專利名稱：控制排氣和進(jìn)氣的溫度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)，并且更特別地，涉及具有排氣和進(jìn)氣溫度控 制的發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
諸如由美國和歐洲的制定規(guī)章的官員強制推行的那些嚴(yán)格的排放
規(guī)程已逐漸降低了柴油發(fā)動機(jī)的排氣中所允許的柴油機(jī)顆粒物(DPM) 和其它氣體成分的量。由US07和Euro5規(guī)章提出的排放等級是很低的， 從而在不使用排氣后處理裝置的情況下不能滿足這些排放等級。柴油 機(jī)微粒過濾裝置(DPF)和柴油機(jī)氧化催化劑(DOC)是可用于服從微 粒排放等級的裝置的實例。
DPF從排氣中過濾掉顆粒物以防止它們離開排氣管。在一段時間 的運行之后，所聚集的顆粒開始阻塞過濾器。過濾器或者需要進(jìn)行不 實用的替換或拆除以進(jìn)行清洗或者它需要通過稱為再生的過程對其本 身進(jìn)行清洗。DPM主要由碳組成，因此是可燃的。再生是這樣一個過 程，排氣的溫度足夠高從而使DPM在過濾器之內(nèi)燃燒。
當(dāng)發(fā)動機(jī)在較高負(fù)載下運行時，排氣溫度一般足夠高，無需輔助 即可再生。然而，在輕負(fù)載或高循環(huán)負(fù)載期間，或當(dāng)環(huán)境溫度低時， 排氣的溫度不夠高從而不能產(chǎn)生再生。在這些時期，必須主動提升排 氣溫度以促進(jìn)再生或提高排氣溫度以有助于其它排氣后處理裝置的運 行。
用于提供再生輔助的各種技術(shù)是已知的。例如，已知的是在排氣 流中直接使用電阻電加熱元件以提高排氣溫度。還已知的是將燃料注
入排氣口中并在專用的噴燃器組件中燃燒該燃料以提升排氣溫度。另 外已知的是將碳?xì)浠衔镒⑷肱艢庵胁⑹褂猛ㄟ^催化氧化注入的碳?xì)?化合物來升高排氣溫度的催化裝置。向發(fā)動機(jī)施加發(fā)動機(jī)減速負(fù)載(制 動負(fù)載)的排氣節(jié)流裝置也可用于使發(fā)動機(jī)在高發(fā)動機(jī)負(fù)載狀況下運 行，從而升高排氣溫度。此外還已知的是通過使用微波升高柴油機(jī)顆
粒物(DPM)溫度。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種特別是當(dāng)發(fā)動機(jī)在低負(fù)載下運行時用于調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī) 排氣溫度的裝置和方法。
期望提供一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的裝置和方法。
期望提供一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣和排氣溫度的裝置和方法，作 為加速發(fā)動機(jī)起動時的預(yù)熱并在較長的怠速期間保持升高的發(fā)動機(jī)溫 度的手段。
根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種具有發(fā)動機(jī)排氣溫度控制裝置的發(fā)動 機(jī)包括具有進(jìn)氣口和排氣口的發(fā)動機(jī)、具有入口和出口的壓縮機(jī)、位
于所述壓縮機(jī)出口和所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口之間的導(dǎo)管、位于所述壓縮機(jī) 出口和所述壓縮機(jī)入口之間的循環(huán)導(dǎo)管以及用于控制通過所述循環(huán)導(dǎo) 管的流的閥。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法包 括壓縮壓縮機(jī)中的增壓空氣，以及使壓縮氣體從所述壓縮機(jī)的出口再 循環(huán)所述壓縮機(jī)的入口 ，從而來自所述壓縮機(jī)的所述出口的壓縮氣體 包括增壓空氣和再循環(huán)壓縮氣體的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法包 括將來自壓縮機(jī)出口的壓縮氣體分開，使得所述壓縮氣體的至少第一
