[发明专利]具有涡轮增压器的分层装载的发动机及其增压方法

权利要求书

1.一种分层装载的发动机系统，包括：

在发动机的气缸盖中的燃烧腔室；

与所述燃烧腔室流体连通的排出气体导管；

与所述燃烧腔室流体连通的涡轮增压器；

流动控制装置，其中所述流动控制装置的位置控制排出气体从所述燃烧腔室到所述涡轮增压器和到所述排出气体导管的流动；以及

联接到所述流动控制装置的控制器，所述控制器具有第一模式和第二模式，所述第一模式基于发动机的负载大于阈值负载以及所述分层装载的发动机以发动机速度的第一范围运行，而引起所述流动控制装置将排出气体的流动导向到所述涡轮增压器，所述阈值负载包括对于使用稀薄的空气-燃料混合物的自然吸气模式中发动机运行的峰值负载，所述第二模式基于：发动机负载小于所述阈值负载、或发动机以比发动机速度的所述第一范围更大的发动机速度的第二范围运行中的一个，而引起所述流动控制装置将排出气体的流动导向到所述排出气体导管，其中，对于增加的燃料进气，所述涡轮增压器提供增加量的空气到所述燃烧腔室以便当运行在发动机速度的第一范围时高于阈值负载而维持稀薄的空气-燃料混合物。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述排出气体导管联接到排气歧管，而流动控制装置定位在所述排气歧管或排出气体导管中的至少一个内。

3.如权利要求1所述的系统，包括所述气缸盖中的多个燃烧腔室，所述多个燃烧腔室与所述排出气体导管和所述涡轮增压器流体连通。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述分层装载的发动机系统基于所述控制器将排出气体的流动导向到所述排出气体导管以及将减少量的排出气体导向到所述涡轮增压器，而在所述第二模式中自然吸气地运行。

5.如权利要求1所述的系统，包括与下述项中的每项流体连通的排出气体再循环装置：用于所述燃烧腔室的排出气体导管流动控制装置以及空气进气装载导管。

6.如权利要求1所述的系统，其中，具有基于发动机的负载大于阈值负载以及所述分层装载的发动机以发动机速度的第一范围运行，而引起所述流动控制装置将排出气体的流动导向到所述涡轮增压器的所述第一模式的所述控制器，还包括基于发动机的负载大于阈值负载并且小于峰值升压负载阈值、以及所述分层装载的发动机运行在发动机速度的第一范围的第一模式。

7.一种用于对分层装载的发动机涡轮增压的方法，所述方法包括：

基于所述分层装载的发动机具有大于阈值负载的负载，以及所述分层装载的发动机运行在发动机速度的第一范围，而以涡轮增压模式使排出气体从所述分层装载的发动机流动到涡轮增压器，所述阈值负载包括对于使用稀薄的空气-燃料混合物的在自然吸气模式中的发动机运行的峰值负载；

基于所述涡轮增压器接纳排出气体，在处于涡轮增压模式时由涡轮增压器提供增加量的空气到在所述分层装载的发动机中的燃烧腔室，所述增加量的空气对于提供到所述燃烧腔室的增加量的燃料而实际上维持了稀薄的空气-燃料混合物；以及

基于下列项中的至少一个来在自然吸气模式中限制排出气体流动到涡轮增压器中：所述分层装载的发动机具有小于阈值负载的负载，或者所述分层装载的发动机运行在发动机速度的第二范围中，所述第二范围大于所述第一范围。

8.如权利要求7所述的方法，其中，限制排出气体的流动包括通过流动控制装置限制排出气体的流动，所述流动控制装置定位在与燃烧腔室流体连通的排气歧管或排出气体导管中的至少一个之中。

9.如权利要求7所述的方法，其中，提供增加量的空气到燃烧腔室包括：提供增加量的空气到所述分层装载的发动机中的多个燃烧腔室。

10.如权利要求7所述的方法，其中，限制排出气体流动到涡轮增压器包括：使所述分层装载的发动机系统以自然吸气模式运行。

11.如权利要求10所述的方法，其中，限制排出气体的流动还包括：将排出气体的流动导向到与燃烧腔室流体连通的排出气体导管。

12.如权利要求11所述的方法，还包括使排出气体的一部分流动通过排出气体再循环装置，所述排出气体再循环装置与用于燃烧腔室的排出气体导管和空气进气装载导管中的每个流体连通。