Система для увеличения эффективности и уменьшения выбросов двигателя

Описана система улучшения выбросов и усовершенствования рабочих характеристик двигателя. Система может понижать давление выхлопов и улучшать работу системы всасывания двигателя. В одном из вариантов осуществляется объединение выхлопных газов для понижения давления выхлопов во время перекрытия выпускного клапана.

Область техники, к которой относится полезная модель

Данное описание относится к системе, предназначенной для увеличения эффективности и производительности двигателя, экономии топлива и уменьшения выбросов. В частности, система может использоваться для V-образных двигателей.

Уровень техники

На воздушный поток двигателя могут оказывать влияние компоненты системы двигателя, расположенные на стороне впуска и стороне выпуска цилиндров. Например, выпускные коллекторы двигателя могут оказывать воздействие на противодавление выхлопных газов, состав смеси в цилиндре и выбросы двигателя. С другой стороны, клапаны управления движением заряда, различные кулачковые синхронизаторы и конфигурация впускного коллектора могут воздействовать на воздушный поток двигателя со стороны впуска цилиндров двигателя. Если в системе двигателя наблюдается повышенное противодавление выхлопных газов, это может снизить эффективность работы двигателя, а количество выбросов увеличится. В патенте США 5,822,986 описана система двигателя с выпускными коллекторами, которые распределяют выхлопной поток от цилиндров двигателя при 270 или более градусов поворота коленчатого вала. Такая система снижает уровень интерференции выхлопных газов между цилиндрами двигателя.

Вышеописанный метод может также иметь ряд недостатков. В частности, данная система предназначена для четырехтактного V-образного восьмицилиндрового двигателя со следующим порядком зажигания: 1-3-7-2-6-5-4-8. Однако такой порядок зажигания может не обеспечивать бесперебойную работу по сравнению с другими порядками зажигания. Более того, выпускной коллектор может не функционировать также хорошо, как двигатели с различными порядками зажигания, которые считаются более однородными. Кроме того, описанный выпускной коллектор может обеспечивать улучшенную производительность и уменьшение выбросов двигателя только в ограниченном рабочем диапазоне двигателя.

Авторы изобретения учли вышеназванные недостатки и разработали систему двигателя, позволяющую увеличить экономию топлива, повысить рабочие характеристики и улучшить выбросы двигателя.

Раскрытие полезной модели

В качестве примера приводится описание системы двигателя, которая имеет выпускной трубопровод с первой Y-образной трубой, содержащей первую и вторую трубы, которые объединяются в трубу слияния (коллектор). Первая труба идет до места соединения только с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя. Вторая труба идет до места соединения с выпускными отверстиями только третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя. Первый и второй цилиндры разделены 90 градусами коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя.

Плотное соединение выхлопов цилиндров, разведенных на 90 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя, делает возможным снижение противодавления выхлопных газов и улучшение воздушного потока двигателя для двигателей с порядками зажигания, которые считаются более однородными. Более того, выбросы двигателя могут быть снижены за счет того, что выхлопные газы из цилиндров, которые имеют близкое зажигание, могут получать более прямой путь к двигателю после устройства обработки. В результате, выбросы двигателя могут быть снижены за счет более ранней активации устройства для предварительной очистки выхлопных газов.

В качестве другого примера приводится описание системы двигателя, содержащей: двигатель с распределительным кулачковым валом, имеющим по меньшей мере один кулачок впускного клапана, где время открывания впускного клапана составляет по меньшей мере 260 градусов коленчатого вала; и соединенный с указанным распредвалом фазовый привод, фиксирующий кулачки распределительного вала в среднем положении, и выполненный с возможностью регулировки продолжительности открывания клапанов ряда цилиндров указанного двигателя; и выпускной трубопровод, соединенный с указанным двигателем и имеющий первую Y-образную трубу, содержащую первую и вторую трубы, которые соединены с общим коллектором. Первая труба идет до места соединения с выпускными отверстиями только первого и второго цилиндров блока цилиндров двигателя. Вторая труба идет до места соединения с выпускными отверстиями только третьего и четвертого цилиндров блока цилиндров двигателя. Первый и второй цилиндры разведены на 90 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя.

Показатели воздушного потока и выбросов двигателя можно улучшить за счет использования системы двигателя, в которой происходит синергетическое объединение контроля входящего воздуха цилиндра с выпускным трубопроводом, что снижает противодавление выхлопным газов. В частности, клапаны контроля движения заряда и различные синхронизаторы кулачков могут способствовать улучшению работы системы всасывания двигателя, когда выхлопная система может объединять выхлопы цилиндров, разделенных 90 градусами поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя.

Описываемая система, может обеспечить ряд преимуществ. В частности, данный подход может способствовать усовершенствованию производительности двигателя за счет снижения противодавления для двигателя с непоследовательным порядком зажигания. Более того, описываемая система может снизить объем выбросов двигателя за счет увеличения теплового потока в двигатель после устройств обработки во время запуска двигателя. Кроме того, описываемая система может обеспечить улучшение рабочих характеристик двигателя в более широком рабочем диапазоне двигателя.

Вышеперечисленные преимущества, а также другие преимущества и свойства данной системы показаны в дальнейшем описании в сочетании с прилагаемыми фигурами чертежей.

Краткое описание чертежей

Описанные преимущества могут быть более полно представлены при анализе примеров осуществления изобретения в соответствии с настоящим описанием, самостоятельно или со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму двигателя;

Фиг.2 представляет собой схематическую диаграмму в плане конфигурации нумерации цилиндров двигателя;

Фиг.3 представляет собой схематический чертеж образца выпускных трубопроводов, соединенных с головками цилиндров двигателя;

Фиг.4 представляет собой схематический чертеж вида сбоку правого выпускного коллектора;

Фиг.5 представляет собой схематический чертеж вида в плане верхней части правого выпускного коллектора;

Фиг.6 представляет собой схематический чертеж вида сбоку левого выпускного коллектора;

Фиг.7 представляет собой схематический чертеж вида в плане левого выпускного коллектора;

Фиг.8 представляет собой сравнительный график давления выхлопа цилиндра номер один для трех различных выпускных коллекторов, присоединенных к двигателю в разное время;

Фиг.9 представляет собой сравнительный график давления выхлопа цилиндра номер два для трех различных выпускных коллекторов, присоединенных к двигателю в разное время;

Фиг.10 представляет собой сравнительный график давления выхлопа цилиндра номер три для трех различных выпускных коллекторов, присоединенных к двигателю в разное время;

Фиг.11 представляет собой сравнительный график давления выхлопа цилиндра номер четыре для трех различных выпускных коллекторов, присоединенных к двигателю в разное время;

Фиг.12 представляет собой график величины различных крутящих моментов двигателя для сравнения различных конфигураций системы; и

Фиг.13 представляет собой блок-схему с описанием способа эксплуатации двигателя.

