CN104712416A - 换向阀组件和去除中间冷却器冷凝物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换向阀组件以及去除中间冷却器冷凝物的方法。提供了用于将冷凝物从涡轮增压内燃机的中间冷却器中去除的方法和系统。使用阀排放冷凝物可在中间冷却器的压缩空气和周围外部空气之间产生直接流体连接，从而由于阀致动装置的阀设计或故障而允许冷凝物和压缩空气逸出。为了提供简单且可靠的去除冷凝物而不去除压缩空气的方法，中空阀用于将冷凝物从中间冷却器穿梭到外部环境。

Description

换向阀组件和去除中间冷却器冷凝物的方法

技术领域

本申请涉及将冷凝物从涡轮增压内燃机的中间冷却器中去除的换向阀的操作的设计和方法。

背景技术

涡轮增压内燃机和机械增压内燃机可经配置压缩周围空气，以便增加功率。压缩周围空气可以导致空气温度增加，从而由于高温度空气的进入导致发动机功率降低。为降低周围空气温度，中间冷却器(或增压空气冷却器，即CAC)可放置在压缩机和进气歧管之间。通过降低周围空气的温度，其密度增加，从而允许发动机产生更多的功率。然而，当热空气通过中间冷却器并且冷却到低于水露点时，冷凝物(以与其他颗粒或流体混合的液态水的形式)可形成并且聚集在中间冷却器及其通道内侧。由于增加的湿度或多雨的天气状况，其中周围空气保持增加的水量，冷凝物液位也可增加。当发动机扭矩在加速或其他类似工况期间增加时，所得的增加的质量空气流可将冷凝物从中间冷却器吸入至发动机内，因此增加了发动机失火和燃烧不稳定性的可能。

解决中间冷却器中冷凝物形成的问题的一种方法包括将冷凝物经由去除阀从中间冷却器排放。存在用于净化冷凝物的中间冷却器的许多类型的阀和阀系统。然而，使用去除阀引起的一个主要问题是：在阀打开事件期间，直接流体连接在中间冷却器的内部和外侧之间形成，从而允许冷凝物和压缩空气逸出。压缩空气的损失可降低至发动机的升压压力并且导致进气空气量的错误计算，从而降低发动机性能。

在由Appleton在US 7251937中所示的避免增压空气和外部环境之间的直接连接的一种途径中，两个阀和贮水池用于排放来自CAC的冷凝物。止回阀从CAC通向贮水池，并且液压控制动作阀从贮水池通向环境。根据CAC内的压力，两个阀打开和闭合，利用弹簧和导引管线以确保阀既不同时打开也不同时闭合，所以CAC总是与环境隔离。冷凝物排放系统根据CAC压力在多个状态下操作，其中冷凝物经由止回阀从CAC排放到贮水池，并且经由液压控制动作阀从贮水池排放到环境。此外，在CAC中的恒压周期期间，若干状态可不循环，导致止回阀维持闭合并且冷凝物积聚在CAC中。

发明内容

然而，发明人在此已认识到US 7251937的方法存在的潜在问题。如果阀弹簧发生故障或打开和闭合状态不合时宜，则将在CAC和环境之间形成直接流体连接，导致前述结果。另外，多个阀的不必要使用增加了排放系统的复杂性。

因此，在一个示例中，上述问题可通过去除冷凝物的方法来解决，该方法包括：将冷凝物从中间冷却器聚集到聚集区域；移动冷凝物通过孔口至处于第一位置的中空阀的腔室内；以及使阀穿梭移动到第二位置，以释放冷凝物到中间冷却器的外部侧。以这种方式，来自中间冷却器的升压空气不能持续地逸出到外部环境，同时仍能够有效地排放来自中间冷却器的冷凝物。

例如，用于将冷凝物从中间冷却器的内部移动到中间冷却器的外部的阀组件可以包括冷凝物聚集区域(例如容器)和中空阀。聚集区域允许冷凝物经由孔口流入中空阀，其中中空阀处于第一或闭合位置。当升压空气压力在中间冷却器内时，阀可移动到处于第二或打开位置的中间冷却器的外部，使得冷凝物可以经由相同的孔口排放到外部环境。然后中空阀可移回到闭合位置。当中空阀以穿梭的方式前后移动时，冷凝物从中间冷却器中被连续去除，而不在压缩空气和大气之间形成直接连接。阀的穿梭运动取决于中间冷却器内的压力波动。

