具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，能夠在節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中同樣實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。在所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，在進(jìn)氣管道的中途設(shè)置有節(jié)氣門，在節(jié)氣門的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，在進(jìn)氣管道的位于節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸罩上。另外，在第一收集管上分岔形成有第二收集管，該第二收集管的另一端與負(fù)壓腔室連接。在負(fù)壓腔室中形成有負(fù)壓管路，該負(fù)壓管路的另一端連接到空氣管道，在第一收集管的、比第二收集管的分岔處更靠發(fā)動(dòng)機(jī)主體的部位處設(shè)置有電磁閥。
【專利說明】
具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別地涉及具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]已知在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃燒室的高壓可燃混合氣和燃燒氣體或多或少會(huì)經(jīng)由活塞組與氣缸間的間隙漏入曲軸箱內(nèi)，形成所謂的活塞漏氣量。
[0003]由于活塞漏氣量的成分主要是沒有燃燒的燃油氣、水蒸氣和廢氣等，因此，活塞漏氣量會(huì)稀釋機(jī)油，降低機(jī)油的使用性能，加速機(jī)油的氧化、變質(zhì)。同時(shí)，水氣會(huì)凝結(jié)在機(jī)油中而形成油泥，進(jìn)而阻塞油路。另外，廢氣中的酸性氣體也會(huì)混入潤(rùn)滑系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的腐蝕，并加速磨損。此外，活塞漏氣量還會(huì)使曲軸箱的壓力過高而破壞曲軸箱的密封， 使機(jī)油滲漏流失。因而，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中必須對(duì)活塞漏氣量進(jìn)行收集。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，提出如下活塞漏氣量的收集方式，將曲軸箱內(nèi)的活塞漏氣量經(jīng)由收集管被引導(dǎo)到進(jìn)氣管道(節(jié)氣門的下游)，然后返回氣缸重新燃燒，這樣既可以減少排氣污染，又可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
[0005]更具體來說，如圖1所示，在位于節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向上游側(cè)的位置處，設(shè)置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的氣缸罩CH上。利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合。另一方面，在節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有收集管 CP，該收集管CP的另一端同樣連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上，這樣，利用節(jié)氣門ETB 的負(fù)壓作用，將在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由機(jī)械閥PCV、收集管 CP抽吸到進(jìn)氣管道中，并與進(jìn)氣管道中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒。
[0006]但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下問題:
[0007](1)如果在節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1大于曲軸箱的內(nèi)壓P2時(shí)，曲軸箱內(nèi)的活塞漏氣量無法經(jīng)由收集管CP被抽吸到進(jìn)氣管道IP中，從而使現(xiàn)有技術(shù)的活塞漏氣量的收集方式失效。更具體來說，在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，由于節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1基本處于負(fù)壓的狀態(tài)(PI < P2)，因此，不存在活塞漏氣量的收集方式失效的情形，但是，在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，如果經(jīng)過渦輪增壓后的空氣的壓力大于大氣壓，則節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1也處于正壓，另外，在P1多P2的情況下，活塞漏氣量便無法被抽吸至進(jìn)氣管道IP中。如果發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高增壓區(qū)域(即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的區(qū)域)，則活塞漏氣量會(huì)一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機(jī)油，進(jìn)而降低機(jī)油的使用性能。
[0008](2)機(jī)械閥PCV的開閉和流量大小完全取決于施加在機(jī)械閥兩端的曲軸箱與進(jìn)氣管道間的壓差，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷變化，進(jìn)氣管壓力也不斷變化，因此，機(jī)械閥PCV的開度及流經(jīng)機(jī)械閥PCV的活塞漏氣量也不斷變化。車輛行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷變化，特別是急加速、急減速時(shí)，機(jī)械閥PCV兩端的壓力差變化很大，這樣通過機(jī)械閥PCV的活塞漏氣量可能過大或過小。同時(shí)機(jī)械閥PCV可能會(huì)因?yàn)榛钊饬康呐K污導(dǎo)致卡死，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速階段，節(jié)氣門開度很小，進(jìn)氣量很少，P1處的真空度(負(fù)壓)最大，繼而機(jī)械閥PCV的開度是最大的，導(dǎo)致流經(jīng)機(jī)械閥PCV進(jìn)入氣缸燃燒的活塞漏氣量很多，這樣燃燒狀態(tài)就會(huì)惡化，反而容易出現(xiàn)燃燒不完全甚至失火現(xiàn)象，影響怠速安定性。因此，有必要使用可靠性更高的電磁閥取代機(jī)械閥PCV。
