升压发动机增压空气冷却器冷凝减少设备制造技术

本发明专利技术提供了用于向增压空气冷却器提供辅助热以便减少冷凝物形成的方法和系统。冷却剂阀门可控制加热的发动机冷却剂到增压空气冷却器的进口侧的运送。可基于增压空气冷却器中的冷凝物形成和增压空气冷却器出口的温度调整所述冷却剂阀门。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了用于向增压空气冷却器提供辅助热以便减少冷凝物形成的方法和系统。冷却剂阀门可控制加热的发动机冷却剂到增压空气冷却器的进口侧的运送。可基于增压空气冷却器中的冷凝物形成和增压空气冷却器出口的温度调整所述冷却剂阀门。【专利说明】升压发动机增压空气冷却器冷凝减少设备
技术介绍
在压缩空气进入发动机之前，涡轮增压发动机利用增压空气冷却器(CAC)冷却来自涡轮增压器的压缩空气。来自车辆外部的环境空气，或冷却剂，经过CAC，以冷却经过CAC的内部的进气。当环境空气温度降低时，或在潮湿的或雨季条件期间，此时增压空气被冷却至水露点之下，可在CAC中形成冷凝物。当进气包含再循环的排气时，冷凝物能变成酸性的，且腐蚀CAC外壳。在水-空气冷却器的情况中，这种腐蚀能够导致空气充气、大气、和可能地冷却剂之间的泄露。冷凝物可在CAC的底部聚集，然后在加速(或踩加速器踏板)期间被立即抽吸到发动机内，增加了发动机失火的机会。解决冷凝物形成的其他尝试包含限制流向CAC的环境空气，以便减少冷却效率。然而，减少对CAC的冷却也会减少对其他发动机组件的冷却。减少由于冷凝物吸入产生的发动机失火的另一个方法包括从CAC分离和/或排出冷凝物。虽然这可减少CAC中的冷凝物水平(level )，但将冷凝物移到另一个位置或容器，其会引起其他问题如冷冻和腐蚀。
技术实现思路
在一个示例中，可通过用于响应工况，调整对CAC的增压空气进口侧的加热来解决上述问题。工况可包含CAC中的一个或更多冷凝物形成条件。可响应增加的冷凝物形成增加对CAC的进口侧的加热。以这种方法，可增加经过CAC的增压空气的温度，减少冷凝物形成。在另一个示例中，调整加热包含调整电热源操作。作为一个示例，可响应CAC中的冷凝物形成条件和/或CAC出口温度调整冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂运送到CAC的增压空气进口侧。例如，当打开冷却剂阀门时，可将加热的发动机冷却剂运送到CAC的进口侧，增加进入CAC的增压空气的温度。可替换地，当关闭冷却剂阀门时，可以不将加热的发动机冷却剂运送到CAC的进口侧。在一个示例中，当CAC出口温度小于阈值温度时，可打开冷却剂阀门。在另一个示例中，当冷凝物形成低于阈值和/或CAC出口温度大于阈值温度时，可关闭冷却剂阀门。阈值温度可以发动机爆震的阈值为基础，以便通过冷却较少的进气和/或加热进气减少增加发动机爆震的可能性。以这种方法，可在维持相对有效的发动机操作期间减少冷凝物形成。在另一个例中，一种发动机方法包括:响应在发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度之上期间增加的冷凝物形成的可能性，增加发动机冷却剂到增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量；以及在发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度期间不增加发动机冷却剂到增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量。在另一个示例中，阈值冷却剂温度以进入增压空气冷却器的增压空气进口侧的增压空气的温度为基础。在另一个示例中，进一步响应增压空气冷却器出口温度增加发动机冷却剂的流量。在另一个示例中，方法进一步包括将冷却剂阀门调整为完全打开，以便增加流量，以及维持冷却剂阀门完全地关闭，以便不增加流量，其中当打开冷却剂阀门时，加热的发动机冷却剂被运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧，和当关闭冷却剂阀门时，不将加热的发动机冷却剂运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧。在另一个示例中，当冷凝物形成大于阈值且增压空气冷却器出口温度小于阈值温度时，打开冷却剂阀门。在另一个示例中，当一个或更多冷凝物形成小于阈值且增压空气冷却器出口温度大于阈值温度时，关闭冷却剂阀门。