背景技術：

在內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸中，進氣氣流模式能夠影響燃燒特征，諸如效率、點火和爆震。進氣氣流既影響進氣道噴射燃料系統(tǒng)也影響直接噴射燃料系統(tǒng)。滾流和渦流模式用于表征汽缸中的湍流的不同方面。具體地，滾流和渦流比能夠用于量化這些流動模式的大小。滾流比被定義為汽缸中的進氣氣體的水平再循環(huán)的強度，而渦流比被定義為汽缸中的豎直再循環(huán)的強度。滾流和渦流模式對燃燒的各個方面(諸如點火、爆震、效率、排放、功率等)具有不同的影響。之前的發(fā)動機的進氣道被設計成提供固定的滾流和渦流模式，其改善僅用于具體的工況的燃燒。因此，當發(fā)動機在寬范圍的條件內(nèi)操作時，燃燒氣流的設置模式會對當發(fā)動機在規(guī)定的工況外運行時的燃燒產(chǎn)生負面影響。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題中的至少一些，提供了發(fā)動機系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)的導流件，該可旋轉(zhuǎn)的導流件包括定位在進氣門上游的具有帶有彎曲輪廓的第一側(cè)的流動改變表面，流動改變表面在多個活動位置中生成通過進氣門進入汽缸的進氣氣流的滾流和渦流流動模式。發(fā)動機系統(tǒng)還包括導流致動器，其旋轉(zhuǎn)流動改變表面以改變進氣氣流的滾流和渦流流動模式。這樣，流動改變表面改變進入汽缸的空氣的湍流，從而在寬的工況范圍內(nèi)改善燃燒效率、減少爆震、增加功率和/或減少排放。因此，若需要，能夠旋轉(zhuǎn)流動改變表面以在汽缸中提供湍流，這最適合當前的工況。

當單獨或結(jié)合附圖閱讀以下具體實施方式時，本描述的上述優(yōu)點和其它優(yōu)點以及特征將顯而易見。

應當理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容是為以簡化的形式引入在具體實施方式中進一步描述的所選概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，所要求保護的主題的范圍由隨附的權(quán)利要求書唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上述或在本公開的任意部分中提及的任意缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出發(fā)動機的圖示；

圖2示出圖1中所述的發(fā)動機的一部分的示例性圖示，該部分包括具有可旋轉(zhuǎn)的導流件的發(fā)動機系統(tǒng)，可旋轉(zhuǎn)的導流件帶有在汽缸的上游的表面；

圖3、圖4和圖5示出包括在圖2所示的發(fā)動機系統(tǒng)中的可旋轉(zhuǎn)的導流件的不同側(cè)面的示例性詳細圖示；

圖6和圖7示出在圖2所示的汽缸中的示例性渦流流動模式和滾流流動模式的描述；

圖8示出圖2所示的發(fā)動機系統(tǒng)中的在另一位置中的表面，該表面在汽缸中生成增加的滾流；

圖9和圖10示出的圖2所示的發(fā)動機系統(tǒng)中的在兩個位置中的流動改變表面，該表面在汽缸中生成增加的渦流；且

圖11示出用于發(fā)動機系統(tǒng)的操作的方法。

具體實施方式

本文描述了發(fā)動機系統(tǒng)，其被配置成動態(tài)地調(diào)整進氣道和汽缸流動特性，諸如進氣氣流的滾流和渦流比。發(fā)動機系統(tǒng)包括可調(diào)整的導流件，所述可調(diào)整的導流件具有定位在發(fā)動機的進氣道中的流動改變表面。流動改變表面能夠包括具有凹面輪廓的第一側(cè)和具有凸面輪廓(類似于勺的形狀)的第二側(cè)。流動改變表面被旋轉(zhuǎn)以基于發(fā)動機工況調(diào)整進入汽缸的進氣氣流的湍流。具體地，第一側(cè)和第二側(cè)以其布置的角能夠影響汽缸中生成的滾流和渦流。這通過向進氣門頭的選擇的部分引導較大量的氣流的流動改變表面的彎曲輪廓來實現(xiàn)，從而生成滾流和/或渦流。這些流動模式由進氣門周圍的氣流速率的不平衡引起。這樣，進入汽缸的空氣的湍流能夠基于改變發(fā)動機中的條件而被調(diào)整以改善燃燒效率、減少爆震、增加功率，和/或減少排放。因此，可旋轉(zhuǎn)的導流件使汽缸中的湍流能夠改變以最適合當前的工況，從而改善燃燒。

