相關(guān)申請(qǐng)的交叉引證

本申請(qǐng)要求于2015年12月11日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0176908號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引證結(jié)合于此。

本公開涉及一種用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)和方法以及使用該引擎系統(tǒng)的方法。更特別地，本公開涉及一種用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)和方法，該用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)和方法可以排出在渦輪增壓器處由廢氣再循環(huán)(egr)氣體和新鮮空氣生成的冷凝水。

背景技術(shù)：

引擎將空氣和燃料混合并且通過(guò)燃燒混合氣體生成驅(qū)動(dòng)功率。

為了獲得需要的輸出功率和燃燒效率，必須將足夠的空氣供應(yīng)到引擎。為此，將渦輪增壓器用于增加燃燒效率并且將足夠的空氣供應(yīng)到引擎。

一般地，通過(guò)從引擎排出的廢氣的壓力使渦輪增壓器的渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪增壓器的壓縮機(jī)壓縮從外部流入的新鮮空氣，并且壓縮空氣被供應(yīng)到引擎的燃燒室。渦輪增壓器已經(jīng)應(yīng)用于很多柴油引擎，并且還已應(yīng)用于汽油引擎。

另外，包含在廢氣中的nox(一氧化二氮)可作為主要空氣污染物受到管制，并且已經(jīng)進(jìn)行了研究，以減少?gòu)U氣中的nox的量。

安裝在車輛中的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)減少車輛的有害廢氣。一般地，在富氧空氣混合物中，廢氣中的nox的量增加，并且空氣混合物燃燒充分或徹底。因而，由于廢氣的一部分(例如，5-20％)再循環(huán)到空氣混合物，所以廢氣再循環(huán)系統(tǒng)減少?gòu)U氣中的nox的量，以降低空氣混合物中的氧比，并且因此阻礙燃燒。

lp-egr(低壓egr)系統(tǒng)是一種類型的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)。lp-egr系統(tǒng)使經(jīng)過(guò)渦輪增壓器的渦輪的廢氣再循環(huán)到壓縮機(jī)的上游側(cè)的進(jìn)氣路徑。

然而，通過(guò)egr系統(tǒng)再循環(huán)的廢氣可具有高溫和高濕。因而，當(dāng)再循環(huán)廢氣和具有低溫的外部空氣混合時(shí)，可以生成冷凝水。由于包含在廢氣中的各種材料，所以冷凝水可以具有非常高的酸度。

如果冷凝水接觸正在以高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪，則可損壞壓縮機(jī)葉輪。另外，各種零件(即，壓縮機(jī)葉輪或壓縮機(jī)殼體等)可以由于冷凝水具有高酸度而受到腐蝕。如果冷凝水流入引擎的汽缸中，則引擎的燃燒可變得不穩(wěn)定。

在該背景技術(shù)部分中公開的上面的信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，并且因而，其可以包含不構(gòu)成在該國(guó)中對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開已致力于提供一種用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)和方法，該用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)和方法可以將由egr氣體和外部空氣生成的冷凝水排出到外部。

根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)可以包括：進(jìn)氣管線，新鮮空氣流入該進(jìn)氣管線中；引擎，包括用于通過(guò)燃燒燃料生成驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的多個(gè)汽缸；排氣管線，從汽缸排出的廢氣流入該排氣管線中；lp-egr，流過(guò)排氣管線的廢氣在lp-egr中被再供應(yīng)到汽缸；以及渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括渦輪、壓縮機(jī)和排氣管，通過(guò)從汽缸排出的廢氣使渦輪旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)通過(guò)與渦輪一起旋轉(zhuǎn)而用于壓縮外部空氣和egr氣體，排氣管用于將冷凝水排出到外部，由外部空氣生成的冷凝水流過(guò)進(jìn)氣管線，并且egr氣體通過(guò)lp-egr再循環(huán)。

壓縮機(jī)可包括壓縮機(jī)殼體以及設(shè)置在壓縮機(jī)殼體中的壓縮機(jī)葉輪，并且排氣路徑可形成于排氣管中，排氣管可形成于壓縮機(jī)殼體處，并且排氣路徑和壓縮機(jī)殼體的壓縮路徑可彼此連通。

排氣管可相對(duì)于壓縮路徑中的壓縮空氣的流動(dòng)形成在切線方向上。

引擎系統(tǒng)還可包括排氣閥，該排氣閥設(shè)置在排氣管處并且選擇性地排出冷凝水。

引擎系統(tǒng)還可以包括：驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器，用于檢測(cè)車輛的驅(qū)動(dòng)信息；以及控制器，用于根據(jù)由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信息來(lái)調(diào)節(jié)排氣閥的打開或關(guān)閉。

