汽油机空气与废气分层调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种四气门(两进两排)缸内直喷汽油机空气与废气分层调节装置。
【背景技术】
[0002]氮氧化物排到大气中，碰到强烈的紫外线时，会生成光化学烟雾。这种光化学烟雾，会造成眼睛疼痛，严重的话还会造成呼吸困难。长期呼吸被氮氧化物和黑烟等污染的空气，也容易带来呼吸器官的疾病和癌症。
[0003]汽车尾气中的氮氧化物是造成空气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标已成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。
[0004]废气再循环系统(EGR)是针对引擎排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。但废气再循环率过高时，会对燃烧产生不利影响，火焰传播速度变慢，尾气中未燃碳氢和一氧化碳排放增多，燃油经济性变差。
[0005]缸内空气与废气分层可以解决高EGR率下的燃烧恶化问题，所谓的空气与废气分层就是在火花塞点火前，缸内新鲜空气和引入的废气并没有完全均匀混合，而是呈现出空间分布，即燃烧室中，废气汇集于燃烧室末端，空气汇集于火花塞附近，这样就可以使得点火时火花塞附近为可以正常点燃的混合气，不受废气的影响，而且还能保证火焰前期的正常传播。所以使用空气和废气分层技术可以实现缸内工质分布状态宽范围可控，进一步提高EGR容忍度，更大程度的改善汽油机的燃油经济性。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有四气门(两进两排)缸内直喷汽油机中存在的EGR工质浓度及温度分布可控范围窄的问题，提供一种汽油机空气与废气分层调节装置。
[0007]本实用新型由进气总管1、加热器2、进气道I 3、进气道II 4、进气门II 5、进气门
I6、排气门II 7、排气门I 8、排气道I 9、排气道II 10、缸盖11、废气回流总管12、EGR控制阀I 13、冷却器I 14、回流支管I 15、EGR控制阀II 16、冷却器II 17和回流支管II 18组成，其中加热器2设于进气总管I入口端，进气道I 3入口端与进气总管I出口端上部连通，进气道I 3出口端与缸盖11上的进气门I 6连通；进气道II 4入口端与进气总管I出口端下部连通，进气道II 4出口端与缸盖11上的进气门II 5连通；排气道I 9入口端与缸盖11上的排气门I 8连通；排气道II 10入口端与缸盖11上的排气门II 7连通；回流支管I 15入口端与进气道II 4连通，回流支管I 15出口端与废气回流总管12连通，EGR控制阀I 13和冷却器I 14顺序设于回流支管I 15的入口端和出口端之间；回流支管II 18入口端与加热器2之后的进气总管I连通，回流支管II 18出口端与废气回流总管12连通，EGR控制阀
II16和冷却器II 17顺序设于回流支管II 18的入口端和出口端之间。
[0008]所述的进气道II 4和排气道I 9为螺旋气道，进气道I 3和排气道II 10为切向气道。
[0009]一种汽油机空气与废气分层调节方法，其通过汽油机空气与废气分层调节装置实现，具体包括下列步骤:
[0010]一、当需要实现缸内气态工质的分层效果增强时:
[0011]步骤1.1调小与进气总管I连通的回流支管II 18上EGR控制阀II 16的开度；
[0012]步骤1.2调大与进气道II 4连通的回流支管I 15上EGR控制阀I 13的开度；
[0013]步骤1.3此时废气汇集于燃烧室末端、空气汇集于火花塞附近，调整进气门II 5和进气门I 6的开启时序强化这种分层效果；
[0014]二、当需要实现缸内气态工质的分层效果减弱时:
[0015]步骤2.1调大与进气总管I连通的回流支管II 18上EGR控制阀II 16的开度；
[0016]步骤2.2调小与进气道II 4连通的回流支管I 15上EGR控制阀I 13的开度；
[0017]步骤2.3调整进气门II 5和进气门I 6的开启时序，强化这种分层效果；
[0018]三、当需要较高的缸内温度时:
[0019]步骤3.1延长排气门I 8的晚关时间；
[0020]步骤3.2减小EGR控制阀I 13的开度；
[0021]四、当需要较低的缸内温度时:
[0022]步骤4.1缩短排气门I 8的晚关时间;
[0023]步骤4.2增大EGR控制阀I 13的开度。
[0024]本实用新型能够实现缸内工质分布状态宽范围可控，同时还可以结合排气道之一废气再吸入策略，对缸内废气温度进行调控。
[0025]本实用新型为实现上述目的，对四气门(两进两排)缸内直喷汽油机样机的进/排气道进行改进，采用了如下技术方案:
[0026]对于进气系统，一个初拟为螺旋气道，另一个初拟为切向气道，螺旋气道主要用于进废气、切向气道主要用于进空气，利用两气道组织的气流运动差异，实现空气与废气的分层分布，废气的一个回流通道与进气总管相连，另一个回流通道与废气进气道也就是螺旋气道相连，并且每一个回流通道均设有相应的EGR控制阀及冷却器，进气加热装置与进气总管相连，对新鲜空气进行加热。
[0027]两个进气道间的隔板需要延伸到进气总管，以防进入螺旋气道的废气倒流到进气总管，从而进入到切向气道中。
[0028]对于排气系统，使一个排气道与螺旋进气道有相似的流动特性，即也拟设计成螺旋气道，该气道结合可变配气系统实现废气的再吸入，可以采用排气门晚关策略，另一个排气道采用的是切向气道。
[0029]通过合理匹配螺旋进气道和废气再吸入排气道两者进入缸内的废气比例，同时结合EGR控制阀及冷却器，实现对缸内温度分布特性的宽范围调控。
[0030]利用可变配系统对各气门开启时刻和持续期的灵活控制，合理组织不同气道工质流入缸内的时序及持续时间，进一步拓展对各工质总量及其浓度及温度分布特性的控制范围。
[0031]本实用新型采用的是双回流EGR系统，SP:—个回流支管(回流支管II 18)入口与进气总管I连通，另一个回流支管(回流支管I 15)入口与进气道II 4连通，回流支管I 15和回流支管II 18中相应的EGR控制阀和冷却器，可用于调整两个回流支管的废气回流量和温度，进而调整螺旋气道(进气道II 4和排气道I 9)和切向气道(进气道I 3和排气道II 10)的废气回流比例和温度，结合加热器2实现对废气/空气浓度和温度空间分布特性的控制，同时还可以结合排气道之一废气再吸入策略，对缸内废气温度进行调控。
[0032]本实用新型的有益效果在于能克服现有四