具有空气冷却的废气门致动器的涡轮增压器系统技术方案

本发明专利技术涉及具有空气冷却的废气门致动器的涡轮增压器系统。提供用于车辆的系统和方法，该系统和方法用于响应于废气门处的温度超过温度阈值而调整车辆的散热器风扇的速度和格栅闸板的位置中的每个。在一个实例中，系统可包括车辆前端的散热器、耦接到排气通道的发动机、具有旁通管道的排气通道中的涡轮机、安置在涡轮机管道中的废气门，以及所述废气门经由冷却导管从散热器风扇下游接收气流。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及冷却车辆的涡轮增压器系统中的废气门的致动器。
技术介绍
相对于自然进气式发动机，涡轮增压器可用在发动机中以增加用于给定排量的发动机的动力输出。通过接近汽缸的排气口安置涡轮机以减少涡轮增压器中的涡轮机和燃烧室之间的流动路径是期望的。这种安置减少排气流的损失，从而使涡轮机的速度能够增加。增加的涡轮机速度增加由压缩机提供的压缩量。结果，发动机的动力输出可增加。然而，由于涡轮机邻近燃烧室，涡轮机和周围的组件可能经受升高的温度。在一些发动机中，排气歧管和涡轮机外壳可能具有超过900℃的散热面温度。结果，涡轮机和周围的组件，诸如废气门和废气门的致动器，可经受热衰退，从而缩短组件寿命。例如，由于包括其中的感温控制组件，电致动废气门(EAWG)可在较高温度处变得不能操作。举例来说，废气门致动器和它的电路在升高的温度处显著退化，从而影响废气门控制和发动机性能。Matthews在US 2014/0047832中示出冷却废气门致动器的实例方法。这里，废气门致动器经由管道从进气压缩机上游接收冷却空气。然而，专利技术人这里已意识到Matthews示出的实例方法的潜在问题。举例来说，在特定发动机状况期间进气流可能不足以冷却废气门致动器。在增压状况期间，大部分进气流可被引入进气压缩机中以用于燃烧，而明显较小部分的进气流可朝向废气门致动器进入管道。因此，废气门致动器不能被充分冷却，导致热衰退的可能性增加。
技术实现思路
至少部分解决上述问题的一种方法包括一种用于车辆的实例系统，其包括车辆前端的散热器风扇、耦接到排气通道的发动机、安置在排气通道中的涡轮机、与涡轮机入口和涡轮机出口流体连通的旁通管道、安置在旁通管道中的废气门，和调整废气门位置的废气门致动器，废气门致动器经由冷却导管从散热器风扇下游接收气流。这样，废气门可在不同的发动机状况期间通
过经由冷却导管从散热器风扇接收的空气来冷却。另一实例方法包括一种用于车辆中的增压发动机的方法，其包括响应于废气门处的温度超过温度阈值，调整车辆的散热器风扇的速度和格栅闸板(grille shutters)的位置中的每个。因此，散热器风扇和格栅闸板可促进废气门(和废气门致动器)的冷却。例如，车辆中的增压发动机可包括通过排气涡轮机驱动的进气压缩机。废气门可安置在横穿排气涡轮机耦接的旁通管道中。正因如此，废气门的位置可基于横穿排气涡轮机的所需排气流通过废气门致动器调整。废气门致动器(和废气门)可经由冷却导管从车辆前面接收冷却气流。具体地，冷却导管的第一端可从散热器风扇和格栅闸板中的每个的下游接收气流，并经由冷却导管的第二端传递气流到废气门致动器(和废气门)。仍进一步，散热器风扇的速度和格栅闸板的位置可经调整以响应废气门和废气门致动器处的温度。当废气门(和废气门致动器)的估计温度超过温度阈值时，散热器风扇的速度和/或格栅闸板的位置可经变化以经由冷却导管提供冷却气流到废气门和废气门致动器。这样，废气门和废气门致动器可被冷却以减少组件退化。通过使用来自散热器风扇和格栅闸板的气流，废气门致动器可以根据需要被冷却。进一步，朝废气门致动器引导的气流可不取决于现有的发动机状况。正因如此，散热器风扇可被致动以响应废气门的热且可不基于其它发动机参数。废气门上的热应力可通过冷却气流减少，从而使废气门和废气门致动器的寿命能够增加。从散热器风扇和格栅闸板接收的气流也可冷却排气涡轮机和排气歧管。因此，这些组件的耐用性和完整性可被维持和/或延长。总的来说，组件的退化可减少且降低维修成本。当单独来看或结合附图时，根据以下具体实施方式，本描述的上述优点和其它优点以及特征将是明显的。应该理解，上述
技术实现思路
经提供以简化的形式引入一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。其并不意味着确认所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出根据本公开的示意性实例车辆系统。图2描述根据本公开的图1的实例车辆系统的另一示意图。图3示出混合动力电动车辆(HEV)的示意图。图4呈现用于基于废气门温度调整格栅闸板的位置和散热器风扇的速度的实例方法。图5示出用于基于车辆速度确定格栅闸板的位置的实例方法。图6展示用于基于废气门温度调整散热器风扇的速度的实例方法。图7示出用于基于车辆速度确定散热器风扇的激活的实例方法。图8是用于在关闭非HEV车辆中的发动机后调整格栅闸板的位置和散热器风扇的速度的实例方法。图9描述用于在关闭HEV中的发动机后调整格栅闸板的位置和散热器风扇的速度的实例方法。图10示出基于废气门温度调整格栅闸板的位置和散热器风扇的速度的实例。具体实施方式下面的描述涉及用于冷却被包括在车辆系统(诸如，图1至图3所示的实例车辆系统)中的发动机系统内的废气门和废气门致动器的方法和系统。具体地，通过安置在车辆前面的散热器风扇引导的一部分空气可通过冷却导管朝向废气门和废气门致动器流动。