當(dāng)滿足冷凝水生成條件且渦輪增壓器的增壓壓力大于排氣管的壓力時(shí)，控制器可打開排氣閥。

冷凝水生成條件可根據(jù)外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr氣體量在控制器中儲(chǔ)存為映射數(shù)據(jù)(mapdata，地圖數(shù)據(jù))，并且控制器可通過(guò)將由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器檢測(cè)到的外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr氣體量與映射數(shù)據(jù)相比較來(lái)確定是否滿足冷凝水生成條件。

根據(jù)本公開的另一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的方法包括渦輪增壓器，該渦輪增壓器可包括渦輪和壓縮機(jī)、排氣管以及排氣閥，排氣管形成于壓縮機(jī)的壓縮機(jī)殼體處，排氣閥設(shè)置在排氣管處并且選擇性地將冷凝水排出到外部；所述方法可以包括由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器檢測(cè)車輛的驅(qū)動(dòng)信息；由控制器從驅(qū)動(dòng)信息確定是否滿足冷凝水生成條件；由控制器將壓縮機(jī)的增壓壓力與排氣管中的壓力相比較；以及由控制器調(diào)節(jié)排氣閥的打開和關(guān)閉。

驅(qū)動(dòng)信息可包括外部空氣溫度、egr氣體溫度、egr氣體量、由于壓縮機(jī)的增壓壓力以及排氣管中的壓力。

可將冷凝水生成條件根據(jù)外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr速率在控制器中儲(chǔ)存為映射數(shù)據(jù)，可由控制器通過(guò)將由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器檢測(cè)到的外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr氣體量與映射數(shù)據(jù)相比較來(lái)確定是否滿足冷凝水生成條件。

當(dāng)滿足冷凝水生成條件且增壓壓力大于排氣管中的壓力時(shí)，可由控制器打開排氣閥。

根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例，由于排氣管和排氣閥設(shè)置在增壓渦輪器的壓縮機(jī)處，所以可將由egr氣體和外部空氣生成的冷凝水排出到外部。

另外，由于冷凝水被排出到外部，所以可防止壓縮機(jī)葉輪的損壞和各種零件的腐蝕，并且獲得引擎的燃燒穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

提供附圖以用于參考描述本公開的示例性實(shí)施例，并且本公開的精神不應(yīng)該僅由附圖解釋。

圖1是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)的示意圖。

圖2是圖1的“a”的放大圖。

圖3是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體的透視圖。

圖4a和圖4b是示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的渦輪增壓器的壓縮機(jī)的截面圖。

圖5是用于解釋根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的冷凝水生成條件的圖表。

圖6是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中將參考附圖更充分地描述本公開，在附圖中示出了本公開的示例性實(shí)施例。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，可以各種不同的方式修改所描述的實(shí)施例，所有這些都將不偏離本公開的精神或范圍。

為了清楚地描述本公開，將省略與該描述無(wú)關(guān)的部分。在整個(gè)說(shuō)明書中，相同的附圖標(biāo)記可以指代相同的元件。

此外，為了更好的理解和易于描述，可以任意地示出附圖中所示的每個(gè)構(gòu)造的尺寸和厚度，但是本公開并不限于此。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，層、膜、板、區(qū)域等的厚度可以放大。

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)。

圖1是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)的示意圖。

如圖1中所示，根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的引擎系統(tǒng)(在下文中，被稱為“引擎系統(tǒng)”)可包括：進(jìn)氣管線10，新鮮空氣流入進(jìn)氣管線中；引擎20，包括通過(guò)燃燒燃料生成驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的多個(gè)汽缸21；排氣管線30，從汽缸21排出的廢氣流入排氣管線中；低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(lp-egr)50，用于將流過(guò)排氣管線30的廢氣再供應(yīng)到汽缸21；以及渦輪增壓器100，壓縮通過(guò)進(jìn)氣管線10流入的新鮮空氣(或外部空氣)和通過(guò)再循環(huán)管線40流入的再循環(huán)氣體(在下文中，將被稱為“egr氣體”)并且將壓縮空氣供應(yīng)到汽缸21。

凈化從汽缸21排出的廢氣的各種廢氣凈化裝置60可設(shè)置在排氣管線30處。廢氣凈化裝置60可包括lnt(稀燃nox捕集器)、doc(柴油機(jī)氧化催化劑)、和/或dpf(柴油機(jī)微粒過(guò)濾器)。

lp-egr50可以包括在排氣管線30處分支且在進(jìn)氣管線10處接合的再循環(huán)管線40、設(shè)置在再循環(huán)管線40處的egr冷卻器54以及設(shè)置在再循環(huán)管線40處的egr閥52。egr冷卻器54可冷卻通過(guò)再循環(huán)管線40再循環(huán)的egr氣體。由egr閥52調(diào)節(jié)再循環(huán)氣體量。