Осуществление полезной модели

Данное описание относится к регулированию воздушного потока в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В одном из вариантов, восьмицилиндровый двигатель, показанный на Фиг.1-3, имеющий выхлопные коллекторы, показанные на Фиг.4-7, обеспечивает улучшение воздушного потока двигателя. На Фиг.13 показан способ регулирования воздушного потока двигателя в различных режимах работы двигателя.

На Фиг.1 изображен двигатель внутреннего сгорания 10, содержащий совокупность цилиндров, один из которых показан на Фиг.1, причем двигатель контролируется электронным контроллером 12. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с расположенным в ней поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может управляться впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Также можно осуществлять управление одним или более впускными и выпускными клапанами с помощью электромеханически управляемой обмотки клапана и ротора. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может определяться датчиком 57 выпускного кулачка.

Топливная форсунка 66 показана расположенной таким образом, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области как прямой впрыск. Также может быть осуществлен так называемый точечный впрыск топлива во впускные проходы. Топливная форсунка 66 доставляет жидкое топливо в зависимости от ширины импульсного сигнала FPW от контроллера 12. В топливную форсунку 66 топливо доставляется посредством топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос, топливопровод и топливную рампу (не показаны). Рабочий ток подается в топливную форсунку 66 от привода 68 в ответ на сигналы контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательно присутствующим электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для контроля воздушного потока от впускного отверстия 42 для воздуха во впускной коллектор 44. Впускной коллектор 44 содержит клапан 50 управления движением заряда для контроля движения заряда внутри цилиндра 30. В одном примере может быть использована система прямого впрыска низкого давления, где давление топлива может быть увеличено приблизительно до 20-30 бар. Альтернативно, для создания более высокого давления топлива, может использоваться двухэтапная система подачи топлива высокого давления.

Искра зажигания для камеры сгорания 30 подается безраспределительной системой 88 зажигания с помощью свечи зажигания 92 в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в выпускном коллекторе двигателя (UEGO), показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше каталитического нейтрализатора 70. Датчик UEGO 126 может быть заменен на бистабильный датчик содержания кислорода в выхлопных газах.

В одном примере, нейтрализатор 70 может содержать несколько каталитических блоков. В другом примере, может быть использовано несколько устройств контроля выбросов, каждое из которых содержит несколько блоков. В одном примере нейтрализатор 70 может представлять собой трехкомпонентный катализатор.

Контроллер 12 показан на Фиг.1 как стандартный микрокомпьютер со следующими компонентами: микропроцессор 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативную память 108, оперативную энергонезависимую память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, соединенных с двигателем 10, помимо описанных выше сигналов, контроллер также получает данные: о температуре охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с охлаждающим контуром 114; от датчика 134 положения, соединенный с педалью газа 130 для определения силы нажатия ногой 132; результаты измерений давления воздуха в коллекторе (MAP) от датчика 122 давления, соединенного со впускным коллектором 44; от датчика 118 контроля фазы двигателя, например датчик 118 на эффекте Холла, считывающий положение коленчатого вала 40; результаты измерения объема поступающие в двигатель воздушных масс с датчика 120; и сигнал о положении дросселя, поступающий с датчика 58. Также для контроллера 12 может быть измерено барометрическое давление (датчик не показан). В предпочтительном варианте воплощения датчик 118 контроля положения фазы двигателя производит заранее установленное количество равномерных импульсов в каждый цикл коленчатого вала, на основании которых может быть определена скорость вращения двигателя (RPM).

В некоторых примерах в автомобиле с гибридным приводом двигатель может быть соединен с электродвигателем/системой аккумулятора. Автомобиль с гибридным приводом может иметь параллельную и последовательную конфигурации, а также их комбинации. Также, в некоторых вариантах могут быть использованы другие типы двигателей, например дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно проходит четырехтактный цикл, состоящий из такта впуска, такта сжатия, такта расширения и такта выпуска. Обычно во время такта впуска закрывается выпускной клапан 54 и открывается впускной клапан 52. Воздух подают в камеру сгорания 30 через впускной коллектор 44, и поршень 36 движется по направлению к нижней части цилиндра для того, чтобы увеличить объем внутри камеры сгорания 30. Положение, при котором поршень 36 оказывается вблизи нижней части цилиндра и в конце своего такта (например, когда камера сгорания имеет наибольший объем), специалисты называют «нижней мертвой точкой» (НМТ). Во время такта сжатия открывается впускной клапан 52 и закрывается выпускной клапан 54. Поршень 36 движется по направлению к головке цилиндра для того, чтобы сжать воздух, находящийся в камере сгорания 30. Точка, в которой поршень 36 оказывается в конце своего такта и максимально близко к головке цилиндра (например, когда камера сгорания имеет наименьший объем), называется специалистами «верхней мертвой точкой» (ВМТ). Во время процесса, здесь и далее обозначаемого как «впрыскивание», в камеру сгорания подается топливо. Во время процесса, здесь и далее обозначаемого как «зажигание», происходит зажигание подаваемого топлива с помощью известных средств зажигания, таких как свеча зажигания 92, которое приводит к сгоранию топлива. Во время такта расширения расширяющиеся газы выталкивают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движения поршня в крутящий момент вращающегося вала. И наконец, во время такта выпуска открывается выпускной клапан, чтобы выпустить сожженную воздушно-топливную смесь в выпускной коллектор 48, после чего поршень возвращается в ВМТ. Можно отметить, что вышеописанный алгоритм является лишь примером, и что время открытия и/или закрытия впускных/выпускных клапанов может отличаться для того, чтобы обеспечить положительное или отрицательно перекрытие клапанов, более позднее закрытие впускного клапана или другие действия.

В одном варианте позиционный датчик пуска/остановки кривошипа имеет как нулевую скорость, возможность двунаправленности. В некоторых системах может быть использован двунаправленный датчик на эффекте Холла, в других случаях на целевой участок могут быть установлены магниты. Если установить магниты на целевой участок, то можно потенциально избежать образования «дырки на месте зуба», при условии что датчик способен обнаруживать изменения в амплитуде сигнала (например, использование более сильного или слабого магнита для определения конкретного положения на колесе). Более того, с помощью двунаправленного датчика на эффекте Холла или его аналога можно поддерживать положение двигателя во время останова, а во время повторного запуска можно использовать альтернативную стратегию для того, чтобы проверить, что двигатель вращается вперед.

