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發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法

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發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年12月17日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0157590號(hào)的優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此用于通過(guò)該引用的所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并且更具體地,涉及一種在低速和中速下具有最大化的功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]通常地,已知的是,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗和效率具有更低的燃料消耗和更高的效率。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有大約40%的效率,其符合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓縮比。
[0005]近來(lái),為了在發(fā)動(dòng)機(jī)中獲得的更高的輸出,額外地包含了渦輪增壓器、中間冷卻器坐寸ο
[0006]采用渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)使用渦輪增壓器的壓縮機(jī)來(lái)抽吸并壓縮廢氣或外部空氣,并且在這種情況下,產(chǎn)生的經(jīng)增壓的空氣(高溫壓縮空氣)得以供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0007]然而,快速壓縮的空氣吸收渦輪增壓器的熱量和在壓縮過(guò)程期間產(chǎn)生的熱量,所以其密度得以降低,從而降低在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的增壓效率。因此,可以通過(guò)使用中間冷卻器來(lái)冷卻經(jīng)增壓的空氣以便確保高密度,并且其結(jié)果是,大量的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室,從而獲得較高輸出。
[0008]同時(shí),已經(jīng)開(kāi)展了在包括渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的在低速和中速部段內(nèi)降低燃料消耗和改進(jìn)輸出扭矩的研究,連同對(duì)于更有效率地控制再循環(huán)氣體的供應(yīng)的研究。
[0009]公開(kāi)于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解,而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]已作出的本發(fā)明致力于提供一種用于在包括渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中在低速和中速部段內(nèi)降低燃料消耗并改進(jìn)輸出扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),在低速和中速部段內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)是預(yù)先確定的。
[0011]此外,已作出的本發(fā)明致力于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其中渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體與汽缸蓋集成,或者由與所述汽缸蓋的材料相同的材料制成。
[0012]本發(fā)明的各個(gè)方面提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),包括:第一進(jìn)氣管線,進(jìn)氣旁通閥,第二進(jìn)氣管線,第一排氣管線,排氣旁通閥,第二排氣管線,渦輪增壓器,控制器以及渦輪機(jī)殼體,其中,所述第一進(jìn)氣管線配置成將外部空氣供應(yīng)至安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體中的進(jìn)氣歧管;所述進(jìn)氣旁通閥設(shè)置在所述第一進(jìn)氣管線上;所述第二進(jìn)氣管線配置成使所述進(jìn)氣旁通閥旁通;從安裝在所述汽缸體內(nèi)的排氣歧管排出的廢氣流動(dòng)通過(guò)所述第一排氣管線;所述排氣旁通閥設(shè)置在所述第一排氣管線上;所述第二排氣管線配置成使所述排氣旁通閥旁通;所述渦輪增壓器經(jīng)過(guò)所述第二排氣管線的廢氣進(jìn)行操作,并且配置成泵送在所述第二進(jìn)氣管線中流動(dòng)的進(jìn)入的空氣;所述控制器配置成控制所述進(jìn)氣旁通閥和所述排氣旁通閥;所述渦輪機(jī)殼體配置成圍繞所述渦輪增壓器的渦輪機(jī),其中所述渦輪機(jī)殼體可以由與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋的材料相同的材料制成。
[0013]所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括中間冷卻器,所述中間冷卻器安裝在所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)的下游側(cè)處的所述第二進(jìn)氣管線中。所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括節(jié)流閥體,所述節(jié)流閥體配置成控制供應(yīng)至所述進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣流動(dòng)速率。
[0014]在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)低于預(yù)先確定的RPM值的部段內(nèi),在負(fù)載低于預(yù)先確定的負(fù)載值時(shí)控制器可以打開(kāi)所述進(jìn)氣旁通閥和所述排氣旁通閥,并且所述控制器可以通過(guò)控制所述排氣旁通閥的打開(kāi)率來(lái)控制輸出。
[0015]在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)低于預(yù)先確定的RPM值的部段內(nèi),在負(fù)載高于預(yù)先確定的負(fù)載值時(shí)控制器可以關(guān)閉所述進(jìn)氣旁通閥并打開(kāi)所述排氣旁通閥,并且所述控制器可以通過(guò)控制所述排氣旁通閥的打開(kāi)率來(lái)控制輸出。
[0016]在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)高于預(yù)先確定的RPM值的部段內(nèi),控制器可以打開(kāi)所述進(jìn)氣旁通閥和所述排氣旁通閥,并且所述控制器可以通過(guò)控制所述排氣旁通閥的打開(kāi)率來(lái)控制輸出。