对于当中间冷却器内没有实质性空气压力变化的次数，电动致动器可附接到阀，使得当阀的机械压力制动暂时停止时使阀操作。控制方案可以实施，使得计时器测量恒定压力事件的持续时间，并且如果预先确定的时间消逝，使得压力基本上不变化，那么控制器向致动器发信号，以使阀穿梭一段时间或穿梭若干循环。

除了电动致动器之外，阀组件可装备有在寒冷天气情况期间使用的加热元件。加热器可位于阀组件的表面，使得其靠近聚集容器和中空阀中的液体冷凝物。在寒冷天气期间，加热器将保持冷凝物高于凝固温度，从而允许冷凝物从中间冷却器中连续去除。

在另一个实施例中，提供一种位于发动机的中间冷却器中的阀组件。阀组件包括：可移动中空阀，该中空阀包括主体和位于主体的顶部和底部的两个盖；围绕阀的冷凝物聚集容器，该阀仅部分突出通过容器的底部；第一弹簧，其定位在顶盖和聚集容器的下表面的第一侧之间；以及第二弹簧，其定位在底盖和聚集容器的下表面的第二、相对侧之间。

在另一个实施例中，中空阀位于聚集容器的中心处。

在另一个实施例中，冷凝物聚集容器安装至中间冷却器的底部表面。

在另一个实施例中，中空阀是压力制动的机械阀。

在另一个实施例中，中空阀还包括联接到孔口的用于冷凝物聚集的内部室，冷凝物能够行进通过该孔口。

在另一个实施例中，中空阀还包括接近冷凝物聚集容器的加热元件。

在另一个实施例中，提供一种发动机系统。该发动机系统包括：涡轮增压器；进气歧管；联接到进气歧管上游和涡轮增压器的压缩机下游的中间冷却器；附接到中间冷却器的底部表面的阀组件，阀组件包括中空阀，以控制冷凝物从中间冷却器的排出；以及具有计算机可读指令的控制单元，该计算机可读指令在发动机工况期间用于操作中空阀。

在另一个实施例中，移动中空阀将冷凝物从中间冷却器去除到中间冷却器的外部侧。

在另一个实施例中，发动机工况包括大于阈值的延长的节流或怠速，使得中空阀不转换以去除冷凝物。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护主题的范围由随附具体实施方式的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题并不限于解决上述或在本公开中任何部分提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是包括中间冷却器的示例发动机系统的示意图。

图2是具有附接阀组件的中间冷却器的详细视图。

图3是阀组件的侧视图。

图4以成角度的视角示出阀组件的穿梭运动。

图5示出通过机械地使阀穿梭的示例中间冷却器冷凝物去除事件和响应的系统行为的图表。

图6示出通过电动致动器的换向阀操作的流程图。

具体实施方式

以下描述提供用于将冷凝物从内燃机的中间冷却器去除的方法和系统。该方法在发动机系统(诸如图1的发动机系统)中实施。涡轮增压器的压缩机可以提供热压缩空气至中间冷却器，该中间冷却器进而冷却空气并可以产生冷凝物。阀组件可插入中间冷却器的底部，如图2所示。阀组件操作以从中间冷却器去除冷凝物，使得在中间冷却器中的压缩空气和外部周围空气之间永不存在直接流体连通。此种操作减少了新鲜空气流的渗漏。在一个示例中，该阀仅能够打开或闭合，并且不存在两者之间的地方，因此避免持续渗漏。图3示出允许中空阀聚集冷凝物并移动的阀组件的多个机械部件。中空阀的移动局限于线性运动，使得该阀基于中间冷却器内的空气压力在打开位置和闭合位置之间前后穿梭。图4中示出由于升压或未升压的空气压力而引起的阀的穿梭运动。当中间冷却器空气压力变化时，阀打开和闭合，从而使一定量的冷凝物从中间冷却器穿梭，参见图5中的图形形式。在其中中间冷却器压力基本上不改变的持久节流或怠速的周期期间，根据图6中所示的控制方案电动致动器可使该阀穿梭移动。因此，中空阀当闭合时经由一个或多个孔填充冷凝物，并且然后当打开时再次通过相同的一个或多个孔仅排放填充(或部分填充)中空阀的冷凝物。

