用于增大排氣歧管壓力的渦輪增壓器控制策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于控制排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓系統(tǒng)的系統(tǒng)，包括：渦輪增壓器，其具有排氣入口、排放出口、壓縮機(jī)空氣入口和壓縮機(jī)出口；壓縮機(jī)旁通閥，其具有控制端口、進(jìn)入端口、排放端口和用于打開和關(guān)閉排放端口的閥；和發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣入口和排氣出口，并且該系統(tǒng)可以包括廢氣門。在該系統(tǒng)中，渦輪增壓器的壓縮機(jī)出口連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣入口并且連接到壓縮機(jī)旁通閥的進(jìn)入端口。通過控制壓縮機(jī)旁通閥和廢氣門，可以產(chǎn)生較高的渦輪進(jìn)氣壓力，用于在系統(tǒng)的其它區(qū)域中使用。這通過打開在內(nèi)燃機(jī)的范圍的非常規(guī)區(qū)域中的、在該處通常將保持關(guān)閉的壓縮機(jī)旁通閥而實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】用于增大排氣歧管壓力的渦輪增壓器控制策略
[0001]相關(guān)申請的交叉參考[0002]本申請要求享有2011年2月9日提交的美國臨時(shí)申請N0.61/441，225的優(yōu)先權(quán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及內(nèi)燃機(jī)中的渦輪增壓器系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器以及內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和總效率的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0004]在各種運(yùn)動(dòng)的和非運(yùn)動(dòng)的車輛或外殼中使用內(nèi)燃機(jī)極其機(jī)制、改進(jìn)和代替。今天，例如，在地面客運(yùn)和工業(yè)車輛、海運(yùn)、駐軍和航天應(yīng)用中使用內(nèi)燃機(jī)。一般有兩種占優(yōu)勢的點(diǎn)火周期，其通常分別稱為汽油和柴油，或更正式稱為火花點(diǎn)火(SI)和壓縮點(diǎn)火(Cl)。最近，在與內(nèi)燃機(jī)連接的系統(tǒng)中已經(jīng)包含有排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出和總效率。
[0005]由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常不采用節(jié)流板的用法，所以在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中尚不需要CBV0歷史上，除了直接遵循節(jié)流板活動(dòng)的二進(jìn)制裝置的方式以外，尚未有任何先見或要求CBV以任何方式操作。在本【技術(shù)領(lǐng)域】中已知的與CBV類似的裝置為壓力安全閥(P0V)。這些壓力安全閥充當(dāng)常見的泄壓閥，其抵抗彈簧的預(yù)載打開或可能抵抗電子電路的設(shè)計(jì)極限打開，以限制ICE中的EDT的操作壓力。這些裝置本意欲用作失效安全裝置。我們堅(jiān)信，本發(fā)明提出在包括柴油機(jī)在內(nèi)的任何啟用EDT的ICE中需要采用CBV。
[0006]需要持續(xù)改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)，包括改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的效率和功率。這里，我們提出一種對于SI系統(tǒng)和Cl系統(tǒng)_二者有效的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面中，公開了具有排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括壓縮機(jī)旁通閥和廢氣門閥，所述壓縮機(jī)旁通閥和廢氣門閥可協(xié)同地操作以在維持發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的壓力的同時(shí)增大排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器的渦輪進(jìn)氣壓力。