[0009]因而，如何能夠在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)兩者中均能實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集便成為亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其不僅能夠在節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力處于負(fù)壓的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的非增壓區(qū)域中實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集，而且能夠在節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中同樣實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。[〇〇11] 本發(fā)明的第一方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣管道、渦輪增壓器、進(jìn)氣管道以及發(fā)動(dòng)機(jī)本體，在上述進(jìn)氣管道的中途設(shè)置有節(jié)氣門，在上述節(jié)氣門的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體的氣缸罩上，在上述進(jìn)氣管道的位于上述節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到上述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸罩上，在上述第一收集管的中途設(shè)置有第一開閉裝置，其特征是，在上述第一收集管的、比上述第一開閉裝置更靠上述氣缸罩的位置處分岔形成有第二收集管，該第二收集管的另一端與負(fù)壓腔室連接，在上述第二收集管的中途設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)第二開閉裝置，在上述負(fù)壓腔室中形成有負(fù)壓管路，該負(fù)壓管路的另一端連接到上述空氣管道的中途，在上述負(fù)壓管路的靠上述空氣管道一側(cè)的位置上設(shè)置有第三開閉裝置，在上述第一收集管的、比上述第二收集管的分岔處更靠上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的氣缸罩的部位處設(shè)置有電磁閥。
[0012]本發(fā)明的第二方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第一方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道的、比上述第一收集管的分岔點(diǎn)更靠上述進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有第一壓力檢測(cè)單元，該第一壓力檢測(cè)單元用于對(duì)上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0013]本發(fā)明的第三方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第二方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)本體的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有第二壓力檢測(cè)單元，該第二壓力檢測(cè)單元用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0014]本發(fā)明的第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第三方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，進(jìn)入增壓區(qū)域，關(guān)閉上述第三開閉裝置，打開第一開閉裝置、上述第二開閉裝置，在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力小于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，進(jìn)入非增壓區(qū)域，打開上述第三開閉裝置，關(guān)閉上述第一開閉裝置、上述第二開閉裝置。
[0015]本發(fā)明的第五方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道的、比上述第一位置更靠上述節(jié)氣門的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道，在該高壓噴嘴管道的中途設(shè)置有第四開閉裝置，并且在上述高壓噴嘴管道的前端設(shè)置有噴射裝置，該噴射裝置伸入到上述負(fù)壓腔室中，在上述空氣管道的、比與上述負(fù)壓管路匯流的匯流點(diǎn)更靠上述進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有第三壓力檢測(cè)單元，該第三壓力檢測(cè)單元用于對(duì)上述空氣管道中的空氣壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0016]本發(fā)明的第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第五方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述曲軸箱內(nèi)的壓力與上述空氣管道中的空氣壓力的壓力差小于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓不足，并將上述第四開閉裝置打開，使噴射裝置動(dòng)作，在上述曲軸箱內(nèi)的壓力與上述空氣管道中的空氣壓力的壓力差大于等于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓充足，并將上述第四開閉裝置關(guān)閉，上述噴射裝置不動(dòng)作。
