RU155440U1 - Система двигателя - Google Patents

Система двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU155440U1
RU155440U1 RU2014133173/06U RU2014133173U RU155440U1 RU 155440 U1 RU155440 U1 RU 155440U1 RU 2014133173/06 U RU2014133173/06 U RU 2014133173/06U RU 2014133173 U RU2014133173 U RU 2014133173U RU 155440 U1 RU155440 U1 RU 155440U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
egr
compressor
valve
diffuser
channel
Prior art date
Application number
RU2014133173/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Джозеф Норман АЛРИ
Грег Патрик МАККОНВИЛЛ
Дэниел Джозеф СТАЙЛЗ
Росс Дикстра ПЕРСИФУЛЛ
Майкл Ховард ШЕЛБИ
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Application granted granted Critical
Publication of RU155440U1 publication Critical patent/RU155440U1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/19—Means for improving the mixing of air and recirculated exhaust gases, e.g. venturis or multiple openings to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/41—Control to generate negative pressure in the intake manifold, e.g. for fuel vapor purging or brake booster
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

1. Система двигателя, содержащая:двигатель, содержащий впуск и выпуск;турбонагнетатель, содержащий впускной компрессор, приводимый в действие выпускной турбиной;охладитель наддувочного воздуха, присоединенный ниже по потоку от компрессора;первый канал рециркуляции компрессора, содержащий первый клапан и диффузор, причем первый канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, а диффузор расположен ниже по потоку от первого клапана в канале;второй канал рециркуляции компрессора, содержащий второй клапан, причем второй канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, и второй канал расположен параллельно первому каналу;канал рециркуляции выхлопных газов (EGR), содержащий клапан EGR для рециркуляции выхлопных остаточных газов на впуск двигателя через первый канал рециркуляции компрессора, причем канал EGR присоединен к первому каналу на диффузоре; иконтроллер с машиночитаемыми командами дляв ответ на требование EGR,открывания клапана EGR;увеличения открывания первого клапана на основании требования EGR для рециркуляции сжатого воздуха через диффузор и формирования разрежения на диффузоре; ивтягивания EGR в двигатель с использованием разрежения, сформированного на диффузоре.2. Система по п. 1, в которой контроллер содержит дополнительные команды для увеличения открывания второго клапана наряду с сохранением открывания первого клапана в ответ на указание помпажа.3. Система по п. 1, в которой открывание первого клапана дополнительно основано на давлении выхлопных газов, оцененном выше по потоку от впуска канала EGR, причем открывание первого клапана у�

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к способам и системам для втягивания подвергнутых рециркуляции выхлопных газов через тракт рециркуляции компрессора, содержащий диффузор.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система двигателя может быть выполнена с устройством наддува, таким как турбонагнетатель, для выдачи подвергнутого наддуву заряда воздуха и улучшения пиковой выходной мощности. В ней, турбина вращается с использованием энергии из потока выхлопных газов, турбина, в таком случае, приводит в действие компрессор, который подает подвергнутый наддуву заряд воздуха на впуск двигателя. Для улучшения выбросов с выхлопными газами, системы двигателя также могут быть выполнены с системами рециркуляции выхлопных газов (EGR), в которых по меньшей мере часть выхлопных газов подвергается рециркуляции на впуск двигателя. Например, система EGR может быть системой EGR низкого давления (LP-EGR), которая подвергает рециркуляции выхлопные газы из положения ниже по потоку от турбины в системе выпуска в выше по потоку от компрессора в системе впуска. Преимущества EGR включают в себя разбавление в двигателе, снижение выбросов с выхлопными газами и улучшения экономии топлива, особенно на более высоких уровнях наддува двигателя.
Ввод EGR (низкого давления) выше по потоку от компрессора требует, чтобы давление на впуске компрессора было пониженным, так чтобы EGR могла втягиваться из выпускного коллектора двигателя. Низкое давление на впуске компрессора формирует перепад давления на канале EGR, который дает возможность втягиваться требуемому потоку EGR. Низкое давление на впуске компрессора может достигаться посредством дросселирования впуска компрессора дополнительным дросселем и/или дросселем системы впуска воздуха (AIS). Один из примеров такой системы с использованием многочисленных дросселей показан Ульреем и другими в US 8,161,746 (опубл. 24.04.2012, МПК F02B 39/16). Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве одного из примеров, низкое давление на впуске компрессора повышает потенциальную возможность для помпажа компрессора. В дополнение, проблемы долговечности могут повышаться, если масло из уплотнения вала турбонагнетателя втягивается в турбонагнетатель. Кроме того еще, необходимость в дополнительном дросселе увеличивает стоимость компонентов, а также сложность координации управления дополнительным дросселем с основным впускным дросселем.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены в системе двигателя, содержащей
двигатель, содержащий впуск и выпуск;
турбонагнетатель, содержащий впускной компрессор, приводимый в действие выпускной турбиной;
охладитель наддувочного воздуха, присоединенный ниже по потоку от компрессора;
первый канал рециркуляции компрессора, содержащий первый клапан и диффузор, причем первый канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, а диффузор расположен ниже по потоку от первого клапана в канале;
второй канал рециркуляции компрессора, содержащий второй клапан, причем второй канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, и второй канал расположен параллельно первому каналу;
канал рециркуляции выхлопных газов (EGR), содержащий клапан EGR для рециркуляции выхлопных остаточных газов на впуск двигателя через первый канал рециркуляции компрессора, причем канал EGR присоединен к первому каналу на диффузоре; и
контроллер с машиночитаемыми командами для
в ответ на требование EGR,
открывания клапана EGR;
увеличения открывания первого клапана на основании требования EGR для рециркуляции сжатого воздуха через диффузор и формирования разрежения на диффузоре; и
втягивания EGR в двигатель с использованием разрежения, сформированного на диффузоре.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для увеличения открывания второго клапана наряду с сохранением открывания первого клапана, в ответ на указание помпажа.
В одном из вариантов предложена система, в которой открывание первого клапана дополнительно основано на давлении выхлопных газов, оцененном выше по потоку от впуска канала EGR, причем открывание первого клапана уменьшается с увеличением давления выхлопных газов.
В одном из вариантов предложена система, в котором каждый из первого и второго клапанов являются непрерывно регулируемыми клапанами, при этом клапан EGR является двухпозиционным клапаном.
Также предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют: регулировку величины потока рециркуляции компрессора, подаваемого из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор, на основании требования EGR. Таким образом, поток рециркуляции через диффузор может преимущественно использоваться для формирования достаточного разрежения для карбюрированного потока EGR.
Например, система двигателя может быть выполнена с первым каналом рециркуляции компрессора, который подвергает рециркуляции охлажденный сжатый воздух из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через первый непрерывно регулируемый клапан рециркуляции компрессора (CRV). Диффузор может быть расположен в первом канале рециркуляции компрессора ниже по потоку от CRV, чтобы сжатый воздух подвергался рециркуляции на впуск компрессора по протеканию через диффузор, поток формирует разрежение на диффузоре. Система двигателя дополнительно может включать в себя второй непрерывно регулируемый канал рециркуляции компрессора для рециркуляции охлажденного сжатого воздуха из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуске компрессора через второй клапан рециркуляции компрессора. Второй канал может не включать в себя диффузор. Канал EGR, включающий в себя двухпозиционный клапан EGR для рециркуляции выхлопных остаточных газов из выпуска двигателя на впуск компрессора, может быть присоединен только к первому каналу рециркуляции компрессора в местоположении выше по потоку от диффузора (например, на впуске диффузора).
В условиях, в которых запрошена EGR, клапан EGR может открываться наряду с тем, что открывание первого CRV регулируется, чтобы обеспечивать поток рециркуляции компрессора через первый канал, который формирует достаточное разрежение в диффузоре для удовлетворения требования потока EGR. Например, по мере того, как требование потока EGR возрастает, открывание первого CRV увеличивается, чтобы подавать больший поток рециркуляции компрессора через диффузор. Одновременно, второй CRV может удерживаться закрытым. В ответ на указание помпажа, второй CRV открывается, чтобы обеспечивать сдерживание помпажа наряду с тем, что первый CRV удерживается в положении, которое поддерживает регулирование потока EGR.
Таким образом, EGR может выдаваться на впуск компрессора дозированным образом. Посредством втягивания EGR на впуск компрессора с использованием разрежения из диффузора, уменьшается необходимость в дросселировании до компрессора, в том числе, потребность в выделенном дросселе. Посредством предоставления EGR возможности втягиваться, не понижая давление на впуске компрессора, также улучшается запас до помпажа. Посредством использования потока рециркуляции компрессора через первый канал с диффузором для управления EGR наряду с использованием потока рециркуляции компрессора через второй канал без диффузора для борьбы с помпажом, управление EGR и сдерживание помпажа могут обеспечиваться одновременно. Общие преимущества EGR могут обеспечиваться на большем рабочем интервале двигателя наряду с тем, что также улучшаются рабочие характеристики двигателя с наддувом.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1-2 показывают варианты осуществления системы двигателя с наддувом.
Фиг. 3 показывает примерный вариант осуществления диффузора, присоединенного к системе рециркуляции компрессора по фиг. 1-2.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую примерную процедуру, которая может быть реализована в варианте осуществления по фиг. 1, для регулировки охлажденного потока рециркуляции компрессора через диффузор, чтобы втягивать требуемый поток EGR.
Фиг. 5 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую примерную процедуру, которая может быть реализована в варианте осуществления по фиг. 2, для регулировки охлажденного потока рециркуляции компрессора через диффузор, чтобы втягивать требуемый поток EGR.
Фиг. 6 показывает примерную регулировку потока рециркуляции компрессора, которая может использоваться, чтобы выдавать EGR, в варианте осуществления по фиг. 1 согласно настоящему раскрытию.
Фиг. 7 показывает примерную регулировку потока рециркуляции компрессора, которая может использоваться, чтобы выдавать EGR, в варианте осуществления по фиг. 2 согласно настоящему раскрытию.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к системам и способам использования потока рециркуляции компрессора, чтобы втягивать EGR низкого давления в систему двигателя, такую как система по фиг. 1-2. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 4-5, для регулировки величины охлажденного потока рециркуляции компрессора из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор (фиг. 3) на основании требуемой интенсивности EGR. Посредством осуществления течения потока рециркуляции компрессора через диффузор, разрежение может формироваться в горловине диффузора. Сформированное разрежение затем может использоваться для усиления потока EGR, втягиваемого из канала EGR, присоединенного к тракту рециркуляции компрессора на диффузоре. Примерная регулировка потока рециркуляции компрессора, которая может использоваться для втягивания EGR, показана со ссылкой на фиг. 6-7. Таким образом, карбюрированный поток EGR может выдаваться наряду с обеспечением запаса до помпажа.
Фиг. 1-2 изображает примерные варианты осуществления системы двигателя, сконфигурированной каждой из системы рециркуляции компрессора и системы EGR. Следует принимать во внимание, что компоненты, представленные на фиг. 1, могут быть пронумерованы на фиг. 2 подобным образом и повторно не представляться. Сначала, с обращением к фиг. 1, она схематично показывает аспекты примерной системы 100 двигателя, включающей в себя двигатель 10. В изображенном варианте осуществления, двигатель является двигателем с наддувом, присоединенным к турбонагнетателю 13, включающему в себя компрессор 114, приводимый в движение турбиной 116. Более точно, свежий воздух вводится по впускному каналу 42 в двигатель 10 через воздушный фильтр 112 и втекает в компрессор 114. Компрессор может быть любым пригодным компрессором всасываемого воздуха, таким как компрессор нагнетателя с приводом от электродвигателя или с приводом от ведущего вала. В системе 10 двигателя, однако, компрессор является компрессором турбонагнетателя, механически присоединенным к турбине 116 через вал 19, турбина 116 приводится в движение расширяющимися выхлопными газами двигателя. В одном из вариантов осуществления, компрессор и турбина могут быть соединены в пределах двухспирального турбонагнетателя. В еще одном варианте осуществления, турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT), где геометрия турбины активно меняется в зависимости от скорости вращения двигателя.
Как показано на фиг. 1, компрессор 114 присоединен через охладитель 18 наддувочного воздуха (CAC) (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как промежуточный охладитель) к дроссельному клапану 20. Дроссельный клапан 20 присоединен к впускному коллектору 22 двигателя. Из компрессора, сжатый заряд воздуха течет через охладитель 18 наддувочного воздуха и дроссельный клапан во впускной коллектор. Охладитель наддувочного воздуха, например, может быть теплообменником из воздуха в воздух или из воздуха в воду. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, давление воздушного заряда внутри впускного коллектора считывается датчиком 124 давления воздуха в коллекторе (MAP). Поскольку поток через компрессор может нагревать сжатый воздух, расположенный ниже по потоку CAC 18 предусмотрен, так чтобы подвергнутый наддуву всасываемый заряд воздуха мог охлаждаться перед подачей на впуск двигателя.
