[發(fā)明專利]用于發(fā)動機(jī)水噴射的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810232433.8
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108626032B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·R·馬丁;J·E·羅林格爾;K·J·米勒;A·M·杜達(dá)爾;L·A·馬丁
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F01N3/04
• 分類號: F01N3/04;F02M25/03;F01D5/08;F01P7/14;B60S1/48;B60K11/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請涉及用于發(fā)動機(jī)水噴射的方法和系統(tǒng)，并提供了用于在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的多個位置處噴射儲存在水貯存器中的水的方法和系統(tǒng)，包括直接噴射進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸、噴射到渦輪增壓器渦輪上游，以及噴射在排氣歧管處，并且控制水貯存器的水位。在一個示例中，方法可以包括基于供水條件并且響應(yīng)于發(fā)動機(jī)工況，將儲存在水貯存器中的水供應(yīng)到水噴射系統(tǒng)、擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻劑系統(tǒng)和飲用水系統(tǒng)中的一個或多個。當(dāng)水位低(例如，低于閾值)時，可以優(yōu)先考慮向水噴射系統(tǒng)的供應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書總體上涉及用于控制車輛系統(tǒng)中的水收集和水噴射的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

諸如用于提供原動力來推進(jìn)車輛的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)由于發(fā)動機(jī)中的高燃燒溫度而經(jīng)常在高溫下操作。高溫可能引起發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性問題和/或部件劣化。這樣，一些發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以被配置成在高溫條件期間增加提供到發(fā)動機(jī)的燃料的量。空氣-燃料比的這種富化可能降低燃燒溫度并且防止部件劣化，但是這樣做會增加燃料消耗并且可能增加排放。

在美國專利No.9,169,755中提出了用于在不富化空氣-燃料比的情況下減輕高發(fā)動機(jī)/燃燒溫度的影響的一個示例方法。其中，水可以被噴射到一個或多個停用的汽缸中以降低催化劑溫度，從而防止可能導(dǎo)致催化劑劣化的過度的催化劑溫度。

但是，本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到上述方法的問題。雖然將水噴射到一個或多個停用的汽缸可以有助于在一些條件期間降低催化劑溫度，但是將水噴射到一個或多個停用的汽缸中在所有汽缸都是活動的較高負(fù)載條件期間不能抵抗高溫排氣。此外，將水噴射到停用的汽缸中不能利用充氣稀釋效應(yīng)或可以用水噴射實(shí)現(xiàn)的其他效率增益。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示例中，上述問題可以通過一種用于車輛的方法來解決，該方法包括：響應(yīng)于渦輪溫度高于閾值溫度，將儲存在水貯存器處的水噴射到渦輪增壓器的渦輪增壓器渦輪的入口，響應(yīng)于渦輪溫度小于閾值溫度并且確定的效率增益大于閾值增益，將儲存在水貯存器處的水噴射到渦輪增壓器渦輪的入口，以及響應(yīng)于渦輪溫度小于閾值溫度并且確定的效率增益小于閾值增益，阻止將儲存在水貯存器處的水噴射到渦輪增壓器渦輪的入口。以這種方式，可以在渦輪入口處噴射水以便降低渦輪溫度，從而避免響應(yīng)于延長暴露于高排氣溫度而可能發(fā)生的潛在的渦輪劣化。此外，如果若噴射水則渦輪將表現(xiàn)的效率增益高于閾值，即使在渦輪溫度不高的情況下，也可以執(zhí)行水噴射。效率增益可以包括由于水的噴射和隨后的蒸發(fā)而作用在渦輪上的氣體體積增加所引起的渦輪速度的增加。通過這樣做，在實(shí)際上任何發(fā)動機(jī)工況期間不富化空氣-燃料比的情況下可以避免渦輪劣化，同時在至少一些條件期間增加渦輪效率。

在另一個示例中，一種用于車輛的方法包括基于發(fā)動機(jī)工況，通過水噴射系統(tǒng)的一個或多個水噴射器將儲存在水貯存器處的水噴射到發(fā)動機(jī)汽缸、排氣歧管和渦輪增壓器渦輪入口中的一個或多個中。該方法還包括響應(yīng)于第一條件，基于擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻劑系統(tǒng)和飲用水系統(tǒng)中的相應(yīng)水位而選擇性地將儲存在水貯存器處的水供應(yīng)到擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻劑系統(tǒng)和飲用水系統(tǒng)中的一個或多個；以及響應(yīng)于第二條件，不管擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻劑系統(tǒng)和飲用水系統(tǒng)中的相應(yīng)水位如何，阻擋將儲存在水貯存器處的水供應(yīng)到擋風(fēng)玻璃刮水器系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻劑系統(tǒng)和飲用水系統(tǒng)中的一個或多個。

以這種方式，水貯存器可以用于基于工況向一個或多個水噴射器供應(yīng)水，并且水貯存器也可以用于將水供應(yīng)到車輛的其他耗水裝置。為了確保在命令水噴射時水可用，從而防止可能浪費(fèi)燃料的不必要的富化，在某些條件期間，諸如當(dāng)水貯存器中的水位低時，可以阻止將水從貯存器供應(yīng)到其他耗水裝置。通過這樣做，可以在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的各個地方處使用水噴射來降低氣體溫度并增加發(fā)動機(jī)效率，并且水可以全部從單個貯存器供應(yīng)到輔助的耗水系統(tǒng)，從而簡化到耗水裝置的水供應(yīng)的包裝并且降低成本。

應(yīng)當(dāng)理解，上面的發(fā)明內(nèi)容被提供是為了以簡化的形式介紹在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的概念的選擇。并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由隨附的權(quán)利要求書唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開的任何部分提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說明