相關(guān)申請(qǐng)交叉的引證

本申請(qǐng)要求于2016年4月28日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2016-0052109號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過(guò)引證將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本文中。

本公開(kāi)涉及一種用于排出冷凝水的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和方法以及使用它們的方法。

背景技術(shù)：

該部分中的陳述僅是提供與本公開(kāi)有關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)動(dòng)機(jī)將空氣和燃料適當(dāng)混合并且通過(guò)燃燒混合的氣體而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。

為了獲得期望的動(dòng)力和燃燒效率，應(yīng)當(dāng)將充足的空氣提供至發(fā)動(dòng)機(jī)。為此，渦輪增壓器被用于增加燃燒效率并且將充足的空氣提供至發(fā)動(dòng)機(jī)。

通常，渦輪增壓器的渦輪通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的壓力旋轉(zhuǎn)，渦輪增壓器的壓縮機(jī)壓縮從外部流入的新鮮空氣，并且將壓縮空氣提供至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。渦輪增壓器已經(jīng)應(yīng)用于大部分柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并且最近已應(yīng)用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

此外，包括在廢氣中的nox(氮氧化物)被規(guī)定為主要大氣污染物并且已經(jīng)進(jìn)行許多研究以減少?gòu)U氣中的nox的量。

安裝在車(chē)輛中的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)減少了車(chē)輛的有害廢氣。通常，廢氣中的nox的量在富氧空氣混合物中增加，并且空氣混合物燃燒良好。因此，由于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)將一部分廢氣再循環(huán)至空氣混合物中以減少空氣混合物中的氧氣比例從而阻礙燃燒，所以減少了廢氣中的nox的量。

lp-egr(低壓egr)系統(tǒng)是廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)中的一種。lp-egr系統(tǒng)將穿過(guò)渦輪增壓器的渦輪的廢氣再循環(huán)至壓縮機(jī)的上游側(cè)的進(jìn)氣路徑。

然而，通過(guò)egr系統(tǒng)再循環(huán)的廢氣具有高溫度和高濕度。因此，當(dāng)再循環(huán)廢氣和低溫度的外部空氣混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷凝水。已發(fā)現(xiàn)冷凝水由于包括在廢氣中的各種物質(zhì)而具有很高的酸性。

如果冷凝水撞擊高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪，那么壓縮機(jī)葉輪會(huì)被損壞。根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，已經(jīng)使用涂覆壓縮機(jī)葉輪的方法以減少或防止壓縮機(jī)葉輪的損壞和腐蝕，但是已發(fā)現(xiàn)制造成本會(huì)因涂覆壓縮機(jī)葉輪而增加。

此外，已發(fā)現(xiàn)多種部件(即，壓縮機(jī)葉輪或壓縮機(jī)殼體等)被具有高酸性的冷凝水腐蝕。并且如果冷凝水流動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中，則發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒變得不穩(wěn)定。

在該背景技術(shù)部分中所公開(kāi)的上述信息僅用于增進(jìn)對(duì)本公開(kāi)的背景技術(shù)的理解，并且因此，其可包括未形成該國(guó)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以及用于排出冷凝水的方法，該系統(tǒng)和方法可以將由egr氣體和外部空氣產(chǎn)生的冷凝水排出至外部。

一種根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的用于排出冷凝水的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包括：發(fā)動(dòng)機(jī)，包括通過(guò)燃燒燃料而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的多個(gè)燃燒室；進(jìn)氣管線(xiàn)，新鮮空氣通過(guò)該進(jìn)氣管線(xiàn)流至燃燒室中；排氣管線(xiàn)，從燃燒室排出廢氣通過(guò)該排氣管線(xiàn)流到外面；再循環(huán)管線(xiàn)，從排氣管線(xiàn)分支并且接合到進(jìn)氣管線(xiàn)；以及連接管，連接再循環(huán)管線(xiàn)和進(jìn)氣管線(xiàn)；其中連接管包括與進(jìn)氣管線(xiàn)連通的進(jìn)氣管；并且再循環(huán)管與再循環(huán)管線(xiàn)連通，圍繞在進(jìn)氣管的外周，并且與進(jìn)氣管連通。

在進(jìn)氣管中可以形成有多個(gè)連通孔，并且再循環(huán)管可以通過(guò)連通孔與進(jìn)氣管連通。

進(jìn)氣管可以包括：上游部分，形成為具有預(yù)定直徑的柱形形狀；下游部分，形成為具有比上游部分的直徑更小的直徑的柱形形狀；以及連接部分，連接上游部分和下游部分；其中連通孔形成在連接部分和下游部分連接的部分中。