Таким образом, система, показанная на Фиг.1, представляет собой систему двигателя, которая содержит выпускной коллектор с первой Y-образной трубой, содержащей первую и вторую трубы, которые соединены с коллекторной трубой. Первая труба идет только до места соединения с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя. Вторая труба идет только до места соединения с выпускными отверстиями третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя. Первый и второй цилиндры разведены на 90 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя. В одном из примеров системы двигателя, перед стыком с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров от первой трубы ответвляется вторая Y-образная труба; причем вышеуказанная коллекторная труба состыкована с трубой, содержащей катализатор. От второй трубы перед стыком с выпускными отверстиями третьего и четвертого цилиндров также может ответвляться третья Y-образная труба, причем третий и четвертый цилиндры разведены на 270 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя. Указанная первая труба системы двигателя является коллекторной трубой для третьей и четвертой труб, а вторая труба является коллекторной трубой для пятой и шестой труб. Первая и вторая трубы системы выполнены таким образом, чтобы направлять выбросы двигателя от передней части этого двигателя к его задней части. При этом указанные третья и четвертая трубы объединены в первую трубу до того, как первая труба достигает третьего цилиндра, когда указанная первая труба идет по направлению к задней части указанного двигателя.

В другом примере, система двигателя дополнительно содержит впускной кулачок, продолжительность открывания впускного клапана которого составляет по меньшей мере 260 градусов поворота коленчатого вала; указанный впускной кулачок выполнен с возможностью открывания клапанов, которые направляют содержимое цилиндра в указанный выпускной коллектор. В другом примере система двигателя дополнительно содержит клапан управления движением заряда и фазовый привод, фиксирующий кулачки распределительного вала в среднем положении, причем указанные клапан управления и фазовый привод регулируют поток в цилиндры, сообщающийся с указанным выпускным коллектором.

Таким образом, система, изображенная на Фиг.1, представляет собой систему двигателя, содержащую следующие компоненты: двигатель с распределительным валом, имеющим по меньшей мере один выступ впускного клапана, где продолжительность открывания впускного клапана составляет по меньшей мере 260 градусов поворота коленчатого вала; фазовый привод, фиксирующий кулачки распределительного вала в среднем положении, соединенный с распределительным валом и выполненный с возможностью регулировки синхронизации кулачка ряда цилиндров указанного двигателя; выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и имеющий первую Y-образную трубу, включающую в себя первую и вторую трубы, которые соединены с коллекторной трубой. Первая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя. Вторая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя. Первый и второй цилиндры разведены на 90 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя. Система двигателя также содержит контроллер, выполненный таким образом, чтобы фиксировать указанный распределительный вал в среднем положении во время остановки двигателя. В другом примере, система также имеет клапан управления движением заряда для регулирования воздушного потока в указанный ряд цилиндров. Контроллер системы двигателя также содержит команды закрывать клапан управления движением заряда во время холостых оборотов двигателя и открывать этот клапан в режиме широко открытой дроссельной заслонки. Диаметр указанной первой трубы системы двигателя больше, чем диаметр третьей трубы и чем диаметр четвертой трубы. В одном примере системы двигателя выпускной коллектор соединен с восьмицилиндровым V-образным двигателем.

Система, показанная на Фиг.1, представляет собой систему двигателя, содержащую следующие компоненты: двигатель с распределительным кулачковым валом, имеющим по меньшей мере один выступ впускного клапана, причем продолжительность открытия впускного клапана составляет по меньшей мере 260 градусов поворота коленчатого вала; фазовый привод, фиксирующий кулачки распределительного вала в среднем положении, соединенный с указанным распределительным валом и выполненный с возможностью регулировки синхронизации кулачка ряда цилиндров указанного двигателя; первый выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и включающий в себя первую Y-образную трубу, включающую в себя первую трубу и вторую трубу, соединенные с коллекторной трубой; причем указанная первая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя; указанная вторая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя; указанные первый и второй цилиндры разведены на 90 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя; и второй выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и включающий в себя первую Y-образную трубу, включающую в себя первую трубу и вторую трубу, соединенные с коллекторной трубой; указанная первая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя; указанная вторая труба продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя; указанные первый и второй цилиндры разведены на 270 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя; указанные третий и четвертый цилиндры разведены на 270 градусов поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя. В одном из примеров, система двигателя дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью подавать команды фиксировать вышеуказанный распределительный кулачковый вал в среднем положении во время остановки двигателя. Контроллер системы двигателя также может подавать команды удерживать фиксируемый распределительный кулачковый вал в среднем положении во время холодного холостого запуска и замедлять достижение среднего положения во время горячего холостого запуска. Указанный контроллер также может подавать команды закрывать клапан управления движением заряда во время холостых оборотов двигателя и открывать этот клапан в режиме широко открытой дроссельной заслонки. Клапан управления движением воздушного заряда предназначен для регулирования воздушного потока в ряд цилиндра двигателя. Система двигателя также содержит контроллер клапана управления движением воздушного заряда системы двигателя, причем контроллер может направлять команды удерживать клапан управления движением воздушного заряда в закрытом состоянии при по крайней мере части рабочих условий.

На Фиг.2 представлена схематическая диаграмма вида сверху пронумерованной конфигурации цилиндров двигателя. Двигатель 200 содержит блок цилиндров 202, вмещающий восемь цилиндров, обозначенных цифрами 1-8 (расположение показано по отношению к передней части 204 двигателя). Двигатель 200 выполнен с возможностью расположения выпускных коллекторов, показанных на рисунках 3-7, а может управляться согласно методу, показанному на Фиг.13. Передняя часть 204 двигателя может содержать вспомогательный привод для управления такими дополнительными устройствами, как компрессоры и генераторы переменного тока. В данном примере нумерация цилиндров двигателя начинается с правой стороны блока 202 цилиндров и идет сверху вниз до цилиндра номер 4. Цилиндры 1-4 образуют первый ряд цилиндров. Цилиндр номер 5 находится в левом верхнем углу блока 202 цилиндров. Ниже цилиндра 5 располагаются цилиндры 6-7. Цилиндры 5-8 образуют второй ряд цилиндров. Двигатель 200 представляет собой V-образный восьмицилиндровый двигатель со следующим порядком зажигания: 1-5-4-8-6-3-7-2. Следовательно, в цилиндрах одинаковые события (например, зажигание), разделяются 90 градусами поворота коленчатого вала в порядке зажигания. Например, когда цилиндр двигателя номер два достигает верхней мертвой точки такта сжатия, цилиндр номер один достигнет верхней мертвой точки такта сжатия через 90 градусов поворота коленчатого вала.

