具有高压缩比和包括变速增压器的多级增压的内燃机

摘要

一种内燃机包括限定汽缸的汽缸体以及相对于汽缸体定位的汽缸盖。往复式活塞设置在汽缸内部用于以至少10:1的几何压缩比来压缩空气和燃料混合物。曲柄轴设置在汽缸体中并且通过活塞而旋转。进气阀操作地连接至汽缸盖并且控制空气至汽缸的输送以在其中进行燃烧。一种机构经由进气阀的恒定峰值升程在至少5度曲柄轴旋转内提供延迟进气阀关闭。具有涡轮增压器、增压器以及用于改变增压器的转速的无级变速器的多级增压系统由控制器调节以选择性地将从环境接收的空气加压以便输送至汽缸。

权利要求

1.一种内燃机，包括：

限定汽缸的汽缸体；

相对于所述汽缸体定位的汽缸盖；

往复式活塞，设置在所述汽缸内部并且配置成以至少10:1的几何压缩比来压缩空气和燃料混合物；

曲柄轴，设置在所述汽缸体中并且通过在所述活塞上施加燃烧力而旋转；

操作地连接至所述汽缸盖的进气阀；

排气阀，操作地连接至所述汽缸盖并且配置成控制燃烧后气体从所述汽缸中的去除；

机构，经由所述进气阀的恒定峰值升程在所述曲柄轴的至少5度旋转角内提供延迟进气阀关闭(LIVC)，其中，所述机构包括具有用于相对于所述曲柄轴的位置打开和关闭所述进气阀的凸轮凸角的进气凸轮轴，且其中所述凸轮凸角包括配置成产生所述进气阀的所述恒定峰值升程的轮廓；

多级增压系统，具有由所述燃烧后气体驱动的涡轮增压器、机械或电驱动的增压器以及配置成改变所述增压器的转速的无级变速器(CVT)；以及控制器，配置成调节所述涡轮增压器、所述增压器和所述无级变速器的操作以选择性地将从环境接收的空气加压以便输送至所述汽缸。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述增压器是低流量气体压缩机且所述涡轮增压器是高流量气体压缩机。

3.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述无级变速器包括操作地连接至所述增压器的至少一个可变直径滑轮，且其中所述控制器配置成调节所述至少一个可变直径滑轮的有效直径以由此调节所述增压器的速度。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其中所述至少一个可变直径滑轮机械地连接至所述曲柄轴。

5.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述无级变速器包括操作地连接至所述增压器的非圆形齿轮装置，且其中所述控制器配置成控制所述非圆形齿轮装置以由此调节所述增压器的速度。

6.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述机构在所述曲柄轴的5度至80度旋转角的范围内产生所述进气阀的所述恒定峰值升程，并且将所述进气阀的关闭延迟至所述内燃机的压缩循环中。

7.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述内燃机是火花点火内燃机，且所述内燃机的所述几何压缩比在11:1至16:1的范围内。

8.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述机构包括配置成产生所述进气阀的所述恒定峰值升程的电动液压致动器。

9.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述机构另外包括可变比凸轮从动件，所述可变比凸轮从动件设置在所述凸轮凸角与所述进气阀之间并且配置成产生所述进气阀的所述恒定峰值升程。

说明书

具有高压缩比和包括变速增压器的多级增压的内燃机

技术领域

[0001] 本公开涉及一种具有高压缩比和包括变速增压器的多级增压系统的内燃机。

背景技术

[0002] 通常要求内燃机(ICE)在延长的时段内产生相当多动力。许多这样的发动机采用增压装置(诸如废气涡轮驱动涡轮增压器或机械驱动增压器)以在空气流进入ICE的进气歧管之前将其压缩以提高发动机的动力和效率。

[0003] 总的来看，涡轮增压器和增压器这二者均用作气体压缩机，其强制比否则可在环境大气压力下实现的空气和氧气更多的空气和因此更多氧气进入ICE的燃烧室。强制进入ICE的含氧空气的附加质量提高了发动机的容积效率，允许发动机在给定循环中燃烧更多燃料，由此增大燃烧压力并且产生更多动力。