圖1示出用于向例如車輛提供動力的發(fā)動機10的示意性描述。在所述示例中，發(fā)動機10包括耦接到形成汽缸16的汽缸體14的汽缸蓋12。發(fā)動機10被配置成實施汽缸16中的燃燒操作。進氣門18被設置在發(fā)動機10中以使進氣空氣以選定的時間間隔流入汽缸16中。對應地，排氣門20被設置在發(fā)動機10中以使汽缸外的排氣以選定的時間間隔流入下游排氣系統(tǒng)中。

箭頭22表示進氣空氣從上游進氣系統(tǒng)部件(諸如，進氣導管、進氣歧管、節(jié)氣門、壓縮機等)向進氣門18的流動。另一方面，箭頭24表示排氣從排氣門20向下游部件(諸如，排氣導管、排氣歧管、(一個或多個)排放控制裝置、渦輪機等)的流動。

燃料輸送系統(tǒng)26也被設置在發(fā)動機10中。燃料輸送系統(tǒng)26被配置成以所需的時間間隔提供用于在汽缸16中燃燒的燃料。燃料輸送系統(tǒng)26包括所示示例中的直接噴射器28和上游部件30。上游部件30(諸如燃料泵、閥、導管等)被配置成向燃料噴射器28提供燃料。然而，被配置成將燃料輸送到汽缸上游的導管中的進氣道噴射器可額外地或替代地被包括在燃料輸送系統(tǒng)26中。發(fā)動機10被配置成實施發(fā)動機中的四沖程燃燒循環(huán)。燃燒沖程包括進氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。

發(fā)動機10還包括被配置成調(diào)整汽缸16中的進氣空氣中的湍流的發(fā)動機系統(tǒng)50。具體地，發(fā)動機系統(tǒng)50被配置成基于發(fā)動機工況調(diào)整汽缸16中的進氣氣流的滾流和渦流流動模式。調(diào)整汽缸中的湍流使得燃燒能夠在寬的發(fā)動機工況范圍內(nèi)被改善。特別地，當汽缸中的滾流和渦流模式被調(diào)整成適合發(fā)動機工況時，燃燒效率能夠增加，而排放和爆震減少。本文關于圖2至圖10更詳細描述發(fā)動機系統(tǒng)50。

控制器100在圖1中被示出為微型計算機，其包括微處理器單元(cpu)102、輸入/輸出端口(i/o)104、在該特定示例中被示出為只讀存儲器芯片(rom)106的用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(ram)108、保活存儲器(kam)110，以及數(shù)據(jù)總線。控制器100可從耦接到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號。例如，控制器100可以從質(zhì)量空氣流量傳感器120接收進氣質(zhì)量空氣流量(maf)的測量值；從溫度傳感器112接收發(fā)動機冷卻液溫度(ect)；從霍爾效應傳感器或耦接到曲軸的其它類型接收表面點火感測信號(pip)；從耦接到由操作者134致動的踏板130的節(jié)氣門位置傳感器134接收節(jié)氣門位置(tp)；以及從傳感器122接收歧管絕對壓力信號map。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號rpm可通過控制器100從信號pip生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號map可用于提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。需要注意的是，可使用上述傳感器的各種組合，諸如，maf傳感器而沒有map傳感器，或反之亦然。在化學計量操作期間，map傳感器能夠給出發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的指示。進一步，該傳感器連同所檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速能夠提供被引入到汽缸中的充氣(包括空氣)的估計。在一個示例中，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器可產(chǎn)生預定數(shù)量的等距脈沖。

控制器100可被包括在控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)被配置成從發(fā)動機中的傳感器接收傳感器信號并發(fā)送命令到發(fā)動機中的各個致動器。此外，控制器100可被配置成實施本文所述的方法以及其它發(fā)動機控制技術。具體地，控制器100可被配置成命令可旋轉(zhuǎn)的導流件將該導流件中的流動改變表面旋轉(zhuǎn)到本文更詳細描述的各種配置中。