[0017]本發(fā)明的第七方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述負(fù)壓管路的中途形成有活塞漏氣量檢測(cè)單元，該活塞漏氣量檢測(cè)單元用于對(duì)流過上述負(fù)壓管路的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。
[0018]本發(fā)明的第八方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第七方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在活塞漏氣量比重率 s大于等于13%時(shí)，使上述電磁閥打開極小的開度、或是全關(guān)，在活塞漏氣量比重率S小于13%時(shí)，根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比來調(diào)節(jié)上述電磁閥的開度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由于能在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，利用負(fù)壓管路及負(fù)壓腔室中的很大的負(fù)壓，使在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第二收集管進(jìn)入負(fù)壓腔室，接著經(jīng)由負(fù)壓管路進(jìn)入空氣管道，再次在渦輪增壓器中增壓進(jìn)氣，從而即便在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中，也能同樣地實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第五方面、第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)壓腔室的負(fù)壓不足時(shí)，也可以利用噴射裝置向負(fù)壓管路進(jìn)行高壓噴射，來進(jìn)一步增加負(fù)壓腔室的負(fù)壓。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第七方面、第八方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由于電磁閥的動(dòng)作開度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來確定的，在理論上，活塞漏氣量比重率 S超過13%會(huì)影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進(jìn)而影響駕駛舒適性和安全性，因此，通過使用電磁閥代替機(jī)械閥，并且對(duì)電磁閥進(jìn)行控制，從而能夠提升駕駛舒適性和安全性?！靖綀D說明】
[0022]圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的圖。
[0023]圖2是表不本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在非增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說明圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說明圖。
[0026]圖5是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的電磁閥的動(dòng)作的說明圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在增壓區(qū)域(渦輪工作)時(shí)的各壓力關(guān)系及控制方式。
[0028]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的活塞漏氣量收集效果的圖。
[0029]圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]以下，參照?qǐng)D2?圖4,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)行說明。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的圖，圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在非增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說明圖，圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說明圖。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括空氣管道AP、渦輪增壓器TUR、空氣進(jìn)入管AIP、中冷器100、進(jìn)氣管道IP、發(fā)動(dòng)機(jī)本體E、燃燒空氣排出管A0P、催化器200、尾氣管WAP。
[0032]渦輪增壓器TUR的空氣側(cè)渦輪的進(jìn)氣口與空氣管道AP連接，出氣口與空氣進(jìn)入管 AIP的一端連接。外部空氣從車體外部經(jīng)由空氣管道AP進(jìn)入渦輪增壓器TUR的空氣側(cè)渦輪，并從該空氣側(cè)渦輪的出氣口經(jīng)由空氣進(jìn)入管AIP進(jìn)入上述中冷器100。進(jìn)入中冷器后的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)本體E，在發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒后產(chǎn)生的燃燒空氣經(jīng)由燃燒空氣排出管A0P進(jìn)入渦輪增壓器TUR的尾氣側(cè)渦輪的進(jìn)氣口，然后從出氣口經(jīng)由連接管 P進(jìn)入催化器200。在催化器200中通過三元催化劑進(jìn)行催化后的尾氣經(jīng)由尾氣管WAP排出到大氣中。
