DE102014101379B4 - Einlasssystem für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Einlasssystem für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend:eine erste Passage, die mit einem Einlassanschluss (12, 13) einer Verbrennungskraftmaschine (10) verbunden ist und durch die ein erstes Gas strömt;eine zweite Passage, die mit dem Einlassanschluss (12, 13) verbunden ist und durch die ein zweites Gas strömt;eine Saugsteuereinrichtung (50, 36, 42, 43) zum Ansaugen des ersten und des zweiten Gases in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine durch den Einlassanschluss in Form von Schichten; undeine Verbindungspassage (29), die die erste Passage und die zweite Passage stromaufwärts des Einlassanschlusses verbindet, undwobei die Saugsteuereinrichtung ein größeres Volumen des ersten Gases als das zweite Gas in den Zylinder durch den Einlassanschluss bei einem früheren Abschnitt eines Einlasstakts eines Kolbens in den Zylinder liefert und auch ein größeres Volumen des zweiten Gases als das erste Gas in den Zylinder durch den Einlassanschluss bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts liefert.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich ein Einlasssystem, das so fungiert, dass es Luft zu jedem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine verteilt, und insbesondere ein solches Einlasssystem, das so entwickelt ist, um unterschiedliche Arten von Gasen zu jedem Zylinder in Form von Schichten vorzusehen.
  • Hintergrund des Standes der Technik
  • Das veröffentlichte japanische Patent Nr. 7-180616 schlägt ein EGR (Abgasrückführung)-System vor, das so ausgestaltet ist, dass es eine Frischluft und ein EGR-Gas liefert, das ein Anteil des Abgases ist, das aus einem Abgassystem zu einem Einlasssystem zu jedem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine rezirkuliert wird, so dass es innerhalb einer Verbrennungskammer in Form von Schichten verteilt wird, um Emission, wie z.B. NOx und Rauch, aus der Maschine zu reduzieren. Insbesondere wirbelt und sprüht das EGR-System die Frischluft um eine innere Peripherie jedes Zylinders der Maschine ein, um zu bewirken, dass das EGR-GAS genau in einem Mittelabschnitt des Zylinders angesaugt wird, so dass die Frischluft über die Peripherie der Verbrennungskammer verteilt wird, während das EGR-Gas zur Mitte der Verbrennungskammer zugeführt wird.
  • Die Zufuhr der unterschiedlichen Arten von Gasen: das EGR-Gas und die Frischluft, die nachstehend auch entsprechend als ein erstes und ein zweites Gas bezeichnet werden, in die Zylinder der Maschine in Form von Schichten ergibt üblicherweise eine Abweichung der Verteilung der Schichten des ersten und des zweiten Gases innerhalb des Zylinders aufgrund eines Unterschieds des Drucks zwischen dem ersten und zweiten Gas. Insbesondere verbreitet sich eine von der ersten und zweiten Gasschicht, die einen höheren Druck aufweist, in Richtung der anderen. Das EGR-Gas (d.h. EGR-Starkgas) weist üblicherweise einen höheren Druck als die Frischluft (d.h. EGR-Schwachgas) auf. Dementsprechend wird, wenn das EGR-Gas in den Zylinder ohne Verringerung dessen Druck angesaugt wird, bewirkt, dass sich die EGR-Gasschicht in die Luftschicht bewegt.
  • Die DE 10 2006 010 473 A1 offenbart ein Frischluft-/Verbrennungsgas-Gemisch, das zu einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zugeführt wird, der einen ersten Ansaugkanal, einen zweiten Ansaugkanal und wenigstens einen im Bereich eines der Ansaugkanäle mündenden Turbulenzkanals zur Zufuhr von Abgas aus einem Auslassbereich des Verbrennungsmotors in wenigstens einen der Ansaugkanäle aufweist. Dabei wird die gleichzeitige Zufuhr von Frischluft zum ersten Ansaugkanal und zum zweiten Ansaugkanal, die Durchströmung des ersten Ansaugkanals und des zweiten Ansaugkanals mit Frischluft und die Zufuhr von Abgas zum Turbulenzkanal reguliert.
  • Aus der DE 10 2012 106 327 A1 ist eine Erfindung bekannt, bei welcher Verfahren und Systeme für eine aufgeladene Maschine mit einem aufgeteilten Einlasssystem, das mit einem aufgeteilten Auslasssystem gekoppelt ist, geschaffen werden. Luftladungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, unterschiedlichem Druck und unterschiedlicher Temperatur können der Maschine durch das aufgeteilte Einlasssystem an verschiedenen Punkten eines Maschinenzyklus zugeführt werden. Auf diese Weise können die Vorteile der Aufladung und der AGR erweitert werden.
  • Die DE 10 2009 015 639 A1 offenbart eine Erfindung betreffend eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Zylindern, denen jeweils zumindest ein Auslassventil und zumindest zwei Einlassventile, nämlich ein erstes Einlassventil und ein zweites Einlassventil zugeordnet sind, mit einem variablen Einlassventiltrieb zum Betätigen der Einlassventile und zum Verstellen von Ventilhüben und Ventilsteuerzeiten der Einlassventile und mit einem variablen Auslassventiltrieb zum Betätigen der Auslassventile und zum Verstellen von Ventilhüben und Ventilsteuerzeiten der Auslassventile. Um die Variationsmöglichkeiten der Ladungswechselvorgänge zu vergrößern und um die Adaption derselben an variierende Betriebszustände der Brennkraftmaschine zu verbessern, kann eine Brennraummaskierung je Zylinder dem jeweiligen ersten Einlassventil zugeordnet sein, während eine Drallklappe je Zylinder dem jeweiligen zweiten Einlassventil zugeordnet sein kann.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Einlasssystem für eine Verbrennungskraftmaschine vorzuschlagen, das so fungiert, dass es Schichten eines ersten und eines zweiten Gases innerhalb eines Zylinders mit einer minimalen Abweichung der Verteilung der Schichten erzeugt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Einlasssystem für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Das Einlasssystem, aufweisend: (a) eine erste Passage, die mit einem Einlassanschluss der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist und durch die das erste Gas strömt; (b) eine zweite Passage, die mit dem Einlassanschluss verbunden ist und durch die ein zweites Gas strömt; (c) eine Ansaugsteuereinrichtung zum Ansaugen des ersten und des zweiten Gases in einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine durch den Einlassanschluss in Form von Schichten; und (d) eine Verbindungspassage, die die erste Passage und die zweite Passage stromaufwärts des Einlassanschlusses verbindet.
  • Die Verbindungspassage, welche die erste Passage und die zweite Passage zusammen verbindet, fungiert so, dass sie die Drücke des ersten Gases und des zweiten Gases festlegt, die zueinander gleich sind, wodurch eine Abweichung der Verteilung der Schichten des ersten Gases und des zweiten Gases in dem Zylinder minimiert wird.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der nachstehend angegeben, detaillierten Beschreibung und aus den begleitenden Figs. der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen, sondern lediglich zum Zwecke der Erläuterung und des Verständnisses betrachtet werden sollen.