关于以下描述中的术语，中间冷却器可以可交换地被称为增压空气冷却器(CAC)。阀组件指阀组件的所有部件，包括中空阀本身。由于在其打开位置和闭合位置之间的运动，中空阀也可被称为换向阀，或简称为阀。如果发动机经历轻到重的节流，则中间冷却器内的空气可被称为处于升压压力状态。相反地，如果发动机经历怠速，则中间冷却器内的空气可被称为处于非升压压力状态。流经中间冷却器的压缩空气也可被称为增压空气或升压空气。

图1示出包括发动机10的示例发动机系统100的示意图，该发动机系统100可包括在机动车的推进系统中。所示发动机10具有四个汽缸30。然而，根据本公开可使用其他数目的汽缸。通过包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作员132的输入，可至少部分地控制发动机10。在此示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。这样，踏板位置信号可指示踩油门(例如，踏板位置的突然增加)、松油门(例如，踏板位置的突然降低或加速器踏板的释放)和另外的驱动状况。

发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可包括在其中设置有活塞(未示出)的燃烧室壁。该活塞可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统150联接到交通工具的至少一个驱动轮156。进一步地，起动器马达可经由飞轮联接到曲轴40，以启用发动机10的起动操作。

燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可经由排气歧管46将燃烧气体排放到排气通道48。进气歧管44和排气歧管46可经由各自的进气门和排气门(未示出)选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

所示燃料喷射器50直接联接到燃烧室30，用于将与从控制器12接收的信号FPW脉冲宽度成比例地燃料直接喷射到燃烧室中。以这种方式，燃料喷射器50提供进入燃烧室30内的燃料的所谓直接喷射；然而，应当理解，进气道喷射也是可能的。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器50。

进气通道42可包括具有节流板22的节气门21，以调节至进气歧管的空气流量。在此具体的示例中，节流板22的位置(TP)可通过控制器12改变，以启用电子节气门控制(ETC)。以这种方式，节气门21可经操作改变提供给燃烧室30以及其他发动机汽缸的进气空气。在一些实施例中，另外的节气门可存在于进气通道42中，诸如压缩机60上游的节气门(未示出)。

进一步地，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可将期望的一部分排气从排气通道48经由EGR通道140路由到进气通道42。提供到进气通道42的EGR的量可经由EGR阀142通过控制器12改变。在一些工况下，EGR系统可用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器的涡轮的上游路由到涡轮增压器的压缩机的下游。在另一些实施例中，发动机可额外地或可替代地包括低压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器的涡轮的下游路由到涡轮增压器的压缩机的上游。当可操作时，EGR系统可根据压缩空气引起冷凝物的形成，尤其是当压缩空气被增压空气冷却器冷却时，如下面更详细的描述。

发动机10还可包括增压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)，其包括沿进气歧管44布置的至少一个压缩机60。对于涡轮增压器，压缩机60可经由例如轴或其他联接布置通过涡轮62至少部分地被驱动。涡轮62可沿排气通道48布置。可提供各种布置以驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可由发动机和/或电机至少部分地被驱动，并且可不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供到发动机的一个或多个汽缸的压缩量可通过控制器12来改变。

进一步，排气通道48可包括用于将排气转向离开涡轮62的废气门26。此外，进气通道42可包括经配置将进气空气转向围绕压缩机60的压缩机旁通阀(CBV)27。例如，当期望较低的升压压力时，通过有待打开的控制器12可控制废气门26和/或压缩机旁通阀27。例如，响应压缩机喘振或潜在的压缩机喘振事件，控制器12可打开CBV 27，以降低压缩机60出口处的压力。这可减少或停止压缩机喘振。