渦輪增壓器100可包括通過(guò)從汽缸21排出的廢氣旋轉(zhuǎn)的渦輪110以及通過(guò)與渦輪110一起旋轉(zhuǎn)而用于用渦輪給新鮮空氣和再循環(huán)氣體增壓的壓縮機(jī)120。

渦輪110可包括渦輪殼體140以及設(shè)置在渦輪殼體140中且通過(guò)從汽缸21排出的廢氣的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)的渦輪葉輪130。壓縮機(jī)120可包括壓縮機(jī)殼體140以及設(shè)置在壓縮機(jī)殼體140中且與渦輪葉輪一起旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪130。可通過(guò)壓縮機(jī)葉輪130的旋轉(zhuǎn)壓縮新鮮空氣和再循環(huán)氣體，并且壓縮氣體可供應(yīng)到汽缸21。

同時(shí)，如圖2中所示，當(dāng)高溫和高濕egr氣體與低溫外部空氣混合時(shí)，隨著包含在egr氣體中的水分冷凝，可生成冷凝水。

冷凝水可流入渦輪增壓器100的壓縮機(jī)殼體140中，并且當(dāng)冷凝水接觸壓縮機(jī)葉輪130時(shí)，可損壞壓縮機(jī)葉輪130。另外，冷凝水可具有高酸度，冷凝水可腐蝕各個(gè)零件，諸如壓縮機(jī)葉輪130和壓縮機(jī)殼體140。

為了解決上面的問(wèn)題，根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的引擎系統(tǒng)可使用形成于壓縮機(jī)殼體140處的排氣管150和排氣閥160排出由新鮮空氣和再循環(huán)氣體生成的冷凝水。

在下文中，將描述根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的引擎系統(tǒng)的排氣管150和排氣閥160。

圖3是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體的透視圖。圖4a和圖4b是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的渦輪增壓器的壓縮機(jī)的截面圖。

如圖3、圖4a和圖4b中所示，壓縮機(jī)葉輪130可安裝在壓縮機(jī)殼體140中。壓縮機(jī)葉輪130可通過(guò)與渦輪葉輪一起旋轉(zhuǎn)而壓縮新鮮空氣和再循環(huán)氣體。由壓縮機(jī)葉輪130壓縮的新鮮空氣和再循環(huán)氣體可流過(guò)形成于壓縮機(jī)殼體140中的壓縮路徑142。壓縮路徑142可形成為對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)葉輪130的旋轉(zhuǎn)的圓形。

排氣管150可形成于壓縮機(jī)殼體140處，并且形成于排氣管150中的排氣路徑152可與壓縮路徑142連通，或者可與壓縮路徑142流體連通。排氣管150的排氣路徑152可以形成于壓縮路徑142的切線方向(即，相對(duì)于壓縮路徑142中的壓縮空氣的流動(dòng)的切線方向)上。

排氣閥160可安裝在排氣管150處，并且可由排氣管150選擇性地排出冷凝水。可以由控制器80調(diào)節(jié)排氣閥160的打開和關(guān)閉，并且下面將出現(xiàn)對(duì)控制器80的詳細(xì)描述。

流過(guò)進(jìn)氣管線10的外部空氣和流過(guò)再循環(huán)管線40的egr氣體可流入壓縮機(jī)殼體140的壓縮路徑142中。如果具有低溫的新鮮空氣和具有高溫和高濕的再循環(huán)氣體混合，則包含在再循環(huán)氣體中的水分可冷凝為液體或水。冷凝水可流入壓縮機(jī)殼體140的壓縮路徑142中。

可通過(guò)壓縮機(jī)葉輪130的旋轉(zhuǎn)力壓縮流過(guò)壓縮機(jī)殼體140的壓縮路徑142的外部空氣和egr氣體，并且壓縮的外部空氣和egr氣體通過(guò)連接路徑144供應(yīng)到汽缸21。

然而，相對(duì)于新鮮空氣和再循環(huán)氣體的質(zhì)量，冷凝水的質(zhì)量是重的。因而，可通過(guò)由壓縮機(jī)葉輪130的旋轉(zhuǎn)生成的離心力使冷凝水移動(dòng)到壓縮路徑142的外部，并且當(dāng)排氣閥160打開時(shí)，通過(guò)排氣管150的排氣路徑152排出。這時(shí)，排氣路徑152可形成為壓縮路徑142的切線方向，并且冷凝水可以通過(guò)排氣管150順利地排出到外部。

根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的引擎系統(tǒng)還可包括：驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70，用于檢測(cè)車輛的驅(qū)動(dòng)信息；以及控制器80，用于根據(jù)由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信息來(lái)調(diào)節(jié)排氣閥160的打開和關(guān)閉。