На Фиг.3 показан схематический чертеж образца выпускных коллекторов, соединенных с головками цилиндров двигателя. Головки 304 и 306 цилиндра соединены с блоком 302 двигателя. Слева на Фиг.3 показано соединение правого выпускного коллектора 308 с правой головкой цилиндра. Справа на Фиг.3 показано соединение левого выпускного коллектора 310 с левой головкой цилиндра. Правый выпускной коллектор 310 и левый выпускной коллектор 308 отводят газы из головок 304 и 306 цилиндров.

На Фиг.4 показан схематический чертеж вида сбоку правого выпускного коллектора. В частности, выпускной коллектор, показанный на Фиг.4, является отдельным изображением выпускного коллектора 308, показанного на Фиг.3. Правый выпускной коллектор 308 имеет фланец 402, соединенный с первой Y-образной трубой 404. Первая Y-образная труба 404 включает в себя первую коллекторную трубу 406, где смешиваются выхлопные газы из первой трубы 408 и второй трубы 410 перед выходом из выпускного коллектора 308 на фланце 402. Первая труба 408 продолжается только до места соединения с выпускными отверстиями 422 и 424.

Первая труба 408 начинается с ответвления от коллекторной трубы 406, и является второй коллекторной трубой для третей трубы 418 и четвертой трубы 420. Четвертая труба 420 расположена таким образом, чтобы стыковаться только с выпускным отверстием цилиндра номер один в точке 424. Третья труба 418 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер два в точке 422. Двигатель, с которым соединен выпускной коллектор 308, имеет следующий порядок зажигания: 1-5-4-8-6-3-7-2. Таким образом, третья труба 418 и четвертая труба 420 стыкуются с выпускными отверстиями цилиндров двигателя номер один и номер два, разделенных 90 градусами поворота коленчатого вала вращения двигателя. Место слияния 416 первой трубы 408 имеет больший диаметр, чем третья и четвертые трубы. В частности, площадь поперечного сечения первой трубы 408 более чем на 30% превышает площадь поперечного сечения третьей и четвертой труб.

Вторая труба 410 начинается с ответвления от первой коллекторной трубы 406, и является третьей коллекторной трубой для пятой трубы 412 и шестой трубы 414. Пятая труба 412 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер четыре в точке 426. Шестая труба расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер три в точке 428. Таким образом, пятая труба 412 и шестая труба 414 стыкуются с выпускными отверстиями цилиндров двигателя номер три и четыре, разделенными 270 градусами поворота коленчатого вала вращения двигателя.

На Фиг.5 представлен схематический чертеж проекции верхней части правого выпускного коллектора. В частности, выпускной коллектор, показанный на Фиг.5, является отдельным изображением выпускного коллектора 308, показанного на Фиг.3. Выпускной коллектор 308 имеет фланец 402 для соединения с выпускной трубой, содержащий катализатор. Первая Y-образная труба 404 показана содержащей первую коллекторную трубу 406, первую трубу 408 и вторую трубу 410. Часть первой трубы 408 проходит вдоль выпускных отверстий 426, 428, 422 и 424 головки цилиндра. Первая труба 408 имеет область слияния 416 и разветвляется на третью трубу 418 и четвертую трубу 420. Четвертая труба 420 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер один в точке 424. Третья труба 418 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер два в точке 422. Вторая труба 410 показана содержащей пятую трубу 412 и шестую трубу 414. Таким образом, на Фиг.4-5 показан компактный выпускной коллектор, который обеспечивает низкое противодавление выхлопных газов и высокую мощность теплового потока.

На Фиг.6 представлен схематический чертеж вида сбоку левого выпускного коллектора. В частности, выпускной коллектор, показанный на Фиг.6, является отдельным изображением выпускного коллектора 310, показанного на Фиг.3. Левый выпускной коллектор 310 имеет фланец 602, соединенный с первой Y-образной трубой 604. Первая Y-образная труба 604 включает в себя первую коллекторную трубу 606, где смешиваются выхлопные газы от первой трубы 618 и второй трубы 608 перед выходом из выпускного коллектора 310 на фланце 602. Первая труба 618 проходит только до места соединения с выпускными отверстиями 626 и 624.

Первая труба 618 начинается с ответвления от коллекторной трубы 606, и является второй коллекторной трубой для третей трубы 620 и четвертой трубы 622. Четвертая труба 622 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер шесть в точке 624. Третья труба расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер пять в точке 626. Двигатель, с которым соединен выпускной коллектор 310, имеет следующий порядок зажигания: 1-5-4-8-6-3-7-2. Таким образом, третья труба 620 и четвертая труба 622 стыкуются с выпускными отверстиями номер пять и номер шесть цилиндров двигателя, разделенных 270 градусами поворота коленчатого вала вращения двигателя.

Вторая труба 608 начинается с ответвления от первой коллекторной трубы 606, и является третьей коллекторной трубой для пятой трубы 610 и шестой трубы 612. Пятая труба 610 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер восемь в точке 616. Шестая труба 612 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер семь в точке 614. Таким образом, пятая труба 610 и шестая труба 612 стыкуются с выпускными отверстиями цилиндров номер семь и восемь двигателя, разделенными 270 градусами поворота коленчатого вала вращения двигателя.

На Фиг.7 представлен схематический чертеж вида сверху левого выпускного коллектора. В частности, выпускной коллектор, показанный на Фиг.7, является отдельным изображением выпускного коллектора 310, показанного на Фиг.3. Выпускной коллектор 310 имеет фланец 602 для соединения с выпускной трубой, содержащей катализатор. Первая Y-образная труба 604 показана содержащей первую коллекторную трубу 606, первую трубу 618 и вторую трубу 608. Часть первой трубы 618 проходит вдоль выпускных отверстий 626, 624, 614 и 616 головки цилиндров. Первая труба 618 разветвляется на третью трубу 620 и четвертую трубу 622. Четвертая труба 622 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер один в точке 624. Третья труба 620 расположена таким образом, чтобы стыковаться с выпускным отверстием цилиндра номер два в точке 626. Вторая труба 608 показана содержащей пятую трубу 610 и шестую трубу 612. Таким образом, на Фиг.6-7 представлен компактный выпускной коллектор, который обеспечивает низкое противодавление на выходе газов и высокую мощность теплового потока.

На Фиг.8-11 показаны кривые давления на выходе выпускных отверстий цилиндра двигателя с порядком зажигания 1-5-4-8-6-3-7-2. На кривых давления Фиг.8-11 показано возможное понижение давления при использовании выпускного коллектора, изображенного на Фиг.4-5.