  • In den Figuren zeigt:
    • 1 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
    • 2(A) ein Diagramm, das einen Prozess eines Öffnens und Schließens eines Selektorventils in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt einer Maschine demonstriert;
    • 2(B) ein Diagramm, das den Hubbetrag eines Einlassventils einer Maschine in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in der Maschine demonstriert;
    • 2(C) ein Diagramm, das die Gasmenge darstellt, die durch ein Einlassventil einer Maschine für einen Tumbleeinlassanschluss in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in der Maschine durchströmt;
    • 3 eine Schnittansicht einer Peripheriestruktur eines Selektorventils und eines Tumbleeinlassanschlusses;
    • 4 eine Schnittansicht, die das vollständig geschlossene Selektorventil von 3 darstellt;
    • 5 eine Schnittansicht, die Gase in einem EGR-Schwachgaspfad und einem EGR-Starkgaspfad bei Abschluss eines Einlasstakts darstellt;
    • 6 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Strömung eines von einem Dralleinlassanschluss angesaugten Gases (d.h. eine Drallströmung) in einen Zylinder einer Maschine und eine Strömung eines von einem Tumbleeinlassanschluss angesaugten Gases in den Zylinder darstellt;
    • 7 eine schematische Ansicht, die die Verteilung der Schichten der EGR-Stark- und Schwachgase in einem Zylinder einer Maschine bei Abschluss eines Kompressionstakts darstellt;
    • 8 ein Diagramm, das Simulationen über den Grad einer EGR-Gasschichtung für unterschiedliche Werte des Volumenprozentsatzes des EGR-Starkgases zum Gesamtvolumen des in einem Zylinder einer Maschine in jedem Einlasstakt angesaugten Gases zeigt;
    • 9 eine Ansicht, die eine Strömung eines Gases bei einem früheren Abschnitt eines Einlasstakts einer Maschine demonstriert;
    • 10 eine Ansicht, die eine Strömung eines Gases bei einem späteren Abschnitt eines Einlasstakts einer Maschine demonstriert;
    • 11 ein Diagramm, das ein Ergebnis von Simulationen über den Mischgrad eines EGR-Schwachgases und eines EGR-Starkgases für unterschiedliche Werte des Volumenprozentsatzes einer Verbindungspassage zum Volumen des in einem Zylinder bei jedem Einlasstakt angesaugten EGR-Starkgases zeigt;
    • 12 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
    • 13(A) ein Diagramm, das einen Öffnungs- und Schließprozess eines Selektorventils in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in einer Maschine der zweiten Ausführungsform demonstriert;
    • 13(B) ein Diagramm, das die Hubmenge eines Einlassventils einer Maschine in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in der Maschine der zweiten Ausführungsform demonstriert;
    • 13(C) ein Diagramm, das die Menge an durch ein Einlassventil einer Maschine für einen Tumbleeinlassanschluss in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in der Maschine der zweiten Ausführungsform durchgehenden Gas darstellt;
    • 14 ein Diagramm, das die Ergebnisse der Simulationen über den Grad der EGR-Gasschichtung für unterschiedliche Werte des Volumenprozentsatzes eines EGR-Starkgases zu den Gesamtvolumen eines in einen Zylinder einer Maschine in jedem Einlasstakt ansaugenden Gases in der zweiten und dritten Ausführungsform zeigt;
    • 15 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
    • 16(A) ein Diagramm, das Hubmengen von Einlassventilen einer Maschine in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakte in der Maschine der dritten Ausführungsform darstellt;
    • 16(B) ein Diagramm, das Mengen eines durch Einlassventile einer Maschine in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in der Maschine durchgehenden Gases der dritten Ausführungsform darstellt;
    • 17(A) ein Diagramm, das die Hubmenge eines Einlassventils einer Maschine bei einem Normalmodus bzw. -zustand darstellt, bei dem die EGR-Gasschichtung nicht erfolgte;
    • 17(B) ein Diagramm, das die Menge an durch ein Einlassventil einer Maschine bei einem Normalmodus bzw. -zustand, bei dem die EGR-Gasschichtung nicht erfolgte, durchgehenden Gas darstellt;
    • 18 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
    • 19 ein Diagramm, das einen Öffnungs- und Schließprozess eines Selektorventils in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakt in einer Maschine der vierten Ausführungsform darstellt;
    • 20 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
    • 21 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Struktur eines Einlasssystems gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
    • 22 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Abwandlung des Einlasssystems der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezugnehmend auf die Figs., wobei sich gleiche Bezugszeichen bei verschiedenen Ansichten auf gleiche Bauteile beziehen, insbesondere in 1, wird ein in einem Automobil montiertes Maschinensystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Maschinensystem 1 fungiert als Einlasssystem und enthält eine Dieselmaschine 10 (d.h. eine Verbrennungskraftmaschine) und einige zum Betreiben der Maschine 10 erforderliche Vorrichtungen. Die hier bezeichnete Dieselmaschine 10 ist eine Mehrfachzylindermaschine mit vier Zylindern. Zu jedem der Zylinder 11 sind zwei Einlassluftkanäle: ein Dralleinlassanschluss 12 und ein Tumbleeinlassanschluss 13 verbunden. Der Dralleinlassanschluss 12 und der Tumbleeinlassanschluss 13 sind in einem Maschinenkopf über jeden Zylinder 11 ausgebildet. Jeder der Dralleinlasskanäle 12 fungiert als ein Drallerzeugungsanschluss, um einen Drall (d.h. einen Drallwirbel) eines in den Zylinder 11 eingeführten Gases zu erzeugen. Jeder der Tumbleeinlasskanäle 13 fungiert als ein Tumbleerzeugungsanschluss, um einen Tumble (d.h. einen vertikalen Wirbel) eines in den Zylinder 11 eingeführten Gases zu erzeugen. Der Dralleinlassanschluss 12 und der Tumbleeinlassanschluss 13 fungieren so, dass sie das Mischen eines von dem Dralleinlassanschluss 12 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 zu dem Zylinder 11 eingeführten Gases mit von einem Kraftstoffinjektor (nicht gezeigt) eingesprühten Kraftstoff ermöglichen.
  • Sowohl die Dralleinlasskanäle 12 als auch die Tumbleeinlasskanäle 13 sind, wie in 3 dargestellt, mit einem der Zylinder 11 über eine Öffnung 16 verbunden. Ein Einlassventil 14 ist in jeder der Öffnungen 16 angeordnet, um sie selektiv zu öffnen oder zu schließen. Jeder der Zylinder 11 ist auch zum Abgeben von Abgasemission mit Abgaskanälen über Öffnungen verbunden. Ein Abgasventil 15 ist zum selektiven Öffnen oder Schließen in jeder der Öffnungen angeordnet.
  • Das Maschinensystem 1 ist mit einer Einlasspassage 21 ausgestattet, durch die Frischluft in die Zylinder 11 strömt. Die Einlasspassage 21 hat darin einen Kompressor 31 angeordnet, um die Frischluft zu komprimieren. Die Einlasspassage 21 weist auch einen stromabwärts des Kompressors 31 angeordneten Zwischenkühler bzw. Kühler 32 auf. Der Kühler 32 fungiert so, dass er die durch den Kompressor 31 komprimierte Luft kühlt. Die Einlasspassage 21 weist auch eine stromabwärts des Kühlers 32 angeordnete Drossel 33 auf. Die Drossel 33 fungiert so, dass sie die Strömung der in die Zylinder 11 eingeführten Frischluft regelt oder verwaltet. Die Einlasspassage 21 weist Verzweigungspfade 22 auf, die zu den entsprechenden Zylindern 11 (genauer, den Maschinenkopf) führen. Die Verzweigungspfade 22 weichen von einem Abschnitt der Einlasspassage 21 ab, die stromabwärts der Drossel 33 liegt. Die Verzweigungspfade 22 bilden Einlässe eines Ansaugkrümmers, die nachstehend auch als EGR-Schwachgaspfade bezeichnet werden. Jeder der EGR-Schwachgaspfade 22 führt, wie in 1 ersichtlich, sowohl zu dem Dralleinlassanschluss 12 als auch zu dem Tumbleeinlassanschluss 13 jedes Zylinders 11. Bei den EGR-Schwachgaspfaden 22 und der Einlasspassage 21 befinden sich lediglich Frischluft und eine Mischung von Frischluft und einer Menge an als eine Funktion einer Position eines EGR-Ventils 41 erzeugtem EGR-Gas. Das EGR-Gas ist, wie vorstehend beschrieben, ein Anteil eines aus der Maschine 10 ausgegebenen Abgases. Die Mischung der Frischluft und des EGR-Gases wird nachstehend auch als ein EGR-Schwachgas bezeichnet.
  • Ein Abgaskrümmer 23 ist ebenso mit jedem der Zylinder 11 verbunden, um von den Zylindern 11 abgegebene Abgase in einer Abgaspassage 27 zu sammeln. Die Abgaspassage 27 hat darin eine Turbine 37 eines Kompressors (d.h. ein variabler Düsenturbo) angeordnet, um die Energie des Abgases wiederzugewinnen. Die Abgaspassage 27 weist auch eine stromabwärts der Turbine 37 angeordnete Nachbehandlungsvorrichtung 38 auf. Die Nachbehandlungsvorrichtung 38 behandelt das Abgas. Die Abgaspassage 27 weist auch ein stromabwärts der Nachbehandlungsvorrichtung 38 angeordnete Abgasdrosselventil auf. Das Abgasdrosselventil 39 fungiert so, dass es die Strömungsrate des Abgases regelt. Die Nachbehandlungsvorrichtung 38 wird beispielsweise durch einen Oxidationskatalysator, der in dem Abgas enthaltenes CO oder HC oxidiert, oder ein DPF (Dieselpartikelfilter) implementiert, der besondere Stoffe von dem Abgas entfernt.
  • Eine Niederdruck-EGR-Passage 28 ist bei einem von deren Enden mit einem Abschnitt der stromabwärts der Nachbehandlungsvorrichtung 38 positionierten Abgaspassage 27 und bei dem anderen Ende eines Abschnitts der stromaufwärts des Kompressors 37 positionierten Abgaspassage 27 verbunden. Die Niederdruck-EGR-Passage 28 ist ein Strömungspfad, um einen Abschnitt eines Abgases zurück zu der Einlasspassage 21 als EGR-Gas zu rezirkulieren. Die Niederdruck-EGR-Passage 38 hat darin einen Niederdruck-EGR-Kühler 40 und ein Niederdruck-EGR-Ventil 41 angeordnet. Der Niederdruck-EGR-Kühler 40 fungiert so, dass er das durch die Niederdruck-EGR-Passage 28 strömende EGR-Gas kühlt. Das Niederdruck-EGR-Ventil 41 fungiert so, dass es die Strömungsrate des EGR-Gases regelt.
  • Eine Hochdruck-EGR-Passage 24 ist auch mit dem Abgaskrümmer 23 verbunden, um einen Anteil des Abgases zurück in das Einlasssystem zu rezirkulieren. Die Hochdruck-EGR-Passage 24 hat darin einen Hochdruck-EGR-Kühler 34 und ein Hochdruck-EGR-Ventil 35 angeordnet. Der Hochdruck-EGR-Kühler 34 fungiert so, dass er das durch die Hochdruck-EGR-Passage 24 durchströmende EGR-Gas kühlt. Das Hochdruck-EGR-Ventil 35 fungiert so, dass es die Strömungsrate des EGR-Gases regelt. Die Hochdruck-EGR-Passage 24 weist Verzweigungspfade 25 auf, die von einem Abschnitt davon auseinandergehen, der stromabwärts des Hochdruck-EGR-Ventils 35 angeordnet ist. Die Verzweigungspfade 25 führen zu entsprechenden Zylindern 11 (genauer, den Zylinderkopf). Die Verzweigungspfade 25 werden nachstehend auch als EGR-Starkgaspfade bezeichnet. Jeder der EGR-Starkgaspfade 25 steht mit dem Tumbleeinlassanschluss 13 eines Zylinders 11 in Verbindung. Insbesondere führen EGR-Schwachgaspfade von den entsprechenden EGR-Schwachgaspfaden 22 auseinander. Jeder der EGR-Schwachgaspfade 222 verbindet einen der EGR-Starkgaspfade 25 und verbindet anschließend einen entsprechenden der Tumbleeinlasskanäle 13 über einen Verbindungspfad 26. In den EGR-Starkgaspfaden befindet sich ein Gas, das eine höhere Konzentration des EGR-Gases als das aufweist, das durch die EGR-Schwachgaspfade 22 strömt (d.h. das EGR-Schwachgas). Das durch die EGR-Starkgaspfade 25 durchströmende Gas wird nachstehend auch als ein EGR-Starkgas bezeichnet.