[0004] 为了努力提高整个发动机的效率和响应，某些ICE采用多级增压系统。这样的增压系统可以包括具有在较低排气流时更有效的较小涡轮增压器以及在较高排气流时更有效的较大涡轮增压器的涡轮增压系统或具有机械或电驱动增压器和排气驱动增压器的组合式系统。这样的增压系统中的两个涡轮增压器或增压器与涡轮增压器之间的转变通常是基于特定发动机的配置和操作要求来控制。

发明内容

[0005] 本公开的一个实施例涉及一种包括汽缸体的内燃机。汽缸体限定汽缸以及相对于汽缸体定位的汽缸盖。往复式活塞设置在汽缸内部并且配置成以至少10:1的几何压缩比来压缩空气和燃料混合物。曲柄轴设置在汽缸体中并且通过在活塞上施加燃烧力而旋转。进气阀操作地连接至汽缸盖并且配置成控制空气至汽缸的输送以在其中进行燃烧。排气阀操作地连接至汽缸盖并且配置成控制燃烧后气体从汽缸中的去除。一种机构经由进气阀的恒定峰值升程在曲柄轴的旋转角(是至少5度曲柄角)内提供延迟进气阀关闭(LIVC)，即，峰值升程处的延长保压时间。

[0006] 发动机还包括多级增压系统。多级增压系统包括由燃烧后气体驱动的涡轮增压器、机械或电驱动的增压器以及配置成改变增压器的转速的无级变速器(CVT)。发动机另外包括控制器，其配置成调节涡轮增压器、增压器和CVT的操作以选择性地将从环境接收的空气加压以便输送至汽缸。

[0007] 增压器可以配置为低流量气体压缩机，而涡轮增压器可以配置为高流量气体压缩机。

[0008] CVT可以包括至少一个可变直径滑轮，其将发动机的曲柄轴操作地连接至变速增压器。在这样的情况中，控制器可以配置成调节至少一个可变直径滑轮的有效直径以由此调节变速增压器的速度。至少一个可变直径滑轮可以机械地连接至发动机的曲柄轴。