部分再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的入口，且所述壓縮氣體的至少第二部分流 向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，以及壓縮所述壓縮機(jī)中的所述再循環(huán)壓縮氣體和增 壓空氣。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面， 一種用于控制發(fā)動機(jī)運行溫度的方法包 括將來自壓縮機(jī)出口的壓縮氣體分開，使得所述壓縮氣體的至少第一 部分再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的入口，且所述壓縮氣體的至少第二部分流 向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，壓縮所述壓縮機(jī)中的所述再循環(huán)壓縮氣體和增壓空 氣，以及控制再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的所述入口的所述壓縮氣體的量以 保持理想的發(fā)動機(jī)運行溫度。


通過閱讀下文結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述將會更好地理解本發(fā)明的 特征和優(yōu)點，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相似的元件，其中 圖l是根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)動機(jī)的示意圖。
具體實施例方式
具有發(fā)動機(jī)排氣溫度控制裝置的發(fā)動機(jī)21在圖1中示出。發(fā)動機(jī)21
具有進(jìn)氣口23和排氣口25。典型地，進(jìn)氣口23和排氣口25將是進(jìn)氣和 排氣歧管的形式。發(fā)動機(jī)21可以是任意期望類型的發(fā)動機(jī)，然而，本 發(fā)明目前預(yù)期為在柴油發(fā)動機(jī)方面具有特定的應(yīng)用。
設(shè)置有壓縮機(jī)27，該壓縮機(jī)具有入口29和出口31。增壓空氣入口 57連接到壓縮機(jī)入口29。導(dǎo)管33設(shè)置在壓縮機(jī)出口31和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口 23之間。循環(huán)導(dǎo)管35設(shè)置在壓縮機(jī)出口31和壓縮機(jī)入口29之間。閥37 設(shè)置用于控制通過循環(huán)導(dǎo)管35的流。
壓縮機(jī)27通常是包括壓縮機(jī)的渦輪增壓器或機(jī)械驅(qū)動的增壓器39 的部件。其它壓縮機(jī)27可包括離心式壓縮機(jī)或容積泵，其可以是增壓 器的組件。為了說明，將描述包括渦輪增壓器的實施例。渦輪增壓器39可包括具有入口43和出口45的渦輪41。發(fā)動機(jī)排氣口25可連接到渦 輪入口43，渦輪41可由來自發(fā)動機(jī)排氣口的排氣驅(qū)動，并且該渦輪可 驅(qū)動壓縮機(jī)27。
離開發(fā)動機(jī)21的排氣的溫度與燃燒的燃料量、燃燒空氣的量以及 當(dāng)它被引入發(fā)動機(jī)時該燃燒空氣的入口溫度直接相關(guān)。在具有排氣溫 度控制裝置的發(fā)動機(jī)21中，已通過渦輪增壓器39的壓縮機(jī)27壓縮的空 氣再循環(huán)回到壓縮機(jī)入口29中。氣體流可使用閥37控制，諸如將再循 環(huán)限制到期望主動提高排氣溫度的次數(shù)。
通過使一部分入口空氣反復(fù)通過壓縮機(jī)27再循環(huán)，到發(fā)動機(jī)的入 口空氣的溫度可明顯升高。此外，因為部分的總質(zhì)量流量正通過壓縮 機(jī)27進(jìn)行再循環(huán)，所以可降低傳送到發(fā)動機(jī)21的入口空氣的總質(zhì)量流 量。另外，為渦輪增壓器或增壓器39的壓縮機(jī)供以動力所需的功的量 將增加，以將指定質(zhì)量流量的新鮮空氣傳送到發(fā)動機(jī)，因此針對給定 的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀況允許燃燒更多的燃料，并導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排氣溫度的升 高。
排氣后處理裝置47可設(shè)置在渦輪41的下游，并可在高排氣溫度下 通過在高溫下進(jìn)入排氣后處理裝置的排氣來運行，所述高溫即相對于 排氣在沒有穿過循環(huán)導(dǎo)管35的再循環(huán)或其它排氣加熱的情況下進(jìn)入后 處理裝置的溫度的高的溫度。盡管后處理裝置47在圖1中顯示為柴油機(jī) 微粒過濾器DPF，但是代替或除了DPF之外可設(shè)置任意數(shù)量的后處理裝 置。例如，排氣后處理裝置47可包括柴油機(jī)氧化催化劑和/或柴油機(jī)NOx 催化劑。排氣后處理裝置47可以是如下類型的，其適于通過在高溫下， 諸如可能發(fā)生排氣后處理裝置的再生的溫度下進(jìn)入排氣后處理裝置的 排氣的再生，諸如對于例如DPF的裝置、包括柴油機(jī)氧化催化劑的裝置 以及包括柴油機(jī)NOx催化劑的裝置而言就是這種情況。