[0017]所述第二進(jìn)氣管線可以從空氣凈化器箱分叉,并且可以通過(guò)順序地經(jīng)過(guò)所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)和中間冷卻器而接合至所述第一進(jìn)氣管線。所述第二排氣管線可以從所述排氣歧管分叉,并且可以通過(guò)經(jīng)過(guò)所述渦輪增壓器的渦輪機(jī)而接合至所述第一排氣管線。
[0018]所述渦輪增壓器的容量可以設(shè)定為具有最小值,所述最小值能夠在采用自然送氣方法的發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先確定的低速區(qū)域處獲得最大輸出扭矩。
[0019]所述渦輪機(jī)殼體可以與所述汽缸蓋整合地或一體地形成。所述渦輪機(jī)殼體可以通過(guò)供應(yīng)至所述汽缸蓋的冷卻劑進(jìn)行冷卻。冷卻所述渦輪機(jī)殼體的冷卻劑可以得以再供應(yīng)至所述汽缸蓋。
[0020]所述渦輪機(jī)殼體可以通過(guò)直接從水泵供應(yīng)的冷卻劑得到冷卻。
[0021]所述渦輪機(jī)殼體可以通過(guò)供應(yīng)至所述渦輪增壓器的冷卻劑得到冷卻。供應(yīng)至所述渦輪增壓器的冷卻劑路徑可以經(jīng)過(guò)所述渦輪機(jī)殼體。
[0022]所述渦輪機(jī)殼體可以由鋁材料制成。
[0023]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn),這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中將是顯而易見(jiàn)的,或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行詳細(xì)陳述,這些附圖和【具體實(shí)施方式】共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)造圖。
[0025]圖2為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和輸出之間的關(guān)系的示意圖。
[0026]圖3為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中與汽缸蓋共享的渦輪機(jī)殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
[0027]圖4為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中獨(dú)立地形成的渦輪機(jī)殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
[0028]圖5為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中利用渦輪增壓器的冷卻劑的渦輪機(jī)殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案,在附圖中和以下的描述中示出了這些實(shí)施方案的實(shí)例。雖然本發(fā)明與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述,但是應(yīng)當(dāng)了解,本說(shuō)明書(shū)并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反,本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案,而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實(shí)施方案。
[0030]圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)造圖。如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣凈化器箱50、第一進(jìn)氣管線48、第二進(jìn)氣管線54、節(jié)流閥體46、進(jìn)氣歧管40、發(fā)動(dòng)機(jī)10、排氣歧管30、第一排氣管線32、排氣旁通閥22、催化器80、中間冷卻器42、第二排氣管線34、渦輪增壓器70以及電子控制單元 ECU。
[0031]第一進(jìn)氣管線48和第二進(jìn)氣管線54得以接合,以便將進(jìn)入的空氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0032]第二進(jìn)氣管線54使進(jìn)氣旁通閥20旁通,并且從空氣凈化器箱50分叉,并通過(guò)渦輪增壓器70的壓縮機(jī)72和中間冷卻器42接合至第一進(jìn)氣管線48。
[0033]節(jié)流閥體46設(shè)置在第一進(jìn)氣管線48和第二進(jìn)氣管線54得以接合的點(diǎn)處。在一些實(shí)施方案中,第二進(jìn)氣管線54并不從空氣凈化器箱50分叉,但是可以從第一進(jìn)氣管線48分叉。
[0034]第一排氣管線32從排氣歧管30分叉,并且排氣旁通閥22和催化器80得以順序地設(shè)置在第一排氣管線32內(nèi)。
[0035]第二排氣管線34使排氣旁通閥22旁通,并且第二排氣管線34從排氣歧管30分叉以便接合至在排氣旁通閥22和催化器80之間的第一排氣管線32。在一些實(shí)施方案中,第二排氣管線34并不從排氣歧管30分叉,但是可以從第一排氣管線32分叉。
[0036]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中,在ECU關(guān)閉進(jìn)氣旁通閥20的情況下,通過(guò)渦輪增壓器的壓縮機(jī)72和中間冷卻器42,進(jìn)入的空氣從第二進(jìn)氣管線54供應(yīng)至進(jìn)氣歧管40。
[0037]此外,在E⑶打開(kāi)進(jìn)氣旁通閥20的情況下,通過(guò)第一進(jìn)氣管線48和節(jié)流閥體46,進(jìn)入的空氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室。
[0038]當(dāng)E⑶完全打開(kāi)排氣旁通閥22時(shí),廢氣得以通過(guò)第一排放管線32的催化器排出到外部,并且當(dāng)E⑶關(guān)閉排氣旁通閥22時(shí),廢氣通過(guò)第二排氣管線34操作渦輪增壓器70的渦輪機(jī)74,并且得以通過(guò)催化器80排出至外部。
[0039]E⑶可以調(diào)節(jié)排氣旁通閥22的開(kāi)口率,以便控制渦輪增壓器70的操作,檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作條件和用于加速度傳感器、剎車傳感器等等的駕駛員的需求條件,以便計(jì)算需求扭矩,并且控制進(jìn)氣旁通閥20、排氣旁通閥22以及發(fā)動(dòng)機(jī)10的噴射器以便噴射燃料。
[0040]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中,在采用相關(guān)技術(shù)中的自然送氣方法的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)10中,在具有預(yù)先確定的值或更低的值的低速部段內(nèi)可以通過(guò)使用渦輪增壓器70來(lái)額外地供應(yīng)空氣以
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