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，該類型的系統(tǒng)可以包括:渦輪增壓器，其具有排氣入口、排放出口、壓縮機(jī)空氣入口和壓縮機(jī)出口 ；壓縮機(jī)旁通閥，其包括控制端口、進(jìn)入端口、排放端口和用于打開和關(guān)閉排放端口的閥；發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣入口和排氣出口 ；和用于控制閥的打開和關(guān)閉的裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口連接到渦輪增壓器的排氣入口，并且渦輪增壓器的壓縮機(jī)出口連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣入口和壓縮機(jī)旁通閥的進(jìn)入端口二者。該系統(tǒng)還可以包括廢氣門閥，其連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口，所述廢氣門閥可操作成待維持在關(guān)閉位置中，而同時(shí)壓縮機(jī)旁通閥中的閥維持在打開位置中。這兩個(gè)閥可以是協(xié)同地打開和可關(guān)閉的，并且甚至是可部分地打開的，以在期望地增大排氣歧管壓力的同時(shí)維持預(yù)定的或期望的進(jìn)氣歧管壓力。
[0009]在另一方面中，公開了用于增大排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器的渦輪進(jìn)氣壓力的方法，所述方法利用布置在渦輪增壓器的壓縮機(jī)排放口處的壓縮機(jī)旁通閥。使用諸如上述的且在本文更詳細(xì)地說明的系統(tǒng)，該方法可以包括以下步驟:在正進(jìn)氣歧管壓力條件期間通過打開壓縮機(jī)旁通閥而增大進(jìn)給到排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器中的排氣歧管壓力。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以包括以下步驟:通過針對壓縮機(jī)旁通閥中的控制閥的機(jī)械操作條件參照(reference)進(jìn)氣歧管中的壓力而增大排氣歧管中的壓力，并且通過操作控制閥控制排氣歧管壓力而維持進(jìn)氣歧管中的預(yù)定的增壓壓力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是包括內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的流動(dòng)路徑和流動(dòng)方向的圖解視圖；
[0012]圖2是用于控制例如圖1中的渦輪增壓系統(tǒng)尤其用于增大排氣歧管壓力的一系列控制的流程圖；
[0013]圖3是示出系統(tǒng)中的控制部件和它們所產(chǎn)生的效果的關(guān)系的圖表；
[0014]圖4是處于打開位置中的圖1中所包括的壓縮機(jī)旁通閥的放大的剖視圖；
[0015]圖5是處于關(guān)閉位置中的圖1中所包括的壓縮機(jī)旁通閥的放大的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下詳細(xì)的說明書將說明本發(fā)明的一般原理，本發(fā)明的一般原理的示例將另外在附圖中示出。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的或功能類似的元件。
[0017]圖1示出總體上由100指示的內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。渦輪增壓系統(tǒng)100在控制渦輪增壓器的操作參數(shù)方面包括以下部件:排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器(“EDT”)2，其具有渦輪段22和壓縮機(jī)段24;渦輪旁通閥，其通常稱為廢氣門13 ;和壓縮機(jī)旁通閥6(“CBV”)。EDT包括容納渦輪葉輪26的排氣外殼17、18，所述排氣外殼17、18利用排氣能量產(chǎn)生動(dòng)力并且通過共用軸將排氣能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械功以轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)輪28，所述壓縮機(jī)輪28吸入空氣、壓縮空氣并且將空氣在較高的操作壓力下進(jìn)給到內(nèi)燃機(jī)10的入口 11中。