控制器49可設(shè)置用于控制閥37的打開和關(guān)閉，由此以諸如通過將
排氣的溫度升高到足夠用于后處理裝置47的再生或效能提高的溫度來 控制該排氣的溫度。將理解地是對于閥的"打開和關(guān)閉"包括根據(jù)需 要將閥打開和關(guān)閉到小于完全打開和小于完全關(guān)閉的狀態(tài)。這里所描 述的閥可以是開/關(guān)型閥門或能夠調(diào)節(jié)到完全打開與完全關(guān)閉之間的多 個位置的閥門。盡管此處關(guān)于發(fā)動機(jī)排氣的溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行了描述，但 是將理解的是閥37的打開和關(guān)閉也可用于調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)21的進(jìn)氣口23處 的氣體的溫度，諸如便于發(fā)動機(jī)在寒冷天氣下的預(yù)熱或保持發(fā)動機(jī)的 進(jìn)排氣系統(tǒng)或排氣再循環(huán)(EGR)冷卻器53內(nèi)的氣體在其露點(dew point) 之上，以防止可能造成危害的冷凝作用。當(dāng)對進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的氣 體溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)時，緊接著是離開發(fā)動機(jī)排氣口的氣體溫度也將得到 調(diào)節(jié)。除了便于調(diào)節(jié)排氣溫度外，根據(jù)本發(fā)明的裝置還可適于在發(fā)動 機(jī)起動期間促進(jìn)燃燒和排氣溫度的升高，以降低冷起動期間碳?xì)浠?物的廢氣排放，并且可用于諸如通過周期性地使裝置循環(huán)打開和關(guān)閉 以保持至少最小的理想發(fā)動機(jī)溫度來保持發(fā)動機(jī)處于暖機(jī)狀況，和/或 諸如通過緊鄰進(jìn)氣口或排氣口設(shè)置適當(dāng)?shù)臒峤粨Q器56以利用該高溫來 提供駕駛室加熱，和/或諸如通過在最佳的發(fā)動機(jī)溫度下運行使燃燒最 優(yōu)化?？蓪囟缺O(jiān)控器(未示出)設(shè)置在發(fā)動機(jī)上和/或諸如與發(fā)動機(jī) 關(guān)聯(lián)的車輛駕駛室的空間中。溫度監(jiān)控器可向控制器49發(fā)送信號以打 開或關(guān)閉閥37，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的溫度或空間中的溫度。
為便于在后處理裝置47之前對排氣加熱，可與控制器49一起運行 的一個或多個輔助排氣加熱組件55可設(shè)置用于將渦輪41下游的排氣加 熱到高的排氣溫度，諸如后處理裝置可發(fā)生再生的溫度。輔助排氣加 熱組件55可包括下列中的一個或多個位于排氣流中的電阻加熱元件； 用于將燃料注入排氣流中并使其在專用的噴燃?xì)饨M件中燃燒的燃燒器 裝置；催化裝置、碳?xì)浠衔镌匆约疤細(xì)浠衔飮娚淦?，該催化裝置 通過催化氧化注入的碳?xì)浠衔飦砩吲艢饬鳒囟?；用于施加發(fā)動機(jī) 減速負(fù)載以使發(fā)動機(jī)在高負(fù)載狀況下運行，從而產(chǎn)生具有高溫的排氣 流的排氣節(jié)流裝置；以及微波裝置。當(dāng)然，控制器49可運行以控制閥 37的打開和關(guān)閉，從而也可在無需使用輔助排氣加熱組件的情況下將
排氣溫度提升到諸如再生溫度的高溫。
包括閥37和循環(huán)導(dǎo)管35的再循環(huán)系統(tǒng)的另一益處是該系統(tǒng)能夠降 低增壓壓力，從而減少通過發(fā)動機(jī)21的氣流。通過發(fā)動機(jī)21的氣流的 減少直接增加了排氣溫度。因此，除了通過循環(huán)進(jìn)氣口空氣以加熱空 氣來增加排氣溫度之外，循環(huán)的進(jìn)氣口空氣降低了增壓壓力，并且還 能夠以這種方式增加排氣溫度。進(jìn)氣口空氣的增壓壓力還可通過諸如 穿過循環(huán)導(dǎo)管35中的通風(fēng)孔37a排出壓縮機(jī)27下游的一些進(jìn)氣口空氣來 降低。
