通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝制造技术

本发明专利技术涉及用于调节进入发动机的进气的温度的方法和系统。响应于增压空气冷却器中的冷凝物和发动机工况，引气阀的位置被调节，以便吸入温暖或冷空气管道的空气。引气阀运行被进一步控制，以便降低燃料经济性损失。

Condensation of a pressurized air cooler by using heated intake air

The invention relates to a method and a system for adjusting the temperature of intake air into the engine. In response to the condensate and engine operating conditions in the pressurized air cooler, the position of the intake valve is adjusted to suck in air from warm or cold air pipes. The operation of the pilot valve is further controlled in order to reduce the fuel economic loss.

【技术实现步骤摘要】
通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝
本专利技术涉及通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝。
技术介绍
涡轮增压和机械增压发动机可以经配置压缩进入发动机的环境空气，以便增加动力。所述空气的压缩会导致进入空气温度的增加，因此，增压空气冷却器（CAC）可以被用于冷却所述被加热的空气，从而增加其密度，并进一步增加发动机的潜在动力。当环境空气温度降低时，或在潮湿或阴雨天气，其中的进气被冷却到低于水的露点条件下，会在CAC中形成冷凝物。冷凝物会在所述CAC的底部或在内部通道以及冷却湍流器中聚集。当转矩增加时，例如加速期间，增加的质量空气流量会从所述CAC剥离冷凝物，导致所述冷凝物进入发动机中，并增加发动机失火和燃烧不稳定的可能性。解决在CAC中形成冷凝物的一种方法可以使用温暖的或加热的进气来解决。加热的进气会增加进入CAC的增压空气的温度。通过增加在CAC入口的增压空气温度，穿过CAC行进的空气可以进一步远离冷凝点，从而降低了冷凝的量和发动机失火。不过，较暖的进气会增加进入发动机的进气歧管的空气的温度，在较暖的发动机工况下，导致爆震增加。
技术实现思路
在一个例子中，这个很明显的矛盾可以通过响应于增压空气冷却器的条件调节新鲜空气源位置的方法来解决。例如，通过调节引气阀的位置，热空气或冷空气可以被吸入到引气系统中。所述调节可以响应于工况，以便同时处理暖机运行、冷凝物的形成以及潜在的发动机爆震。例如，当CAC中的冷凝物的量高于阈值水平和/或发动机的温度低于阈值温度时，所述引气阀可以被调节成吸入温暖进气的第一位置。在另一个例子中，当点火正时是在临界爆震极限值的阈值内时，所述引气阀可以被调节到吸入冷却器进气的第二位置。通过这种方式，燃料经济性的损失和在CAC中的冷凝物的形成可以被降低。例如，作为对增加的冷凝物形成的响应，较暖的进气可以被用于增加进入CAC的空气的温度。因此，通过CAC行进的空气可以进一步远离冷凝点，从而降低了形成的冷凝物量。此外，作为对较低的发动机温度的响应，较暖的进气可以被用于在冷启动期间加速发动机暖机（例如，增加发动机温度）和减少泵送损失。通过减少泵送损失，可提高燃料经济性。较暖的进气还可以增加进气节气门体的温度，从而降低节气门体的结冰。可替换地，作为对发动机爆震指示的响应，较冷进气可以被用于调节临界爆震极限值。所述发动机爆震指示可以包括点火正时是否在临界极限值的阈值内。当点火延迟接近临界爆震极限值时，燃料经济性损失会增加。因此，较冷进气会降低这些损失，并提高燃料经济性。应当理解提供的上述
技术实现思路
是以简化形式介绍本专利技术选择的原理，其将在具体实施方式中进一步描述。不过，这不意味着所述
技术实现思路
等同于所要求的专利技术主题的关键或基本特征的范围，所述专利技术主题范围由附属的权利要求唯一限定。而且，所要求的主题不限于解决上述或本公开任何部分中的任何缺点的实施。附图说明图1示出包括增压空气冷却器的示例性发动机系统的示意图。图2示出包括引气阀的引气系统的示意图。图3示出作为对发动机工况的响应，用于调节进气被吸入到引气系统的位置的方法的流程图。图4示出根据本公开的实施例，用于确定CAC内冷凝物的量的方法的流程图。图5示出基于发动机的工况调节引气阀的曲线图例子。具体实施方式下面的描述涉及用于解决增压空气冷却器（CAC）中的冷凝物的系统和方法，其包括调节进气被吸入到发动机系统，例如图1的系统。引气阀可以被调节，以便控制进入发动机的引气系统，例如图2的系统的进气的温度。响应于发动机的工况，调节引气阀的位置的方法在图3中示出。所述发动机的工况可以包括发动机温度和在CAC中的冷凝物形成，其可以通过图4提出的方法来确定。基于发动机的工况的示例性引气阀调节如图5所示。现参照图1，包括多个汽缸的发动机10由电子发动机控制器12控制，其中所述多个汽缸中的一个如图1所示。发动机10包括燃烧室（汽缸）30和汽缸壁32，以及被安置在所述燃烧室中的活塞36，所述活塞被连接到曲轴40。示出的燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54连通进气歧管46和排气歧管48。进气和排气门中的每个可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。排气门54的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器58，相对于曲轴位置被调节。进气门52的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器59，相对于曲轴位置被调节。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。通过这种方式，控制器12可以通过相位器58和59控制凸轮正时。根据各种因素，例如发动机负荷和发动机速度（RPM），可变凸轮正时（VCT）可以是超前或滞后的。示出的燃料喷射器66被安置为将燃料直接喷射到燃烧室30中，本领域的技术人员称之为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气道，本领域的技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例的液态燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨（未示出）的燃料系统（未示出）被输送到燃料喷射器66中。燃料喷射器66被响应于控制器12的驱动器68提供工作电流。在一个例子中，高压、双级燃料系统被用于生成更高的燃料压力。此外，示出的进气歧管46连通可选的电子节气门62，所述电子节气门调节节气门板64的位置，以便控制进气增压室44的空气流。压缩机162吸入进气口42的空气，以便供应进气增压室44。进气口42可以是引气系统的一部分，所述引气系统吸入一个或更多管道（图1未示出）的空气。所述一个或更多管道可以分别吸入车辆外面或车辆的发动机罩下方的较冷或较暖空气。接着，引气阀（图1未示出）可以控制进气被吸入到所述引气系统中的位置。进气180可以从所述引气阀下游行进到进气口42。所述引气系统和引气阀的细节在图2中示出。排气旋转涡轮164被联接到压缩机162，所述压缩机压缩增压室44中的空气。各种布置可以被提供以驱动所述压缩机。对于机械增压器，压缩机162可以至少部分由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮机。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或更多汽缸的压缩量可以由控制器12改变。涡轮增压器废气门171是当涡轮增压器废气门171处于打开状态时，允许排气经由旁路通道173绕过涡轮机164的阀。当废气门171处于完全闭合位置时，所有的排气穿过涡轮机164。进一步地，在公开的实施例中，排气再循环（EGR）系统可以经由EGR通道140，将排气歧管48的排气的期望部分引导到进气增压室44。提供给进气增压室44的EGR量可以由控制器12经由EGR阀172改变。在某些情况下，所述EGR系统可以被用于调节所述燃烧室内空气和燃料的混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中，EGR被从涡轮增压器的涡轮上游引导到涡轮增压器的压缩机的下游。在其他实施例中，所述发动机可以附加或可替换地包括低压EGR系统，其中，EGR被从涡轮增压器的涡轮下游引导到涡轮增压器的压缩机的上游。当可运行时，所述EGR会引起压缩空气的冷凝物形成，尤其是当压缩空气被增压空气冷却器冷却时，正如下面将要详细描述的一样。具体地，EGR包含作为燃烧副产物的大量水。由于EGR是相对高的温度，并且包含很多水，露点温度也会相对高。因此，EGR的冷凝物形成甚至比通过压缩空气并将其降低到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机方法，其包括：响应于增压空气冷却器中的冷凝物的确定量，调节吸入到压缩机上游的发动机的引气系统中的进气的新鲜空气源的位置。

