用于发动机气道冷凝物管理的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于发动机气道冷凝物管理的系统和方法。该系统和方法基于冷凝物中的污染类型和发动机或催化剂的运转参数将热交换器储存器中收集的冷凝物引导至进气系统或发动机排气中的位置。在一个特定示例中，在第一运转模式中将冷凝物引导至沿发动机进气系统的第一位置，而在第二运转模式中引导至沿发动机排气的催化剂上游的第二位置，而在第三运转模式中引导至沿发动机排气的催化剂下游的第三位置。当基本上没有探测到污染时，可以将冷凝物引导进催化剂上游的发动机排气以冷却催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及在连接至发动机进气气道(air path)和/或排气气道的充气空气冷却器中自然形成并且收集的冷凝物中污染的探测，从而响应于该探测采取措施。【
技术介绍
】增压发动机已经普遍使用，其中通过由设置在发动机排气中的涡轮或发动机曲轴驱动的空气压缩器压缩空气。压缩会增加空气温度。所以，通常在进入发动机进气之前引导压缩空气通过通常称为充气冷却器(CAC)的热交换器。在高环境空气湿度状况下热交换器中会形成冷凝物。在一些现有技术中总是将冷凝物引导进发动机排气而在其它现有技术中总是将冷凝物弓I导进发动机进气。专利技术人在此已经认识到，不管发动机工况并且不管冷凝物中是否存在污染，总是将冷凝物引导至排气或进气会导致不希望的发动机或催化剂运转。例如，总是将冷凝物引导至进气可能导致粗糙的发动机运转。而且在低或中等发动机负荷时总是将冷凝物引导至催化剂上游的排气可能导致不希望的催化剂冷却。此外，如果冷凝物中存在发动机机油而将冷凝物引导至催化剂可能导致不希望的催化剂运转。此外，从排放或效率的观点来看，通过将发动机机油抛弃进催化剂下游的发动机排气来去除发动机机油是不希望的。【
技术实现思路
】专利技术人在此通过一种方法解决这些问题，在一个示例该方法包含:引导空气通过热交换器并进入发动机的燃烧室；在热交换器中形成冷凝物；以及基于探测的冷凝物中的污染类型和发动机或催化剂的运转参数两者将冷凝物引导至燃烧室或发动机排气中的位置。例如，在一个实施例中，CAC可以集成有设计成开口罐(inlet tank)的特定几何形状以从气道分离冷凝物，并且基于存在的污染类型而进一步将冷凝物引导至燃烧室或发动机排气中的位置。在一个特定方面，当发动机以高负荷运转且污染中不存在发动机机油时，将冷凝物引导进催化剂上游的发动机排气以冷却催化剂。在另一个示例中，当发动机以高负荷运转且污染中存在发动机机油时，将冷凝物引导进发动机燃烧室以燃烧机油而不污染催化剂。在又一个示例中，当冷凝物中有发动机冷却剂时减小发动机功率以允许驾驶员驾驶到安全的地方而不损坏发动机。单独或结合附图阅读下面的【具体实施方式】，本专利技术的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在【具体实施方式】中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。【【附图说明】】单独或结合附图阅读示例实施例(此处指具体实施例)，可以更完全理解本说明书描述的优点。图1是包括充气冷却器的示例发动机系统的示意图；图2是显示图1中示例冷凝物路径的示意图；图3是根据本专利技术的包括热交换器和储存器的示例双进气系统；图4更详细地显示示例储存器和计量阀；图5是响应于发动机工况而在运转模式之间切换以调节引导冷凝物的位置的示例方法的流程图；图6是说明用于将冷凝物引导至发动机进气的示例方法的第一运转模式的流程图；图7是说明用于将冷凝物引导至发动机排气的示例方法的第二和第三运转模式的流程图；图8是显示基于发动机工况的示例阀门调节的图；图9-12显示了根据第二实施例的示例冷凝物管理系统，其中包括用于辅助引导冷凝物的蓄压器；图13说明使用蓄压器引导冷凝物的示例方法；图14说明使用压缩气体填充蓄压器的示例方法；图15和16显示了冷凝物管理系统的第三实施例，其中在进气歧管内收集冷凝物。尽管可以使用其它的相对尺寸和定位，近似成比例地绘制图3、4、9_12以及15-16。【【具体实施方式】】下文的描述涉及用于处理充气冷却器(CAC)中的冷凝物的系统和方法，包括调节在发动机系统(比如图1中的系统)内引导冷凝物的位置。其中，可以调节一个或多个阀门以控制引导冷凝物的位置，比如图2中显示的示例路径。