渦輪增壓器的渦輪可用作排氣節(jié)流裝置，輔助裝置58也可用作排 氣節(jié)流裝置，所述輔助裝置諸如排氣壓力調(diào)節(jié)器或諸如閥之類的其它 可商業(yè)購得的裝置。此外，如果增壓器是具有可調(diào)節(jié)、可打開和可關(guān) 閉葉片類型的可變幾何尺寸的渦輪增壓器(VGT)，那么對于其大部 分運行范圍而言，當(dāng)VGT葉片關(guān)閉時，渦輪在排氣管線中產(chǎn)生了節(jié)流， 然而它增加了通過發(fā)動機(jī)的氣流，從而降低了排氣溫度。但是，在某 些很小開口的情況下，渦輪增壓器可以如下狀況運行，其中VGT阻塞 流動并有效地提升排氣溫度，但這是難以控制的。通過包括再循環(huán)系 統(tǒng)可關(guān)閉VGT,并且不會產(chǎn)生附加的增壓，其中再循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán) 導(dǎo)管35和閥37 (以及通風(fēng)孔37a)。這使得VGT可通過增加排氣口處的 負(fù)載/壓力以及通過降低增壓壓力而減少進(jìn)氣口處的氣流來以穩(wěn)定可控 的方式作為節(jié)流裝置運行。
除了或代替提供一個或多個輔助排氣加熱組件55外，進(jìn)氣和排氣 的溫度也可通過一個或多個輔助進(jìn)氣加熱組件55'調(diào)節(jié)。例如，輔助 進(jìn)氣加熱組件55'可包括諸如用于輔助排氣加熱組件55的裝置。
CAC 51可設(shè)置在導(dǎo)管33中，控制器49可適于控制閥37的打開和關(guān) 閉，以控制離開增壓空氣冷卻器的氣體溫度。對CAC 51下游的氣體溫 度的進(jìn)一步控制可通過提供增壓空氣冷卻器旁通裝置59來提供。增壓
空氣冷卻器旁通裝置59可包括分別在位于CAC 51的上游和下游的點63 和65處連接到導(dǎo)管33的管線61。
盡管CAC 51顯示為設(shè)置在循環(huán)導(dǎo)管35和閥37的下游，但是CAC 51，(以虛線顯示的)可設(shè)置在循環(huán)導(dǎo)管35和閥37的上游?？蔀镃AC51' 提供CAC旁路(未示出)。如果閥37正好安裝在壓縮機(jī)27排氣之后， 那么壓縮機(jī)排氣溫度超過閥的安全運行范圍是可能的。如果比壓縮機(jī) 排出的空氣更冷的空氣，諸如CAC后的空氣流過閥37,那么可減小或 消除超過閥37的容許溫度的可能性。此外，流過較冷空氣的閥可更小 同時仍提供相同的質(zhì)量流速。由于運行溫度較低，所以系統(tǒng)還可由更 廉價的材料構(gòu)成。而且，如果空氣排到大氣中，較冷空氣將避免對出 口附近的部件加熱。另外，將循環(huán)導(dǎo)管35和閥37設(shè)置在CAC 51'之后 可能會降低CAC的效能。
可替換的或附加的增壓空氣冷卻器旁通裝置59'包括EGR管線 61，，該EGR管線61，在點63'處連接到發(fā)動機(jī)排氣口25，并在位于 CAC 51下游的點65，處連接到導(dǎo)管33。 EGR管線61，可包括EGR冷卻 器53。此外，可省去CAC旁通裝置59,并且CAC可通過從CAC上游的 導(dǎo)管33到EGR冷卻器上游或者EGR冷卻器下游的EGR管線61，的連接 (未示出)來形成旁路。
循環(huán)導(dǎo)管35可與壓縮機(jī)27成一體，諸如作為壓縮機(jī)的部件形成。 可選地，循環(huán)導(dǎo)管35可位于壓縮機(jī)外部，諸如通過由連接到壓縮機(jī)或 連接到與壓縮機(jī)相連的導(dǎo)管組成，所述導(dǎo)管諸如軟管、管子等。此外， 循環(huán)導(dǎo)管35可部分與壓縮機(jī)27成一體而部分位于壓縮機(jī)外部。
將參照圖l描述本發(fā)明的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法的方面。 根據(jù)該方法，在壓縮機(jī)27中壓縮來自增壓空氣入口57的增壓空氣。壓 縮氣體從壓縮機(jī)27的出口31再循環(huán)到壓縮機(jī)的入口29，從而來自壓縮 機(jī)出口的壓縮氣體包括增壓空氣和再循環(huán)壓縮氣體的混合物。這樣，
可便于獲得理想的壓縮氣體溫度。
將壓縮氣體供給到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口23?？稍O(shè)置CAC51，并且至少一 些壓縮氣體可通過發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口23上游的CAC 51。此外，可將CAC旁 路59設(shè)置在壓縮機(jī)27的出口31和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口23之間，且一些壓縮氣 體可通過該CAC旁路。使一些壓縮氣體通過CAC 51以及使一些壓縮氣 體通過CAC旁路59可有助于發(fā)動機(jī)21的進(jìn)氣口23處的氣體獲得理想的 溫度。
