Способ приведения в действие двигателя с наддувом (варианты) и система двигателя

Способ приведения в действие двигателя с наддувом (варианты) и система двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки № 12/878,838 на выдачу патента США, озаглавленной «Способ и система для турбонаддува двигателя», поданной 9 сентября 2010 года, содержание которой включено сюда путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу для улучшения теплового коэффициента полезного действия двигателя с турбонаддувом. Способ может быть особенно полезным для обеспечения EGR (рециркуляции отработавших газов) в двигателе с турбонаддувом.

Уровень техники

В попытке удовлетворить обязательные стандарты федерального правительства на выделение продуктов сгорания, системы двигателей могут быть снабжены системами рециркуляции отработавших газов (EGR), в которых по меньшей мере часть отработавших газов подвергается рециркуляции на впуск двигателя. Такие системы EGR дают возможность снижения выделения продуктов сгорания в отработавших газах, к тому же, наряду с улучшением экономии топлива, особенно на более высоких уровнях наддува двигателя.

Один из примеров такой системы EGR проиллюстрирован Дуретом в патенте США 6,135,088. Там, первое впускное отверстие цилиндра двигателя выполнено с возможностью подачи EGR наряду с тем, что второе впускное отверстие выполнено с возможностью подачи свежего воздуха, подвергнутого наддуву компрессором, в цилиндр. Таким образом, послойное смесеобразование может достигаться в цилиндре для улучшения самовоспламенения.

Однако, авторы в материалах настоящей заявки распознали потенциальные проблемы у такой системы. В качестве одного из примеров, во время некоторых режимов, послойное смесеобразование может не требоваться. Скорее, гомогенизация заряда может требоваться для увеличения рабочих характеристик двигателя и улучшения преимуществ EGR. В качестве еще одного примера, может быть трудным поддерживать послойное смесеобразование, поскольку оба впускных отверстия выпускают отработавшие газы через общее выпускное отверстие. В качестве еще одного другого примера, желательные эффекты, изученные Дуретом, могут быть уничтожены, если модифицируются для использования выпускной турбины для приведения в действие компрессора.

Раскрытие изобретения

В одном из примеров, некоторые из этих проблем по меньшей мере частично могут быть решены способом приведения в действие двигателя с наддувом, включающим втягивание по меньшей мере некоторого количества рециркулированных отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него из одного из двух выпускных каналов в цилиндр двигателя через первый впускной канал, и втягивание по меньшей мере некоторого количества свежего воздуха под давлением компрессора в цилиндр через второй, отдельный впускной канал, присоединенный к другому из двух выпускных каналов. Таким образом, подвергнутый наддуву свежий воздух может подаваться отдельно от рециркулированных отработавших газов. Заряды воздуха затем могут смешиваться друг с другом и с топливом в цилиндре. Комбинированная смесь топлива-заряда воздуха затем может сжигаться в цилиндре.

Например, некоторое количество отработавших газов (то есть, EGR низкого давления) может втягиваться из первого выпускного канала в первый впускной канал через первый канал EGR. EGR может безнаддувно подсасываться из первого выпускного канала через первый выпускной клапан и подаваться в цилиндр двигателя под барометрическим давлением или ниже него через первый впускной клапан первого впускного канала с первой, более ранней установкой фаз распределения впускных клапанов. Например, EGR может подаваться в начале такта впуска. Одновременно, некоторое количество свежего всасываемого воздуха может втягиваться через компрессор турбонагнетателя, включенный во второй впускной канал. По существу второй впускной канал может быть отдельным от первого впускного канала, и турбокомпрессор может быть присоединен только ко второму впускному каналу, а не к первому впускному каналу. Кроме того, компрессор может приводиться в действие турбиной, включенной во второй выпускной канал, присоединенный к второму впускному каналу. Например, сжатый свежий всасываемый воздух может втягиваться в цилиндр двигателя через второй впускной клапан второго впускного канала со второй установкой фаз распределения впускного клапана, более поздней, чем первая установка фаз распределения впускного клапана (например, подвергнутый наддуву свежий воздух может втягиваться после того, как начался такт впуска и после того, как уже открылся первый впускной клапан). EGR (LP-EGR) низкого давления и подвергнутый наддуву свежий всасываемый воздух могут смешиваться в цилиндре. Кроме того, смесь зарядов воздуха может смешиваться с топливом и сжигаться в цилиндре.

