用于发动机增压的系统和方法技术方案

本申请公开用于发动机增压的系统和方法。内燃发动机可以耦接到两步式发动机增压系统以向发动机提供期望的增压从而满足扭矩需求。两步式发动机增压系统可以首先通过将一氧化二氮喷射到发动机中来向发动机提供增压，然后转换到从车架纵梁空气增压系统提供增压以生成所期望的增压。来自耦接到发动机的变速器的气泵的空气可以以使空气流到车架纵梁空气增压系统用于存储且随后用于向发动机提供增压。

System and method for engine pressurization

The system and method for engine pressurization are disclosed. The internal combustion engine can be coupled to a two step engine supercharging system to provide the desired boost to the engine to meet the torque requirements. The two step turbocharging system can first boost the engine by injecting an oxidized two nitrogen into the engine, and then transfer it to the air booster system from the frame longitudinal beam to provide pressurization to generate the desired pressurization. Air from an air pump coupled to the engine's transmission can be used to air the longitudinal beam of the car, the air pressurization system is used for storage, and then it is used to provide pressure to the engine.

【技术实现步骤摘要】
用于发动机增压的系统和方法
本专利技术涉及用于发动机增压的系统和方法。
技术介绍
内燃发动机耦接到发动机增压系统，其向发动机输送增压以满足发动机扭矩需求。发动机增压系统可以以包括压缩机，其在发动机的入口侧上输送压缩空气，从而增加对发动机可用的增压。将氧增强剂添加到内燃发动机的汽缸中降低进气温度、提高汽缸压力，并且通过允许发动机燃烧更多的燃料来向发动机提供增压。增加的燃料燃烧产生驱动活塞向下的更多的汽缸压力，从而利用导致更多的发动机功率满足扭矩需求的更大的力转动曲轴系。一种广泛使用的氧增强剂是一氧化二氮。当一氧化二氮(N20)被喷射到发动机汽缸中时，汽缸内的初始燃烧产生足够的热以将一氧化二氮分离为其两种成分：氮和氧。一旦发生这种分离，氧然后可以用于燃烧发动机中的更多燃料。向发动机输送增压的尝试包括公开一氧化二氮喷射系统的美国专利申请No.20110308483A1中所公开的系统，其中一氧化二氮在高压力下储存在箱中并且从箱引导到燃料供应管线。与燃料供应管线中的燃料混合的一氧化二氮被直接输送到发动机汽缸中以向发动机提供所需的增压。然而，专利技术人在此已经意识到上述方法的问题。虽然一些车辆状况要求高的、持续的增压需求(例如，赛车中的发动机增压系统)，但是大多数现实世界行驶状况要求相对短的增压持续时间以用于向发动机提供附加功率(例如，在加速事件期间)。因此，一些发动机增压系统可以被构建以提供比实际所需的更多的增压，从而增加车辆系统成本和复杂性。
技术实现思路
专利技术人在此提出两步式增压系统以至少部分解决上面提到的问题。在一个示例中，两步式增压系统可以包括：通过进给管线流体地耦接到发动机的一氧化二氮存储箱；由发动机的变速器驱动的气泵，该气泵流体地连接到流体地耦接到发动机的车架纵梁(framerail)增压系统；调节一氧化二氮从进给管线向发动机流动的第一阀；以及调节空气从车架纵梁增压系统向发动机流动的第二阀。操作两步式增压系统的示例方法可以包括：响应于发动机扭矩需求高于阈值，从一氧化二氮喷射系统向发动机喷射一氧化二氮，并且响应于发动机扭矩需求高于阈值达大于阈值时间以及响应于车架纵梁增压系统的压力高于阈值压力，暂停一氧化二氮喷射并且从车架纵梁增压系统向发动机喷射压缩空气，车架纵梁增压系统从由发动机的变速器驱动的气泵接收压缩空气。以此方式，增压可以通过一氧化二氮喷射或通过转换为喷射储存在车架纵梁增压系统中的压缩空气而供应到发动机，从而提供具有成本效益和高效的系统以用于在现实世界行驶状况期间输送增压。应当理解，提供以上本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附具体实施方式的权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出内燃发动机的实施例。图2图示说明两步式发动机增压系统，其具有耦接到发动机的气泵和一氧化二氮箱。图3示出图2的两步式发动机增压系统的透视图。图4示出两步式发动机增压系统的气泵。图5示出两步式发动机增压系统的一氧化二氮箱。图6是图2的两步式发动机增压系统的示意图。图7图示说明用于操作两步式发动机增压系统的方法。图8图示说明用于图2的两步式发动机增压系统的示例操作顺序。具体实施方式例如，在上坡行驶期间，通过向发动机输送增压空气和/或通过向发动机供应氧源以提高燃料燃烧，可以向发动机提供充足的增压以满足扭矩需求，从而生成充足的功率以用于满足扭矩需求。图1所示的发动机系统可以耦接到一个或多个发动机增压系统以提供期望的扭矩。图2至图5所示的两步式发动机增压系统可以耦接到图1的发动机以通过向发动机输送一氧化二氮或通过转换为从车架纵梁增压系统向发动机输送压缩空气来向发动机提供所需的增压。在图6的示意图中示出沿两步式发动机增压系统到发动机的气流路径。根据图7所示的方法，响应于发动机操作参数，可以通过调节输送一氧化二氮的阀和从车架纵梁增压系统向发动机输送压缩空气的阀的位置来操作两步式发动机增压系统。图8示出两步式发动机增压系统的示例操作顺序。图1至图5示出具有各个部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示出彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示出彼此邻接或邻近的元件可以分别彼此邻接或邻近。作为一个示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，彼此隔开定位且其间仅具有空间而没有其它部件的元件可以被如上称呼。作为另一示例，被示出在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧处或在彼此的左/右边的元件可以相对于彼此被如上称呼。进一步地，如图所示，在至少一个示例中，最高元件或元件的最高点可以被称为部件的“顶部”，并且最低元件或元件的最低点可以被称为部件的“底部”。如本文所用的，顶部/底部、上/下、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出在其它元件上方的元件可以竖直地定位在其它元件上方。作为另一示例，在附图中描述的元件的形状可以被称为具有那些形状(诸如，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆的、倒棱的、有角的等)。进一步地，在至少一个示例中，被示出彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示出在另一元件内或被示出在另一元件外的元件可以被如上称呼。图1是示出可以被包括在汽车的推进系统中的多缸发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(汽缸)30可以包括具有在其中定位的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可以耦接到曲轴40使得活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统耦接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮耦接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门42和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些示例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在该示例中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如，汽缸30可以替换地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在提供称为燃料到燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射的配置中，燃料喷射器66被示出布置在进气歧管44中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：一氧化二氮存储箱，其通过进给管线流体地耦接到发动机；气泵，其由所述发动机的变速器驱动，所述气泵流体地连接到流体地耦接到所述发动机的车架纵梁增压系统；以及第一阀，其调节一氧化二氮从所述进给管线向所述发动机的流动，以及第二阀，其调节空气从所述车架纵梁增压系统向所述发动机的流动。