由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信息可包括外部空氣溫度、egr氣體溫度、egr氣體量、由壓縮機(jī)120產(chǎn)生的增壓壓力以及排氣管150中的壓力。由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信息可傳輸?shù)娇刂破?0。

可通過(guò)由預(yù)先確定的程序激活的一個(gè)或多個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制器80，并且預(yù)先確定的程序可編程以執(zhí)行根據(jù)本公開的一實(shí)施例的用于排出冷凝水的方法的每個(gè)步驟。

當(dāng)滿足冷凝水生成條件且增壓壓力大于排氣管150的壓力時(shí)，控制器80可通過(guò)打開排氣閥160而排出冷凝水。

冷凝水生成條件可根據(jù)外部空氣溫度、egr氣體溫度和再循環(huán)氣體量以映射數(shù)據(jù)格式儲(chǔ)存在控制器80中。

參考圖5，將詳細(xì)地描述冷凝水生成條件。

圖5是用于解釋根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的冷凝水生成條件的圖表。在圖5中，水平軸表示egr速率(廢氣再循環(huán)速率)，并且垂直軸表示egr氣體溫度。圖5的圖表是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。egr速率意味著egr氣體量相對(duì)于外部空氣量。

圖5的每條邊界線示出了根據(jù)egr速率、egr氣體溫度和外部空氣溫度的冷凝水的生成條件。也就是說(shuō)，當(dāng)egr氣體溫度高于邊界線時(shí)，可以生成冷凝水。

例如，如果外部空氣溫度是10攝氏度并且egr速率是10％，則當(dāng)egr氣體溫度是230攝氏度時(shí)，生成冷凝水。如果外部空氣溫度是0攝氏度并且egr速率是10％，則當(dāng)egr氣體溫度是200攝氏度時(shí)，生成冷凝水。

根據(jù)圖5中所示的外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr速率的冷凝水生成條件可在控制器80中儲(chǔ)存為映射數(shù)據(jù)，控制器80可將由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70檢測(cè)到的外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr速率與映射數(shù)據(jù)相比較，并且確定是否滿足冷凝水生成條件。

當(dāng)增壓壓力大于排氣管150中的壓力時(shí)，控制器80可通過(guò)打開排氣閥160而排出冷凝水。由于當(dāng)增壓壓力小于排氣管150中的壓力時(shí)壓縮機(jī)殼體140中生成的冷凝水可未排出到外部，所以控制器80可通過(guò)關(guān)閉排氣閥160來(lái)防止壓縮機(jī)殼體140的內(nèi)部壓力的下降。

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的方法。

圖6是示出了根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例的用于排出冷凝水的方法的流程圖。

如圖6所示，在步驟s10，驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70可檢測(cè)車輛的驅(qū)動(dòng)信息，并且可將檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)信息傳輸?shù)娇刂破?0。驅(qū)動(dòng)信息可包括外部空氣溫度、egr氣體溫度、egr氣體量、由于壓縮機(jī)120的增壓壓力以及排氣管150中的壓力。

在步驟s20，控制器80可從驅(qū)動(dòng)信息確定是否滿足冷凝水生成條件。

控制器80可通過(guò)將根據(jù)外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr速率的映射數(shù)據(jù)與由驅(qū)動(dòng)信息檢測(cè)器70檢測(cè)到的外部空氣溫度、egr氣體溫度和egr速率相比較來(lái)確定是否滿足冷凝水生成條件。

在步驟s50，當(dāng)不滿足冷凝水生成條件時(shí)，控制器80可關(guān)閉排氣閥160。

在步驟s20，當(dāng)在步驟s30滿足冷凝水生成條件時(shí)，控制器80可確定由壓縮機(jī)120的增壓壓力是否大于排氣管150中的壓力。

當(dāng)增壓壓力大于排氣管150中的壓力時(shí)，在步驟s40，控制器80可通過(guò)打開排氣閥160而排出在壓縮機(jī)殼體140的壓縮路徑142中生成的冷凝水。

然而，當(dāng)增壓壓力小于排氣管150中的壓力時(shí)，在步驟s50，控制器80可關(guān)閉排氣閥160。

如上所述，根據(jù)本公開的一示例性實(shí)施例，由于由低溫外部空氣與高溫和高濕egr氣體生成的冷凝水被排出到外部，所以可防止壓縮機(jī)葉輪130的損壞。另外，可防止由可具有高酸度的冷凝水對(duì)各種零件的腐蝕。

雖然已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為是實(shí)際的示例性實(shí)施例描述了本公開，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開并不限于所公開的實(shí)施例，而是相反地，本公開旨在覆蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。