Один или более датчиков могут быть присоединены к впуску компрессора 114. Например, датчик 55 температуры может быть присоединен к впуску для оценки температуры на впуске компрессора, и датчик 56 давления может быть присоединен к впуску для оценки давления на впуске компрессора. В качестве еще одного примера, датчик 57 влажности может быть присоединен к впуску для оценки влажности заряда воздуха, поступающего в компрессор. Кроме того другие датчики, например, могут включать в себя, датчики топливно-воздушного соотношения, и т.д. В других примерах, одно или более условий на впуске компрессора (такие как влажность, температура, давление, и т.д.) могут логически выводиться на основании условий работы двигателя. В дополнение, когда задействована EGR, датчики могут оценивать температуру, давление, влажность и топливно-воздушное соотношение смеси воздушного заряда, включающей в себя свежий воздух, подвергнутый рециркуляции подвергнутый сгоранию воздух и выхлопные остаточные газы, принимаемые на впуске компрессора.
Во время выбранных условий, таких как во время отпускания педали акселератора, при переходе с работы двигателя с наддувом на работу двигателя без наддува, может возникать помпаж компрессора. Это происходит вследствие повышенного перепада давления, формируемого на компрессоре, когда дроссель закрывается при отпускании педали акселератора. Повышенный перепад давления ослабляет прямой поток через компрессор, вызывая помпаж и ухудшенную производительность турбонагнетателя. В дополнение, помпаж может приводить к проблемам NVH, таким как нежелательный шум из системы впуска двигателя. Для сброса давления наддува и ослабления помпажа компрессора, по меньшей мере часть заряда воздуха, сжатого компрессором 114, может подвергаться рециркуляции на впуск компрессора. Это предоставляет сбрасываться избыточному давлению наддува по существу незамедлительно. Система рециркуляции компрессора может включать в себя канал 70 рециркуляции компрессора для осуществления рециркуляции охлажденного сжатого воздуха с выпуска компрессора ниже по потоку от охладителя 18 наддувочного воздуха на впуск компрессора.
В некоторых вариантах осуществления, дополнительный канал рециркуляции компрессора (не показан) может быть предусмотрен для рециркуляции неохлажденного (или горячего) сжатого воздуха с выпуска компрессора выше по потоку от охладителя 18 наддувочного воздуха на впуск компрессора. Кроме того еще, как обсуждено ниже со ссылкой на фиг. 2, в дополнение к (первому) каналу 70 рециркуляции компрессора, второй канал рециркуляции компрессора может быть предусмотрен также для рециркуляции охлажденного сжатого воздуха из положения ниже по потоку от CAC 18 на впуск компрессора. Когда предусмотрены оба тракта рециркуляции холодного сжатого воздуха, один может использоваться для управления EGR наряду с тем, что другой используется для управления наддувом и сдерживания помпажа, как конкретизировано ниже.
Клапан 72 рециркуляции компрессора (CRV) может быть присоединен к каналу 70 рециркуляции компрессора, чтобы регулировать величину охлажденного потока компрессора, подвергнутого рециркуляции на впуск компрессора. В изображенном примере, CRV 72 может быть выполнен в виде непрерывно регулируемого канала, при этом положение клапана является непрерывно регулируемым от полностью закрытого положения до полностью открытого положения и любого положения между ними. CRV 72 может быть расположен в канале 70 ниже по потоку от CAC 18 и выше по потоку от впуска диффузора 74 (например, в месте соединения канала 70 и выпуска CAC 18). Положение CRV 72 может регулироваться во время работы двигателя с наддувом, чтобы улучшать пиковые рабочие характеристики и обеспечивать запас до помпажа. В одном из примеров, CRV может поддерживаться закрытым во время работы двигателя в наддувом, чтобы улучшать реакцию наддува и пиковые рабочие характеристики. В еще одном примере, CRV может поддерживаться частично открытым во время работы двигателя с наддувом, чтобы обеспечивать некоторый запас до помпажа, в частности, улучшенный запас до мягкого помпажа. В любом случае, в ответ на указание помпажа (например, жесткого помпажа), может увеличиваться открывание клапана. Степень открывания CRV может быть основана на указании помпажа (например, степени сжатия компрессора, расходе компрессора, перепаде давления на компрессоре, и т.д.). В качестве одного из примеров, открывание CRV может увеличиваться (например, клапан может смещаться из полностью закрытого положения или частично открытого положения в полностью открытое положение) в ответ на указание помпажа.
Диффузор 74 может быть присоединен к каналу 70 рециркуляции компрессора ниже по потоку от выпуска охладителя наддувочного воздуха и ниже по потоку от клапана 72 рециркуляции компрессора. Таким образом, поток рециркуляции компрессора может направляться через диффузор. Посредством регулировки открывания CRV 72, переменная величина потока рециркуляции компрессора может направляться из охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессор чрез диффузор 74. В альтернативных вариантах осуществления, могут использоваться аспиратор или эжектор. Детализированный вариант осуществления диффузора 74 приведен на фиг. 3. По существу, вследствие специфического сужения диффузора, ограничение потока обеспечивается на горловине диффузора, которое вызывает «диффузорный эффект» (или «эффект Бернулли»). Таким образом, поток рециркуляции компрессора, проходящий через диффузор, может формировать область более низкого давления (или разрежение) на горловине диффузора. Это разрежение преимущественно может использоваться для втягивания EGR на впуск компрессора, а затем, в двигатель, тем самым, усиливая поток EGR, как обсуждено ниже.
Помпаж также может ослабляться посредством понижения давления выхлопных газов на турбине 116. Например, привод 92 перепускной заслонки для выхлопных газов может побуждаться открываться, чтобы демпфировать по меньшей мере некоторое давление выхлопных газов из положения выше по потоку от турбины в местоположение ниже по потоку от турбины через перепускную заслонку 90 выхлопных газов. Посредством уменьшения давления выхлопных газов выше по потоку от турбины, скорость вращения турбины может понижаться, что, в свою очередь, помогает ослаблять помпаж компрессора. Однако, вследствие динамики наддува перепускной заслонки для выхлопных газов, воздействия регулировок клапана рециркуляции компрессора на уменьшение помпажа может быть быстрее, чем воздействия регулировок перепускной заслонки для выхлопных газов.
Впускной коллектор 22 присоединен к ряду камер 30 сгорания через ряд впускных клапанов (не показаны). Камеры сгорания, кроме того, присоединены к выпускному коллектору 36 через ряд выпускных клапанов (не показаны). В изображенном варианте осуществления, показан одиночный выпускной коллектор 36. Однако, в других вариантах осуществления, выпускной коллектор может включать в себя множество секций выпускного коллектора. Конфигурации, имеющие множество секций выпускного коллектора могут давать выходящему потоку из разных камер сгорания возможность направляться в разные местоположения в системе двигателя.
В одном из вариантов осуществления, каждые из выпускных и впускных клапанов могут быть с электронным приводом или управлением. В другом варианте осуществления, каждые из выпускных и впускных клапанов могут быть с кулачковым приводом или управлением. С любым из электронного привода или кулачкового привода, установка моментов открывания и закрывания выпускных и впускных клапанов может регулироваться по необходимости под требуемое функционирование сгорания и снижения токсичности выхлопных газов.
Камеры 30 сгорания могут питаться одним или более видов топлива, таких как бензин, спиртовые топливные смеси, дизельное топливо, биодизельное топливо, сжатый природный газ, и т.д., через форсунку 66. Топливо может подаваться в камеры сгорания посредством непосредственного впрыска, оконного впрыска, впрыска через корпус дроссельного клапана или любой их комбинации. В камерах сгорания, сгорание может инициироваться посредством искрового зажигания и/или воспламенения от сжатия.
Как показано на фиг. 1, выхлопные газы из одной или более секций выпускного коллектора направляются в турбину 116, чтобы приводить в движение турбину. Когда требуется уменьшенный крутящий момент турбины, некоторое количество выхлопных газов взамен может направляться через перепускную заслонку 90 для выхлопных газов, обходя турбину. Объединенный поток из турбины и перепускной заслонки для выхлопных газов затем протекает через устройство 170 снижения токсичности выхлопных газов. Вообще, одно или более устройств 170 снижения токсичности выхлопных газов могут включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов последующей очистки выхлопных газов, выполненных с возможностью каталитически очищать поток выхлопных газов, тем самым, снижать количество одного или более веществ в потоке выхлопных газов. Например, один из каталитических нейтрализаторов последующей очистки выхлопных газов может быть выполнен с возможностью улавливать NOx из потока выхлопных газов, когда поток выхлопных газов обеднен, и восстанавливать захваченные NOx, когда поток выхлопных газов обогащен. В других примерах, каталитический нейтрализатор последующей обработки выхлопных газов может быть выполнен с возможностью делать непропорциональным NOx или избирательно восстанавливать NOx посредством восстанавливающего агента. В кроме того других примерах, каталитический нейтрализатор последующей очистки выхлопных газов может быть выполнен с возможностью окислять остаточные углеводороды и/или оксид углерода в потоке выхлопных газов. Разные каталитические нейтрализаторы последующей очистки выхлопных газов, имеющие любые такие функциональные возможности, могут быть расположены в тонких покрытиях или где-нибудь еще в каскадах последующей очистки выхлопных газов отдельно или вместе. В некоторых вариантах осуществления, каскады последующей очистки выхлопных газов могут включать в себя регенерируемый сажевый фильтр, выполненный с возможностью улавливать и окислять частицы сажи в потоке выхлопных газов.
Все или часть очищенных выхлопных газов из устройства 170 снижения токсичности выхлопных газов могут выбрасываться в атмосферу через выхлопную трубу 35. В зависимости от условий работы, однако, часть выхлопных остаточных газов может взамен отводиться в канал 50 EGR через охладитель 51 EGR и клапан 52 EGR на впуск компрессора 114. Клапан 52 EGR может открываться, чтобы допускать регулируемое количество охлажденных выхлопных газов на впуск компрессора для желательных рабочих характеристик сгорания и снижения токсичности выхлопных газов. Таким образом, система 10 двигателя приспособлена для выдачи внешнего EGR низкого давления (LP), отводя выхлопные газы из положения ниже по потоку от турбины 116. Клапан 52 EGR может быть выполнен в виде непрерывно регулируемого клапана в варианте осуществления по фиг. 1. В альтернативном примере, таком как в варианте осуществления клапана 52 EGR на фиг. 2, клапан может быть выполнен в виде двухпозиционного клапана. Вращение компрессора, в дополнение к относительно длинному протоку LP-EGR в системе 10 двигателя, обеспечивает превосходную гомогенизацию выхлопных газов в заряде всасываемого воздуха. Кроме того, расположение точек отбора и смешивания EGR обеспечивает очень эффективное охлаждение выхлопных газов для повышенной имеющейся в распоряжении массы EGR и улучшенных рабочих характеристик. В других вариантах осуществления, система двигателя дополнительно может включать в себя проток EGR высокого давления, в котором выхлопные газы втягиваются из положения выше по потоку от турбины 116 и подвергаются рециркуляции во впускной коллектор двигателя ниже по потоку от компрессора 114.
Охладитель 51 EGR может быть присоединен к каналу 50 EGR для охлаждения EGR, подаваемой в компрессор. В дополнение, один или более датчиков могут быть присоединены к каналу 50 EGR для предоставления подробностей касательно состава и состояния EGR. Например, датчик температуры может быть предусмотрен для определения температуры EGR, датчик давления может быть предусмотрен для определения температуры EGR, датчик влажности может быть предусмотрен для определения влажности или содержания воды EGR, и датчик 54 топливно-воздушного соотношения может быть предусмотрен для оценки топливно-воздушного соотношения EGR. В качестве альтернативы, условия EGR могут логически выводиться посредством одного или более датчиков 55-57 температуры, давления, влажности и топливно-воздушного соотношения, присоединенных ко впуску компрессора. Открывание клапана EGR может регулироваться на основании условий работы двигателя и условий EGR, чтобы давать требуемую величину разбавления в двигателе. В одном из примеров, клапан 52 EGR также может быть выполнен в виде непрерывно регулируемого клапана. В качестве альтернативы, как изображено, клапан 52 EGR может быть двухпозиционным клапаном.