进气通道42还可包括增压空气冷却器(CAC)80(例如中间冷却器)，以降低涡轮增压或机械增压进气的温度。在一些实施例中，增压空气冷却器80可以是空气到空气热交换器。在另一些实施例中，增压空气冷却器80可以空气到液体热交换器。在又一些实施例中，CAC 80可以是可变容积CAC。来自压缩机60的热增压空气进入CAC 80的入口，当其行进通过CAC时冷却，并且然后通过节气门21离开，并然后进入发动机进气歧管44。来自交通工具外侧的周围空气流可通过交通工具前端进入发动机10，并且横穿CAC，以有助于冷却增压空气。当周围空气温度降低时，或在潮湿或多雨天气条件期间，其中增压空气冷却到低于水露点时，冷凝物可形成并且积聚在CAC中。当增压空气包括再循环的排气时，冷凝物可变成酸性的并且腐蚀CAC外壳。该腐蚀可导致在水到空气冷却器情况下的增压空气、大气和可能的冷却液之间的渗漏。为减少冷凝物的积聚和降低腐蚀的风险，在所选择的发动机工况期间(诸如切换怠速和节流事件)，冷凝物可聚集在CAC的底部，并且然后经由CAC中的中空去除阀净化(图2-4所示)。因此，如本文参考图2-6所阐述的，响应CAC内的压力变化，通过打开中空去除阀，冷凝物可以从CAC排放。

图1示出的控制器12为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在此具体示例中示为只读存储器芯片(ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及数据总线。控制器12可接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，用于执行操作发动机10的各种功能，除了之前所讨论过的那些信号外，还包括来自质量空气流量传感器120所引入的质量空气流量(MAF)的测量；来自示意地示出在发动机10内的一个位置中的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自所讨论的节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自所讨论的传感器122的歧管绝对压力信号MAP。发动机转速信号RPM可通过控制器12根据信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管44中的真空或压力指示。注意，可使用上述传感器的各种组合，如有MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在化学计量比操作期间，MAP传感器可给出发动机扭矩的指示。进一步地，此传感器连同检测的发动机转速可提供引入至汽缸内的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴40每次转动下产生预定数量的等间距脉冲。

可发送信号至控制器12的其他传感器包括增压空气冷却器80的出口处的温度和/或压力传感器124，以及升压压力传感器126。未示出的其他传感器也可存在，诸如用于确定增压空气冷却器的入口处的进气空气速度的传感器以及其他传感器。在一些示例中，存储介质只读存储器106可用计算机可读数据进行编程，该计算机可读数据表示由微处理器单元102可执行的指令，该指令用于执行下面描述的方法以及预期但没有具体列出的其他变体。在此，图6描述了示例程序。

发明人在此已认识到，对于冷凝物的连续去除而不损失至环境的升压空气压力并同时维持简单、可靠的设计，中空阀能够用于使冷凝物穿梭。在下面详细的实施例中，单一中空阀是装配至中间冷却器的一侧的阀组件的一个部件。该阀能够在每次穿梭移动时将一定量的冷凝物从中间冷却器去除，并且将升压空气与周围空气分离。阀组件根据如图2中所见的一个实施例安装至中间冷却器的一侧。

图2是具有阀组件250的中间冷却器200的详细侧视图，该阀组件250沿中间冷却器的出口箱220的底侧装配。如图所示，中间冷却器布置在垂直方向上，使得冷凝物260将是至阀组件用于去除的重力馈送。在这个示例中间冷却器设计中，来自涡轮增压器的压缩机的热压缩空气201经由入口通道流入入口箱210。然后，该流被分开以行进通过多个冷却通道215(热交换通道)。当热空气行进通过通道215时，周围空气203被推动通过邻近冷却通道215并且在其间定位的多个周围空气通道216。当热增压空气201和周围空气203穿过它们各自的中间冷却器的中央冷却部分230的通道时，热交换发生，由此热增压空气的温度降低，所以冷却器增压空气202退出冷却部分230。最后，冷却器压缩空气202经由可联接到发动机部件(诸如进气歧管)下游的出口通道流出中间冷却器200。

