RU2392471C2 - Internal combustion engine of automobile and control method of air injection and recirculated exhaust gases - Google Patents

Internal combustion engine of automobile and control method of air injection and recirculated exhaust gases Download PDF

Info

Publication number
RU2392471C2
RU2392471C2 RU2008125122/06A RU2008125122A RU2392471C2 RU 2392471 C2 RU2392471 C2 RU 2392471C2 RU 2008125122/06 A RU2008125122/06 A RU 2008125122/06A RU 2008125122 A RU2008125122 A RU 2008125122A RU 2392471 C2 RU2392471 C2 RU 2392471C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
inlet
gases
pipe
exhaust gases
Prior art date
Application number
RU2008125122/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008125122A (en
Inventor
Фабьен СОТОН (FR)
Фабьен СОТОН
Седрик СЕРВАН (FR)
Седрик СЕРВАН
Жан-Марк ДЮКЛО (FR)
Жан-Марк ДЮКЛО
Original Assignee
Рено С.А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рено С.А.С. filed Critical Рено С.А.С.
Publication of RU2008125122A publication Critical patent/RU2008125122A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392471C2 publication Critical patent/RU2392471C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/38—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M2026/001—Arrangements; Control features; Details
    • F02M2026/006—EGR specially adapted for intake systems having two or more fuel injectors per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/20—Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/39—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/44—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which a main EGR passage is branched into multiple passages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: internal combustion engine of automobile includes several cylinders each of which is equipped at least with one inlet pipeline and at least one outlet pipeline; at that, branched pipeline with control valve of flow of recirculated exhaust gases connects outlet pipeline to inlet pipeline at the connection point. Inlet pipeline includes air flow control valve installed in inlet air pipeline before the connection point; at that, control devices are provided with possibility of acting on control valve of flow of recirculated exhaust gases and on control valve of air flow for alternate passage through inlet pipeline either of air, or of recirculated exhaust gases. ^ EFFECT: method allows cyclic supply of combustion chamber located in the engine cylinder. ^ 8 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к процессу горения в двигателях внутреннего сгорания, в частности в двигателях с воспламенением от сжатия типа дизеля для автомобилей.The present invention relates to a combustion process in internal combustion engines, in particular in compression ignition engines such as a diesel engine for automobiles.

Как правило, в двигателях внутреннего сгорания указанного типа для впуска в камеру сгорания используют смесь воздуха и рециркулированных выхлопных газов, то есть газов с низким содержанием кислорода. Такая смесь позволяет снизить загрязняющие выбросы в атмосферу или, в зависимости от случая, контролировать процесс горения. Эти рециркулированные выхлопные газы называют «внешними рециркулированными выхлопными газами», или EGR (Exhaust Gas Recirculation), когда они поступают из камеры сгорания и подаются обратно на впуск через контур, внешний по отношению к камере сгорания. Газы называют «внутренними», или BGR (Burned Gas Recirculation), когда речь идет об остаточных газообразных продуктах сгорания, которые остаются в камере сгорания.As a rule, in internal combustion engines of the indicated type, a mixture of air and recycled exhaust gases, i.e., gases with a low oxygen content, is used for inlet into the combustion chamber. This mixture allows to reduce polluting emissions into the atmosphere or, depending on the case, to control the combustion process. These recirculated exhaust gases are called “external recirculated exhaust gases,” or EGR (Exhaust Gas Recirculation), when they come from the combustion chamber and are fed back to the intake through a circuit external to the combustion chamber. Gases are called "internal" or BGR (Burned Gas Recirculation) when it comes to residual gaseous products of combustion that remain in the combustion chamber.

Настоящее изобретение в основном относится к использованию внешних рециркулированных выхлопных газов и к способу подачи этих газов в камеру сгорания для получения требуемого эффекта и, в частности, стратификации впускных газов в камере сгорания.The present invention mainly relates to the use of external recirculated exhaust gases and to a method for supplying these gases to the combustion chamber to obtain the desired effect and, in particular, stratification of the intake gases in the combustion chamber.

В патентной заявке GB-A-2328716 (FORD) описана стратификация внешних рециркулированных выхлопных газов в камере сгорания вокруг оси цилиндра путем введения этих газов при помощи специального трубопровода, который направляет указанные газы в место, где находится впускной клапан. Трубопровод впуска свежего воздуха содержит поворотную заслонку, которая позволяет регулировать расход свежих газов во впускном трубопроводе. Технической задачей, которая ставится в этом известном документе, в основном является удержание рециркулированных выхлопных газов в центре камеры сгорания.GB-A-2328716 (FORD) describes the stratification of external recirculated exhaust gases in a combustion chamber around the axis of a cylinder by introducing these gases by means of a special pipe that directs these gases to the place where the inlet valve is located. The fresh air intake pipe contains a rotary damper, which allows you to adjust the flow of fresh gases in the intake pipe. The technical problem, which is posed in this well-known document, is mainly the retention of recycled exhaust gases in the center of the combustion chamber.

