CN102052167A - 具有二级涡轮增压器的发动机的排放控制系统 - Google Patents

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Abstract

当发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E)运转时,控制系统(22)处理关于特定发动机工作参数的数据,以计算满足废气再循环要求所需的废气量。如果EGR控制主回路(34)本身能满足所计算的废气量,使EGR控制次回路(36)关闭,同时将EGR控制主回路控制成满足所计算的废气量。当处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并使EGR控制主回路和EGR控制次回路两者被控制成使通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。

Description

具有二级涡轮增压器的发动机的排放控制系统
技术领域
本发明涉及内燃机,尤其涉及压缩点火(即柴油)发动机。更具体地,本发明涉及用于具有二级涡轮增压器的压缩点火发动机的排气管排放控制的废气再循环的系统和方法。
背景技术
某些发动机废气通过废气再循环(EGR)回路再循环以与流向发动机气缸的增压空气流混合可帮助控制排气管排放,尤其是氮氧化物NOx和颗粒的排放。机动车辆尤其是商用车中的商业上可接受的柴油发动机性能迫使人们使用增压。因此,二级涡轮增压器在由柴油发动机提供动力的大型车辆中找到了重要的用途。已知的是通过高压EGP回路来控制这种发动机中的EGR,其中来自发动机气缸的部分废气离开涡轮增压器的高压涡轮级并通过高压EGR回路再循环到混合器,在混合器中其与来自由高压涡轮级提供动力的高压压缩机级的增压空气混合。经再循环的废气和增压空气的混合体然后进入进气歧管,并最终进入发动机气缸。
因为对机动车辆提供动力的柴油发动机取决于影响发动机操作的对车辆和发动机两者的各种输入在不同速度和负载下运转,所以废气再循环要求随着发动机速度和负载变化而变化。发动机控制系统中的处理器处理指示诸如发动机速度和发动机负载的参数的数据,以形成用于控制发动机操作的各个方面的控制数据,包括所再循环的废气量。
尽管在增压空气中增大EGR的百分比(即增大EGR比率)对于促进这种排放的更好减少会是有效的,但所公知的是,大部分涡轮增压柴油发动机的制造商有可能不会关心特定发动机工作状况(例如低发动机速度和高发动机转矩)不能提供足够大的EGR百分比,而是追求不同于EGR控制策略的排气管排放控制策略,致力于使发动机有能力符合适用的排气管排放政府规定。
发明内容
本发明的一个一般方面涉及压缩点火发动机,包括:发动机气缸,其内进行燃烧以使发动机运转;进气系统,用于将增压空气引入发动机气缸;加油系统,用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;排气系统,因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;涡轮增压器,包括:高压涡轮和在高压涡轮下游的低压涡轮,通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮,以及由低压涡轮操作的低压压缩机和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机,已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气;EGR控制主回路,其具有在高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;EGR控制次回路,其具有在高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;以及控制系统,用于在发动机运转时处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定该EGR控制主回路本身是否能满足所计算的废气量,用于在处理确定EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路关闭,同时将EGR主回路控制成满足所计算的废气量,以及用于在处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并使EGR控制主回路和EGR控制次回路被控制成使通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
本发明的另一个一般方面涉及压缩点火发动机中的废气排放控制方法,该压缩点火发动机具有:发动机气缸,其内进行燃烧以使发动机运转;进气系统,用于将增压空气引入发动机气缸;加油系统,用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;排气系统,因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;以及涡轮增压器,包括:高压涡轮和在高压涡轮下游的低压涡轮,通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮,以及由低压涡轮操作的低压压缩机和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机,已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气。
该方法包括:当发动机运转时,处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路本身是否能满足所计算的废气量,EGR控制主回路具有在高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔;在处理确定EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路关闭,同时将EGR控制主回路控制成满足所计算的废气量,EGR控制次回路具有在高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔;但是在处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并控制EGR控制主回路和EGR控制次回路使得通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