[0018]仍然參照圖1，廢氣門13是控制閥，其用于計(jì)量來自內(nèi)燃機(jī)10的排氣歧管12的排氣量16并且計(jì)量可用于給EDT渦輪葉輪26供給動(dòng)力的能量。廢氣門13通過打開旁路19的閥(未示出)而工作，以便使排氣從渦輪葉輪26流走，由此具有對EDT2的速度和ICE進(jìn)氣歧管的合成操作壓力的直接控制。廢氣門13可以具有任何數(shù)量的實(shí)施例，包括在本 申請人:的美國專利申請序列N0.12/717，130中公開的實(shí)施例，該申請的整個(gè)內(nèi)容通過參考包含于此。
[0019]根據(jù)定義，壓縮機(jī)旁通閥6是調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥位于在EDT2的壓縮機(jī)段24的排放端口 4 (也稱為排氣出口)與ICE入口 11之間的通路5中，所述排放端口 4被排氣驅(qū)動(dòng)或被機(jī)械地驅(qū)動(dòng)。如在圖1中所示和在圖3至4中的放大圖中所示，CBV6的一個(gè)實(shí)施例包括排放端口 8。排放端口 8可以是但不限于是通到大氣或再循環(huán)回到壓縮機(jī)的環(huán)境空氣入口 3中(如圖1中所示)。
[0020]CBV通常專用在具有節(jié)氣門9的SI ICE上。在任何給定的ICE操作范圍處，EDT可以旋轉(zhuǎn)直到每分鐘200，000轉(zhuǎn)(RPM)。節(jié)氣門9的突然關(guān)閉沒有立即使EDT2的RPM減速。因此，這在關(guān)閉的節(jié)氣門與EDT壓縮機(jī)段24之間的通路例如通路5中產(chǎn)生突然增大的壓力。CBV6用于減小該壓力或使該壓力從EDT2的壓縮機(jī)段24繞開。然而，圖1和3至4中的CBV6是多室的閥，其能夠在包括柴油機(jī)在內(nèi)的任何啟用EDT的ICE中采用。
[0021]圖1和4至5中的CBV6包括進(jìn)入端口 7、排放端口 8 (上述)、閥30、連接到閥30的活塞36和一個(gè)或多個(gè)控制端口 38?；钊?6包括中心軸40，所述中心軸40具有第一端部41和第二端部42。第一端部包括諸如O型環(huán)的密封構(gòu)件52，其用于與外殼50密封接合。從第二端部42延伸的是法蘭44，所述法蘭44朝向第一端部41延伸，但是與活塞36的中心軸40間隔開一定距離。法蘭44終止于增厚的緣邊45中，所述增厚的緣邊45具有座部54，所述座部54用于諸如O型環(huán)的第二密封構(gòu)件56。法蘭44在中心軸與自身之間限定大致杯狀的室46 (最好參見圖5)，并且當(dāng)法蘭44容納在外殼50中時(shí)，法蘭44限定多個(gè)室58?；钊?6可通過偏壓彈簧32、通過致動(dòng)壓力34或通過它們的組合而在打開位置(在圖1和4中示出)與關(guān)閉位置(圖5中示出)之間運(yùn)動(dòng)。
[0022]壓縮機(jī)旁通閥6還可以包括通過閥30軸向地形成的第一通孔60和通過活塞26軸向地形成的第二通孔62。第二通孔62與第一通孔60至少部分地對準(zhǔn)。第一通孔60和第二通孔62在控制端口 38中的至少一個(gè)控制端口與進(jìn)入端口 7之間提供流體連通。
[0023]現(xiàn)代ICE具有必須滿足的非常嚴(yán)格的排放法規(guī)，以便在商業(yè)發(fā)行之前被世界性的政府機(jī)構(gòu)所批準(zhǔn)。市場也將對車輛和工業(yè)制造商提出要求以顯著地提高ICE的燃料效率。這些因素已經(jīng)導(dǎo)致使用已知為排氣再循環(huán)(EGR)的策略。這是從燃燒過程耗費(fèi)的排氣被再引入到發(fā)動(dòng)機(jī)的入口中的過程。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，為了使EGR有效地工作，應(yīng)當(dāng)在EGR源與目標(biāo)入口之間存在壓差。ICE工程師總是面臨平衡EDT設(shè)計(jì)的困難，使其具有最高效率，而同時(shí)滿足有效的EGR的要求。
