CN106337723B - 用于冷却车辆进气温度的装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于冷却车辆进气温度的装置及其使用方法。用于冷却车辆进气温度的装置可包括：涡流管，接收从车辆的中间冷却器排放的高压气体并且随后使用离心法将高压气体分离成高温气体和低温气体；第一旁通管，连接涡流管与压缩机以允许低温气体经此移动，并且由第一止回阀选择性地打开/关闭；第二旁通管，连接车辆的涡流管与排气管并且当第二止回阀被打开/关闭时允许高温气体经此移动；和控制器，控制第一止回阀和第二止回阀的打开或者关闭。

Description

用于冷却车辆进气温度的装置及其使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月10日提交的韩国专利申请第10-2015-0098312号的优先权的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及用于冷却车辆发动机的进气温度的装置及其使用方法。
背景技术
通常，提供给发动机的气体的温度会影响车辆发动机的驱动性能和燃料效率。
也就是说，当进气温度达到室温时，气体密度增大并且因此节流阀的开度角减小。因此，进气量减少并且燃料用量减少，使得燃料效率得到提高。此外，在车辆全负荷的条件下，由于随着气体密度的增大而进气量增大，因此扭矩也会被提高。
如此，为了减小进气温度，应当打开进气系统的进气口以通向大气，同时进气口具有很大的面积并且笔直地形成。
然而，进气口面积的增大会导致辐射声音劣化，对于室内噪音抑制有负面的影响。
此外，当进气系统的进气口占据很大的面积并且笔直地形成时，可能会在其中引入杂质，从而对于发动机的驱动稳定性和耐用性有负面的影响。
因此，需要一种在不影响发动机的驱动稳定性和耐用性能的情况下能提高燃料效率和改善车辆耐用性的新结构。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于加深对本发明的总体背景的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
本发明的各方面皆在提供了一种用于冷却车辆发动机的进气温度的装置及其使用方法，该装置及其使用方法能够在不影响发动机的驱动稳定性和耐用性的情况下有效地冷却车辆发动机的进气温度。
本发明的示例实施例提供了一种用于冷却车辆的进气温度的装置，包括：涡流管，用于接收丛车辆的中间冷却器排放的高压气体并且随后使用离心法将高压气体分离成高温气体和低温气体；第一旁通管，将涡流管与压缩机连接以允许低温气体经此流动，并且通过第一止回阀选择性地打开/关闭；第二旁通管，连接车辆的涡流管与排气管并且当第二止回阀被打开/关闭时允许高温气体经此流动；和控制器，用于控制第一止回阀和第二止回阀的打开或者关闭。
在车辆发动机的高负荷条件下，控制器可通过打开第一止回阀控制涡流管的低温气体移动至压缩机并且通过打开第二止回阀经由排气管排放高温气体，并且在车辆发动机的低负荷条件下，可以控制第一止回阀和第二止回阀两者均关闭。
该装置可进一步包括：第三旁通管，该第三旁通管经由第三止回阀连接至第二旁通管并与设置在车辆排气系统中的催化器连接。
所述控制器可控制：在车辆发动机的高负荷条件下通过打开所述第一止回阀将涡流管的低温气体移动至压缩机并且通过打开第二止回阀经由排气管排放高温气体；在车辆发动机的低负荷条件下关闭第一止回阀和第二止回阀两者；并且在车辆发动机的催化剂再生条件下通过打开第一止回阀将涡流管的低温气体移动至压缩机并且通过打开第三止回阀来允许高温气体经由第三旁通管流进催化器。
本发明的示例实施例提供了一种用于冷却车辆进气温度的方法，包括：(a)将从车辆的中间冷却器排放的高压气体经由涡流管分离成高温气体和低温气体；(b)在车辆发动机的高负荷条件下将低温气体经由第一旁通管移动至压缩机；(c)在车辆发动机的高负荷条件下使用第二旁通管经由排气管排放高温气体；并且(d)在车辆发动机的低负荷条件下将从中间冷却器排放的高压气体提供给发动机。
所述方法进一步包括(e)在车辆发动机的催化剂再生条件下，允许涡流管的低温气体移动至压缩机并且允许高温气体经由从第二旁通管分支的第三旁通管流至催化器。