[0033]在進(jìn)氣管道IP的中途設(shè)置有節(jié)氣門ETB，在節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上。在進(jìn)氣管道IP的位于節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管CP1，該第一收集管CP1的另一端同樣連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上。在進(jìn)氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP 的中途設(shè)置有開閉閥a(相當(dāng)于本發(fā)明的“第四開閉裝置”)，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設(shè)置有高壓噴嘴b (相當(dāng)于本發(fā)明的“噴射裝置”)。上述高壓噴嘴b伸入到負(fù)壓腔室 c中。
[0034]另外，在負(fù)壓腔室c中形成有負(fù)壓管路d，該負(fù)壓管路d的另一端連接到空氣管道 AP的中途。在上述負(fù)壓管路d的中途形成有活塞漏氣流量傳感器e (相當(dāng)于本發(fā)明的“活塞漏氣量檢測(cè)單元”)，該活塞漏氣流量傳感器e用于對(duì)流過負(fù)壓管路d的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。在比該活塞漏氣流量傳感器e更靠空氣管道AP —側(cè)的負(fù)壓管路d上設(shè)置有開閉閥 f (相當(dāng)于本發(fā)明的“第三開閉裝置”)。
[0035]在第一收集管CP1的中途設(shè)置有開閉閥g(相當(dāng)于本發(fā)明的“第一開閉裝置”)，在第一收集管CP1的、比上述開閉閥g更靠氣缸罩CH的位置處分岔形成有第二收集管CP2， 該第二收集管CP2的另一端與負(fù)壓腔室c連接。在上述第二收集管CP2的靠上述第一收集管CP1 —側(cè)的位置處設(shè)置有開閉閥h(相當(dāng)于本發(fā)明的“第二開閉裝置”)，在上述第二收集管CP2的靠上述負(fù)壓腔室c 一側(cè)的位置處設(shè)置有開閉閥i (相當(dāng)于本發(fā)明的“第二開閉裝置”)。
[0036]在上述第一收集管CP1的末端、S卩比上述第二收集管CP2的分岔處更靠發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH的部位處設(shè)置有電磁閥EV，該電磁閥EV能夠在全工況下根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)開度，以使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和漏氣量之間達(dá)到有效平衡。
[0037]在上述進(jìn)氣管道IP的、比上述第一收集管CP1的分岔點(diǎn)更靠進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有第一壓力傳感器j (相當(dāng)于本發(fā)明的“第一壓力檢測(cè)單元”)，該第一壓力傳感器j用于對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1進(jìn)行檢測(cè)。在上述發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有曲軸箱壓力傳感器k(相當(dāng)于本發(fā)明的“第二壓力檢測(cè)單元”)，該曲軸箱壓力傳感器k用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力P2進(jìn)行檢測(cè)。另外，在上述空氣管道AP的、比與負(fù)壓管路d匯流的匯流點(diǎn)更靠進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有壓力傳感器m(相當(dāng)于本發(fā)明的“第三壓力檢測(cè)單元”)， 該壓力傳感器m用于對(duì)空氣管道AP中的空氣壓力(負(fù)壓)P3進(jìn)行檢測(cè)。
[0038]如圖3所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域(進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1小于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí))時(shí)，由于渦輪增壓器TUR基本不動(dòng)作，負(fù)壓腔室c中沒有負(fù)壓吸力或負(fù)壓非常小，因此，控制成關(guān)閉開閉閥a、f、h、i，打開開閉閥g。這時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)的活塞漏氣量的收集方式同樣地，利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖3中用實(shí)線箭頭表示新鮮空氣)，同時(shí)利用節(jié)氣門ETB的負(fù)壓作用，將在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由電磁閥EV、第一收集管CP1抽吸到進(jìn)氣管道中，并與進(jìn)氣管道中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒(在圖3中用虛線箭頭表示新鮮空氣與活塞漏氣量的混合氣)。
[0039]另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，為了怠速時(shí)最重要的性能指標(biāo)、即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，較為理想的是，使電磁閥EV打開極小的開度，或是全關(guān)，以避免因燃燒不完全、失火等導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動(dòng)過大，影響駕駛舒適性。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域的怠速之外的其它工況時(shí)，可合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度。