如先前所述，当热交换发生在中央部分230内时，液体可由冷却通道215内的压缩空气201冷凝，并且聚集在出口箱220的底部处的冷凝层260中。出口箱220的底部表面可以成角度，使得冷凝物更容易地流入阀组件250中。通过由中间冷却器200内的空气压力波动致动的穿梭运动，冷凝物260退出到将冷凝物移动至环境或另一个系统(诸如交通工具排气口)的去除管道270。注意，图2的中间冷却器的设计可根据具体发动机系统而改变。例如，在不同的中间冷却器中，箱的取向可以不同，所以阀组件250将放置在其中冷凝物260更容易流动的不同位置中。此外，应当理解，中间冷却器200的特定特征可体现不同于图2所示出的那些配置的配置，而不脱离本公开的范围。

图3示出阀组件300的实施例，相同的阀组件250在图2中示出。图3所示的阀组件包括可经由孔370被紧固到中间冷却器的底部表面中的开口的上板310。可替代地，该阀组件300可被焊接或以其他方式附接。板310连接到此处呈现为容器或杯状物的冷凝物聚集区域320的顶部边缘。容器320保持一定量的冷凝物360，容器的尺寸取决于发动机系统和流动通过中间冷却器的增压空气所计算的容积。冷凝物聚集区域320的底部边缘附接到出口件340，该出口件340能够经配置附接到外部管道，以将冷凝物360携带离开阀组件300。容器320的底部表面包含中心孔，该中心孔被定尺寸使得中空阀330能够装配并维持不透水密封件，使得冷凝物保持在容器中。

圆柱形的中空阀330包括限定阀的上末端和下末端的顶盖331和底盖332。顶盖和底盖径向向外延伸经过汽缸的外表面形成阀330的中央体。第一螺旋弹簧333或类似止动装置放置在顶盖331和容器320的内底部表面之间。弹簧力将阀330推动至更垂直的位置或闭合位置，使得阀的大部分突出在中间冷却器的内部侧上的容器320中。第二弹簧334放置在底盖332和容器320的外底部表面之间。第二弹簧力将阀330朝较不垂直位置或打开位置推动，使得阀的大部分突出在中间冷却器的外部侧上的出口件340中。弹簧上的弹簧系数和/或预载荷力可以是不同的，其中弹簧333比弹簧334具有更高的预载荷/系数，使得当入口和出口之间不存在压力差时，阀偏至到闭合位置。然而，当进气空气充分升压高于周围空气时，克服了弹簧力并且使阀穿梭，如本文所述。中空阀330也可包括孔口335，通过该孔口335，冷凝物360能够行进到也在中空阀内侧的腔室336内。注意，第一弹簧333上的预载荷可以充分更大到即使当阀填充有液体时将阀保持在更垂直、闭合的位置，因此克服液体额外的重量。

如图3所示，阀处于闭合位置。在此位置中，冷凝物360流入阀腔室336，冷凝物360保持在阀腔室336中，直到阀330转换到打开位置，使得孔口335面向由出口件340限定的区域，并且冷凝物360在由箭头361限定的总体方向上流动。弹簧333和334的强度经配置使得中空阀330朝闭合位置偏置。例如，如果阀的顶部侧331和底部侧332上的空气压力是相同的，则该阀将保持在闭合位置，如图3所示。

阀组件300也可包括加热元件(未示出)以供寒冷天气应用。加热元件可放置在阀组件的表面上，一个示例位置是围绕聚集容器320的外表面的周边。当紧固到容器320或接近容器320时，加热元件将靠近冷凝物360，从而允许更有效的热传递。在另一些未示出的实施例中，加热元件到容器320的接近可以使得加热器和容器320之间的距离小于容器和阀330之间的距离。另外，在本实施例中，聚集容器320的外表面提供与冷凝物360接触的最大表面积，再次有助于加热元件和冷凝物之间的热传递。在寒冷天气期间，诸如当室外空气温度低于水的凝固点时，加热元件将接通以阻止冷凝物凝固。冷凝物的凝固点很可能接近正常液态水的凝固点。在没有加热元件的情况下，冷凝物可以在阀组件中凝固，并且阻止换向阀正确操作。在凝固点以下的天气条件期间，对于换向阀的连续操作，加热元件是必要的。