[0009] CVT还可以包括操作地连接至变速增压器的非圆形齿轮装置。在这样的情况中，控制器可以配置成控制非圆形齿轮装置以由此调节变速增压器的速度。

[0010] 该机构可以在曲柄轴的5度至80度旋转角的范围内产生进气阀的恒定峰值升程，并且可以将进气阀的关闭延迟至发动机的压缩循环中。

[0011] 发动机可以是几何压缩比在11:1至16:1的范围内的火花点火内燃机。

[0012] 该机构可以包括配置成产生进气阀的恒定峰值升程的电动液压致动器。

[0013] 该机构可以包括进气凸轮轴，其具有用于相对于曲柄轴的位置打开和关闭进气阀的凸轮凸角。

[0014] 凸轮凸角可以包括配置成产生进气阀的恒定峰值升程的轮廓。

[0015] 该机构可以另外包括可变比凸轮从动件或摇臂，其设置在凸轮凸角与进气阀之间使得凸轮从动件配置成产生进气阀的恒定峰值升程。

[0016] 本公开的另一个实施例涉及一种具有这样的内燃机的车辆。

[0017] 上述特征和优点以及本公开的其它特征和优点从实施例的以下详述和用于实行结合附图和随附权利要求书取得的所述公开的最佳模式将容易地显而易见。

附图说明

[0018] 图1是根据本公开的具有带有包括涡轮增压器和变速增压器的多级增压系统的实施例的发动机的车辆的示意图。

[0019] 图2是根据本公开的具有带有包括多级增压系统的另一个实施例的发动机的车辆的示意图。

[0020] 图3是具有配置成在进气阀的峰值升程处提供延长的保压时间的机构的实施例的发动机的示意部分示意图。

[0021] 图4是由图3中所示的机构的实施例使用的进气凸轮轴凸角的示意图。

[0022] 图5是具有配置成在进气阀的峰值升程处提供延长的保压时间的机构的另一个实施例的发动机的示意图。

[0023] 图6是由图5中所示的机构的实施例使用的进气凸轮轴凸角的示意图。

[0024] 图7是具有配置成在进气阀的峰值升程处提供延长的保压时间的机构的又一实施例的发动机的示意图。

[0025] 图8说明由图3至图7中所示的机构产生的进气阀的示例性升程曲线。

[0026] 图9是根据本公开的在多级增压系统中采用来操作变速增压器的无级变速器(CVT)的示意部分横截面图。

[0027] 图10是根据本公开的在多级增压系统中采用来操作变速增压器的CVT的另一个实施例的示意部分横截面图。

具体实施方式

[0028] 参考附图，其中全部几个图中的相同参考数字对应于相同或类似部件，图1至图2说明车辆10，其采用动力系来经由从动轮14推进该车辆。如所示，动力系12包括内燃机16和操作地连接至该内燃机的变速器组件18。动力系12还可以包括一个或多个电动马达/发电机，其均未被示出，但是本领域技术人员可设想到其的存在。如所示，发动机16包括其中设置有多个汽缸22的汽缸体20以及相对于汽缸体定位的汽缸盖23。具体地，汽缸盖23可以安装在汽缸体20上或集成至汽缸体中或与汽缸体铸造在一起。

[0029] 汽缸盖23容纳空气和燃料以在汽缸22内部使用以供后续燃烧。如图3、图5和图7中可见，每个汽缸22均包括配置成在其中进行往复运动的相应活塞22-1。另外，燃烧室22-2形成在汽缸22内介于汽缸盖23的底面与活塞22-1的顶部之间。如本领域技术人员所已知，每个燃烧室22-2均容纳燃料和空气，该燃料和空气组合成在所述燃烧室内部形成燃料空气混合物以供后续燃烧。发动机16可以包括节气门19(图1至图2中所示)，其可配置为传统的可移动节气门叶片或对从环境进入发动机的空气体积进行计量的另一种类型的装置。虽然图1和2中示出了直列式四汽缸发动机，但是并不妨碍本公开适用于具有不同数量和/或设置的汽缸的发动机。

[0030] 如图3、图5和图7中所示，发动机16还包括多个进气阀24，其操作地连接至汽缸盖23并且配置成控制空气至每个汽缸22的供应以便与其中的燃料一起燃烧。发动机16可以配置为火花点火内燃机，其采用配置成输送所需量的燃料的燃料喷射器25以及起始燃料和空气混合物在燃烧室22-2内部的燃烧的火花塞27。发动机16另外包括多个排气阀26，其操作地连接至汽缸盖23并且配置成控制燃烧后气体从每个汽缸22中的去除。第一机构28配置成在发动机16的操作期间调节相应进气阀24的打开和关闭并且特别设置成在延长的时段内产生进气阀24的总体上恒定峰值升程。下文将更详细地讨论第一机构28的具体实施例和操作。第二机构30配置成在发动机16的操作期间调节相应排气阀26的打开和关闭。第二机构
30可以配置为具有用于致动排气阀26的多个凸轮凸角30-1的排气凸轮轴，或包括类似于下文关于第一机构28描述的那些配置的其它配置。

[0031] 发动机16还包括配置成在汽缸体20内旋转的曲柄轴31。如本领域技术人员所已知，曲柄轴31是由活塞22-1经由相应的连杆(未示出)旋转，因为适当比例的燃料空气混合物经由一个或多个进气阀24选择性地准许进入燃烧室22-2并且在燃烧室中燃烧。在空气燃料混合物在具体燃烧室22-2内部燃烧之后，特定活塞的往复式运动用于增补燃烧室气体32经由一个或多个排气阀26从相应汽缸22中的去除。汽缸盖23还配置成诸如经由排气歧管34将燃烧后气体32从燃烧室22-2中排出。如图1至2中所示，此排气歧管34可以配置为单独、可附接部件，其用于清除汽缸22中的排气燃烧后气体32或在内部铸造(即，集成)至汽缸盖23中(未示出，但是为本领域技术人员所已知)。

[0032] 具体参考图3至图8，第一机构28配置成在曲柄轴31的扩大旋转角内产生每个进气阀24的恒定峰值升程，即，相应进气阀的峰值升程处的延长保压时间。期望期间每个进气阀24的峰值升程保持恒定的曲柄轴31的旋转角将为至少5度，因此相对于具有典型进气阀的持续时间在每个进气阀处产生增加持续时间的开口。具体地，第一机构28可以在曲柄轴31的5度至80度旋转角的范围内产生进气阀24的恒定峰值升程。进气阀的峰值升程处的这样的延长保压时间产生可以向每个汽缸22输送燃烧空气的供应的增加时段。图3中所示的第一机构28的实施例可以包括具有多个凸轮凸角38A的进气凸轮轴36A，其中每个凸角配置成致动相应的进气阀24。凸轮凸角38A包括在曲柄轴31的理想扩大旋转角内产生每个进气阀
24的恒定峰值升程的凸轮轮廓40A。如图3中所示，第一机构28的所述实施例可以包括将运动从凸轮凸角38A转移至相应的进气阀24的多个或一组凸轮随动件46A。每个凸轮从动件
46A可以配置为固定比摇臂。