根据本发明的实施方式，在车辆发动机的高负荷条件下从中间冷却器排放的高压气体中分离的低温气体可再循环至压缩机。因此，可有效地冷却车辆发动机的进气温度，以此提高车辆的发动机的运行效率。
本发明的方法和装置所具有的其它特征和优势通过结合于此的附图和下面的详细描述将变得显而易见，或者在附图和下面的详细描述中被更加详细地阐述，下面的详细描述连同附图一起用于解释本发明的一些原理。
附图说明
图1示意性地示出了根据本发明的示例实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置的主要部件。
图2示意性地示出了根据本发明的第一示例实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置的框图。
图3示意性地示出了涡流管的部分横截面图。
图4示意性地示出了根据本发明的第二示例性实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置的框图。
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于冷却车辆的进气温度的方法的流程图。
应当理解，附图不一定是按照比例的，呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的图示。在本文中公开的本发明的特定设计特征(例如，包括特定的尺寸、方向、位置以及形状)部分将由特定的预期用途和使用环境决定。
在图中，贯穿本发明附图中的几个图，参考数字指代相同的或者等同的部分。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各个实施方式，实施方式的实例在附图中示出并且在下文中描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但是应当理解的是，本说明书不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反地，本发明不仅旨在涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物及其它实施方式。
图1示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置的主要部件，并且图2示意性地示出了根据本发明的第一示例性实施方式的用于冷却车辆的进气温度的装置的框图。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置100包括：涡流管10，用于接收自车辆的中间冷却器11排放的高压气体12并且使用离心法将其分离成高温气体12a和低温气体12b；第一旁通管20，连接涡流管10与压缩机13，并允许低温气体12b由此通过，并且由第一止回阀21选择性地打开/关闭；第二旁通管30，连接涡流管10与车辆的排气管33以根据第二止回阀31打开/关闭而允许高温气体12a由此通过；以及控制器40，用于控制打开或关闭第一止回阀21和第二止回阀31。
涡流管10通过使用离心力将高压气体分离成低温气体和高温气体。该涡流管10可以接收由车辆的中间冷却器11排放的高压气体并且将其分离成低温气体和高温气体。如此，由中间冷却器11排放的低温气体和高温气体的分离可被用于冷却车辆的进气温度。这将在下文更详细地描述。
图3示意性地示出了涡流管的部分横截面图。
如图3所示，经由中间冷却器11提供的高压气体12通过涡流管10的离心力被分离成高温气体12a和低温气体12b。在这种条件下，可经由第一旁通管20将低温气体12b提供至压缩机13。
可将第一旁通管20的一端连接至涡流管10，而将其另一端经由气体软管13a连接至压缩机13。将第一止回阀21设置在第一旁通管20中。
第一止回阀21被设置为选择性地打开或关闭第一旁通管20，并且可由控制器40控制打开/关闭。
如此，在车辆的高负荷条件下，可通过控制器40经由第一旁通管20执行将低温气体12b提供至压缩机13，该控制器40控制第一止回阀21的打开或者关闭。这将在下文中描述控制器40时更详细地描述。