В изображенном варианте осуществления, канал 50 EGR присоединен к (или сливается с) каналом 70 рециркуляции компрессора в местоположении выше по потоку от диффузора 74. Более точно, выпуск канала 50 EGR присоединен непосредственно выше по потоку от впуска диффузора 74. В одном из примеров, клапан 52 EGR может быть установлен на диффузоре 74. Это дает многочисленные преимущества. Прежде всего, потока рециркуляции компрессора через диффузор 74 может использоваться для получения разрежения на горловине диффузора 74, и полученное разрежение может использоваться для усиления втягивания EGR из канала EGR в направлении впуска компрессора. Посредством использования разрежения, сформированного на диффузоре (посредством потока рециркуляции компрессора) для втягивания EGR, уменьшается необходимость в активном понижении давления на впуске компрессора (например, посредством дросселирования на впуске компрессора). Это не только уменьшает необходимость в дополнительных компонентах, таких как дополнительный дроссель до компрессора, но также синергично уменьшает проявление помпажа компрессора (который может вызываться внезапным падением давления на впуске компрессора.
Кроме того, посредством регулировки величины потока рециркуляции компрессора, разрежение, сформированное на диффузоре, может меняться, тем самым, меняя величину EGR, втягиваемой в канал рециркуляции компрессора и подаваемой на впуск компрессора. Посредством координирования открывания клапана EGR с открыванием CRV, может обеспечиваться требуемая интенсивность EGR. Другими словами, дается возможность дозированного регулирования интенсивности EGR.
По существу, изменение давления на горловине диффузора может определяться согласно зависимости (1):
ΔP=V2/2, где V - скорость течения потока рециркуляции компрессора через горловину диффузора.
Гидравлическое сопротивление (F) отсасываемой текучей среды (в материалах настоящего описания, EGR низкого давления) имеет отношение к изменению давления согласно зависимости (2):
ΔP=k1F2
На основании зависимостей (1) и (2), таким образом следует, что V2/2=k1F2. Другими словами, по мере того, как поток рециркуляции компрессора, направляемый через диффузор, возрастает, повышается интенсивность всасывания EGR. Таким образом, посредством регулировки потока рециркуляции компрессора через диффузор и регулировки положения клапана EGR, величина EGR, подаваемой на впуск двигателя, может меняться. В дополнение, посредством смешивания EGR с потоком рециркуляции компрессора в канале рециркуляции компрессора выше по потоку от впуска компрессора, может гарантироваться достаточная гомогенизация смеси. В дополнение, достаточное разбавление EGR также может обеспечиваться, если требуется.
Контроллер может регулировать положение CRV 72 во время работы двигателя на основании условий работы двигателя, чтобы выдавать требуемую величину потока рециркуляции компрессора, которая дает требуемое давление на впуске дросселя, и которая также ограничивает помпаж. Если требуется EGR, то контроллер может определять требуемый поток EGR (например, величину и/или интенсивность EGR) на основании условий работы двигателя. По существу, требуемый поток EGR может обеспечиваться посредством изменения давления выхлопных газов (которое проталкивает EGR в канал EGR). Перепад давления (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как дельта P) на канале EGR, то есть, между давлением на выпуске возле впуска канала EGR и давлением на впуске возле выпуска канала EGR, может определять, сколько EGR может выдаваться, причем, поток EGR (для данного открывания клапана EGR) усиливается с увеличением дельта P. Авторы в материалах настоящего описания выявили, что посредством осуществления течения существующего потока рециркуляции компрессора через диффузор, дополнительное разрежение может формироваться для усиления дельты P и, тем самым, содействовать втягиванию EGR. Более точно, посредством использования давления выхлопных газов от существующего потока двигателя и разрежения, сформированного из потока рециркуляции компрессора, EGR может подаваться потоком в двигатель с требуемой интенсивностью EGR посредством одновременной регулировки открывания клапана 52 EGR и CRV 72. Втягиваемая EGR может смешиваться с потоком рециркуляции компрессора перед подачей на впуск компрессора. Таким образом, LP-EGR может втягиваться на впуск двигателя с использованием содействия разрежения, преимущественно сформированного из потока рециркуляции компрессора.
В варианте осуществления по фиг. 1, в ответ на указание помпажа, открывание CRV 72 увеличивается (например, переключается в полностью открытое положение), чтобы быстро сбрасывать избыточное давление наддува выше по потоку от компрессора, улучшая прямой поток через компрессор по существу немедленно. Дополнительно, открывание клапана 52 EGR может соответствующим образом уменьшаться, чтобы давать возможность поддерживаться потоку EGR.
В некоторых условиях работы двигателя, требования к EGR и требования к потоку рециркуляции компрессора могут быть существенно разными. Например, может требоваться больший поток рециркуляции компрессора (например, для принятия мер в ответ на помпаж), чем поток EGR. Если бы поток рециркуляции компрессора втягивался через диффузор с некоторой интенсивностью для принятия мер в ответ на помпаж, большая EGR могла бы подаваться на впуск двигателя, чем требуется в ином случае, ухудшая стабильность сгорания двигателя. С другой стороны, если бы поток рециркуляции компрессора втягивался через диффузор с интенсивностью, необходимой для обеспечения EGR, запас до помпажа мог бы уменьшаться, ухудшая рабочие характеристики наддува.
Для принятия мер в ответ на эти несовместимые нужды, может использоваться альтернативный вариант 200 осуществления системы двигателя, как показанный на фиг. 2. В нем, предусмотрены два отдельных канала 70 и 80 рециркуляции компрессора. Первый и второй каналы каждый может присоединять выпуск CAC к впуску компрессора, а кроме того, каналы могут быть расположены параллельно друг другу. Первый канал 70 рециркуляции компрессора может включать в себя диффузор 74 и может быть присоединен к каналу 50 EGR, как описано ранее на фиг. 1, чтобы обеспечивать управление EGR. В сравнение, второй канал 80 рециркуляции компрессора может не включать в себя диффузор и может не быть присоединен к каналу 50 EGR, чтобы давать независимое сдерживание помпажа. В варианте осуществления по фиг. 2, клапан 52 EGR может быть выполнен в виде двухпозиционного клапана. Открывание первого клапана 72 рециркуляции компрессора в первом канале 70 может регулироваться, чтобы осуществлять поток охлажденного сжатого воздуха через диффузор на скорости, которая вырабатывает достаточное разрежение для втягивания EGR и содействия давлению выхлопных газов в подаче EGR в двигатель с требуемой интенсивностью EGR. В сравнении, открывание второго клапана 82 во втором канале 80 может регулироваться на основании требования наддува двигателя и предела помпажа компрессора. Это предоставляет как EGR, так и компрессору управляться независимо в случае помпажа компрессора.
Контроллер может определять требуемую величину и/или интенсивность EGR на основании условий работы двигателя. Если требуется EGR, клапан 52 EGR может переключаться во включенное положение (то есть, полностью открытое положение). На основании имеющегося в распоряжении давления выхлопных газов, может определяться дельта P, запрошенная для обеспечения требуемого потока EGR. Открывание CRV 72 затем может регулироваться на основании требуемого перепада давления, так чтобы достаточное разрежение формировалось на диффузоре. Разрежение, в таком случае, используется для втягивания EGR, которая затем смешивается с потоком рециркуляции компрессора перед подачей на впуск компрессора. Одновременно, открывание CRV 82 может регулироваться на основании требования наддува и запаса до помпажа, так чтобы могла обеспечиваться требуемая реакция наддува. Например, открывание CRV 82 может увеличиваться для улучшения запаса до помпажа компрессора наряду с тем, что открывание CRV 72 поддерживается для обеспечения определенного потока EGR. Таким образом, управление EGR и управление наддувом могут одновременно обеспечиваться с использованием потока рециркуляции компрессора через два параллельных канала рециркуляции компрессора.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых вариантах осуществления, величина потока рециркуляции компрессора, направляемого через диффузор, может дополнительно регулироваться на основании содержания воды или влажности LP-EGR. Это происходит потому, что EGR имеет относительно высокую точку росы, делая LP-EGR, подаваемую на впуск двигателя в местоположении до компрессора, предрасположенной к конденсации. В частности, на основании условий EGR, условий работы двигателя и температуры на впуске компрессора в такое время, когда принимается EGR, конденсация может происходить на обоих, впуске компрессора, а также выпуске охладителя наддувочного воздуха. Например, в холодных условиях окружающей среды, когда влажная EGR смешивается с холодным окружающим всасываемым воздухом, могут формироваться капельки воды. Капельки воды, ударяющиеся о лопасти компрессора, которые вращаются на высоких скоростях (например, 200000 оборотов в минуту или выше), могут вызывать повреждение у лопастей. В дополнение, поскольку засасываемая вода замедляет скорость сгорания, ввод воды в двигатель может повышать вероятность событий пропусков зажигания. Во время таких условий, контроллер может регулировать (например, повышать или понижать) требуемую интенсивность EGR на основании риска конденсации. Например, поток рециркуляции компрессора может повышаться, и/или открывание клапана EGR может увеличиваться для удовлетворения повышенного требования EGR. В материалах настоящего описания, поскольку поток EGR горячее, чем поток окружающего воздуха (вследствие неэффективности в CAC), усиление потока EGR с рециркуляцией может поднимать температуру смеси воздуха и EGR на впуске компрессора, принимаемой в CAC, и, тем самым, уменьшать конденсацию. В еще одном примере, поток рециркуляции компрессора может уменьшаться, и/или может уменьшаться открывание клапана EGR. Это происходит потому, что подъем интенсивности EGR может повышать концентрацию паров воды, а также температуру и, в некоторых диапазонах интенсивности EGR (типично 15-30% для бензинового двигателя) даже может давать в результате большее количество конденсата. Таким образом, интенсивность EGR может регулироваться в ответ на уровень опасности конденсата.
Варианты 100 и 200 осуществления системы двигателя дополнительно могут включать в себя систему 14 управления. Система 14 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания). В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчик 126 выхлопных газов, расположенный выше по потоку от устройства снижения токсичности выхлопных газов, датчик 126 MAP, датчик 128 температуры выхлопных газов, датчик 129 давления выхлопных газов, датчик 55 температуры на впуске компрессора, датчик 56 давления на впуске компрессора, датчик 57 влажности на впуске компрессора и датчик 54 EGR. Другие датчики, такие как дополнительные датчики давления, температуры, топливно-воздушного соотношения и состава, могут быть присоединены к различным местоположениям в системе 100 двигателя. Исполнительные механизмы 81, например, могут включать в себя дроссель 20, клапан 52 EGR, клапан(ы) 72, 82 рециркуляции компрессора, привод 92 перепускной заслонки для выхлопных газов и топливную форсунку 66. Система 14 управления может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие различные исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или управляющей программы, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 4-5.
Далее, с обращением к фиг. 3, показан примерный вариант 300 осуществления диффузора 74 по фиг. 1-2. По существу, изображенный вариант осуществления предназначен для типичного диффузора/эжектора, обычно используемого для ускорения потока (понижения давления), смешивания струй двух потоков (побудительного потока рециркуляции и вторичного потока, которым является EGR) и замедления потока для восстановления динамического давления. Следует принимать во внимание, что пропорции и углы могут меняться в зависимости от давлений и интенсивностей потока первичного и вторичного потока.
Диффузор 300 включает в себя горизонтальный канал 301 со сходящимся впуском 302, присоединенным к впускному каналу и выполненным с возможностью принимать охлажденный поток рециркуляции компрессора из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха. Горизонтальный канал 301 может быть присоединен к каналу рециркуляции компрессора, такому как канал 70 по фиг. 1-2. Горизонтальный канал 301 дополнительно включает в себя расходящийся выпуск 305, присоединенный к впускному каналу, и выполнен с возможностью направлять смесь охлажденного потока рециркуляции компрессора и EGR на впуск компрессора. Выпускное отверстие 305 может быть постепенно расходящимся коническим участком. В одном из примеров, выпуск 305 может расходиться под углом в диапазоне от 5° до 15°. Поток принимается через впуск 302 и направляется на выпуск 305 через ограничение 303 потока в области 304 горловины диффузора. Диаметр выпуска 305 может быть таким же (как показано) или слегка большим, чем диаметр впуска 302. Следует принимать во внимание, что пропорции и углы диффузора могут меняться в зависимости от давлений и интенсивностей потока первичного и вторичного потока.