壓縮機(jī)27可以是包括渦輪41的渦輪增壓器39的壓縮機(jī)。發(fā)動機(jī)排 氣可流向渦輪41以驅(qū)動渦輪，該渦輪又可驅(qū)動壓縮機(jī)27。
控制器49可諸如通過分別控制增壓空氣入口 57和循環(huán)導(dǎo)管35中的 閥67和37的打開和關(guān)閉，來控制壓縮機(jī)27中的增壓空氣和再循環(huán)壓縮 氣體的比率。當(dāng)需要對通過各種管線的流量進(jìn)行其它調(diào)節(jié)時，所有的 管線可設(shè)有能通過控制器49控制的閥。例如，排氣口25和渦輪入口43 之間的管線73可包括可控閥75， EGR管線61，可包括可控閥77， CAC 旁路管線61可包括可控閥79,而其它管線可包括其它可控閥(未示出)。
將結(jié)合圖l描述本發(fā)明的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的另一方法的 方面。根據(jù)該方法，將來自壓縮機(jī)27的出口31的壓縮氣體分開，使得 壓縮氣體的至少第一部分通過循環(huán)導(dǎo)管35再循環(huán)到壓縮機(jī)的入口29， 而壓縮氣體的至少第二部分流向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口23。在壓縮機(jī)27中壓縮 再循環(huán)壓縮氣體和來自增壓空氣入口57的增壓空氣。壓縮氣體的第一 部分和第二部分的比率通過諸如利用控制器49控制循環(huán)導(dǎo)管35中的閥 37的打開和關(guān)閉而進(jìn)行控制。
可在導(dǎo)管33中設(shè)置閥(未示出)，用于與閥37—起或通過其本身 控制壓縮氣體的第一部分和第二部分的比率。再循環(huán)壓縮氣體和增壓 空氣的比率也可通過控制器49，諸如通過控制循環(huán)導(dǎo)管35中的閥37以
及增壓空氣入口57中的閥67的打開和關(guān)閉而進(jìn)行控制。將理解的是閥 37、 67、 75、 77和79中的任一個的打開和關(guān)閉可影響該比率。閥的一 個或多個也可通過控制器49進(jìn)行控制，以控制壓縮機(jī)27的入口29處的 再循環(huán)壓縮氣體和增壓空氣的比率。閥，特別是導(dǎo)管33中的閥還可用 于產(chǎn)生節(jié)流，使得發(fā)動機(jī)傳送的給定質(zhì)量流量的入口空氣所需的功的 量增加。
來自發(fā)動機(jī)21的排氣口25的至少一些排氣可再循環(huán)到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣 口23，諸如通過EGR管線61'。該再循環(huán)排氣可在排氣再循環(huán)冷卻器 53中冷卻。此外，壓縮氣體的第二部分的至少一些可在CAC51中冷卻。 壓縮氣體的第二部分的至少一些可繞過CAC。
在本申請中，諸如"包括"之類的術(shù)語的使用是開放式的，意在 與諸如"包含"之類的術(shù)語具有相同的意義，并不排除存在其它結(jié)構(gòu)、 材料或作用。同樣地，盡管諸如"能夠"或"可以"之類的術(shù)語的使 用確定為開放式的并意在反映該結(jié)構(gòu)、材料或作用不是必需的，但是 不使用這些術(shù)語并不意在反映該結(jié)構(gòu)、材料或作用是一定必要的。當(dāng) 目前認(rèn)為該結(jié)構(gòu)、材料或作用是一定必要的時，則將它們確定為這樣。
盡管已根據(jù)優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明和描述，但是應(yīng)認(rèn)識 到在不偏離如在權(quán)利要求中所提出的本發(fā)明的情況下，可對其進(jìn)行變 形和變化。
權(quán)利要求
1、一種具有發(fā)動機(jī)排氣溫度控制裝置的發(fā)動機(jī)，包括具有進(jìn)氣口和排氣口的發(fā)動機(jī)；具有入口和出口的壓縮機(jī)；位于所述壓縮機(jī)出口和所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口之間的導(dǎo)管；位于所述壓縮機(jī)出口和所述壓縮機(jī)入口之間的循環(huán)導(dǎo)管；以及用于控制通過所述循環(huán)導(dǎo)管的流的閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括增壓器，所述增壓器包括 所述壓縮機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述增壓器包括渦輪增 