具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，能夠在節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中同樣實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。在所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，在進(jìn)氣管道的中途設(shè)置有節(jié)氣門(mén)，在節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，在進(jìn)氣管道的位于節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸罩上。另外，在第一收集管上分岔形成有第二收集管，該第二收集管的另一端與負(fù)壓腔室連接。在負(fù)壓腔室中形成有負(fù)壓管路，該負(fù)壓管路的另一端連接到空氣管道，在第一收集管的、比第二收集管的分岔處更靠發(fā)動(dòng)機(jī)主體的部位處設(shè)置有電磁閥。
【專利說(shuō)明】
具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別地涉及具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]已知在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃燒室的高壓可燃混合氣和燃燒氣體或多或少會(huì)經(jīng)由活塞組與氣缸間的間隙漏入曲軸箱內(nèi)，形成所謂的活塞漏氣量。
[0003]由于活塞漏氣量的成分主要是沒(méi)有燃燒的燃油氣、水蒸氣和廢氣等，因此，活塞漏氣量會(huì)稀釋機(jī)油，降低機(jī)油的使用性能，加速機(jī)油的氧化、變質(zhì)。同時(shí)，水氣會(huì)凝結(jié)在機(jī)油中而形成油泥，進(jìn)而阻塞油路。另外，廢氣中的酸性氣體也會(huì)混入潤(rùn)滑系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的腐蝕，并加速磨損。此外，活塞漏氣量還會(huì)使曲軸箱的壓力過(guò)高而破壞曲軸箱的密封， 使機(jī)油滲漏流失。因而，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中必須對(duì)活塞漏氣量進(jìn)行收集。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，提出如下活塞漏氣量的收集方式，將曲軸箱內(nèi)的活塞漏氣量經(jīng)由收集管被引導(dǎo)到進(jìn)氣管道(節(jié)氣門(mén)的下游)，然后返回氣缸重新燃燒，這樣既可以減少排氣污染，又可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
[0005]更具體來(lái)說(shuō)，如圖1所示，在位于節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向上游側(cè)的位置處，設(shè)置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的氣缸罩CH上。利用節(jié)氣門(mén)ETB前的正壓作用，新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過(guò)設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合。另一方面，在節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有收集管 CP，該收集管CP的另一端同樣連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上，這樣，利用節(jié)氣門(mén)ETB 的負(fù)壓作用，將在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由機(jī)械閥PCV、收集管 CP抽吸到進(jìn)氣管道中，并與進(jìn)氣管道中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒。
[0006]但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下問(wèn)題:
[0007](1)如果在節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1大于曲軸箱的內(nèi)壓P2時(shí)，曲軸箱內(nèi)的活塞漏氣量無(wú)法經(jīng)由收集管CP被抽吸到進(jìn)氣管道IP中，從而使現(xiàn)有技術(shù)的活塞漏氣量的收集方式失效。更具體來(lái)說(shuō)，在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，由于節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1基本處于負(fù)壓的狀態(tài)(PI < P2)，因此，不存在活塞漏氣量的收集方式失效的情形，但是，在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，如果經(jīng)過(guò)渦輪增壓后的空氣的壓力大于大氣壓，則節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力P1也處于正壓，另外，在P1多P2的情況下，活塞漏氣量便無(wú)法被抽吸至進(jìn)氣管道IP中。如果發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高增壓區(qū)域(即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的區(qū)域)，則活塞漏氣量會(huì)一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機(jī)油，進(jìn)而降低機(jī)油的使用性能。
[0008](2)機(jī)械閥PCV的開(kāi)閉和流量大小完全取決于施加在機(jī)械閥兩端的曲軸箱與進(jìn)氣管道間的壓差，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷變化，進(jìn)氣管壓力也不斷變化，因此，機(jī)械閥PCV的開(kāi)度及流經(jīng)機(jī)械閥PCV的活塞漏氣量也不斷變化。車輛行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷變化，特別是急加速、急減速時(shí)，機(jī)械閥PCV兩端的壓力差變化很大，這樣通過(guò)機(jī)械閥PCV的活塞漏氣量可能過(guò)大或過(guò)小。同時(shí)機(jī)械閥PCV可能會(huì)因?yàn)榛钊饬康呐K污導(dǎo)致卡死，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速階段，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小，進(jìn)氣量很少，P1處的真空度(負(fù)壓)最大，繼而機(jī)械閥PCV的開(kāi)度是最大的，導(dǎo)致流經(jīng)機(jī)械閥PCV進(jìn)入氣缸燃燒的活塞漏氣量很多，這樣燃燒狀態(tài)就會(huì)惡化，反而容易出現(xiàn)燃燒不完全甚至失火現(xiàn)象，影響怠速安定性。因此，有必要使用可靠性更高的電磁閥取代機(jī)械閥PCV。