盡管發(fā)動機10被描述為僅具有單一汽缸，但在其它示例中，發(fā)動機10能夠包括不止一個汽缸，其中每個汽缸具有包括可旋轉(zhuǎn)的導流件和導流致動器(類似于本文關于圖2至圖10更詳細討論的可旋轉(zhuǎn)的導流件和導流致動器)的對應的發(fā)動機系統(tǒng)?？刂破?00可被配置成在某些工況期間單獨調(diào)整導流致動器中的每個，且在其它工況期間可被配置成同時調(diào)整導流致動器中的每個。

圖2示出包括發(fā)動機系統(tǒng)50以及汽缸體14、汽缸蓋12和汽缸16的發(fā)動機10的一部分的示例性圖示?；钊?00被設置在汽缸16中。應當理解，活塞200可被旋轉(zhuǎn)地耦接到曲軸。

發(fā)動機10包括進氣通道202和定位在進氣通道202下游的進氣道204。應當理解，進氣通道202從上游部件(諸如，空氣進氣裝置、空氣過濾器、節(jié)氣門、壓縮機、歧管等)接收進氣空氣。

進氣門18延伸通過進氣道204。進氣門18在圖2中處于打開位置，其中進氣空氣從進氣道204流入汽缸16中。因此，圖2示出燃燒循環(huán)中的進氣沖程。然而，當進氣門18處于閉合位置時，氣門安置在并密封在進氣道204的區(qū)段上以阻止氣流進入汽缸16。具體地，進氣門18包括桿206和頭208，所述頭208被配置成在閉合配置中利用汽缸蓋12的一部分安置并密封。

排氣通道210和排氣門20也被包括在圖2所示的發(fā)動機10的區(qū)段中。排氣門20處于閉合位置，其中排氣門20安置并密封在汽缸蓋12的一部分上。然而，在排氣沖程期間，排氣門20能夠打開。

進氣門18和排氣門20可經(jīng)由凸輪軸或電子致動器致動。圖2示出在燃燒循環(huán)中的進氣沖程期間的發(fā)動機。應當理解，發(fā)動機10也被配置成執(zhí)行繼進氣沖程之后的壓縮、點火以及排氣沖程。

發(fā)動機系統(tǒng)50包括可旋轉(zhuǎn)的導流件212，可旋轉(zhuǎn)的導流件212包括從耦接到導流致動器218的軸216延伸(例如，傾斜)的流動改變表面214。如圖所示，軸216延伸通過汽缸蓋12中的進氣道204的壁220(例如，下壁)。導流致動器218被配置成旋轉(zhuǎn)軸216且因此圍繞旋轉(zhuǎn)軸線221旋轉(zhuǎn)流動改變表面214。在所述示例中，流動改變表面214在圖2所示的非活動配置中以及圖8至圖10所示的活動配置中被定位在進氣通道202的中心線223下面。提供豎直軸線以供參考。

具體地，導流致動器218被配置成旋轉(zhuǎn)流動改變表面214以調(diào)整流動改變表面214的不同側(cè)面上的進氣氣流的流動沖擊量。因此，流動改變表面的旋轉(zhuǎn)移動改變第一側(cè)和第二側(cè)與進氣氣流的關系以基于發(fā)動機工況生成滾流和渦流模式，從而改善燃燒操作。在一個示例中，工況可包括發(fā)動機功率、負荷、空氣/燃料比、溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和排氣組成中的一個或多個。應當理解，圖1所示的控制器100可被配置成基于上述工況命令導流致動器218旋轉(zhuǎn)流動改變表面214。此外，軸承219也可被設置在發(fā)動機系統(tǒng)50中以能夠平滑地旋轉(zhuǎn)軸216。

