在富条件下改进燃料经济性的排气再循环制造技术

本发明专利技术提供了一种运行增压汽油发动机的方法。本方法包括当发动机运行在化学计量下的空燃比时将发动机的进气空气充气稀释为第一稀释水平。本方法还包括，响应发动机下游过排气温度的情况，当运行在富空燃比时，将发动机进气空气充气稀释到第二、更高的稀释水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种运行增压汽油发动机的方法。本方法包括当发动机运行在化学计量下的空燃比时将发动机的进气空气充气稀释为第一稀释水平。本方法还包括，响应发动机下游过排气温度的情况，当运行在富空燃比时，将发动机进气空气充气稀释到第二、更高的稀释水平。【专利说明】在富条件下改进燃料经济性的排气再循环
本专利技术涉及机动车辆工程，更具体地，涉及排气再循环(EGR)。
技术介绍
车辆中的内燃发动机可以在宽范围的速度和负载下运行。在化学计量下的空燃比运行的增压式汽油发动机中，高发动机负载会导致不期望地高排气温度。这样的温度会加速发动机系统中材料的老化，尤其是涡轮和排气后处理部件。一个降低汽油发动机在高负载瞬态中的排气温度的策略是增加空燃混合物。当高于化学计量比时，注入发动机气缸的液体燃料并不会进行燃烧，而是通过蒸发冷却其中的燃烧气体。此外，多余的燃料可以在汽缸中吸热地变相，从而提供更多的冷却。然而由于多余的燃料不提供能量，这种策略会不利于燃料经济性。为了解决这个问题，在此专利技术人提供一系列解决办法，其中在高负载的情况下主动施加排气再循环，同时空气燃料混合物被富化。一个具体的实施例提供了运行增压汽油发动机的方法。这种方法包括在化学计量下的空燃比运行时，将发动机进气空气稀释为第一级稀释水平。这种方法还包括，当发动机在增加空气燃料比运行时，响应发动机下游过高排气温度的问题，其将发动机进气空气进一步稀释为第二更高水平。EGR在汽油发动机中高负载时的一些优势之前已经被发现。例如:美国专利号8，001，779，提供了一种高低压排气再循环混合系统，从而将EGR的使用扩大到大范围内的速度和负载。该参考文献说明了在高负载下排气再循环能够减少富化的需要来保护排气系统部件。然而，它并没有认识到在高负荷瞬态富化和排气再循环导致的协作。
技术实现思路
相比之下，本公开展示了能够使用EGR —些可用的形式，与富化一起，作为由于富化引起的燃料经济性降低的补救。以这种方式，可以在高负载下保护排气系统，而不会产生过多的燃料经济性损失。在另一实施例中，汽油发动机包括:流体联接进歧管的进气压缩机；流体联接至排气歧管并机械联接压缩机的排气涡轮；导管，其具有在涡轮下游联接的入口，在压缩机上游联接的出口，以及为了调整进气歧管中进气稀释水平而调节排气流动的阀；和控制器，使得当发动机运行在化学计量空气燃料比时将阀开至能提供第一稀释水平，而当发动机运行在富空气燃料比的情况下，将阀开至能提供第二稀释水平。在另一个实施例中，发动机进一步地包括热联接至导管并且被配置为冷却其中排气的热交换器。在另一个实施例中，发动机还包含设置在导管内并与控制器可操作地联接的空气燃料比传感器。在另一个实施例中，发动机还包含排气温度传感器。在另一些实施例中，排气温度传感器热联接至排气后处理催化剂。在另一个实施例中，控制器还被配置为仅当排气温度传感器的输出指示过温状况时以高空燃比运行发动机。在另一些实施例中，提供了运行增压式汽油发动机的方法。该方法包括:提供稀空气燃料比或化学计量下的空气燃料比；将发动机进气空气稀释到第一稀释水平；检测过排气温度；并且响应于过排气温度的条件，提供富空气燃料比并且稀释进气空气至第二较高稀释水平。在另一个实施例中，该方法还包括当以第二稀释水平运转时增强进气充气的压缩以保持转矩。在另一个实施例中，富空气燃料比在踩下加速器踏板状态下提供。以上的
技术实现思路
用来以简化的形式介绍本公开的选择部分，而非指明关键或必要的特征。由权利要求限定的要求保护的主题，既不受该
技术实现思路