В патенте US-A-5918577 описана система радиальной стратификации газообразных продуктов сгорания в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания путем повторного всасывания через выпускные клапаны газов, ранее удаленных во время фазы выпуска. Таким образом, рассматриваемые газы являются остаточными газами, то есть так называемыми «внутренними» рециркулированными выхлопными газами. Стратификацию этих отработавших газов вокруг оси цилиндра осуществляют за счет управления расходом выпуска газов в некоторых зонах камеры сгорания.US-A-5918577 describes a system for radially stratifying gaseous products of combustion in a combustion chamber of an internal combustion engine by re-suction of gases previously removed during the exhaust phase through exhaust valves. Thus, the gases in question are residual gases, that is, the so-called “internal” recycled exhaust gases. Stratification of these exhaust gases around the axis of the cylinder is carried out by controlling the flow rate of exhaust gases in some areas of the combustion chamber.

В патенте US-A-6318348 (VISTEON) упоминается также радиальная стратификация газов, входящих в камеру сгорания, при этом все впускные газы приводятся во вращение вокруг оси цилиндра и остаточные газообразные продукты сгорания предпочтительно удерживаются по окружности цилиндра. Здесь тоже речь идет о стратификации так называемых «внутренних» рециркулированных выхлопных газов, которые предпочтительно удерживаются по окружности цилиндра.US-A-6318348 (VISTEON) also mentions radial stratification of the gases entering the combustion chamber, with all the intake gases being rotated about the axis of the cylinder and the residual gaseous products of combustion are preferably held around the circumference of the cylinder. Here we are also talking about the stratification of the so-called "internal" recycled exhaust gases, which are preferably held around the circumference of the cylinder.

В документе GB-A-2298896 (FORD) описано использование двух впускных трубопроводов, один из которых разделен на две части при помощи перегородки таким образом, чтобы иметь возможность вводить через соответствующий впускной клапан смесь воздуха и внешних рециркулированных выхлопных газов. Радиальную или вертикальную стратификацию получают путем управления расходом впускаемых внешних рециркулированных выхлопных газов.GB-A-2298896 (FORD) describes the use of two inlet pipelines, one of which is divided into two by means of a baffle so as to be able to introduce a mixture of air and external recirculated exhaust gases through an appropriate inlet valve. Radial or vertical stratification is obtained by controlling the flow rate of the intake external recirculated exhaust gas.

В некоторой степени аналогичное решение описано во французской патентной заявке FR-A-2860555 (RENAULT), в которой впускной трубопровод разделен на две части подвижной стенкой, позволяющей изменять проходное сечение для внешних рециркулированных выхлопных газов и для подаваемой воздушно-топливной смеси.To a certain extent, a similar solution is described in French patent application FR-A-2860555 (RENAULT), in which the inlet pipe is divided into two parts by a movable wall, which allows changing the flow cross-section for external recirculated exhaust gases and for the supplied air-fuel mixture.

Во французской заявке FR-A-2859765 (RENAULT) описано использование двух впускных трубопроводов, в которые заходит смесь воздуха и внешних рециркулированных выхлопных газов, при этом каждый из трубопроводов может дополнительно питаться воздухом или внешними рециркулированными выхлопными газами.French application FR-A-2859765 (RENAULT) describes the use of two inlet pipelines into which a mixture of air and external recirculated exhaust gases enters, wherein each of the pipelines can be additionally supplied with air or external recirculated exhaust gases.

В британской патентной заявке GB-A-2328980 (IFP) описано подсоединение ответвленного трубопровода для отвода внешних рециркулированных выхлопных газов в трубопровод впуска воздуха в цилиндр и также описано добавление устройства, позволяющего направлять впускные газы, прижимая их к стенкам камеры сгорания, чтобы получить радиальную стратификацию.British Patent Application GB-A-2328980 (IFP) describes the connection of a branch pipe to divert external recirculated exhaust gases to the cylinder air inlet pipe and also describes the addition of a device for directing the intake gases by pressing them against the walls of the combustion chamber to obtain radial stratification .

Во всех этих известных устройствах, если предусмотрено введение внешних рециркулированных выхлопных газов, его осуществляют однородно смешивая указанные газы с впускным воздухом за счет использования подсоединения к выпускному трубопроводу, который повторно направляет указанные газы на впуск.In all of these known devices, if external recirculated exhaust gases are provided, it is carried out uniformly mixing said gases with inlet air by using a connection to the outlet pipe, which re-directs said gases to the inlet.

