排放氣體燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種排放氣體燃燒系統(tǒng)，其通過利用電動CVVT裝置而使排氣正時提前。所述排放氣體燃燒系統(tǒng)可以包括：空氣供給通道，所述空氣供給通道適于供空氣經(jīng)過以便供給至發(fā)動機；排氣歧管，所述排氣歧管適于將發(fā)動機的排放氣體傳輸至排氣通道；空氣噴射通道，所述空氣噴射通道適于將所述空氣供給通道與所述排氣歧管相連接，以將穿過所述空氣供給通道的部分空氣供給至所述排氣歧管；以及氣門，所述氣門設置在空氣噴射通道，以選擇性地打開或者關閉所述空氣噴射通道?；旌显谂欧艢怏w中的未燃燒的氣體可以由于供給至排氣歧管的空氣而被燃燒。
【專利說明】排放氣體燃燒系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年2月20日日提交的韓國專利申請第10-2013-0018169號的優(yōu)先權，上述申請的全部內(nèi)容結合于此用于這種引用的所有目的。
【技術領域】
[0003]本申請涉及一種排放氣體燃燒系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種用于發(fā)動機的排放氣體燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用電動連續(xù)可變氣門正時裝置。
【背景技術】
[0004]通常，連續(xù)可變氣門正時(CVVT)裝置涉及一種調(diào)節(jié)發(fā)動機的氣門的打開和關閉正時的裝置。特別地，由于CVVT裝置根據(jù)驅(qū)動狀況來控制進氣門，發(fā)動機的輸出和燃料效率可以得到提高，并且排放氣體可以被減少。
[0005]排氣門和進氣門的打開和關閉操作是由凸輪軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。
[0006]通常的CVVT裝置是一種液壓葉片式的CVVT裝置。該葉片式的CVVT裝置被設置在小的空間中，并且具有價錢便宜的優(yōu)點。
[0007]然而，因為葉片式的CVVT裝置使用發(fā)動機的潤滑劑作為工作機油，所以存在著這樣的缺點，該裝置在油壓低的狀態(tài)下，很難期待其有迅速和準確的響應。特別地，在發(fā)動機油壓不充足的情況下，例如在發(fā)動機的怠速狀態(tài)、高溫狀態(tài)、啟動狀態(tài)、或者類似狀態(tài)下，凸輪軸的相對的相位變化是困難的，并且可能產(chǎn)生排放氣體的過度泄漏。此外，在冷啟動時，由于油壓的不足和過大的油粘度，則操作液壓CVVT裝置是不太可能的。因此，在由鎖銷固定的駐車位置處來進行啟動。
[0008]在使用液壓CVVT裝置的情況下，排氣門的打開正時的提前可能被限制。換句話說，液壓CVVT裝置通過使用適合確定最大提前位置的方法來控制氣門正時，以能夠使得從最大提前位置(maximally advanced position)而穩(wěn)定地怠速和延遲氣門正時。因此,最大提前位置被限制，以保證穩(wěn)定怠速性能。
[0009]如果最大提前位置如同使用液壓CVVT裝置的情況而被限制，那么可能需要有另外的用于控制的裝置或者設計來實現(xiàn)燃料的后噴射(post-1njection)。在此，燃料的后噴射是指的是這樣的過程，其中燃料二次被噴射入排放氣體中，使得混合在燃燒室中的未燃燒的排放氣體中的未燃燒氣體完全燃燒。
[0010]公開于該【背景技術】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的各個方面提供一種排放氣體燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用電動CVVT裝置而具有使排氣正時提前的優(yōu)點。
[0012]本發(fā)明的各個方面提供一種排放氣體燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有進行二次空氣噴射的進一步優(yōu)點，從而使得混合在排放氣體中的未燃燒的氣體完全燃燒。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的各個方面一種排放氣體燃燒系統(tǒng)可以包括:空氣供給通道，所述空氣供給通道適于供空氣經(jīng)過以便供給至發(fā)動機；排氣歧管，所述排氣歧管適于將發(fā)動機的排放氣體傳輸至排氣通道；空氣噴射通道，所述空氣噴射通道適于將所述空氣供給通道與所述排氣歧管相連接，以將穿過所述空氣供給通道的部分空氣供給至所述排氣歧管；以及空氣氣門，所述空氣氣門設置在空氣噴射通道，以選擇性地打開或者關閉所述空氣噴射通道。
[0014]混合在排放氣體中的未燃燒氣體可以由于供給至排氣歧管的空氣而被燃燒。
[0015]所述排放氣體燃燒系統(tǒng)可以進一步包括控制在發(fā)動機的排放氣體被排放至所述排氣歧管時的排氣正時的電動連續(xù)可變氣門正時(CVVT)裝置。
[0016]電動CVVT裝置可以被操作以將所述排氣正時提前。
[0017]所述排放氣體燃燒系統(tǒng)進一步包括將高壓縮空氣提供進入所述空氣供給通道的增壓器。