На Фиг.8 показан график сравнения давления выхлопов цилиндра номер один для трех различных выпускных коллекторов, соединенных с двигателем в разное время. В частности, показано давление выхлопов цилиндра номер один в диапазоне углов поворота коленчатого вала, где впускной и выпускной клапаны цилиндра номер один одновременно открыты. Время перекрытия впускного и выпускного клапанов указано вертикальными пунктирными линиями. Левая пунктирная линия означает время открытия впускного клапана (ОВК), правая пунктирная линия означает время закрытия выпускного клапана (ЗВК).

Кривая 802 давления показывает давление выхлопов двигателя, когда к двигателю присоединен каротажный коллектор. Во время перекрытия клапанов кривая 802 давления выше кривых 804 и 806 давления. Более высокие давления выхлопов могут привести к увеличению объема остатков в цилиндре и снижению коэффициента наполнения цилиндра. Таким образом, для цилиндра номер один каротажный коллектор дает давления, которые менее желательны, чем давления, отраженные кривыми 804 и 806.

Кривая 804 давления показывает давление выхлопов двигателя с цилиндрами, разведенными на 270 градусов поворота коленчатого вала. Кривая 806 давления показывает давление на выхлопе, создаваемое цилиндром номер один в правом коллекторе, который соединяет по меньшей мере одну пару цилиндров, разделенных 90 градусами поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя (например, коллектор, изображенный на Фиг.4-5). Кривая 804 давления значительно ниже кривой 802 давления. Более того, кривая 804 давления немного ниже кривой давления 806. Однако, если выпускной коллектор, который соединяет цилиндры, разделенные 270 градусами поворота коленчатого вала, соединен с двигателем способом, показанным на Фиг.2, заполнение коллектора может оказаться достаточно трудоемким процессом.

Кривая 806 давления показывает давление выхлопов двигателя, когда к нему присоединен выпускной коллектор, изображенный на Фиг.4-5. Во время перекрытия впускного и выпускного клапанов кривая 804 давления ниже кривой 806 давления, но немного выше кривой 806 давления. Таким образом, на Фиг.8 показано снижение противодавления выхлопных газов для цилиндра номер один, осуществляемое за счет присоединения к двигателю выпускного коллектора, изображенного на Фиг.4-5, или выпускного коллектора, который разделяет цилиндры двигателя 270 градусами поворота коленчатого вала.

На Фиг.9 показан график сравнения давления выхлопов цилиндра номер два с тремя различными выпускными коллекторами, присоединенными к двигателю в разное время. В частности, показано давление на выхлопе цилиндра номер два в диапазоне углов поворота коленчатого вала, когда впускной и выпускной клапаны цилиндра номер два одновременно открыты. Время перекрытия впускного и выпускного клапанов показано вертикальными пунктирными линиями. Левая пунктирная линия означает время открытия впускного клапана (ОВК), правая пунктирная линия означает время закрытия выпускного клапана (ЗВК).

Кривая 902 давления показывает давление выхлопов двигателя, когда к двигателю присоединен каротажный коллектор. Во время перекрытия клапанов кривая 902 давления выше кривой 906 давления, но ниже кривой 904 давления. Таким образом, для цилиндра номер два каротажный коллектор демонстрирует улучшенные давления по сравнению с одним видом выпускного коллектора.

Кривая 904 давления показывает давление выхлопов двигателя с цилиндрами, разделенными 270 градусами поворота коленчатого вала. Кривая 904 давления выше кривой 902 давления и значительно выше кривой 906 давления.

Кривая 906 давления показывает давление выхлопов, создаваемое цилиндром номер два в правом коллекторе, который соединяет по меньшей мере одну пару цилиндров, разделенных 90 градусами поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя (например, коллектор, изображенный на Фиг.4-5). В течение периода перекрытия кривая давления 906 ниже кривых 904 и 902 давления. Таким образом, на Фиг.9 показано противодавление выхлопных газов для цилиндра номер два, которое можно уменьшить за счет присоединения к двигателю выпускного коллектора, изображенного на Фиг.4-5.

На Фиг.10 показан график сравнения давления выхлопов цилиндра номер три с тремя различными выпускными коллекторами, присоединенными к двигателю в разное время. В частности, показано давление выхлопов цилиндра номер три в диапазоне углов коленчатого вала, когда впускной и выпускной клапаны цилиндра номер три одновременно открыты. Время перекрытия впускного и выпускного клапанов показано вертикальными пунктирными линиями. Левая пунктирная линия означает время открытия впускного клапана (ОВК), правая пунктирная линия означает время закрытия выпускного клапана (ЗВК).

Кривая 1002 давления показывает давление выхлопов двигателя, когда к двигателю подсоединен каротажный коллектор. В течение периода перекрытия клапанов кривая 1002 давления выше кривой 1004 давления и кривой 1006 давления. Таким образом, для цилиндра номер три каротажный коллектор показывает большие давления по сравнению с двумя другими коллекторами.

Кривая 1004 давления показывает давление выхлопов двигателя с цилиндрами, разделенные 270 градусами поворота коленчатого вала. На протяжении большего времени перекрытия кривая 1004 давления выше кривой 1006 давления, но постоянно ниже кривой 1002 давления.

Кривая 1006 давления показывает давление выхлопов, создаваемое цилиндром номер три в правом коллекторе, который имеет по меньшей мере одну пару цилиндров, разделенных 90 градусами поворота коленчатого вала в соответствии с порядком зажигания двигателя (например, коллектор, изображенный на Фиг.4-5). В данном примере выхлоп цилиндра номер три объединен с выхлопом цилиндра номер четыре. Таким образом, выход цилиндра номер три соединен с выходом цилиндра, отделенного 270 градусами поворота коленчатого вала в соответствии со следующим порядком зажигания двигателя: 1-5-4-8-6-3-7-2. Во время перекрытия впускного и выпускного клапанов кривая 1006 давления ниже кривых 1004 и 1002 давления на протяжении большего времени перекрытия. Однако, около точки ЗВК кривая 1006 давления становится выше кривой давления 1004. Таким образом, на Фиг.10 показано противодавление выхлопных газов для цилиндра номер три, которое можно уменьшить за счет присоединения к двигателю выпускного коллектора, изображенного на Фиг.4-5.

На Фиг.11 показан график сравнения давления выхлопов цилиндра номер четыре с тремя различными выпускными коллекторами, присоединенными к двигателю в разное время. В частности, показано давление выхлопа цилиндра номер четыре в диапазоне углов поворота коленчатого вала, когда впускной и выпускной клапаны цилиндра номер четыре одновременно открыты. Время перекрытия впускного и выпускного клапанов показано вертикальными пунктирными линиями. Левая пунктирная линия означает время открытия впускного клапана (ОВК), правая пунктирная линия означает время закрытия выпускного клапана (ЗВК).