Кроме того, следует отметить, что остаточные газы, то есть внутренние выхлопные газы, являются более горячими, чем внешние рециркулированные выхлопные газы, поэтому проблемы, возникающие при стратификации этих газов, различаются в зависимости от того, идет ли речь об остаточных газах или о внешних газах.In addition, it should be noted that the residual gases, that is, the internal exhaust gases, are hotter than the external recirculated exhaust gases, therefore, the problems arising from the stratification of these gases differ depending on whether it is a question of residual gases or external gases.

В отличие от того, что указано в некоторых известных источниках, задачей настоящего изобретения является простое и эффективное осуществление стратификации внешних рециркулированных выхлопных газов вокруг оси цилиндра в камере сгорания.Unlike what is indicated in some well-known sources, the object of the present invention is the simple and effective implementation of the stratification of external recirculated exhaust gases around the axis of the cylinder in the combustion chamber.

В варианте выполнения настоящего изобретения двигатель внутреннего сгорания автомобиля является двигателем, содержащим несколько цилиндров, каждый из которых оборудован, по меньшей мере, одним впускным трубопроводом и, по меньшей мере, одним выпускным трубопроводом, при этом ответвленный трубопровод с клапаном регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов соединяет выпускной трубопровод с впускным трубопроводом в одной точке соединения. Впускной трубопровод содержит клапан регулирования расхода воздуха, установленный во впускном трубопроводе перед точкой соединения, причем средства управления выполнены с возможностью воздействия на клапан регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов и на клапан регулирования расхода воздуха для поочередного пропускания через впускной трубопровод либо воздуха, либо рециркулированных выхлопных газов.In an embodiment of the present invention, the vehicle’s internal combustion engine is an engine comprising several cylinders, each of which is equipped with at least one inlet pipe and at least one exhaust pipe, wherein a branch pipe connects a recirculated exhaust gas flow control valve exhaust pipe with inlet pipe at one connection point. The inlet pipe contains an air flow control valve installed in the inlet pipe in front of the connection point, the control means being configured to act on the recirculated exhaust gas flow control valve and on the air flow control valve to alternately pass either air or recirculated exhaust gases through the inlet pipe.

Поочередный впуск воздуха и рециркулированных выхлопных газов позволяет циклично питать камеру сгорания, находящуюся в цилиндре, и получать, таким образом, стратификацию рециркулированных выхлопных газов в камере сгорания вокруг оси цилиндра. Действительно, скорость впускных газов зависит от различных факторов, связанных с работой двигателя и, в частности, от скорости и положения поршня, который перемещается в цилиндре. Различные газы, циклично направляемые в камеру сгорания, будут иметь разную скорость, что приводит к стратификации этих газов в камере сгорания.The alternate intake of air and recirculated exhaust gas allows the combustion chamber located in the cylinder to be cyclically fed, and thus, stratification of the recirculated exhaust gas in the combustion chamber around the axis of the cylinder is obtained. Indeed, the intake gas velocity depends on various factors related to the operation of the engine and, in particular, on the speed and position of the piston that moves in the cylinder. Different gases cyclically directed into the combustion chamber will have different speeds, which leads to the stratification of these gases in the combustion chamber.

Предпочтительно предусмотрены средства для регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндр.Means are preferably provided for controlling the speed of the gases supplied to the cylinder.

Эти средства могут содержать, например, поворотную заслонку, установленную во впускном трубопроводе за точкой соединения. Управление положением такой заслонки может быть осуществлено сигналами, генерируемыми электронным блоком управления.These means may comprise, for example, a rotary damper installed in the inlet pipe behind the connection point. The position of such a shutter can be controlled by signals generated by the electronic control unit.

В другом предпочтительном варианте выполнения средства регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндр, могут содержать средства управления движениями открывания впускных клапанов. Эти средства управления могут, например, содержать датчики скорости и/или положения поршня. Сигналы от этих датчиков могут передаваться на электронный блок управления, генерирующий сигналы управления для впускных клапанов.In another preferred embodiment, the means for controlling the speed of the gases supplied to the cylinder may comprise means for controlling the movements of opening the intake valves. These controls may, for example, comprise sensors for speed and / or piston position. The signals from these sensors can be transmitted to an electronic control unit that generates control signals for the intake valves.

В других предпочтительных вариантах выполнения средства регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндры, могут содержать различные подвижные органы, используемые также для управления аэродинамикой газов в камере сгорания, например вихревую заслонку, выполненную с возможностью создания вращательного движения газов в камере сгорания вокруг оси цилиндра, и это движение называют «вихревым».In other preferred embodiments, the means for controlling the speed of the gases supplied to the cylinders may include various movable bodies, which are also used to control the aerodynamics of the gases in the combustion chamber, for example, a vortex damper configured to create a rotational movement of gases in the combustion chamber around the axis of the cylinder, and this the movement is called "vortex".

