[发明专利]带有可旋转的导流件的发动机系统

说明书

背景技术

在内燃发动机的汽缸中，进气气流模式能够影响燃烧特征，诸如效率、点火和爆震。进气气流既影响进气道喷射燃料系统也影响直接喷射燃料系统。滚流和涡流模式用于表征汽缸中的湍流的不同方面。具体地，滚流和涡流比能够用于量化这些流动模式的大小。滚流比被定义为汽缸中的进气气体的水平再循环的强度，而涡流比被定义为汽缸中的竖直再循环的强度。滚流和涡流模式对燃烧的各个方面(诸如点火、爆震、效率、排放、功率等)具有不同的影响。之前的发动机的进气道被设计成提供固定的滚流和涡流模式，其改善仅用于具体的工况的燃烧。因此，当发动机在宽范围的条件内操作时，燃烧气流的设置模式会对当发动机在规定的工况外运行时的燃烧产生负面影响。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一些，提供了发动机系统。发动机系统包括可旋转的导流件，该可旋转的导流件包括定位在进气门上游的具有带有弯曲轮廓的第一侧的流动改变表面，流动改变表面在多个活动位置中生成通过进气门进入汽缸的进气气流的滚流和涡流流动模式。发动机系统还包括导流致动器，其旋转流动改变表面以改变进气气流的滚流和涡流流动模式。这样，流动改变表面改变进入汽缸的空气的湍流，从而在宽的工况范围内改善燃烧效率、减少爆震、增加功率和/或减少排放。因此，若需要，能够旋转流动改变表面以在汽缸中提供湍流，这最适合当前的工况。

当单独或结合附图阅读以下具体实施方式时，本描述的上述优点和其它优点以及特征将显而易见。

应当理解，提供上述发明内容是为以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任意部分中提及的任意缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机的图示；

图2示出图1中所述的发动机的一部分的示例性图示，该部分包括具有可旋转的导流件的发动机系统，可旋转的导流件带有在汽缸的上游的表面；

图3、图4和图5示出包括在图2所示的发动机系统中的可旋转的导流件的不同侧面的示例性详细图示；

图6和图7示出在图2所示的汽缸中的示例性涡流流动模式和滚流流动模式的描述；

图8示出图2所示的发动机系统中的在另一位置中的表面，该表面在汽缸中生成增加的滚流；

图9和图10示出的图2所示的发动机系统中的在两个位置中的流动改变表面，该表面在汽缸中生成增加的涡流；且

图11示出用于发动机系统的操作的方法。

具体实施方式

本文描述了发动机系统，其被配置成动态地调整进气道和汽缸流动特性，诸如进气气流的滚流和涡流比。发动机系统包括可调整的导流件，所述可调整的导流件具有定位在发动机的进气道中的流动改变表面。流动改变表面能够包括具有凹面轮廓的第一侧和具有凸面轮廓(类似于勺的形状)的第二侧。流动改变表面被旋转以基于发动机工况调整进入汽缸的进气气流的湍流。具体地，第一侧和第二侧以其布置的角能够影响汽缸中生成的滚流和涡流。这通过向进气门头的选择的部分引导较大量的气流的流动改变表面的弯曲轮廓来实现，从而生成滚流和/或涡流。这些流动模式由进气门周围的气流速率的不平衡引起。这样，进入汽缸的空气的湍流能够基于改变发动机中的条件而被调整以改善燃烧效率、减少爆震、增加功率，和/或减少排放。因此，可旋转的导流件使汽缸中的湍流能够改变以最适合当前的工况，从而改善燃烧。

图1示出用于向例如车辆提供动力的发动机10的示意性描述。在所述示例中，发动机10包括耦接到形成汽缸16的汽缸体14的汽缸盖12。发动机10被配置成实施汽缸16中的燃烧操作。进气门18被设置在发动机10中以使进气空气以选定的时间间隔流入汽缸16中。对应地，排气门20被设置在发动机10中以使汽缸外的排气以选定的时间间隔流入下游排气系统中。

箭头22表示进气空气从上游进气系统部件(诸如，进气导管、进气歧管、节气门、压缩机等)向进气门18的流动。另一方面，箭头24表示排气从排气门20向下游部件(诸如，排气导管、排气歧管、(一个或多个)排放控制装置、涡轮机等)的流动。