在一个实例中，该部分空气可经由格栅闸板接收且然后通过散热器风扇朝向冷却导管引导。格栅闸板的位置和散热器风扇的速度可每个基于废气门处的温度调整(图4)。格栅闸板的位置(图5)也可基于车辆速度。在当格栅闸板的位置可不调整的车辆状况期间，可仅修改散热器风扇的速度(图6)。正因如此，散热器风扇可基于车辆速度被激活并操作(图7)且可基于废气门温度被进一步调整。为了确保发动机关闭后废气门和废气门致动器的充分冷却，冷却气流可通过调整格栅闸板的位置和散热器风扇的速度朝向废气门和废气门致动器引导(图8)。仍进一步，可在混合动力车辆中的发动机停用(deactivation)后通过调整散热器风扇的速度和格栅闸板的位置冷却废气门和废气门致动器(图9)。图10示出实例格栅闸板和散热器风扇速度调整。图1示出示意性说明的机动车辆102中的发动机系统100的实例实施例。发动机系统100可被包括在其它类型车辆的车辆中，诸如道路车辆。虽然发动机系统100的实例应用将参考车辆描述，应该理解，可使用各种类型的发动机和车辆推进系统，其包括客车、卡车等。图1进一步示出控制系统28。控制系统28可连通地耦接到发动机系统100的各种组件以实施这里描述的控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统28可包括电子数字控制器12。控制器12可为微型计算机，其包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子储存介质，随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如所述，控制器12可从多个传感器30接收输入，所述多个传感器30可包括用户输入和/或传感器(诸如变速器齿轮位置、油门输入、排气歧管温度、空气-燃料比、车辆速度、发动机速度、通过发动机的质量气流、增压压力、环境温度、环境湿度，进气空气温度等)、冷却系统传感器(诸如，冷却液温度、散热器风扇速度、乘客厢温度，环境湿度等)、增压空气冷却器传感器、冷却液泵速度以及其它。控制器也可发送多个控制信号到各种发动机致动器32以便基于从传感器30接收的信号调整发动机操作。例如，致动器32可包括用于调整废气门142的位置的废气门致动器144和用于调整节流阀20的位置、调整散热器风扇的操作和/速度、经由调整EGR阀(未示出)调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：车辆前端的散热器风扇；耦接到排气通道的发动机；安置在所述排气通道中的涡轮机；与涡轮机入口和涡轮机出口流体连通的旁通管道；安置在所述旁通管道中的废气门；和调整所述废气门的位置的废气门致动器，所述废气门致动器经由冷却导管从所述散热器风扇下游接收气流。

【技术特征摘要】
2015.02.13 US 14/622,4321.一种系统，其包括：车辆前端的散热器风扇；耦接到排气通道的发动机；安置在所述排气通道中的涡轮机；与涡轮机入口和涡轮机出口流体连通的旁通管道；安置在所述旁通管道中的废气门；和调整所述废气门的位置的废气门致动器，所述废气门致动器经由冷却导管从所述散热器风扇下游接收气流。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括安置在所述车辆的所述前端的格栅闸板以及带有储存在永久存储器中的计算机可读指令的控制器，所述控制器用于：响应于废气门致动器处的温度超过阈值温度，在第一状况期间，增加所述散热器风扇的速度；且在第二状况期间，增加所述散热器风扇的所述速度并打开所述格栅闸板。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一状况包括所述车辆的速度高于阈值速度，且其中所述第二状况包括所述车辆的所述速度低于所述阈值速度。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令以用于：在发动机熄火状况中关闭发动机后，如果所述废气门致动器处的所述温度超过所述阈值温度，打开所述格栅闸板；且在预定持续时间内增加所述散热器风扇的所述速度。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令以用于：响应于在所述预定持续时间前所述废气门致动器的所述温度下降到所述阈值温度以下，关闭所述格栅闸板并停用所述散热器风扇。6.一种用于车辆中的增压发动机的方法，其包括：响应于废气门处的温度超过温度阈值，调整所述车辆的散热器风扇的速度和格栅闸板的位置中的每个。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括经由冷却导管使空气从所述散热器风扇和所述格栅闸板中的每个的下游流到所述废气门。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述格栅闸板的所述位置基于所述车辆的移动速度。9.根据权利要求8所述的方法，其中当所述车辆的所述移动速度低于速度阈值时，所述格栅闸板的所述位置为更打开的位置。10.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·山田，T·J·加德纳，C·D·蒂尔南，M·库恩，S·M·施潘鲍尔，
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