При прохождении через ограничение потока, скорость течения потока рециркуляции компрессора изменяется, вызывая соответствующее изменение давления. Более точно, скорость течения потока рециркуляции компрессора может возрастать при прохождении через область горловины (по сравнению со скоростью течения до или после области горловины), вызывая соответствующее падение давления, которое используется в качестве разрежения на диффузоре. По существу, размер ограничения и скорость течения выше по потоку от ограничения определяют величину формируемого разрежения. Разрежение затем формируется вдоль впуска 306 всасывания. Полученное разрежение используется, в конкретном применении, для втягивания EGR низкого давления в канал рециркуляции компрессора и на впуск компрессора. Поток EGR, который в таком случае подается на впуск компрессора, может быть основан, по меньшей мере частично, на величине полученного разрежения. Таким образом, скорость течения потока рециркуляции компрессора через диффузор может определять поток всасывания EGR. Посредством использования потока рециркуляции компрессора через диффузор для усиления или возбуждения потока EGR на впуск компрессора, дается возможность управления EGR. В дополнение, разрежение может регулироваться, чтобы давать возможность карбюрированной подачи EGR.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 для регулировки положения клапана рециркуляции компрессора, чтобы подавать охлажденный поток рециркуляции компрессора из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор, и использования разрежения, сформированного на диффузоре, для втягивания EGR на впуск компрессора. При действии таким образом, регулирование потока EGR может расширяться с использованием разрежения на диффузоре. По существу, процедура по фиг. 4 может использоваться для системы двигателя, изображенной в варианте осуществления по фиг. 1.
На этапе 402, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий работы двигателя. Оцениваемые условия работы, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, требование крутящего момента, уровень наддува, MAP, MAF, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, условия окружающей среды (MAT, BP, влажность окружающей среды, и т.д.) и т.д. На этапе 404, требуемый поток рециркуляции компрессора определяется на основании оцененных условий работы двигателя. Например, может определяться поток рециркуляции компрессора, требуемый для регулирования давления на впуске дросселя и ограничения помпажа компрессора. По существу, величина рециркуляции воздуха компрессора, требуемая для ограничения помпажа компрессора, может быть основана на запасе до помпажа, причем, величина увеличивается по мере того, как уменьшается запас до помпажа. На этапе 406, открывание клапана рециркуляции компрессора (такого как CRV 72 по фиг. 1) может регулироваться на основании требуемого потока рециркуляции компрессора. Например, по мере того как возрастает поток рециркуляции компрессора, требуемый для ограничения помпажа, открывание CRV 72 может увеличиваться. Как конкретизировано на фиг. 1, CRV может быть расположен в канале рециркуляции компрессора, присоединяющем выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора. Таким образом, посредством изменения открывания CRV 72, величина охлажденного потока рециркуляции компрессора, подвергнутого рециркуляции на впуск компрессора, может меняться. Кроме того, поскольку CRV расположен в канале рециркуляции компрессора выше по потоку от впуска диффузора, изменение открывания CRV и являющееся результатом изменение потока рециркуляции компрессора, проходящего через диффузор, может оказывать влияние на величину формируемого разрежения на диффузоре.
На этапе 408, может определяться, присутствуют ли условия EGR. То есть, может определяться, благоприятны ли условия для активации EGR. В одном из примеров, EGR может активироваться при специфичных условиях скорости вращения-нагрузки двигателя, таких как в условиях высоких скорости вращения-нагрузки двигателя, и при работе с высокими уровнями наддува.
Если условия активации EGR не удовлетворены, то, на этапе 409, процедура включает в себя поддержание клапана EGR (такого как клапан 52 EGR по фиг. 1) закрытым. В дополнение, если система двигателя включает в себя дроссель AIS выше по потоку от компрессора, дроссель может поддерживаться открытым, чтобы не ограничивать поток воздуха в двигатель.
Если условия активации EGR удовлетворены, то, на этапе 410, процедура включает в себя определение требуемого потока EGR на основании условий работы двигателя. Это включает в себя определение требуемой величины EGR, а также потока EGR (то есть, интенсивности, с которой EGR должна подаваться на впуск двигателя, поток EGR определяется в качестве совокупной величины EGR, деленной на совокупную величину потока воздуха). Поток EGR может быть основан на условиях работы двигателя, таких как выбросы с выхлопными газами, температура двигателя, и т.д. По существу, EGR может включать в себя EGR низкого давления, втягиваемую из положения ниже по потоку от турбины в системе выпуска, через канал EGR, включающий в себя клапан EGR, на впуск двигателя выше по потоку от компрессора в системе впуска (например, на впуске компрессора). Как показано на фиг. 1, канал EGR может быть присоединен к каналу рециркуляции компрессора на диффузоре, причем, каждый из клапана EGR и CRV расположен (в своих соответствующих каналах) выше по потоку от впуска диффузора. Как обсуждено ниже, посредством регулировки открывания клапана EGR, и на основании перепада давления на канале EGR, величина EGR, подаваемой на впуск двигателя, может меняться. В дополнение, посредством использования по меньшей мере некоторого разрежения на диффузоре, втягиваемый поток EGR может усиливаться. Например, более высокий поток EGR может подаваться на впуск двигателя для данного открывания клапана EGR с использованием содействия от разрежения на диффузоре. В качестве альтернативы, заданная величина EGR может подаваться при меньшем открывании клапана EGR посредством использования содействия от разрежения на диффузоре.
На этапе 412, процедура включает в себя оценку давления выхлопных газов по потоку двигателя. В дополнение, уровень разрежения на диффузоре может оцениваться по потоку рециркуляции компрессора. Более точно, на основании условий потока воздуха двигателя, давление выхлопных газов выше по потоку от впуска канала EGR может определяться, наряду с тем, что, на основании потока рециркуляции компрессора, проходящего через диффузор, определяется разрежение, получаемое на диффузоре. По существу, перепад давления (дельта P) на канале EGR, которая частично определяется давлением выхлопных газов, оказывает влияние на поток EGR, имеющийся в распоряжении, причем, имеющийся в распоряжении поток EGR усиливается с увеличением перепад давления (когда повышается давление выхлопных газов). Поток EGR может дополнительно усиливаться с использованием разрежения на диффузоре. То есть, при наличии меньшей дельты P, более высокий поток EGR может активироваться с использованием содействия от разрежения на диффузоре, чем было бы возможно иным образом. Поскольку разрежение на диффузоре является прямо пропорциональным величине потока рециркуляции компрессора, проходящего через диффузор, контроллер может оценивать разрежение на диффузоре, имеющееся в распоряжении (и наличие соответствующего усиления потока EGR) на основании потока рециркуляции компрессора, определенного на этапе 404-406.
На этапе 414, контроллер может определять открывание клапана EGR, требуемое для управления потоком EGR в текущих условиях. Более точно, может определяться открывание клапана EGR, требуемое для обеспечения EGR с требуемым потоком EGR, на основании давления выхлопных газов и имеющегося в распоряжении разрежения на диффузоре. По существу, для данного требуемого потока EGR, большее открывание клапана EGR может требоваться, если давление выхлопных газов и/или разрежение на диффузоре, имеющееся в распоряжении, является более низким, наряду с тем, что меньшее открывание клапана EGR может требоваться, если давление выхлопных газов и/или разрежение на диффузоре, имеющееся в распоряжении, является более высоким. Таким образом, на основании давления выхлопных газов и разрежения на диффузоре, имеющегося в распоряжении, контроллер может определять открывание клапана EGR, требуемое для подачи EGR в двигатель с требуемой интенсивностью потока EGR. В настоящем примере, клапан EGR также может быть непрерывно регулируемым клапаном, чье положение является переменным от полностью открытого положения до полностью закрытого положения и любым положением между ними.
На этапе 416, может определяться, находится ли требуемое положение клапана EGR в рамках предела положения клапана. То есть, может определяться, достижим ли требуемый поток EGR при имеющихся в распоряжении дельте P и разрежении на диффузоре. Например, если открывание клапана EGR, требуемое для обеспечения требуемого уровня потока EGR, имеет значение 90% (то есть, в рамках предела максимального открывания (100%) клапана EGR), то может определяться, что требуемый уровень потока EGR достижим при текущем давлении выхлопных газов и текущем разрежении на диффузоре. В противоположность, если открывание клапана EGR, требуемое для обеспечения требуемого уровня потока EGR имеет значение 110% (то есть, вне предела максимального предела открывания клапана EGR), то может определяться, что требуемый уровень потока EGR не достижим при текущем давлении выхлопных газов и текущем разрежении на диффузоре, и что дополнительное содействие требуется, чтобы выдавать EGR с требуемой интенсивностью потока.
Если положение клапана EGR, требуемое для обеспечения требуемой интенсивности потока EGR находится в рамках предела положения клапана, то, на этапе 418, процедура включает в себя установку клапана EGR в определенное положение. Например, это может включать в себя регулировку относительной продолжительности времени включения клапана EGR для установки клапана EGR на требуемую регулировку. Если требуемое положение клапана EGR находится вне предела положения клапана, то, на этапе 420, процедура включает в себя, если дроссель системы впуска воздуха (AIS) имеется в распоряжении выше по потоку от компрессора, закрывание дросселя AIS (или уменьшение открывания дросселя AIS). Посредством закрывания дросселя AIS, дополнительная дельта P обеспечивается на клапане EGR для удовлетворения требуемой интенсивности потока EGR. По закрыванию дросселя AIS, процедура по выбору может возвращаться на этапе 412, чтобы производить переоценку давления выхлопных газов и разрежения на диффузоре (и дельты P), имеющихся в распоряжении, и повторно рассчитывать положение клапана EGR, требуемое для управления потоком EGR требуемой интенсивностью EGR. По существу, ввиду дельты P, расширяемой посредством закрывания дросселя AIS, исправленное положение клапана EGR может находиться в рамках предела положения клапана EGR.
Если определенное положение клапана EGR находится вне предела положения, и дросселя AIS нет в распоряжении в системе, то, на этапе 420, контроллер может устанавливать клапан EGR в положение максимального потока. Например, клапан EGR может быть полностью открытым. Наряду с тем, что это дает возможность обеспечиваться наиболее высокому потоку EGR, возможному в текущих условиях, обеспечиваемый поток EGR, однако, может быть меньшим, чем требуемый поток EGR.
По установлению клапана EGR в определенные положения на этапе 418 и 420, процедура переходит на этап 422, при этом процедура включает в себя рециркуляцию некоторого количества (охлажденного) сжатого воздуха из положения ниже по потоку от CAC на впуск компрессора через диффузор, расположенный в канале рециркуляции компрессора. По существу, CRV может быть присоединен ниже по потоку от CAC и выше по потоку от впуска диффузора, по существу около места соединения канала рециркуляции компрессора и выпуска CAC. Посредством осуществления течения потока рециркуляции компрессора через диффузор, изменение скорости течения через диффузор может преимущественно использоваться для формирования разрежения в горловине диффузора. Величина потока рециркуляции компрессора, подаваемого через диффузор, может быть основана на открывании CRV и может соответствовать величине потока рециркуляции компрессора, требуемого для регулирования давления на впуске дросселя и ограничения помпажа компрессора, как определено ранее на этапе 404-406. Процедура дополнительно включает в себя, на этапе 422, использование разрежения, сформированного в горловине диффузора, для втягивания EGR из канала EGR в канал рециркуляции компрессора, а оттуда на впуск компрессора. По существу, канал EGR может быть присоединен к каналу рециркуляции компрессора на диффузоре или в местоположении непосредственно выше по потоку от диффузора (например, на впуске диффузора).
На этапе 424, процедура включает в себя смешивание втянутой EGR с потоком рециркуляции компрессора в диффузоре и выше по потоку от впуска компрессора. Смесь затем может подаваться на впуск двигателя через впуск компрессора. В настоящем примере, EGR может втягиваться в диффузор, в то время как поток рециркуляции компрессора проходит через диффузор, предоставляя возможность для достаточного смешивания и гомогенизации EGR и потока рециркуляции компрессора по мере того, как они перемещаются в направлении впуска компрессора.