[0009]因而，如何能夠在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)兩者中均能實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集便成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而作，其目的在于提供一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其不僅能夠在節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力處于負(fù)壓的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的非增壓區(qū)域中實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集，而且能夠在節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中同樣實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。[〇〇11] 本發(fā)明的第一方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣管道、渦輪增壓器、進(jìn)氣管道以及發(fā)動(dòng)機(jī)本體，在上述進(jìn)氣管道的中途設(shè)置有節(jié)氣門(mén)，在上述節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體的氣缸罩上，在上述進(jìn)氣管道的位于上述節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到上述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸罩上，在上述第一收集管的中途設(shè)置有第一開(kāi)閉裝置，其特征是，在上述第一收集管的、比上述第一開(kāi)閉裝置更靠上述氣缸罩的位置處分岔形成有第二收集管，該第二收集管的另一端與負(fù)壓腔室連接，在上述第二收集管的中途設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)第二開(kāi)閉裝置，在上述負(fù)壓腔室中形成有負(fù)壓管路，該負(fù)壓管路的另一端連接到上述空氣管道的中途，在上述負(fù)壓管路的靠上述空氣管道一側(cè)的位置上設(shè)置有第三開(kāi)閉裝置，在上述第一收集管的、比上述第二收集管的分岔處更靠上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的氣缸罩的部位處設(shè)置有電磁閥。
[0012]本發(fā)明的第二方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第一方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道的、比上述第一收集管的分岔點(diǎn)更靠上述進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有第一壓力檢測(cè)單元，該第一壓力檢測(cè)單元用于對(duì)上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0013]本發(fā)明的第三方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第二方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)本體的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有第二壓力檢測(cè)單元，該第二壓力檢測(cè)單元用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0014]本發(fā)明的第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第三方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，進(jìn)入增壓區(qū)域，關(guān)閉上述第三開(kāi)閉裝置，打開(kāi)第一開(kāi)閉裝置、上述第二開(kāi)閉裝置，在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力小于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，進(jìn)入非增壓區(qū)域，打開(kāi)上述第三開(kāi)閉裝置，關(guān)閉上述第一開(kāi)閉裝置、上述第二開(kāi)閉裝置。
[0015]本發(fā)明的第五方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述進(jìn)氣管道的、比上述第一位置更靠上述節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道，在該高壓噴嘴管道的中途設(shè)置有第四開(kāi)閉裝置，并且在上述高壓噴嘴管道的前端設(shè)置有噴射裝置，該噴射裝置伸入到上述負(fù)壓腔室中，在上述空氣管道的、比與上述負(fù)壓管路匯流的匯流點(diǎn)更靠上述進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有第三壓力檢測(cè)單元，該第三壓力檢測(cè)單元用于對(duì)上述空氣管道中的空氣壓力進(jìn)行檢測(cè)。
[0016]本發(fā)明的第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第五方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述曲軸箱內(nèi)的壓力與上述空氣管道中的空氣壓力的壓力差小于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓不足，并將上述第四開(kāi)閉裝置打開(kāi)，使噴射裝置動(dòng)作，在上述曲軸箱內(nèi)的壓力與上述空氣管道中的空氣壓力的壓力差大于等于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓充足，并將上述第四開(kāi)閉裝置關(guān)閉，上述噴射裝置不動(dòng)作。
