[發明專利]基于渦輪增壓器的發動機系統及其燃料比提高方法

有效

• 申請號: 201110362168.3
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102777287A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 韓東熙;秋東昊;金潤柱;樸鐘一;金鴻執;韓勝國;任爀
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: F02M25/07
• 分類號: F02M25/07;F02B37/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;張碩

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年5月11日提交的韓國專利申請第10-2011-0043833號的優先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明涉及一種基于渦輪增壓器(turbocharger)的發動機系統，更特別而言，本發明涉及一種基于渦輪增壓器的發動機系統以及一種利用該基于渦輪增壓器的發動機系統提高燃料效率的方法，該基于渦輪增壓器的發動機系統通過組合用于提高發動機性能的多個分離設備的功能，從而優化了這些設備的協同效果，而不會減損發動機室的布局。

背景技術

通常而言，車輛配備有用于提高發動機性能和燃料效率的各種設備。

作為典型設備的渦輪增壓器通過利用排放氣體對供應到發動機內的進氣進行壓縮從而有助于提高發動機的性能和燃料效率。

然而，僅利用渦輪增壓器難以適合地滿足節省燃料和提高燃料效率的要求(這樣的要求隨著諸如全球油價升高的問題的出現而被提高了)以及在各種規定下提高燃料效率和環境友好技術的要求。

作為這些問題的實例，可以考慮與渦輪增壓器一起使用的增壓機(supercharger)。皮帶驅動的機械式增壓機是一種典型的增壓機，其由旁通控制氣門和磁力離合器構成。

當發動機系統由渦輪增壓器和增壓機構成時，旁通控制氣門關閉，并且磁力離合器接合，從而使增壓機和渦輪增壓器連接，并且渦輪增壓器和增壓機同時操作以在低速的增壓滯后部段(turbo-lag?section)連續地吸取空氣，而磁力離合器脫離接合，并且旁通控制氣門開啟，從而在正常驅動條件下不通過增壓機吸取空氣。

在如上所述的由渦輪增壓器和增壓機構成的發動機系統中，通過根據驅動條件而使增壓機的操作狀態不同，從而可以改進配備有渦輪增壓器的火花點火式發動機的響應速度和低扭矩。

然而，如上所述，作為典型增壓機的皮帶驅動的機械式增壓機需要氣門和離合器，從而必然使發動機系統變得復雜。

另一方面，與渦輪增壓器一起提高發動機性能的另一個典型設備是EGR(排放氣體再循環)，即排放氣體再循環系統。

EGR通過利用從發動機排出到外部的排放氣體而對渦輪增壓器進行操作，使得供應到發動機內的進氣被壓縮，并且一部分排放氣體被供應回到發動機內，從而有助于提高發動機性能。

通常而言，EGR分為HP-EGR(高壓EGR)和LP-EGR(低壓EGR)，HP-EGR在渦輪增壓器之前采用排放氣體(或者稱為EGR氣體)，LP-EGR在渦輪增壓器之后采用排放氣體。

LP-EGR的優點是：與HP-EGR不同，通過將經過渦輪增壓器流出排氣歧管外之后已經穿過TWC(三元催化器)或DPF(柴油機微粒過濾器)的一部分排放氣體輸送到渦輪增壓器的壓縮機的前端部，使得排放氣體與進氣一起流動到進氣歧管內，從而可以使用相對清潔的排放氣體，該排放氣體帶有的污染物在低壓/低溫下通過TWC(Three?Way?Catalytic?Converter)或DPF進行過濾。

如上所述，渦輪增壓器、增壓機和EGR(具體為LP-EGR)用作發動機系統中顯著提高發動機性能的設備，并且能夠考慮配備有這些設備的適當組合(渦輪增壓器+增壓機或者渦輪增壓器+LP-EGR)的發動機系統來提高性能。

因此，如果可以通過在發動機系統中利用渦輪增壓器、增壓機和LP-EGR的全部而使這些設備的優點達到最大程度，則有助于優化發動機系統。

然而，當利用具有單獨操作特征的渦輪增壓器、增壓機和LP-EGR來實施操作時，難以實現能夠提高這些設備的協同效果的優化控制，并且配備有具有復雜配置的增壓機和LP-EGR的發動機系統的配置必然變得復雜。

復雜的發動機系統明顯限制了發動機室的布局，從而必然極難同時使用渦輪增壓器、增壓機和LP-EGR。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的各個方面致力于提供一種基于渦輪增壓器的發動機系統以及一種利用該基于渦輪增壓器的發動機系統提高燃料效率的方法，該基于渦輪增壓器的發動機系統能夠實施防止由于增壓機和LP-EGR(低壓EGR)中復雜的部件而使發動機室的布局變差的小型化(down-sized)發動機系統，通過保持各功能并實施優化控制而提高操作該系統時的各設備的協同效果，并且特別是非常有助于提高用于低速/高負荷部段的燃料效率。