Изобретение можно также применять для двигателей, содержащих несколько впускных трубопроводов для каждого цилиндра. В этом случае каждый впускной трубопровод содержит клапан регулирования расхода воздуха, установленный во впускном трубопроводе перед точкой соединения.The invention can also be applied to engines containing several intake pipes for each cylinder. In this case, each inlet pipe contains an air flow control valve installed in the inlet pipe in front of the connection point.

Другим объектом настоящего изобретения является способ управления впуском воздуха и рециркулированных выхлопных газов в цилиндр двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащего несколько цилиндров, каждый из которых оборудован, по меньшей мере, одним впускным трубопроводом и, по меньшей мере, одним выпускным трубопроводом, при этом ответвленный трубопровод с клапаном регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов соединяет выпускной трубопровод с впускным трубопроводом в точке соединения. В цилиндр через впускной трубопровод поочередными циклами подают с разной скоростью либо воздух, либо рециркулированные выхлопные газы.Another object of the present invention is a method for controlling the inlet of air and recirculated exhaust gases into a cylinder of an internal combustion engine of an automobile comprising several cylinders, each of which is equipped with at least one inlet pipe and at least one exhaust pipe, wherein the branch pipe with a recirculated exhaust gas flow control valve connects the exhaust pipe to the inlet pipe at the connection point. Into the cylinder, through the inlet pipe, either air or recycled exhaust gases are fed at different speeds in alternating cycles.

Согласно изобретению поочередными циклами управляют в зависимости от положения или скорости поршня в цилиндре.According to the invention, alternate cycles are controlled depending on the position or speed of the piston in the cylinder.

Можно также управлять скоростью газов, подаваемых в цилиндр.You can also control the speed of the gases supplied to the cylinder.

Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания частного варианта выполнения, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематично показан вид сверху цилиндра двигателя внутреннего сгорания и различные впускные и выпускные трубопроводы.The present invention will be more apparent from the following description of a particular embodiment, provided by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a top view of a cylinder of an internal combustion engine and various inlet and outlet pipelines.

На чертеже схематично показана верхняя часть цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя с воспламенением от сжатия типа дизеля. Двигатель содержит несколько идентичных цилиндров. На соединении между головкой блока цилиндров (не показана) и цилиндром 1 выполнены различные впускные и выпускные отверстия. Первый впускной трубопровод 3 сообщается с первым впускным отверстием 4 и обеспечивает цикличный впуск либо потока свежего воздуха, схематично показанного стрелкой 5, направляемого через трубопровод 3а, либо потока внешних рециркулированных выхлопных газов, схематично показанного стрелкой 6, направляемого через трубопровод 3b.The drawing schematically shows the upper part of the cylinder 1 of an internal combustion engine, in particular a compression ignition engine of the diesel type. The engine contains several identical cylinders. At the connection between the cylinder head (not shown) and cylinder 1, various inlet and outlet openings are provided. The first inlet pipe 3 communicates with the first inlet 4 and provides a cyclic inlet of either a fresh air stream, schematically shown by arrow 5 directed through the pipe 3a, or an external recirculated exhaust gas stream, schematically shown by arrow 6, sent through the pipe 3b.

Второй впускной трубопровод 7 сообщается со вторым впускным отверстием 8 и обеспечивает впуск либо потока свежего воздуха, схематично показанного стрелкой 5, направляемого через трубопровод 7а, либо потока внешних рециркулированных выхлопных газов, схематично показанного стрелкой 6, направляемого через трубопровод 7b.The second inlet conduit 7 communicates with the second inlet 8 and provides an intake of either a fresh air stream schematically shown by arrow 5 directed through the conduit 7a or an external recirculated exhaust gas stream schematically shown by arrow 6 guided through the conduit 7b.

Цилиндр содержит также два выпускных трубопровода 9 и 10, которые сообщаются, каждый, с выпускным отверстием 11, 12 и обеспечивают выпуск газообразных продуктов сгорания в виде потока, показанного стрелкой 6, через выпускной трубопровод 13, в который сходятся два трубопровода 9 и 10. По существу на оси цилиндра установлена топливная форсунка 14, выполненная с возможностью впрыска топливного облака в камеру сгорания в соответствующий момент.The cylinder also contains two exhaust pipelines 9 and 10, which are in communication with each outlet 11, 12 and provide the release of gaseous products of combustion in the form of a stream, shown by arrow 6, through the exhaust pipe 13, into which two pipelines 9 and 10 converge. essentially, a fuel injector 14 is mounted on the axis of the cylinder, configured to inject a fuel cloud into the combustion chamber at an appropriate moment.