  • Ein Ventil 36 ist in jeder der Verbindungen der EGR-Schwachgaspfade 222 und der EGR-Starkgaspfade 25 angeordnet. Das Ventil 36 ist beispielsweise durch ein Dreiwegeventil implementiert und fungiert so, dass es zwischen einer Fluidverbindung zu dem Tumbleeinlassanschluss 13 (d.h. ein von dem Ventil 36 zu dem Einlassventil 14 erstreckender Pfad) zwischen dem EGR-Schwachgaspfad 222 und dem EGR-Starkgaspfad 25 schaltet. Die Ventile 36 werden nachstehend auch als Selektorventile bezeichnet.
  • Das Maschinensystem 1 enthält auch eine Verbindungspassage 29, die die Einlasspassage 21 und die Hochdruck-EGR-Passage 24 verbindet. Insbesondere verbindet die Verbindungspassage 29, wie durch eine durchgezogene gestrichelte Linie in 1 dargestellt, ein stromabwärts gelegenes Ende der Einlasspassage 21, die stromaufwärts der EGR-Schwachgaspaare 22 positioniert ist, und ein stromabwärts gelegenes Ende der Hochdruck-EGR-Passage 24, die stromaufwärts der EGR-Starkgaspfade 25 positioniert ist. Das stromabwärts gelegene Ende der Einlasspassage 21 führt zu den EGR-Schwachgaspfaden 22 durch einen Verzweigungspfad 298. Das stromabwärts gelegene Ende der Hochdruck-EGR-Passage 24 führt zu den EGR-Starkgaspfaden 25 durch einen Verzweigungspfad 241 (der nachstehend auch als ein Hochdruck-EGR-Pfad bezeichnet wird). Die Verbindungspassage 29 dient als Druckgleichgewicht eines durch die Einlasspassage 21 und die EGR-Schwachgaspfade 22, die sich stromabwärts gelegen der Einlasspassage 21 erstrecken, durchströmenden Gases mit einem durch die Hochdruck-EGR-Passage 24 und den EGR-Starkgaspfaden 25, die sich stromabwärts gelegen der Hochdruck-EGR-Passage 24 erstrecken, durchströmenden Gas 24.
  • Wenn die Menge des EGR-Gases, das durch die Niederdruck-EGR-Passage 28 rezirkuliert wird, oder der Menge des EGR-Starkgases, das durch die EGR-Starkgaspfade 25 zugeführt wird, nicht ausreicht, um eine Soll-EGR-Rate zu erreichen (d.h. eine höhere EGR-Rate), wird das EGR-Gas von der Hochdruck-EGR-Passage 24 durch die Verbindungspassage 29 zu der Einlasspassage 21 zugeführt, um die Konzentration des EGR-Gases zu erhöhen, das in dem durch den Einlassanschluss 21 strömenden EGR-Schwachgas beinhaltet ist, um die Soll-EGR-Rate zu erfüllen.
  • Falls die Einlasspassage 21 und die Hochdruck-EGR-Passage 24 lediglich zusammen verbunden sind, um den Druck des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases zueinander ausgleichen, wird das Gas in der Einlasspassage 21 in der Hochdruck-EGR-Passage 24 gemischt und umgekehrt, was zu einer Verschlechterung der Ausbildung von Schichten von unterschiedlichen Arten von Gasen (d.h. erste und zweite Gase) in jedem der Zylinder 11 zufolge hat. Die Bildung von solchen Schichten wird nachstehend auch als eine EGR-Gasschichtung bezeichnet. Um einen solchen Nachteil zu vermindern, ist die Verbindungspassage 29 so ausgelegt, dass sie ein Volumen aufweist, das nachstehend ausführlich beschrieben wird und das groß genug ist, um das Mischen des von der Einlasspassage 21 zugeführten Gases in der Hochdruck-EGR-Passage 24 zu minimieren und umgekehrt. Das Volumen der Verbindungspassage 29 wird durch eine durchgezogene gestrichelte Linie in 1 angezeigt und durch die einander zugewandten stromabwärts gelegenen Enden der Einlasspassage 21 und der Hochdruck-EGR-Passage 24 definiert, die die Verbindungspaare 298 und 294 verbinden.
  • Das Maschinensystem 1 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 50 ausgestattet, die als ein Controller fungiert, um Öffnungs- oder Schließzeitpunkte oder Öffnungspositionen der Ventile zu regeln (d.h. das Selektorventil 36, die Drossel 33, die EGR-Ventile 35 und 41, die Einlassventile 14 und die Abgasventile 15) und auch Betriebsweisen der in die Maschine 10 installierten Injektoren zu steuern, um den Betrieb der Maschine 10 zu steuern. Die ECU 50 wird durch einen mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, usw. ausgestatteten üblichen Computer implementiert. Die ECU 50 ist mit einem nicht gezeigten Kurbelwinkelsensor (auch als ein Kurbelwellenpositionssensor genannt), der ein Kurbelwinkelsignal ωc und ein Signal Rs eines oberen Todpunkts der Maschine 10 erzeugt, und einen nicht gezeigten Nockenwinkelsensor verbunden (auch als ein Nockenwinkelpositionssensor genannt), der ein Zylinderidentifikationssignal Ds erzeugt, das eine jede zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Maschine 10 erzeugende Ausgabe ist. Die ECU 50 analysiert das Kurbelwellensignal ωc, das Signal Rs des oberen Todpunkts und das Zylinderidentifikationssignal Ds, um einen Soll-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und eine in die Maschine 10 einspritzende Soll-Kraftstoffmenge zu berechnen und auch den Öffnungs- oder Schließbetrieb des Selektorventils 36, usw. zu steuern.
  • Die durch die ECU 50 durchgeführte Öffnungs- oder Schließsteuerung der Selektorventile 36 werden nachstehend ausführlich beschrieben.
  • Wenn es erforderlich ist die EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 zu erreichen, steuert die ECU 50 den Betrieb eines entsprechenden der Selektorventile 36, um eine vorgegebene Menge (oder Volumen) des EGR-Schwachgases in den Zylinder 11 während eines frühen Stadiums eines Einlasstakts des Kolbens in den Zylinder 11 zuzuführen und auch eine vorgegebene Menge (oder Volumen) des EGR-Starkgases in den Zylinder 11 während eines späten Stadiums des Einlasstakts des Kolbens zuzuführen. 2(A), 2(B) und 2(C) demonstrieren die Öffnungs- und Schließzeitpunkte jedes der Selektorventile 36 in einer Sequenz von vier Takten: Verbrennungstakt (d.h. Expansionstakt), Abgastakt, Einlasstakt und Kompressionstakt. Insbesondere stellt 2(A) einen Öffnungs- und Schließprozess des Selektorventils 36 in einer Sequenz von Verbrennungs-, Abgas,- Einlass- und Kompressionstakt dar. In 2(A) gibt „geschlossen“ die Tatsache an, dass das Selektorventil 36 geschlossen ist, um die Fluidverbindung des EGR-Starkgaspfads 25 mit dem Tumbleeinlassanschluss 13 zu blockieren. „Geöffnet“ gibt die Tatsache an, dass das Selektorventil 3 geöffnet ist, um die Fluidverbindung des EGR-Starkgaspfads 25 mit dem Tumbleeinlassanschluss 13 einzurichten. 2(B) stellt die Hubmenge (d.h. die Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 dar. 2(C) gibt die Menge (d.h. eine Strömungsrate (g/s)) an Gas an, die durch das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 durchströmt. Die Hubmenge (d.h. die Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 14 und die Menge an in den Zylinder 11 durch das Einlassventil 14 für den Dralleinlassanschluss 14 angesaugtem Gas sind die gleichen wie jene in den 2(B) und 2(C).
  • Das Selektorventil 36 wird, wie in 2(A) gezeigt, bis zum Zeitpunkt 71 während des Abgastakts geschlossen gehalten. Bei dem Zeitpunkt 71 wird der EGR-Schwachgaspfad 222 daher mit den Tumbleeinlassanschluss 13 verbunden, so dass der Tumbleeinlassanschluss 13 (d.h. Tumbleeinlassanschluss 13 und Verbindungspfad 26) mit dem EGR-Schwachgas gefüllt wird. Wenn der Zeitpunkt 71 erreicht wird, startet die ECU 50 das Öffnen des Selektorventils 36 und öffnet es anschließend bei dem Zeitpunkt 72 vollständig bevor der Einlasstakt eintritt. 3 ist eine Schnittansicht einer Peripheriestruktur des Selektorventils 36 und des Tumbleeinlassanschlusses 13, der die in dem EGR-Starkgaspfad 25, dem EGR-Schwachgaspfad 222 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 zum Zeitpunkt 72 vorliegenden Gase zeigt. 3 demonstriert auch die Gase bei dem Start des Einlasstakts. Bei dem Zeitpunkt 72 werden die Einlassventile 14, wie in den 2(B) und 2(C) gezeigt, geschlossen gehalten, so dass die Strömungsrate des durch die Einlassventile 14 durchströmenden Gases Null ist. Dies bewirkt eine Mischung des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases, die nicht in den Zylinder 11 angesaugt werden, selbst wenn das Selektorventil 36 zum Zeitpunkt 72 geöffnet ist. Insbesondere wird bei dem Zeitpunkt 72 der Tumbleeinlassanschluss 13 mit dem EGR-Schwachgas gefüllt, wie durch „gschwach“ in 3 ausgedrückt wird, während das EGR-Starkgas, wie durch „gstark“ ausgedrückt wird, stromaufwärts von dem EGR-Schwachgas „gschwach“ andauert. Dem Dralleinlassanschluss 12 wird ständig das EGR-Schwachgas „gschwach“ zugeführt.
