排气空气喷射制造技术

本发明专利技术涉及排气空气喷射。提供了用于控制排气空燃比的实施例。在一个示例中，一种发动机方法包括，调整上游排气空燃比以将第一排放控制装置维持在处于或低于阈值温度，以及当上游排气空燃比低于阈值时，将空气喷射进第一排放控制装置与第二排放控制装置之间的排气道内，以将下游排气维持在不同的较高空燃比。这样，过多的排放物可以被转化，同时使排放控制装置维持在低于最大温度。

【技术实现步骤摘要】
排气空气喷射
本公开涉及发动机的排气系统。
技术介绍
对发动机进行涡轮增压允许发动机提供与较大排量发动机类似的动力，同时发动机泵吸功（pumpingwork）被维持在接近类似排量的正常进气的发动机的泵吸功。因此，涡轮增压能够扩展发动机的工作范围。然而，在严重减小尺寸的发动机中，涡轮增压器与如催化剂的下游排气组件的封闭连接可能在高负荷发动机运转期间造成问题。例如，高负荷运转的高排气温度能够损害涡轮增压器和/或催化剂。为了避免排气组件的退化，发动机在高负荷条件下可以以富燃运转，以降低排气温度。然而，本文专利技术人已经认识到上述方案的潜在问题。例如，富运转可能产生大量的CO和HC排放物。此外，降低的排气温度可能导致这些排放物在下游催化剂中不发生转化。
技术实现思路
因此，在一个示例中，一些上述问题可以至少部分地由如下的发动机方法解决，该发动机方法包括调整上游的排气空燃比，以将第一排放控制装置维持在处于或低于最大温度，以及当上游的排气空燃比低于阈值时，将空气喷射进第一排放控制装置与第二排放控制装置之间的排气道内，从而将下游排气维持在不同的较高的空燃比。以此方式，下游排放控制装置的温度和空燃比可以独立于上游排放控制装置调整，其中该下游排放控制装置远离排气歧管并且因此经受比上游排放控制装置更低的排气温度。这样一来，从上游排放控制装置中逸出的未转化的排放物可以在下游排放控制装置中被转化，而不使上游排放控制装置经受可促进部件退化的高温。在一个示例中，可以通过将二次空气引入到上游排放控制装置与下游排放控制装置之间的排气道内，来调整下游排放控制装置的温度和空燃比。二次空气可以包括从进气道送至排气道的压缩进气。此外，在一些实施例中，压缩进气可以经由与排气道连接的低压排气再循环（LP-EGR）通道被送至排气道。可以基于反馈控制引入二次空气，从而将下游空燃比维持在化学计量比和/或将下游排放控制装置的温度维持在阈值范围内。在另一实施例中，一种发动机系统包括：排气系统，其包括涡轮增压器、催化剂和稀NOx捕集器；空气喷射系统，其被连接至催化剂与稀NOx捕集器之间的排气道；以及控制器，其包括如下指令：调整催化剂上游的空燃比，从而将催化剂的温度维持在处于或低于最大温度；以及在选择条件下，经由空气喷射系统将压缩进气送至排气道。在另一实施例中，空气喷射系统将排气道连接至LP-EGR通道，并且其中压缩进气被送至排气再循环（EGR）冷却器上游的LP-EGR通道。在另一实施例中，发动机系统进一步包括布置在LP-EGR通道中的EGR阀，并且其中控制器包括至少在选择条件下关闭EGR阀的进一步指令。在另一实施例中，发动机系统进一步包括响应于正被关闭的EGR阀而调整燃料喷射正时。在另一实施例中，选择条件包括高发动机负荷和化学计量比燃烧。在另一实施例中，选择条件包括稀向化学计量比的过渡。在另一实施例中，选择条件包括富燃，并且其中压缩进气被送至排气道，从而氧化在富燃期间产生的一氧化碳。在另一实施例中，发动机方法包括：在选择条件下，将压缩进气送至三元催化剂与稀NOx捕集器之间的一部分排气道，压缩进气经由LP-EGR通道传送。在另一实施例中，选择条件包括富燃。在另一实施例中，压缩进气被送至EGR冷却器上游的LP-EGR通道。在另一实施例中，选择条件包括EGR冷却器的再生模式。当单独或结合所附的附图参照以下具体实施方式部分时，本专利技术的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。应当理解，提供上述
