小于第一进气门211进入的气体的量。在本发明的实施例中，对凸轮的形线进行改变即可实现上述效果，简单而又方便。
在本发明的一个实施例中，排气管道上还可设置有第一控制阀400，第一控制阀400可用于调节第二进气门212排出的气体的量，以调节发动机200的膨胀比，实现了阿特金森循环中膨胀比的动态控制。
另外，由于通过第二进气门212排出的气体最终进入增压器100的第一进气口110，即外界气体的入口，不会干涉增压器的增压等工作，因而增压器可在阿特金森循环下介入。并且，第二进气门212排出的气体最终进入增压器100，还能够提高增压器中叶轮的工作效率。
在本发明的一个实施例中，第一进气门211的直径可设定为一个较大的值，保证了高负荷工况下采用阿特金森循环所需的进气量，所以该发动机200可在全工况下采用阿特金森循环，增压器也可在全工况下介入工作。并且，第二进气门212排出气体的同时，也可带走气缸内的残余废气，能够减小爆震。
此外，如图1所示，本发明实施例的发动机系统还可包括中冷器500和节气门600，中冷器500和节气门600位于进气管道上。增压器100还可包括第二出气口130，第二出气口130可用于在发动机的排气冲程排出气缸的高温废气。
根据本发明实施例的发动机系统，通过设置两个气缸的进气门，由其中一个进气门进入的气体，可通过另一个进气门排出一部分，并且另一个进气门排出的气体进入增压器的进气口，从而能够实现全工况下的阿特金森循环，并能够使增压器在全工况下介入工作，大大提高了发动机的效率，同时，该系统结构简单，较易实现。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述实施例所述的发动机系统。该车辆能够实现全工况下的阿特金森循环，并能够使增压器在全工况下介入工作，大大提高了发动机的效率，同时，其较易实现。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机系统，其特征在于，包括：
增压器，所述增压器包括第一进气口和第一出气口；
发动机，所述发动机包括多个气缸，每个所述气缸包括第一进气门和第二进气门，
其中，每个所述气缸的第一进气门均通过进气管道与所述增压器的第一出气口相连，在所述发动机的进气冲程，所述增压器将所述第一进气口进入的气体增压后，通过所述第一出气口进入所述气缸的第一进气门；
每个所述气缸的第二进气门均通过排气管道与所述增压器的第一进气口相连，其中，在所述排气管道上设置有第一单向阀，在所述发动机的进气冲程，进入所述气缸的第一进气门的气体通过所述第二进气门排出，并通过所述增压器的第一进气口进入所述增压器，其中，所述第二进气门排出的气体的量小于所述第一进气门进入的气体的量。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述第二进气门的直径小于所述第一进气门的直径。
3.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述第二进气门设置有阀门，以通过所述阀门使所述第二进气门排出的气体的量小于所述第一进气门进入的气体的量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发动机系统，其特征在于，所述第二进气门的升程小于所述第一进气门的升程。
5.根据权利要求4所述的发动机系统，其特征在于，通过改变所述第二进气门对应的凸轮形线以降低所述第二进气门的升程，使所述第二进气门的升程小于所述第一进气门的升程。
6.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，在所述排气管道上还设置有第一控制阀，所述第一控制阀用于调节所述第二进气门排出的气体的量，以调节所述发动机的膨胀比。
7.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，还包括中冷器和节气门，所述中冷器和所述节气门位于所述进气管道上。
8.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述增压器还包括第二出气口，所述第二出气口用于在所述发动机的排气冲程排出所述气缸的高温废气。
9.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求1-8任一项所述的发动机系统。
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