壓器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述渦輪增壓器包括具 有入口和出口的渦輪，所述發(fā)動機(jī)排氣口連接到所述渦輪入口，并且 所述渦輪由來自所述發(fā)動機(jī)排氣口的排氣驅(qū)動，所述渦輪驅(qū)動所述壓 縮機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)，包括適于提高排氣壓力并降低 壓縮機(jī)增壓的可變幾何尺寸的渦輪增壓器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括位于所述渦輪下游的排氣 后處理裝置，所述排氣后處理裝置適于通過在高排氣溫度下進(jìn)入所述 排氣后處理裝置的排氣而在高溫下運行；以及控制器，所述控制器適 于控制所述閥的打開和關(guān)閉以控制所述排氣的溫度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述排氣后處理裝置適 于通過在所述高排氣溫度下進(jìn)入所述排氣后處理裝置的排氣來再生。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，包括可與所述控制器一起運行的至少一個輔助氣體加熱組件，以將所述渦輪下游的排氣加熱到所述 高排氣溫度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述排氣后處理裝置包 括柴油機(jī)微粒過濾器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述排氣后處理裝置 包括催化裝置。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述排氣后處理裝置 包括柴油機(jī)氧化催化劑。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述排氣后處理裝置 包括NOx催化劑。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括至少一個輔助氣體加熱 組件，所述輔助氣體加熱組件可運行以加熱氣體，使得排氣的溫度相 對于在沒有所述輔助氣體加熱組件運行的情況下的排氣的溫度升高。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件設(shè)置在所述發(fā)動機(jī)下游。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件設(shè)置在所述發(fā)動機(jī)上游。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件包括電阻加熱元件。
17、 根據(jù)權(quán)利要求B所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組件包括用于將燃料注入氣體流中并使其在專用的噴燃?xì)饨M件中燃燒的 燃燒器裝置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求B所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件包括催化裝置、碳?xì)浠衔镌匆约疤細(xì)浠衔飮娚淦鳎龃呋b 置通過催化氧化注入的碳?xì)浠衔飦砩邭怏w流溫度。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件包括排氣節(jié)流裝置，該排氣節(jié)流裝置用于施加發(fā)動機(jī)減速負(fù)載以使 所述發(fā)動機(jī)在高負(fù)載狀況下運行，從而產(chǎn)生具有高溫的排氣流。
20、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述輔助氣體加熱組 件包括微波裝置。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括位于所述導(dǎo)管中的增壓 空氣冷卻器和適于控制所述閥的打開和關(guān)閉從而控制離開所述增壓空 氣冷卻器的氣體的溫度的控制器。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)動機(jī)，包括連接到所述壓縮機(jī)的所 述入口的增壓空氣入口。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)動機(jī)，包括增壓空氣冷卻器旁通裝置。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述增壓空氣冷卻器 旁通裝置包括在位于所述增壓空氣冷卻器的上游和下游的點處連接到 所述導(dǎo)管的管線。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述增壓空氣冷卻器 旁通裝置包括EGR管線，所述EGR管線在其一端連接到所述發(fā)動機(jī) 排氣口而在另一端連接到位于所述增壓空氣冷卻器下游的所述導(dǎo)管。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述增壓空氣冷卻器 旁通裝置包括EGR管線，所述EGR管線在其一端連接到所述發(fā)動機(jī) 排氣口，并連接到位于所述增壓空氣冷卻器下游的所述導(dǎo)管。
