[发明专利]具有EGR超压保护的发动机系统

说明书

技术领域

本发明整体涉及一种发动机系统，更具体地，涉及一种具有EGR超压保护的发动机系统。

背景技术

燃烧发动机燃烧空气和燃料的混合物，产生机械功和排放物流。发动机排放物尤其包含未燃燃料、诸如煤烟的颗粒物质、和诸如一氧化二氮或一氧化碳的有害气体。现代发动机需要满足严格的排放标准，其要求发动机将减少水平的一氧化二氮和煤烟排至大气。为了满足这些标准，一些发动机使用排气再循环(EGR)回路以使由发动机产生的排放物的一部分再循环回过发动机的燃烧室，这已知为减少排至大气的不期望的排放。

MTU Friedrichshafen GmbH的2011年8月公开的题为“Engine Gas Recirculation：Internal engine technology for reducing nitrogen oxide emissions”的技术论文(“技术论文”)中公开了一种实施排气再循环的示例性的涡轮增压发动机。具体地，该技术论文公开了一种具有布置成两个不同排的多个缸的内燃发动机。两排缸设有自三涡轮增压器布置(即，高压涡轮增压器和平行的低压涡轮增压器)的压缩空气。缸排之一将排放物排至涡轮增压器，而另一排被认为是原料排(donor bank)并且排出排放物用于在发动机内再循环。单个EGR冷却器安装至发动机的顶部，用于在排放物分配至所有缸用于随后与空气混合并燃烧之前冷却来自原料排的缸的排放物。第一控制阀位于EGR冷却器的上游并且用以控制EGR流速，而第二控制阀位于旁路中。第二控制阀用以建立驱动EGR过程的背压，并且还用以选择性地将过量的排放物从原料排的缸引至涡轮增压器。

虽然技术论文的排放系统可以在一些应用中提供减少的排放，但其仍然不是最佳的。具体地，第一控制阀可能无法独立地改变再循环至两个排的缸的排放物流，这会在一些应用中限制发动机功能。另外，第一控制阀位于冷却器上游可以形成控制阀的极端环境，其能够导致阀的过度磨损。另外，过频繁地使用第二控制阀来产生驱动EGR的背压和释放来自原料排的过量排放物会使第二控制阀负担过度并使其过早失效。

本发明的发动机系统解决了上面提及的问题和/或本领域中的其它问题中的一个或多个。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于至少具有第一缸和第二缸的发动机的发动机系统。发动机系统可以包括流体地连接至第一缸的第一排放歧管、流体地连接至第二缸的第二排放歧管、以及从第一排放歧管延伸至第一缸和第二缸中的至少一个的再循环通道。发动机系统还可以包括将第一排放歧管连接至第二排放歧管的限流孔、从第一排放歧管延伸的压力释放通道、以及设置在压力释放通道内并且能够运动以选择性地减小第一排放歧管的背压的阀。

另一方面，本发明涉及一种操作具有第一缸和第二缸的发动机的方法。方法可以包括将空气引入第一缸和第二缸，将排放物从第一缸引入第一排放歧管，以及将排放物从第二缸引入第二排放歧管。方法还可以包括限制从第一排放歧管进入第二排放歧管的排放物流，以及引导从第一排放歧管的排放物以与进入第一缸和第二缸中的至少一个的空气混合。方法还可以包括选择性地释放第一排放歧管中的排放物的压力。

附图说明

图1是示例性公开的发动机的剖视示意图；

图2-5是可以与图1的发动机结合使用的示例性公开的发动机系统的示意图；

图6是另一示例性公开的发动机的剖视示意图；和

图7是可以与图6的发动机结合使用的示例性公开的发动机系统的示意图。

具体实施方式

图1图示示例性内燃发动机10的一部分。虽然发动机10被示出且描述为四冲程柴油发动机，可以设想发动机10可以是另外类型的发动机(例如，二冲程柴油发动机、二或四冲程汽油发动机、或二或四冲程气态燃料动力发动机)。发动机10尤其可以包括具有至少两个缸14、16的发动机缸体12。缸14、16中的每个可以包括连接至发动机缸体12的缸套18和缸盖20。活塞22可以可滑动地设置在缸套18内，并且活塞22与缸套18和缸盖20一起可以限定燃烧室24。缸14相较于缸16可以具有相同或不同的尺寸和相同或不同的操作参数。可以设想，发动机10可以包括任何数量的缸14、16，并且缸14、16可以设置成“直列”构型、“V”构型、对置活塞构型或任何其它适当的构型。