Таким образом, многослойный заряд воздуха может подаваться в цилиндр, но может равномерно смешиваться с топливом в цилиндре перед сжиганием. Посредством удерживания EGR вне компрессора, могут сокращаться засорение и загрязнение компрессора. Посредством отсутствия расходования работы компрессора на подачу EGR, может улучшаться отдача турбонагнетателя. Кроме того, посредством смешивания подаваемого LP-EGR с подаваемым подвергнутым наддуву свежим воздухом в цилиндре, а не раньше, может уменьшаться разбавление подвергнутого наддуву всасываемого воздуха от EGR во впускном канале. Посредством отделения подачи EGR от подачи наддува, задержки в управлении турбонагнетателем, а также управлении EGR, в частности, во время переходных процессов, также могут быть сокращены. По существу раздельные впускные каналы также дают возможность использования меньшего турбонагнетателя для обеспечения требуемого наддува без компрометирования эффективности наддува. В целом, улучшаются коэффициент полезного действия и рабочие характеристики двигателя.

Таким образом, согласно одному аспекту предложен способ приведения в действие двигателя с наддувом, включающий втягивание по меньшей мере некоторого количества рециркулированных отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него из одного из двух выпускных каналов в цилиндр двигателя через первый впускной канал, и втягивание по меньшей мере некоторого количества свежего воздуха под давлением компрессора в цилиндр через второй, отдельный впускной канал, присоединенный к другому из двух выпускных каналов.

Первый впускной канал предпочтительно расположен параллельно второму впускному каналу.

Один из двух выпускных каналов предпочтительно является первым выпускным каналом, при этом втягивание по меньшей мере некоторого количества рециркулированных отработавших газов включает втягивание некоторого количества отработавших газов из первого выпускного канала через первый выпускной клапан и их подачу в первый впускной канал через первый впускной клапан.

Другой из двух выпускных каналов предпочтительно является вторым, отдельным выпускным каналом, который расположен параллельно первому выпускному каналу.

Втягивание по меньшей мере некоторого количества свежего воздуха под давлением компрессора предпочтительно включает приведение в действие компрессора турбонагнетателя, присоединенного ко второму впускному каналу, а не к первому впускному каналу, для втягивания некоторого количества сжатого свежего воздуха, при этом компрессор турбонагнетателя приводится в действие турбиной турбонагнетателя, присоединенной ко второму выпускному каналу, а не к первому выпускному каналу.

Способ предпочтительно дополнительно включает смешивание рециркулированных отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него со свежим воздухом под давлением компрессора в цилиндре.

Способ предпочтительно дополнительно включает подачу топлива в смесь рециркулированных отработавших газов и свежего воздуха в цилиндре, и сжигание смеси в цилиндре.

Втягивание рециркулированных отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него предпочтительно включает открывание первого впускного клапана, присоединенного к первому впускному каналу, с первой установкой фаз распределения впускного клапана, а втягивание свежего воздуха под давлением компрессора включает открывание второго впускного клапана, присоединенного ко второму впускному каналу, со второй, отличной установкой фаз распределения впускного клапана.

Первый и второй впускные клапаны предпочтительно присоединены к исполнительному механизму впускных клапанов, при этом способ дополнительно включает настройку фазы клапана исполнительного механизма впускного клапана для открывания первого клапана с первой установкой фаз распределения впускного клапана, а второго клапана со второй установкой фаз распределения впускного клапана.