27、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括設(shè)置在所述閥下游的增 壓空氣冷卻器。
28、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括設(shè)置在所述閥上游的增 壓空氣冷卻器。
29、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括位于所述壓縮機(jī)下游的 通風(fēng)孔。
30、 根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)動機(jī)，其中所述通風(fēng)孔設(shè)置在所述 循環(huán)導(dǎo)管中。
31、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述循環(huán)導(dǎo)管與所述 壓縮機(jī)成一體。
32、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述循環(huán)導(dǎo)管位于所 述壓縮機(jī)外部。
33、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，包括溫度監(jiān)控器，所述溫度 監(jiān)控器用于監(jiān)控所述發(fā)動機(jī)的溫度并向控制器發(fā)送信號以打開和關(guān)閉 所述閥，從而保持所述發(fā)動機(jī)處于理想的溫度。
34、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其中，所述發(fā)動機(jī)與一空間相關(guān)，所述發(fā)動機(jī)包括熱交換器和溫度監(jiān)控器，所述熱交換器適于在 所述發(fā)動機(jī)和所述空間之間交換熱量，所述溫度監(jiān)控器用于監(jiān)控空間 的溫度并向控制器發(fā)送信號以打開和關(guān)閉所述閥，從而保持所述空間 處于理想的溫度。
35、 一種用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，包括-壓縮壓縮機(jī)中的增壓空氣；以及使壓縮氣體從所述壓縮機(jī)的出口再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的入口，從 而來自所述壓縮機(jī)的所述出口的壓縮氣體包括增壓空氣和再循環(huán)壓縮 氣體的混合物。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，包 括向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口供給壓縮空氣。
37、 根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，包 括使至少一些壓縮氣體通過位于所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口上游的冷卻器。
38、 根據(jù)權(quán)利要求37所述的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，包 括使至少一些壓縮氣體通過冷卻器旁路。
39、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，其 中，所述壓縮機(jī)是渦輪增壓器的壓縮機(jī)，并且所述渦輪增壓器包括渦 輪，發(fā)動機(jī)排氣至少部分地流向所述渦輪，且所述渦輪由發(fā)動機(jī)排氣 驅(qū)動，所述渦輪驅(qū)動所述壓縮機(jī)。
40、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法，包 括控制所述壓縮機(jī)中的增壓空氣和再循環(huán)壓縮氣體的比率。
