包括用于抑制二次空气泵的喘振的装置的使用二次空气泵的系统和方法制造方法及图纸

在涡轮增压内燃机系统中，包括电动压缩机作为二次空气泵(SAP)用于将空气喷射到所述ICE的排气系统中，可控阀使得所述涡轮增压器压缩机和所述SAP能够在某些操作条件下向所述ICE的进气口提供两级压缩空气，或者在其他条件下经由二次空气喷射管线(SAI管线)将所述空气馈送到所述排气系统中。导管从SAP的排放口分出并与来自所述涡轮增压器压缩机的排放管道系统连接，并且被配置成用于“切断”位置中的经限定的泄漏的开/关阀控制通过所述导管的流。当来自所述SAP的空气仅需要用于喷射空气时，通过所述泄漏阀进入到所述进气系统中的泄漏抑制所述SAP的喘振。漏抑制所述SAP的喘振。漏抑制所述SAP的喘振。

【技术实现步骤摘要】
包括用于抑制二次空气泵的喘振的装置的使用二次空气泵的系统和方法


[0001]本申请总体地涉及涡轮增压内燃机系统，并且更特定来说涉及涡轮增压发动机系统，在所述涡轮增压发动机系统中，在某些操作条件下，采用二次空气泵来将新鲜空气喷射到来自该发动机的排气流中，以帮助排出气体中的污染物(例如，未燃的碳氢化合物)的燃烧或氧化，从而减少来自发动机的排放物。