Втягивание рециркулированных отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него предпочтительно дополнительно включает настройку исполнительного механизма выпускных клапанов для открывания первого выпускного клапана, присоединенного к первому выпускному каналу, с первой установкой фаз распределения выпускного клапана, а втягивание свежего воздуха под давлением компрессора включает настройку исполнительного механизма выпускных клапанов для открывания второго выпускного клапана, присоединенного ко второму выпускному каналу, со второй, отличной установкой фаз распределения выпускного клапана.

Первая установка фаз распределения впускного клапана предпочтительно является более ранней в цикле двигателя, чем вторая установка фаз распределения впускного клапана.

Первая установка фаз распределения выпускного клапана предпочтительно является более поздней в цикле двигателя, чем вторая установка фаз распределения выпускного клапана.

Согласно другому аспекту предложен способ приведения в действие двигателя с наддувом, включающий в ответ на увеличение нагрузки на двигатель при неизменных оборотах, увеличивают количество всасываемого воздуха и уменьшают количество рециркулированных отработавших газов, подаваемых в цилиндр через первый впускной канал, при приведении в действие компрессора, присоединенного ко второму, отличному впускному каналу, для увеличения количества подвергнутого наддуву всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндр через второй впускной канал в течение некоторой длительности после увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах.

Увеличение количества всасываемого воздуха и уменьшение количества рециркулированных отработавших газов предпочтительно включает открывание первой впускной заслонки в первом впускном канале при закрывании первого клапана EGR в первом канале EGR, присоединенном между первым выпускным каналом и первым впускным каналом.

Длительность предпочтительно включает в себя длительность до

тех пор, пока компрессор не достигает порогового числа оборотов.

Способ предпочтительно дополнительно включает после того, как истекла длительность, уменьшение количества всасываемого воздуха при увеличении количества рециркулированных отработавших газов, подаваемых в цилиндр через первый впускной канал.

Согласно еще одному аспекту предложена система двигателя, содержащая цилиндр двигателя, форсунку непосредственного впрыска, выполненную с возможностью непосредственного впрыска некоторого количества топлива в цилиндр, первый впускной канал, присоединенный с возможностью сообщения к первому выпускному каналу, при этом первый впускной канал включает первый впускной клапан для подачи некоторого количества рециркулированных отработавших газов в цилиндр, второй, отдельный впускной канал, присоединенный с возможностью сообщения ко второму, отдельному выпускному каналу, причем второй впускной канал включает второй впускной клапан для подачи некоторого количества сжатого свежего воздуха в цилиндр, компрессор турбонагнетателя, присоединенный ко второму впускному каналу, при этом компрессор приводится в действие турбиной, присоединенной ко второму выпускному каналу, и исполнительный механизм клапана, выполненный с возможностью открывания первого впускного клапана с первой установкой фаз распределения впускного клапана, а второго клапана со второй, отличной установкой фаз распределения впускного клапана.

Система предпочтительно дополнительно содержит контроллер с машинно-исполняемыми командами для настройки фазы клапана исполнительного механизма для открывания первого впускного клапана с первой установкой фаз распределения впускного клапана, а второго впускного клапана со второй установкой фаз распределения впускного клапана.

Первая установка фаз распределения впускного клапана предпочтительно является более ранней в такте впуска цикла двигателя, чем вторая установка фаз распределения впускного клапана.

Первый выпускной канал предпочтительно включает в себя первый выпускной клапан, а второй выпускной канал включает второй выпускной клапан, при этом контроллер включает дополнительные команды для настройки первой установки фаз распределения впускного клапана на основании первой установки фаз распределения выпускного клапана у первого выпускного клапана и для настройки второй установки фаз распределения впускного клапана на основании второй установки фаз распределения выпускного клапана у второго выпускного клапана.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид двигателя, включающего в себя раздельный впускной коллектор и раздельный выпускной коллектор, и ассоциативно связанные системы рециркуляции отработавших газов.