应当理解，以上描述是非限制性的，并且除了图3所示出的配置以外，阀组件300的部件可具有其他合适的几何配置。例如，弹簧333和334可以是其他类似的止动装置，或阀330的形状可以不是圆柱形的。其他实施例可被配置，并且保持利用单一阀从中间冷却器使冷凝物穿梭的中心思想，并在增压空气和周围空气之间不提供直接连接。

图4示出中空阀430的一般穿梭操作400。图4的阀组件与图3的阀组件300相同。阀位置455示出第一或闭合阀位置。在此位置中，中间冷却器处于非升压的空气压力状态，其特征在于发动机怠速，怠速下的中间冷却器压力可以低于节流状况期间的压力。此位置与图3所示的阀位置相同。在闭合位置中，中空阀430聚集重力馈送的冷凝物通过孔口435。在一定持续时间之后，发动机状态可从怠速切换到节流，从而导致中间冷却器内的压力增加，于是中空阀430可从第一位置455移动到第二位置465。

在第二或打开的阀位置465中，中间冷却器处于升压空气压力状态，其特征在于轻到重的发动机节流，在节流下的中间冷却器压力可高于怠速状况期间的压力。在此位置中，中空阀430释放冷凝物到可附接到外部管道(诸如管或其他类型的导管)的出口440。冷凝物在由箭头461示出的总体方向上流出阀组件。在闭合位置455和打开位置465之间的穿梭过程根据中间冷却器空气压力波动而重复。

从怠速到节流的切换(反之亦然)由压力歧管确定，其根据具体的发动机系统和冷凝去除要求预先确定。当阀从闭合移动到打开时，则中间冷却器空气压力的力足够大，以便克服阀的抗(或反作用)弹簧力。相反地，当阀从打开移动到闭合时，中间冷却器空气压力的力小于弹簧力。阀弹簧可被校准，以便准确地确定阀将按其移动的压力阈值。如参照图3先前所述的，弹簧被校准使得中空阀430朝向闭合位置455偏置.此外，四个孔470可以用于将阀组件螺栓拧在中间冷却器的底部表面。

应该注意，关于图4先前描述的阀操作的方法应当被认为是非限制意义的。从中间冷却器中去除冷凝物的特定步骤可以改变，并且维持使冷凝物穿梭的相同中心思想，而不允许增压空气和外部周围空气之间的连续连接。例如，阀组件的弹簧力可以朝向打开位置偏置阀，以更好地适合特定中间冷却器状况和发动机系统。

图5以图形形式示出发动机操作一段时间期间的换向阀的一般操作。具体地，曲线图500以曲线501示出中间冷却器或升压空气压力的变化，以曲线502示出换向阀位置的变化，以及以曲线503示出中间冷却器中的冷凝物水平的变化。沿曲线图500的x轴线表示时间。根据交通工具使用者的节流需求，中间冷却器空气压力如曲线501所示的增加和降低。此外，图5示出阈值升压压力T1。阈值升压压力T1是预先确定的压力，在该预先确定的压力下，阀在打开位置和闭合位置之间穿梭。高于阈值T1的任何压力的特征在于中间冷却器中的升压空气压力状态，并且低于阈值T1的任何压力的特征在于非升压空气压力状态。这样，当增压空气压力从低于阈值T1增加到高于阈值T1时，阀从闭合位置移动到打开位置。相反地，当升压压力从高于阈值T1降低到低于阈值T1时，阀从打开位置移动到闭合位置。曲线502示出阀的移动。响应阀移动，中间冷却器中的冷凝物水平也变化，如参见曲线503。