前面的发明内容以及本发明的其它细节将在以下参照作为本发明公开一部分的附图在以下具体实施例中呈现。
附图简述
图1是例示第一实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
图2是例示第二实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
图3是例示第三实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
图4是例示第四实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
图5是例示第五实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
图6是例示第六实施例的示例性柴油发动机的各个部分的示意图。
具体实施例
图1示出包括其内活塞(未示出)往复的发动机气缸12的柴油发动机10。每个活塞通过相应的连接杆(未示出)耦合至曲柄轴(未示出)的相应行程。发动机10还包括:进气系统14,用于通过进气歧管15将增压空气引入发动机气缸12;排气系统16,因燃油在发动机气缸12中燃烧产生的废气通过排气系统16排出;以及包括燃油喷射器的加油系统18,该燃油喷射器将燃油引入发动机气缸12以与增压空气燃烧。
涡轮增压器20包括:高压涡轮20HPT和在高压涡轮20HPT下游的低压涡轮20LPT,在废气通过排气系统16传递至排气管23时来自排气歧管21的废气相继通过高压涡轮20HPT和低压涡轮20LPT。废气热量使涡轮运转。
涡轮增压器20还包括由低压涡轮20LPT操作的低压压缩机20LPC,以及在低压压缩机20LPC下游且由高压涡轮20HPT操作的高压压缩机20HPC。已进入进气系统14的空气相继通过低压压缩机20LPC和高压压缩机20HPC以产生增压空气,增压空气经由进气歧管15被引入发动机气缸12。
发动机10还包括基于处理器的发动机控制系统,其包括处理来自各个源的数据以形成用于控制发动机操作的各个方面的各种控制数据的ECU(发动机控制单元)22。由ECU 22处理的数据可源自诸如各种传感器24的外部源,和/或在内部产生。所处理数据的示例可包括发动机速度、进气歧管压力、排气歧管压力、燃油喷射压力、加油量和时间、质量空气流量以及油门踏板位置。
进气系统14还包括低压压缩机20LPC与高压压缩机20HPC之间的级间冷却器(ISC)26,以及高压压缩机20HPC与进气歧管15之间的增压空气冷却器(CAC)28。这两个冷却器去除部分压缩热量,否则这部分压缩热量将会出现在增压空气中。当在发动机循环期间相应的一个或多个进气阀打开时,增压空气从进气歧管15进入相应的发动机气缸。
当发动机10运转时,进气系统14通过截留诸如尘埃的固体物质的空气过滤器30吸入外部空气。离开低压涡轮20LPT的废气通过后处理系统,该后处理系统包括在废气排出排气管23之前截留颗粒物质的诸如柴油颗粒过滤器(DPF)32的废气过滤器。
EGR控制主回路34具有在高压涡轮20HPT上游的通往排气系统16的穿孔以及在增压空气冷却器28下游因此也在高压压缩机20HPC下游的通往进气系统14的穿孔。EGR控制主回路34包括在ECU 22控制下的EGR主阀34V,该EGR主阀34V用于控制通过EGR控制主回路34和在EGR主阀34V上游的EGR主冷却器34C的废气的流量。
EGR控制次回路36具有在高压涡轮20HPT下游的通往排气系统16的穿孔以及在级间冷却器26上游因此也在高压压缩机20HPC上游的通往进气系统14的穿孔。EGR控制次回路36包括在ECU 22控制下的EGR次阀36V,该EGR次阀36V用于控制通过EGR控制次回路36的废气的流量。
进气系统14包括在ECU 22控制下的节流阀(ITH)38,该节流阀38用于对从低压压缩机20LPC到高压压缩机20HPC的气流进行选择性节流。EGR控制次回路36通往进气系统14的穿孔在节流阀38的下游和级间冷却器26的上游。
ECU 22在发动机运转时处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机10的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路34本身是否能满足所计算的废气量。当处理确定EGR控制主回路34本身能满足所计算的废气量时,ECU 22通过将EGR次阀36V保持关闭来使EGR控制次回路关闭,同时通过控制EGR主阀34V来控制EGR主回路34以满足所计算的废气量。
当处理确定EGR控制主回路34本身不能满足所计算的废气量时,ECU22打开EGR次阀36V使EGR控制次回路36与EGR控制主回路34并发打开,并控制EGR主回路34和EGR次回路36两者以使通过EGR控制主回路34的废气流和通过EGR控制次回路36的废气流的组合满足所计算的废气量。ECU 22还配合通过EGR控制次回路36的废气量来控制节流阀38的节流量(如果需要的话)以向发动机10提供适当的空气燃油比。
在图2的发动机10A中可在没有节流阀38的情况下实现适当的空气燃油比,因此除略去了节流阀38外,图2示出了类似发动机10的发动机。
图3示出了与图1的发动机10相似的发动机10B,其不同之处在于:EGR控制次回路36被重定位成使其通往排气系统16的穿孔位于柴油颗粒过滤器32的下游,因此位于低压涡轮20LPT的下游,并使其通往进气系统14的穿孔位于空气过滤器30的上游,因此位于低压压缩机20LPC的上游。节流阀38在EGR控制次回路36通往进气系统14的穿孔的上游,且保持在ECU 22的控制下,用于在空气进入空气过滤器30之前对已进入进气系统14的空气流进行选择性节流。
图4的发动机10C与发动机10B相似,其不同之处在于EGR控制次回路36包括在EGR次阀36V上游的EGR次冷却器36C。