На этапе 426, может определяться, есть ли указание помпажа. По существу, если нет указания помпажа, процедура может заканчиваться. В одном из примеров, помпаж может происходить во время отпускания педали акселератора водителем вследствие резкого закрывания основного (после компрессора) воздушного впускного дросселя в ответ на резкое падение требования потока воздуха двигателя. Это приводит к небольшому перепаду давления на компрессоре. Контроллер может использовать характеристику степени повышения давления компрессора для определения, находится ли интенсивность потока компрессора в рамках или вне предела помпажа (например, предела жесткого помпажа или предела мягкого помпажа) компрессора. В ответ на указание помпажа, может регулироваться открывание каждого из CRV и клапана EGR. В настоящем примере, со ссылкой на вариант осуществления системы двигателя, имеющий одиночный CRV (например, смотрите фиг. 1), это может включать в себя увеличение открывания CRV для немедленного понижения давления наддува ниже по потоку от выпуска компрессора. В одном из примеров, CRV может перемещаться в полностью открытое положение, чтобы давать возможность максимального потока рециркуляции компрессора через канал. Посредством немедленного сброса давления наддува с выпуска компрессора на впуск компрессора посредством полного открывания CRV, перепад давления на компрессоре может повышаться, улучшая прямой поток через компрессор. Дополнительно, наряду с полным открыванием CRV, открывание клапана EGR может уменьшаться соответствующим образом (ввиду дополнительного разрежения на диффузоре, имеющегося в распоряжении), чтобы поддерживать интенсивность потока EGR. В качестве альтернативы, наряду с тем, что открывание CRV увеличивается, клапан EGR может закрываться, чтобы временно прекращать выдачу EGR до тех пор, пока не прошли условия помпажа.
Следует принимать во внимание, что, во время регулировок CRV и клапана EGR, выполняемых в процедуре по фиг. 4, положение впускного дросселя (расположенного ниже по потоку от компрессора) может регулироваться на основании регулировок CRV и клапана EGR для поддержания требуемого потока воздуха двигателя. Например, основной дроссель двигателя может устанавливаться для достижения требуемого потока двигателя. Изменения давления и температуры на впуске дросселя могут приводить к соответствующим регулировкам в отношении угла дросселя для достижения требуемого потока.
Таким образом, контроллер может выдавать требуемый поток EGR посредством регулировки открывания клапана EGR на основании перепада давления на канале EGR, перепад давления основан на каждом из давления выхлопных газов, сформированного потоком двигателя, и разрежения на диффузоре, сформированного потоком рециркуляции компрессора через диффузор. Канал EGR и канал рециркуляции компрессора могут соединяться на диффузоре, причем, каждый из клапана EGR и клапана рециркуляции компрессора присоединен выше по потоку от впуска диффузора. Регулировка может включать в себя уменьшение открывания клапана EGR для обеспечения требуемого потока EGR с увеличением разрежение на диффузоре, сформированное потоком рециркуляции компрессора через диффузор, или уменьшение открывания клапана EGR для обеспечения требуемого потока EGR с увеличением давления выхлопных газов, сформированное потоком двигателя.
Регулировка дополнительно может быть основана на пределе открывания клапана EGR. Таким образом, контроллер может оценивать открывание клапана EGR, требуемое для обеспечения требуемого потока EGR на основании каждого из давления выхлопных газов, сформированного потоком двигателя, и разрежения на диффузоре, сформированного потоком рециркуляции компрессора через диффузор, при этом поток двигателя основан на условиях работы двигателя, в том числе, требовании крутящего момента, при этом поток рециркуляции компрессора через диффузор основан на условиях работы двигателя, в том числе, запасе до помпажа. Во время первого состояния, где оцененное требуемое открывание клапана EGR находится в рамках предела открывания клапана EGR, клапан EGR может открываться в оцененное положение, и EGR низкого давления может втягиваться на впуск компрессора с использованием давления выхлопных газов и разрежения на диффузоре. В сравнение, во время второго состояния, где оцененное требуемое открывание клапана EGR находится вне предела открывания клапана EGR, клапан EGR может открываться до и удерживаться на пределе открывания клапана EGR, и EGR низкого давления может втягиваться на впуск компрессора с использованием имеющихся в распоряжении давления выхлопных газов и разрежения на диффузоре. Дополнительно, если имеется в распоряжении, воздушный впускной дроссель, расположенный выше по потоку от впуска компрессора, может закрываться для повышения перепада давления на канале EGR.
В еще одном примере, система двигателя содержит двигатель, включающий в себя впуск и выпуск, турбонагнетатель, включающий в себя приводимый в движение турбиной в системе выпуска компрессор в системе впуска, охладитель наддувочного воздуха, присоединенный ниже по потоку от компрессора, и канал рециркуляции компрессора, включающий в себя первый клапан и диффузор, канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, диффузор расположен ниже по потоку от первого клапана и канала. Система дополнительно может содержать канал EGR, включающий в себя второй клапан для рециркуляции выхлопных остаточных газов в канал рециркуляции компрессора ниже по потоку от диффузора. Контроллер может быть сконфигурирован машиночитаемыми командами для регулировки открывания первого клапана на основании предела помпажа компрессора, и регулировки открывания второго клапана на основании открывания первого клапана, чтобы обеспечивать требуемый поток EGR. В материалах настоящего описания, каждый из первого и второго клапанов может быть непрерывно регулируемым клапаном, а открывание второго клапана может быть дополнительно основано на давлении выхлопных газов выше по потоку от впуска канала EGR. Регулировка может включать в себя увеличение открывания первого клапана по мере того, как компрессор перемещается ближе к пределу помпажа, увеличение открывания первого клапана формирует повышенное разрежение на диффузоре, и увеличение открывания второго клапана на основании величины разрежения на диффузоре, чтобы втягивать EGR из канала EGR в направлении впуска компрессора, EGR смешивается с потоком рециркуляции компрессора выше по потоку от впуска компрессора.
Таким образом, поток рециркуляции компрессора может регулироваться для ограничения помпажа наряду с тем, что подача потока рециркуляции компрессора через диффузор преимущественно используется, чтобы формировать разрежение для втягивания EGR. Посредством регулировки открывания клапана EGR на основании величины имеющегося в распоряжении вызванного потоком рециркуляции компрессора разрежения, требуемый поток EGR может выдаваться, не требуя дополнительных регулировок в отношении давления на впуске компрессора. Например, когда больший поток рециркуляции компрессора имеется в распоряжении, требуемый поток EGR может выдаваться с меньшим открыванием клапана EGR. К тому же, посредством регулировки впускного дросселя на основании требования потока EGR и имеющегося в распоряжении разрежения на диффузоре, поток EGR может дополнительно усиливаться. Посредством использования потока рециркуляции компрессора как для ограничения помпажа, так и усиления потока EGR, могут синергично использоваться управление наддувом и управление EGR. Примерная регулировка CRV и клапана EGR для предоставления возможности управления наддувом и управления EGR конкретизирована со ссылкой на фиг. 6.
Далее, с обращением к фиг. 6, примерное использование потока рециркуляции компрессора для усиления потока LP-EGR показано на многомерной характеристике 600. Более точно, многомерная характеристика 600 изображает открывание CRV на графике 602, открывание клапана EGR на графике 604, поток EGR на графике 606, запас до помпажа на графике 608 и разрежение на диффузоре, обусловленное потоком рециркуляции компрессора на графике 610.
До t1, двигатель может быть работающим с наддувом при частично открытом CRV (график 602). Открывание CRV может регулироваться (например, на частично открытое положение) на основании условий работы двигателя, чтобы обеспечивать требуемые давление на впуске дросселя и запас до помпажа (график 608). Поток рециркуляции компрессора может подаваться из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор. Следовательно, величина разрежения, соответствующего потоку рециркуляции компрессора, может формироваться на диффузоре. По существу, до t1, условия EGR могут не быть удовлетворены, и поток EGR может совсем не требоваться (график 606). Соответственно, клапан EGR может удерживаться закрытым (график 604). В примере по фиг. 6, каждый из CRV и клапана EGR может быть непрерывно регулируемым клапаном, чье положение является регулируемым любым положением от полностью открытого положения до полностью закрытого положения.
В t1, могут быть удовлетворены условия EGR. Кроме того, требуемый поток EGR (изображенный пунктирной линией 605) может определяться на основании условий работы двигателя. Открывание клапана EGR, требуемое для обеспечения требуемой интенсивности потока EGR, может определяться на основании имеющегося в распоряжении давления выхлопных газов (в качестве определенного по условиям потока двигателя), а также имеющегося в распоряжении разрежения на диффузоре (график 610). В частности, имеющийся в распоряжении поток EGR может находиться под влиянием перепада давления на канале EGR, причем, поток EGR усиливается с увеличением давления выхлопных газов на впуске канала EGR, и убывает давление впуска на выпуске канала EGR. В дополнение, наличие вызванного потоком рециркуляции компрессора разрежения на диффузоре может усиливать несущую способность потока EGR. Таким образом, для данного давления выхлопных газов, по мере того, как имеющееся в распоряжении разрежение на диффузоре возрастает, меньшее открывание клапана EGR может требоваться для подачи одного и того же потока EGR. В изображенном примере, требуемое открывание клапана EGR находится в рамках предела 603 открывания клапана EGR. Таким образом, в t1, клапан EGR может открываться до определенного открывания клапана (график 604), чтобы обеспечивать требуемый поток EGR (график 606).
Между t1 и t2, запас до помпажа компрессора может уменьшаться, и компрессор может перемещаться ближе к пределу мягкого помпажа. Таким образом, для улучшения запаса до помпажа, открывание CRV может увеличиваться. По существу, это дает в результате соответствующее возрастание величины разрежения на диффузоре, имеющегося в распоряжении для втягивания EGR, наряду с тем, что давление выхлопных газов остается по существу идентичным. Поэтому, для обеспечения прежнего уровня потока EGR, открывание клапана EGR может уменьшаться на основании усиления потока рециркуляции компрессора и повышения разрежения на диффузоре, чтобы поддерживать уровень потока EGR.
В t3, вследствие изменения условий работы двигателя, требуемый поток EGR может повышаться. Ввиду более высокого имеющегося в распоряжении разрежения на диффузоре, открывание клапана EGR может (например, слегка) увеличиваться в t3 для удовлетворения исправленного уровня потока EGR. Двигатель затем может продолжать работать с потоком рециркуляции компрессора, причем, открывание CRV регулируется для сдерживания помпажа, а открывание клапана EGR регулируется на основании потока рециркуляции компрессора для управления EGR.
В t4, может приниматься указание помпажа. В одном из примеров, указание помпажа в t4 может происходить в ответ на событие отпускание педали акселератора водителем. Указание помпажа может включать в себя падение запаса до помпажа и временный переход степени повышения давления компрессора в область жесткого помпажа (в качестве определенной областью ниже предела жесткого помпажа, изображенного в качестве штрих-пунктирной линии). В ответ на указание помпажа, открывание CRV может дополнительно увеличиваться. Например, CRV может временно переводиться в полностью открытое положение. CRV затем может удерживаться в полностью открытом положении по меньшей мере до тех пор, пока не ослабло указание помпажа (например, в t5). Например, клапан может удерживаться открытым до тех пор, пока степень повышения давления компрессора по меньшей мере не вышла из области жесткого помпажа и в область мягкого помпажа (как определено областью между пределом жесткого помпажа и пределом мягкого помпажа, последний изображен в качестве пунктирной линии).
Между t4 и t5, вследствие открывания CRV и являющегося следствием усиления потока рециркуляции компрессора, величина сформированного разрежения на диффузоре может возрастать. Таким образом, для поддержания уровня потока EGR на требуемом уровне, открывание клапана EGR может уменьшаться соответствующим образом. Это предоставляет возможность для одновременного сдерживания помпажа и управления EGR. В t5, условия EGR могут заканчиваться, и клапан EGR может закрываться. В дополнение, поток рециркуляции компрессора может понижаться (посредством уменьшения открывания CRV) по мере того, как улучшается запас до помпажа.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых вариантах осуществления, клапан EGR может закрываться в ответ на указание помпажа, вследствие отсутствия требования дополнительной EGR во время состояния помпажа.
Таким образом, предусмотрен способ предоставления возможности сдерживания помпажа и управления EGR посредством регулировки открывания первого клапана (CRV) на основании предела помпажа, чтобы втягивать поток рециркуляции компрессора из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор; и регулировки открывания второго клапана (клапана EGR) на основании разрежения, полученного на диффузоре, чтобы втягивать EGR в впуск компрессора. В материалах настоящего описания, каждый из первого и второго клапанов является непрерывно регулируемым клапаном, первый клапан присоединен выше по потоку от впуска диффузора в канале рециркуляции компрессора, второй клапан присоединен выше по потоку от впуска диффузора в канале EGR, канал EGR присоединен к каналу рециркуляции компрессора в диффузоре. Способ дополнительно дает разрежению возможность получаться на диффузоре посредством потока рециркуляции компрессора, при этом величина разрежения, полученного на диффузоре, основана на открывании первого клапана. Регулировка открывания второго клапана включает в себя регулировку открывания второго клапана на основании требования разрежения для втягивания EGR на впуск компрессора с интенсивностью потока, определенной на основании условий работы двигателя. Открывание второго клапана дополнительно регулируется на основании давления выхлопных газов. Например, регулировка открывания первого клапана включает в себя увеличение открывания первого клапана по мере того, как уменьшается запас до предела помпажа, наряду с тем, что регулировка открывания второго клапана включает в себя уменьшение открывания клапана EGR с увеличением величины разрежения, полученного на диффузоре для втягивания EGR на впуск компрессора с определенной интенсивностью потока. Посредством смешивания потока рециркуляции компрессора с втянутой EGR в диффузоре перед подачей смеси на впуск компрессора, разрежение на диффузоре преимущественно используется для усиления потока EGR.