Фиг.2 представляет собой примерный вариант осуществления цилиндра двигателя по фиг.1, присоединенного к первому и второму впускным каналам, а также первому и второму выпускным каналам.

Фиг.3 представляет собой местный вид двигателя.

Фиг.4 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для управления цилиндром двигателя по фиг.2, согласно настоящему раскрытию.

Фиг.5 представляет собой примерные установки фаз распределения впускных клапанов и выпускных клапанов цилиндра по фиг.2.

Фиг.6 представляет собой смеси зарядов воздуха, которые могут выдаваться в цилиндр по фиг.2 через первый и второй впускные каналы во время разных режимов работы.

Фиг.7 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для координации работы впускной воздушной заслонки с работой турбонагнетателя во время события увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах.

Фиг.8 представляет собой график, поясняющий пример регулировок впускной воздушной заслонки и клапана EGR во время увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах.

Фиг.9 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для настройки работы охладителя EGR на основании режима работы двигателя.

Подробное описание изобретения

Последующее описание относится к системам и способам для управления двигателем, таким как система двигателя по фиг.1-3, посредством выдачи заряда воздуха отличающегося давления и/или отличающегося состава (например, разных отношений свежего воздуха к EGR) в цилиндр двигателя через отдельные впускные каналы в разные моменты времени в цикле двигателя. Более конкретно, впускной заряд воздуха под барометрическим давлением или ниже него может выдаваться в цилиндр отдельно от впускного заряда воздуха под давлением компрессора. Аналогичным образом, впускной заряд воздуха, включающий в себя рециркулированные отработавшие газы, может выдаваться в цилиндр отдельно от впускного заряда воздуха, содержащего свежий воздух. Кроме того, могут быть возможны другие комбинации, как конкретизировано на фиг.6. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения процедуры управления, такой как процедура по фиг.4, для открывания первого впускного клапана цилиндра с более ранней установкой фаз распределения, чем второго впускного клапана цилиндра (фиг.5), тем самым, выдавая первый заряд воздуха первого состава в другой момент времени в цикле двигателя, чем второй заряд воздуха второго состава. Установки фаз распределения впускных клапанов дополнительно координированы с соответствующими установками фаз распределения выпускных клапанов (фиг.5). Положение одной или более воздушных впускных заслонок и клапанов EGR, присоединенных к разным впускным каналам, может настраиваться и координироваться для компенсации переходных процессов, как конкретизировано на фиг.7-8. Дополнительно, различные клапаны EGR могут регулироваться, чтобы давать впускному заряду воздуха каждого впускного канала возможность нагреваться или охлаждаться соответственными охладителями EGR, как конкретизировано на фиг.9. Таким образом, объем работы сжатия турбонагнетателя, потраченной на вытягивание EGR может быть уменьшен, тем самым, увеличивая среднее давление впускных и/или отработавших газов, подаваемых в и из турбонагнетателя, улучшающее отдачу турбонагнетателя. Дополнительно, посредством сохранения основанного на EGR заряда воздуха отдельным от основанного на наддуве заряда воздуха до тех пор, пока они не смешиваются в цилиндре, могут быть уменьшены задержки как управления EGR, так и управления наддувом. В целом, преимущества как EGR, так и наддува могут быть расширены, тем самым, улучшая рабочие характеристики двигателя и экономию топлива.

Фиг.1 показывает схематичный вид примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и турбонагнетатель 50. В качестве неограничивающего примера, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя три цилиндра, расположенных в рядной конфигурации. Однако, в альтернативных примерах, двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров, расположенных в альтернативных конфигурациях, таких как V-образная, коробчатая, и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть снабжен топливной форсункой 166. В изображенном примере, топливная форсунка 166 является непосредственной внутрицилиндровой форсункой. Однако, в других примерах, топливная форсунка 166 может быть сконфигурирована в качестве оконной топливной форсунки. Дополнительные подробности одиночного цилиндра 14 описаны ниже на фиг.2-3.