[0018]所述空氣供給通道中的高壓縮空氣流由所述增壓器供給，使得當所述空氣氣門打開時，空氣供給通道的空氣自然地流動進入所述空氣噴射通道中。
[0019]混合在排放氣體中以在所述排氣歧管中流動的未燃燒氣體與供給至所述排氣歧管的空氣中的氧氣通過排放氣體中的熱量而自然反應并且燃燒。
[0020]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的【具體實施方式】，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或更為具體地得以闡明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性排放氣體燃燒系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖2為示出了由根據(jù)本發(fā)明的示例性的電動CVVT裝置提前了的排氣正時的曲線圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將詳細參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性具體實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性具體實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的排放氣體燃燒系統(tǒng)的示意圖。
[0025]如圖1所示，電動連續(xù)可變氣門正時(CVVT)裝置20被應用在根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的排放氣體燃燒系統(tǒng)中。此外，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的排放氣體燃燒系統(tǒng)包括空氣過濾器50、增壓器52、渦輪增壓器70、中冷器42、空氣氣門60以及電動CVVT裝置20。
[0026]電動CVVT裝置20是一種發(fā)展為電控的裝置，以克服液壓CVVT裝置20的各種缺點。如圖1所示，即使電動CVVT裝置20控制發(fā)動機10的排氣正時，電動CVVT裝置20可以包括控制發(fā)動機10的進氣正時的另外的電動CVVT裝置20。
[0027]控制排氣正時的電動CVVT裝置20與凸輪軸22相連接，并且由于設置在凸輪軸22上的多個凸輪24的旋轉(zhuǎn)來控提前和延遲(retard)從而打開或者關閉排氣門。液壓CVVT裝置和發(fā)展起來以替代液壓CVVT裝置的電動CVVT裝置20已經(jīng)為本領域技術人員所熟知，因此其中的細節(jié)不再贅述。
[0028]空氣過濾器50的作用是將進入發(fā)動機10中的進氣中的粉塵除去，并且減少由于進氣引起的噪聲。
[0029]增壓器52是用于增加進入發(fā)動機10中的進氣的壓力的裝置。此外，被空氣過濾器50過濾的空氣穿過增壓器52。進一步地，穿過增壓器52的高壓縮空氣流動進入空氣供給通道54以被供給至發(fā)動機10。同時，被空氣過濾器50過濾的空氣的一部分選擇性地從旁路穿過(bypass)增壓器52。也就是說，空氣過濾器50通過旁路通道56與空氣供給通道54直接相連接，而不穿過增壓器52。
[0030]渦輪增壓器70接收流動進入空氣供給通道54的空氣。渦輪增壓器70包括壓縮機72和渦輪74。渦輪74與排氣歧管30相連接，并且由于排放氣體的流動而旋轉(zhuǎn)。進一步地，壓縮機72通過渦輪74的扭矩對接收自空氣供給通道54的空氣進行壓縮，并且將壓縮空氣供給至發(fā)動機10。
[0031]中冷器42設置在壓縮機72和進氣歧管40之間。S卩，中冷器42設置在將由渦輪增壓器70壓縮的空氣傳輸至發(fā)動機10的進氣通道44上，以將壓縮的空氣冷卻。
[0032]在此，排氣歧管30是這樣的通道，其收集從發(fā)動機10的汽缸排出的排放氣體并且將該排放氣體傳輸至排氣通道32。此外，進氣歧管40是將進氣導引至汽缸的通道。排氣歧管30和進氣歧管40為本領域技術人員所熟知。增壓器52可以為電動增壓器，并且渦輪增壓器70可以為機械渦輪增壓器。
[0033]排放氣體依次穿過排氣歧管30、渦輪增壓器70的渦輪74、以及排氣通道32而排出到車輛的外部。此外，第一催化單元80和第二催化單元82設置在排氣通道32處。第一催化單元80和第二催化單元82用于除去空氣污染物質(zhì)，如混合在排放氣體中的氮氧化物。
[0034]空氣氣門60設置為可選擇地將空氣供給至排氣歧管30。此外，空氣氣門60設置在直接將空氣供給通道54和排氣歧管30相連接的空氣噴射通道62處。在此，空氣噴射通道62不是供給至發(fā)動機10的燃燒室的用于噴射空氣的通道，而是用于將流動在空氣供給通道54中的空氣的一部分導引至排氣歧管30，并且空氣氣門60選擇性地將空氣噴射通道62打開或者關閉。進一步地，當空氣氣門60打開時，增壓器52產(chǎn)生高壓，使得穿過空氣供給通道54的高壓縮空氣自然流動進入空氣噴射通道62。S卩，根據(jù)空氣氣門60的操作來執(zhí)行二次(secondary)空氣噴射。