連通孔的整個(gè)面積可以等于或大于再循環(huán)管線(xiàn)的截面面積。

選擇性地打開(kāi)以用于排出冷凝水的排出閥可以布置在再循環(huán)管處。

冷卻翼片可以形成在進(jìn)氣管的外周。

冷卻翼片可以形成在連接部分和下游部分的外周。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括：渦輪，布置在排氣管線(xiàn)處并且由從燃燒室排出的廢氣旋轉(zhuǎn)；以及壓縮機(jī)，布置在進(jìn)氣管線(xiàn)處并且與渦輪一起旋轉(zhuǎn)并壓縮新鮮空氣。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)形式，可以將由具有低溫度的新鮮空氣和具有相對(duì)高的溫度和濕度的egr氣體產(chǎn)生的冷凝水通過(guò)用于連接進(jìn)氣管線(xiàn)和再循環(huán)管線(xiàn)的連接管排出。

此外，因?yàn)橛尚迈r空氣和egr氣體產(chǎn)生的冷凝水被排出到外部，所以可以減少或防止壓縮機(jī)葉輪和外圍部件的損壞和腐蝕，并且因此可以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒穩(wěn)定性。

此外，因?yàn)榕懦鲩y布置在再循環(huán)管處，所以冷凝水可以通過(guò)排出閥排出。

另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚乃峁┑拿枋龆兊蔑@而易見(jiàn)。應(yīng)理解的是，該描述和具體實(shí)例僅旨在用于說(shuō)明目的而不旨在限制本公開(kāi)的范圍。

附圖說(shuō)明

為了可以充分理解本公開(kāi)內(nèi)容，現(xiàn)在將參考附圖以實(shí)例的方式描述本公開(kāi)內(nèi)容的各種形式，其中：

圖1是示出了用于排出冷凝水的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖；

圖2是示出了連接管的立體圖；

圖3是示出了連接管的俯視平面圖；

圖4是進(jìn)氣管的分析結(jié)果；并且

圖5是示出了連通孔的整個(gè)面積和再循環(huán)管線(xiàn)的截面面積之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。

本文所描述的附圖僅用于說(shuō)明目的并且不旨在以任何方式限制本公開(kāi)的范圍。

具體實(shí)施方式

以下的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的并且并非旨在限制本公開(kāi)以及其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，貫穿附圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)指代相似或相應(yīng)的部件和特征。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在完全不背離本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)或范圍的情況下，可通過(guò)各種不同的方式修改所描述的形式。

為了清晰地描述本公開(kāi)，將省略與描述無(wú)關(guān)的部分。

此外，為了更好的理解和便于描述，附圖中所示的各構(gòu)造的尺寸和厚度被任意示出，但本公開(kāi)并不局限于此。在圖中，為了清楚起見(jiàn)，放大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。

圖1是示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的用于排出冷凝水的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

如圖1所示，用于排出冷凝水的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(在下文中，指的是“發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)20，包括通過(guò)燃料的燃燒而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的多個(gè)燃燒室21；進(jìn)氣管線(xiàn)10，新鮮空氣通過(guò)該進(jìn)氣管線(xiàn)流動(dòng)至燃燒室21中；排氣管線(xiàn)30，從燃燒室21排出的廢氣在其中流動(dòng)；再循環(huán)管線(xiàn)40，從排氣管線(xiàn)30分支并且接合到進(jìn)氣管線(xiàn)10；以及連接管100，連接再循環(huán)管線(xiàn)40和進(jìn)氣管線(xiàn)10。

凈化從燃燒室21排出的廢氣的廢氣凈化裝置60布置在排氣管線(xiàn)30處。廢氣凈化裝置60可以包括lnt(稀燃nox捕集器)、doc(柴油氧化催化劑)和dpf(柴油微粒過(guò)濾器)。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括廢氣再循環(huán)(egr)裝置，在該裝置中從燃燒室21排出的一部分廢氣被再提供至燃燒室21。egr裝置包括：再循環(huán)管線(xiàn)40，從排氣管線(xiàn)30分支并且接合到進(jìn)氣管線(xiàn)；egr冷卻器54，布置在再循環(huán)管線(xiàn)40處；以及egr閥52，布置在再循環(huán)管線(xiàn)40處。egr冷卻器54冷卻通過(guò)再循環(huán)管線(xiàn)40再循環(huán)的廢氣(在下文中，“egr氣體”)。再循環(huán)氣體量由egr閥52調(diào)整。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括渦輪增壓器70，該渦輪增壓器壓縮通過(guò)進(jìn)氣管線(xiàn)10流入的新鮮空氣(或外部空氣)以及通過(guò)再循環(huán)管線(xiàn)40流入的egr氣體并且將壓縮空氣提供至燃燒室21。渦輪增壓器70包括：渦輪71，布置在排氣管線(xiàn)30處并且通過(guò)從燃燒室21排出的廢氣旋轉(zhuǎn)；以及壓縮機(jī)72，布置在進(jìn)氣管線(xiàn)10處并且通過(guò)與渦輪71一起旋轉(zhuǎn)而壓縮新鮮空氣和egr氣體。