在圖2所示的配置中，流動改變表面214處于非活動位置，其中流動改變表面鄰近進氣道204的壁220。具體地，在所述示例中，壁220的區(qū)段225(即，凹陷區(qū)段)的輪廓被構(gòu)造成使得流動改變表面214在非活動位置中與壁220配合。這樣，進氣空氣能夠流經(jīng)流動改變表面214而不受流動改變表面的極大影響。然而，應當理解，流動改變表面214可被旋轉(zhuǎn)以延伸到進氣道204中，使得在汽缸16中生成所需量的滾流和渦流。流動改變表面214的旋轉(zhuǎn)量指示由流動改變表面生成的滾流和渦流量。比如，流動改變表面214的180度旋轉(zhuǎn)可增加在汽缸16中生成的滾流，而270度或90度旋轉(zhuǎn)可增加在汽缸16中生成的渦流。具體地，順時針方向60度到120度以及240度至300度之間的流動改變表面旋轉(zhuǎn)角度范圍可生成多于滾流的渦流。此外，順時針方向150至210度以及330至30度之間的流動改變表面旋轉(zhuǎn)角度范圍可生成多于渦流的滾流，且在30至60度、120度至150度、210至240度以及300至330度之間的流動改變表面旋轉(zhuǎn)角度范圍可生成基本相等數(shù)量的渦流和滾流。流動改變表面的0度布置可為圖2所示的非活動位置中的流動改變表面的位置。流動改變表面214的輪廓使得所需的渦流和滾流氣流模式能夠生成。具體地，在一個示例中，流動改變表面214的輪廓能夠在汽缸中單獨生成渦流和滾流。關于圖3至圖4更詳細討論流動改變表面214幾何結(jié)構(gòu)。

導流致動器218被配置成從圖1所示的控制器100接收信號，從而命令導流致動器218旋轉(zhuǎn)流動改變表面214。電動馬達可用于在導流致動器218中提供旋轉(zhuǎn)功能。然而，已預期其它旋轉(zhuǎn)設備。

如圖所示，可旋轉(zhuǎn)的導流件212的旋轉(zhuǎn)軸線221與進氣門18的中心軸線222以非直角224相交。具體地，角224可大于氣門桿和進氣道之間的角且在45至60度的范圍內(nèi)。導流件以該角的布置使汽缸氣流的渦流和滾流能夠以所需的方式調(diào)整。然而，在其它示例中可使用可旋轉(zhuǎn)的導流件和進氣門的其它相對位置。

箭頭230描述穿過流動改變表面214的進氣氣流的總體方向。應當理解，流動改變表面處于非活動位置。因此，流動改變表面對進氣氣流不具有大的影響。箭頭232示出穿過進氣門18且在汽缸16中的進氣氣流的總體方向。應當理解，進氣門頭208的不同區(qū)段周圍的氣流速率之間的差異可不改變大的數(shù)量。因此，當氣流速率不高度趨異時，可生成僅少量的滾流和渦流。

流動改變表面214以角233遠離軸216延伸。角233測量在與延伸通過流動改變表面214的縱向尖端的線235相交的旋轉(zhuǎn)軸線221和軸216與流動改變表面214之間的交點之間的間隔。在一些示例中，角233可小于35度、30度或15度。在額外的示例中，角233可大于5度、10度或15度。

在所述示例中，流動改變表面214從旋轉(zhuǎn)軸線221徑向偏離。因此，在可旋轉(zhuǎn)的導流件212的旋轉(zhuǎn)期間，流動改變表面214本質(zhì)上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線221沿軌道運行。這使得流動改變表面214能夠在非活動配置中與區(qū)段225配合并在活動配置中以所需的量延伸到進氣道204中。因此，當期望增加進入汽缸的氣流中的湍流時，流動改變表面214能夠遠離區(qū)段225(例如，凹陷區(qū)段)延伸，并且能夠旋轉(zhuǎn)到非活動(例如，失活)配置中，其中流動改變表面214與下壁220的區(qū)段225配合且對進氣氣流中的湍流生成不具有顯著的影響。

圖3和圖4示出包括流動改變表面214和耦接到圖2所示的導流致動器218的軸216的可旋轉(zhuǎn)的導流件212。具體地，圖3示出流動改變表面214的第一側(cè)300，且圖4示出流動改變表面214的第二側(cè)400。第一側(cè)和第二側(cè)(300和400)每個具有彎曲輪廓。在所述示例中，第一側(cè)300具有凹面輪廓，且第二側(cè)400具有凸面輪廓。因此，第一和第二側(cè)具有相反的輪廓。在本文所示的示例中，流動改變表面214的形狀類似于“勺”，其中末端被形成為類似帶有內(nèi)勺形表面和外勺形表面的勺，且勺具有被形成為類似勺的把手的部段(step)，該部段通過致動器而圍繞勺的把手的中心軸線旋轉(zhuǎn)。然而，已預期其它流動改變表面幾何結(jié)構(gòu)。流動改變表面的第一側(cè)和第二側(cè)的彎曲使得所需量的渦流氣流和滾流氣流能夠在進入汽缸的進氣氣流中生成。