Четыре отверстия 4, 8, 11 и 12 в показанном примере выполнены по существу через равномерные промежутки по контуру цилиндра 1. Отверстия имеют круглое сечение и могут поочередно открываться и закрываться клапанами (не показаны). Впускные отверстия 4 и 8 расположены с одной стороны цилиндра, тогда как выпускные отверстия 11 и 12 расположены с другой стороны.Four holes 4, 8, 11 and 12 in the shown example are made essentially at regular intervals along the contour of cylinder 1. The holes have a circular cross-section and can alternately open and close with valves (not shown). The inlets 4 and 8 are located on one side of the cylinder, while the outlets 11 and 12 are located on the other side.

Внешний ответвленный контур, выполненный в виде трубопровода 15 и подсоединенный к выпускному трубопроводу 13, обеспечивает рециркуляцию части выхлопных газов, схематично показанных стрелкой 6, в направлении впуска. Управляемый клапан 16, называемый «клапаном внешних рециркулированных выхлопных газов», позволяет регулировать расход рециркулированных выхлопных газов EGR в зависимости от работы двигателя внутреннего сгорания.An external branch circuit, made in the form of a pipe 15 and connected to an exhaust pipe 13, recirculates part of the exhaust gases, schematically shown by arrow 6, in the inlet direction. A controllable valve 16, referred to as an “external exhaust gas valve”, allows the flow rate of the EGR exhaust gas to be controlled depending on the operation of the internal combustion engine.

В каждом из ответвленных трубопроводов 3а, 3b и 7а, 7b установлен управляемый клапан регулирования. Так, в ответвленном трубопроводе 3а установлен клапан 17а, а в ответвленном трубопроводе 3b - клапан 17b. Точно так же в ответвленном трубопроводе 7а установлен клапан 18а, а в ответвленном трубопроводе 7b - клапан 18b. Управление этими различными клапанами регулирования позволяет открывать или перекрывать соответствующие ответвленные трубопроводы. Таким образом, во впускное отверстие 4 через впускной трубопровод 3 можно поочередно подавать либо свежий воздух, обозначенный стрелкой 5, через ответвленный трубопровод 3а, когда открыт клапан регулирования 17а, либо поток рециркулированных выхлопных газов, обозначенный стрелкой 6, через ответвленный трубопровод 3b, когда открыт клапан регулирования 17b. Когда клапан регулирования 17а открыт, клапан регулирования 17b закрыт, и наоборот. Таким образом, газы, впускаемые через впускной трубопровод 3, циклично представляют собой свежий воздух, затем рециркулированные выхлопные газы или наоборот.In each of the branch pipelines 3a, 3b and 7a, 7b, a controlled control valve is installed. So, valve 17a is installed in branch pipe 3a, and valve 17b is installed in branch pipe 3b. Similarly, valve 18a is installed in branch pipe 7a, and valve 18b is installed in branch pipe 7b. The control of these various control valves allows the opening or closing of corresponding branch pipelines. Thus, either fresh air, indicated by arrow 5, can be alternately supplied to the inlet 4 through the inlet pipe 3, through the branch pipe 3a, when the control valve 17a is open, or the recirculated exhaust gas stream, indicated by the arrow 6, through the branch pipe 3b, when open control valve 17b. When the control valve 17a is open, the control valve 17b is closed, and vice versa. Thus, the gases introduced through the inlet pipe 3 cyclically represent fresh air, then the recirculated exhaust gases or vice versa.

Этот же принцип работы сохраняется для впускного трубопровода 7, который может поочередно подавать поток свежего воздуха, показанный стрелкой 5, через ответвленный трубопровод 7а, когда открыт клапан регулирования 18а, и, соответственно, поток внешних рециркулированных выхлопных газов через ответвленный трубопровод 7b, когда открыт клапан регулирования 18b. Так же, как и в случае клапанов регулирования 17а и 17b, клапаны регулирования 18а и 18b циклично то открываются, то закрываются и, когда один из них открыт, другой в это время закрыт, за счет чего впускной трубопровод 7 циклично подает либо поток свежего воздуха, либо поток внешних рециркулированных выхлопных газов.The same principle of operation is maintained for the inlet pipe 7, which can alternately supply the fresh air stream shown by arrow 5 through the branch pipe 7a when the control valve 18a is open, and, accordingly, the flow of external recirculated exhaust gases through the branch pipe 7b when the valve is open regulation 18b. As in the case of control valves 17a and 17b, the control valves 18a and 18b open and close cyclically and when one of them is open, the other is closed at this time, due to which the inlet pipe 7 cyclically supplies either a stream of fresh air or a stream of external recycled exhaust gases.