  • Danach wird, wenn der Einlasstakt eingetreten ist, d.h. die Einlassventile 14 geschlossen sind, das EGR-Schwachgas „gschwach“, mit dem der Tumbleeinlassanschluss 13 gefüllt wird, in den Zylinder 11 angesaugt. Beim Abschluss der Ansaugung des EGR-Schwachgases „gschwach“ wird anschließend das EGR-Starkgas „gstark“ anschließend in den Zylinder 11 angesaugt. Wenn es einen Austritt eines Gases von dem Selektorventil 36 gibt, wird das EGR-Starkgas „gstark“ leicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei einem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt, während das EGR-Schwachgas „gschwach“ leicht in den Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird. Mit anderen Worten, mehr EGR-Schwachgas „gschwach“ als EGR-Starkgas „gstark“ strömt in den Zylinder 11 bei einem früheren Abschnitt des Einlasstakts ein, während EGR-Starkgas „gstark“ als EGR-Schwachgas „gschwach“ in den Zylinder 11 bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts strömt. Während des Einlasstakts wird das EGR-Schwachgas von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 angesaugt gehalten.
  • Die ECU 50 schließt, wie in 2(A) dargestellt, das Ventil 36 während des Einlasstakts. 4 stellt wie 3 das vollständig bei dem Zeitpunkt 73 während des Einlasstakts (siehe 2(A)) geschlossene Selektorventil 36 dar. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Ansaugen des EGR-Schwachgases „gschwach“ noch nicht abgeschlossen, so dass ein Anteil des EGR-Schwachgases „gschwach“ und des EGR-Starkgases „gstark“ in den Tumbleeinlassanschluss 13 strömt. Wenn das Selektorventil 36 vollständig geschlossen ist, ist der EGR-Schwachgaspfad 222, wie aus 4 ersichtlich, geöffnet, so dass das EGR-Schwachgas „gschwach“ durch das Selektorventil 36 in den Zylinder 11 dem EGR-Starkgas „gstark“ folgend durchströmt.
  • Danach wird, wenn der Einlasstakt abgeschlossen ist, d.h. die Einlassventile 14 sind, wie in den 2(B) und 2(C) gezeigt, vollständig geschlossen, die Stromrate des durch die Einlassventile 14 durchströmenden Gases Null. 5 stellt, wie 3, den EGR-Schwachgaspfad 222 und den EGR-Starkgaspfad 25 beim Abschluss des Einlasstakts dar (d.h. der Start des Kompressionstakts). 6 zeigt schematisch eine von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 angesaugte Gasströmung (d.h. eine Drallströmung) und eine von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 angesaugte Gasströmung (d.h. Tumbleströmung). Die Drallströmung (d.h. die Strömung des EGR-Schwachgases) tritt nahe der inneren Peripherie des Zylinders 11 ein, während die Tumbleströmung (d.h. das EGR-Schwachgas bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts oder das EGR-Starkgas bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts) in die axiale Mitte des Zylinders 11 einströmt. Dies bewirkt, wie in 5 dargestellt, dass das EGR-Schwachgas „gschwach“ in einem unteren Abschnitt 111 einer Zylinderkammer (d.h. eine Verbrennungskammer) 110 des Zylinders 11 (d.h. über dem Kolben 17) austritt und das EGR-Starkgas „gstark“ in einem oberen Abschnitt 112 der Zylinderkammer 110 (d.h. nahe den Einlassventilen 14) bei Abschluss des Einlasstakts (d.h. der Start des Kompressionstakts) austritt. Insbesondere ist das EGR-Starkgas „gstark“ in dem Mittelbereich des oberen Abschnitts 112 der Zylinderkammer 110 vorhanden, während das EGR-Schwachgas „gschwach“ um das EGR-Starkgas „gstark“ vorhanden ist. Das Maschinensystem 1 dieser Ausführungsform fungiert so, dass es das EGR-Starkgas und das EGR-Schwachgas innerhalb der Zylinderkammer 110 jedes der Zylinder 11 in Form von Schichten, wie in 5 dargestellt, beim Start des Kompressionstakts verteilt. Dies bewirkt, wie in 7 dargestellt, dass die Schicht des EGR-Starkgases „gstark“ genau unterhalb des Kraftstoffinjektors 44 vorhanden ist und die Schicht des EGR-Schwachgases „gschwach“ außerhalb des EGR-Starkgases „gstark“ bei dem Ende des Kompressionstakts vorhanden ist. Die Schicht des EGR-Starkgases „gstark“ trägt zur Reduktion von in den Abgasemissionen von der Maschine 10 enthaltenen NOx bei. Die Schicht des EGR-Schwachgases „gschwach“ trägt zur Reduktion des in den Abgasemissionen beinhaltenden Rauchs bei.
  • Beim Ende des Einlasstakts wird der Tumbleeinlassanschluss 13, wie in 5 dargestellt, mit dem EGR-Schwachgas „gschwach“ gefüllt, dass wiederum in den Zylinder bei dem früheren Abschnitt des nachfolgenden Einlasstakts angesaugt wird.
  • Die ECU 50 fungiert so, dass sie die Öffnungsposition des Selektorventils 36 steuert, so dass sie das Volumen des in jedem der Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten EGR-Starkgases in Übereinstimmung mit 10% bis 30% eines Gesamtvolumens des in den Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten Gases bringt. Insbesondere regelt die ECU 50 das Volumen des EGR-Starkgases „gstark“, wie in 5 dargestellt, auf 10% bis 30% eines Gesamtvolumens der Zylinderkammer 110. Mit anderen Worten, ist das Volumen des sowohl von dem Dralleinlassanschluss 12 als auch von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in jedem Einlasstakt angesaugten EGR-Schwachgases 70% bis 90% des Gesamtvolumens des Gases in der Zylinderkammer 110. 8 zeigt ein Diagramm, das Ergebnisse von Simulationen über den Grad der EGR-Gasschichtung für verschiedene Werte des Verhältnisses oder des Prozentsatzes des Volumens des EGR-Starkgases zu dem Gesamtvolumen des in die Zylinderkammer 110 in dem einen Einlasstakt angesaugten Gases zeigt. Die Simulationen wurden durch das Maschinensystem 1 von 1 durchgeführt. Der Grad der EGR-Gasschichtung, wie hier bezeichnet, gibt einen Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Konzentration des Anteils des Gases in der Zylinderkammer 110 beim Abschluss des Kompressionstakts, der dem Einlasstakt folgt, an, mit anderen Worten einen Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Konzentration von in den Anteilen des Gases in der Zylinderkammer 110 enthaltenen Sauerstoff. Der Grad der EGR-Gasschichtung erhöht sich mit einer Zunahme bei einem solchen Konzentrationsunterschied.
  • Das Diagramm von 8 zeigt, dass der Grad der EGR-Gasschichtung der höchste wird, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases zu dem Gesamtvolumen des in die Zylinderkammer 110 angesaugten Gases ungefähr 15% ist, und dass der Grad der EGR-Gasschichtung relativ hoch ist, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases in einem Bereich von 10% bis 30% liegt. Es wird dadurch erwartet, dass sich der Grad der EGR-Gasschichtung verschlechtert, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases außerhalb von 10% bis 30% liegt. Das Maschinensystem 1 dieser Ausführungsform ist daher so konstruiert, dass es den Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases zwischen 10% und 30% des Gesamtvolumens des in jedem der Zylinder 11 angesaugten Gases festlegt, um den Grad der EGR-Gasschichtung zum Reduzieren von schädlichen Abgasemissionen zu erhöhen.
  • Der EGR-Schwachgaspfad 222 (d.h. die Einlasspassage 21) und der EGR-Starkgaspfad 25 (d.h. die Hochdruck-EGR-Passage 24) sind, wie vorstehend beschrieben, zusammen durch die Verbindungspassage 29 verbunden, was einen Druckausgleich zwischen dem EGR-Schwachgas und dem EGR-Starkgas zufolge hat, dass eine Abweichung der Verteilung der Schichten des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases innerhalb jedes der Zylinders 11 minimiert. Beim Nicht-Vorhandensein der Verbindungspassage 29 wird sich die Schicht des EGR-Starkgases, das sehr viel Abgas beinhaltet, das ein höheres Druckniveau als eine Frischluft aufweist, über die Schicht des EGR-Schwachgases verteilen, was zu einer unbeabsichtigten Verteilung der Schichten des EGR-Starkgases und des EGR-Schwachgases innerhalb dem Zylinder 11 führt.
  • Die Verbindungspassage 29 ist, wie vorstehend beschrieben, ausgestaltet, um ein Volumen aufzuweisen, dass das Mischen des von der Einlasspassage 21 zugeführten Gases mit dem in der Hochdruck-EGR-Passage 24 und umgekehrt minimiert. Insbesondere wird das Volumen der Verbindungspassage 29 größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases ausgewählt. 9 und 10 sind Teilansichten von 1 und stellen Gasströme in der Einlasspassage 21, der Hochdruck-EGR-Passage 24, der Verbindungspassage 29, usw. während des Einlasstakts dar, wenn die Verbindungspassage 29 das vorstehend beschriebene Volumen aufweist. In den 9 und 10 zeigen Pfeile die Gasströmungen. Das EGR-Schwachgas „gschwach“ wird durch eine helle Schraffierung ausgedrückt. Das EGR-Starkgas „gstark“ wird durch eine dunkle Schraffierung ausgedrückt. 9 und 10 demonstrieren den Fall, bei dem lediglich ein ganz rechter der Zylinder 11 den Einlasstakt unterzogen wird. Es ist zu beachten, dass das Maschinensystem 1 so fungiert, dass es die Einlasstakte sequentiell in den Zylindern 11 ausführt. Insbesondere beginnen, falls die Zahlen #1 bis #4 den Zylindern 11 von links nach rechts zugeordnet werden, die Kolben in den Zylinder 11 den Einlasstakt in der Reihenfolge von #1, #3, #2 und #4.