[0033] 如可从图4中所见，凸轮轮廓40A包括斜坡41A和42A以及限定凸轮凸角38A的顶部44A的总体上扁平部分43A。扁平部分43A与通常所使用的相对尖锐或圆弧状顶部(在进气阀的峰值升程处产生不显著的保压时间)相比在相应的进气阀24A的峰值升程处提供延长的保压时间。凸角轮廓40A的特征在于在扁平部分43A的持续时间内保持基本上恒定的切线
45A。扁平部分43A旨在扩大使得凸轮旋转角θ比凸轮轴36A的旋转大2.5度，这对应于比曲柄轴31的旋转大5度。如图4中所示，扁平部分43A扩大横跨进气凸轮轴36A的20度旋转角θ，这对应于40度的曲柄轴31的旋转。

[0034] 图5中所示的第一机构28的另一个实施例可以包括具有多个凸轮凸角38B的凸轮轴36B。每个凸角38B均包括具有斜坡41B和42B的凸角轮廓40B，并且提供如图6中所示的公知的相对尖锐或紧密的圆弧状顶部44B，其在相应进气阀24的峰值升程处产生基本上为零或不显著的保压时间。结合凸轮轴36B，第一机构28的所述实施例可以包括将运动从凸轮凸角38B转移至相应的进气阀24的多个或一组凸轮随动件46B。每个凸轮从动件46B均配置为可变比摇臂，其包括可旋转凸轮状辊子48B以在相应进气阀24的峰值升程处产生理想的延长保压时间。为了在图5至6的实施例中实现进气阀24的峰值升程处产生理想的延长保压时间，可旋转凸轮状辊子48可以如所示般设置在每个凸轮凸角38B与每个凸轮从动件46B之间，使得凸轮状辊子改变凸轮从动件的有效比。凸轮状辊子48的适当旋转可以例如由通过安装至发动机16的流体泵(未示出)产生的油压实现。在图3和5的每个实施例中，第一机构28可以另外包括凸轮轴相位器37，其配置成改变发动机16的操作期间相应凸轮轴36A、36B相对于曲柄轴31的位置的位置。

[0035] 替代地，根据图7中所示的又一实施例，第一机构28可以包括个别电动液压或机电致动器50。每个致动器50均配置成在曲柄轴31的扩大旋转角内产生相应进气阀24的理想恒定峰值升程。可采用这样的致动器50来代替先前描述的凸轮轴36A或具有凸轮随动件46B的凸轮轴36B。图8中示出可针对进气阀24由上文关于相应的图3、5和7所述的每个实施例的第一机构28产生的示例性升程曲线52。升程曲线52说明进气凸轮轴旋转角的20度角θ，其等效于期间每个进气阀24的10.3毫米峰值升程保持恒定的曲柄轴31的40度旋转角。在图8的所说明实施例中，与典型的凸轮凸角轮廓40B相比，对于附加的20度凸轮角度θ，已经扩大由第一机构28提供的峰值升程。与曲线51下方由典型的凸轮凸角轮廓40B产生的面积相比，进气阀的峰值升程处的此延长保压时间在升程曲线52下方产生增加的面积54，这对应于可向具体汽缸22输送燃烧空气供应的增加的时段。

[0036] 如图1和图2中所示，发动机16还包括多级增压系统56，其配置为具有用于将从环境接收的空气流58加压以便输送至汽缸22的多个气体压缩机的强制进气装置。多级增压系统56的气体压缩机具体被示为高流量涡轮增压器60和变速增压器62。增压器62可以由曲柄轴31经由操作地连接至发动机16(图1中所示)皮带65机械地驱动或由电动马达66(图2中所示)电驱动。在图1和2中所示的实施例中，在低气体流速下，空气流58可首先通过高流量涡轮增压器60并且传递至变速增压器62。在单独实施例(未示出)中，在低气体流速下，空气流58可以直接从环境接收并且在传递至高流量涡轮增压器62之前由变速增压器62压缩。在任一个上述实施例中，变速增压器62将操作为低流量气体压缩机，而涡轮增压器60将操作为高流量气体压缩机。