[0040]如圖4所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域(進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1大于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí))時(shí)，由于渦輪增壓器TUR動(dòng)作，會(huì)在空氣管道AP會(huì)形成很大的負(fù)壓吸力，因此，控制成打開開閉閥f、h、i，關(guān)閉開閉閥g。此時(shí)，負(fù)壓管路d及負(fù)壓腔室c 也具有很大的負(fù)壓吸力。此時(shí)，利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖4中用實(shí)線箭頭表示新鮮空氣)，接著，在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣在負(fù)壓管路 d及負(fù)壓腔室c中的很大的負(fù)壓吸力的作用下經(jīng)由第二收集管CP2進(jìn)入負(fù)壓腔室c，接著經(jīng)由負(fù)壓管路d進(jìn)入空氣管道AP(在圖4中用虛線箭頭表示新鮮空氣與活塞漏氣量的混合氣)，再次在渦輪增壓器TUR中增壓進(jìn)氣。
[0041]另外，當(dāng)負(fù)壓腔室c的負(fù)壓不足時(shí)，也可以利用高壓噴嘴b向負(fù)壓管路d進(jìn)行高壓噴射，來進(jìn)一步增加負(fù)壓腔室c的負(fù)壓，此時(shí)，將開閉閥a打開。
[0042]當(dāng)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1小于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí)，關(guān)閉開閉閥a、 f、h、i，打開開閉閥g。
[0043]此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時(shí)，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度，以使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和漏氣量之間達(dá)到有效平衡。
[0044]下面，參照?qǐng)D5,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的電磁閥EV的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0045]進(jìn)入氣缸參與燃燒的空氣量Q由流經(jīng)空濾處的新鮮空氣量QA和活塞漏氣量QB組成、即Q = QA+QB，其中，新鮮空氣量QA由空氣流量傳感器(未圖示)測(cè)得，活塞漏氣量QB 由活塞漏氣流量傳感器e測(cè)得。另外，活塞漏氣量比重率S =QBAQA+QB);
[0046]上述電磁閥EV的動(dòng)作開度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來確定的。在理論上，活塞漏氣量比重率S超過13%會(huì)影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進(jìn)而影響駕駛舒適性和安全性。
[0047]在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速階段，由于新鮮空氣量QA很少，活塞漏氣量QB較大，導(dǎo)致比重率5 很大，因此，在怠速階段，使電磁閥EV打開極小的開度，或是全關(guān)。
[0048]換言之，電磁閥EV的動(dòng)作如圖5所示，在S < 13%時(shí)，逐步增大電磁閥EV的開度， 在S >13%時(shí)，將電磁閥EV控制為全關(guān)。由于在非怠速工況下，S —般不會(huì)大于13%， 因此，電磁閥EV通常保持打開狀態(tài)。
[0049]下面，參照?qǐng)D6,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在增壓區(qū)域(渦輪工作)時(shí)的各壓力關(guān)系及控制方式進(jìn)行說明。
[0050]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時(shí)，E⑶通過占空比輸出控制廢氣旁通閥開閉程度，進(jìn)而控制渦輪轉(zhuǎn)速。如圖6所示，曲軸箱內(nèi)的壓力P2基本處于恒定值，為稍大于大氣壓 (lOlkPa)，其大致在102kPa?104kPa之間。當(dāng)處于增壓區(qū)域時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速越快，進(jìn)氣管道IP 中的進(jìn)氣壓力P1的正壓越大，空氣管道AP中的空氣壓力P3的負(fù)壓也越大。
[0051]渦輪增壓的含義是使進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1大于大氣壓，因此，當(dāng)渦輪工作時(shí)且P1多P2時(shí)，利用負(fù)壓腔室c使活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第二收集管CP2進(jìn)入負(fù)壓腔室c，接著經(jīng)由負(fù)壓管路d進(jìn)入空氣管道AP，再次在渦輪增壓器TUR中增壓進(jìn)氣， 當(dāng)渦輪工作時(shí)且PI < P2時(shí)，使活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第一收集管CP1抽吸到進(jìn)氣管道IP中，并與進(jìn)氣管道IP中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒。因此，在本發(fā)明中，增壓區(qū)域指的是渦輪工作時(shí)且P1多P2的區(qū)域，非增壓區(qū)域指的是渦輪不工作的區(qū)域以及渦輪工作時(shí)且PI < P2的區(qū)域。
[0052]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的活塞漏氣量收集效果的圖，其中， 圖7(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的活塞漏氣量與轉(zhuǎn)速的圖，圖7(b)是表示本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的活塞漏氣量與轉(zhuǎn)速的圖。
[0053]如圖7(a)所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)負(fù)荷為120以上時(shí)(此時(shí)，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時(shí)且PI > P2)，收集到的活塞漏氣量很少，活塞漏氣量會(huì)一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機(jī)油，進(jìn)而降低機(jī)油的使用性能。