[0035]圖2為顯示了由根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的電動CVVT裝置提前了的排氣正時(exhaust timing)的曲線。此外，圖2的左部分中的實線和虛線表示了排氣門打開時的排氣正時。在此，虛線表示正常的排氣正時，而細實線表示被電動CVVT裝置20的操作提前了的排氣正時。此外，圖2的右部分中粗實線表示進氣門打開時的正常的進氣正時。進一步地，活塞的上止點(TDC)和下止點(BDC)顯示在圖2中的水平軸上。
[0036]如圖2所示，發(fā)動機10的排氣正時由于電動CVVT裝置20的操作而提前。與由液壓CVVT裝置(其中氣門正時的最大提前位置受到限制)提前的排氣過程相比，由電動CVVT裝置20提前的排氣過程更加提前。也就是說，如果氣門正時通過使用液壓CVVT裝置而得以控制使得氣門正時的最大提前位置受到限制的話，那么二次燃燒的效率可能惡化，在二次燃燒中，未燃燒氣體通過二次空氣噴射而得到二次燃燒。此外，與使用液壓CVVT裝置的控制相比，使用電動CVVT裝置的控制相對地提前了排氣正時。
[0037]上述二次空氣噴射是將空氣噴射進入排氣歧管30用于將在排氣歧管30中的排放氣體中混合的未燃燒氣體進行二次燃燒的技術。在此，未燃燒氣體是在燃燒室中未燃燒的混合物。
[0038]當空氣氣門60打開時，并且當空氣噴射進入排氣歧管30中時，未燃燒氣體與噴射空氣的氧氣通過排放氣體中的熱能而發(fā)生反應并且自然燃燒。此外，由于噴射進入排氣歧管30中的高壓縮空氣，自然燃燒很容易實現(xiàn)。進一步地，在二次空氣噴射中，二次燃燒的效率可以通過在穩(wěn)定范圍內(nèi)最大化地提前排氣正時而提高。
[0039]以下將詳細描述二次燃燒的效率。
[0040]由混合物的燃燒而產(chǎn)生的熱能被轉(zhuǎn)化為活塞的動能。在此點上，如果排氣正時提前，要轉(zhuǎn)化為動能的熱能的量得以減少。即，排放氣體可以具有由于排氣正時提前而得到的大量的熱能。因此，高溫的排放氣體具有優(yōu)點在于，與噴射進入排氣歧管30中的空氣的反應得到了改善，并且二次燃燒的效率得以提高。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案，混合在排放氣體中的未燃燒的氣體通過二次空氣噴射可以完全被燃燒。此外，由于電動CVVT裝置20被應用于控制氣門正時，所以排氣正時可以容易地提前，并且通過二次空氣噴射可以提高未燃燒的氣體的二次燃燒的效率。進一步地，當執(zhí)行冷啟動時，由于二次燃燒的效率的提高，催化劑可以被迅速地加熱；并且當在排氣歧管30中的混合物完全燃燒時，則包括在排放氣體中的空氣污染物質(zhì)的量可以最小化。
[0042]為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語左和右等被用于參考附圖中所顯示的特征的位置來描述示例性實施方案的這些特征。
[0043]前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權利要求書及其等價形式所限定。
【權利要求】
1.一種排放氣體燃燒系統(tǒng)，包括: 空氣供給通道，所述空氣供給通道供空氣經(jīng)過以便供給至發(fā)動機； 排氣歧管，所述排氣歧管將發(fā)動機的排放氣體傳輸至排氣通道； 空氣噴射通道，所述空氣噴射通道將所述空氣供給通道與所述排氣歧管相連接，以將穿過所述空氣供給通道的部分空氣供給至所述排氣歧管；以及 空氣氣門，所述空氣氣門設置在空氣噴射通道，以選擇性地打開或者關閉所述空氣噴射通道， 其中混合在排放氣體中的未燃燒氣體由于供給至排氣歧管的空氣而燃燒。
2.根據(jù)權利要求1所述的排放氣體燃燒系統(tǒng)，其進一步包括控制在發(fā)動機的排放氣體被排放至所述排氣歧管時的排氣正時的電動連續(xù)可變氣門正時裝置，即電動CVVT裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的排放氣體燃燒系統(tǒng)，其中所述電動CVVT裝置被操作以將所述排氣正時提前。
4.根據(jù)權利要求1所述的排放氣體燃燒系統(tǒng)，其進一步包括將高壓縮空氣供給進入所述空氣供給通道的增壓器。
5.根據(jù)權利要求4所述的排放氣體燃燒系統(tǒng)，其中所述空氣供給通道中的高壓縮空氣流由所述增壓器供給，使得當所述空氣氣門打開時，空氣供給通道的空氣自然地流動進入所述空氣噴射通道中。
6.根據(jù)權利要求1所述的排放氣體燃燒系統(tǒng)，其中混合在排放氣體中以在所述排氣歧管中流動的未燃燒氣體與供給至所述排氣歧管的空氣中的氧氣通過排放氣體中的熱量而自然反應并且燃燒。
【文檔編號】F02B37/00GK103993952SQ201310631561
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年2月20日
【發(fā)明者】韓東熙, 金潤柱, 林賢俊, 樸鐘一 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社