[0024]在任何EDT系統(tǒng)中，在壓縮機(jī)入口 3，進(jìn)氣歧管5、11 (頂)，排氣歧管12、16 (EM)和排氣18、21中存在有操作壓力。參照圖1，EDT壓縮機(jī)入口被限定為從進(jìn)氣系統(tǒng)I到EDT壓縮機(jī)段26的入口 3的通路，所述EDT壓縮機(jī)入口典型地在單級EDT系統(tǒng)中在環(huán)境壓力下操作。發(fā)動(dòng)機(jī)的入口歧管被限定為在EDT壓縮機(jī)排放口 4與ICE進(jìn)氣閥(多個(gè)進(jìn)氣閥)11之間的通路。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管被限定為在ICE排氣閥12與EDT渦輪入口 17之間的通路。排氣(exhaust)被廣義地限定為在EDT渦輪排放口 18之后的任何通路。為了實(shí)現(xiàn)有效的EGR，排氣歧管中的壓力應(yīng)當(dāng)顯著地高于入口歧管中存在的壓力，以便使排氣沿著該方向流動(dòng)。存在有壓縮機(jī)和排氣尺寸的變化的組合和EDT設(shè)計(jì)是廣泛的?？傊?，更小的EDT排氣曲線以更低的效率為代價(jià)產(chǎn)生更高的期望的排氣歧管壓力。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的工程師在實(shí)現(xiàn)效率與實(shí)現(xiàn)EGR效力之間權(quán)衡好的平衡。
[0025]本發(fā)明能夠讓ICE工程師根據(jù)命令顯著增大排氣歧管12、16的操作壓力，所述命令在此稱為Effect。參見圖4，通過打開CBV6，在當(dāng)進(jìn)氣歧管5、11中的操作壓力是正壓力或是通常稱為增壓的條件時(shí)的任何時(shí)刻，將產(chǎn)生Effect，其中這將導(dǎo)致排氣歧管12、16中的操作壓力高于在CBV6保持關(guān)閉時(shí)的比較條件。在一個(gè)實(shí)施例中，操作員通過利用CBV6而不是利用廢氣門13來有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管5、11的操作壓力。在該條件下，排氣歧管12、16中的壓力高于在CBV6關(guān)閉且廢氣門13打開以實(shí)現(xiàn)相同的進(jìn)氣歧管壓力時(shí)的比較條件。
[0026]在又一個(gè)實(shí)施例中，可以簡單地產(chǎn)生泄漏的或滲出的進(jìn)氣歧管5、11中的壓力以產(chǎn)生Effect，其可以橫跨廣泛的操作范圍。并且又一個(gè)實(shí)施例可以是對在任何給定的ICElO的操作范圍內(nèi)何時(shí)致動(dòng)打開CBV6的非常精確的控制，從而產(chǎn)生用于有限范圍的Effect。該范圍將通過由ICE工程師力圖實(shí)現(xiàn)的參數(shù)確定，所述參數(shù)可以是許多因素以包括但不限于增大的EGR流量、減小的功率輸出、減小的燃料消耗或較低的排氣排放值。
[0027]現(xiàn)在參照圖2，為了使Effect最大化，將保持廢氣門13關(guān)閉以實(shí)現(xiàn)最高排氣歧管
12、16壓力。為了減小Effect，將增大廢氣門13的開度和減小排氣歧管中的壓力12、16。僅使用控制策略而增大排氣歧管12、16壓力的Effect完全取決于CBV6的控制。
[0028]存在有若干用于控制可以產(chǎn)生Effect的CBV6的實(shí)施例的打開和關(guān)閉的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使CBV6抵抗偏壓彈簧32自然地打開，其中當(dāng)操作壓力超過彈簧的預(yù)加載力時(shí)，CBV6打開，并且繼而針對預(yù)加載力調(diào)整以在進(jìn)氣歧管5、11處維持給定的操作壓力。在另一個(gè)代替中，當(dāng)借助直接作用的電磁閥或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元直接達(dá)到參數(shù)或經(jīng)由控制電磁閥20氣動(dòng)地達(dá)到參數(shù)時(shí)，CBV6收到信號(hào)而通過電子電路打開，所述控制電磁閥20給CBV6發(fā)信號(hào)以通過控制致動(dòng)壓力34的遞送而致動(dòng)。一旦收到信號(hào)而打開，則CBV6與先前的示例類似地操作。另外地，直接作用的或氣動(dòng)的CBV6收到信號(hào)而通過使電路施加具有給定的占空因數(shù)的控制頻率而打開，以便在進(jìn)氣歧管5、11中產(chǎn)生目標(biāo)操作壓力，抵抗所述目標(biāo)操作壓力來調(diào)整或可能地確定CBV6中的閥30的提升和位置。
