本公开提供了“用于将热空气喷射到排气道中的系统和方法”。提供了用于在发动机冷起动期间减少排放的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：在排放控制装置加热期间，在泄放排气脉冲之后在发动机的每个气缸的排气冲程期间将加热后空气喷射到对应气缸的排气流道中。通过这种方式，可以减少在排放控制装置达到其起燃温度之前提供给排放控制装置的进给气体中的碳氢化合物的量。进给气体中的碳氢化合物的量。进给气体中的碳氢化合物的量。
【技术实现步骤摘要】
用于将热空气喷射到排气道中的系统和方法
[0001]本说明书总体上涉及用于内燃发动机的二次空气引入系统的方法和系统。
技术介绍
[0002]排气排放控制装置(诸如催化转化器(在本文中也称为“催化器”))在达到预定工作温度(例如，起燃温度)之后实现更高的排放减少。因此，为了降低车辆排放，各种方法试图尽可能快地升高排放控制装置的温度。例如，催化剂当前尽可能靠近发动机放置，以最大程度地减少发动机冷起动后的热损失和催化剂预热时间。然而，期望将催化剂从发动机进一步向下游移动以减少峰值功率期间的催化剂劣化，因为由于“λ一”排放法规，将来可能无法使用富集来控制排气温度。这可能会增加催化剂达到其起燃温度之前的时间量。因此，需要新的解决方案来同时快速预热催化剂并最大程度地减少预热期间的碳氢化合物排放，即使催化剂位于发动机的更下游也是如此。
[0003]在预热期间减少碳氢化合物排放的其他尝试包括在以浓空燃比操作时将二次空气引入排放控制装置的上游。由Zhang等人在9,238,983B2中示出了一种示例性方法。其中，来自压缩机下游的增压空气被输送到跨涡轮联接在排放控制装置上游的废气门风道中，并且与排气口中的未燃烧燃料发生反应以产生放热反应，所述放热反应将加热排放控制装置。
[0004]然而，本文的专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，当碳氢化合物排放可能最大时，增压空气可能在发动机起动后不能立即可用。作为另一个示例，增压空气可能对排气具有冷却效果，这可能增加排放控制装置达到其起燃温度之前的时间量。作为又一个示例，以浓空燃比操作可能会降低车辆燃料经济性。
技术实现思路
[0005]在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括：在联接于发动机的排气系统中的催化剂的加热期间，在所述发动机的每个气缸的泄放排气脉冲之后将加热后空气喷射到所述对应气缸的排气流道中。通过这种方式，加热后空气可以在泄放排气脉冲之后与位于排气流道中的未燃烧碳氢化合物发生反应，由此减少在预热期间输送到催化剂的未燃烧碳氢化合物的量。
[0006]作为一个示例，在催化剂的加热期间，发动机可以大致以化学计量操作，诸如以化学计量或略微浓于化学计量的百分比(例如，不超过2％)操作。结果，发动机的碳氢化合物输出可能低于使用传统的冷起动富集策略时的碳氢化合物输出。作为示例，在对应气缸的泄放排气脉冲之后将加热后空气喷射到每个气缸的排气流道中可以包括在泄放排气脉冲之后打开流量控制阀持续基于排气流道中的碳氢化合物的估计量而确定的持续时间。例如，流量控制阀可以位于联接到排气流道的空气喷射器与空气泵之间的输送通道中，并且因此，打开流量控制阀可以使得空气泵能够将加压空气输送到空气喷射器。此外，加热后空气可以由位于空气泵下游的一个或多个加热元件加热。例如，一个或多个加热元件可以包
括被定位成加热提供给每个空气喷射器的加压空气的集中式空气加热器和/或位于每个空气喷射器内的加热元件。
[0007]通过将加热后空气直接喷射到排气流道中，发动机可以在加热期间以化学计量或接近化学计量操作，这提高了燃料经济性并减少了车辆排放。此外，加热后空气对排气口没有冷却效果。结果，催化剂可以比空气未被加热时更快地达到其起燃温度。此外，流量控制阀可以使得能够在每个气缸的燃烧循环的期望部分期间选择性地喷射空气。结果，过量的空气将不会被输送到催化剂。总之，可以减少催化剂达到其起燃温度之前的车辆排放和催化剂达到其起燃温度之前的时间量。
[0008]应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或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
[0009]图1示出了可以包括在发动机系统中的气缸的实施例。
[0010]图2示出了发动机系统的示例的示意图。
[0011]图3示出了在发动机起动的每个点火事件期间由发动机输出的碳氢化合物的质量的示例性图形。
[0012]图4示出了紧接在发动机起动之后的累积碳氢化合物质量的示例性图形。
[0013]图5是用于在冷起动期间操作二次空气喷射系统以向发动机的排气流道提供顺序的热空气喷射的示例性方法的流程图。
[0014]图6示出了展示加热后空气喷射到发动机的排气流道中的顺序位置和正时的一组图形。
[0015]图7示出了在发动机冷起动期间操作二次空气喷射系统的示例性时间线。
具体实施方式