技术介绍

[0002]使用二次空气泵(SAP)的二次空气喷射(SAI)的使用是用于减少发动机排放物的已知技术。在发动机的冷启动之后，排出气体中的未燃碳氢化合物的量往往增加，并且在催化处理设备达到其起燃温度之前，排气管外的不期望的排放物的水平相对高。通过在催化处理设备之前将新鲜空气喷射到排出气体中，可以通过放热化学反应氧化诸如未燃的碳氢化合物的污染物，所述放热化学反应帮助更快地加热催化剂。事实上，在一些情况下，与二次空气喷射一起，燃料可以在催化剂之前有意地被喷射到排出气体流中，以引发此放热反应，以便更快地加热催化剂。
[0003]从WO 2018/083400A1已知一种涡轮增压发动机系统，其使用与涡轮增压器压缩机串联连接的二次空气泵(包括电气或机械驱动的压缩机)来增强由涡轮增压器压缩机提供的增压。被涡轮增压器压缩机压缩的空气的至少一部分始终另外被二次空气泵压缩，并且该两级压缩空气的某一部分始终被供应到发动机进气口，而另一部分被喷射到排气系统中以实现排放物控制。
[0004]本申请描述用于使用二次空气泵来实现上述排放物控制益处并且另外提供通常与二次空气泵不相关的其他益处的系统和方法。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的一个实施例，一种涡轮增压发动机系统包括内燃机(ICE)，所述内燃机(ICE)包括空气进气系统和排气系统，空气通过所述空气进气系统供应到所述ICE，所述排气系统从所述ICE收集排出气体并将所述排出气体排出到大气。所述系统包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括压缩机和涡轮机，所述涡轮机被布置成接收来自所述排气系统的排出气体。涡轮增压器空气入口管道系统与所述涡轮增压器压缩机耦接用于向所述压缩机供应空气，并且涡轮增压器空气排放管道系统从所述涡轮增压器压缩机的出口耦接到所述ICE的所述进气系统用于向所述ICE供应压缩空气。
[0006]所述系统进一步包括二次空气泵(SAP)，所述二次空气泵(SAP)包括第二压缩机和与所述第二压缩机可操作地耦接以用于可旋转地驱动所述第二压缩机的电动马达。SAP入口管道系统在分支点处与来自所述涡轮增压器的所述压缩机的所述涡轮增压器空气排放管道系统连接，所述SAP入口管道系统将空气从所述涡轮增压器空气排放管道系统供应到所述第二压缩机。开/关阀(on/off valve)#1在所述分支点的下游设置在所述涡轮增压器
空气排放管道系统中，并且可操作以切断或允许流从中通过。SAP排放管道系统在所述开/关阀#1的下游从所述SAP的出口耦接到所述涡轮增压器空气排放管道系统，用于将被所述SAP压缩的空气供应到所述涡轮增压器空气排放管道系统中。
[0007]二次空气喷射管线(SAI管线)从所述SAP空气排放管道系统中的连接点耦接到所述ICE的所述排气系统，用于向其中喷射空气，并且开/关阀#2设置在所述SAI管线中，并且可操作以切断或允许到所述排气系统的空气喷射。
[0008]开/关阀#3在所述SAI管线的所述连接点下游设置在所述SAP空气排放管道系统中，其中所述开/关阀#3可在打开位置与关闭位置之间移动，所述打开位置限定由所述SAP压缩的空气流的打开流动面积Ao，所述空气流将被馈送到所述涡轮增压器空气排放管道系统中以便供应到所述ICE，所述关闭位置限定所述空气流的关闭流动面积Ac，其中Ac等于k*Ao，其中0.01≤k≤0.5。在一些实施例中，k的上限可以是0.2。
附图说明
[0009]已经概括地描述了本公开内容，现在将参考附图，所述附图未必按比例绘制，并且其中：
[0010]图1是根据本专利技术的实施例的涡轮增压发动机系统的图解性图示，其示出该系统的被配置成用于发动机进气空气的单级压缩的阀，其中没有到排气系统的二次空气喷射(SAI)；
[0011]图2是图1的放大部分，其示出在开/关阀的“切断”位置中具有经限定的泄漏的开/关阀；
[0012]图3是沿着图2中的线3
‑
3穿过泄漏阀的横截面视图；
[0013]图4类似于图1，并且示出具有被配置成用于发动机进气空气的单级压缩的阀的系统，其中具有到排气系统的SAI；
[0014]图5示出具有被配置成用于发动机进气空气的两级串联压缩的阀的系统，其中具有到排气系统的SAI；并且
[0015]图6示出被配置成用于发动机进气空气的两级串联压缩的阀，其中没有到排气系统的SAI。
具体实施方式
[0016]现在将参考上述附图更全面详细地描述本公开内容，所述附图绘示本公开内容所属的专利技术的一些、但并非所有实施例。这些专利技术可以以各种形式(包括本文中未明确描述的形式)实施，并且不应被解释为限于本文中描述的特定示例性实施例。在以下描述中，相似的附图标记始终指代相似的元件。
[0017]图1图示根据本专利技术的实施例的涡轮增压发动机系统10。该系统包括内燃机ICE，内燃机ICE具有空气进气系统IS和排气系统ES，空气通过空气进气系统IS供应到发动机的气缸，排气系统ES用于排出通过气缸内的空气/燃料混合物的燃烧产生的排出气体。该发动机系统包括涡轮增压器TC，涡轮增压器TC包括通过轴S耦接到涡轮机T的压缩机C1。该涡轮机被布置成接收来自发动机排气系统ES的排出气体并通过涡轮机使该排出气体膨胀以产生动力。在通过涡轮机之后，排出气体通过排气管EP排放。通常，涡轮机包括用于调节到涡