[0029]產(chǎn)生Effect的作用機(jī)制是相當(dāng)合乎邏輯的。當(dāng)今，EDT的應(yīng)用需要實(shí)施渦輪速度控制。在沒有該策略的情況下，在ICE入口閥處的操作增壓壓力將持續(xù)增大到不期望的水平，或工程師將必須使用不合理的大渦輪以將EDT速度限制在最大發(fā)動(dòng)機(jī)操作速度下，由此犧牲ICE功率輸出響應(yīng)。因此，ICE工程師對于渦輪速度控制已經(jīng)采用基于排氣的策略的用法。渦輪速度控制的形式包括但不限于，可變幾何結(jié)構(gòu)的渦輪，可變噴嘴面積的渦輪機(jī)和廢氣門13。這些策略全部用于控制通過調(diào)整排氣量的可利用性而可用于渦輪葉輪的能量的量。結(jié)果，EDT渦輪及其特定效率特征基于以下假設(shè)而匹配ICE，所述假設(shè)為將存在分配的排氣量19不強(qiáng)制通過該給定的渦輪。渦輪速度控制所產(chǎn)生的目標(biāo)控制參數(shù)是增壓或入口閥操作壓力。
[0030]當(dāng)該策略從經(jīng)由渦輪控制目標(biāo)增壓壓力切換到利用CBV6的策略時(shí)，將有效地迫使渦輪適應(yīng)將由ICElO在相同的增壓壓力下所產(chǎn)生的所有排氣流動(dòng)?；旧?，現(xiàn)在渦輪在其設(shè)計(jì)參數(shù)以外操作并且完全在其目標(biāo)效率以外操作，由此產(chǎn)生明顯較高的排氣歧管壓力的Effect。因此，邏輯上按經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，例如當(dāng)CBV6用作增壓控制策略時(shí)，排氣歧管壓力可以通過控制廢氣門13的關(guān)閉和打開而上下調(diào)節(jié)。
[0031]各種控制方法是已知的，或可以以后發(fā)展，所述控制方法能夠感測系統(tǒng)操作壓力或針對其中的閥的機(jī)械操作而參照(reference)系統(tǒng)操作壓力，并且此后產(chǎn)生輸出以實(shí)現(xiàn)Effect。由于系統(tǒng)中所產(chǎn)生的氣動(dòng)通信壓力信號(hào)是用于抵抗彈簧偏壓作用的機(jī)械致動(dòng)器表面積，所以系統(tǒng)布置可以是基本的。隨著系統(tǒng)條件改變，則致動(dòng)器性能將在簡單的閉環(huán)邏輯中相應(yīng)地改變。控制系統(tǒng)還可以增大其復(fù)雜性以包括壓力傳感器，所述壓力傳感器發(fā)送信號(hào)到電子處理單元，所述電子處理單元電子地或針對比較值的表格而整合這些信號(hào)，并且繼而將控制信號(hào)輸出到電磁閥，所述電磁閥將氣動(dòng)地控制致動(dòng)器的作用。
[0032]ICE EDT的控制變量之間的關(guān)系通過圖3中的條件最好地體現(xiàn)其特征。在條件I中，渦輪增壓系統(tǒng)100沒有產(chǎn)生任何增壓壓力或排氣歧管壓力，因此，CBV6和廢氣門13在0%的打開狀態(tài)下保持關(guān)閉，這將使系統(tǒng)能夠在進(jìn)氣歧管5、11處在給定的ICE操作速度下產(chǎn)生增壓壓力。在條件2中，系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其在進(jìn)氣歧管5、11處的目標(biāo)增壓壓力并且需要維持該目標(biāo)值。因此，廢氣門13閥打開到對于支持進(jìn)氣歧管5、11處的目標(biāo)增壓所需要的100%的值，并且CBV6保持關(guān)閉。條件2是迄今為止將考慮為正常條件的條件。在EDT2的渦輪入口 17處的排氣歧管壓力實(shí)現(xiàn)在不采用本發(fā)明的系統(tǒng)中所常見的基線值。在條件3中，將注意到，系統(tǒng)持續(xù)維持與條件2相同的增壓壓力。然而，廢氣門13的開度已經(jīng)減小到對于維持相同的增壓壓力所需要的50%，所以CBV6必須被打開以減小過大的增壓壓力并維持用于進(jìn)氣歧管5、11的目標(biāo)值。在條件4中，圖3示出，系統(tǒng)仍然在進(jìn)氣歧管5、11處維持相同的增壓壓力值，但是廢氣門13現(xiàn)在關(guān)閉，并且CBV6正用于實(shí)現(xiàn)和維持用于進(jìn)氣歧管5、11的目標(biāo)增壓壓力。結(jié)果，排氣歧管壓力值增大。圖3示出，如在圖2中的流程圖中所示出的CBV6和廢氣門13的控制直接與維持用于進(jìn)氣歧管5、11的給定的增壓壓力值有關(guān)。如果CBV6關(guān)閉并且廢氣門13的開度減小，則增壓壓力將升高而超過目標(biāo)。相反地，如果廢氣門13的開度增大，則增壓壓力將減小而不達(dá)到目標(biāo)值。如果如在條件5中所示廢氣門13是100%并且CBV6是50%，則增壓壓力也將降低。為了在打開CBV6的同時(shí)維持給定的增壓壓力值，廢氣門13也必須被相應(yīng)地調(diào)節(jié)。可以理解的是，本發(fā)明允許系統(tǒng)維持在進(jìn)氣歧管