  • 9 stellt den früheren Abschnitt des Einlasstakts in dem ganz rechten Zylinder 11 dar, d.h. wenn das Selektorventil 36 geschlossen ist, um die Fluidverbindung zwischen dem EGR-Starkgaspfad 25 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 zu blockieren und die Fluidverbindung zwischen dem EGR-Schwachgaspfad 222 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 einzurichten, so dass das EGR-Schwachgas „gschwach“ sowohl von dem Dralleinlassanschluss 12 als auch von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 strömt. Insbesondere wird während des frühen Abschnitts des Einlasstakts das EGR-Schwachgas „gschwach“ von dem Dralleinlassanschluss 12 und von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den #4 Zylinder 11 angesaugt. Dies bewirkt, dass das Volumen des EGR-Starkgases „gstark“, welches das Volumen des EGR-Schwachgases „gschwach“ ausgleicht, in den #4 Zylinder 11 angesaugt wurde, um von der Verbindungspassage 29 in die Einlasspassage 21 zu strömen.
  • Das Volumen der Verbindungspassage 29 ist, wie vorstehend beschrieben, größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases. Das meiste Volumen des EGR-Starkgases „gstark“ in der Verbindungspassage 29 verbleibt ohne in die Einlasspassage 21 zu strömen. Allerdings regelt, wenn die hohe Soll-EGR-Rate erforderlich ist, die ECU 50 die Öffnungsposition des Hochdruck-EGR-Ventils 35 und ermöglicht dem EGR-Gas von der Hochdruck-EGR-Passage 24 zu der Einlasspassage 21 durch die Verbindungspassage 29 zu strömen, um das Verhältnis des Volumens des EGR-Starkgases zu dem des in den Zylinder 11 angesaugten EGR-Schwachgases in Übereinstimmung mit einem Sollwert zu bringen und die Soll-EGR-Rate zu erfüllen. Ein zu großes Volumen der Verbindungspassage 29 ergibt eine Schwierigkeit beim Regeln des Volumens des EGR-Gases, das von der Hochdruck-EGR-Passage 24 zu der Einlasspassage 21 durch die Verbindungspassage 29 strömt, wenn die Soll-EGR-Rate hoch ist. Um diesen Nachteil zu mindern, wird das Volumen der Verbindungspassage 29 vorzugsweise so ausgewählt, dass es ermöglicht, dass eine kleine Menge des EGR-Gases von der Verbindungspassage 29 zu der Einlasspassage 21 strömt. Beispielsweise wird das Volumen der Verbindungspassage 29 vorzugsweise kleiner oder gleich dem Gesamtvolumen des in jedem der Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten Gases festgelegt.
  • 10 stellt den späteren Abschnitt des Einlasstakts in dem ganz rechten Zylinder 11 dar, d.h. wenn das Selektorventil 36 geöffnet wird, um die Fluidverbindung zwischen dem EGR-Starkgaspfad 25 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 einzurichten und die Fluidverbindung zwischen dem EGR-Starkgaspfad 222 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 zu blockieren, so dass das EGR-Schwachgas „gschwach“ in den Dralleinlassanschluss 12 strömt, während das EGR-Starkgas „gstark“ in den Tumbleeinlassanschluss 13 strömt. Insbesondere wird während des späteren Abschnitts des Einlasstakts das EGR-Starkgas „gstark“ von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den #4 Zylinder 11 angesaugt, während das EGR-Schwachgas „gschwach“ nicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 angesaugt wird. Dies bewirkt, dass das Volumen des EGR-Schwachgases „gschwach“, das das Volumen des EGR-Starkgases „gstark“ ausgleicht, in den #4 Zylinder 11 angesaugt wurde, um von der Verbindungspassage 29 in die Hochdruck-EGR-Passage 24 zu strömen. Das Volumen des EGR-Schwachgases „gschwach“, das von der Verbindungspassage 29 zu der Hochdruck-EGR-Passage 24 strömt, entspricht dem Volumen des EGR-Starkgases „gstark“, das in den #4 Zylinder 11 angesaugt wird.
  • Das Volumen der Verbindungspassage 29 ist, wie vorstehend beschrieben, größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases. Das meiste Volumen des EGR-Schwachgases „gschwach“ in der Verbindungspassage 29 verbleibt ohne in die Hochdruck-EGR-Passage 24 zu strömen. Das Maschinensystem 1 ist so ausgelegt, dass es die Menge des von der Niederdruck-EGR-Passage 28 oder der Öffnungsposition des Hochdruck-EGR-Ventils 35 rezirkulierenden EGR-Gases regelt, um die Soll-EGR-Rate verringern. Im Gegensatz zu 9 ist es dadurch erforderlich, das Volumen des von der Einlasspassage 21 zu der Hochdruck-EGR-Passage 24 durch die Verbindungspassage 29 strömenden EGR-Schwachgases zu minimieren. Aus diesem Grund wird das Volumen der Verbindungspassage 29 basierend auf dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases ausgewählt, und nicht das Volumen des in jedem der Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugten EGR-Schwachgases. Es ist zu beachten, dass das Volumen des bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases kleiner als das Volumen des bei dem frühen Abschnitt des Einlasstakts angesaugten EGR-Schwachgases ist.
  • 11 zeigt ein Diagramm, das Ergebnisse von Simulationen über den Grad der Mischung des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases für verschiedene Werte des Prozentsatzes des Volumens der Verbindungspassage 29 zu dem Volumen des in den Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten EGR-Starkgases zeigt. Der „Grad der Mischung“, wie durch eine vertikale Achse des Diagramms angezeigt, stellt die Menge des EGR-Schwachgases dar, das in den Hochdruck-EGR-Pfad 241, wie in 1 dargestellt, strömt, der zu den EGR-Starkgaspfaden 25 führt. In dem Diagramm von 11 ist der „Grad der Mischung“ auf „100“ festgelegt, wenn das Volumen der Verbindungspassage 29 Null ist und als eine Basis zum Darstellen des „Grads der Mischung“ für andere Werte des Prozentsatzes des Volumens der Verbindungspassage 29 verwendet wird.
  • Das Diagramm von 11 zeigt, dass der Grad der Mischung des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases mit Zunahme des Volumenprozentsatzes der Verbindungspassage 29 von Null abnimmt, der Grad der Mischung ungefähr Null erreicht, wenn der Volumenprozentsatz nahe 100% ist, d.h. das Volumen der Verbindungspassage 29 ist gleich dem Volumen des in den Zylinder 11 angesaugten EGR-Starkgases, und dass, wenn der Volumenprozentsatz über 100% ist (d.h. ein Bereich auf der rechten Seite der Linie 100 in dem Diagramm), der Grad der Mischung sich kaum verändert. Es stellt sich dadurch heraus, dass die Strömung des EGR-Schwachgases in die Hochdruck-EGR-Passage 24 durch die Verbindungspassage 29 durch Auswählen des Volumens der Verbindungspassage 29 auf mehr oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 anzusaugenden EGR-Starkgases beschränkt ist. Dies hält die Konzentration des durch die EGR-Starkgaspfade 25 durchströmenden EGR-Starkgases hoch und stellt die Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 sicher. Die untere Grenze des Volumens der Verbindungspassage 29 kann auch auf 80% des Volumens des in jedem der Zylinder 11 anzusaugenden EGR-Starkgases festgelegt werden, da das Diagramm von 11 zeigt, dass, wenn der Volumenprozentsatz 80% ist, der Grad der Mischung ein relativ geringer Wert (d.h. 10 oder weniger) ist.
  • Wie aus der vorstehenden Diskussion ersichtlich, ist das Maschinensystem 1 dieser Ausführungsform mit der zwischen der Einlasspassage 21 (d.h. die EGR-Schwachgaspfade 22) und der Hochdruck-EGR-Passage 24 (d.h. die EGR-Starkgaspfade 25) ausgestattet, um die Drücke des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases auszugleichen, wodurch die Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 sichergestellt wird. Das Volumen der Verbindungspassage 29 wird, wie vorstehend beschrieben, größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases ausgewählt, wodurch die Strömung des EGR-Schwachgases in die Hochdruck-EGR-Passage 24 durch die Verbindungspassage 29 minimiert wird, was zu einer Störung der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 zur Folge hat.
  • 12 zeigt ein Maschinensystem 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen, die in 1 verwendet werden, beziehen sich auf gleiche Bauteile und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hiermit verzichtet.
  • Das Maschinensystem 2 weist nur die EGR-Starkgaspfade 25 auf, die mit dem Tumbleeinlasskanälen 13 der Zylinder 11 verbunden sind. Mit anderen Worten, die EGR-Schwachgaspfade 22 sind nicht mit den Tumbleeinlasskanälen 13 verbindbar. Die EGR-Schwachgaspfade 22 sind lediglich mit den Dralleinlasskanälen 12 der Zylinder 11 verbunden. Jeder der EGR-Starkgaspfade 25 hat darin ein Selektorventil 42 installiert (das nachstehend auch als ein Einlassdauersteuerventil bezeichnet wird), das so fungiert, dass es den EGR-Starkgaspfad 25 öffnet oder schließt. Die Einlassdauersteuerventile 42 können durch ein Verschlussventil oder ein Drosselventil implementiert werden. Das Maschinensystem 2 enthält auch einen Aktuator 43, der eine Operation der Einlassdauersteuerventile 42 steuert. Andere Anordnungen sind mit jenen der ersten Ausführungsform identisch.
  • Die ECU 50 steuert den Betrieb des Aktuators 43, so dass das EGR-Schwachgas in jedem der Zylinder 11 während des frühen Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird, und das EGR-Starkgas wird in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugt. Der Aktuator 43 ist, wie in dieser Ausführungsform verwendet, gestaltet, um alle Einlassdauersteuerventile 42 gleichzeitig zu öffnen oder zu schließen, aber das Maschinensystem 2 kann alternativ mit einer Mehrzahl von Aktuatoren 43 ausgestattet sein, wobei einer für eines der Einlassdauersteuerventile 42 ist.
