[发明专利]涡轮增压气道喷射汽油机燃烧系统

说明书

本发明公开了一种涡轮增压气道喷射汽油机燃烧系统，包括经管路依次连接的空滤器、压气机、中冷器、节气门、进气歧管以及发动机本体，还包括排气歧管和涡轮机，所述发动机本体具有第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸以及第四汽缸，所述排气歧管包括第一排气分管、第二排气分管、第三排气分管、第四排气分管、第一排气合管、第二排气合管以及排气总管。本发明能够先将第一汽缸和第四汽缸的排气汇合以及将第二气缸和第三汽缸的排气汇合，再汇总至排气总管，从而能够实现换气过程优化，减少各汽缸直接的相互影响，降低气门重叠期的排气干扰，减少缸内残余废气量，提高充气效率和降低爆震倾向，能够维持更高的排气流速，提高涡轮机的做功能力。

技术领域

本发明涉及汽车发动机，具体涉及一种涡轮增压气道喷射汽油机燃烧系统。

背景技术

随着油耗法规日益加严，车用汽油机利用涡轮增压实现小型化低速化以提高发动机运行工况负荷来降低整车油耗，已经是行业主流技术趋势。但开发高性能涡轮增压汽油机，相比自然吸气汽油机，需要解决催化剂起燃及低速早燃两大技术难题。

在催化器起燃工况下，一般的涡轮增压汽油机，因其排气门与三元催化转化器之间距离和散热面积比自然吸气发动机大为增加，导致传热损失增大，且排气若流过涡轮将因推动涡轮做功而产生能量损失致使排气热流量进一步降低，因此，其用于催化剂起燃的热流量损失将明显大于自然吸气发动机，导致起燃时间延长，排放恶化。汽油机70%以上的气体排放（特别是HC排放）发生在催化剂起燃之前。因此，采用涡轮增压技术，如何提高排气热流量使催化剂尽快起燃是解决气体排放的关键技术。而汽油机增压之后的另一技术难题，是低速早燃。低速早燃是指缸内燃料燃烧时刻早于点火时刻而导致的压力升高率和最大缸内爆发压力都明显高于正常点火时的现象，频繁发生将导致火花塞电极炸裂、活塞击穿、气门崩裂等毁灭性破坏，由于其一般都发生在低转速大负荷，因此一般称其为低速早燃。开发高性能涡轮增压气道喷射汽油机，降低低速早燃的发生频率是燃烧系统开发需要解决的又一关键技术难题。

对于涡轮增压发动机燃烧系统来说，在排气热流量和抑制低速早燃方面，气道喷射都比缸内直喷的技术难度更大，但气道喷射在成本和供应链成熟度方面均存在优势，且气道喷射汽油机某些工况下的碳烟排放具有明显优势，因此开发高性能低油耗、低排放而又可靠的涡轮增压气道喷射汽油机燃烧系统，具有重要意义。

CN107218161A公开了一种汽油发动机的废气再循环系统，具有：经管路依次连接的EGR混合器、进气中冷器、节气门和发动机本体，节气门通过管路与发动机本体的进气歧管连接；经管路依次连接的预催、主催、排气管路；涡轮机管路与发动机本体的排气歧管连接；EGR管路，第一端与排气系统连通，第二端穿过缸盖中的水套并从缸盖中延伸出来；EGR管路的第二端依次连接EGR中冷器和EGR阀，EGR阀通过管路与EGR混合器连通，可进行两级冷却，省去一个EGR冷却器成本和布置空间。

CN108915914A公开了一种自然吸气汽油机阿特金森循环实现方法，该方法包括：（一）采用高能量点火线圈，点火线圈的点火能量至少为80mJ；（二）在进气歧管上集成EGR稳压腔，EGR系统从排气歧管出口取废气，经EGR系统后进入到EGR稳压腔，废气在EGR稳压腔汇集，并均匀的分配给进气歧管各支管；（三）采用高滚流进气道匹配顶面具有浅坑的活塞；（四）进气凸轮轴为通过可变气门相位系统，进气门相位调整角度为58°曲轴角度，实现进气门延迟关闭，进气凸轮轴的最大延迟关闭角最大为下止点后100°曲轴角度以上，调节发动机有效压缩比。该方法能够有效降低低负荷失火率、抑制高负荷爆震、提高中间负荷热效率、改善全工况燃烧稳定性。