5、11處的目標(biāo)壓力并增大排氣歧管壓力。
[0033]產(chǎn)生的Effect已經(jīng)在不同的ICE點(diǎn)火策略(SI和Cl 二者)和EDT變型上被驗(yàn)證。本發(fā)明涉及控制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管壓力，本發(fā)明解決了 ICE工程師今天所面臨的許多問題。另外地，在增加與柴油機(jī)ICE相關(guān)聯(lián)的成本的情況下，Effect可以提供這樣的策略，S卩，所述策略將幫助控制尤其處理后系統(tǒng)的催化器中的含氧量并且可以幫助溫度控制以用于諸如稀NOX催化器的未來技術(shù)?？偟膩碚f，Effect可以能夠減小渦輪增壓的ICE構(gòu)造成本，提高操作效率和為了促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步而給工程師提供額外的工具。
[0034]本發(fā)明已經(jīng)通過參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而詳細(xì)地說明，將顯而易見的是能夠在不脫離在所附權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下對本發(fā)明修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓系統(tǒng)的系統(tǒng)，包括: 渦輪增壓器，其具有排氣入口、排放出口、壓縮機(jī)空氣入口和壓縮機(jī)出口 ； 壓縮機(jī)旁通閥，其包括控制端口、進(jìn)入端口、排放端口和用于打開和關(guān)閉所述排放端口的閥； 發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣入口和排氣出口，所述排氣出口流體連通地連接到所述渦輪增壓器的排氣入口； 其中，所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)出口流體連通地連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣入口，并且流體連通地連接到所述壓縮機(jī)旁通閥的進(jìn)入端口 ；和 用于控制所述閥的打開和關(guān)閉的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括廢氣門閥，其連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口，其中，在所述壓縮機(jī)旁通閥中的閥能維持在打開位置中的同時(shí)，所述廢氣門閥能維持在關(guān)閉位置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的系統(tǒng)，還包括廢氣門閥，其連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣出口，其中，在所述壓縮機(jī)旁通閥中的閥能維持在關(guān)閉位置中的同時(shí)，所述廢氣門閥能維持在打開位置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于控制所述閥的所述裝置在由排氣再循環(huán)流量所確定的預(yù)定的操作范圍期間維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于打開位置中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于控制所述閥的所述裝置在由目標(biāo)燃料消耗率所確定的預(yù)定的操作范圍期間維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于打開位置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于控制所述閥的所述裝置在由排氣排放值所確定的預(yù)定的操作范圍期間維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于打開位置中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)旁通閥還包括: 