可将由涡流管10分离的高温气体12a经由第二旁通管30排放至排气管33。第二止回阀31被设置在第二旁通管30中。
第二止回阀31被设置为选择性地打开或关闭第二旁通管30，并且通过控制器40控制其打开/关闭。
如此，可在车辆的高负荷条件下，通过控制器40的控制经由第二旁通管30执行将高温气体12a排放至排气管33。这将在下文中描述控制器40时更详细地描述。
控制器40可以根据车辆发动机的运行状态控制第一止回阀21或者第二止回阀31的打开或者关闭，从而选择性地将低温气体12b排放至压缩机13或者将高温气体12a排放至排气管33。控制器40指的是设置在车辆中的电子控制单元(ECU)，并且在本示例性实施例中将示例性地描述为作为电子控制器提供。下文将详细描述控制器40的控制操作。
首先，当满足车辆发动机的高负荷条件下，控制器40控制打开第一旁通管20的第一止回阀21。也就是说，在车辆高负荷条件下，中间冷却器11内部的压力升高超过大约2.7bar并且经由涡流管10分离成高温气体或者低温气体的性能是最大的。
因此，在车辆发动机的高负荷条件下，当使用控制器40控制打开第一止回阀21时，低温气体12b可向压缩机13的气体软管移动，在压缩机13的气体软管处压力相对较低。因此，低温气体12b可以向压缩机13再循环，使得通过低温气体12b有效地冷却进气温度。
此外，在车辆的高负荷条件下，可控制第二旁通管30的第二止回阀31打开。因此，由涡流管10分离的高温气体12a可经由排气管33排放至大气中。
另一方面，当满足车辆发动机的低负荷条件时，控制器40可以控制关闭第一止回阀21和第二止回阀31两者。因此，中间冷却器11内部的气体不能被再次循环，但是可以被引入至车辆发动机中。
如上所述，根据本发明第一示例性实施例的用于冷却车辆进气温度的装置100在车辆发动机的高负荷条件下，可以使低温气体朝向压缩机再循环，该低温气体是从中间冷却器11排放的高压气体分离出的。因此，可以有效地冷却车辆发动机的进气温度，以此提高车辆发动机的运行效率。
图4示意性地示出了根据本发明的第二示例性实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置的框图。与图1至图3中相同的参考数字指的是具有相同或相似功能的相同或者相似部分。相同参考数字的具体说明将在以下中省略。
如图4所示，根据本发明第二示例性实施例的用于冷却车辆的进气温度的装置200包括第二旁通管30；以及第三旁通管110，其经由第三止回阀111连接至设置在车辆的排气系统中的催化器120。
也就是说，第三旁通管110的一端可经由第三止回阀111连接至第二旁通管30，并且其另一端连接至催化器120。根据与控制器40的控制相关联的第三止回阀111的打开/关闭，可以选择性地打开第三旁通管110。
更具体地，当满足车辆发动机的高负荷催化剂再生条件时，控制器40通过打开第三止回阀111来控制高温气体12a进入催化器120。
因此，在车辆发动机的高负荷催化剂再生条件下，向催化器120提供高温气体12a，并且可以将杂质(诸如在催化器120中产生的煤烟)燃烧。因此，在车辆发动机的高负荷催化剂再生条件下，可提高催化效率。
图5示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的用于冷却车辆的进气温度的方法的流程图。与图1至4中相同的参考数字指的是具有相同或相似功能的相同或者相似的部分。相同参考数字的具体说明将在下文中省略。在下文中，将参考附图详细描述用于冷却车辆的进气温度的方法。
首先，从车辆的中间冷却器11排放的高压气体12经由涡流管10被分离成高温气体12a和低温气体12b(S10)。
接着，在车辆发动机的高负荷条件下，低温气体12b经由第一旁通管20移动至压缩机13(S20)。在步骤S20中，设置在第一旁通管20中的第一止回阀21可由控制器40打开以提供低温气体12b。在步骤S20中，低温气体12b可以向压缩机13的气体软管移动，此处压力相对较低。因此，低温气体12b可以向气体压缩机13再循环，使得通过低温气体12b有效地冷却进气温度。
接着，在车辆发动机的高负荷条件下，高温气体12a经由第二旁通管30从排气管33排放(S30)。在步骤S30中，可由控制器40打开设置在第二旁通管30中的第二止回阀31以将高温气体12a提供至排气管33，如此将高温气体12a排放至大气中。