[0037] 如所示，涡轮增压器60与排气歧管34流体连通并且由来自于排气歧管的燃烧后气体32驱动。多级增压系统56可以采用废气门56-1来控制由涡轮增压器60产生的增压压力，并且可以或可以不采用压缩机旁通阀56-2来将空气流58选择性地引导至涡轮增压器60和增压器62中的每一个。多级增压系统56还包括配置成改变增压器62的转速的无级变速器(CVT)64。CVT64可经由皮带65(图1中所示)操作地连接至曲柄轴31或连接至电动马达66(图2中所示)。可以采用CVT64来改进发动机16的瞬态响应和燃料经济性。下文将详细地描述CVT64的各个实施例。

[0038] 低流量气体压缩机将空气流58加压并且以燃烧后气体32的相当低的流速或以发动机16的较低转速(诸如低于约3,000RPM)将空气流排放至汽缸22。高流量气体压缩机将空气流58加压并且以燃烧后气体32的相当高的流速或以发动机16的中间和较高转速(诸如约3,000RPM和以上)将空气流排放至汽缸22。因此，在此发动机16中，所产生的低于约3,
000RPM的燃烧后气体32的流速相对低于以3,000RPM阈值和3,000RPM以上阈值产生的流速。
因此，涡轮增压器60和变速增压器62中的一个将配置成在发动机空转速度以上开始操作，且另一个将配置成在大于发动机空转速度的预定发动机速度以上开始操作。

[0039] 通常，在多级强制进气装置中，来自于多个压缩机的输出压力大于可由单个压缩机提供的压力。此多级强制进气装置可以配置成操作为时序系统，其中至少在某些、通常中间的发动机速度范围内，低压和高压压缩机同时操作，即，操作重叠。多级强制进气装置还可配置成作为分级系统而产生增压压力，其中低压和高压压缩机按顺序产生增压压力，而没有任何操作重叠。

[0040] 发动机16另外包括进气系统，其可以包括多级增压系统56上游的空气过滤器(未示出)以将空气流58从环境引导至相应的气体压缩机。进气系统可以另外包括多级增压系统56下游的至少一个增压空气冷却器67用于经由通过近似等气压冷却提高进气增压密度提高发动机的容积效率。在单独实施例中，涡轮增压器60和增压器62中的每一个还流体连接至进气歧管69，其配置成将加压空气流58分布至每个汽缸22以便与适当量的燃料混合以及所形成燃料空气混合物的后续燃烧。另外，涡轮增压器60和增压器62中的每一个可设置有相应的增压空气冷却器67用于提高发动机的容积效率，如上所述。

[0041] 如图1至图2中可见，车辆10可以另外包括可编程控制器70，其配置成诸如通过控制喷射至汽缸22中的燃料量用于混合以及与加压空气流58的后续燃烧来调节发动机16的操作。控制器70可以是用于发动机16的专用控制器、用于动力系12的控制器或用于整个车辆10的中央处理单元。控制器70还配置成调节涡轮增压器60、增压器62和CVT64的操作以将从环境接收的空气流58选择性地加压以便输送至汽缸22。控制器70可以另外配置成调节图3、5和6中说明的第一机构28的实施例以及多级增压系统56中的第一气体压缩机和第二气体压缩机的操作之间的转变。

[0042] 控制器70包括存储器，其中的至少某些是有形且非暂时性的。存储器可以是参与提供计算机可读数据或程序指令的任何可记录介质。这样的介质可以采取许多形式，包括(但不限于)非易失性介质和易失性介质。用于控制器70的非易失性介质可以包括(例如)光盘或磁盘和其它持久存储器。易失性介质可以包括(例如)可以构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这样的指令可以由一个或多个传输介质来传输，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括具有耦合至计算机的处理器的系统总线的导线。控制器70的存储器还可以包括(例如)软盘片、软盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它任何光学介质等。控制器70可配置或配备有其它所需计算机硬件，诸如高速时钟、必需品模数(A/D)和/或数模(D/A)电路、任何必要的输入/输出电路和装置(I/O)以及合适的信号调节和/或缓存电路。控制器70需要或从而可以访问的任何算法可以存储在存储器中并且自动地执行以提供所需功能。