通過所述閥軸向地形成的第一通孔； 活塞，所述活塞具有通過所述活塞軸向地形成的第二通孔，所述活塞在其第二通孔與所述第一通孔至少部分地對準(zhǔn)的情況下聯(lián)接到所述閥，其中，所述活塞在所述壓縮機(jī)旁通閥內(nèi)至少部分地限定兩個(gè)或更多個(gè)室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)內(nèi)室中的第一個(gè)室連接到所述控制端口，并且所述兩個(gè)或更多個(gè)內(nèi)室中的第二個(gè)室連接到所述第二通孔，以便在所述兩個(gè)或更多個(gè)內(nèi)室中的第二個(gè)室與所述壓縮機(jī)旁通閥的進(jìn)入端口之間提供流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)旁通閥的排放端口流體連通地連接到所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)進(jìn)氣入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于控制所述閥的所述裝置包括連接到所述控制端口的偏壓構(gòu)件、電子電路、電磁閥、馬達(dá)、氣動(dòng)致動(dòng)器或它們的組合。
11.一種控制內(nèi)燃機(jī)中的渦輪增壓器的方法，所述方法包括: 提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)； 在正進(jìn)氣歧管壓力條件期間通過打開所述壓縮機(jī)旁通閥而增大進(jìn)給到所述排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器中的排氣歧管壓力。
12.一種用于控制排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 提供發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有:渦輪增壓器入口，其經(jīng)由排氣歧管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端口 ；渦輪增壓器出口，其使用進(jìn)氣歧管連接到壓縮機(jī)旁通閥的進(jìn)入端口和發(fā)動(dòng)機(jī)入口閥；電磁閥，其連接到所述壓縮機(jī)旁通閥的控制端口 ；和通過以下步驟增大所述排氣歧管中的壓力: 針對所述壓縮機(jī)旁通閥中的控制閥的機(jī)械操作條件而參照所述進(jìn)氣歧管中的壓力；和 通過操作所述控制閥以控制排氣歧管壓力而維持所述進(jìn)氣歧管中的預(yù)定的增壓壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括: 廢氣門閥連接到所述排氣歧管；和 通過操作所述廢氣門閥和所述壓縮機(jī)旁通閥二者以協(xié)同地維持所述進(jìn)氣歧管中的預(yù)定的增壓壓力和所述排氣歧管壓力而維持所述進(jìn)氣歧管中的預(yù)定的增壓壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，維持步驟包括，在維持所述廢氣門處于部分打開的位置中的同時(shí)維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于部分打開的位置中。
15.根據(jù)權(quán) 利要求13所述的方法，其中，所述維持步驟包括，在維持所述廢氣門處于關(guān)閉位置中的同時(shí)維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于打開位置中。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，維持步驟包括，在維持所述廢氣門處于部分打開的位置中的同時(shí)維持所述壓縮機(jī)旁通閥處于打開位置中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，參照步驟包括參照EGR流量。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，參照步驟包括參照目標(biāo)燃料消耗率。
【文檔編號(hào)】F02B37/12GK103459800SQ201280008273
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月9日
【發(fā)明者】P·J·梅迪納 申請人:新納思工程公司