在图3和4显示的一个特定实施例中，双涡轮增压发动机配置用于基于冷凝物中存在的污染类型和发动机或催化剂的其它运转参数而将冷凝物输送至不同位置。例如，发动机工况可以包括催化剂或发动机温度和CAC内的冷凝物形成，可以使用图5中说明的方法确定该冷凝物形成。图6和7中显示了用于在发动机运转模式之间切换以调节输送路径的示例方法。随后，图8显示了说明示例发动机系统中阀门调节的示例图。图9-12显示了冷凝物管理系统的第二实施例，该管理系统具有存储并使用压缩气体辅助冷凝物的引导和移动的蓄压器，而图13和14显示了用于运转具有蓄压器的冷凝物管理系统的示例方法。此外，因为发动机系统中的最低点可能位于充气空气冷却器之外的位置，图15和16显示了第三实施例，其中在进气歧管中收集冷凝物，该进气歧管包含进气系统(AIS)中的最低点。现在参考图1，包含多个汽缸(图1中显示其一个汽缸)的内燃发动机10通过电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室(汽缸)30和活塞36位于其中并连接至曲轴40的汽缸壁32。燃烧室30显示为可经由各自的进气门52和排气门54通过进气流道(未显示)与进气歧管47连通并与排气歧管48连通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转每个进气和排气门。可以经由凸轮相位器58调节相对于曲轴位置的排气门54的打开和关闭正时。可以经由凸轮相位器59调节相对于曲轴位置的进气门52的打开和关闭正时。可以通过进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可以通过排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。这样，控制器12可以通过相位器58和59控制凸轮正时。可以根据多个因素(比如发动机负荷和发动机转速(RPM))提前或延迟可变凸轮正时(VCT)。燃料喷射器66显示为设置以直接将燃料喷射到燃烧室30内，本领域内技术人员称之为直接喷射。可替代地，可以将燃料喷射至进气道，本领域内的技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号(FPW)的脉冲宽度成比例地传输流体燃料。燃料通过燃料系统(未显示)输送至燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未显示)。响应于控制器，从致动器68向燃料喷射器66提供工作电流。在一个示例中，使用高压、双级燃料系统产生高燃料压力。此外，进气歧管47显示为与调节节流板64的位置以控制来自节气门体入口管46的空气流的可选的电子节气门62连通。压缩器162从进气42汲取空气以提供至发动机进气系统。进气42可以是从一个或多个管道(图1中未显示)汲取空气的进气系统的一部分。该一个或多个管道可以分别从车辆的外部或车辆发动机罩的下面汲取较冷或较暖的空气。进气阀(图1中未显示)随后可以控制从其将进气吸入进气系统的位置。进气可以从进气阀的下游传输至进气42、压缩器输出管44、CAC166、节气门体入口管46、进气歧管47以及将空气传输至每个燃烧室的包含进气系统的进气流道30。排气旋转祸轮164连接至相应压缩剩余的节气门前的(pre-throttle)空气路径容量的压缩器162。可以提供多种设置来驱动压缩器。对于机械增压器，可以通过发动机和/或电机至少部分地驱动压缩器162并且可以不包括涡轮。从而，可以通过控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供至一个或多个发动机汽缸的压缩量。当涡轮增压器废气门171处于打开状态时涡轮增压器废气门1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，所述发动机具有连接至催化剂的排气，所述方法包含：引导空气通过热交换器并且进入所述发动机的一个或多个燃烧室；在所述热交换器中形成冷凝物；以及基于所述冷凝物中的污染和所述发动机或所述催化剂的运转参数而引导所述冷凝物至所述燃烧室或所述发动机排气中的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·威克斯，K·E·马切罗尼，M·M·马丁，
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