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，要求保护的主题的范围通过随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决任何上述的缺点或在本公开的任何部分中指明的缺点的实现方式。附图说明图1示出包括发动机和相关联的排气后处理系统的车辆系统的示意图。图2示出图示说明根据本公开的实施例用于控制排气空燃比的方法的流程图。图3示出图示说明根据本公开的实施例用于在排气道中喷射空气的的方法的流程图。图4示出图示说明根据本公开的实施例用于在稀燃期间控制空气引入的方法的流程图。图5示出图示说明根据本公开的实施例用于在化学计量比燃烧期间控制空气引入的方法的流程图。图6示出图示说明根据本公开的实施例用于在氨产生期间控制空气引入的方法的流程图。图7示出图示说明根据本公开的实施例用于在催化剂冷却期间控制空气引入的方法的流程图。图8和9示出根据本公开的实施例在空气喷射期间的发动机运转参数的示例图表。具体实施方式空气喷射系统可以被提供在排气系统中，以便调整如三元催化剂的第一排放控制装置的下游的空燃比。三元催化剂可能由于高排气温度而趋于退化。为了降低排气温度，发动机可以以富燃运转，并且空气可以被喷射到三元催化剂下游的排气内，以便向如稀NOx捕集器的下游排放控制装置提供额外的氧气。在其它情况下，例如当条件破坏三元催化剂中有效的NOx转化时，可以喷射空气以确保在稀NOx捕集器处的稀空燃比，以便NOx可以被存储在稀NOx捕集器中。空气可以是被直接送至排气道或经由EGR通道送到排气道的压缩进气。当压缩进气经由EGR通道传送时，压缩进气可以被送至EGR冷却器上游的EGR通道，从而提供额外的EGR冷却器再生辅助。因此，所喷射的空气可以通过向下游排放控制装置提供稀排气同时增加EGR冷却器性能而改善排放物。图1描述了包括空气喷射系统、上游和下游排放控制装置以及被配置为执行图2-7的方法的控制器的发动机。图1示出车辆系统6的示意图。车辆系统6包括被连接至排气后处理系统22的发动机系统8。发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气系统23和发动机排气系统25。发动机进气系统23包括经由进气道42流体连接至发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气系统25包括最终通向排气道35的排气歧管48，其中排气道35将排气送至大气。节气门62可以被设置在如涡轮增压器50的增压装置或机械增压器的下游的进气道42内。涡轮增压器50可以包括布置在进气道42与进气歧管44之间的压缩机52。压缩机52可以至少部分由排气涡轮54供以动力，排气涡轮54被布置在排气歧管48与排气道35之间。压缩机52可以经由轴56连接至排气涡轮54。压缩机52还可以至少部分地由电动马达58供以动力。在所述示例中，电动马达58被示为连接至轴56。然而，电动马达的其它合适配置也是可能的。在一个示例中，当电池充电状态高于充电阈值时，可以使用来自系统电池（未示出）的存储的电能使电动马达58工作。通过使用电动马达58来使涡轮增压器50工作，例如在发动机启动时，可以向进气充气提供电动增压（e-boost）。以此方式，电动马达可以提供马达辅助，以使增压装置工作。因而，一旦发动机已运转足够的时间量（例如，阈值时间），排气歧管中产生的排气就可以开始驱动排气涡轮54。因此，可以减少电动马达的马达辅助。也就是说，在涡轮增压器工作期间，可以响应于排气涡轮的工作而调整电动马达58提供的马达辅助。燃料系统18可以包括被连接至燃料泵系统21的燃料箱20。燃料泵系统21可以包括一个或更多个泵，其用于对被输送至发动机10的喷射器的燃料加压，喷射器例如为所示的示例喷射器66。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，其包括：调整上游排气空燃比，以将第一排放控制装置维持在处于或低于阈值温度；以及当所述上游排气空燃比低于阈值时，将空气喷射进所述第一排放控制装置与第二排放控制装置之间的排气道内，以将下游排气维持在不同的较高空燃比。

【技术特征摘要】
2012.05.25 US 13/481,1851.一种发动机方法，其包括：调整上游排气空燃比，以将第一排放控制装置维持在处于或低于阈值温度；以及响应于所述上游排气空燃比低于阈值，将空气喷射进所述第一排放控制装置与第二排放控制装置之间的排气道内，以将下游排气维持在不同的较高空燃比，喷射的空气的量基于所述第二排放控制装置的温度，其中所述空气的量的所述喷射基于所述第二排放控制装置的还原剂存储水平是否高于或低于阈值。2.根据权利要求1所述的发动机方法，其中将空气喷射进所述排气道内进一步包括将增压的进气直接送至所述排气道。3.根据权利要求1所述的发动机方法，其中将空气喷射进所述排气道内进一步包括将增压的进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，G·卡瓦泰欧，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：