  • Die 13(A), 13(B) und 13(C) demonstrieren die Öffnungs- oder Schließzeitpunkte jedes der Einlassdauersteuerventile 42 in einer Sequenz von vier Takten: Verbrennungstakt (d.h. Expansionstakt), Abgastakt, Einlasstakt und Kompressionstakt in der Maschine 10. Insbesondere stellt 13(A) einen Öffnungs- und einen Schließprozess der Einlassdauersteuerventile 42 in der Sequenz von Verbrennungs-, Abgas-, Einlass- und Kompressionstakte dar. 13(B) stellt die Hubmenge (d.h. die Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 dar. 13(C) zeigt die Menge (d.h. eine Strömungsrate (g/s)) des Gases, das durch das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 strömt. Die Hubmenge (d.h. die Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 14 und die in den Zylinder 11 durch das Einlassventil 14 angesaugte Gasmenge für den Dralleinlassanschluss 14 sind die gleichen wie jene in den 13(B) und 13(C).
  • Die ECU 50 steuert den Aktuator 43, um die Einlassdauersteuerventile 42 zu schließen bevor der Einlasstakt in jedem der Zylinder 11 eintritt. Wenn der Einlasstakt anschließend eintritt, hält die ECU 50 die Einlassdauersteuerventile 42 geschlossen bis zur Hälfte des Einlasstakts (d.h. bis zum Ende des früheren Abschnitts des Einlasstakts). Dies bewirkt, wie in 13(C) dargestellt, dass das EGR-Starkgas nicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bis zur Hälfte des Einlasstakts angesaugt wird, während das EGR-Schwachgas von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 angesaugt wird. Die ECU 50 öffnet anschließend die Einlassdauersteuerventile 42 bei der Hälfte des Einlassventils (siehe 13(A)), wodurch bewirkt wird, dass das EGR-Starkgas von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird. Wenn es ein Gasleck von dem Einlassdauersteuerventil 42 gibt, wird das EGR-Starkgas leicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt. Dies kann ein größeres Volumen des EGR-Starkgases bewirken als das, das in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird, um in den Zylinder 11 von dem Tumbleeinlassanschluss 13 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts zu strömen. Während des späteren Abschnitts des Einlasstakts dauert auch die Strömung des EGR-Schwachgases von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 an. Danach wird, wenn die Einlassventile 14 geschlossen werden, so dass der Einlasstakt beendet wird, das Ansaugen des Gases sowohl von dem Dralleinlassanschluss 12 als auch von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 beendet. Dies bewirkt die gleiche in dem Zylinder 11 entwickelte Verteilung des EGR-Starkgases und des EGR-Schwachgases, wie in 5 dargestellt.
  • Die ECU 50 fungiert, wie in der ersten Ausführungsform, um die Öffnungsposition des Selektorventils 42 zu steuern, um das Volumen des in jedem der Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases in Übereinstimmung mit 10% bis 30% eines Gesamtvolumens des in dem Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten Gases zu bringen. 14 zeigt ein Diagramm, das Simulationen über den Grad der EGR-Gasschichtung für verschiedene Werte des Prozentsatzes des Volumens des EGR-Starkgases zu dem Gesamtvolumen des in den Zylinder 11 in einem Einlasstakt angesaugten Gases darstellt. Die Simulationen wurden durch das Maschinensystem 2 von 12 durchgeführt. Das Diagramm von 14 zeigt, dass der Grad der EGR-Gasschichtung am höchsten wird, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases zu dem Gesamtvolumen des in der Zylinderkammer 110 angesaugten Gases ungefähr 15% ist. Simulationsdaten waren nicht verfügbar, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases in einem Bereich von 25% oder mehr liegt, allerdings zeigt die Tendenz eine Veränderung des Grads der EGR-Gasschichtung, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases weniger als 25% ist, dass der Grad der EGR-Gasschichtung höher erwartet wird, wenn der Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases 30% ist. Das Maschinensystem 2 dieser Ausführungsform ist wie die erste Ausführungsform ausgelegt, um den Prozentsatz des Volumens des EGR-Starkgases zwischen 10% und 30% des Gesamtvolumens des in jedem der Zylinder 11 angesaugten Volumens festzulegen, um den Grad der EGR-Gasschichtung zur Reduzierung der schädlichen Abgasemissionen zu erhöhen.
  • Das Volumen der Verbindungspassagen 29 wird, wie in der ersten Ausführungsform, größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases ausgewählt, wodurch die Strömung des EGR-Schwachgases von der Einlasspassage 21 in die EGR-Starkgaspfade 25 (d.h. die Hochdruck-EGR-Passage 24) durch die Verbindungspassage 29 minimiert wird, was zu der Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 führt.
  • Das Maschinensystem 2 dieser Ausführungsform bietet die gleichen nützlichen Vorteile wie jene in der ersten Ausführungsform und ist ausgestaltet, um den Bedarf des Verbindens jeder der EGR-Schwachgaspfade 22 und eines der EGR-Starkgaspfade 25 miteinander stromaufwärts eines entsprechenden der Tumbleeinlasskanäle 13 der Zylinder 11 zu beseitigen, wodurch die Stabilität der EGR-Gasschichtung sichergestellt wird.
  • 15 stellt ein Maschinensystem 3 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung dar. Die gleichen Bezugszeichen, die in 1 verwendet werden, bezeichnen die gleichen Bauteile und auf deren ausführliche Erläuterung wird hiermit verzichtet.
  • Das Maschinensystem 3, wie in der zweiten Ausführungsform in 12, weist lediglich die EGR-Starkgaspfade 25 auf, die mit den Tumbleeinlasskanälen 13 der Zylinder 11 verbunden sind. Mit anderen Worten, die EGR-Schwachgaspfade 22 sind nicht mit den Tumbleeinlasskanälen 13 verbindbar. Die EGR-Schwachgaspfade 22 sind lediglich mit den Dralleinlasskanälen 12 der Zylinder 11 verbunden. Das Maschinensystem 3 ist zu dem Maschinensystem 2 der zweiten Ausführungsform darin unterschiedlich, dass die Einlassdauersteuerventile 42 nicht in die EGR-Starkgaspfade 25 installiert sind. Weitere Anordnungen sind mit denen in der ersten Ausführungsform von 1 identisch.
  • Die ECU 50 steuert den Zeitpunkt, wenn die Einlassventile 14 geöffnet oder geschlossen werden, und die Hubmenge der Einlassventile 14, so dass das EGR-Schwachgas in jedem der Zylinder 11 während des früheren Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird, während das EGR-Starkgas in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird. 16(A) zeigt den Hubbetrag (d.h. die Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für die EGR-Gasschichtung an. 16(B) zeigt die Menge (d.h. eine Strömungsrate (g/s)) eines Gases an, das durch das Einlassventil durchströmt, das in den Zylinder 11 durch das Einlassventil 14 angesaugt wird. In 16(A) stellt die Linie 101 die Hubmenge des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 12 jedes der Zylinder 11 dar. Die Linie 102 stellt die Hubmenge des Einlassventils 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 jedes der Zylinder 11 ein. In 16(B) stellt die Linie 103 die Menge (d.h. eine Strömungsrate (g/s)) eines Gases dar, das durch das Einlassventil 14 für den Dralleinlassanschluss 12 jedes der Zylinder 11 durchströmt. Die Linie 104 stellt die Menge (d.h. eine Strömungsrate (g/s)) eines Gases dar, das durch das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 jedes der Zylinder 11 durchströmt. Verglichen mit 16 stellen die 17(A) und 17(B) den Hubbetrag des Einlassventils 14 und die Gasmenge dar, die durch das Einlassventil 14 durchströmt und in den Zylinder 11 durch das Einlassventil 14 angesaugt wird, wenn die EGR-Gasschichtung nicht erfolgt, d.h. wenn ein Normalmodus bzw. -zustand eingetreten ist, wobei ein Ansaugen des EGR-Schwachgases in jedem der Zylinder 11 durch den Dralleinlassanschluss 12 andauert, und zum gleichen Zeitpunkt das Ansaugen des EGR-Starkgases in jedem der Zylinder 11 durch den Tumbleeinlassanschluss 13 für den Einlasstakt andauert.
  • Wenn es erforderlich ist, die EGR-Gasschichtung zu erhalten, fungiert die ECU 50, wie durch die Linie 101 in 16(A) angezeigt, so, dass die Hubmenge des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 12 nach dem gleichen Muster wie bei dem Normalmodus bzw. -zustand zu steuern. Dies bewirkt, wie durch die Linie 103 von 16(B) angezeigt, dass die Strömung des EGR-Schwachgases von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 während des Einlasstakts andauert. Die ECU 50 hält, wie durch die Linie 102 von 16(A) angezeigt, das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 geschlossen bis zur Mitte des Einlasstakts, wodurch, wie durch Linie 104 von 16(B) angezeigt, das EGR-Starkgas bewirkt wird, nicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei einem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt zu werden. Wenn der spätere Abschnitt des Einlasstakts beginnt, startet die ECU 50, wie durch die Linie 102 von 16(A) angezeigt, das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 anzuheben, wodurch, wie durch die Linie 104 von 16(B) angezeigt, bewirkt wird, dass das EGR-Starkgas von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird. Wenn es ein Gasleck von dem Einlassventil 14 gibt, wird das EGR-Starkgas leicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt. Dies kann ein größeres Volumen des EGR als das bewirken, das in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird, um in den Zylinder 11 von dem Tumbleeinlassanschluss 13 bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts zu strömen. Wenn beide Einlassventile 14 geschlossen sind, so dass der Einlasstakt beendet wird, wird das Ansaugen des EGR-Gases von dem Dralleinlassanschluss 12 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 gestoppt. Dies bewirkt die in dem Zylinder 11 entwickelte gleiche Verteilung des EGR-Starkgases und des EGR-Schwachgases, wie in 5 dargestellt.