渦輪71包括：渦輪殼體；以及渦輪葉輪，布置在渦輪殼體中并且由從燃燒室21排出的廢氣的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)72包括：壓縮機(jī)殼體；以及壓縮機(jī)葉輪130，布置在壓縮機(jī)殼體中并且與渦輪葉輪一起旋轉(zhuǎn)。新鮮空氣和再循環(huán)氣體通過(guò)壓縮機(jī)葉輪130的旋轉(zhuǎn)壓縮，并且壓縮氣體被提供至燃燒室21。

在下文中，將描述連接進(jìn)氣管線(xiàn)10和再循環(huán)管線(xiàn)40的連接管100。

圖2是示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的連接管的立體圖。圖3是示出了根據(jù)本公開(kāi)的連接管的俯視平面圖。

如圖2和圖3所示，連接管100包括與進(jìn)氣管線(xiàn)10連通的進(jìn)氣管110，以及再循環(huán)管130。再循環(huán)管130與再循環(huán)管線(xiàn)40和進(jìn)氣管110連通，并且形成為圍繞進(jìn)氣管110的外周。在進(jìn)氣管110的外表面和再循環(huán)管130的內(nèi)表面之間形成有空間。

進(jìn)氣管110包括：上游部分111，形成為具有預(yù)定直徑的柱形形狀；下游部分115，形成為具有比上游部分111的直徑更小的直徑的柱形形狀；以及連接部分113，連接上游部分111和下游部分115。

多個(gè)連通孔120形成在進(jìn)氣管110中，并且再循環(huán)管130通過(guò)連通孔120與進(jìn)氣管110連通。在一個(gè)形式中，連通孔120形成在連接部分113和下游部分115連接的部分中。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的進(jìn)氣管的分析結(jié)果。圖4示出分析在進(jìn)氣管110中流動(dòng)的新鮮空氣的壓力的結(jié)果。

參照?qǐng)D4，進(jìn)氣管110中流動(dòng)的流體(即，新鮮空氣)的壓力在連接部分113和下游部分115相遇的部分處(指的是圖4的‘x’)減少。因?yàn)橄掠尾糠?15的直徑小于上游部分111的直徑，所以新鮮空氣的速度增加，但是新鮮空氣的壓力在連接部分113和下游部分115連接的部分處減少。這是伯努利原理的一種類(lèi)型。

因而，因?yàn)樾迈r空氣的壓力在連接部分113和下游部分115連接的部分處減少，所以從再循環(huán)管130流出的具有相對(duì)高的壓力的egr氣體可以通過(guò)連通孔120順暢地流至進(jìn)氣管110。

圖5是示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的連通孔的整個(gè)面積和再循環(huán)管線(xiàn)的截面面積之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。在圖5中，水平軸表示連通孔120的整個(gè)面積和再循環(huán)管線(xiàn)40的截面面積之間的面積比(即，連通孔120的整個(gè)面積/再循環(huán)管線(xiàn)40的截面面積)，并且豎直軸表示通過(guò)連通孔120流至進(jìn)氣管110中的egr氣體量。

如圖5所示，通過(guò)連通孔120流至進(jìn)氣管110中的egr氣體量隨著面積比增加而增加，但是在面積比大于約100％時(shí)egr氣體量相對(duì)穩(wěn)定(即，幾乎不增加)。

因此，在一個(gè)形式中，連通孔120的整個(gè)面積等于或大于再循環(huán)管線(xiàn)40的截面面積。

然而，在面積比大于約100％時(shí)，進(jìn)氣管110的強(qiáng)度可能會(huì)減弱。因此，在另一個(gè)形式中，連通孔120的整個(gè)面積等于再循環(huán)管線(xiàn)40的截面面積。

參照?qǐng)D2和圖3，多個(gè)冷卻翼片117形成在進(jìn)氣管110的外周。冷卻翼片117可以形成為沿著進(jìn)氣管110的外周的圓盤(pán)形狀。但是本公開(kāi)不限于所公開(kāi)的形式，并且冷卻翼片117可以形成為另外的形狀。

冷卻翼片117可以形成在連接部分113和下游部分115的外周。冷凝水可以通過(guò)翼片117在egr氣體處于相對(duì)高的溫度(例如，約攝氏溫度100-150度)時(shí)且在流過(guò)再循環(huán)管線(xiàn)40的濕氣與進(jìn)氣管線(xiàn)10(具有相對(duì)低的溫度(例如，約攝氏溫度25度)的新鮮空氣在其中流動(dòng))接觸時(shí)而容易地產(chǎn)生。