此外，在所示示例中，流動改變表面214的外圍邊緣302具有彎曲輪廓。然而，已預期其它外圍邊緣輪廓。外圍邊緣的彎曲輪廓使得尾流能夠在流動改變表面的后面生成以在進氣氣流中提供湍流，從而改善燃燒操作。

此外，流動改變表面214的第一側(cè)300和第二側(cè)400沿橫軸線350和縱軸線352彎曲。此外，在所述示例中，流動改變表面214關于縱軸線352對稱。關于這兩個軸線的彎曲使得所需量的滾流和渦流流動模式能夠在表面處于活動位置時生成。然而，在其它示例中可使用流動改變表面的其它輪廓。比如，流動改變表面可僅圍繞單一軸線彎曲。

圖5示出包括軸216和流動改變表面214的可旋轉(zhuǎn)的導流件212的側(cè)視圖。在該視圖中，流動改變表面214的第一側(cè)300和第二側(cè)400均被示出。圖5中也示出角233。如前所討論，角233測量旋轉(zhuǎn)軸線221和延伸通過流動改變表面214的縱向尖端500和軸216與流動改變表面214之間的交點501的線235之間的間隔。角233可為小于35度、30度或15度和/或大于5度、10度或15度的非直角。這些范圍內(nèi)的角使得流動改變表面214能夠在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線221沿軌道運行的路徑中行進。流動改變表面214的旋轉(zhuǎn)路徑使得流動改變表面214能夠在活動位置中接收沖擊進氣流，且在非活動位置中與進氣道204的外圍對齊，其中該表面對進氣流具有有限的影響。此外，在所述示例中，流動改變表面214的凸區(qū)段502沒有橫跨旋轉(zhuǎn)軸線221。然而，已預期其它表面幾何結(jié)構(gòu)。例如，流動改變表面可包括平行于旋轉(zhuǎn)軸線的第一區(qū)段和以一角度遠離旋轉(zhuǎn)軸線延伸的第二區(qū)段。此外，流動改變表面214的區(qū)段504與軸216徑向偏離。

圖6和圖7示出帶有示例性渦流流動模式和滾流流動模式的汽缸16，從而提供流動模式的視覺參考。然而，應當理解，在汽缸中生成的實際的氣流模式可具有比圖6和圖7所述的模式更大的復雜性。比如，汽缸中的氣流可展示渦流和滾流特性。因此，圖6和圖7所述的模式示出模型化的渦流流動模式和滾流流動模式以供參考。

具體地，圖6示出帶有渦流型氣流模式的汽缸16的示例描述。箭頭600描述汽缸16中的氣流的總體方向。被定義為豎直再循環(huán)的強度的渦流比能夠用于量化這種類型的氣流模式。提供空氣圍繞其循環(huán)的豎直軸線602以供參考。圖6中的渦流方向處于順時針方向。然而，在其它示例中，渦流方向可處于逆時針方向。期望的是，在發(fā)動機冷起動和空轉(zhuǎn)條件期間在汽缸16中生成渦流，從而減少(例如，阻止)對汽缸壁的燃料噴霧沖擊。

圖7示出帶有滾流型氣流模式的汽缸16的圖示。箭頭700描述汽缸16中的氣流的總體方向。被定義為水平再循環(huán)的強度的滾流比能夠用于量化這種類型的氣流模式。提供空氣圍繞其循環(huán)的水平軸線702以供參考。期望的是，在發(fā)動機以高(例如，峰值)功率和高負荷條件操作期間在汽缸16中生成滾流。在發(fā)動機指向中間負荷條件處時，對于汽缸中改善的(例如，最佳的)空氣/燃料運動，渦流和滾流二者均是所需的。圖8至圖10示出不同活動位置中的發(fā)動機系統(tǒng)50中的流動改變表面214被配置成當與圖2所示的非活動的流動改變表面位置相比時生成增加的渦流和/或滾流。圖8至圖10中的流動改變表面位置遠離圖2所示的非活動位置旋轉(zhuǎn)。圖8至圖10示出形成汽缸16的汽缸蓋12和汽缸體14。