Скорость газов, проходящих через впускные трубопроводы 3 и 7, зависит от скорости поршня, который перемещается внутри цилиндра 1. Поскольку в камеру сгорания циклично подаются разные типы газов, каждый цикл будет характеризоваться разной скоростью во время впуска в камеру сгорания. Это различие в скоростях между каждым типом газов, согласно изобретению, приводит к стратификации газов в камере сгорания.The speed of the gases passing through the intake pipes 3 and 7 depends on the speed of the piston, which moves inside the cylinder 1. Since different types of gases are cyclically fed into the combustion chamber, each cycle will have a different speed during the inlet to the combustion chamber. This difference in speeds between each type of gas, according to the invention, leads to the stratification of gases in the combustion chamber.

Таким образом, благодаря изобретению, можно использовать изменение аэродинамики внутри камеры сгорания во время процесса впуска в цилиндр для получения требуемой стратификации впускных газов.Thus, thanks to the invention, it is possible to use the change in aerodynamics inside the combustion chamber during the inlet process to the cylinder to obtain the required stratification of the inlet gases.

В примере, показанном на чертеже в качестве альтернативного варианта, в двух впускных трубопроводах 3 и 7 предусмотрена также поворотная заслонка 19, 20, выполненная с возможностью изменения скорости газов, поступающих через впускные трубопроводы 3 и 7.In the example shown in the drawing, as an alternative, in the two inlet pipelines 3 and 7 there is also provided a rotary damper 19, 20, configured to change the speed of the gases entering through the inlet pipelines 3 and 7.

Необходимо отметить, что клапаны регулирования 17а, 17b и 18а, 18b установлены в соответствующих ответвленных трубопроводах 3а, 3b и 7а, 7b перед точкой соединения 21 или 22, где соответствующие ответвленные трубопроводы 3а, 3b и 7а, 7b соединяются, образуя единый впускной трубопровод 3 или 7. Таким образом, закрывание одного из клапанов регулирования позволяет полностью перекрыть соответствующий поток газов в ответвленном трубопроводе, внутри которого установлен данный клапан регулирования. Таким образом, поток впускных газов, подаваемый во время цикла, соответствующего закрытому положению одного из клапанов регулирования и открытому положению другого клапана регулирования, является газом, представляющим собой либо только свежий воздух, либо только рециркулированные выхлопные газы.It should be noted that the control valves 17a, 17b and 18a, 18b are installed in the corresponding branch pipelines 3a, 3b and 7a, 7b in front of the connection point 21 or 22, where the corresponding branch pipelines 3a, 3b and 7a, 7b are connected, forming a single inlet pipe 3 or 7. Thus, closing one of the control valves allows you to completely shut off the corresponding gas flow in the branch pipe, inside which this control valve is installed. Thus, the intake gas stream supplied during the cycle corresponding to the closed position of one of the control valves and the open position of the other control valve is a gas, which is either only fresh air or only recirculated exhaust gases.

Что касается поворотных заслонок 19, 20, если они предусмотрены, то они установлены во впускных трубопроводах 3, 7 за точками соединения 21, 22 таким образом, чтобы воздействовать на скорость потока впускных газов, независимо от их типа.As for the butterfly valves 19, 20, if provided, they are installed in the intake pipes 3, 7 behind the connection points 21, 22 in such a way as to affect the flow rate of the intake gases, regardless of their type.

Управление различными клапанами регулирования 17а, 17b и 18а, 18b, как и клапаном 16, и заслонками 19, 20, если они присутствуют, осуществляют посредством электронного блока 23 управления, обозначенного на чертеже аббревиатурой ECU. Этот электронный блок регулирования получает через различные соединения, обозначенные стрелкой 24, различные рабочие параметры двигателя и может генерировать различные сигналы управления, которые передаются через соединение 25 на клапан 16, через соединения 26 и 27 на клапаны регулирования 17а и 17b и через соединения 30 и 31 на клапаны регулирования 18а и 18b.The various control valves 17a, 17b and 18a, 18b, as well as the valve 16, and the shutters 19, 20, if present, are controlled by the electronic control unit 23, indicated in the drawing by the abbreviation ECU. This electronic control unit receives through various connections, indicated by arrow 24, various engine operating parameters and can generate various control signals that are transmitted through connection 25 to valve 16, through connections 26 and 27 to control valves 17a and 17b and through connections 30 and 31 to control valves 18a and 18b.

В этом случае команды циклов впуска газов в камеру сгорания генерируются в зависимости от стратегии управления клапанами регулирования 17а, 17b и 18а, 18b, определяемой, например, программой управления, находящейся в запоминающем устройстве электронного блока 23 управления. Точно так же скорость впускных газов может управляться положением заслонок 19 и 20.In this case, commands for the gas inlet cycles of the combustion chamber are generated depending on the control strategy of the control valves 17a, 17b and 18a, 18b, which is determined, for example, by the control program located in the memory of the electronic control unit 23. Similarly, the intake gas speed can be controlled by the position of the shutters 19 and 20.

