[发明专利]排气回流再循环装置和方法

说明书

本发明一般地涉及发动机工作循环的受控操作，特别涉及一种预先建立的逻辑模式和对预先建立的逻辑模式的修正以顺序地和可调节地控制气阀定时使排气气体进行再循环从而减少氧化氮（NOx）排放物。

未来的柴油发动机需要符合氧化氮（NOx）排放标准，而该标准正在逐步减小许可的排放量。该排放标准旨在减少排出气体对空气的污染，以符合环境保护方面的公共利益。一般地说，有两种减少氧化氮（NOx）排放量的技术。一种技术是通过降低燃烧温度来改善燃烧状况，而另一种技术是对排气气体的后处理。在传统的发动机中，主要技术是采用催化转换器来进行排气气体的后处理以减少NOx的排放。然而，这种技术在转换器或空燃比的控制系统特别是氧气传感器的使用寿命和成本方面有不足之处。对大型发动机来说，这些缺点就成为比较严重的问题。就发动机的耐用性和热效率方面而言，通过燃烧的改善来降低NOx的技术是具有它的优点的。

业已证明，排气气体再循环（EGR）可减少NOx，同时具有制动比油耗和排气烟气罚款损失较小较小的优点。排气气体再循环是用排气气体来稀释新鲜空气进气以降低NOx，这里由于排气气体降低了最高燃烧温度因而减少了NOx的生成。

排气气体再循环（EGR）过去常用的一种方法是在与进入空气混合前使排气气体先冷却。先前的提供冷却的排气气体再循环的方法是使用发动机的外部管道、泵和冷却排气气体的热交换器，把排气系统的排出气体传送到空气进气系统。排出气体在废气涡轮增压器的涡轮的前面或后面的排气系统传送到在废气涡轮增压器的压缩机的前面或后面的空气进气系统。但其结果是由于增加了零部件的数量和复杂程度而增加了用户的成本和增加了附件故障的可能性。

因此，就需要一种不用外部附件依靠发动机内部的能力就能获得冷却的排气气体再循环的装置，发动机内则带有控制进、排气门和喷油嘴的电子控制装置。

本发明的目的就是要克服上述的一个或几个方面的问题。

本发明的一方面是提供一种装置，它适用于包含数个燃烧室和每个燃烧室有一个进气口和一个排气口的发动机。在各个燃烧室内活塞可以往复移动以形成进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。所述装置包括气流控制装置，该气流控制装置包括：进气装置，用于有选择地阻止或许可气流进入和离开各燃烧室;和排气装置，用于有选择地阻止或许可气流进入和离开各燃烧室。该装置还包括：根据控制信号，独立地驱动所述的每个进气装置和排气装置的装置;和响应于测得的发动机的工作参数的电子控制装置。所述的电子控制装置响应于测得的发动机的工作参数，使被选择的部分燃烧室的排气装置启动，把排气气体从排气传送装置引入燃烧室内，然后在燃烧室内压缩排气气体，使燃烧室内的排气气体膨胀和通过所述进气装置的启动而把排气气体排入进气传导装置内。

在本发明的另一方面是提供一种使一发动机工作（运行）的方法，该发动机包含有数个燃烧室。每个燃烧室有一进气口和一排气口和一个在每个燃烧室内可往复移动的活塞。这个方法包括以下步骤：监控发动机的工作情况、把控制信号送向进气装置和排气装置、根据一控制信号独立地驱动每个进气装置和排气装置、把排气气体从排气传送装置引入燃烧室内、在燃烧室内压缩排气气体、使在燃烧室内的排气气体膨胀以及通过进气装置的启动把排气气体排入进气传送装置内。

图1是使用本发明的一台发动机的部分剖视的侧面示意图;

图2是图1的发动机的一部分的剖视图;

图3是图1的发动机的部分剖视的平面示意图;以及

图4是本发明的另一实施例的一台发动机的部分剖视的平面示意图;

请参见图1、2和3。图中所示为一个直列型、四缸、压燃式内燃增压发动机10。发动机10包含有一个获得冷却的排气气体再循环（EGR）的装置11。在这个特例中，发动机10是以一依次具有进气、压缩、膨胀和排气冲程的传统的四冲程方式工作的。虽然本发明是以一个直列型四缸发动机10这例来进行说明和揭示的，但应予理解的是，该系统同样可用于，例如一增压的多缸的V型的具有不同工作方式的发动机。

发动机10包括一缸体12，其内有数个缸孔14和一个缸体顶部的安装表面16。发动机10还包括一气缸盖18，它有一底部安装表面20、一顶部表面22、一第一安装侧表面24，和一第二安装侧表面26。所述缸盖的底部安装表面20置于缸体顶部安装表面16上并由数个图中未画出的紧固件以通常方式刚性地连结成一体。缸体12和缸盖18也可以是本来就形成一体的一个整体。