图5的发动机10D与发动机10C相似,其不同之处在于节流阀38对满足该发动机的EGR要求是不必要的,因此略去。
图6的发动机10E与发动机10D相似,其不同之处在于EGR次冷却器36C对满足该发动机的EGR要求是不必要的,因此略去。
在各个发动机中,ECU 22储存为该特定发动机的各种工作状况建立的用于控制燃油喷射器、节流阀、以及EGR阀的各种电子地图。ECU 22从传感器24接收有关这些状况的数据,并且在处理了该数据后ECU 22基于所储存的相应地图向燃油喷射器、节流阀的致动器、以及EGR阀的致动器发出执行命令,以促使适当的燃油喷射、适当的EGR百分比、以及适当的空气燃油比。
本发明公开已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E),包括:发动机气缸(12),其内进行燃烧以使发动机运转;进气系统(14),用于将增压空气引入发动机气缸;加油系统(18),用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;排气系统(16),因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;涡轮增压器(20),包括:高压涡轮(20HPT)和在高压涡轮下游的低压涡轮(20LPT),通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮,以及由低压涡轮操作的低压压缩机(20LPC)和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机(20HPC),已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气;EGR控制主回路(34),其具有在高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;EGR控制次回路(36),其具有在高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;以及控制系统(22、24),用于在发动机运转时处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路本身是否能满足所计算的废气量,用于在处理确定EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路关闭,同时将EGR主回路控制成满足所计算的废气量,以及用于在处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并使EGR主回路和EGR次回路被控制成使通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10、10A),其中EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在低压涡轮的上游,而EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在低压压缩机的下游。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10、10A),其中进气系统包括冷却器(26),其具有在EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的下游的入口、以及通往高压压缩机的出口。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10),其中进气系统包括在控制系统控制下的节流阀(38),其用于对从低压压缩机到高压压缩机的空气流进行选择性节流;并EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在节流阀的下游和冷却器的上游。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10B、10C、10D、10E),其中EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在低压涡轮的下游,而EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在低压压缩机的上游。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10B、10C、10D、10E),其中进气系统包括用于在空气传递至低压压缩机之前过滤已进入进气系统的空气的空气过滤器(30),排气系统包括用于过滤来自低压涡轮的出口的废气的排气过滤器(32),EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在空气过滤器的上游,而EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在排气过滤器的下游。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10B、10C),其中进气系统包括在控制系统控制下的节流阀(38),其用于在空气进入空气过滤器之前对已进入进气系统的空气流进行选择性节流。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10C、10D),其中EGR控制次回路包括:在控制系统控制下的EGR次阀(36V),用于控制通过EGR控制次回路的废气的流量;以及在EGR次阀上游的EGR次冷却器(36C)。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E),其中EGR控制主回路包括:在控制系统控制下的EGR主阀(34V),用于控制通过EGR控制主回路的废气的流量;以及在EGR主阀上游的EGR主冷却器(34C)。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E),其中进气系统包括在高压压缩机下游的增压空气冷却器(28),并且EGR控制主回路的通往进气系统的穿孔在增压空气冷却器的下游。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E),其中进气系统包括级间冷却器(26),来自低压压缩机的空气通过该级间冷却器传递到高压压缩机。