[0054]如圖7(b)所示，在本發(fā)明中，當(dāng)負(fù)荷為120以上時(shí)(此時(shí)，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時(shí)且PI > P2)，收集到的活塞漏氣量較多，從而能夠避免因活塞漏氣量稀釋機(jī)油而造成發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的損傷。
[0055]下面，參照?qǐng)D8,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的流程控制進(jìn)行說明。
[0056]如圖8所示，當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，首先對(duì)開閉閥進(jìn)行初始化，使開閉閥a、f、h、i關(guān)閉， 并使開閉閥j打開(步驟S100)。
[0057]接著，車輛進(jìn)入怠速，并對(duì)活塞漏氣比重率S進(jìn)行評(píng)估(步驟S200)。
[0058]然后，對(duì)活塞漏氣比重率S是否大于13%進(jìn)行判斷(步驟S300)，若S < 13%(在步驟S300中判斷為“否”)，則使電磁閥EV全開(步驟S310)，若S > 13% (在步驟 S300中判斷為“是”)，則關(guān)閉電磁閥EV (步驟S320)。
[0059]車輛開始行駛后(非怠速工況)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度(步驟S400)。
[0060]接著，對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進(jìn)行判斷(步驟 S500)〇
[0061]若進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1多曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“是”)， 則表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入增壓區(qū)域(步驟S510)，若進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1 <曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“否”)，則表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入非增壓區(qū)域(步驟5520)〇
[0062]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入增壓區(qū)域后，關(guān)閉開閉閥g，并打開開閉閥f、1、h(步驟 S511)〇
[0063]接著對(duì)負(fù)壓腔室c中的負(fù)壓是否足夠進(jìn)行判斷、即判斷P2 — P3的差是否小于 6kPa (步驟 S512)。
[0064]在P2 — P3彡6kPa (步驟S512中判斷為“否”)的情況下，將開閉閥a打開，并使高壓噴嘴b動(dòng)作(步驟S513)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0065]在P2 — P3 < 6kPa (步驟S512中判斷為“是”)的情況下，將開閉閥a關(guān)閉，而使高壓噴嘴b不動(dòng)作(步驟S514)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0066]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入非增壓區(qū)域后，關(guān)閉開閉閥a、f、h、i，并打開開閉閥j (步驟5521)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0067]在判斷為車輛沒有停機(jī)(步驟S600中判斷為“否”)時(shí)，返回步驟S500,繼續(xù)對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進(jìn)行判斷。在判斷為車輛停機(jī)(步驟S600中判斷為“是”)時(shí)，結(jié)束整個(gè)流程。
[0068]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)并不受上述實(shí)施方式的限制。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于想到其它的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，在其更寬泛的方面上來說，本發(fā)明不局限于這里所示和所描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，可以在不脫離如所附權(quán)利要求書及其等價(jià)物所限定的本總體發(fā)明概念的精神或范圍的前提下作出各種修改。
[0069]例如，在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，對(duì)在上述第二收集管CP2的中途設(shè)置有多個(gè)開閉閥h、i的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不局限于此，也可以僅在上述第二收集管上設(shè)置一個(gè)開閉閥。