[0016]以下描述涉及用于减少发动机起动期间的排气排放的系统和方法。发动机可以是图1和图2中示意性地所示的发动机，例如包括图2的二次空气喷射系统。例如，二次空气喷射系统可以用于在发动机的碳氢化合物输出相对较高(如图3和图4中所描绘)的同时并且在排放控制装置(例如，催化器)达到其起燃温度之前将热空气喷射到发动机的排气道中，此时排放控制装置可以有效地处理发动机的碳氢化合物输出。在将碳氢化合物输送到排放控制装置之前，热空气可以与排气道内的碳氢化合物发生反应。可以在对应气缸的排气冲程期间的泄放脉冲之后(诸如图6中所描绘的)并且根据图5的控制方法顺序地执行热空气喷射。此外，发动机可以大致以化学计量操作以进一步减少发动机的碳氢化合物输出。图7示出了用于在发动机冷起动期间操作二次空气喷射系统的示例性时间线。
[0017]现在转向附图，图1示出了可以被包括在车辆5中的内燃发动机10的单个气缸130的局部视图。内燃发动机10可以为多缸发动机，下文将关于图2描述所述多缸发动机的一种示例性配置。气缸(例如，燃烧室)130包括冷却剂套筒114和气缸壁132，活塞136位于其中并且连接到曲轴140。燃烧室130被示出为经由进气门4和进气道22与进气歧管44连通并经由
排气门8与排气道86连通。
[0018]在所描绘的视图中，进气门4和排气门8位于燃烧室130的上部区域处。可由控制器12使用包括一个或多个凸轮的相应的凸轮致动系统来控制进气门4和排气门8。该凸轮致动系统可利用凸轮廓线变换(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)系统中的一者或多者来改变气门操作。在所描绘的示例中，进气门4由进气凸轮151控制，并且排气门8由排气凸轮153控制。分别根据设置的进气门和排气门正时，可以经由进气门正时致动器101来致动进气凸轮151，并且可以经由排气门正时致动器103来致动排气凸轮153。在一些示例中，可以分别经由进气门正时致动器101和排气门正时致动器103来停用进气门4和排气门8。例如，控制器可将信号发送到排气门正时致动器103以停用排气门8，使得所述排气门保持关闭并且不在其设置好的正时打开。进气凸轮151和排气凸轮153的位置可分别由凸轮轴位置传感器155和157确定。
[0019]在一些示例中，进气门和/或排气门可通过电动气门致动来控制。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，其包括：在联接于发动机的排气系统中的催化剂的加热期间，在所述发动机的每个气缸的泄放排气脉冲之后将加热后空气喷射到所述对应气缸的排气流道中。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述催化剂的所述加热期间以化学计量操作所述发动机。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述催化剂的所述加热期间以比化学计量浓不超过2％的空燃比(AFR)操作所述发动机。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述发动机的每个气缸的所述泄放排气脉冲之后将所述加热后空气喷射到所述对应气缸的所述排气流道中包括打开位于联接到所述对应气缸的所述排气流道的空气喷射器与空气泵之间的输送通道中的流量控制阀持续基于所述排气流道中的未燃烧碳氢化合物的估计量而确定的持续时间。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述发动机的每个气缸的所述泄放排气脉冲之后将所述加热后空气喷射到所述对应气缸的所述排气流道中包括：在所述对应气缸的排气门打开正时之后发生的打开正时处打开位于联接到所述对应气缸的所述排气流道的空气喷射器与空气泵之间的输送通道中的流量控制阀；以及在发生于所述对应气缸的排气门关闭正时之前、同时或之后的关闭正时处关闭所述流量控制阀。6.根据权利要求5所述的方法，其还包括通过操作所述空气泵来对所述输送通道中的所述加热后空气加压。7.根据权利要求5所述的方法，其中经由位于所述空气泵下游的一个或多个加热元件来加热所述加热后空气。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个加热元件包括在所述流量控制阀上游位于所述输送通道中的集中式空气加热器以及在所述流量控制阀下游位于所述空气喷射器内的加热器中的至少一者。9.根据权利要求7所述的方法，其还包括响应于预期起动所述发动机，在所述催化剂的所述加热之前激活所述一个或多个加热元件。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂的所述加热是响应于所述催化剂的温度低于阈值温度，并且所述方法还包括：响应于所述催化剂的所述温度达到所述阈值温度，在所述发动机的每个气缸的所述泄放排气脉冲之后中断将所述加热后空气喷射到所述对应气缸的所述排气流道中。11.一种系...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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