Далее, с обращением к фиг. 5, показана примерная процедура 500 регулировки положения первого клапана рециркуляции компрессора, чтобы изменять величину потока рециркуляции компрессора, подаваемого на впуск компрессора через диффузор. При действии таким образом, может даваться возможность управления EGR. Положение второго клапана рециркуляции компрессора, в таком случае, может регулироваться, чтобы давать возможность сдерживания помпажа компрессора. По существу, процедура по фиг. 5 может использоваться для системы двигателя, изображенной в варианте осуществления по фиг. 2. Способ дает величине потока рециркуляции компрессора, подаваемого из положения ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора через диффузор, возможность регулироваться на основании требования EGR.
На этапе 502, как на этапе 402, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий работы двигателя. Оцениваемые условия работы двигателя, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, требование крутящего момента, уровень наддува, MAP, MAF, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, условия окружающей среды (MAT, BP, влажность окружающей среды, и т.д.), и т.д.
На этапе 504, как на этапе 408, на основании условий работы двигателя, может определяться, присутствуют ли условия EGR. Если условия активации EGR не удовлетворены, то, на этапе 506, процедура включает в себя закрывания клапана EGR. В изображенном варианте осуществления, клапан EGR может быть двухпозиционным клапаном, и закрывание клапана может включать в себя переключение клапана в выключенное положение. По закрыванию клапана EGR, на этапе 508, процедура включает в себя определение требуемой величины потока рециркуляции компрессора на основании оцененных условий работы двигателя. Например, может определяться поток рециркуляции компрессора, требуемый для регулирования давления на впуске дросселя и ограничения помпажа компрессора. В одном из примеров, по мере того, как запас до помпажа убывает, величина потока рециркуляции компрессора, необходимая для сдерживания помпажа, может возрастать.
На этапе 510, открывание первого клапана рециркуляции компрессора, присоединенного в первом канале рециркуляции компрессора (такого как CRV 72 в канале 70 по фиг. 2), может регулироваться на основании требуемого потока рециркуляции компрессора. Например, по мере того, как требуемый поток рециркуляции компрессора возрастает, открывание CRV 72 может увеличиваться. В других примерах, открывание каждого из первого клапана 72 рециркуляции компрессора и второго клапана рециркуляции компрессора, присоединенного во втором канале рециркуляции компрессора, расположенном параллельно первому каналу рециркуляции компрессора (такого как CRV 82 в канале 80 по фиг. 2), может регулироваться для обеспечения требуемого потока рециркуляции компрессора. Например, каждый из CRV 72 и 82 может слегка открываться для обеспечения требуемого потока рециркуляции компрессора (в условиях, в которых требование потока EGR находится ниже, чем требование потока помпажа). В материалах настоящего описания, основное применение CRV 72 состоит в управлении потоком EGR, а CRV 82 предназначен для любого дополнительного потока, необходимого, чтобы справляться с помпажом. Каждый из первого и второго клапанов рециркуляции компрессора может быть непрерывно регулируемым клапаном, чье положение является переменным от полностью открытого положения до полностью закрытого положения и любым положением между ними.
На этапе 512, может определяться, есть ли указание помпажа. По существу, даже с потоком рециркуляции компрессора, настроенным для ограничения помпажа, реальный помпаж компрессора может происходить, например, вследствие резкого падения требования потока воздуха во время отпускания педали акселератора водителем. В ответ на указание помпажа, на этапе 514, открывание первого и/или второго CRV может увеличиваться. Например, один или более из CRV 72 и CRV 82 могут переключаться в полностью открытое положение. По существу, если указания помпажа нет, процедура может заканчиваться, с клапаном EGR, поддерживаемым закрытым, и первым и вторым CRV, поддерживаемыми в некотором положении, чтобы давать возможность требуемой величины потока рециркуляции компрессора.
Возвращаясь на этап 504, если условия EGR удовлетворены, то, на этапе 516, процедура включает в себя определение требуемого потока EGR на основании условий работы двигателя. Это включает в себя определение требуемой величины EGR, а также потока EGR (то есть, интенсивности, с которой EGR должна подаваться на впуск двигателя, поток EGR определяется в качестве совокупной величины EGR, деленной на совокупную величину потока воздуха). Поток EGR может быть основан на условиях работы двигателя, таких как выбросы с выхлопными газами, температура двигателя, и т.д. По существу, EGR может включать в себя EGR низкого давления, втягиваемую из положения ниже по потоку от турбины в системе выпуска на впуск двигателя выше по потоку от компрессора в системе впуска (например, на впуске компрессора) через канал EGR, включающий в себя клапан EGR. Как изображено на фиг. 2, канал EGR может быть присоединен к первому каналу рециркуляции компрессора в диффузоре, канал EGR не присоединен к второму каналу рециркуляции компрессора, который не включает в себя диффузор.
На этапе 518, процедура включает в себя оценку давления выхлопных газов по потоку двигателя. На этапе 520, процедура включает в себя определение перепада давления (или дельты P) на клапане EGR, чтобы выдавать требуемый поток EGR в двигатель. По существу, перепад давления (дельта P) на канале EGR, которая частично определяется давлением выхлопных газов, оказывает влияние на поток EGR, имеющийся в распоряжении, причем, имеющийся в распоряжении поток EGR усиливается с увеличением перепад давления.
На этапе 522, процедура включает в себя определение потока рециркуляции компрессора, требуемого для достижения требуемого перепада давления или дельты P. Авторы выявили, что поток рециркуляции компрессора через диффузор может использоваться для формирования разрежения на диффузоре, которое может использоваться для усиления дельты P, имеющейся в распоряжении на канале EGR для возбуждения потока EGR. Таким образом, при наличии меньшего давления выхлопных газов, более высокая дельта P может достигаться посредством усиления потока рециркуляции компрессора через диффузор. При действии таким образом, дельта P, а потому, поток EGR, может усиливаться с использованием разрежения на диффузоре. Поскольку разрежение на диффузоре является прямо пропорциональным величине потока рециркуляции компрессора, проходящего через диффузор, контроллер может оценивать разрежение на диффузоре, требуемое в дополнение к давлению выхлопных газов, чтобы добиваться требуемой дельты P, а затем, вычислять величину потока рециркуляции компрессора, требуемого для формирования разрежения на диффузоре. Таким образом, контроллер может регулировать величину потока рециркуляции компрессора, подаваемого через диффузор в первом канале рециркуляции, для обеспечения достаточного разрежения на диффузоре для втягивания при требуемом потоке EGR.
На этапе 524, процедура включает в себя открывание клапана EGR, чтобы давать EGR возможность втягиваться из канала EGR. В изображенном варианте осуществления, клапан EGR может быть двухпозиционным клапаном, и открывание клапана может включать в себя переключение клапана во включенное положение. Посредством открывания клапана EGR, активируется EGR, поток EGR затем регулируется посредством изменения открывания первого CRV. К тому же, на этапе 524, процедура включает в себя регулировку открывания первого CRV в первом канале рециркуляции компрессора (CRV 70 в канале 70), чтобы обеспечивать определенный поток рециркуляции компрессора. Другими словами, открывание первого CRV регулируется (на основании имеющегося в распоряжении давления выхлопных газов и требуемой дельты P) для обеспечения потока рециркуляции компрессора, который формирует достаточное разрежение на диффузоре, чтобы давать возможность достигаться требуемому потоку EGR. Например, при данном давлении выхлопных газов, с увеличением требуемый поток EGR, наряду с удерживанием клапана EGR открытым, открывание первого CRV может увеличиваться для повышения величины разрежения на диффузоре, имеющегося в распоряжении для втягивания EGR.
На этапе 526, процедура включает в себя рециркуляцию определенного количества (охлажденного) сжатого воздуха из положения ниже по потоку от CAC на впуск компрессора через диффузор, расположенный в первом канале рециркуляции компрессора. По существу, первый CRV может быть присоединен ниже по потоку от CAC и выше по потоку от впуска диффузора, по существу около места соединения канала рециркуляции компрессора и выпуска CAC в первом канале рециркуляции компрессора. Посредством осуществления течения определенной величины потока рециркуляции компрессора через диффузор, изменение скорости течения через диффузор может преимущественно использоваться для формирования разрежения в горловине диффузора. Открывание CRV и величина потока рециркуляции компрессора, подаваемого через диффузор, могут регулироваться на основании имеющегося в распоряжении давления выхлопных газов, чтобы обеспечивать требуемый поток EGR. Процедура дополнительно включает в себя, на этапе 526, использование разрежения, сформированного в горловине диффузора, для втягивания EGR из канала EGR в канал рециркуляции компрессора, а оттуда на впуск компрессора. По существу, канал EGR может быть присоединен к первому каналу рециркуляции компрессора на диффузоре или в местоположении непосредственно выше по потоку от диффузора (например, на впуске диффузора). Более точно, клапан EGR может быть расположен в месте соединения канала EGR и первого канала рециркуляции компрессора.
На этапе 528, процедура включает в себя смешивание втянутой EGR с потоком рециркуляции компрессора в диффузоре в первом канале рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска компрессора. Смесь затем может подаваться на впуск двигателя через впуск компрессора. В настоящем примере, EGR низкого давления может втягиваться в диффузор, в то время как поток рециркуляции компрессора проходит через диффузор, предоставляя возможность для достаточного смешивания и гомогенизации EGR и потока рециркуляции компрессора по мере того, как они перемещаются в направлении впуска компрессора.
На этапе 530, может определяться, требуется ли какой-нибудь дополнительный поток рециркуляции компрессора для ограничения помпажа. Например, на основании текущих условий, может отображаться запас до помпажа компрессора, и может определяться, требуется ли дополнительный поток рециркуляции компрессора для перемещения дальше от предела помпажа. Если да, то, на этапе 534, открывание второго клапана рециркуляции компрессора во втором канале рециркуляции компрессора может увеличиваться (наряду с тем, что открывание первого клапана рециркуляции компрессора в первом канале рециркуляции компрессора поддерживается для обеспечения потока рециркуляции компрессора, требуемого, чтобы активировать требуемый поток EGR). Например, наряду с тем, что открывание первого CRV (такого как CRV 72 по фиг. 2) поддерживается для управления потоком EGR, открывание второго CRV (такого как CRV 82 по фиг. 2) увеличивается для сдерживания помпажа. В одном из примеров, помпаж может ограничиваться полностью открытым вторым CRV. По существу, если никакой дополнительный поток рециркуляции компрессора не требуется для принятия мер в ответ на проблему помпажа, то, на этапе 532, второй CRV поддерживается закрытым. Здесь, когда клапан EGR включен, CRV 72 модулируется для управления EGR. Если это не создает достаточный поток через компрессор для ограничения помпажа, то CRV 82 обеспечивает разницу. Другими словами, управление клапаном может мыслиться в качестве последовательного управления CRV. Таким образом, первый CRV используется для обеспечения управления EGR (посредством регулировки величины потока рециркуляции компрессора через диффузор) наряду с тем, что второй CRV используется для управления наддувом и сдерживания помпажа (посредством регулировки величины давления наддува, накачиваемого из положения ниже по потоку от CAC на впуск компрессора). Номинальное положение клапана у второго CRV может возобновляться, как только понизилось указание помпажа.
Следует принимать во внимание, что, во время регулировок CRV и клапана EGR, выполняемых в процедурах по фиг. 5, положение впускного дросселя может регулироваться на основании регулировок CRV и клапана EGR для поддержания требуемого потока воздуха двигателя. Например, основной дроссель двигателя может устанавливаться для достижения требуемого потока двигателя. Изменения давления и температуры на впуске дросселя могут приводить к соответствующим регулировкам в отношении угла дросселя для достижения требуемого потока.