[0043] 如图9中所示，CVT64可配置为互补可变直径或可调滑轮、具体是经由具有具体接触直径76-1的皮带或链条76连接的可变直径滑轮72和对置可变直径滑轮74的系统。如所示，可变直径滑轮72机械地连接至曲柄轴31，而可变直径滑轮74操作地连接至变速增压器62。可变直径滑轮74可以直接或经由离合器78连接至变速增压器62。可变直径滑轮72直接或经由类似于离合器78的离合器(未示出)连接至曲柄轴31。滑轮72、74可以致动成由此改变用于皮带或链条76的相应滑轮的有效接触直径72-1和74-1。此致动可经由相应的电动马达72-2和74-2以电形式或经由流体泵(未示出)液压实现。用于提供滑轮72、74的液压致动的流体泵可为用于实现凸轮状辊子48的先前讨论的旋转的相同泵。可调滑轮CVT64的最小比Rmin和最大比Rmax可分别为0.95和1.6。

[0044] 控制器70可编程为同时调节相应可变直径滑轮72、74的有效接触直径72-2、74-2以通过控制电动马达72-1、74-1或将加压流体从流体泵输送来维持皮带或链条76的接触直接76-1，由此调节增压器62的速度。因此，控制器70可响应于发动机16的具体操作模式、诸如关于发动机上的负荷和其速度而经由调节相应可变直径滑轮72、74的有效接触直径72-2、74-2来调节变速增压器62。控制器70还可编程为调节离合器78用于相对于曲柄轴31选择性地接合和脱离可变直径滑轮72和/或用于相对于变速增压器62选择性地接合和脱离可变直径滑轮74。

[0045] 如图10中所示，CVT64还可配置为包括非圆形齿轮的相互啮合的齿轮装置80。非圆形齿轮装置80操作地连接至变速增压器62。此非圆形齿轮装置80的示例性实施例在图10中加以示出并且包括配置成由曲柄轴31驱动的输入轴82。控制机构84设置在输入轴82上。非圆形传动齿轮86和非圆形传动齿轮88安装成在输入轴82上旋转。控制机构84配置成使非圆形传动齿轮86在输入轴82上相对于非圆形传动齿轮88旋转。

[0046] 非圆形齿轮装置80还包括设置成基本上平行于输入轴82的副轴90。非圆形从动齿轮92和非圆形从动齿轮94安装在副轴90上并且经由差速器或行星齿轮组96彼此操作地连接。另外，非圆形从动齿轮92和非圆形从动齿轮94与相应的非圆形传动齿轮86和非圆形传动齿轮88个别地啮合。取出齿轮100经由超越离合器98操作地连接至副轴90，该超越离合器允许取出齿轮100由曲柄轴31驱动，但是防止通过相互啮合的齿轮装置80传输反向旋转。取出齿轮100与设置在输出轴104上的取出齿轮102啮合。如所示，输出轴102设置成基本上平行于输入轴82并且可以固定成随着变速增压器62旋转。由控制器70调节的离合器78还可以结合至CVT64的非圆形齿轮装置80的实施例中，诸如结合在输入轴82处，用于将非圆形齿轮装置和增压器62选择性地与曲柄轴31接合和脱离。

[0047] 在发动机16的操作期间，由发动机产生在曲柄轴31处的转矩通过非圆形传动齿轮86传输至非圆形从动齿轮92并且通过非圆形传动齿轮88传输至非圆形从动齿轮94。随着非圆形传动齿轮86和非圆形传动齿轮88的定相发生改变，还能够修改输出轴104的速度与输入轴82的速度的所形成比。因此，控制器70可调节控制机构84使之旋转并且由此改变非圆形传动齿轮86相对于非圆形传动齿轮88的定相。非圆形传动齿轮86相对于非圆形传动齿轮
88的定相的这样的改变调节变速增压器62的速度。当非圆形传动齿轮86和非圆形传动齿轮
88维持相差时(其可大至180度异相)，产生恒定速度比用于相对于曲柄轴31驱动变速增压器62。通过使用先前讨论的超越离合器98促进维持这样的定相条件。