特別地，圖8示出發(fā)動機系統(tǒng)50中的可旋轉(zhuǎn)的導流件212的流動改變表面214，其被旋轉(zhuǎn)到有益于在汽缸氣流中生成滾流的配置中。具體地，流動改變表面214經(jīng)由導流致動器218遠離圖2所示的流動改變表面位置旋轉(zhuǎn)180度。如上所討論，導流致動器218可由圖1所示的控制器100命令以將流動改變表面214移入圖8所示的位置中。

在圖8所示的位置中，流動改變表面214的第一側(cè)300面向進氣道204的中心。另一方面，在圖8所示的流動改變表面位置中，流動改變表面214的第二側(cè)400面向進氣道204的下壁220。

箭頭800描述流動改變表面214上游的總體氣流。箭頭802描述在鄰近汽缸16的中心軸線602(即，豎直軸線)的進氣門18的區(qū)段附近的氣流增加。照此，圍繞進氣門18的該流速不平衡在汽缸16中生成滾流。箭頭804描述汽缸氣流的滾流模式。如圖所示，箭頭804圍繞水平汽缸軸線806旋轉(zhuǎn)。應當理解，圖8所示的流動改變表面位置朝進氣門18的頭208的內(nèi)側(cè)引導較大量的氣流，從而在進氣沖程期間啟動汽缸中的滾流。圖8中還示出排氣門20。

圖9示出在發(fā)動機10的發(fā)動機系統(tǒng)50中的可旋轉(zhuǎn)的導流件212的流動改變表面214。在圖9中，流動改變表面214被旋轉(zhuǎn)到有益于在汽缸16中生成渦流的配置中。具體地，流動改變表面214在逆時針方向上遠離圖2所示的流動改變表面位置旋轉(zhuǎn)270度。如上所討論，導流致動器218可由圖1所示的控制器100命令，從而將流動改變表面214旋轉(zhuǎn)到圖9所示的位置中。

箭頭900描述進氣通道202中的流動改變表面214上游的氣流的總體方向。箭頭902描述進氣門18周圍的流動改變表面214下游的且在汽缸16中的氣流的總體方向。應當理解，對具有凹面輪廓的流動改變表面214的第一側(cè)300的氣流沖擊增加了向鄰近下壁220的進氣門18的區(qū)段引導的氣流量。因此，進氣門18的頭208周圍的氣流不平衡生成逆時針方向的渦流流動模式，其中氣流圍繞汽缸16的中心軸線602(即，豎直軸線)循環(huán)。此外，圖9中還示出排氣門20、汽缸蓋12和汽缸體14。

圖10示出了旋轉(zhuǎn)到有益于在汽缸16中生成渦流的另一位置中的可旋轉(zhuǎn)的導流件212的流動改變表面214。具體地，流動改變表面214以逆時針方向或順時針方向遠離圖9所示的流動改變表面位置旋轉(zhuǎn)180度。如上所討論，導流致動器218可由圖1所示的控制器100命令從而將流動改變表面214旋轉(zhuǎn)到圖10所示的位置中。

箭頭1000描述流動改變表面214上游的總體氣流，且箭頭1002描述流動改變表面214下游的總體氣流。應當理解，對具有凸面輪廓的流動改變表面214的第二側(cè)400的氣流沖擊增加了向鄰近汽缸16的中心軸線602的進氣門18的區(qū)段引導的氣流量。圖10中生成的渦流模式處于順時針方向。此外，圖10中還示出發(fā)動機10、發(fā)動機系統(tǒng)50、排氣門20、汽缸蓋12和汽缸體14。

圖11示出用于發(fā)動機系統(tǒng)的操作的方法1100。在一個示例中，上面關于圖1至圖10討論的發(fā)動機系統(tǒng)可用于實施方法1100。然而，在其它示例中，其它合適的發(fā)動機系統(tǒng)可用于實施方法1100。

