减少发动机中的进水的增压空气冷却器和方法技术

本公开提供了“减少发动机中的进水的增压空气冷却器和方法”。一种发动机系统包括进气歧管和增压空气冷却器，所述增压空气冷却器设置在进气歧管的上游。所述增压空气冷却器包括：壳体，所述壳体限定具有储水器的包封体；设置在包封体内的热交换器；以及设置在包封体内的阀。所述阀具有翼板，所述翼板可在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置处，允许气流穿过储水器，在所述关闭位置处，禁止气流穿过储水器。穿过储水器。穿过储水器。

【技术实现步骤摘要】
减少发动机中的进水的增压空气冷却器和方法


[0001]本公开涉及被设计成降低水进入发动机的速率的增压空气冷却器。

技术介绍

[0002]涡轮增压和机械增压发动机可以被配置为压缩进入发动机的环境空气以增加功率。因为空气的压缩可能导致空气温度升高，因此，可以利用增压空气冷却器(有时称为中间冷却器)来冷却加热后的空气，从而增加空气的密度并且进一步增加发动机的潜在动力。

技术实现思路

[0003]根据一个实施例，一种发动机系统包括进气歧管和增压空气冷却器，所述增压空气冷却器设置在进气歧管的上游。所述增压空气冷却器包括：壳体，所述壳体限定具有储水器的包封体；设置在包封体内的热交换器；以及设置在包封体内的阀。所述阀具有翼板，所述翼板可在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置处，允许气流穿过储水器，在所述关闭位置处，禁止气流穿过储水器。
[0004]根据另一个实施例，一种增压空气冷却器包括壳体，所述壳体具有：第一壁，所述第一壁限定可连接到压缩机的入口；第二壁，所述第二壁限定可连接到进气歧管的出口；以及包封体，所述包封体至少部分地由第一壁和第二壁界定并且具有与至少第一壁和第二壁配合以形成储水器的底部。热交换器设置在包封体中，使得在热交换器的下游端与壳体的第二壁之间限定空隙空间。阀在储水器上方和出口下方支撑在第二壁上。所述阀包括翼板，所述翼板具有关闭位置和打开位置，在所述关闭位置处，翼板从第二壁朝向热交换器的下游侧延伸以将空隙空间的下部与出口分隔开，从而禁止将水引入出口中，在所述打开位置处，空隙空间未被分隔以允许将水引入出口。
[0005]根据又一个实施例，一种减少水从增压空气冷却器进入发动机的方法包括：将阀的翼板偏置到关闭位置，在所述关闭位置处，翼板阻挡从增压空气冷却器的储水器到发动机的气流路径以禁止将水引入发动机中；以及响应于增压空气冷却器内的增压压力超过阈值，而使翼板从关闭位置朝向打开位置移动，在所述打开位置中，翼板至少部分地在气流路径之外以允许将水引入发动机中。
附图说明
[0006]图1是发动机系统的图解视图。
[0007]图2是具有控水阀的增压空气冷却器的图解侧视图。
[0008]图3A是示出为处于关闭位置的示例性控水阀的图解侧视图。
[0009]图3B是示出为处于打开位置的示例性控水阀的图解侧视图。
具体实施方式
[0010]本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他
实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节并不解释为限制性，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。
[0011]如果环境空气的湿度高，空气是冷的，和/或发动机配备有排气再循环(EGR)，则可能在比空气的露点更冷的增压空气冷却器的任何内表面上形成冷凝物(例如，水滴)。该冷凝水可以聚集在储水器中。这种水(液体或蒸气)可能被抽吸到发动机中，从而导致例如发动机失火、扭矩和发动机转速损失、水封或燃料燃烧不完全。如我们在下面详细描述的，公开了一种具有阀的增压空气冷却器，所述阀控制进入发动机的水量以从增压空气冷却器排水，同时还防止出现不良的发动机性能。例如，可以控制阀以允许水在存在足够的空气和燃料以处理水的重负荷期间进入发动机而不会出现问题，并且在过量的水可能降低发动机性能的低负荷期间限制进入发动机的水量。
[0012]参考图1，发动机系统10可以是柴油发动机、汽油发动机或可以利用根据本公开的各种部件的其他类型的发动机。系统10包括具有多个气缸11的内燃发动机13。发动机10由有时称为ECM或PCM的发动机控制器控制。发动机10包括定位在气缸11内并连接到曲轴20的活塞。燃烧室经由相应的进气门和排气门与进气歧管22和排气歧管24连通。
[0013]进气歧管22经由节流板32与节气门体30连通。在一个实施例中，可以使用电子控制的节气门。虽然节气门体30被描绘为在压缩机装置94的下游，但是应当理解，节气门体30可以放置在压缩机94的上游或下游。替代地或另外，节气门体30可以放置在压缩机上游的进气管中或排气管线中以升高排气压力。