  • Die ECU 50 fungiert so, dass sie die Hubmenge des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 12 und den Zeitpunkt, wenn das Einlassventil 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 geöffnet werden soll, und die Hubmenge des Einlassventils 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13 steuert, um wie in den vorstehenden Ausführungsformen das Volumen des in jedem der Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt jedes Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases in Übereinstimmung mit 10% bis 30% eines Gesamtvolumens des in den Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten Gases zu bringen. Insbesondere wird die Hubmenge (d.h. eine maximale Öffnungsposition) des Einlassventils 14 für den Tumbleeinlassanschluss 13, wie aus 16(A) ersichtlich, kleiner eingestellt als die des Einlassventils 14 für den Dralleinlassanschluss 12. Die gleichen Simulationsergebnisse, wie jene in 14, werden mit dem Maschinensystem 3 dieser Ausführungsform erhalten. Das Maschinensystem 3 wird dadurch so ausgelegt, dass es das Volumen des in jedem der Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt jedes Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases in Übereinstimmung mit 10% bis 30% eines Gesamtvolumens eines in den Zylinder 11 in jedem Einlasstakt angesaugten Gases bringt, um den Grad der EGR-Gasschichtung zum Reduzieren von schädlichen Abgasemissionen zu erhöhen.
  • Das Volumen der Verbindungspassagen 29 ist, wie in den vorstehenden Ausführungsformen, größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Starkgases ausgewählt, wodurch die Strömung des EGR-Schwachgases von der Einlasspassage 21 in die EGR-Starkgaspfade 25 (d.h. die Hochdruck-EGR-Passage 24) durch die Verbindungspassage 29 minimiert wird, was zur Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 führt.
  • Das Maschinensystem 3 dieser Ausführungsform bietet die gleichen nützlichen Vorteile wie jene in der ersten Ausführungsform und ist so ausgestaltet, dass es den Bedarf der Auswahlventile 36 in der ersten Ausführungsform und die Einlassdauersteuerventile 42 in der zweiten Ausführungsform beseitigt, wodurch die Einfachheit der Struktur stromaufwärts der Einlasskanäle 12 und 13 erreicht werden.
  • 18 stellt ein Maschinensystem 4 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung dar. Die gleichen Bezugszeichen, die bei 1 verwendet werden, bezeichnen die gleichen Bauteile und auf deren ausführlichen Beschreibung wird hiermit verzichtet.
  • Jeder der EGR-Starkgaspfade 25 weist zwei Verzweigungspfade 251 und 252 stromaufwärts des Dralleinlassanschlusses 12 und des Tumbleeinlassanschlusses 13 eines entsprechenden der Zylinder 11 auf. Insbesondere verbindet der Pfad 251 den Dralleinlassanschluss 12 während der Pfad 252 den Tumbleeinlassanschluss 13 verbindet. Jeder der EGR-Schwachgaspfade 22 verbindet lediglich den Tumbleeinlassanschluss 13 eines entsprechenden der Zylinder 11. Insbesondere sind der Pfad 252 (der nachstehend auch als ein EGR-Starkgaspfad bezeichnet wird) und der EGR-Schwachgaspfad 22 miteinander stromabwärts des Tumbleeinlassanschlusses 13 jedes der Zylinder 11 verbunden und führen anschließend zu dem Tumbleeinlassanschluss 13. In jeder der Verbindungen der EGR-Starkgaspfade 252 und der EGR-Schwachgaspfade 22 ist das Selektorventil 36 installiert, der identisch zu einer Struktur mit einem in der ersten Ausführungsform ist. Der Hochdruck-EGR-Kühler 34, der Kühler 32, die Einlasspassage 21, die Hochdruck-EGR-Passage 24 usw. sind spiegelbildlich zu jene in 1. Andere Anordnungen sind identisch mit jenen in der ersten Ausführungsform und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hier verzichtet.
  • Wenn es erforderlich ist die EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 zu erhalten, steuert die ECU 50 den Betrieb eines entsprechenden der Selektorventile 36, um das EGR-Starkgas in den Zylinder 11 während des frühen Abschnitts des Einlasstakts zu liefern und auch das EGR-Schwachgas in den Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts zu liefern. 19 demonstriert die Öffnungs- oder Schließzeitpunkte jedes der Selektorventile 36, um den EGR-Schwachgaspfad 22 in einer Sequenz von Verbrennungstakt, Abgastakt, Einlasstakt und Kompressionstakt des Kolbens in einem entsprechenden der Zylinder 11 zu öffnen oder zu schließen. Insbesondere wird er, wenn das Selektorventil 36 geschlossen wird, die Fluidkommunikation zwischen dem EGR-Schwachgaspfad 22 und dem Tumbleeinlassanschluss 13 blockieren. Alternativ wird, wenn das Selektorventil 36 geöffnet ist, die Fluidverbindung zwischen dem EGR-Schwachgaspfad und dem Tumbleeinlassanschluss 13 eingerichtet. Die ECU 50 steuert den Betrieb des Selektorventils 36, um das EGR-Starkgas in den Zylinder 11 während des früheren Abschnitts des Einlasstakts zu liefern und auch um das EGR-Schwachgas in dem Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts zu liefern. Wenn es ein Gasleck von dem Selektorventil 36 gibt, wird bewirkt, dass das EGR-Schwachgas leicht von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird und das EGR-Starkgas leicht in den Zylinder 11 bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird. Mit anderen Worten, das EGR-Starkgas, das mehr als das EGR-Schwachgas ist, strömt von dem Tumbleeinlassanschluss 13 in den Zylinder 11 bei einem früheren Abschnitt des Einlasstakts, während das EGR-Schwachgas, das mehr als das EGR-Starkgas ist, in den Zylinder 11 bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts. Während des Einlasstakts dauert das Ansaugen des EGR-Starkgases von dem Dralleinlassanschluss 12 in den Zylinder 11 an. Dies bewirkt, dass das EGR-Starkgas in dem unteren Abschnitt 111 der Zylinderkammer 110 des Zylinders 11, wie in 5 dargestellt, austritt und das EGR-Schwachgas in dem oberen Abschnitt 112 der Zylinderkammer 110 beim Abschluss des Einlasstakts (d.h. der Start des Kompressionstakts) austritt. Insbesondere wird die Anordnung der Schichten des EGR-Starkgases und des EGR-Schwachgases erhalten, das dem in 1 dargestellten einem gegenüberliegt.
  • Das Volumen der Verbindungspassagen 29 wird größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Schwachgases ausgewählt. Dies gleicht die Drücke des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases aus und minimiert das unerwünschte Mischen des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases, wodurch die Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 sichergestellt wird.
  • 20 stellt ein Maschinensystem 50 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung dar, die eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist, wie in 12 dargestellt. Die gleichen Bezugszeichen, die in 12 verwendet werden, beziehen sich auf die gleichen Bauteile und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hiermit verzichtet. Das Maschinensystem 5 weist lediglich die EGR-Schwachgaspfade 22 auf, die mit den Tumbleeinlasskanälen 13 der Zylinder 11 verbunden sind. Mit anderen Worten, die EGR-Starkgaspfade 25 sind nicht mit den Tumbleeinlasskanälen 13 verbindbar. Die EGR-Starkgaspfade 25 sind lediglich mit den Dralleinlasskanälen 12 der Zylinder 11 verbunden. In jedem der EGR-Schwachgaspfade 22 ist darin ein Einlassdauersteuerventil 42 installiert, das so fungiert, dass es den EGR-Schwachgaspfad 22 öffnet oder schließt. Andere Anordnungen sind identisch mit jenen in 18 und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hiermit verzichtet.
  • Die ECU 50 steuert, wie in 13(A) dargestellt, den Betrieb des Aktuators 43, um das Einlassdauersteuerventil 42 zu öffnen oder zu schließen, so dass das EGR-Starkgas in jedem der Zylinder 11 während des frühen Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird, während das EGR-Schwachgas in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugt wird. Wenn es ein Gasleck von dem Einlassdauersteuerventil 42 gibt, wird das EGR-Schwachgas leicht in den Zylinder 11 bei dem frühen Abschnitt des Einlasstakts angesaugt. Dies kann ein größeres Volumen des EGR-Schwachgases als das bewirken, das in den Zylinder 11 bei dem frühen Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird, um in den Zylinder 11 von dem Tumbleeinlassanschluss 13 bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts zu strömen.
  • Das Volumen der Verbindungspassagen 29 wird größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Schwachgases ausgewählt. Dies gleicht die Drücke des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases aus und minimiert das unerwünschte Mischen des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases, wodurch die Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 sichergestellt wird.
  • 21 stellt ein Maschinensystem 6 gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung dar, das eine Abwandlung der dritten Ausführungsform von 15 ist. Die gleichen Bezugszeichen, die in 15 verwendet werden, bezeichnen die gleichen Bauteile und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hiermit verzichtet. Das Maschinensystem 6 weist nur die EGR-Schwachgaspfade 22 auf, die mit den Tumbleeinlasskanälen 13 der Zylinder 11 verbunden sind. Mit anderen Worten, die EGR-Starkgaspfade 25 sind mit den Tumbleeinlasskanälen 13 nicht verbindbar. Die EGR-Starkgaspfade 25 sind lediglich mit den Dralleinlasskanälen 12 der Zylinder 11 verbunden. Andere Anordnungen sind mit jenen in der dritten Ausführungsform identisch und auf deren ausführlichen Erläuterung wird hier verzichtet.
  • Die ECU 50 steuert den Zeitpunkt, wenn die Einlassventile 14 geöffnet oder geschlossen werden und den Betrag der Einlassventile 14, so dass das EGR-Starkgas in jedem der Zylinder 11 während des frühen Abschnitts des Einlasstakts angesaugt werden, während das EGR-Schwachgas in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts eingesaugt werden. Wenn es ein Gasleck in dem Einlassventil 14 gibt, wird das EGR-Schwachgas leicht in den Zylinder 11 bei einem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt. Dies kann ein größeres Volumen des EGR-Schwachgases als das bewirken, das in den Zylinder 11 bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts angesaugt wird, um in den Zylinder 11 von dem Tumbleeinlassanschluss 13 bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts zu strömen.