本发明公开还描述了一种压缩点火发动机(10、10B、10C),其中进气系统包括在控制系统控制下的节流阀(38),用于在EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的上游对空气进行选择性节流。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,该压缩点火发动机具有发动机气缸(12),其内进行燃烧以使发动机运转;进气系统(14),用于将增压空气引入发动机气缸;加油系统(18),用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;排气系统(16),因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;以及涡轮增压器(20),包括:高压涡轮(20HPT)和在高压涡轮下游的低压涡轮(20LPT),通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮,以及由低压涡轮操作的低压压缩机(20LPC)和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机(20HPC),已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气,该方法包括:当发动机运转时,处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路(34)本身是否能满足所计算的废气量,EGR控制主回路(34)具有在高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔,在处理确定EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路(36)关闭,同时将EGR控制主回路控制成满足所计算的废气量,EGR控制次回路(36)具有在高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔,但是在处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并控制EGR控制主回路和EGR控制次回路使得通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A)中的废气排放控制方法,其中使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开并控制EGR控制主回路和EGR控制次回路使得通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量的步骤包括:使通过EGR控制次回路的流动从在低压涡轮上游的通往排气系统的穿孔到在低压压缩机下游的通往进气系统的穿孔地进行。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A)中的废气排放控制方法,包括使已进入进气系统的空气和已从EGR控制次回路进入进气系统的废气通过具有通往高压压缩机的出口的冷却器(26)。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10)中的废气排放控制方法,包括在EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的上游的位置处对已进入进气系统的空气进行选择性地节流。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,其中使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开并控制EGR控制主回路和EGR控制次回路使得通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量的步骤包括:使通过EGR控制次回路的流动从在低压涡轮下游的通往排气系统的穿孔到在低压压缩机上游的通往进气系统的穿孔地进行。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,包括:在空气传递至低压压缩机之前过滤已进入进气系统的空气,过滤来自低压涡轮出口的废气,以及使废气从在排气过滤器下游的通往排气系统的穿孔到在空气过滤器上游的通往进气系统的穿孔地通过EGR控制次回路。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10B、10C)中的废气排放控制方法,包括在空气传递至空气过滤器之前对已进入进气系统的空气流进行选择性节流。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10C、10D)中的废气排放控制方法,包括通过控制EGR控制次回路中的EGR次阀(36V)来控制通过EGR控制次回路的废气的流量,以及使通过EGR控制次回路的废气流流过EGR控制次回路中在EGR次阀上游的EGR次冷却器(36C)。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,包括通过控制EGR控制主回路中的EGR主阀(34V)来控制通过EGR控制主回路的废气的流量,以及使通过EGR控制主回路的废气流流过EGR控制主回路中在EGR主阀上游的EGR主冷却器(34C)。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,包括将来自EGR控制主回路的废气在增压空气冷却器(28)下游引入进气系统,增压空气冷却器(28)在高压压缩机的下游。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10A、10B、10C、10D、10E)中的废气排放控制方法,包括使来自低压压缩机的空气在进入高压压缩机之前通过级间冷却器(26)。