Кривая 1102 давления показывает давление выхлопов двигателя, когда к двигателю присоединен каротажный коллектор. Во время перекрытия клапанов кривая 1102 давления выше кривой 1104 давления и кривой 1106 давления. Таким образом, для цилиндра номер четыре каротажный коллектор показывает большие давления по сравнению с двумя другими коллекторами.

Кривая 1104 давления показывает давление выхлопов двигателя с цилиндрами, разведенными на 270 градусов поворота коленчатого вала. На протяжении большего времени перекрытия кривая 1104 давления выше кривой 1106 давления, но всегда ниже кривой 1102 давления.

Кривая 1106 давления показывает давление выхлопов для двигателя, когда к нему присоединен выпускной коллектор, изображенный на Фиг.4-5. Во время перекрытия впускного и выпускного клапанов кривая 1106 давления ниже кривых 1104 и 1102 давления на протяжении большего времени перекрытия. Однако, около точки ЗВК кривая 1106 давления становится выше кривой 1104 давления. Таким образом, на Фиг.10 показано противодавление выхлопных газов для цилиндра номер четыре, которое можно уменьшить за счет присоединения к двигателю выпускного коллектора, изображенного на Фиг.4-5.

Если кривые давления для цилиндров 1-4 рассматривать в целом, становиться очевидным, что коллектор, изображенный на Фиг.4-5, обеспечивает более низкое противодавление, чем каротажный коллектор или коллектор, разделяющий выхлопы со всех цилиндров ряда на 270 градусов поворота коленчатого вала перед объединением газов цилиндров в соответствии с порядком зажигания. В результате это приводит к усовершенствованию систем всасывания двигателя и воздушно-топливных смесей двигателя.

На Фиг.12 представлен график разных крутящих моментов двигателя для сравнения различных конфигураций системы. График имеет ось Х для отображения частоты вращения двигателя и ось Y для отображения крутящего момента при торможении (выраженного в фунтах на фут). Кривая 1202 показывает крутящий момент двигателя для стандартной комплектации двигателя с впускным кулачком, имеющим период открытия впускного клапана, равный 240 градусам поворота коленчатого вала. Кривая 1202 показывает низкий крутящий момент, но этот момент увеличивается при увеличении частоты вращения двигателя.

Кривая 1204 показывает крутящий момент для того же двигателя со временем открытия впускного клапана, равным 260 градусам поворота коленчатого вала. Кривая 1204 показывает более низкий крутящий момент по сравнению с кривой 1202, кроме точек, где частота вращения двигателя превышает 4500 оборотов в минуту. Снижение этих характеристик может быть обусловлено увеличением объема обратного давления при более низкой частоте вращения двигателя. Например, при более низкой частоте вращения двигателя более длительное время клапана может уменьшить крутящий момент за счет смещения части воздушного заряда цилиндра от двигателя во время поднятия поршня в цилиндре. Таким образом, кулачок с большим периодом сам по себе приводит к компромиссному значению производительности.

Кривая 1206 показывает крутящий момент для того же двигателя со временем открытия впускного клапана, составляющим 260 градусов поворота коленчатого вала и выпускными коллекторами, изображенными на Фиг.4-7. Кривая 1206 показывает значительное увеличение крутящего момента по сравнению с крутящим моментом на стандартной конфигурации, представленным кривой 1202. Кривая 1206 показывает небольшое уменьшение крутящего момента при более низкой частоте вращения двигателя; однако, значительное увеличение крутящего момента создается за счет совместного использования коллекторов, изображенных на Фиг.4-7, с кулачком с большим временем открытия впускного клапана (например, больше 250 или 260 градусов поворота коленчатого вала).

Кривая 1208 показывает крутящий момент для того же двигателя со временем открытия впускного клапана, составляющим 260 градусов поворота коленчатого вала, коллекторами, изображенными на Фиг.4-7, и увеличенной длиной впускных патрубков (например, длина основного патрубка составляет по меньшей мере 490 мм). Кривая 1208 показывает значительное улучшение крутящего момента по сравнению с крутящими моментами, представленными на кривых 1202-1206, при средней частоте вращения двигателя.

Таким образом, на Фиг.12 показано, что производительность двигателя можно значительно увеличить за счет совместного использования кулачка с большим временем открытия (например, временем открытия впускного клапана более 250 или 260 градусов поворота коленчатого вала) и коллекторов с импульсным разделением, изображенных на Фиг.4-7. Более того, увеличение длины патрубка впускного трубопровода обеспечивает дополнительное улучшение производительности.

На Фиг.13 представлена блок-схема с описанием способа эксплуатации двигателя. На этапе 1302 программа 1300 предусматривает определение условий работы двигателя. Условия работы двигателя могут представлять собой частоту вращения двигателя, нагрузку на двигатель, температуру охлаждающей жидкости двигателя, объем воздуха в двигателе, положение заслонки воздухозаборника двигателя и т.д. После определения условий работы двигателя программа 1300 переходит к этапу 1304.

На этапе 1304, программа 1300 предусматривает оценку необходимости остановки двигателя. Запрос на остановку двигателя может быть инициирован ключевым требованием водителя или контроллером (например, контроллером автомобиля с гибридным приводом). Если был обнаружен запрос на останов двигателя, программа 1300 предполагает переход к этапу 1306, в противном случае - переход к этапу 1310.

На этапе 1306 программа 1300 подает команду о перемещении кулачка в среднее положение. В первом варианте возврат кулачка в среднее положение может осуществляться при помощи пружины. Из среднего положения кулачок можно переместить вперед или назад. После того, как была подана команда о перемещении кулачка в среднее положение, программа 1300 переходит к выполнению этапа 1308.

На этапе 1308 программа 1300 деактивирует подачу топлива и свечу зажигания. В первом примере свечу зажигания можно остановить после прекращения подачи топлива. После деактивации подачи топлива и свечи зажигания программа 1300 заканчивает работу.

На этапе 1310 программа определяет, работает ли двигатель в режиме холодного запуска. В одном примере холодный запуск может быть определен по температуре охлаждающей жидкости двигателя и/или количеству времени или моментов зажигания с момента остановки двигателя. Если программа 1300 определяет, что двигатель работает в режиме холодного запуска, она переходи к выполнению этапа 1312, в противном случае - к выполнению этапа 1320.

На этапе 1312 программа 1300 удерживает кулачок в среднем положении. Кулачок можно удерживать в среднем положении введением фиксирующего штыря. Кроме того, если кулачок находится в среднем положении, можно запретить все команды об изменении положения клапана.