[0070]例如，在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，對(duì)在進(jìn)氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP的中途設(shè)置有開閉閥a，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設(shè)置有高壓噴嘴b的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不局限于此，即便不設(shè)置高壓噴嘴管道和高壓噴嘴，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣管道(AP)、渦輪增壓器 (TUR)、進(jìn)氣管道(IP)以及發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)，在所述進(jìn)氣管道(IP)的中途設(shè)置有節(jié)氣門 (ETB)，在所述節(jié)氣門(ETB)的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管(P)，該通氣管(P)的另一端連 接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)的氣缸罩(CH)上，在所述進(jìn)氣管道(IP)的位于所述節(jié)氣門(ETB)的 進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管(CP1)，該第一收集管(CP1)的另一端連 接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的氣缸罩(CH)上，在所述第一收集管(CP1)的中途設(shè)置有第一開閉裝 置(g)，其特征在于，在所述第一收集管(CP1)的、比所述第一開閉裝置(g)更靠所述氣缸罩(CH)的位置處 分岔形成有第二收集管(CP2)，該第二收集管(CP2)的另一端與負(fù)壓腔室(c)連接，在所述 第二收集管(CP2)的中途設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)第二開閉裝置(h、i)，在所述負(fù)壓腔室(c)中形成有負(fù)壓管路(d)，該負(fù)壓管路(d)的另一端連接到所述空氣 管道(AP)的中途，在所述負(fù)壓管路⑷的靠所述空氣管道(AP) —側(cè)的位置上設(shè)置有第三 開閉裝置(f)，在所述第一收集管(CP1)的、比所述第二收集管(CP2)的分岔處更靠所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體 (E)的氣缸罩(CH)的部位處設(shè)置有電磁閥(EV)。2.如權(quán)利要求1所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)的、比所述第一收集管(CP1)的分岔點(diǎn)更靠所述進(jìn)氣方向上游側(cè) 設(shè)置有第一壓力檢測(cè)單元(j)，該第一壓力檢測(cè)單元(j)用于對(duì)所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn) 氣壓力(P1)進(jìn)行檢測(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有第二壓力檢測(cè)單元(k)，該第二壓力檢測(cè) 單元(k)用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)進(jìn)行檢測(cè)。4.如權(quán)利要求3所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn)氣壓力(P1)大于等于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時(shí)，進(jìn)入 增壓區(qū)域，關(guān)閉所述第三開閉裝置(f)，打開第一開閉裝置(g)、所述第二開閉裝置(h、i)，在所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn)氣壓力(P1)小于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時(shí)，進(jìn)入非 增壓區(qū)域，打開所述第三開閉裝置(f)，關(guān)閉所述第一開閉裝置(g)、所述第二開閉裝置(h、 i) 〇5.如權(quán)利要求4所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)的、比所述第一位置更靠所述節(jié)氣門(ETB)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的 第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道(HP)，在該高壓噴嘴管道(HP)的中途設(shè)置有第四開閉裝 置(a)，并且在所述高壓噴嘴管道(HP)的前端設(shè)置有噴射裝置(b)，該噴射裝置(b)伸入到 所述負(fù)壓腔室(c)中，在所述空氣管道(AP)的、比與所述負(fù)壓管路(d)匯流的匯流點(diǎn)更靠所述進(jìn)氣方向下游 側(cè)的位置處，設(shè)置有第三壓力檢測(cè)單元(m)，該第三壓力檢測(cè)單元(m)用于對(duì)所述空氣管道 (AP)中的空氣壓力(P3)進(jìn)行檢測(cè)。6.如權(quán)利要求5所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)與所述空氣管道(AP)中的空氣壓力(P3)的壓力差小于 規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓不足，并將所述第四開閉裝置(a)打開，使噴射裝置(b)動(dòng)作，在所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)與所述空氣管道(AP)中的空氣壓力(P3)的壓力差大于 等于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓充足，并將所述第四開閉裝置(a)關(guān)閉，所述噴射裝置(b)不動(dòng) 作。7.如權(quán)利要求6所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述負(fù)壓管路(d)的中途形成有活塞漏氣量檢測(cè)單元(e)，該活塞漏氣量檢測(cè)單元 (e)用于對(duì)流過所述負(fù)壓管路(d)的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。8.如權(quán)利要求7所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在活塞漏氣量比重率S大于等于13%時(shí)，使所述電磁閥(EV)打開極小的開度、或是全關(guān)，在活塞漏氣量比重率S小于13%時(shí)，根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、 空燃比來調(diào)節(jié)所述電磁閥(EV)的開度。
【文檔編號(hào)】F01M13/02GK106032764SQ201510108725
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日
【發(fā)明人】丁青松
【申請(qǐng)人】日立汽車系統(tǒng)(蘇州）有限公司