Благодаря использованию таких различных газовых циклов в камере сгорания с разными скоростями, эти газы стремятся оказаться на разном радиусе вокруг оси цилиндра, обеспечивая, таким образом, стратификацию в камере сгорания.Due to the use of such different gas cycles in the combustion chamber at different speeds, these gases tend to be at different radii around the axis of the cylinder, thus ensuring stratification in the combustion chamber.

Можно также учитывать сигналы, поступающие от датчиков положения или скорости перемещения поршня (не показаны) в цилиндре 1. Эти сигналы, выдаваемые такими датчиками, могут учитываться электронным блоком 23 управления, чтобы влиять на стратегию управления различными клапанами регулирования.You can also consider the signals from the sensors of the position or speed of the piston (not shown) in the cylinder 1. These signals issued by such sensors can be taken into account by the electronic control unit 23 to influence the control strategy of the various control valves.

В другом предпочтительном варианте регулирования (не показан) можно также предусмотреть использование устройства переменной дозировки за счет соответствующего управления сигналами, поступающими из электронного блока управления, движениями открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов.In another preferred control variant (not shown), it is also possible to provide for the use of a variable dosage device due to the appropriate control of the signals coming from the electronic control unit, the movements of opening and closing of the intake and exhaust valves.

В представленном примере цилиндр 1 содержит два впускных трубопровода, однако следует учесть, что изобретение можно применять для других конструкций, содержащих, например, только один впускной трубопровод.In the presented example, the cylinder 1 contains two inlet pipes, however, it should be noted that the invention can be applied to other structures containing, for example, only one inlet pipe.

Claims (8)

1. Двигатель внутреннего сгорания автомобиля, содержащий несколько цилиндров (1), каждый из которых оборудован, по меньшей мере, одним впускным трубопроводом (3, 7) и по меньшей мере одним выпускным трубопроводом (9, 10), при этом ответвленный трубопровод (15) с клапаном (16) регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов соединяет выпускной трубопровод с впускным трубопроводом в одной точке соединения (21, 22), отличающийся тем, что впускной трубопровод (3а, 7а) содержит клапан (17а, 18а) регулирования расхода воздуха, установленный во впускном трубопроводе перед точкой соединения (21, 22), причем средства (23) управления выполнены с возможностью воздействия на клапан регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов и на клапан регулирования расхода воздуха для поочередного пропускания через впускной трубопровод либо воздуха, либо рециркулированных выхлопных газов.1. An internal combustion engine of a vehicle, comprising several cylinders (1), each of which is equipped with at least one inlet pipe (3, 7) and at least one exhaust pipe (9, 10), with a branch pipe (15 ) with a valve (16) for controlling the flow rate of recirculated exhaust gases connects the exhaust pipe to the inlet pipe at one connection point (21, 22), characterized in that the inlet pipe (3a, 7a) contains an air flow control valve (17a, 18a) installed in the intake ruboprovode before the connection point (21, 22), and means (23) adapted to control effects on regulating the recycled exhaust gas flow valve and air flow control valve to alternately pass through the inlet pipe either air or recirculated exhaust gases. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что содержит средства регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндр.2. The engine according to claim 1, characterized in that it contains means for controlling the speed of the gases supplied to the cylinder. 3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что средства регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндр, содержат поворотную заслонку (19, 20), установленную во впускном трубопроводе за точкой соединения.3. The engine according to claim 2, characterized in that the means for controlling the speed of the gases supplied to the cylinder comprise a rotary damper (19, 20) installed in the inlet pipe behind the connection point. 4. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что средства регулирования скорости газов, подаваемых в цилиндр, содержат средства управления движениями открывания впускных клапанов.4. The engine according to claim 2, characterized in that the means for controlling the speed of the gases supplied to the cylinder contain means for controlling the movements of opening the intake valves. 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что содержит множество впускных трубопроводов для каждого цилиндра, при этом каждый впускной трубопровод содержит клапан регулирования расхода воздуха, установленный во впускном трубопроводе перед точкой соединения.5. The engine according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of inlet pipelines for each cylinder, wherein each inlet piping comprises an air flow control valve installed in the inlet piping in front of the connection point. 6. Способ управления впуском воздуха и рециркулированных выхлопных газов в цилиндр двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащего несколько цилиндров, каждый из которых оборудован по меньшей мере одним впускным трубопроводом и по меньшей мере одним выпускным трубопроводом, при этом ответвленный трубопровод с клапаном регулирования расхода рециркулированных выхлопных газов соединяет выпускной трубопровод с впускным трубопроводом в точке соединения, отличающийся тем, что в цилиндр через впускной трубопровод поочередными циклами подают с разной скоростью либо воздух, либо рециркулированные выхлопные газы.6. A method for controlling the inlet of air and recirculated exhaust gases into a cylinder of an internal combustion engine of a vehicle containing several cylinders, each of which is equipped with at least one inlet pipe and at least one exhaust pipe, wherein a branch pipe with a recirculating exhaust gas flow control valve connects the exhaust pipe to the inlet pipe at the connection point, characterized in that the cylinder through the inlet pipe alternately cycles s is supplied at a different rate, or air, or the recirculating exhaust gases. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что поочередными циклами управляют в зависимости от положения или скорости поршня в цилиндре.7. The method according to claim 6, characterized in that the successive cycles are controlled depending on the position or speed of the piston in the cylinder. 8. Способ по п.6, отличающийся тем, что также управляют скоростью газов, подаваемых в цилиндр. 8. The method according to claim 6, characterized in that they also control the speed of the gases supplied to the cylinder.
RU2008125122/06A 2005-11-21 2006-10-19 Internal combustion engine of automobile and control method of air injection and recirculated exhaust gases RU2392471C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0511765A FR2893672B1 (en) 2005-11-21 2005-11-21 INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH INTAKE GAS STRATIFICATION
FR0511765 2005-11-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008125122A RU2008125122A (en) 2009-12-27
RU2392471C2 true RU2392471C2 (en) 2010-06-20