在另一个示例中，当经过增压空气冷却器的空气质量流量速度高于阈值速度时，关闭冷却剂阀门。在另一个示例中，一种发动机方法包括:在第一条件期间，包括当冷凝物形成大于阈值且增压空气冷却器出口温度小于阈值温度时，调整冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧；以及在不同于第一条件的第二条件期间，关闭冷却剂阀门，以便停止将加热的发动机冷却剂运送到增压空气冷却器的增压空气进口侧。在另一个示例中，第二条件包含当冷凝物形成小于阈值、增压空气冷却器出口温度大于阈值温度，和经过增压空气冷却器的空气质量流量速度高于阈值速度时中的一个或更多。应该理解，以简化形式提供上述主要内容以介绍进一步在【具体实施方式】中描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，其保护范畴仅由下列【具体实施方式】后面的权利要求限定。此外，所述主旨不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。【专利附图】【附图说明】图1是包含增压空气冷却器和冷却系统的示例发动机系统的示意图。图2显示用于调整发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的运送的方法的流程图。图3根据本公开的实施例显示了图示用于确定CAC内的冷凝物的量的方法的流程图。图4显示基于CAC中的冷凝物形成和CAC出口温度对冷却剂阀门调整的图示示例。【具体实施方式】【具体实施方式】涉及用于向增压空气冷却器(CAC)的增压空气进口侧提供热以减少冷凝物形成的系统和方法。可响应CAC中的冷凝物形成调整对发动机系统中(如图1的发动机系统)的CAC的增压空气进口侧的加热。在一个示例中，调整加热可包含调整加热的发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送速度。在图2中显示基于冷凝物形成和CAC出口温度的用于调整加热的发动机冷却剂到CAC的运送的方法。可响应增加的或减少的冷凝物形成调整冷却剂阀门。冷凝物形成可包含大量冷凝物形成，如由图3介绍的方法确定的。图4图示响应冷凝物形成和CAC出口温度对冷却剂阀门的示例调整。图1显示示意性地图示的机动车辆中的发动机系统100的示例实施例。在车辆如公路车辆和其他类型交通工具中可包含发动机系统100。在参考车辆描述发动机系统100的示例应用时，应该明白，可使用多种类型的发动机和车辆推进系统，包含轿车、卡车，等坐寸O在描述的实施例中，发动机10是耦合至涡轮增压器13的增压发动机，其中涡轮增压器13包含由涡轮机16驱动的压缩机14。具体地，通过空气过滤器11，沿着进气管通道42将新鲜空气引入发动机10且流向压缩机14。压缩机可以是合适的进气压缩机，如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，将压缩机显示为通过轴19机械地耦合至涡轮机16的涡轮增压器压缩机，由膨胀的发动机排气装置驱动涡轮机16。在一个实施例中，可在双涡流涡轮增压器内耦合压缩机和涡轮机。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮机几何形状作为发动机转速和其他工况的函数被积极地改变。如图1示出的，通过增压空气冷却器(CAC) 18将压缩机14耦合至节气门20。例如，CAC可以是空气对空气或空气对水的热交换器。将节气门20耦合至发动机进气歧管22。热的压缩的增压空气从压缩机进入CAC18的增压空气进口 26，随着它经过CAC冷却，然后离开增压空气出口 27，以便经过节气门进入进气歧管。来自车辆外部的环境空气流可通过车辆前端进入发动机10，且穿越CAC，以便帮助冷却增压空气。当环境空气温度降低时，或在将进气冷却至水露点之下的潮湿的或雨季条件期间，可在CAC中形成且积聚冷凝物。当进气包含再循环的排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，其包括：响应工况，调整增压空气冷却器的增压空气进口侧的加热。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·坎宁安，C·P·格鲁格拉，D·J·斯泰尔斯，
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