多级废气门制造技术

本发明专利技术提供控制增压压力的实施方式。在一个实例中，通过多级废气门控制发动机涡轮增压器的方法包括在第一状况期间基于涡轮增压器产生的增压压力驱动废气门的第一级，和基于涡轮增压器下游的催化剂温度驱动废气门的第二级。以这种方式，可通过共同的废气门提供催化剂加热和增压控制。

【技术实现步骤摘要】
多级废气门
本公开涉及涡轮增压器的废气门。
技术介绍
在达到其运转温度前，大量排放物可绕过布置在发动机排气中的催化剂。因此，改善冷启动排放物的常见策略是增加通过发动机的热通量，以使催化剂上升至运转温度。但是，排气系统可在发动机和催化剂之间损失热量，因为燃烧室和催化剂表面之间的行程长度、表面积、弯曲数量和形状、热通量、热传递系数等可产生大量热损失机会。沿此路径添加的涡轮增压器会吸收大量和可测量的热，这也可延迟催化剂起燃时间。涡轮增压器还可对冷启动燃料经济性产生负面影响，因为需要更多空气和燃料以克服此额外的热损失。一种最小化通过涡轮增压器造成的热损失的方案是使一些或全部排气在涡轮增压器周围转向并直接通向催化剂——例如通过开启与布置在排气中的涡轮相连的废气门。但是，废气门一般被设定尺寸以提供最佳流量控制，用于调控涡轮增压器提供的增压量，并且即使完全开启也无法提供足够高水平的转向以迅速加热催化剂。
技术实现思路
本专利技术人已经认识到上述问题，并提供至少部分解决它们的方法。在一个实施方式中，通过多级废气门控制发动机涡轮增压器的方法包括在第一状况期间，基于涡轮增压器产生的增压压力驱动废气门的第一级，和基于涡轮增压器下游的催化剂温度驱动废气门第二级。以这种方式，增压控制和催化剂迅速加热都可由共同的废气门提供。在一个实例中，废气门可包括第一级，该第一级安排在第二级上。可基于所需增压压力开启第一级。在第一级开启时，第二级可保持关闭，并且可包括由第一级调控的开口。当需要最大的涡轮旁路时，如当催化剂温度在起燃温度以下时，可开启第二级。通过这样做，相对大量的排气可绕过涡轮以迅速加热催化剂，同时还允许准确控制增压压力，而无需提供另外的旁路线。在另一实施方式中，发动机系统包括：排气系统，其包括催化剂上游的涡轮增压器涡轮；两级废气门；和控制器，其包括如下指令：当催化剂温度在阈值以上时，基于增压压力驱动两级废气门的第一级，同时保持两级废气门的第二级关闭；和当催化剂温度在阈值以下时，开启两级废气门的第二级。在另一实施方式中，阈值温度是催化剂起燃温度，并且其中两级废气门的第一级小于两级废气门的第二级。在另一实施方式中，第一级被安排在第二级的上部，并且其中第二级包括开口，该开口被配置以接纳第一级开启时的排气。在另一实施方式中，发动机系统进一步包括涡轮增压器的压缩机，其被安排在发动机进气门中，并且其中控制器包括开启相应于两级废气门第二级的开口的压缩机旁通阀的进一步指令。在另一实施方式中，控制器包括如下进一步指令：当催化剂温度在阈值以下时，保持两级废气门第一级在默认位置。在另一实施方式中，方法包括：在第一组状况期间，通过废气门第一级控制的第一开口使第一量的排气在涡轮增压器周围绕过；和在第二组状况期间，通过废气门第二级控制的第二开口使第二更大量的排气在涡轮增压器周围绕过。在另一实施方式中，第一组状况包括催化剂温度在温度阈值以上和增压压力大于增压阈值。在另一实施方式中，第二组状况包括催化剂温度在温度阈值以下。在另一实施方式中，第一组状况进一步包括涡轮温度在阈值以下，并且其中第二组状况包括涡轮温度在阈值以上。在另一实施方式中，方法进一步包括，当催化剂温度在温度阈值以上并且增压压力小于增压阈值时，通过利用废气门的第一和第二级关闭第一和第二开口封锁涡轮增压器的旁路。在另一实施方式中，通过第一开口使第一量的排气绕过进一步包括通过第一开口接纳第一量的排气，第一开口被安排在废气门第二级中。本说明的上述优势和其他优势及特征将单独或结合附图而从下文详述中显而易见。应当理解，提供上述
技术实现思路
是为了以简化形式介绍专利技术的选择，该专利技术将在详述中被进一步描述。这不意为确定保护主题的关键或重要特征，保护主题的范围仅由所附权利要求限定。此外，保护主题不限于解决上文或本公开任意部分描述的任何缺陷的实施方式。附图简述图1显示包括涡轮增压器的实例多气缸发动机。图2A-2C显示处于不同位置的实例两级废气门。图3是示例根据本公开实施方式控制多级废气门的方法的流程图。图4是示例根据本公开另一方法控制多级废气门的方法的流程图。图5是示例根据本公开实施方式确定多级废气门衰退的方法的流程图。具体实施方式废气门可提供在发动机排气系统中，以有助于排气在涡轮增压器涡轮周围绕过，从而例如确保涡轮增压器产生的增压不超过期望极限。废气门一般被设定尺寸以提供对增压压力的准确控制。由于此限制，废气门通常以其可提供的旁通量进行限制。在某些状况下，如当加热催化剂时，可期望超过废气门允许量的额外旁通，以避免由于通过涡轮而冷却排气。多级废气门可配置有被设定尺寸和控制以提供期望增压调控的第一级，同时还包括大于第一级以提供额外旁通的第二级。两级废气门可被配置为双提升阀或其他适当的构造。图1是包括多级废气门和控制器的实例发动机系统，该多级废气门在图2A-2C中进行更详细示例，该控制器被配置以实施图3-5所示例的方法。图1是显示实例发动机10的示意图，该实例发动机10可包括在汽车推进系统中。发动机10显示具有四个气缸30。但是，根据本公开可应用其他数量的气缸。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统和车辆操作人员132通过输入装置130输入进行控制。在此实例中，输入装置130包括加速器踏板和产生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的各燃烧室（例如，气缸）30可包括燃烧室壁，并且活塞（未显示）布置其中。活塞可耦联于曲轴40，以使活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可通过中间传动系统（未显示）耦联于车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动马达可通过飞轮耦联于曲轴40，从而能够实现发动机10的启动操作。燃烧室30可通过进气道42从进气歧管44接收进气，并可通过排气道48排出燃烧气。进气歧管44和排气歧管46可选择性地通过各自的进气门和排气门（未显示）与燃烧室30连通。在一些实施方式中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。燃料喷射器50显示直接耦联于燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号脉冲宽度FPW成比例地直接将燃料喷射到其中。以这种方式，燃料喷射器50提供所谓直接喷射燃料至燃烧室30。例如，燃料喷射器可安装在燃烧室侧部或燃烧室顶部中。燃料可通过燃料系统（未显示）输送至燃料喷射器50，该燃料系统（未显示）包括燃料箱、燃料泵和燃料集合管。在一些实施方式中，燃烧室30可以可选地或另外地包括燃料喷射器，该燃料喷射器安排在进气歧管44中，其构造提供所谓燃料至各燃烧室30上游进气口的进气道喷射。进气道42可包括节气门21和23，其分别具有节流板22和24。在此具体实例中，节流板22和24的位置可通过提供至与节气门21和23——常被称为电子节气门控制（ETC）的构造——一同包括的电动马达或驱动器的信号由控制器12改变。以这种方式，节气门21和23可被操作以改变提供至其他发动机气缸中的燃烧室30的进气。节流板22和24的位置可通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气道42可进一步包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于向控制器12提供各自的信号MAF和MAP。排气道48可从气缸30接收排气。排气传感器128显示耦联于涡轮62上游的排气道48和排放控制装置78。本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过多级废气门控制发动机涡轮增压器的方法，包括：在第一状况期间，基于所述涡轮增压器产生的增压压力驱动所述废气门的第一级；和基于所述涡轮增压器下游的催化剂温度驱动所述废气门的第二级。