Таким образом, контроллер может регулировать поток рециркуляции компрессора через первый канал рециркуляции компрессора посредством диффузора на основании требования потока EGR наряду с регулировкой потока рециркуляции компрессора через второй канал рециркуляции компрессора на основании помпажа. Контроллер затем может открывать клапан EGR и втягивать EGR на впуск компрессора из канала EGR с использованием разрежения, сформированного на диффузоре. В материалах настоящего описания, клапан EGR может быть двухпозиционным клапаном, установленным на диффузоре, и открывание клапана EGR может включать в себя переключение клапана EGR во включенное положение. Канал EGR может быть присоединен к первому каналу на диффузоре, канал EGR не присоединен к второму каналу, и поток рециркуляции компрессора через второй канал не происходит посредством диффузора. Для регулировки потока рециркуляции компрессора через первый канал, контроллер может регулировать открывание первого непрерывно регулируемого клапана рециркуляции компрессора на основании требования потока EGR наряду с регулировкой открывания второго непрерывно регулируемого клапана рециркуляции компрессора на основании помпажа в отношении регулировки потока рециркуляции компрессора через второй канал. Например, открывание второго клапана может увеличиваться с увеличением указания помпажа, а открывание первого клапана может увеличиваться с увеличением требования потока EGR. Контроллер затем может смешивать втянутую EGR с потоком рециркуляции компрессора выше по потоку от впуска компрессора в первом канале.
Например, контроллер может выдавать требуемый поток EGR, открывая клапан EGR в канале EGR и регулируя открывание первого клапана рециркуляции компрессора в первом канале рециркуляции компрессора, присоединенном к каналу EGR, для обеспечения требуемого перепада давления на канале EGR. Более точно, открывание первого CRV может регулироваться на основании разности между имеющимся в распоряжении перепадом давления на канале EGR (который оценивается по давлению выхлопных газов и потоку двигателя) и перепадом давления, требуемым для обеспечения требуемого потока EGR. Посредством регулировки открывания CRV на основании перепада давления (или требуемого потока EGR), поток рециркуляции компрессора может подаваться через диффузор, и величина разрежения на диффузоре, требуемая для усиления имеющегося в распоряжении перепада давления и удовлетворения требования потока EGR может формироваться с использованием потока рециркуляции компрессора через диффузор. Таким образом, для данного давления выхлопных газов, по мере того, как требование потока EGR возрастает, необходимость в более высоком перепаде давления на канале EGR может удовлетворяться усилением потока рециркуляции компрессора через диффузор и, тем самым, формированием большего разрежения на диффузоре.
Таким образом, во время первого состояния EGR, когда давление выхлопных газов является более низким (а потому, когда перепад давления на канале EGR является более низким), требование потока EGR может удовлетворяться посредством повышения потока рециркуляции компрессора через диффузор до более высокого уровня, смещая первый CRV в первом канале рециркуляции компрессора до относительно большей степени открывания. В сравнение, во время второго состояния EGR, когда давление выхлопных газов является более высоким (а потому, когда перепад давления на канале EGR является более высоким), требование потока EGR может удовлетворяться посредством повышения потока рециркуляции компрессора через диффузор до более низкого уровня, смещая первый CRV в первом канале рециркуляции компрессора до относительно меньшей степени открывания.
Подобным образом, во время первого состояния, когда запас до помпажа является более высоким, открывание первого CRV в первом канале рециркуляции компрессора, включающем в себя диффузор, может регулироваться на основании требования потока EGR наряду с тем, что второй CRV во втором канале рециркуляции компрессора, не включающем в себя диффузор, поддерживается закрытым. Затем, во время второго состояния, когда запас до помпажа меньше, открывание первого CRV в первом канале рециркуляции компрессора может поддерживаться на основании требования потока EGR наряду с тем, что второй CRV во втором канале рециркуляции компрессора открыт, открывание второго CRV увеличивается по мере того, как убывает запас до предела помпажа.
Таким образом, поток рециркуляции компрессора через первый канал рециркуляции компрессора, включающий в себя диффузор и присоединенный к каналу EGR, может регулироваться на основании требований к EGR, чтобы давать возможность управления EGR. Более точно, поток рециркуляции компрессора через диффузор в канале рециркуляции компрессора, присоединенном к каналу EGR, может регулироваться на основании требования потока EGR, а кроме того, на основании имеющегося в распоряжении давления выхлопных газов для обеспечения требуемого перепада давления на канале EGR. Посредством осуществления течения потока рециркуляции компрессора через диффузор, может усиливаться перепад давления, имеющийся в распоряжении для втягивания EGR. По существу, это предоставляет более высоким интенсивностям потока EGR возможность активироваться при более низких давлениях выхлопных газов. Дополнительно, поток рециркуляции компрессора через второй, другой канал рециркуляции компрессора (канал, не включающий в себя диффузор и не присоединенный к каналу EGR) может регулироваться на основании пределов помпажа, чтобы давать возможность сдерживания помпажа.
Далее, с обращением к фиг. 7, альтернативное примерное использование потока рециркуляции компрессора для усиления потока LP-EGR показано на многомерной характеристике 700. Более точно, фиг. 7 изображает использование потока рециркуляции компрессора через первый канал рециркуляции компрессора для управления EGR наряду с использованием потока рециркуляции компрессора через второй канал рециркуляции компрессора для управления наддувом и сдерживания помпажа. Многомерная характеристика 700 изображает открывание первого CRV (CRV1) в первом канале рециркуляции компрессора на первом графике 701, открывание второго CRV (CRV2) во втором канале рециркуляции компрессора на графике 702, открывание клапана EGR на графике 704, поток EGR на графике 706, запас до помпажа на графике 708 и разрежение на диффузоре, получаемое вследствие потока рециркуляции компрессора, на графике 710.
До t1, двигатель может эксплуатироваться с наддувом, с первым CRV (CRV1) в первом канале рециркуляции компрессора, частично открытым (график 701), в то время как второй CRV (CRV2) во втором канале рециркуляции компрессора удерживается закрытым (график 702). По существу, первый и второй каналы рециркуляции компрессора могут быть расположены параллельно друг другу, и оба могут быть выполнены с возможностью подавать охлажденный сжатый воздух из положения ниже по потоку от CAC на впуск компрессора, причем, поток рециркуляции компрессора через первый канал проходит через диффузор, а поток рециркуляции компрессора через второй канал не проходит через диффузор.
Открывание CRV1 может регулироваться (например, на частично открытое положение) до t1 на основании условий работы двигателя, чтобы обеспечивать требуемые давление на впуске дросселя и запас до помпажа (график 708). По существу, поскольку поток рециркуляции компрессора подается по первому каналу рециркуляции компрессора через диффузор, величина разрежения, соответствующая потоку рециркуляции компрессора, может формироваться на диффузоре (график 710). До t1, условия EGR могут не быть удовлетворены, и поток EGR может не требоваться (график 705, пунктирные линии). Соответственно, клапан EGR может удерживаться закрытым (график 704). В примере по фиг. 7, каждый из первого и второго CRV может быть непрерывно регулируемым клапаном, чье положение является регулируемым любым положением от полностью открытого положения до полностью закрытого положения. В сравнение, клапан EGR может быть двухпозиционным клапаном. Таким образом, до t1, клапан EGR может быть в выключенном положении.
В t1, могут быть удовлетворены условия EGR. Кроме того, требуемый поток EGR (изображенный пунктирной линией 705) может определяться на основании условий работы двигателя. Чтобы давать EGR возможность подаваться, клапан EGR (в материалах настоящего описания двухпозиционный клапан) может открываться посредством переключения клапана во включенное положение. Может определяться перепад давления на канале EGR, требуемый для обеспечения требуемого потока EGR (график 705). Затем, на основании величины давления выхлопных газов, имеющегося в распоряжении, затем определяется величина разрежения на диффузоре, требуемая для обеспечения требуемого потока EGR. Открывание CRV1 в таком случае регулируется для, чтобы обеспечивать достаточное разрежение на диффузоре для выдачи требуемого потока EGR. В изображенном примере, в ответ на повышение требования EGR в t1, открывание CRV1 увеличивается. Одновременно, CRV2 поддерживается закрытым. Являющееся результатом усиление потока рециркуляции компрессора через первый канал рециркуляции компрессора вызывает повышение разрежение на диффузоре, которое затем используется для втягивания EGR с требуемой интенсивностью потока EGR.
В t2, вследствие изменения условий работы двигателя, требуемый поток EGR может повышаться. Для удовлетворения более высокого потока EGR, может требоваться более высокий уровень разрежения на диффузоре. Таким образом, для удовлетворения более высокого требования потока EGR, в t2, открывание CRV1 увеличивается для усиления потока рециркуляции компрессора через диффузор в первом канале, с соответствующим повышением разрежения на диффузоре, которое затем используется для втягивания потока EGR. Двигатель, в таком случае, может продолжать работать с потоком рециркуляции компрессора и открыванием CRV в первом канале рециркуляции компрессора, регулируемым для управления EGR.
В t3, может приниматься указание помпажа. В одном из примеров, указание помпажа в t3 может происходить в ответ на событие отпускание педали акселератора водителем. Указание помпажа может включать в себя падение запаса до помпажа и временный переход степени повышения давления компрессора в область жесткого помпажа (в качестве определенной областью ниже предела жесткого помпажа, изображенного в качестве штрих-пунктирной линии). В ответ на указание помпажа, открывание CRV2 может увеличиваться. Например, CRV2 может переключаться в полностью открытое положение. CRV2 затем может удерживаться в полностью открытом положении по меньшей мере до тех пор, пока не ослабло указание помпажа (непосредственно перед t4). Например, клапан может удерживаться открытым до тех пор, пока степень повышения давления компрессора по меньшей мере не вышла из области жесткого помпажа и в область мягкого помпажа (как определено областью между пределом жесткого помпажа и пределом мягкого помпажа, последний изображен в качестве пунктирной линии).
Между t3 и t4, в то время как открывание CRV2 увеличивается, чтобы дать возможность сдерживания помпажа, открывание CRV1 может поддерживаться, чтобы давать управлению EGR возможность продолжаться. Это предоставляет возможность для одновременного сдерживания помпажа и управления EGR. В t4, условия EGR могут заканчиваться, и клапан EGR может закрываться. В дополнение, открывание CRV1 может уменьшаться ввиду пониженной потребности в вызванном потоком рециркуляции компрессора разрежением на диффузоре.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых вариантах осуществления, наряду с тем, что помпаж подвергается принятию ответных мер посредством открывания CRV2, клапан EGR и CRV1 могут закрываться в t3 в ответ на запрашивание дополнительной EGR во время состояния помпажа.
Таким образом, поток рециркуляции компрессора через диффузор может преимущественно использоваться для формирования достаточного разрежения, чтобы втягивать LP-EGR на впуск двигателя в местоположении до компрессора. Посредством использования содействия разрежения для втягивания EGR, уменьшается необходимость в повышенном дросселировании до компрессора (для достаточного понижения давления на впуске компрессора для втягивания LP-EGR). В дополнение, подход дает возможность синергичного управления EGR и сдерживания помпажа.
В одном из примеров, система двигателя содержит двигатель, включающий в себя впуск и выпуск, турбонагнетатель, включающий в себя приводимый в движение турбиной в системе выпуска компрессор в системе впуска, охладитель наддувочного воздуха, присоединенный ниже по потоку от компрессора, первый канал рециркуляции компрессора, включающий в себя первый клапан и диффузор, первый канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, диффузор расположен ниже по потоку от первого клапана и канала, и второй канал рециркуляции компрессора, включающий в себя второй клапан, второй канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха на впуск компрессора, второй канал расположен параллельно первому каналу. Система двигателя дополнительно включает в себя канал EGR, включающий в себя клапан EGR для рециркуляции выхлопных остаточных газов на впуск двигателя через первый канал рециркуляции компрессора, канал EGR присоединен к первому каналу в диффузоре. Контроллер может быть сконфигурирован машиночитаемыми командами для, в ответ на требование EGR, открывания клапана EGR, увеличивая открывание первого клапана на основании требования EGR, чтобы подвергать рециркуляции сжатый воздух через диффузор и формировать разрежение на диффузоре; и втягивания EGR в двигатель с использованием разрежения, сформированного на диффузоре. Контроллер может включать в себя дополнительные команды для, в ответ на указание помпажа, увеличения открывания второго клапана наряду с сохранением открывания первого клапана. Здесь, открывание первого клапана дополнительно может быть основано на давлении выхлопных газов, оцененном выше по потоку от впуска канала EGR, открывание первого клапана уменьшается с увеличением давления выхлопных газов. Каждый из первого и второго клапанов являются непрерывно регулируемыми клапанами наряду с тем, что клапан EGR является двухпозиционным клапаном.