本发明公开还已描述了一种压缩点火发动机(10、10B、10C)中的废气排放控制方法,包括在EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的上游对已进入进气系统的空气进行选择性地节流。

Claims (28)

1.一种压缩点火发动机,包括:
发动机气缸,其内进行燃烧以使发动机运转;
进气系统,用于将增压空气引入发动机气缸;
加油系统,用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;
排气系统,因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;
涡轮增压器,包括:高压涡轮和在高压涡轮下游的低压涡轮,通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮;以及由低压涡轮操作的低压压缩机和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机,已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气;
EGR控制主回路,其具有在高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;
EGR控制次回路,其具有在高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔,用来将部分废气传送给进气系统;以及
控制系统,用于在发动机运转时处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路本身是否能满足所计算的废气量,用于在处理确定EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路关闭,同时将EGR主回路控制成满足所计算的废气量,以及用于在处理确定EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路与EGR控制主回路并发打开,并使EGR主回路和EGR次回路被控制成使通过EGR控制主回路的废气流和通过EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
2.如权利要求1所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在所述低压涡轮的上游,而所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在所述低压压缩机的下游。
3.如权利要求2所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括冷却器,其具有在所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的下游的入口、以及通往所述高压压缩机的出口。
4.如权利要求3所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括在所述控制系统控制下的节流阀,所述节流阀用于对从所述低压压缩机到所述高压压缩机的气流进行选择性节流,且所述?EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在所述节流阀的下游和所述冷却器的上游。
5.如权利要求1所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在所述低压涡轮的下游,而所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在所述低压压缩机的上游。
6.如权利要求5所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括空气过滤器,用于在空气传递至所述低压压缩机之前过滤已进入所述进气系统的空气,所述排气系统包括排气过滤器,用于过滤来自所述低压涡轮的出口的废气,所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔在所述空气过滤器的上游,而所述EGR控制次回路的通往排气系统的穿孔在所述排气过滤器的下游。
7.如权利要求6所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括在所述控制系统控制下的节流阀,其用于在空气进入所述空气过滤器之前对已进入进气系统的空气流进行选择性节流。
8.如权利要求7所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制次回路包括:在所述控制系统控制下的EGR次阀,用于控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量;以及在所述EGR次阀上游的EGR次冷却器。
9.如权利要求6所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制次回路包括:在所述控制系统控制下的EGR次阀,用于控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量;以及在所述EGR次阀上游的EGR次冷却器。
10.如权利要求1所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制主回路包括:在所述控制系统控制下的EGR主阀,用于控制通过所述EGR控制主回路的废气的流量;以及在所述EGR主阀上游的EGR主冷却器。
11.如权利要求10所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括在高压压缩机下游的增压空气冷却器,并且所述EGR控制主回路的通往进气系统的穿孔在所述增压空气冷却器的下游。