在1102處，該方法包括在第一工況期間使進氣空氣通過進氣道流過非活動位置中的可旋轉(zhuǎn)的導流件中的流動改變表面，其中流動改變表面緊鄰汽缸的進氣門上游的進氣道的壁。因此，在非活動位置中，流動改變表面沒有顯著改變進氣空氣的流動模式。具體地，在非活動位置中，進氣空氣可不沖擊流動改變表面的區(qū)段(例如，一側(cè))。應當理解，流動改變表面可包括具有凹面輪廓的第一側(cè)和具有凸面輪廓的第二側(cè)。因此，流動改變表面能夠為“勺”形。在這種示例中，流動改變表面的凸面?zhèn)瓤擅嫦蜻M氣道的中心。

接下來，在1104處，該方法確定增加汽缸中的氣流的滾流和/或渦流是否是期望的。如果確定增加汽缸中的氣流的滾流和/或渦流不是期望的(1104處為否)，該方法返回到1104。然而，如果確定增加汽缸中的氣流的滾流和/或渦流是期望的(1104處為是)，該方法前進到1106。

在1106處，該方法包括在第二工況期間使流動改變表面旋轉(zhuǎn)到活動位置中，其中流動改變表面生成通過進氣門進入汽缸的進氣空氣的選擇的滾流和渦流流動模式。在一個示例中，活動位置可為在順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)方向上遠離非活動位置大于3度、5度或10度的任意角。比如，流動改變表面可在順時針或逆時針方向上旋轉(zhuǎn)180度或270度以增加滾流或渦流。

接下來，在1108處，該方法包括確定調(diào)整汽缸中的氣流的滾流和/或渦流是否是期望的。如果確定調(diào)整汽缸中的氣流的滾流和/或渦流不是期望的(1108處為否)，該方法返回到1108。然而，如果確定調(diào)整汽缸中的氣流的滾流和/或渦流是期望的(1108處為是)，該方法前進到1110。在1110處，該方法包括在第三工況期間使流動改變表面旋轉(zhuǎn)到第二活動位置中，其中流動改變表面生成通過進氣門進入汽缸的進氣空氣的第二選擇的滾流和渦流流動模式。在一個示例中，在第三工況期間，進氣氣流的渦流比可增加，且進氣氣流的滾流比可降低。然而，在其它示例中，渦流比可降低，且滾流比可增加。這樣，汽缸氣流的不同方面能夠基于發(fā)動機工況被調(diào)整以改善燃燒操作。

進一步，在一個示例中，第一工況是當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值時，且第二工況是當發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于閾值時。仍進一步，在一些示例中，當發(fā)動機處于或接近其全負荷或峰值功率條件操作時，汽缸中的氣流的滾流比可增加。此外，在一些示例中，當發(fā)動機在冷起動或怠速條件下操作時，汽缸中的氣流的渦流比可增加。在另一示例中，當發(fā)動機以其高負荷條件操作時，滾流比可增加且汽缸中的氣流的渦流比可降低。相反地，當發(fā)動機在空轉(zhuǎn)條件下操作時，汽缸中的氣流的滾流比可降低而渦流比可增加。因此，在一個示例中，滾流和渦流比可基于發(fā)動機功率、負荷、空氣/燃料比、溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和排氣組成中的一個或多個被調(diào)整。

在以下段落中進一步描述本公開的主題。根據(jù)一個方面，提供了一種發(fā)動機系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)的導流件和導流致動器，可旋轉(zhuǎn)的導流件包括定位在進氣門上游的具有帶有彎曲輪廓的第一側(cè)的流動改變表面，流動改變表面在多個活動位置中生成通過進氣門進入汽缸的進氣氣流的滾流和渦流流動模式，導流致動器旋轉(zhuǎn)流動改變表面以改變進氣氣流的滾流和渦流流動模式。

根據(jù)另一方面，提供了一種發(fā)動機系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)的導流件和導流致動器，可旋轉(zhuǎn)的導流件包括定位在進氣門上游的具有帶有凹面輪廓的第一側(cè)和帶有凸面輪廓的第二側(cè)的流動改變表面，流動改變表面在多個活動位置中在通過進氣門進入汽缸的進氣氣流中生成滾流和渦流流動模式，導流致動器旋轉(zhuǎn)流動改變表面以改變進氣氣流的滾流和渦流流動模式。