Family

ID=37027859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008125122/06A RU2392471C2 (en) 2005-11-21 2006-10-19 Internal combustion engine of automobile and control method of air injection and recirculated exhaust gases

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1952008A1 (en)
CN (1) CN101313140B (en)
FR (1) FR2893672B1 (en)
RU (1) RU2392471C2 (en)
WO (1) WO2007057587A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564743C1 (en) * 2014-06-25 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Diesel with turbo compressor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4923036B2 (en) * 2008-12-23 2012-04-25 本田技研工業株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
JP2012524213A (en) * 2009-04-20 2012-10-11 インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Fluid mixing system
CN103590929B (en) * 2013-11-29 2016-03-30 长城汽车股份有限公司 Motor and there is the vehicle of this motor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2768180B1 (en) * 1997-09-09 1999-10-08 Inst Francais Du Petrole OPERATING PROCESS OF A 4-STROKE ENGINE, IN CONTROLLED SELF-IGNITION
CN1182325C (en) * 2002-01-11 2004-12-29 清华大学 Layer inflation compression combustion method and device for gasoline engine
FR2859765B1 (en) * 2003-09-15 2007-08-31 Renault Sa SYSTEM AND METHOD FOR EXHAUST GAS RECIRCULATION FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2861425B1 (en) * 2003-10-28 2006-03-03 Renault Sa METHOD OF ADMITTING RECYCLED BURN GASES IN A COMBUSTION CHAMBER AND ENGINE USING THE SAME

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564743C1 (en) * 2014-06-25 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Diesel with turbo compressor

Also Published As

Publication number Publication date
EP1952008A1 (en) 2008-08-06
CN101313140B (en) 2011-02-02
FR2893672B1 (en) 2008-02-15
WO2007057587A1 (en) 2007-05-24
FR2893672A1 (en) 2007-05-25
RU2008125122A (en) 2009-12-27
CN101313140A (en) 2008-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5379743A (en) Spark ignited internal combustion engines
JP2007023986A (en) Intake device
US9523293B2 (en) Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
US6076499A (en) Intake system of a multi-cylinder internal combustion engine with exhaust gas recirculation
RU2392471C2 (en) Internal combustion engine of automobile and control method of air injection and recirculated exhaust gases
WO2016031113A1 (en) Internal combustion engine
US20190249596A1 (en) Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine
US9316188B2 (en) Direct-injection internal combustion engine with outwardly opening injection nozzle, and method for operating an internal combustion engine of said type
US20140102429A1 (en) Inlet manifold with dual port egr
RU2013112024A (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLING THE BRAKING MODE OF THE ENGINE IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES
RU2684058C2 (en) Engine system and method for controlling turbine operation
US20160076470A1 (en) Exhaust gas recirculation device
US6065456A (en) Exhaust gas re-circulating apparatus
US6543410B2 (en) Direct injection engine
GB2294555A (en) Regulating the feed of additional fluid streams into an intaketract of an IC engine
RU2683355C2 (en) System for creating vacuum with a baffler (options)
JP2017186946A (en) Exhaust gas recirculation device
JP6417585B2 (en) Exhaust gas recirculation gas introduction device for internal combustion engine
GB2313625A (en) I.c. engine charge tumble intake system
EP0930431B1 (en) Intake system for an internal combustion engine with at least two cylinders
JP2020153343A (en) EGR device
WO2014171907A1 (en) An exhaust gas recirculation system with variable flow rate
JP2013241834A (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
JPH05223040A (en) Intake device for engine
JP2009052505A (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121020