[实用新型]向车辆的发动机提供进气的系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及在机动车辆内改进燃料经济性并且减少排放，尤其涉及在增压发动机系统内执行排气再循环的发动机系统。

【背景技术】

相对于输出功率相同的自然吸气发动机，增压发动机可提供更高的燃烧和排气温度。这种提升的温度会导致氮氧化物(NOx)排放增加并且会加速发动机系统内的材料老化，包括排气后处理催化剂老化。排气再循环(EGR)为克服这些效果的常用策略。EGR通过通过将氧含量较低的排气传输至进气而运转，其会导致燃烧和排气温度较低。具体地，需要传输冷却EGR的EGR变体，因为它们能够向进气供应相对大的排气流量。然而，冷却的EGR易导致增压发动机系统中的瞬时控制困难，特别是在结合火花点火的情况下。例如，在系统中配置用于冷却的EGR的节气门挡板会在节气门上游捕集相当大量的压缩的EGR稀释空气。这种捕集可能在例如从高发动机负荷转变至低发动机负荷时发生。然而，在低负荷、关闭节气门的情况下，发动机会需要新鲜空气以维持燃烧。在这个时间打开压缩机旁通阀为这个问题提供部分的但不完全的补救措施，因为EGR较稀的空气留在节气门的上游，虽然处于较低的绝对压力。

已经提出其它的方案来解决具有冷却的EGR的发动机系统中的瞬时控制问题。例如，美国专利US 6,470,682提供了主进气歧管(空气和冷却的低压EGR通过其提供至柴油发动机)和额外的进气歧管(其仅供应新鲜空气至发动机)。额外的进气歧管由快速作用-电驱动的空气压缩机供应。当扭矩需求快速增加时，打开快速作用压缩机转移主进气歧管内的现有空气和EGR的混合物并且提供增加的氧质量至发动机用于增加的扭矩。然而，该系统特定用于柴油发动机(其可为非节气的)并且甚至在怠速时可忍受大量的EGR。因此，在参考文件中解决了不同于那些在火花点火发动机内经历的特定瞬时控制问题。

【发明内容】

本发明人已经认识到能够通过穿过独立的节气门输送增压的EGR稀释的空气和新鲜空气来实现装配EGR的发动机系统中的改进的瞬时控制。在一个实施例中，提供一种用于在高发动机负荷状况期间和在低发动机负荷状况期间向车辆的发动机提供进气的系统，该系统包括连接至第一节气门和第二节气门的进气歧管；由涡轮驱动并且配置用于在高发动机负荷状况期间压缩第一新鲜空气流并且输送第一新鲜空气流至第一节气门的压缩机；配置用于调节并且输送EGR排气流至第二节气门的EGR阀门，EGR排气流从涡轮上游的发动机排气流抽取；及连接至第二节气门的上游并且配置用于在高发动机负荷状况期间冷却EGR排气流并且在低发动机负荷状况期间加热第二新鲜空气流的热交换器。

根据本实用新型，提供一种用于在高发动机负荷状况期间和在低发动机负荷状况期间向车辆的发动机提供进气的系统，该系统包括连接至第一节气门和第二节气门的进气歧管；由涡轮驱动并且配置用于在高发动机负荷状况期间压缩第一新鲜空气流并且输送第一新鲜空气流至第一节气门的压缩机；配置用于调节并且输送EGR排气流至第二节气门的EGR阀门，EGR排气流从涡轮上游的发动机排气流抽取；及连接至第二节气门的上游并且配置用于在高发动机负荷状况期间冷却EGR排气流并且在低发动机负荷状况期间加热第二新鲜空气流的热交换器。配置用于调节并且输送压缩机上游的第二EGR排气流，第二EGR排气流从涡轮的下游的发动机排气流抽取。

根据本实用新型，提供一种用于向车辆的发动机提供进气的方法，该方法包括形成新鲜空气和处理后的排气的混合物，并且在连接至发动机的进气歧管的第一节气门上游压缩混合物。该方法还包括在高发动机负荷状况期间，允许混合物经由第一节气门至进气歧管；及在低发动机负荷状况期间，允许新鲜空气经由第二节气门至进气歧管。这样，加压的EGR较稀的空气保持捕集在第一节气门之后，从而减轻至少一些与冷却的EGR相关的瞬时控制困难。

根据本实用新型，提供一种用于向车辆的发动机提供进气的方法，该方法包括经由连接至发动机的进气歧管的第一节气门和第二节气门输送压缩的新鲜空气和EGR至发动机。在高发动机负荷状况期间，在热交换器内冷却EGR排气流，并且允许冷却的EGR排气流至进气歧管。在低发动机负荷状况期间，在热交换器内加热新鲜空气，并且允许加热的新鲜空气至进气歧管。这样，热交换器作用双重功用，在高发动机负荷期间减轻爆震，并且在低发动机负荷下提供其它的优点。具体地，在发动机运转图的低负荷区域内，进气能够被加热至较高温度而不会引起爆震，这种加热减小了进气歧管内的气体密度，而很少或不会减小进口空气压力。除了减小泵损失，增加的进气温度可改善燃烧稳定性并且增加EGR承受度。

【附图说明】