【技术特征摘要】
2012.12.11 US 13/711,3121.一种发动机方法，其包括：响应于增压空气冷却器中的冷凝物的确定量，调节吸入到压缩机上游的发动机的引气系统中的进气的新鲜空气源的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节进一步响应于发动机爆震指示、节气门体结冰状况、发动机温度和发动机负荷中的一个或多个。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节包括调节引气阀的位置，所述引气阀被定位在所述压缩机上游的所述引气系统的入口处，用于调节被吸入到所述引气系统的所述入口中的进气的位置，并且其中所述发动机爆震指示包括火花正时是否在临界极限值的阈值内或从最大制动转矩正时延迟的量内。4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述引气阀处于第一位置时，温暖的进气从车辆的发动机罩下面吸入。5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述引气阀处于第二位置时，吸入与在所述第一位置相比较不温暖的进气。6.根据权利要求4所述的方法，其中响应于所述增压空气冷却器中的冷凝物的量在第一阈值水平之上和发动机温度低于阈值温度中的每一个，所述引气阀被调节到所述第一位置。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述发动机温度低于所述阈值温度包括发动机冷启动状况的发动机暖机阶段。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述引气阀进一步响应于怠速状况被调节到所述第一位置。9.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于由于火花延迟接近最大制动转矩火花正时的临界爆震极限值造成的燃料经济性损失小于较暖空气的泵送损失效益，将所述引气阀调节到所述第一位置。10.根据权利要求5所述的方法，其中响应于火花正时在最大制动转矩火花正时的临界爆震极限值内，所述引气阀被调节到所述第二位置。11.根据权利要求3所述的方法，其中所述引气阀是在第一与第二位置之间能够移动的单一阀。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述引气阀能够移动到在所述第一与第二位置之间的中间位置。13.根据权利要求12所述的方法，其中当...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格卢格拉，K·雅尔，
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