Каждый цилиндр 14 двигателя 10 выполнен с возможностью приема впускного заряда воздуха (включающего в себя свежий воздух и/или рециркулированные отработавшие газы) из первого впускного канала 42, а также второго впускного канала 44. По существу, второй впускной канал 44 может быть отдельным от, но параллельным первому впускному каналу 42. Первый впускной канал 42 может включать в себя воздушную впускную заслонку 62 ниже по потоку от воздушного фильтра 60. Положение заслонки 62 может регулироваться системой 15 управления посредством исполнительного механизма заслонки (не показан), контактным образом присоединенного к контроллеру 12. Посредством модулирования заслонки 62, некоторый объем свежего воздуха может вводиться из атмосферы в двигатель 10 и подаваться в цилиндры двигателя под или ниже барометрического (или атмосферного) давления через первый впускной канал 42. Первый впускной канал 42 может быть разделен на многочисленные впускные трубопроводы 43a-43c ниже по потоку от заслонки 62. Каждый впускной трубопровод 43a-43c может быть присоединен к отдельному цилиндру двигателя и может быть выполнен с возможностью подачи части впускного заряда воздуха впускного канала 42 в соответствующий цилиндр.

Второй впускной канал 44 может включать в себя воздушную впускную заслонку 64 ниже по потоку от наддувочного охладителя 56 и компрессора 52 турбонагнетателя. Более конкретно, компрессор 52 турбонагнетателя 50 может быть включен в и присоединен ко второму впускному каналу 44, но не к первому впускному каналу 42. Положение заслонки 64 может регулироваться системой 15 управления посредством исполнительного механизма заслонки (не показан), контактным образом присоединенного к контроллеру 12. Посредством модулирования воздушной впускной заслонки 64, наряду с управлением компрессором 52, некоторое количество свежего воздуха может вводиться из атмосферы в двигатель 10 и подаваться в цилиндры двигателя под давлении компрессора (или повышенном давлении) через второй впускной канал 44. Второй впускной канал 44 может быть разделен на многочисленные впускные трубопроводы 45a-45c ниже по потоку от заслонки 64. Каждый впускной трубопровод 45a-45c может быть присоединен к отдельному цилиндру и может быть выполнен с возможностью подачи части впускного заряда воздуха впускного канала 44 в соответствующий цилиндр.

Отработавшие газы, вырабатываемые во время событий сгорания в цилиндре, могут выпускаться из каждого цилиндра 14 по первому выпускному каналу 46 и второму выпускному каналу 48. Выпускной канал 46 может разделяться на многочисленные выпускные трубопроводы 47a-47c. Более конкретно, каждый выпускной трубопровод 47a-47c может быть присоединен к отдельному цилиндру и может быть выполнен с возможностью подачи части отработавших газов, выпускаемых из соответствующего цилиндра, в выпускной канал 46. Отработавшие газы, протекающие через первый выпускной канал 46, могут обрабатываться одним или более устройств дополнительной обработки выхлопа, таких как каталитические нейтрализаторы 70 и 72, перед выпуском в атмосферу по выхлопной трубе 35.

Таким же образом, второй выпускной канал 48 может разделяться на многочисленные выпускные трубопроводы 49a-49c. Каждый выпускной трубопровод может быть присоединен к отдельному цилиндру и может быть выполнен с возможностью подачи части отработавших газов, выпускаемых из соответствующего цилиндра, в выпускной канал 48. Турбина 54 турбонагнетателя 50 может быть включена в и присоединен ко второму выпускному каналу 48, но не к первому выпускному каналу 46. Таким образом, продукты сгорания, которые выпускаются через выпускной канал 48, могут направляться сквозь турбину 54 для выдачи механической работы на компрессор 52 через вал (не показан). В некоторых примерах, турбина 54 может быть сконфигурирована в качестве турбины с переменной геометрией, при этом, контроллер 12 может настраивать положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины, чтобы изменять уровень энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается компрессору 52. В качестве альтернативы, выпускная турбина 54 может быть сконфигурирована в качестве турбины с регулируемым соплом, при этом, контроллер 12 может настраивать положение сопла турбины, чтобы изменять уровень энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается компрессору 52.

