[發(fā)明專利]從充氣空氣冷卻器抽取冷凝物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410232981.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN104213972B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·P·格魯格拉;K·R·諾曼;S·S·山田;J·M·金德里;C·斯蒂爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F02D41/00
• 分類號(hào): F02D41/00;F02B29/04
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明公開了一種清除存儲(chǔ)在充氣空氣冷卻器中的冷凝物的方法和系統(tǒng)。響應(yīng)于充氣空氣冷卻器中增加的冷凝物積聚，增加通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流以抽取冷凝物同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器以保持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。通過(guò)在吸入冷凝物期間分別調(diào)節(jié)每個(gè)汽缸的燃料添加解決了發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒穩(wěn)定性問(wèn)題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及從充氣空氣冷卻器抽取冷凝物而不劣化燃燒穩(wěn)定性的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

渦輪增壓和機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置用于壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境空氣以增加動(dòng)力。壓縮空氣可能導(dǎo)致空氣溫度增加，所以可以利用充氣空氣冷卻器(CAC)來(lái)冷卻熱空氣，從而增加空氣密度并進(jìn)一步增加發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在動(dòng)力。來(lái)自車輛外部的環(huán)境空氣流過(guò)CAC以冷卻流動(dòng)通過(guò)CAC內(nèi)部的進(jìn)氣。當(dāng)環(huán)境空氣溫度減小時(shí)或者在潮濕或雨天的狀況期間(這時(shí)進(jìn)氣被冷卻至水的露點(diǎn)以下)在CAC中可能形成冷凝物?？梢栽贑AC的底部或內(nèi)部通道以及冷卻湍流器處收集冷凝物。當(dāng)扭矩增加時(shí)(比如加速期間)，增加的質(zhì)量空氣流量可能使冷凝物脫離CAC、將它吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)失火的可能性。

解決由吸入冷凝物導(dǎo)致的燃燒問(wèn)題(例如失火)的示例方法涉及到避免冷凝物積聚。然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到該方法的潛在問(wèn)題。特別地，雖然一些方法可以減少或減慢CAC中的冷凝物形成，冷凝物還是可能隨著時(shí)間而積聚。如果不能停止積聚，加速期間吸入冷凝物可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失火。此外，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速-負(fù)荷(speed-load)狀況以及發(fā)動(dòng)機(jī)的配置(例如基于發(fā)動(dòng)機(jī)是具有不同汽缸組的V形發(fā)動(dòng)機(jī)或者直列發(fā)動(dòng)機(jī))，一些汽缸可能會(huì)比其它汽缸接收更多冷凝物使得它們比其它汽缸更容易發(fā)生燃燒問(wèn)題。其它方法使用稀化發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以提供充足的氣流來(lái)抽取冷凝物至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣。然而，具有較高吸水敏感度的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸在稀化發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間可能會(huì)更加頻繁地失火。此外，還可能會(huì)劣化排放。還有一些解決燃燒問(wèn)題的方法涉及到收集和/或排出CAC的冷凝物。雖然這可以減少CAC中的冷凝物水平，冷凝物移到替代位置或存儲(chǔ)器，這可能受到其它冷凝問(wèn)題(比如結(jié)冰或腐蝕)的影響。此外，存儲(chǔ)器可能會(huì)增加部件成本和復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

在一個(gè)示例中，可以通過(guò)一種在車輛工況期間從CAC抽取冷凝物的方法至少部分地解決解決上述問(wèn)題。該方法可以包含：通過(guò)向一些汽缸稀化添加燃料而向其它汽缸富化添加燃料并且同時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣空燃比在化學(xué)計(jì)量附近波動(dòng)來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)氣流而不增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以使冷凝物從充氣空氣冷卻器流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。這樣，在抽取期間，可以基于汽缸的吸水敏感度調(diào)節(jié)每個(gè)汽缸的燃料添加。

在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包括連接至壓縮器下游和進(jìn)氣節(jié)門上游的充氣空氣冷卻器。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，可以在充氣空氣冷卻器處收集冷凝物。響應(yīng)于冷凝物水平高于閾值，可以認(rèn)為滿足抽取條件并可以發(fā)起清除循環(huán)以移除冷凝物。特別地，一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射可以從化學(xué)計(jì)量的汽缸燃燒改變?yōu)槠渲袝簳r(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)氣流水平以提供稀化氣流的稀化汽缸燃燒?？梢哉{(diào)節(jié)稀化運(yùn)轉(zhuǎn)汽缸的稀化程度使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣流水平可以增加至將冷凝物吹進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。可以通過(guò)打開進(jìn)氣節(jié)氣門來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)氣流水平以提供稀化運(yùn)轉(zhuǎn)汽缸中需要的稀化程度。同時(shí)，可以富化運(yùn)轉(zhuǎn)其余發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，其中基于稀化運(yùn)轉(zhuǎn)汽缸的稀化程度調(diào)節(jié)富化程度以保持排氣空燃比接近化學(xué)計(jì)量。雖然增加發(fā)動(dòng)機(jī)氣流允許將冷凝物輸送至進(jìn)氣歧管，但是基于抽取時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速-負(fù)荷狀況以及發(fā)動(dòng)機(jī)的配置，不同的汽缸可能接收不同量的冷凝物。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)配置，一些汽缸可能本來(lái)就比其它汽缸對(duì)吸水敏感。為了補(bǔ)償這個(gè)，控制器可以基于各自的吸水敏感度選擇向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸富化或稀化添加燃料，可以基于預(yù)期接收的冷凝物量或者基于之前的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)推斷該敏感度。特別地，可以選擇具有較低吸水敏感度的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸(即不太容易由吸水引起失火的汽缸)進(jìn)行稀化運(yùn)轉(zhuǎn)而可以富化運(yùn)轉(zhuǎn)具有較高吸水敏感度的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸(即更容易由吸水引起失火的汽缸)。