轮机的排出气体流的装置，诸如废气门WG(或者替代地，涡轮机的可变喷嘴，未示出)。压缩机C1被涡轮机可旋转地驱动，并且通过压缩机入口吸入环境空气并对该空气加压以产生一次压缩空气，该一次压缩空气通过涡轮增压器压缩机排放管道系统DC1从压缩机C1排放。
[0018]该系统包括布置在涡轮增压器压缩机排放管道系统DC1中的第一开/关阀V1。阀V1可操作以被打开或关闭以分别允许或防止涡轮增压器压缩机排放管道系统中的流继续通过该阀。该系统进一步包括二次空气泵SAP，所述二次空气泵SAP包括电动压缩机(eCompressor)；即，该SAP包括可操作地耦接到电动马达M的第二压缩机C2。SAP入口管道系统SID从涡轮增压器排放管道系统DC1中的分支点被连接，所述分支点在第一开/关阀V1的上游，用于将来自涡轮增压器压缩机的一些或所有一次压缩空气供应到SAP。SAP进一步压缩来自涡轮增压器压缩机的空气以产生二次压缩空气。SAP包括用于排放已经在SAP中被进一步压缩的二次压缩空气的SAP排放管道系统DC2。
[0019]SAP排放管道系统DC2连接到二次空气喷射管线SAIL，二次空气喷射管线SAIL又连接到发动机排气系统ES，用于在某些操作条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压发动机系统，其包括：内燃机(ICE)，所述内燃机(ICE)包括空气进气系统和排气系统，空气通过所述空气进气系统供应到所述ICE，所述排气系统从所述ICE收集排出气体并将所述排出气体排出到大气；涡轮增压器，所述涡轮增压器包括压缩机和涡轮机，所述涡轮机被布置成接收来自所述排气系统的排出气体；涡轮增压器空气入口管道系统和涡轮增压器空气排放管道系统，所述涡轮增压器空气入口管道系统与所述压缩机耦接用于向所述压缩机供应空气，所述涡轮增压器空气排放管道系统从所述压缩机的出口耦接到所述ICE的所述进气系统用于向所述ICE供应压缩空气；二次空气泵(SAP)，所述二次空气泵(SAP)包括第二压缩机和与所述第二压缩机可操作地耦接以用于可旋转地驱动所述第二压缩机的电动马达；SAP入口管道系统，所述SAP入口管道系统在分支点处与来自所述涡轮增压器的所述压缩机的所述涡轮增压器空气排放管道系统连接，所述SAP入口管道系统将空气从所述涡轮增压器空气排放管道系统供应到所述第二压缩机；开/关阀#1，所述开/关阀#1在所述分支点的下游设置在所述涡轮增压器空气排放管道系统中，并且可操作以切断或允许流从中通过；SAP排放管道系统，所述SAP排放管道系统在所述开/关阀#1的下游从所述SAP的出口耦接到所述涡轮增压器空气排放管道系统，用于将被所述SAP压缩的空气供应到所述涡轮增压器空气排放管道系统中；二次空气喷射管线(SAI管线)，所述二次空气喷射管线(SAI管线)从所述SAP空气排放管道系统中的连接点耦接到所述ICE的所述排气系统，用于向其中喷射空气；开/关阀#2，所述开/关阀#2设置在所述SAI管线中，并且可操作以切断或允许到所述排气系统的空气喷射；以及开/关阀#3，所述开/关阀#3在所述SAI管线的所述连接点下游设置在所述SAP空气排放管道系统中，其中所述开/关阀#3能够在打开位置与关闭位置之间移动，所述打开位置限定由所述SAP压缩的空气流的打开流动面积Ao，所述空气流将被馈送到所述涡轮增压器空气排放管道系统中以便供应到所述ICE，所述关闭位置限定所述空气流的关闭流动面积Ac，其中Ac等于k*Ao，其中0.01≤k≤0.5。2.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机系统，其中所述SAP、所述开/关阀#1、所述开/关阀#2和所述开/关阀#3各自能够经由控制信号电气致动和控制，并且所述涡轮增压发动机系统进一步包括控制器，所述控制器与所述SAP并且与所述开/关阀#1、所述开/关阀#2和所述开/关阀#3中的每一者电气通信，以向其提供控制信号。3.根据权利要求2所述的涡轮增压发动机系统，其中所述控制器被编程有用于实施以下步骤的机器可读指令：A)通过去激活所述SAP并且打开所述开/关阀#1并关闭所述开/关阀#2和所述开/关阀#3而以标准模式操作所述发动机系统，所述标准模式特征在于所述ICE的进气口由所述涡轮增压器压缩机单独供应压缩空气，并且没有SAI；以及B)通过激活所述SAP并且打开所述开/关阀#1和所述开/关阀#2并关闭所述开/关阀#3而以二次空气喷射模式操作所述发动机系统，所述二次空气喷射模式特征在于所述ICE由
所述涡轮增压器压缩机单独供应压缩空气，并且所述SAP将压缩空气喷射到所述ICE的所述排气系统中，并且通过所述开/关阀#3的经限定的空气泄漏为所述SAP提供喘振减轻。4.根据权利要求3所述的涡轮增压发动机系统，其中所述控制器被编程有用于实施以下另外的步骤的机器可读指令：C)通过激活所述SAP、关闭所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：盖瑞特动力科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：