Отработавшие газы, протекающие через второй выпускной канал 48, могут обрабатываться одним или более устройств дополнительной обработки выхлопа, таких как каталитический нейтрализатор 72, перед выпуском в атмосферу по выхлопной трубе 35. В изображенном примере, отработавшие газы из второго выпускного канала 48 объединяются с отработавшими газами из первого выпускного канала 46 ниже по потоку от турбины 54 и каталитического нейтрализатора 70, но выше по потому от каталитического нейтрализатора 72, и выпускаются в атмосферу по выхлопной трубе 35. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, выпускной канал 46 и 48 могут не объединять повторно и могут выпускать отработавшие газы через отдельные выхлопные трубы. Выпускные каналы 46 и 48 также могут включать в себя один или более датчиков отработавших газов, как дополнительно конкретизировано на фиг.3.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один или более каналов рециркуляции отработавших газов (EGR) для осуществления рециркуляции по меньшей мере части отработавших газов из первого и второго выпускного каналов 46 и 48 в первый и второй впускной каналы 42 и 44, соответственно. Более конкретно, первый выпускной канал 46 может быть с возможностью сообщения присоединен к первому впускному каналу 42 через первый канал 80 EGR, включающий в себя первый охладитель 82 EGR и первый клапан 84 EGR. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью открывания первого клапана 84 EGR для рециркуляции некоторого количества отработавших газов под атмосферным давлением или ниже него в первый впускной канал 42. Таким образом, EGR низкого давления (LP-EGR) может отводиться из первого выпускного канала в первый впускной канал.

Аналогичным образом, второй выпускной канал 48 может быть с возможностью сообщения присоединен ко второму впускному каналу 44 через второй канал 90 EGR, включающий в себя второй охладитель 92 EGR и второй клапан 94 EGR. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью открывания второго клапана 94 EGR для рециркуляции некоторого количества отработавших газов, под давлением компрессора, из выше по потоку от турбины 54 второго впускного канала 44, в ниже по потоку от компрессора 52. Таким образом, EGR высокого давления (HP-EGR) может выдаваться в двигатель через второй впускной канал и выпускные каналы. Посредством выдачи LP-EGR через первый канал EGR наряду с выдачей HP-EGR через второй, отдельный канал EGR, как HP-EGR, так и LP-EGR могут одновременно выдаваться, тем самым, расширяя преимущества EGR.

Охладители 82 и 92 EGR могут быть выполнен с возможностью понижения температуры отработавших газов, протекающих через соответственные каналы EGR, перед рециркуляцией на впуск двигателя. В альтернативном варианте осуществления, охладители 82 и 92 EGR могут быть расположены в месте соединения канала EGR и соответствующего впускного канала. В этом положении, как конкретизировано в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг.9, в определенных условиях, охладитель(и) EGR преимущественно может использоваться для нагревания впускного заряда воздуха, подаваемого в цилиндр. Более конкретно, охладитель EGR может использоваться для выдачи нагретого заряда воздуха (например, нагретого свежего воздуха или смеси нагретых отработавших газов и свежего воздуха) в цилиндр двигателя во время некоторого режима, наряду с выдачей охлажденного заряда воздуха (например, охлажденной EGR) в цилиндр двигателя во время другого режима. В одном из примеров, во время режима охлаждения, заряд воздуха, подаваемый в цилиндр через второй впускной канал, может нагреваться перед входом в компрессор для избегания капелек воды, ударяющихся о компрессор.