12.如权利要求11所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括级间冷却器,来自所述低压压缩机的空气通过所述级间冷却器传递到所述高压压缩机。
13.如权利要求12所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述进气系统包括在所述控制系统控制下的节流阀,用于在所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的上游对空气进行选择性节流。
14.如权利要求12所述的压缩点火发动机,其特征在于,所述EGR控制次回路包括:在所述控制系统控制下的EGR次阀,用于控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量;以及在所述EGR次阀上游的EGR次冷却器。
15.一种压缩点火发动机中的废气排放控制方法,所述压缩点火发动机具有:发动机气缸,其内进行燃烧以使发动机运转;进气系统,用于将增压空气引入发动机气缸;加油系统,用于将燃油引入发动机气缸以与增压空气燃烧;排气系统,因燃油在发动机气缸中燃烧产生的废气通过排气系统排出;以及涡轮增压器,包括:高压涡轮和在高压涡轮下游的低压涡轮,通过排气系统排出的废气相继通过高压涡轮和低压涡轮,以及由低压涡轮操作的低压压缩机和在低压压缩机下游且由高压涡轮操作的高压压缩机,已进入进气系统的空气相继通过低压压缩机和高压压缩机以产生增压空气,该方法包括:
当发动机运转时,处理关于特定发动机工作参数的数据,以基于那些发动机工作参数计算满足发动机的废气再循环要求所需的废气量,从而确定EGR控制主回路本身是否能满足所计算的废气量,所述EGR控制主回路具有在所述高压涡轮上游的通往排气系统的穿孔以及在所述高压压缩机下游的通往进气系统的穿孔,在处理确定所述EGR控制主回路本身能满足所计算的废气量时,使EGR控制次回路关闭,同时将所述EGR控制主回路控制成满足所计算的废气量,所述EGR控制次回路具有在所述高压涡轮下游的通往排气系统的穿孔以及在所述高压压缩机上游的通往进气系统的穿孔,但是在处理确定所述EGR控制主回路本身不能满足所计算的废气量时,使所述EGR控制次回路与所述EGR控制主回路并发打开,并控制所述EGR控制主回路和所述EGR控制次回路使得通过所述EGR控制主回路的废气流和通过所述EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,
使所述EGR控制次回路与所述EGR控制主回路并发打开并控制所述EGR控制主回路和所述EGR控制次回路使得通过所述EGR控制主回路的废气流和通过所述EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量的步骤包括:使通过所述EGR控制次回路的流动从在低压涡轮上游的通往排气系统的穿孔到在低压压缩机下游的通往进气系统的穿孔地进行。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,包括
使已进入所述进气系统的空气和已从所述EGR控制次回路进入所述进气系统的废气两者通过具有通往所述高压压缩机的出口的冷却器。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,包括
在所述EGR控制次回路的通往所述进气系统的穿孔上游的位置处对已进入所述进气系统的空气进行选择性地节流。
19.如权利要求15所述的方法,其特征在于,
使所述EGR控制次回路与所述EGR控制主回路并发打开并控制所述EGR控制主回路和所述EGR控制次回路使得通过所述EGR控制主回路的废气流和通过所述EGR控制次回路的废气流的组合满足所计算的废气量的步骤包括:使通过所述EGR控制次回路的流动从在低压涡轮下游的通往所述排气系统的穿孔到在低压压缩机上游的通往所述进气系统的穿孔地进行。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,还包括在空气传递至所述低压压缩机之前过滤已进入进气系统的空气,过滤来自所述低压涡轮的出口的废气,以及使废气从在排气过滤器下游的通往所述排气系统的穿孔到在空气过滤器上游的通往所述进气系统的穿孔地通过所述EGR控制次回路。
21.如权利要求20所述的方法,其特征在于,还包括在空气传递至空气过滤器之前对已进入所述进气系统的空气流进行选择性节流。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,包括通过控制所述EGR控制次回路中的EGR次阀来控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量,以及使通过所述EGR控制次回路的废气流流过所述EGR控制次回路中在EGR次阀上游的EGR次冷却器。
23.如权利要求20所述的方法,其特征在于,包括通过控制所述EGR控制次回路中的EGR次阀来控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量,以及使通过所述EGR控制次回路的废气流流过所述EGR控制次回路中在EGR次阀上游的EGR次冷却器。
24.如权利要求15所述的方法,其特征在于,包括通过控制所述EGR控制主回路中的EGR主阀来控制通过所述EGR控制主回路的废气的流量,以及使通过所述EGR控制主回路的废气流流过所述EGR控制主回路中在EGR主阀上游的EGR主冷却器。
25.如权利要求24所述的方法,其特征在于,包括将来自所述EGR控制主回路的废气在增压空气冷却器下游引入所述进气系统,所述增压空气冷却器在所述高压压缩机的下游。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于,包括使来自所述低压压缩机的空气在进入高压压缩机之前通过级间冷却器。
27.如权利要求26所述的方法,其特征在于,包括在所述EGR控制次回路的通往进气系统的穿孔的上游对已进入进气系统的空气进行选择性地节流。
28.如权利要求26所述的方法,其特征在于,包括通过控制所述EGR控制次回路中的EGR次阀来控制通过所述EGR控制次回路的废气的流量。
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