[發(fā)明專利]進氣加熱和排氣冷卻

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110154623.0
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102269085A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·D·普斯夫;T·G·利昂
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02M31/093
• 分類號: F02M31/093;F01N13/10;F01P1/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及進氣加熱和排氣冷卻。

背景技術(shù)

已經(jīng)證明，經(jīng)加熱的進氣從減少泵送損失得到燃料經(jīng)濟性好處(例如，1.6％)，并且還可以提供更快的發(fā)動機預(yù)熱。在一種方法中，這可以通過冷卻劑加熱發(fā)動機進氣來實現(xiàn)。在這種情況下，進氣可以通過排氣再循環(huán)(EGR)冷卻器被預(yù)熱。

本申請的發(fā)明人已經(jīng)認識到以前的這種方案中的問題。第一，最高的冷卻劑溫度(例如，230°F)可能限制能夠提供給發(fā)動機進氣的熱量。第二，冷卻劑的比較慢的預(yù)熱可能限制可以用來加熱進氣的釋放時間(trip?time)部分。

發(fā)明內(nèi)容

因此，在一個示例中，上面的一些問題可以通過進氣加熱和排氣冷卻來解決，其中雙壁排氣歧管可以構(gòu)造成排氣-空氣熱交換器。當進氣歧管壓力小于環(huán)境壓力時，發(fā)動機可以得益于經(jīng)加熱的進氣。在這種情況下，新鮮空氣可以通過雙壁排氣歧管的間隙(interstitial?space)吸取，以加熱該空氣，然后經(jīng)加熱的空氣可以被引導(dǎo)到進氣歧管。因此，為了提高進氣行程效率，經(jīng)加熱的空氣進入(be?sourced?to)進氣歧管。以這種方式，通過增加用比冷卻劑熱的排氣表面更熱的空氣加熱，能夠進一步增強燃料的經(jīng)濟性利益。而且，與三分鐘或更長時間的冷卻劑加熱相比，在啟動之后一分鐘之內(nèi)通常能夠得到足夠的排氣熱量。

而且，本申請的發(fā)明人已經(jīng)認識到，在高載荷運行期間，通過使過量的增壓空氣通過形成空隙的空氣空間，雙壁排氣歧管可以另外用作排氣歧管冷卻器，以冷卻排氣歧管。因此，可以取消經(jīng)過一體的排氣歧管的液體冷卻。當進氣歧管壓力大于環(huán)境壓力并且排氣溫度接近與部件耐久性相關(guān)的閾值時，這種冷卻可以是有益的。以這種方式，通過用從過量增壓得到的空氣冷卻排氣歧管，通過使燃料富化來冷卻所帶來的燃料經(jīng)濟性和排放惡化(penalty)能夠被減少。

以這種方式，如這里所描述的雙壁排氣歧管在功能性方面形成協(xié)同作用，其中當希望進氣加熱時進氣能夠被精確地吸進，并且當希望冷卻排氣時過量的增壓可以精確地推動空氣。

應(yīng)當理解，提供上面的概述以便以簡化的形式引進在具體實施方式部分中進一步描述的方案選擇。但是這并不意味著指出所要求保護的主題的關(guān)鍵的或基本的特征，所要求保護的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不限于解決上面或本公開的任何部分中所指出的任何缺點的實施例。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本公開的實施例的示例性發(fā)動機的方框圖。

圖2示出示例性的雙壁排氣歧管的示意圖。

圖3示出圖2的雙壁排氣歧管的橫截面示意圖。

圖4示出根據(jù)本公開的實施例的發(fā)動機的方法的流程圖。

圖5示出經(jīng)由雙壁排氣歧管的進氣加熱的實施例的示意圖。

圖6示出經(jīng)由雙壁排氣歧管排氣冷卻的實施例的示意圖。

具體實施方式

這里公開進氣加熱和排氣冷卻的實施例。正如在下面更詳細地描述的，這種方法利用雙壁排氣歧管的間隙，當進氣歧管壓力小于環(huán)境壓力時用于加熱進氣，并且當進氣歧管壓力大于環(huán)境壓力時用于冷卻排氣。

圖1是示出多缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖，該發(fā)動機可以包括在汽車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經(jīng)過輸入裝置130的來自車輛操作者132的輸入控制。在這個示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即汽缸)30可以包括活塞36設(shè)置在其中的燃燒室壁32。活塞36可以連接于曲軸40以便活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)連接于車輛的至少一個驅(qū)動輪。而且，起動電機可以經(jīng)由飛輪連接于曲軸40，使實現(xiàn)發(fā)動機10的起動操作。

燃燒室30可以經(jīng)由進氣道42接收來自進氣歧管44的進氣并且可以經(jīng)由排氣道48排出燃燒后氣體。進氣歧管44和排氣道(例如，歧管)48可以經(jīng)由相應(yīng)的進氣門52和排氣門54選擇地與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多個進氣門和/或兩個或更多個排氣門。