В других вариантах осуществления, трубопровод может связывать каналы EGR. Трубопровод мог бы соединять второй канал 90 EGR, от положения, расположенного между клапаном 94 EGR и охладителем 94 EGR до первого канала 80 EGR, в положении, расположенном между клапаном 84 EGR и охладителем 82 EGR. Здесь, во время некоторых режимов, отработавшие газы более высокого давления, выпущенные во второй выпускной канал, через второй выпускной клапан, могут охлаждаться в охладителе 92 EGR, а тепло может переноситься в охлаждающую жидкость. Охлажденные отработавшие газы могут рециркулироваться на впуск двигателя через первый впускной канал более низкого давления. В качестве альтернативы, охлажденные отработавшие газы могут выпускаться в атмосферу через первый выпускной канал 46 и выхлопную трубу 35. Таким образом, больший объем работы может извлекаться из отработавших газов.

Система 100 двигателя дополнительно может включать в себя исполнительный механизм 96 клапана для регулировки работы клапана цилиндра 14. Более конкретно, исполнительный механизм 96 клапана может быть выполнен с возможностью открывания первого впускного и/или выпускного клапана цилиндра 14 с первой установкой фаз распределения наряду с открыванием второго впускного и/или выпускного клапана цилиндра 14 со второй установкой фаз распределения Таким образом, первый заряд воздуха первого состава под барометрическим давлением или ниже него может выдаваться в цилиндр двигателя с первой установкой фаз распределения наряду с тем, что второй заряд воздуха второго, отличного состава под давлением компрессора может выдаваться в цилиндр двигателя с второй, отличной установкой фаз распределения. В качестве неограничивающего примера, как показано на фиг.2-3, исполнительный механизм 96 клапана может быть сконфигурирован в качестве кулачкового исполнительного механизма, при этом, впускной и/или выпускной клапаны каждого цилиндра 14 присоединены к соответственным кулачкам. Контроллер может быть выполнен с возможностью настройки фазы (или профиля кулачка) исполнительного механизма 96 клапана (или кулачкового исполнительного механизма) на основании режима работы двигателя для открывания первого впускного клапана с первой установкой фаз распределения, чтобы подавать первый заряд воздуха, наряду с открыванием второго впускного клапана с второй установкой фаз распределения, чтобы подавать второй заряд воздуха. Например, как конкретизировано в материалах настоящей заявки на фиг.5, установки фаз распределения впускных клапанов могут быть смещены для ввода части впускного заряда воздуха через компрессор наряду с безнаддувным подсосом другой части впускного заряда воздуха.

Контроллер дополнительно должен быть выполнен с возможностью настройки фазы клапана, чтобы открывать первый выпускной клапан с первой установкой фаз распределения, наряду с открыванием второго выпускного клапана с второй, отличной установкой фаз распределения, чтобы выпускать отработавшие газы с разными давлениями, в то время как в разных положениях в цикле двигателя. Например, как конкретизировано в материалах настоящей заявки на фиг.5, установки фаз распределения выпускных клапанов могут быть смещены для разделения выпуска сбросных газов (например, расширяющихся отработавших газов в цилиндре до момента времени, когда поршень цилиндра достигает нижней мертвой точки такта расширения) от выпуска остаточных отработавших газов (например, газов, которые остаются в цилиндре после сброса). В одном из примеров, посредством координирования установки фаз распределения первого впускного клапана с установкой фаз распределения первого выпускного клапана, и, аналогичным образом, установки фаз распределения второго впускного клапана с установкой фаз распределения второго выпускного клапана, энергия выхлопа может передаваться из выпуска сбросных газов через турбину турбонагнетателя во втором выпускном канале для задействования компрессора турбонагнетателя во втором впускном канале, чтобы обеспечивать преимущества наддува. По существу одновременно, остаточные газы могут отводиться из первого выпускного канала в первый впускной канал для обеспечения преимуществ EGR. Таким образом, требуемое разбавление EGR может обеспечиваться без расходования дополнительной энергии на накачку отработавших газов из выпускного коллектора во впускной коллектор через охладитель EGR, даже на более высоких нагрузках.

