[发明专利]使用次进气气门运动和空转复位的用于IEGR的系统和方法

说明书

用于内燃机中的内部排放气体再循环(iEGR)的系统和方法可以在空转气门致动系统中利用在排气气门主事件期间的次进气门升程事件。次进气气门升程事件可能发生在排气气门主要事件的开始或结束。使用复位部件获得有利的进气气门升程曲线，该复位部件可以对空转部件执行液压复位，以确保进气气门次升程事件最优地在排气气门主事件的开始附近发生。复位部件可以使用来自排气气门机构的运动在排气摇杆上触发，例如通过触发部件如复位垫来触发。还可以基于进气摇杆臂位置来触发复位部件，在此情况下，可以使用固定到发动机缸盖或相对于进气摇杆运动固定的复位垫。

优先权和相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月26日提交的标题为“IEGR的附加进气口的系统和方法”的美国临时专利申请号62/648,106，其主体以全部内容的方式并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于管理内燃机排放和控制排放气体再循环的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于内部排放气体再循环的系统和方法，包括用于致动一个或多个发动机气门以促进残余排放气体从进气歧管或排气歧管流入燃烧室的系统和方法。

背景技术

内燃机依靠气门致动系统来控制发动机的进气气门和排气气门，而进气气门和排气气门又在操作期间控制燃烧成分和产物流入和流出燃烧室的流动。在四冲程操作循环中，在汽缸内移动的活塞的进气冲程期间，进气气门打开以使燃料和空气进入膨胀的燃烧室。在压缩冲程中，进气气门关闭，燃烧成分被活塞压缩。然后点燃经压缩的燃烧成分，引起活塞的动力冲程。在排气冲程中，打开排气气门，以使燃烧产物随着在汽缸中移动的活塞而逸出汽缸。该操作通常被称为发动机的“正功率”操作，在正功率操作期间应用于气门的运动通常被称为“主事件”气门致动运动。除了主事件致动之外，发动机气门致动系统还可以包括有助于辅助气门致动运动以支持诸如发动机制动(功率吸收)、排放气体再循环(EGR)等功能的特征。可以通过使用发生在一个或多个发动机气门上的“辅助”事件来实现这种气门运动。

气门运动通常由一个或多个旋转凸轮作为运动源来进行控制。凸轮从动件、推杆、摇杆臂和可能形成气门机构的其他元件将运动直接从凸轮表面传递到气门。对于辅助事件，“空转”装置或可变长度致动器可以利用在气门机构中，以促进辅助事件气门运动。空转装置是指这类技术方案，其中与仅通过各个凸轮表面进行致动而将发生的运动相比，气门运动得以修改。空转装置可以包括其长度、刚度或可压缩性被改变和控制的装置，以便于选择性地发生除了气门的主事件操作之外或替代气门的主事件操作的辅助事件。

EGR系统通常在正功率操作期间提供部分的排放气体流回到发动机燃烧室中。燃烧期间燃烧室中残留排放气体的存在通常降低整体发动机排放物中氮氧化物(NOx)的浓度，并可以为发动机操作带来其他好处。外部EGR(EEGR)系统可通过与排气歧管或排气系统的其他部分连通的一个或多个外部通道将排放气体引导回到燃烧室。内部EGR系统(iEGR)通常在不使用外部导管的情况下例如通过在发动机循环期间的适当时间向一个或多个发动机气门提供适当的运动而将排放气体引入燃烧室。这种系统可以在四冲程发动机循环的排气事件期间使用进气气门的次开口和/或在四冲程发动机循环的进气部分期间利用排气气门的次开口来提供排放气体的再循环。

如由Edwards，S.、Frankie，G.、Wirbeleit，F.和Raab，A.(“Edwards等人”)等人发表在1998年的SAE技术论文98010的标题为“未来重型卡车应用的米勒循环和内部EGR发动机的组合的潜力”中所述，可以通过次排气气门升程事件和次进气气门升程事件来控制排放气体的残余百分比。该出版物描述并以图形方式示出了发动机操作循环中缸内压力和端口压力随曲轴角度的变化。发动机操作循环中的三个潜在阶段被确定为出现iEGR的时机。该出版物进一步描述了关于残余废气百分比的次排气气门升程曲线和次进气气门升程曲线的现有技术结果。从这些结果可知，在排气气门打开开始附近计时的附加进气事件可以提供相当于在进气期间利用排气打开事件的EGR水平百分比。