根據(jù)另一方面，提供了一種用于操作發(fā)動機系統(tǒng)的方法。該方法包括在第一工況期間使進氣空氣通過進氣道流過非活動位置中的可旋轉(zhuǎn)的導流件中的流動改變表面，其中流動改變表面緊鄰汽缸的進氣門上游的進氣道的壁，以及在第二工況期間使流動改變表面旋轉(zhuǎn)到活動位置中，其中流動改變表面生成通過進氣門進入汽缸的進氣空氣的選擇的滾流和渦流流動模式。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的組合中，發(fā)動機系統(tǒng)還可包括控制器，所述控制器被配置成基于發(fā)動機工況命令導流致動器將流動改變表面旋轉(zhuǎn)到非活動位置和多個活動位置中。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，流動改變表面可包括帶有彎曲輪廓的第二側(cè)，流動改變表面為勺形，且相對的表面也為勺形，使得整體形成勺形，致動器使勺形圍繞勺的把手的軸線旋轉(zhuǎn)。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，流動改變表面的第一側(cè)和第二側(cè)可具有相反的輪廓。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，流動改變表面的旋轉(zhuǎn)移動可改變第一側(cè)和第二側(cè)與進氣氣流的關系以生成所需的滾流和渦流模式。

在本文所述的方面的任一方面中或方面的任一組合中，第一側(cè)可具有凹面輪廓而第二側(cè)具有凸面輪廓。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，發(fā)動機系統(tǒng)還可包括控制器，所述控制器被配置成基于發(fā)動機工況命令導流致動器將流動改變表面旋轉(zhuǎn)到非活動位置和多個活動位置中。在這方面，發(fā)動機工況可包括發(fā)動機功率、負荷、空氣/燃料比、溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和排氣組成中的一個或多個。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，可旋轉(zhuǎn)的導流件可包括直接附接到流動改變表面和導流致動器的軸。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，在軸的旋轉(zhuǎn)軸線與延伸通過流動改變表面的縱向尖端和軸與流動改變表面之間的交點的線之間形成的角可大于5度。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，流動改變表面的區(qū)段可與軸的旋轉(zhuǎn)軸線徑向偏離。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，軸可延伸通過汽缸蓋中的進氣道的下壁。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，流動改變表面的旋轉(zhuǎn)軸線可與進氣門的中心軸線以非直角相交。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，其中當流動改變表面處于多個活動位置時進氣氣流的滾流比和/或渦流比可每個均大于當流動改變表面處于非活動位置時進氣氣流的滾流比和/或渦流比。

在本文所述的方面的任一方面中或方面的任一組合中，流動改變表面的旋轉(zhuǎn)軸線可與進氣門的中心軸線以非直角相交。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，該方法還可包括在第三工況期間使流動改變表面旋轉(zhuǎn)到第二活動位置中，其中流動改變表面生成通過進氣門進入汽缸的進氣空氣的第二選擇的滾流和渦流流動模式。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，其中在第三工況期間，進氣氣流的渦流比增加，且進氣氣流的滾流比降低。

在本文所述的方面的任一方面中或所述方面的任一組合中，第一工況可為當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值時，而第二工況可為當發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于閾值時。

需注意，本文所包括的示例控制程序能夠和各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文所公開的具體程序可表示任意數(shù)量的處理策略中的一個或多個，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等。照此，所示的各種動作、操作或功能可按照所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地，處理順序并非是實現(xiàn)本文所述的示例實施例的特征和優(yōu)點所必須的，而是為便于說明和描述而提供。所示動作或功能中的一個或多個可根據(jù)正使用的具體策略重復執(zhí)行。進一步，所述動作可用圖形表示待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)中的代碼。

應當理解，本文所公開的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實施例不應被認為具有限制性意義，因為許多變化是可能的。例如，上述技術能夠被應用到v-6、i-4、i-6、v-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。進一步，各種系統(tǒng)配置中的一個或更多個可結(jié)合所述診斷程序中的一個或更多個使用。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置，以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。