Следует понимать, что, несмотря на то, что система 100 двигателя показана осуществляющей рециркуляцию отработавших газов под барометрическим давлением или ниже него через первый впускной канал, в дополнительных вариантах осуществления, таких как где первый впускной канал присоединен к системе восстановления паров топлива двигателя, первый впускной канал может быть выполнен с возможностью рециркуляции одного или более из паров продувки, картерных паров и газов или испаренных паров топлива в цилиндр под барометрическим давлением или ниже него.

Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, системой 15 управления, включающей в себя контроллер 12 и входными сигналами от водителя транспортного средства через устройство ввода (как показано на фиг.3). Система 15 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81. В качестве одного примера, датчики 16 могут включать в себя датчики давления и температуры всасываемого воздуха, датчики MAP (абсолютного давления во впускном коллекторе) и датчики MAT (абсолютной температуры во впускном коллекторе) в одном или обоих впускных каналах. Другие датчики могут включать в себя датчик давления на входе заслонки (TIP) для оценки давления на входе заслонки (TIP) и/или датчик температуры на входе заслонки для оценки температуры воздуха на заслонке (TCT), присоединенные ниже по потоку от заслонок в каждом впускном канале. В других примерах, один или более каналов EGR могут включать в себя датчики давления, температуры, и топливо-воздушного соотношения для определения характеристик потока EGR. Дополнительные датчики и исполнительные механизмы системы конкретизированы со ссылкой на фиг.3. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы 81 могут включать в себя топливные форсунки 166, клапаны 84 и 94 EGR, исполнительный механизм 96 клапана и заслонки 62 и 64. Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящей заявки в отношении фиг.4, 7 и 9.

Далее, со ссылкой на фиг.2-3, показан одиночный цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания. По существу, компоненты, введенные ранее на фиг.1, представлены теми же самыми номерами ссылок и не вносятся на рассмотрение повторно. Фиг.2 показывает первый вид 200 цилиндра 14. Здесь, цилиндр 14 показан с четырьмя отверстиями, в том числе, двумя впускными отверстиями 17 и 18 и двумя выпускныи отверстиями 19 и 20. Более конкретно, первое впускное отверстие 17 цилиндра 14 может принимать первый заряд воздуха под или ниже атмосферного давления через первый впускной канал 30 из первого впускного трубопровода 43a, присоединенного к первому впускному каналу 42. Первый заряд воздуха может включать в себя свежий воздух, рециркулированные отработавшие газы более низкого давления (LP-EGR) или смесь свежего воздуха и LP-EGR, вводимые в цилиндр под или ниже атмосферного давления. Второе впускное отверстие 18 цилиндра 14 может принимать второй заряд воздуха под давлением компрессора через второй впускной клапан 31 из второго впускного трубопровода 45a, присоединенного к второму впускному каналу 44. Второй заряд воздуха может включать в себя свежий воздух, рециркулированные отработавшие газы более высокого давления (HP-EGR) или смесь свежего воздуха и HP-EGR, вводимые в цилиндр под повышенным давлением после сжатия компрессором 52.

Часть продуктов сгорания в цилиндре может выпускаться из первого выпускного отверстия 19 цилиндра 14 через первый выпускной клапан 32 в первый выпускной трубопровод 47a, присоединенный к первому выпускному каналу 46. Другая часть продуктов сгорания в цилиндре может выпускаться из второго выпускного отверстия 20 цилиндра 14 через второй выпускной клапан 33 во второй выпускной трубопровод 49a, присоединенный к второму выпускному каналу 48. Отработавшие газы впоследствии могут выпускаться в атмосферу по выхлопной трубе 35. Более конкретно, первый и второй выпускные каналы могут повторно объединяться ниже по потоку от т