[0048] 通过定相条件的具体实例实现CVT64的非圆形齿轮装置80的实施例的最小比Rmin和最大比Rmax。两个非圆形从动齿轮对、具有非圆形从动齿轮92的非圆形传动齿轮86和具有非圆形从动齿轮94的非圆形传动齿轮88构成一个功能发生器。非圆形齿轮装置80可具有与认为实现介于Rmin与Rmax之间的理想比范围所必需的功能发生器一样多的功能发生器。串联耦合在一起的四个这样的功能发生器可产生105度恒定比跨距，从而提供0.7的Rmin和1.3的Rmax，因此赋予1.86的比范围。控制器70可编程为响应于发动机16的具体操作模式、诸如关于发动机上的负荷和其速度而将变速增压器62的速度调节介于CVT64的非圆形齿轮装置80的实施例的Rmin与Rmax之间。

[0049] 在发动机16的操作期间，第一机构28使得如通常在阿特金森或米勒燃烧循环中使用的延迟进气阀关闭(LIVC)能够将减少量的空气和比例减少量的燃料捕集在燃烧室22-2中。第一机构28使用进气阀24的峰值升程处的延长保压时间以将进气阀24的关闭延迟或延长至发动机16的压缩循环中。通常，低RPM下的高发动机负荷在燃烧室22-2内部产生高压，从而增大了归因于燃烧不受控制引起的爆燃或自燃的可能性。因此，经由第一机构28限制燃烧室22-2内部的燃烧前压力总体上具有降低燃烧压力和减小爆燃或其它不受控制燃烧的可能性的效果。这样的效果在诸如发动机16的增压发动机中可能特别有利。采用汽缸压力增压压缩机(诸如气体压缩机(即，上文讨论的增压器60和涡轮增压器62)中的任一个)的发动机中的典型几何压缩比通常主要被设定在8.5:1至9.5:1的范围内以管理燃烧压力。然而，在发动机16中，设定几何压缩比可以为至少10:1，且具体在11:1至16:1的范围内，这是因为第一机构28在增压操作期间控制燃烧压力。

[0050] 通过受进一步延长至发动机16的压缩循环中的延迟进气阀关闭限制的燃烧前压力或有效压缩比实现发动机16中的相对较高几何压缩比，其中该延迟进气阀关闭本身是由进气阀24的恒定峰值升程实现。由于延迟进气阀关闭由于第一机构28进一步延长至压缩循环中，在某些发动机操作模式期间可有效地管理燃烧室22-2内部的燃烧压力(即，有效燃烧比)。例如，当多级增压系统56产生显著的增压压力时，可管理较低发动机速度和较高负荷下的有效压缩比。因此，第一机构28使得能够保持控制燃烧室22-2中的燃烧，尽管发动机16的几何压缩比相对较高。

[0051] 应当注意，可由低流量气体压缩机的受控操作补偿燃烧室22-2内捕集的空气体积归因于进气阀24的LIVC操作引起的减少，而不论该低流量气体压缩机是涡轮增压器60还是变速增压器62。另一方面，与典型的增压发动机相比，11:1至16:1范围内的以其它方式显著增大的几何压缩比可促进提高发动机16中的转矩输出。这样提高发动机16中的转矩输出可以所有操作模式、在较低发动机速度和增压水平以及较高发动机速度和由先前讨论的涡轮增压器60和增压器62的组合产生的增大增压水平下实现。总之，可采用进气阀24的LIVC操作、增大压缩比和耦合至增压器62的CVT64的组合以在较宽的操作范围内提高整个发动机的效率并且提供这样提高的效率。

[0052] 详述和图式或图支持并且描述本公开，但是本公开的范围仅仅是由权利要求书界定。虽然已详细描述了用于实行本公开的某些最佳模式和其它实施例，但是也存在用于实践所附权利要求书中界定的本公开的各种替代设计和实施例。另外，图式中所示的实施例或本描述中提及的各个实施例的特性不一定被理解为实施例彼此独立。实情是，可行的是，实施例的一个实例中描述的每个特性可与来自其它实施例的一个或多个其它期望特性组合，从而产生没有以文字描述或没有通过参考图式描述的其它实施例。因此，这些其它实施例落在随附权利要求书的范围的框架内。