限定也不受解决本文提出的问题和缺点的实施方式限定。【专利附图】【附图说明】图1示意性图示依据本公开的实施例的示例机动车辆系统的方面。图2图示说明了依据本公开的实施例的运行增压式汽油发动机的示例方法。图3是在执行图2的方法期间若干发动机参数的示例绘图比较。【具体实施方式】图1示意性示出机动车辆的示例发动机系统10的方面。在发动机系统10中，新鲜空气先进入空气净化器12，并且流至压缩机14。压缩机可以是任意合适的进气压缩机，例如电机驱动或驱动轴驱动的机械增压压缩机。然而在发动机系统10中，压缩机在涡轮增压器18中被机械地联接至涡轮16，涡轮被扩张来自排气歧管20的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮被联接在双涡管涡轮增压器中。在另一些实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状随着发动机转速的变化而主动变化。压缩机14经由增压空气冷却(CAC)24和节气门阀26流体联接至进气歧管22。自压缩机的增压空气流动穿过CAC并且节气门阀被引至进气歧管。在图示的实施例中，压缩机旁通阀28被联接在压缩机进口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，它被配置为在选择的工况下打开从而释放过多的增压压力。排气歧管20和进气歧管22分别通过一系列排气门32和进气门34与一系列气缸30联接。在一个实施例中，排气和/或进气门可以是电力致动的。在另一个实施例中，排气/进气门可以是凸轮致动的。无论是电力致动或是凸轮致动，排气门和进气门的正时都可以为了期望的燃烧和排放控制性能按需做出调整。气缸30根据实施例，可以使用不同的燃料，例如:汽油、醇类或其混合物。在图示的实施例中，燃料泵36里的燃料通过燃料喷射器38的直接喷射而被供给至气缸。在本文考虑的多种实施例中，燃料可以通过直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或关于其的任意组合来供应。在发动机系统10中，燃烧经由在火花塞40进行火花点火启动。火花塞由电子点火单元(在附图中未示出)发出的时控高压脉冲驱动。发动机系统10包括高压(HP)排气再循环(EGR) 42和高压EGR冷却器44。当HPEGR阀打开时，排气歧管20中的一些高压排气被抽出通过HP EGR冷却器至进气歧管22。在进气歧管中，高压排气为更低的燃烧温度、减少的排放和其他好处稀释了进气空气。剩余排气流到涡轮16来驱动涡轮。当期望降低的涡轮转矩时，部分或全部排气会替代地直接通过废气门46从而旁通涡轮。然后自涡轮和废气门的组合流流动通过发动机系统的各种排气后处理设备，如下所述。在发动机系统10，稀NOx捕集器(LNT)48被联接在涡轮16的下游。LNT包括应用催化剂涂层的内部催化剂支持结构。涂层被配置为当排气流为稀时捕获排气中的N0X，并且当排气流为富时减少捕集的N0X。三元催化剂(TWC)级50被联接在LNT的下游。TWC被配置为用来氧化剩余的CO、氢气和碳氢化合物，并且减少发动机排气中的氮氧化物(N0X)。需要注意的是在发动机系统中排气后处理级的性质、数量和安排都可以和本公开的不同实施例不同。例如，一些配置可包括碳烟过滤器或组合碳烟过滤和其他排放控制功能，例如NOx捕集的多目的排气后处理级。继续图1，全部或部分经过处理的排气会通过消音器52被释放到环境中。然而，根据工况，一些经过处理的排气会通过低压(LP) EGR冷却器54转移。通过打开与LP EGR冷却器串联连接的LP EGR阀56转移排气。LP EGR冷却器可包括任意合适形式的热交换器——气体-空气，气体-水等等。冷却后的排气从LP EGR冷却器54流入压缩机14。通过部分关闭排气背压阀58，在经过选择的运行环境后可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行增压汽油发动机的方法，所述方法包括：当发动机运行在化学计量下的空燃比时，将所述发动机的进气空气充气稀释到第一稀释水平；和当发动机运行在富空燃比时，响应所述发动机下游的过排气温度的状况，将所述发动机的所述进气空气充气稀释到第二、更高稀释水平。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，D·J·斯黛奥兹，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US