【技术特征摘要】
2016.05.13 US 15/154,6321.一种系统，包括：一氧化二氮存储箱，其通过进给管线流体地耦接到发动机；气泵，其由所述发动机的变速器驱动，所述气泵流体地连接到流体地耦接到所述发动机的车架纵梁增压系统；以及第一阀，其调节一氧化二氮从所述进给管线向所述发动机的流动，以及第二阀，其调节空气从所述车架纵梁增压系统向所述发动机的流动。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述车架纵梁增压系统包括平行于第二中空车架纵梁的第一中空车架纵梁，所述第二中空车架纵梁带有使所述第一中空车架纵梁流体地连接到所述第二中空车辆纵梁的中空横梁。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述车架纵梁增压系统沿车辆的底盘定位，所述第一中空车架纵梁沿所述车辆的长度平行于所述第二中空车架纵梁，且其中所述第一中空车架纵梁和所述第二中空车架纵梁经配置以支撑所述发动机。4.根据权利要求1所述的系统，其中电磁离合器能够使所述气泵接合到所述变速器。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述气泵是由所述变速器的输出轴驱动的空气压缩机。6.根据权利要求1所述的系统，还包括控制器，其包括可执行指令，以响应于发动机扭矩需求高于阈值而将所述第一阀致动到打开位置。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器包括可执行指令，以响应于发动机扭矩需求高于所述阈值和所述车架纵梁增压系统中的压力高于阈值压力而将所述第一阀致动到闭合位置并将所述第二阀致动到打开位置。8.根据权利要求7所述的系统，还包括至少一个压力传感器，其经配置以向所述控制器传递所述车架纵梁增压系统内的所述压力。9.根据权利要求1所述的系统，其中沿所述车架纵梁增压系统存在至少一个增压空气冷却器。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述进给管线和来自所述车架纵梁增压系统的空气导管连接到所述发动机的进气系统。11.一种方法，包括：响应于发动机扭矩需求高于阈值以及响应于车架纵梁增压系统的压力低于阈值压力，从一氧化二氮喷射系统向发动机喷射一氧化二氮；以及响应于所述发动机扭矩需求高于所述阈值以及响应于所述车架纵梁增压系统的所述压力高于所述阈值压力，暂停一氧化二氮喷射并从所述车架纵梁增压系统向所述发动机喷射压缩空气，所述车架纵梁增压系统从由所述发动机的变速器驱动的压缩机接收压缩空气。12.根据权利要求11所述的方法，还包括：响应于所述发动机扭矩需求高于所述阈值以及响应于所述压缩机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·威克斯，
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