根据图5的事件次序如下：首先，在时间t1之前，阀处于打开位置，其由中间冷却器内的升压空气压力状态施加的力保持。在此时间期间，由于增压空气被冷却并且释放液体，冷凝物水平可以增加。在时间t1处，中间冷却器压力降低到低于阈值T1，从而转变到非升压状态，于是由于较低的中间冷却器压力，换向阀闭合。聚集的冷凝物的一部分然后流入中空阀的腔室，从而降低中间冷却器中的冷凝物的量。在此实施例中，在图3的聚集容器320中测量冷凝物水平，在一个示例中，该聚集容器320可以杯状物形状形成，其中杯状物的底部平行于图2所示的增压空气冷却器的底部表面。冷凝物水平降低了量D1，其在一段短时间期间发生。在时间t2处，中间冷却器再次达到升压压力状态，并且换向阀打开，从而释放D1容积的冷凝物到外部导管或其他部件。

从升压压力状态转变到非升压压力状态的上述过程在时间t3和t5处重复。类似地，从非升压压力状态转变到升压压力状态的上述过程在时间t4和t6处重复。在时间t4和t6处的随后的冷凝物排放对应于容积D2和D3。应该注意，由于换向阀的内部腔室的固定容积，所有的去除容积D1、D2、D3可以几乎相等。

图3的换向阀330的连续操作取决于升压状态和非升压状态之间的中间冷却器空气压力波动，升压状态和非升压状态的界限由先前描述的图5的阈值T1确定。在一段时间内未达到阈值T1的发动机工况下，换向阀可保持在单一位置中，不能去除冷凝物，在此情形下，电动致动器可附接到阀组件，以便当中间冷却器压力几乎恒定时自动操作阀。

图6示出根据一个实施例的通过电动致动器的换向阀操作的流程图。电动致动器可以是电磁线圈或经配置在打开位置和闭合位置之间移动换向阀的类似装置。致动器可连接到控制器12，使得执行已编好的指令，如先前所述。控制方法600通过选择阀致动参数在601处开始。此准备步骤可包括确定持续时间、压力差阈值、循环速率和循环数，如下面进一步所解释。接下来，在602处，测量中间冷却器空气压力大小并将其记录为第一值P1。该压力可由定位在中间冷却器内或定位在其外侧的传感器(诸如传感器124和126)测量。该传感器也可以连接到控制器12，以提供用于执行控制方法600的压力数据。

一旦记录第一压力P1，就在603处启动计时器。计时器在执行步骤604之前被制动设定的持续时间。上述提到的持续时间可由发动机系统和包括中间冷却器中的压力波动的速率、中间冷却器的尺寸、冷凝形成的平均速率以及节流/怠速的持续时间的因素确定。一旦设定的持续时间已消逝，测量中间冷却器空气压力大小并被再次记录为P2。接下来，在605处，如果两个记录的压力P1和P2之间的绝对差高于阈值(不同于阈值T1)，则阀有可能如正常运作，并且该过程重复。相反地，如果绝对压力差低于阈值，则阀不能如正常穿梭。在这种情况下，在606处，控制器12命令电动致动器循环该阀设定的次数。该次数可取决于与针对一段持续时间所描述那些状况类似的状况。阀的电动循环允许积聚的冷凝在阀不可机械地制动的恒定中间冷却器空气压力状况期间被去除。

在图6所示的控制方法中，测量压力P1和P2之间的持续时间可以是仔细选择的因素。在一个极端的情况下，持续时间可以长，使得阀如正常操作，但是由于长的持续时间，压力之间的差可能足够小，以便电子地制动阀。在另一个极端情况下，持续时间可以短，使得压力波动，但是压力之间的差保持低于阈值，从而导致电动致动器制动。为了实施图6的方法，在601处应该动态地选择阀致动参数，以便遵照特定的发动机配置和发动机状况。

应该注意，电动致动器的控制方案能够以多种方式实施。图6所示的示例是电操作阀的一种方式，其中移动由压力P1和P2之间的差确定。触发阀移动的其他方法可包括监测聚集容器320或中间冷却器本身中的冷凝物水平，或记录阀穿梭的速率，使得阀被制动以维持预先确定的速率。图6的流程图是为了提供在暂时抑制阀的手动操作的接近恒定中间冷却器压力期间维持冷凝物去除的一种方式的一般理解。