接着，在车辆发动机的低负荷条件下，将由中间冷却器11排放的高压气体12提供至发动机(S40)。在步骤S40中，控制器40控制关闭第一止回阀21和第二止回阀31两者。因此，中间冷却器11内部的气体不能够被再循环，但是可以被引入车辆发动机。
接着，在车辆发动机的催化剂再生条件下，允许涡流管10的低温气体12b移动至压缩机13，并且允许高温气体12a经由第三旁通管110流进催化器120，该第三旁通管110从第二旁通管30分支(S50)。在步骤S50中，高温气体12a可经由第三旁通管110流至催化器120，该第三旁通管110经由第三止回阀111连接至第二旁通管30。
也就是说，当由控制器40控制第三止回阀111打开时，可通过将高温气体12a提供至催化器120来使在催化器120中产生的杂质(诸如煤烟)燃烧。因此，在车辆发动机的高负荷催化剂再生条件下，可以提高催化效率。
为方便说明和准确定义所附的权利要求，术语“较高”，“较低”，“内部”和“外部”被用来参考如在附图中显示的特征的位置以说明实施例的这种特征。
出于说明和描述的目的，已经介绍了本发明具体的示例性实施方式的上述描述。它们不旨在是详尽的或将本发明限制于所公开的确切形式，并且根据上述教导，很明显可以有许多修改和变化。选出并且描述了示例性实施方式以便解释本发明的一些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施方式以及本发明的各种替换和变形。本发明的范围旨在由所附权利要求书及它们的等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于冷却车辆的进气温度的装置，包括：
涡流管，接收从所述车辆的中间冷却器排放的高压气体并且随后使用离心法将所述高压气体分离成高温气体和低温气体；
第一旁通管，所述第一旁通管将所述涡流管与压缩机连接；允许所述低温气体移动通过所述第一旁通管，并且由第一止回阀选择性地打开/关闭所述第一旁通管；
第二旁通管，将所述涡流管与所述车辆的排气管连接，并且当第二止回阀被打开/关闭时允许所述高温气体移动通过所述第二旁通管；
第三旁通管，经由第三止回阀连接至所述第二旁通管，并连接至设置在所述车辆的排气系统中的催化器；以及
控制器，控制所述第一止回阀和所述第二止回阀的打开或者关闭。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述车辆的发动机的高负荷条件下，所述控制器通过打开所述第一止回阀进行控制以将所述涡流管的所述低温气体移动至所述压缩机并且通过打开所述第二止回阀经由所述排气管排放所述高温气体，并且在所述车辆的发动机的低负荷条件下进行关闭所述第一止回阀和所述第二止回阀两者的控制。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器执行以下控制：
在所述车辆的发动机的高负荷条件下，通过打开所述第一止回阀使所述涡流管的所述低温气体移动至所述压缩机并且通过打开所述第二止回阀经由所述排气管排放所述高温气体；
在所述车辆的发动机的低负荷条件下，关闭所述第一止回阀和所述第二止回阀两者；并且
在所述车辆的发动机的催化剂再生条件下，通过打开所述第一止回阀将所述涡流管的所述低温气体移动至所述压缩机并且通过打开所述第三止回阀以允许所述高温气体经由所述第三旁通管流至所述催化器。
4.一种用于冷却车辆的进气温度的方法，包括以下步骤：
将从所述车辆的中间冷却器排放的高压气体经由涡流管分离成高温气体和低温气体；
在所述车辆的发动机的高负荷条件下，将所述低温气体经由第一旁通管移动至压缩机；
在所述车辆的发动机的所述高负荷条件下，使用第二旁通管经由排气管排放所述高温气体；以及
在所述车辆的发动机的低负荷条件下，将从所述中间冷却器排放的所述高压气体提供给所述车辆的发动机，
在所述车辆的发动机的催化剂再生条件下，允许将所述涡流管的所述低温气体移动至所述压缩机并且允许所述高温气体经由第三旁通管流入催化器，所述第三旁通管自所述第二旁通管分支。
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