Во время холодного старта управление закрытием впускных клапанов двигателя может уменьшить тепловой эффект сжатия, испарение топлива и движение воздушного заряда цилиндра, а также увеличить давление впускного коллектора. В этом случае, во время холодного пуска и холостого хода при закрытии впускных клапанов количество выбросов двигателя холодного пуска может быть увеличено. Кроме того, во время холодного пуска перевод кулачка из замедленного состояния в опережающее может оказаться сложной задачей, поскольку скорость увеличения давления масла для достижения необходимого уровня устойчивого давления может оказаться не такой высокой, как хотелось бы. Поэтому, если во время холодного пуска установить кулачок в среднее положение, где нет запаздывания по времени открытия впускного клапана (например, время в пределах 70 градусов поворота коленчатого вала от нижней мертвой точки такта впуска), это может положительным образом отразиться на температуре выхлопных газов и стабильности горения. Если установить кулачок в среднее положение, можно разделить состояния холодного старта двигателя и частичного дросселирования. После удержания кулачка в среднем положении программа 1300 переходи к выполнению этапа 1314.

На этапе 1314 программа 1300 удерживает клапаны управления движением заряда (КУДЗ) двигателя в закрытом положении для того, чтобы ограничить поток воздуха в цилиндрах двигателя и увеличить движение надува при более низкой частоте вращения и улучшить стабильность горения. КУДЗ могут представлять собой обычные закрытые клапаны, и в некоторых вариантах им не подаются никакие команды. Клапаны КУДЗ можно удерживать в закрытом состоянии за счет ограничения количества команд, подаваемых этим клапанам.

На этапе 1316 программа 1300 задерживает зажигание двигателя и увеличивает воздушный поток цилиндра в режиме теплого холостого хода за счет увеличения частоты вращения двигателя. Кроме того, в некоторых вариантах, во время холодного запуска цилиндры двигателя могут работать с минимальными затратами для сокращения объема углеводородов. В некоторых вариантах зажигание двигателя задерживается до тех пор, пока температура катализатора в выхлопной системе транспортного средства не превысит пороговое значение. После задержания зажигания двигателя программа 1300 заканчивает работу.

На этапе 1320 программа 1300 оценивает, работает ли двигатель в режиме частичного дросселирования (например, дроссельная заслонка открыта на 10% по сравнению с закрытым положением дроссельной заслонки). В одном варианте программа 1300 определяет, работает ли двигатель в режиме частичного дросселирования, если датчик положения дроссельной заслонки указывает, что дроссельная заслонка, расположенная во впускном устройстве, не находится в закрытом состоянии. В другом варианте программа 1300 определяет, работает ли двигатель в режиме частичного дросселирования при превышении порогового значения количества воздуха, всасываемого в двигатель. Если программа 1300 определяет, что двигатель работает в режиме частичного дросселирования, она переходит к выполнению этапа 1322, в противном случае - к выполнению этапа 1326.

На этапе 1322 программа 1300 задерживает время срабатывания кулачка для более позднего закрытия впускного клапана (ПЗВК). В одном варианте программа 1300 обеспечивает более позднее закрытие впускного клапана (например, впускной клапан закрывается при 70-110 градусах поворота коленчатого вала после достижения нижней мертвой точки на такте впуска), когда нагрузка двигателя превышает первое пороговое значение, но находится ниже второго порогового значения. Если нагрузка двигателя превышает второе пороговое значение, программа 1300 изменяет время закрытия впускного клапана таким образом, чтобы оно было меньше 70 градусов поворота коленчатого вала после достижения нижней мертвой точки на такте впуска. После задержки времени срабатывания кулачка программа 1300 переходит к этапу 1324.

Необходимо учитывать, что время закрытия впускного клапана между 90 и 110 градусами поворота коленчатого вала может снизить стабильность горения; однако, в таких условиях горение можно стабилизировать за счет закрытия клапанов КУДЗ.

На этапе 1324 программа 1300 удерживает клапаны управления движением заряда (КУДЗ) в закрытом состоянии до тех пор, пока нагрузка двигателя не превысит пороговое значение нагрузки. В одном варианте клапаны управления движением воздушного заряда находятся в стандартном закрытом состоянии. Их можно открыть с помощью команды от электрического или вакуумного привода. Когда нагрузка двигателя превышает пороговое значение, клапаны управления движением воздушного заряда открываются, улучшая работу системы всасывания двигателя при более высоких нагрузках. После настройки положения КУДЗ программа 1300 завершает работу.

На этапе 1326 программа 1300 проверяет, находится ли двигатель в низкоскоростном режиме работы по внешней скоростной характеристике (при широко открытой дроссельной заслонке - ШОДЗ). В одном варианте программа может определить, что двигатель работает в режиме ШОДЗ, если нагрузка двигателя превышает пороговое значение вне зависимости от положения дроссельной заслонки. В другом варианте программа может определять, что двигатель работает в режиме ШОДЗ, если положение дроссельной заслонки выходит за допустимые пределы.

На этапе 1328 программа изменяет время срабатывания кулачка таким образом, чтобы не допустить позднего закрытия впускного клапана (ПЗВК). После изменения времени срабатывания кулачка программа 1300 переходит к выполнению этапа 1330.

На этапе 1330 программа 1300 удерживает клапаны управления движением заряда (КУДЗ) в закрытом состоянии до тех пор, пока нагрузка двигателя не превысит пороговое значение нагрузки. В одном варианте, как это было описано выше, клапаны управления движением воздушного заряда находятся в стандартном закрытом состоянии. Когда нагрузка двигателя превышает пороговое значение, клапаны управления движением воздушного заряда открываются, улучшая работу системы всасывания двигателя при более высоких нагрузках. После настройки положения КУДЗ программа 1300 завершает работу.

На этапе 1332 программа 1300 изменяет время закрытия впускного клапана из среднего положения кулачкового привода, если двигатель не работает в режиме ПЗВК с частично открытой дроссельной заслонкой. В одном примере временной режим кулачка регулируется в соответствии с временным режимом кулачка, установленным эмпирическим путем на основе нагрузки и частоты вращения двигателя. После настройки временного режима кулачка программа 1300 переходит к этапу 932.

На этапе 1334 программа 1300 открывает клапаны КУДЗ. В одном варианте, КУДЗ открываются для улучшения работы системы всасывания двигателя при более высоких нагрузках и частоте вращения двигателя. Например, если нагрузка и частота вращения двигателя превышают пороговое значение, происходит открывание клапанов КУДЗ. Необходимо отметить, что клапаны КУДЗ можно также открывать при более низкой частоте вращения двигателя и большей нагрузке и закрывать при более высокой частоте вращения двигателя и меньшей нагрузке. После того, как клапаны КУДЗ начали работать в соответствии с заранее установленным режимом (например, в соответствии с нагрузкой и частотой вращения двигателя), программа завершает работу.