Таким образом, поток EGR может усиливаться, к тому же, наряду с улучшением запаса до помпажа компрессора. Это предоставляет управлению EGR и сдерживанию помпажа возможность выполняться одновременно и синергично. Посредством осуществления течения потока рециркуляции компрессора через диффузор или эжектор, энергия давления/потока в потоке рециркуляции компрессора может преимущественно использоваться для создания разрежения, которое втягивает EGR посредством эффекта Бернулли на диффузоре. По существу, это уменьшает требование к давлению потока на впуске компрессора для втягивания EGR. Например, меньшее дросселирование на впуске требуется для втягивания EGR. Пониженное требование к давлению также уменьшает проблемы долговечности, происходящие от втягивания масла с вала турбонагнетателя в двигатель. Посредством координирования открывания клапана EGR с открыванием CRV, EGR может выдаваться с требуемой интенсивностью EGR. Таким образом, обеспечивается карбюрированный поток EGR, к тому же, наряду с улучшением запасов до помпажа компрессора.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

Claims (4)

1. Система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий впуск и выпуск;
турбонагнетатель, содержащий впускной компрессор, приводимый в действие выпускной турбиной;
охладитель наддувочного воздуха, присоединенный ниже по потоку от компрессора;
первый канал рециркуляции компрессора, содержащий первый клапан и диффузор, причем первый канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, а диффузор расположен ниже по потоку от первого клапана в канале;
второй канал рециркуляции компрессора, содержащий второй клапан, причем второй канал присоединяет выпуск охладителя наддувочного воздуха к впуску компрессора, и второй канал расположен параллельно первому каналу;
канал рециркуляции выхлопных газов (EGR), содержащий клапан EGR для рециркуляции выхлопных остаточных газов на впуск двигателя через первый канал рециркуляции компрессора, причем канал EGR присоединен к первому каналу на диффузоре; и
контроллер с машиночитаемыми командами для
в ответ на требование EGR,
открывания клапана EGR;
увеличения открывания первого клапана на основании требования EGR для рециркуляции сжатого воздуха через диффузор и формирования разрежения на диффузоре; и
втягивания EGR в двигатель с использованием разрежения, сформированного на диффузоре.
2. Система по п. 1, в которой контроллер содержит дополнительные команды для увеличения открывания второго клапана наряду с сохранением открывания первого клапана в ответ на указание помпажа.
3. Система по п. 1, в которой открывание первого клапана дополнительно основано на давлении выхлопных газов, оцененном выше по потоку от впуска канала EGR, причем открывание первого клапана уменьшается с увеличением давления выхлопных газов.
4. Система по п. 1, в котором каждый из первого и второго клапанов являются непрерывно регулируемыми клапанами, при этом клапан EGR является двухпозиционным клапаном.
Figure 00000001
RU2014133173/06U 2013-08-13 2014-08-12 Система двигателя RU155440U1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/965,794 US9303557B2 (en) 2013-08-13 2013-08-13 Methods and systems for EGR control
US13/965,794 2013-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU155440U1 true RU155440U1 (ru) 2015-10-10

Family

ID=52430418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014133173/06U RU155440U1 (ru) 2013-08-13 2014-08-12 Система двигателя

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9303557B2 (ru)
CN (1) CN104373229B (ru)
DE (1) DE102014214921A1 (ru)
RU (1) RU155440U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195724U1 (ru) * 2018-12-29 2020-02-04 Руслан Витальевич Байдан Устройство принудительной подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания транспортного средства

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404409B2 (en) * 2013-11-05 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Exhaust throttling for cabin heating
JP6206163B2 (ja) * 2013-12-20 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
US9759135B2 (en) 2014-04-04 2017-09-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
KR101846651B1 (ko) 2016-03-22 2018-04-06 현대자동차주식회사 가스 분배성을 향상한 ｅｇｒ 유량분배밸브 및 이를 적용한 배기가스재순환시스템
US10233817B2 (en) * 2016-05-10 2019-03-19 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US20170356396A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger variable inlet duct
US10100702B2 (en) * 2016-07-19 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust particulate matter sensing
DE102017200800B4 (de) * 2017-01-19 2018-09-20 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühlung
WO2019001730A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Volvo Truck Corporation VEHICLE SYSTEM AND METHOD FOR AUDIT VEHICLE SYSTEM
US10316803B2 (en) 2017-09-25 2019-06-11 Woodward, Inc. Passive pumping for recirculating exhaust gas
JP6614221B2 (ja) * 2017-10-02 2019-12-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6825541B2 (ja) * 2017-11-15 2021-02-03 トヨタ自動車株式会社 Ｅｇｒ制御装置
US10774760B2 (en) 2018-03-13 2020-09-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for intake air filter diagnostic
US10995705B2 (en) 2019-02-07 2021-05-04 Woodward, Inc. Modular exhaust gas recirculation system
CN213175878U (zh) 2020-01-08 2021-05-11 伍德沃德有限公司 排气气体再循环混合器和发动机系统
WO2021194478A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 Innio Waukesha Gas Engines Inc. System for utilizing an exhaust gas recirculation jet pump
DE102020007000A1 (de) * 2020-11-16 2022-05-19 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen
US11174809B1 (en) 2020-12-15 2021-11-16 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system
US11215132B1 (en) 2020-12-15 2022-01-04 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system
JP2023167317A (ja) * 2022-05-11 2023-11-24 株式会社Subaru 排気装置
US11873785B1 (en) * 2023-01-18 2024-01-16 GM Global Technology Operations LLC Vehicle coolant circuits including jet manifolds

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE755769A (fr) 1969-09-04 1971-02-15 Cummins Engine Co Inc Corps de turbine, notamment pour turbo-compresseur a gaz d'echappement
DE2849924C3 (de) 1978-11-17 1981-10-01 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Turbinengehäuse
DE2934041C2 (de) 1979-08-23 1983-08-11 Günther Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Dibelius Gesteuerte Abgasturboladerturbine
US4389845A (en) 1979-11-20 1983-06-28 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Turbine casing for turbochargers
DE3346472C2 (de) 1982-12-28 1991-09-12 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Radialturbine mit veränderlicher Leistung
US4949276A (en) 1988-10-26 1990-08-14 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor
DE3942477A1 (de) 1989-12-22 1991-07-04 Bilstein August Gmbh Co Kg Bypass-ventil mit abstimmbaren kennungen fuer regelbare und steuerbare schwingungsdaempfer
US6079210A (en) 1998-07-16 2000-06-27 Woodward Governor Company Continuously variable electrically actuated flow control valve for high temperature applications
EP1124047B1 (en) 2000-02-09 2005-05-04 General Electric Company Dual-orifice bypass system for duel-fuel gas turbine
US6408833B1 (en) 2000-12-07 2002-06-25 Caterpillar Inc. Venturi bypass exhaust gas recirculation system
US6565479B2 (en) 2001-07-05 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Apparatus and method for smoothing of vehicle drivelines
US6983596B2 (en) 2001-11-02 2006-01-10 Borgwarner Inc. Controlled turbocharger with integrated bypass
US6681171B2 (en) 2001-12-18 2004-01-20 Detroit Diesel Corporation Condensation control for internal combustion engines using EGR
US6725847B2 (en) 2002-04-10 2004-04-27 Cummins, Inc. Condensation protection AECD for an internal combustion engine employing cooled EGR
US7007680B2 (en) 2003-08-07 2006-03-07 Mack Trucks, Inc. Cooler bypass valve system and method
AU2003300444A1 (en) 2003-12-24 2005-08-03 Honeywell International, Inc. Recirculation port
US7137253B2 (en) 2004-09-16 2006-11-21 General Electric Company Method and apparatus for actively turbocharging an engine
US7032578B2 (en) * 2004-09-21 2006-04-25 International Engine Intellectual Property Company, Llc Venturi mixing system for exhaust gas recirculation (EGR)
KR100749620B1 (ko) 2005-03-02 2007-08-14 가부시키가이샤 덴소 과급기 부착 내연 기관용 제어 장치
US7640744B2 (en) 2005-12-02 2010-01-05 Ford Global Technologies, Llc Method for compensating compressor lag of a hybrid powertrain
KR20080095843A (ko) 2006-01-27 2008-10-29 보그워너 인코포레이티드 압축기로 들어가는 저압 ｅｇｒ 응축물의 혼합 유닛
US20080163855A1 (en) 2006-12-22 2008-07-10 Jeff Matthews Methods systems and apparatuses of EGR control
CN101675223A (zh) * 2007-05-14 2010-03-17 博格华纳公司 控制涡轮增压器的方法
WO2010114786A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Tm Ge Automation Systems Llc Compressor surge control system and method
US7886727B2 (en) * 2009-05-26 2011-02-15 Ford Global Technologies, Llc Variable venturi system and method for engine
US8286616B2 (en) 2009-06-29 2012-10-16 GM Global Technology Operations LLC Condensation control systems and methods
US8230843B2 (en) 2009-07-30 2012-07-31 Ford Global Technologies, Llc Cooler bypass to reduce condensate in a low-pressure EGR system
US8333071B2 (en) 2009-07-31 2012-12-18 Ford Global Technologies, Llc Method and a system to control turbine inlet temperature
US8267069B2 (en) 2009-08-25 2012-09-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc EMG temp signal model based on EGRC out temp for EGR system anti-fouling protection
ITBO20090702A1 (it) 2009-10-28 2011-04-28 Magneti Marelli Spa Dispositivo miscelatore per un sistema egr di bassa pressione di un motore a combustione interna
US8640458B2 (en) 2009-10-28 2014-02-04 Eaton Corporation Control strategy for an engine
US7966996B1 (en) * 2010-03-03 2011-06-28 Ford Global Technologies, Llc Vacuum supply system
EP2426340A1 (en) 2010-09-01 2012-03-07 International Engine Intellectual Property Apparatus and method for protecting against fouling of an exhaust gas recirculation valve
US8689553B2 (en) * 2011-01-18 2014-04-08 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US8161746B2 (en) 2011-03-29 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for providing air to an engine
DE102011076457A1 (de) 2011-05-25 2012-11-29 Ford Global Technologies, Llc Kühlanordnung für eine aufladbare Brennkraftmaschine
US8453626B2 (en) 2011-08-26 2013-06-04 Concentric Skånes Fagerhult AB EGR venturi diesel injection
CN103016214A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 山东绿环动力设备有限公司 柴油机废气再循环系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195724U1 (ru) * 2018-12-29 2020-02-04 Руслан Витальевич Байдан Устройство принудительной подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания транспортного средства

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014214921A1 (de) 2015-02-19
CN104373229A (zh) 2015-02-25
US9303557B2 (en) 2016-04-05
US20150047317A1 (en) 2015-02-19
CN104373229B (zh) 2019-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU155440U1 (ru) Система двигателя
RU2647262C2 (ru) Способ и система управления рециркуляцией выхлопных газов
RU153999U1 (ru) Система для борьбы с помпажом
RU152588U1 (ru) Система для управления наддувом
RU153997U1 (ru) Система для управления наддувом
RU152955U1 (ru) Система двигателя
RU2717733C2 (ru) Способ и система для рекуперации тепла отработавших газов
RU152556U1 (ru) Система транспортного средства
US9726092B2 (en) Methods and systems for boost control
RU2704519C1 (ru) Система для вентиляции картера двигателя
RU153603U1 (ru) Система для управления наддувом
US8495874B2 (en) Warming intake air using EGR cooler in dual-throttle boosted engine system
US8353275B2 (en) Dual throttle for improved tip-out stability in boosted engine system
US8230675B2 (en) Discharging stored EGR in boosted engine system
US9528429B2 (en) Boost reservoir EGR control
RU2701246C2 (ru) Способ и система снижения степени разжижения масла в двигателе с наддувом (варианты)
CN110043516A (zh) 用于hp-egr发动机系统的宽域主动式压缩机
RU2679342C2 (ru) Способ работы системы двигателя (варианты) и система двигателя
US10024275B2 (en) Condensate management system for an exhaust gas cooler and heat recovery device
RU2700806C2 (ru) Способ и система предотвращения помпажа компрессора (варианты)
KR101898197B1 (ko) 차압 밸브를 이용한 듀얼 퍼지 시스템
US10697362B2 (en) Systems and methods for a boosted internal combustion engine with an intake-side bypass line
KR102518588B1 (ko) 응축수 배출을 위한 엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법
WO2013010923A1 (en) Exhaust gas recirculation for an i.c. engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200813