从上述描述和相关联的附图中，提供了发动机方法，其包括：操作中间冷却器以降低进气空气的温度，中间冷却器包括内部侧和外部侧；响应升压的中间冷却器压力状态，打开位于中间冷却器的底部表面上的中空阀，以将冷凝物从中间冷却器去除到外部侧；响应非升压中间冷却器压力状态关闭中空阀以聚集冷凝物；以及在升压中间冷却器压力状态和非升压中间冷却器压力状态之间的切换在一段时间内不会发生的发动机工况期间，命令电动致动器打开和闭合中空阀。

通过根据图4的方法使用图3的阀组件，冷凝物可从中间冷却器中去除，并且决不提供中间冷却器升压空气和外部环境(或周围空气)之间的直接流体连接。另外，单一换向阀的使用减少了冷凝物去除系统和方法的复杂性，其可增加所描述的换向阀组件的可靠性。为了接近恒定的升压空气压力，通过与加热元件和电动致动器结合，换向阀可连续地从中间冷却器中去除冷凝物，而不释放大量的压缩空气。总之，此冷凝物去除方法和系统通过净化冷凝物并且维持增压空气压力来改善中间冷却器和发动机操作。

注意，在此包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或交通工具系统配置一起使用。在此公开的控制方法和程序可存储为非暂时存储器中的可执行指令。在此所描述的特定程序可表示任何数目的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种行为、操作和/或功能可按说明的顺序执行、并行执行、或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述而提供。根据所使用的具体策略，可重复执行所说明的行为、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地，所述行为、操作和/或功能可以图形化地表示有待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器内的代码。

应当理解，在此公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是有可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置，以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元素或“第一”元素或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元素的结合，既不要求也不排除两个或更多此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或性质的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提交新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (10)

1.一种发动机方法，其包括：

将冷凝物从中间冷却器聚集到聚集区域；

移动所述冷凝物通过孔口至处于第一位置的中空阀的腔室内；以及

使所述阀穿梭到第二位置，以释放所述冷凝物到所述中间冷却器的外部侧。

2.根据权利要求1所述的发动机方法，其中所述外部侧与周围压力开放式连通，其中在所述中间冷却器中的压缩空气和位于所述中间冷却器的所述外部上的周围空气之间不存在直接流体连接，并且其中穿梭包括所述中空阀线性移动通过所述中间冷却器的底部侧中的腔室。

3.根据权利要求1所述的发动机方法，其中所述第一位置是更垂直的位置。

4.根据权利要求1所述的发动机方法，其中所述第二位置是较不垂直的位置。

5.根据权利要求1所述的发动机方法，其中冷凝物在穿梭到所述有待释放的所述中间冷却器的所述外部侧之前经由所述孔口行进到所述中空阀内，冷凝物在两种情况下至少部分地经由重力被驱动。

6.根据权利要求1所述的发动机方法，其中所述中空阀的所述移动由小于或大于由所述中空阀维持的反作用力的所述中间冷却器中的压缩空气压力的大小致动，所述压缩空气压力的大小对应于升压中间冷却器压力状态或非升压中间冷却器压力状态。

7.根据权利要求6所述的发动机方法，其中所述非升压压力状态包括导致所述中间冷却器内的空气压力下降的发动机怠速状况。

8.根据权利要求6所述的发动机方法，其中所述升压压力状态包括大于周围压力的所述中间冷却器内的空气压力的增加。

9.根据权利要求7所述的发动机方法，其中在实现所述中间冷却器中的所述非升压状态之后，所述中空阀移动到所述第一位置，所述第一位置是所述中空阀突出到所述中间冷却器，从而允许冷凝物经由所述孔口流进所述中空阀的所述腔室的位置。

10.根据权利要求8所述的发动机方法，其中在实现所述中间冷却器中的所述升压状态之后，所述中空阀移动到所述第二位置，所述第二位置是所述中空阀突出到所述中间冷却器的所述外部侧，从而允许冷凝物经由所述孔口流出所述中空阀的所述腔室的位置。