41、 一種用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包括 將來自壓縮機(jī)出口的壓縮氣體分開，使得所述壓縮氣體的至少第一部分再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的入口，且所述壓縮氣體的至少第二部分 流向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口；以及壓縮所述壓縮機(jī)中的所述再循環(huán)壓縮氣體和增壓空氣。
42、 根據(jù)權(quán)利要求41所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括控制所述壓縮氣體的所述第一部分和所述第二部分的比率。
43、 根據(jù)權(quán)利要求41所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括控制所述再循環(huán)壓縮氣體和所述增壓空氣的比率。
44、 根據(jù)權(quán)利要求41所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括使至少一些排氣從所述發(fā)動機(jī)的排氣口再循環(huán)到所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣 □。
45、 根據(jù)權(quán)利要求44所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括在排氣再循環(huán)冷卻器中冷卻所述再循環(huán)排氣。
46、 根據(jù)權(quán)利要求41所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括在增壓空氣冷卻器中冷卻所述壓縮氣體的所述第二部分的至少一 些。
47、 根據(jù)權(quán)利要求46所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括使所述壓縮氣體的所述第二部分的至少一些繞過所述增壓空氣冷卻 器。
48、 根據(jù)權(quán)利要求46所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包 括使至少一些排氣從所述發(fā)動機(jī)的排氣口再循環(huán)到所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣 □。
49、 根據(jù)權(quán)利要求48所述的用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法，包括在排氣再循環(huán)冷卻器中冷卻所述再循環(huán)排氣。
50、 一種用于控制發(fā)動機(jī)運行溫度的方法，包括 將來自壓縮機(jī)出口的壓縮氣體分開，使得所述壓縮氣體的至少第一部分再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的入口，且所述壓縮氣體的至少第二部分流向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口；壓縮所述壓縮機(jī)中的所述再循環(huán)壓縮氣體和增壓空氣；以及 控制再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的所述入口的所述壓縮氣體的量以保持理想的發(fā)動機(jī)運行溫度。
全文摘要
一種具有發(fā)動機(jī)排氣溫度控制裝置的發(fā)動機(jī)(21)，包括具有進(jìn)氣口(23)和排氣口(25)的發(fā)動機(jī)，具有入口(29)和出口(31)的壓縮機(jī)(27)，位于所述壓縮機(jī)出口和所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口之間的導(dǎo)管(33)，位于所述壓縮機(jī)出口(31)和所述壓縮機(jī)入口(29)之間的循環(huán)導(dǎo)管(35)以及用于控制通過所述循環(huán)導(dǎo)管(35)的流的閥(37)。還公開了一種用于控制發(fā)動機(jī)溫度的方法、一種用于控制發(fā)動機(jī)排氣溫度的方法以及一種用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度的方法。
文檔編號G05D23/10GK101360896SQ200680051062
公開日2009年2月4日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者阿克塞爾·拉德馬赫爾, 馬克·斯達(dá)博林 申請人:馬克卡車公司