就是說(shuō)，因?yàn)閑gr氣體與進(jìn)氣管線(xiàn)10的接觸面積通過(guò)冷卻翼片117而增加，所以包括在egr氣體中的水分容易冷凝，所以容易產(chǎn)生冷凝水。

用于將冷凝水排出至外部的排出閥140布置在再循環(huán)管130中。冷凝水通過(guò)選擇性地打開(kāi)排出閥140而排出至外部。例如，在車(chē)輛起動(dòng)之后排出閥140可以打開(kāi)預(yù)定時(shí)間。

在下文中，將詳細(xì)地描述根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)形式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的操作。

驅(qū)動(dòng)扭矩通過(guò)燃燒燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃燒室21中產(chǎn)生，并且廢氣從燃燒室21排出至排氣管線(xiàn)30。

在排氣管線(xiàn)30中流動(dòng)的一部分廢氣流至從排氣管線(xiàn)30分支并接合到進(jìn)氣管線(xiàn)10的再循環(huán)管線(xiàn)40中。

在再循環(huán)管線(xiàn)40中流動(dòng)的egr氣體與在進(jìn)氣管線(xiàn)10中流動(dòng)的新鮮空氣混合，并且混合氣體(egr氣體和新鮮空氣)被提供至發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃燒室21。這時(shí)，混合氣體(egr氣體和新鮮空氣)可以通過(guò)渦輪增壓器70的壓縮機(jī)72壓縮，并且被提供至發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃燒室21。

同時(shí)，在再循環(huán)管線(xiàn)40中流動(dòng)的egr氣體與從外面流道其中的新鮮空氣相比具有相對(duì)高的溫度和濕度。換言之，在進(jìn)氣管線(xiàn)10中流動(dòng)的新鮮空氣與egr氣體相比具有相對(duì)低的溫度。

因此，具有高的溫度和濕度的egr氣體通過(guò)再循環(huán)管線(xiàn)40流至再循環(huán)管130中，egr氣體與具有低的溫度的新鮮空氣流動(dòng)的進(jìn)氣管線(xiàn)10接觸并產(chǎn)生冷凝水。這時(shí)，因?yàn)閑gr氣體與進(jìn)氣管線(xiàn)10的接觸面積通過(guò)冷卻翼片117而增加，所以順利地產(chǎn)生冷凝水。

這時(shí)，因?yàn)椴贾迷谠傺h(huán)管130處的排出閥140在車(chē)輛起動(dòng)之后以周期時(shí)間間隔打開(kāi)，所以冷凝水被排出到外部。

同時(shí)，通過(guò)冷凝水的產(chǎn)生而濕度變低的egr氣體通過(guò)連通孔120流至進(jìn)氣管110中，并且egr氣體與在進(jìn)氣管110中流動(dòng)的新鮮空氣混合。這時(shí)，因?yàn)檫B通孔120形成在連接部分113和下游部分115連接的部分處(即，新鮮空氣的壓力最小化的部分)，所以egr氣體可以順暢地流至進(jìn)氣管110中。

混合氣體(egr氣體和新鮮空氣)被渦輪增壓器70的壓縮機(jī)72壓縮，并且壓縮的混合氣體被提供至燃燒室21。

如上所述，具有高的溫度和濕度的egr氣體與冷的進(jìn)氣管110接觸，并且冷凝水在具有高的溫度和濕度的egr氣體與新鮮空氣混合之前通過(guò)冷凝產(chǎn)生。因此，可以減少egr氣體的濕度。

因?yàn)槔淠诰哂懈邼穸鹊膃gr氣體與新鮮空氣混合時(shí)產(chǎn)生，所以egr氣體的減少的濕度可以抑制或防止諸如壓縮機(jī)葉輪的部件的腐蝕以及壓縮機(jī)葉輪的損壞。

<符號(hào)說(shuō)明>

10:進(jìn)氣管線(xiàn)

20:發(fā)動(dòng)機(jī)

21:燃燒室

30:排氣管線(xiàn)

40:再循環(huán)管線(xiàn)

52:egr閥

54:egr冷卻器

70:渦輪增壓器

71:渦輪

72:壓縮機(jī)

100:連接管

110:進(jìn)氣管

111:上游部分

113:連接部分

115:下游部分

117:冷卻翼片

120:連通孔

130:再循環(huán)管

140:排出閥

雖然已結(jié)合目前被視為實(shí)用的示例性形式描述了這個(gè)本公開(kāi)，但是應(yīng)理解的是，本公開(kāi)不限于所公開(kāi)的形式，而是相反地，本公開(kāi)旨在涵蓋包含在本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同配置。