[0017]本發(fā)明的第七方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在上述負(fù)壓管路的中途形成有活塞漏氣量檢測(cè)單元，該活塞漏氣量檢測(cè)單元用于對(duì)流過(guò)上述負(fù)壓管路的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。
[0018]本發(fā)明的第八方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是在本發(fā)明的第七方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其特征是，在活塞漏氣量比重率 s大于等于13%時(shí)，使上述電磁閥打開(kāi)極小的開(kāi)度、或是全關(guān)，在活塞漏氣量比重率S小于13%時(shí)，根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比來(lái)調(diào)節(jié)上述電磁閥的開(kāi)度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第四方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由于能在上述進(jìn)氣管道中的進(jìn)氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時(shí)，利用負(fù)壓管路及負(fù)壓腔室中的很大的負(fù)壓，使在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第二收集管進(jìn)入負(fù)壓腔室，接著經(jīng)由負(fù)壓管路進(jìn)入空氣管道，再次在渦輪增壓器中增壓進(jìn)氣，從而即便在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓區(qū)域中，也能同樣地實(shí)現(xiàn)活塞漏氣量的收集。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第五方面、第六方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)壓腔室的負(fù)壓不足時(shí)，也可以利用噴射裝置向負(fù)壓管路進(jìn)行高壓噴射，來(lái)進(jìn)一步增加負(fù)壓腔室的負(fù)壓。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第七方面、第八方面的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由于電磁閥的動(dòng)作開(kāi)度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來(lái)確定的，在理論上，活塞漏氣量比重率 S超過(guò)13%會(huì)影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進(jìn)而影響駕駛舒適性和安全性，因此，通過(guò)使用電磁閥代替機(jī)械閥，并且對(duì)電磁閥進(jìn)行控制，從而能夠提升駕駛舒適性和安全性。【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的圖。
[0023]圖2是表不本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在非增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0026]圖5是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的電磁閥的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在增壓區(qū)域(渦輪工作)時(shí)的各壓力關(guān)系及控制方式。
[0028]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的活塞漏氣量收集效果的圖。
[0029]圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]以下，參照?qǐng)D2?圖4,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的圖，圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在非增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說(shuō)明圖，圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在增壓區(qū)域時(shí)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括空氣管道AP、渦輪增壓器TUR、空氣進(jìn)入管AIP、中冷器100、進(jìn)氣管道IP、發(fā)動(dòng)機(jī)本體E、燃燒空氣排出管A0P、催化器200、尾氣管WAP。
[0032]渦輪增壓器TUR的空氣側(cè)渦輪的進(jìn)氣口與空氣管道AP連接，出氣口與空氣進(jìn)入管 AIP的一端連接。外部空氣從車體外部經(jīng)由空氣管道AP進(jìn)入渦輪增壓器TUR的空氣側(cè)渦輪，并從該空氣側(cè)渦輪的出氣口經(jīng)由空氣進(jìn)入管AIP進(jìn)入上述中冷器100。進(jìn)入中冷器后的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)本體E，在發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒后產(chǎn)生的燃燒空氣經(jīng)由燃燒空氣排出管A0P進(jìn)入渦輪增壓器TUR的尾氣側(cè)渦輪的進(jìn)氣口，然后從出氣口經(jīng)由連接管 P進(jìn)入催化器200。在催化器200中通過(guò)三元催化劑進(jìn)行催化后的尾氣經(jīng)由尾氣管WAP排出到大氣中。
[0033]在進(jìn)氣管道IP的中途設(shè)置有節(jié)氣門(mén)ETB，在節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上。在進(jìn)氣管道IP的位于節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管CP1，該第一收集管CP1的另一端同樣連接到發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH上。在進(jìn)氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP 的中途設(shè)置有開(kāi)閉閥a(相當(dāng)于本發(fā)明的“第四開(kāi)閉裝置”)，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設(shè)置有高壓噴嘴b (相當(dāng)于本發(fā)明的“噴射裝置”)。上述高壓噴嘴b伸入到負(fù)壓腔室 c中。