  • Das Volumen der Verbindungspassagen 29 ist größer oder gleich dem Volumen des in jedem der Zylinder 11 während des späteren Abschnitts des Einlasstakts angesaugten EGR-Schwachgases ausgewählt. Dies gleicht die Drücke des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases aus und minimiert das unerwünschte Mischen des EGR-Schwachgases und des EGR-Starkgases, wodurch die Stabilität der EGR-Gasschichtung in jedem der Zylinder 11 sichergestellt wird.
  • Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart wurde, um deren besseres Verständnis zu ermöglich, soll verstanden werden, dass die Erfindung auf verschiedene Art und Weisen ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen verkörpert werden kann. Dadurch sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen bezüglich den gezeigten Ausführungsformen enthält, die ohne Abweichen des Prinzips der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, verkörpert werden kann.
  • Beispielsweise erstreckt sich die Verbindungspassage 29 der vorstehenden Ausführungsformen zwischen der Einlasspassage 21 und der EGR-Passage 24, die stromaufwärts der EGR-Schwachgaspfade 22 und der EGR-Starkgaspfade 25 positioniert ist, allerdings kann sie auch so ausgelegt werden, dass sie die EGR-Schwachgaspfade 22 und die EGR-Starkgaspfade 25 verbindet. Die zweite Ausführungsform von 12 kann, wie in 22 gezeigt, abgewandelt werden. Insbesondere ist das Einlassdauersteuerventil 42 an dem Hochdruck-EGR-Pfad 241 angeordnet, das sich stromaufwärts der EGR-Starkgaspfade 25 erstreckt, um die Fluidverbindung der Hochdruck-EGR-Passage 24 mit den EGR-Starkgaspfaden 25 einzurichten oder zu blockieren. Andere Anordnungen der Struktur der 22 sind die gleichen wie jene in 12. Auf ähnliche Weise kann das Maschinensystem 5 der fünften Ausführungsform in 20 ausgelegt werden, dass es das in dem EGR-Pfad 211, von dem die EGR-Schwachgaspfade 22 auseinanderlaufen, angeordneten Einlassdauersteuerventil 42 aufweist. Jede der Ausführungsformen kann mit einem Benzinmotor verwendet werden.

Claims (10)

  1. Einlasssystem für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend: eine erste Passage, die mit einem Einlassanschluss (12, 13) einer Verbrennungskraftmaschine (10) verbunden ist und durch die ein erstes Gas strömt; eine zweite Passage, die mit dem Einlassanschluss (12, 13) verbunden ist und durch die ein zweites Gas strömt; eine Saugsteuereinrichtung (50, 36, 42, 43) zum Ansaugen des ersten und des zweiten Gases in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine durch den Einlassanschluss in Form von Schichten; und eine Verbindungspassage (29), die die erste Passage und die zweite Passage stromaufwärts des Einlassanschlusses verbindet, und wobei die Saugsteuereinrichtung ein größeres Volumen des ersten Gases als das zweite Gas in den Zylinder durch den Einlassanschluss bei einem früheren Abschnitt eines Einlasstakts eines Kolbens in den Zylinder liefert und auch ein größeres Volumen des zweiten Gases als das erste Gas in den Zylinder durch den Einlassanschluss bei einem späteren Abschnitt des Einlasstakts liefert.
  2. Einlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Verbindungspassage so ausgestaltet ist, dass sie ein Volumen von 80% oder mehr eines in den Zylinder bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts anzusaugenden Volumens des zweiten Gases aufweist.
  3. Einlasssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einlassanschluss einen Drallerzeugungsanschluss (12), um einen Drall eines in den Zylinder angesaugten Gases zu erzeugen, und einen Tumbleerzeugungsanschluss (13) enthält, um einen Tumble eines in den Zylinder anzusaugenden Gases zu erzeugen, wobei die erste Passage sowohl mit dem Drallerzeugungsanschluss als auch mit dem Tumbleerzeugungsanschluss verbunden ist, und die zweite Passage den Tumbleerzeugungsanschluss verbindet, und wobei die Saugsteuereinrichtung weiter das erste Gas in den Zylinder durch den Drallerzeugungsanschluss während des Einlasstakts liefert, das erste Gas, das ein größeres Volumen als das zweite Gas aufweist, in den Zylinder durch das Tumbleerzeugungsteil bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts liefert und auch das zweite Gas, das ein größeres Volumen als das erste Gas aufweist, in den Zylinder durch den Einlasserzeugungsanschluss bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts liefert.
  4. Einlasssystem nach Anspruch 3, wobei die Saugsteuereinrichtung einen Selektor (36), der selektiv zwischen einer Fluidverbindung des Tumbleerzeugungsteils mit der ersten Passage und einer Fluidverbindung des Tumbleerzeugungsteils mit der zweiten Passage schaltet, und eine Selektorsteuereinrichtung (50) zum Steuern eines Betriebs des Selektors enthält, so dass das erste Gas, das ein größeres Volumen als das zweite Gas aufweist, in den Zylinder durch das Tumbleerzeugungsteil bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts ansaugt, und das zweite Gas, das ein größeres Volumen als das erste Gas aufweist, in den Zylindern durch den Tumbleerzeugungsanschluss bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts ansaugt.
  5. Einlasssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einlassanschluss einen Drallerzeugungsanschluss (12), um einen Drall eines in den Zylinder angesaugten Gases erzeugt, und einen Tumbleerzeugungsanschluss (13) enthält, um einen Tumble eines in den Zylinder angesaugten Gases zu erzeugen, wobei die erste Passage mit dem Drallerzeugungsanschluss verbunden ist und die zweite Passage mit dem Tumbleerzeugungsanschluss verbunden ist, und wobei die Saugsteuereinrichtung weiter das erste Gas in den Zylinder durch den Drallerzeugungsanschluss während des Einlasstakts liefert, und das zweite Gas, das ein größeres Volumen als das erste Gas aufweist, in den Zylinder durch das Tumbleerzeugungsteil bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts liefert.
  6. Einlasssystem nach Anspruch 5, wobei die Saugsteuereinrichtung eine Öffnungs- und Schließeinrichtung (42, 43), die in der zweiten Passage installiert ist, um selektiv eine Fluidverbindung der zweiten Passage mit dem Tumbleanschluss einzurichten und zu blockieren, und eine Öffnungs- und Schließsteuereinrichtung (50) zum Steuern eines Betriebs der Öffnungs- und Schließeinrichtung enthält, so dass die Fluidverbindung der zweiten Passage mit dem Tumbleanschluss bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts blockiert wird, und die Fluidverbindung der zweiten Passage mit dem Tumbleanschluss bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts eingerichtet wird.
  7. Einlasssystem nach Anspruch 5, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Einlassventil enthält, das derart funktioniert, dass es eine Öffnung öffnet oder schließt, durch die der Tumbleerzeugungsanschluss mit dem Zylinder verbunden ist, und wobei die Saugsteuereinrichtung eine Ventilsteuereinrichtung zum Schließen des Einlassventils bei dem früheren Abschnitt des Einlasstakts und zum Öffnen des Einlassventils bei dem späteren Abschnitt des Einlasstakts enthält.
  8. Einlasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Gas ein EGR-Schwachgas ist, das eine niedrige Konzentration eines EGR-Gases als das zweite Gas aufweist, das von einem Abgassystem zu einem Einlasssystem der Verbrennungskraftmaschine rezirkuliert wird, und das zweite Gas ein EGR-Starkgas ist, das eine höhere Konzentration eines EGR-Gases als das erste Gas aufweist.
  9. Einlasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Gas ein EGR-Starkgas ist, das eine höhere Konzentration eines EGR-Gases als das zweite Gas aufweist, das von einem Abgassystem zu einem Einlasssystem der-Verbrennungskraftmaschine rezirkuliert wird, und das zweite Gas ein EGR-Schwachgas ist, das eine niedrigere Konzentration eines EGR-Gases als das erste Gas aufweist.
  10. Einlasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Saugsteuereinrichtung ein Volumen des zweiten Gases, das zwischen 10% und 30% eines Gesamtvolumens eines in den Zylinder in jeden Einlasstakt angesaugten Gases ist, zu dem Zylinder liefert.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104632479B (zh) * 2014-12-30 2017-07-21 大连理工大学 一种发动机进气道结构
DE102016219319A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage eines Motors
DE102017112350A1 (de) 2017-06-06 2018-12-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102018209331A1 (de) * 2018-06-12 2019-12-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit mehreren Brennräumen und mit einer Hochdruck-Abgasrückführung
JP7480732B2 (ja) * 2021-03-22 2024-05-10 トヨタ紡織株式会社 Ｅｇｒ装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07180616A (ja) 1993-12-22 1995-07-18 Mitsubishi Automob Eng Co Ltd エンジンの排気還流装置
DE102006010473A1 (de) 2006-03-07 2007-09-13 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Saugrohranordnung für einen Verbrennungsmotor
DE102009015639A1 (de) 2009-03-23 2010-09-30 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102012106327A1 (de) 2011-07-13 2013-01-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und System für eine Maschine mit Turboaufladung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3327940B2 (ja) * 1991-12-19 2002-09-24 ヤマハ発動機株式会社 エンジンの燃焼制御装置
GB2305969A (en) * 1995-10-06 1997-04-23 Ford Motor Co Stratified charge engine
JP4140271B2 (ja) * 2002-05-01 2008-08-27 日産自動車株式会社 多気筒エンジンの制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07180616A (ja) 1993-12-22 1995-07-18 Mitsubishi Automob Eng Co Ltd エンジンの排気還流装置
DE102006010473A1 (de) 2006-03-07 2007-09-13 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Saugrohranordnung für einen Verbrennungsmotor
DE102009015639A1 (de) 2009-03-23 2010-09-30 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102012106327A1 (de) 2011-07-13 2013-01-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und System für eine Maschine mit Turboaufladung

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