【技术特征摘要】
2012.08.08 US 13/570,0251.通过多级废气门控制发动机涡轮增压器的方法，包括：在第一状况期间，基于所述涡轮增压器产生的增压压力驱动所述废气门的第一级；基于所述涡轮增压器下游的催化剂温度驱动所述废气门的第二级，所述废气门的所述第一级调控位于所述废气门的所述第二级内的开口；以及驱动压缩机旁通阀，同时驱动所述废气门的所述第二级。2.权利要求1所述的方法，其中驱动所述废气门的第一级进一步包括开启所述废气门第一较小量，并且其中驱动所述废气门的第二级进一步包括开启所述废气门第二较大量。3.权利要求1所述的方法，其中基于所述催化剂温度驱动所述废气门的第二级进一步包括当催化剂温度在第一阈值以下时开启所述第二级。4.权利要求3所述的方法，其中基于所述催化剂温度驱动所述废气门的第二级进一步包括当催化剂温度在第二阈值以上时关闭所述废气门的第二级。5.权利要求3所述的方法，进一步包括当催化剂温度在所述第一阈值以下时开启压缩机旁通阀。6.权利要求1所述的方法，进一步包括根据发动机工况确定期望的增压压力和根据测量的增压压力和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·伯德，K·M·普拉根斯，W·C·罗那，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：