[0014]发动机系统10可以包括排气再循环(EGR)系统以帮助降低NOx和其他排放物。例如，发动机10可以包括高压EGR系统，其中排气通过高压EGR通道70输送到进气歧管22，所述高压EGR通道在压缩装置(例如，涡轮增压器)的涡轮90上游的位置处与排气歧管24连通并且在压缩机94下游的位置处与进气歧管22连通。高压EGR阀总成72可以位于高压EGR通道70中。然后，排气可以首先从排气歧管24行进通过高压EGR通道70，然后到达进气歧管22。在节气门体30上游和增压空气冷却器120下游提供给进气通道190的EGR量可以通过控制器经由EGR阀(诸如高压EGR阀72)来改变。EGR冷却器(未示出)可以包括在高压EGR管70中以在再循环的排气进入进气歧管之前对其进行冷却。可以使用发动机冷却剂进行冷却，但是也可以使用空气与排气热交换器。
[0015]图1还示出了低压EGR系统，其中EGR通过低压EGR通道157从涡轮90的下游引导到压缩机94的上游。低压EGR阀155可以控制提供给进气通道190的EGR量。在一些实施例中，发动机可以包括高压EGR系统和低压EGR系统两者，如图1所示。在其他实施例中，发动机可以包括低压EGR系统或高压EGR系统，或者既不包括低压EGR系统，也不包括高压EGR系统。当可操作时，EGR系统可能会增加冷凝物的形成，因为其增加了增压空气中的水蒸气浓度，特别是当增压空气由增压空气冷却器冷却时。
[0016]压缩装置可以是涡轮增压器(如图所示)、机械增压器等。所描绘的压缩装置可以
具有与排气歧管24联接的涡轮90和经由增压空气冷却器(中间冷却器)120与进气歧管22联接的压缩机94，所述增压空气冷却器可以是空气对空气热交换器，但是也可以是液体冷却的。涡轮90通常经由驱动轴92联接到压缩机94。涡轮90的转速可以由废气门26控制。可以使用顺序涡轮增压器布置、单个VGT、双VGT或涡轮增压器的任何其他布置，并且可以在压缩装置系统内(诸如在两个压缩级之间)包括冷却器。
[0017]进气通道190可以包括进气控制阀21。另外，进气通道190可以包括被配置为使进气在压缩机94周围转向的压缩机旁通或再循环阀(CRV)27。在例如期望较低的增压压力时，废气门26和/或CRV 27可以由控制器控制打开。例如，响应于压缩机喘振或潜在的压缩机喘振事件，控制器可以打开CRV 27以降低压缩机94的出口处的压力。这可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机系统，其包括：进气歧管；以及增压空气冷却器，所述增压空气冷却器设置在所述进气歧管的上游并且包括：壳体，所述壳体限定具有储水器的包封体，热交换器，所述热交换器设置在所述包封体内，以及阀，所述阀设置在所述包封体内并具有翼板，所述翼板可在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置处，允许气流穿过所述储水器，在所述关闭位置处，禁止气流穿过所述储水器。2.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述翼板被偏置到所述关闭位置。3.如权利要求2所述的发动机系统，其中所述阀是被动阀，并且所述翼板被配置为响应于所述包封体内的增压压力超过阈值而从所述关闭位置朝向所述打开位置移动。4.如权利要求3所述的发动机系统，其中所述阀包括阻尼器，所述阻尼器可操作地联接到所述翼板并且被配置为当所述增压压力超过所述阈值时限制所述翼板朝向所述打开位置移动的速率。5.如权利要求4所述的发动机系统，其中所述阀包括弹簧，所述弹簧将所述翼板偏置到所述关闭位置。6.如权利要求4所述的发动机系统，其中所述阻尼器被配置为使得所述翼板响应于所述增压压力超过所述阈值而在预定时间窗口内从所述关闭位置移动到所述打开位置。7.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述阀包括可操作地联接到所述翼板的活塞。8.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述壳体具有限定出口的壁，并且所述翼板可相对于所述壁枢转，使得当处于所述关闭位置时，所述翼板至少部分地阻挡从所述储水器到所述出口的气流路径以禁止水进入所述出口，并且在处于所述打开位置时所述翼板在所述气流路径之外以允许所述水流过所述出口。9.如权利要求8所述的发动机系...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：