Любой специалист в данной области техники может увидеть, что программа, показанная на Фиг.9, может представлять собой одну или любое другое количество технологических стратегий, таких как стратегии, управляемые событиями или прерываниями, многоцелевые и многопоточные стратегии и т.п. Это означает, что любые продемонстрированные этапы или функции можно выполнять в указанной последовательности, параллельно или с пропуском некоторых шагов. Кроме этого, данный порядок действий представлен только в целях демонстрации и описания, и его не обязательно придерживаться для выполнения задач, функций и получения преимуществ, приведенных в данном описании. Несмотря на то, что это прямо не показано, любому специалисту видно, что один или несколько показанных этапов можно выполнять столько раз, сколько этого требует конкретная используемая стратегия.

Специалисты в данной области понимают, что в описанную технологию могут быть внесены различные изменения и добавления с достижением цели и назначения описанного изобретения. Например, данное изобретение может использоваться для усовершенствования работы двигателей I3, I4, I5, V6, V8, V10 и V12, работающих на природном газе, бензине, дизельном или альтернативном виде топлива.

1. Система двигателя, содержащая:

выпускной коллектор, содержащий первую Y-образную трубу, включающую в себя первую трубу и вторую трубу, соединенные с коллекторной трубой, указанная первая труба состыкована с выпускными отверстиями только первого и второго цилиндров ряда цилиндров двигателя, указанная вторая труба состыкована с выпускными отверстиями только третьего и четвертого цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя; причем указанные первый и второй цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 90° поворота коленчатого вала.

2. Система двигателя по п.1, в которой указанная первая труба переходит во вторую Y-образную трубу до стыка с выпускными отверстиями указанного первого и второго цилиндров, а указанная коллекторная труба соединена с трубой, содержащей катализатор.

3. Система двигателя по п.2, в которой указанная вторая труба переходит в третью Y-образную трубу до стыка с выпускными отверстиями указанных третьего и четвертого цилиндров, причем вышеуказанные третий и четвертый цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 270° поворота коленчатого вала.

4. Система двигателя по п.2, в которой указанная первая труба является коллекторной трубой для третьей трубы и четвертой трубы.

5. Система двигателя по п.3, в которой указанная вторая труба является коллекторной трубой для пятой трубы и шестой трубы.

6. Система двигателя по п.4, в которой указанная первая труба и указанная вторая труба выполнены с возможностью отводить выхлопные газы двигателя от передней части двигателя к задней части указанного двигателя, и в которой указанная третья труба и указанная четвертая труба объединены в указанную первую трубу до того, как указанная первая труба достигает места расположения третьего цилиндра на пути к указанной задней части указанного двигателя.

7. Система двигателя по п.1, дополнительно содержащая впускной кулачок, имеющий продолжительность открытия впускного клапана по меньшей мере 260° поворота коленчатого вала, причем указанный впускной кулачок выполнен с возможностью открывания клапанов, направляющих содержимое впускного коллектора в указанный цилиндр.

8. Система двигателя по п.1, дополнительно содержащая клапан управления движением воздушного заряда и фазовый привод, фиксирующий распределительный вал в среднем положении, которые регулируют поток в цилиндры в сообщении с указанным выпускным коллектором.

9. Система двигателя, содержащая:

двигатель, содержащий распределительный вал, имеющий по меньшей мере один выступ впускного клапана, который имеет продолжительность открытия впускного клапана по меньшей мере 260° поворота коленчатого вала; и

фиксирующий в среднем положении фазовый привод распределительного вала, соединенный с указанным распределительным валом и выполненный с возможностью регулирования синхронизации кулачков ряда цилиндров указанного двигателя; и

выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и включающий в себя первую Y-образную трубу, содержащую первую трубу и вторую трубу, которые соединены с коллекторной трубой; причем указанная первая труба состыкована с выпускными отверстиями только первого и второго цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя, указанная вторая труба состыкована только с третьим и четвертым цилиндрами указанного ряда цилиндров двигателя; причем указанные первый и второй цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 90° поворота коленчатого вала.

10. Система двигателя по п.9, дополнительно содержащая контроллер, выполненный с возможностью направлять команды зафиксировать вышеуказанный распределительный вал в среднем положении во время остановки двигателя.

11. Система двигателя по п.10, дополнительно содержащая клапан управления движением воздушного заряда для регулирования воздушного потока, поступающего в указанный ряд цилиндров двигателя.

12. Система двигателя по п.11, в которой указанный контроллер выполнен с возможностью дополнительно закрывать клапан управления движением воздушного заряда при холостых оборотах двигателя и открывать клапан управления движением воздушного заряда при режимах широко открытой дроссельной заслонки.

13. Система двигателя по п.9, в которой диаметр указанной первой трубы больше, чем диаметр указанной третьей трубы, и в которой диаметр указанной первой трубы больше, чем диаметр указанной четвертой трубы.

14. Система двигателя по п.9, в которой выпускной коллектор присоединен к восьмицилиндровому V-образному двигателю.

15. Система двигателя, содержащая:

двигатель, содержащий распределительный вал, имеющий по меньшей мере один выступ впускного клапана, который имеет продолжительность открытия впускного клапана по меньшей мере 260° поворота коленчатого вала; и

фиксирующий в среднем положении фазовый привод распределительного вала, соединенный с указанным распределительным валом и выполненный с возможностью регулирования синхронизации кулачков ряда цилиндров указанного двигателя;

первый выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и включающий в себя первую Y-образную трубу, содержащую первую трубу и вторую трубу, которые соединены с коллекторной трубой; причем указанная первая труба состыкована с выпускными отверстиями только первого и второго цилиндров указанного ряда цилиндров двигателя, указанная вторая труба состыкована только с третьим и четвертым цилиндрами указанного ряда цилиндров двигателя; причем указанные первый и второй цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 90° поворота коленчатого вала; и

второй выпускной коллектор, соединенный с указанным двигателем и включающий в себя первую Y-образную трубу, содержащую первую трубу и вторую трубу, которые соединены с коллекторной трубой; причем указанная первая труба состыкована с выпускными отверстиями только пятого и шестого цилиндров двигателя, указанная вторая труба состыкована только с седьмым и восьмым цилиндрами двигателя; причем указанные пятый и шестой цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 270° поворота коленчатого вала, а указанные седьмой и восьмой цилиндры разведены в порядке зажигания двигателя на 270° поворота коленчатого вала.