[0034]另外，在負(fù)壓腔室c中形成有負(fù)壓管路d，該負(fù)壓管路d的另一端連接到空氣管道 AP的中途。在上述負(fù)壓管路d的中途形成有活塞漏氣流量傳感器e (相當(dāng)于本發(fā)明的“活塞漏氣量檢測(cè)單元”)，該活塞漏氣流量傳感器e用于對(duì)流過(guò)負(fù)壓管路d的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。在比該活塞漏氣流量傳感器e更靠空氣管道AP —側(cè)的負(fù)壓管路d上設(shè)置有開(kāi)閉閥 f (相當(dāng)于本發(fā)明的“第三開(kāi)閉裝置”)。
[0035]在第一收集管CP1的中途設(shè)置有開(kāi)閉閥g(相當(dāng)于本發(fā)明的“第一開(kāi)閉裝置”)，在第一收集管CP1的、比上述開(kāi)閉閥g更靠氣缸罩CH的位置處分岔形成有第二收集管CP2， 該第二收集管CP2的另一端與負(fù)壓腔室c連接。在上述第二收集管CP2的靠上述第一收集管CP1 —側(cè)的位置處設(shè)置有開(kāi)閉閥h(相當(dāng)于本發(fā)明的“第二開(kāi)閉裝置”)，在上述第二收集管CP2的靠上述負(fù)壓腔室c 一側(cè)的位置處設(shè)置有開(kāi)閉閥i (相當(dāng)于本發(fā)明的“第二開(kāi)閉裝置”)。
[0036]在上述第一收集管CP1的末端、S卩比上述第二收集管CP2的分岔處更靠發(fā)動(dòng)機(jī)主體E的氣缸罩CH的部位處設(shè)置有電磁閥EV，該電磁閥EV能夠在全工況下根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)開(kāi)度，以使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和漏氣量之間達(dá)到有效平衡。
[0037]在上述進(jìn)氣管道IP的、比上述第一收集管CP1的分岔點(diǎn)更靠進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有第一壓力傳感器j (相當(dāng)于本發(fā)明的“第一壓力檢測(cè)單元”)，該第一壓力傳感器j用于對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1進(jìn)行檢測(cè)。在上述發(fā)動(dòng)機(jī)本體E的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有曲軸箱壓力傳感器k(相當(dāng)于本發(fā)明的“第二壓力檢測(cè)單元”)，該曲軸箱壓力傳感器k用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力P2進(jìn)行檢測(cè)。另外，在上述空氣管道AP的、比與負(fù)壓管路d匯流的匯流點(diǎn)更靠進(jìn)氣方向下游側(cè)的位置處，設(shè)置有壓力傳感器m(相當(dāng)于本發(fā)明的“第三壓力檢測(cè)單元”)， 該壓力傳感器m用于對(duì)空氣管道AP中的空氣壓力(負(fù)壓)P3進(jìn)行檢測(cè)。
[0038]如圖3所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域(進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1小于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí))時(shí)，由于渦輪增壓器TUR基本不動(dòng)作，負(fù)壓腔室c中沒(méi)有負(fù)壓吸力或負(fù)壓非常小，因此，控制成關(guān)閉開(kāi)閉閥a、f、h、i，打開(kāi)開(kāi)閉閥g。這時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)的活塞漏氣量的收集方式同樣地，利用節(jié)氣門(mén)ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過(guò)設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖3中用實(shí)線箭頭表示新鮮空氣)，同時(shí)利用節(jié)氣門(mén)ETB的負(fù)壓作用，將在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由電磁閥EV、第一收集管CP1抽吸到進(jìn)氣管道中，并與進(jìn)氣管道中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒(在圖3中用虛線箭頭表示新鮮空氣與活塞漏氣量的混合氣)。
[0039]另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，為了怠速時(shí)最重要的性能指標(biāo)、即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，較為理想的是，使電磁閥EV打開(kāi)極小的開(kāi)度，或是全關(guān)，以避免因燃燒不完全、失火等導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動(dòng)過(guò)大，影響駕駛舒適性。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域的怠速之外的其它工況時(shí)，可合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開(kāi)度。
[0040]如圖4所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域(進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1大于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí))時(shí)，由于渦輪增壓器TUR動(dòng)作，會(huì)在空氣管道AP會(huì)形成很大的負(fù)壓吸力，因此，控制成打開(kāi)開(kāi)閉閥f、h、i，關(guān)閉開(kāi)閉閥g。此時(shí)，負(fù)壓管路d及負(fù)壓腔室c 也具有很大的負(fù)壓吸力。此時(shí)，利用節(jié)氣門(mén)ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進(jìn)入氣缸罩CH，并通過(guò)設(shè)于氣缸缸壁的管道進(jìn)入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖4中用實(shí)線箭頭表示新鮮空氣)，接著，在曲軸箱內(nèi)混合的活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣在負(fù)壓管路 d及負(fù)壓腔室c中的很大的負(fù)壓吸力的作用下經(jīng)由第二收集管CP2進(jìn)入負(fù)壓腔室c，接著經(jīng)由負(fù)壓管路d進(jìn)入空氣管道AP(在圖4中用虛線箭頭表示新鮮空氣與活塞漏氣量的混合氣)，再次在渦輪增壓器TUR中增壓進(jìn)氣。
[0041]另外，當(dāng)負(fù)壓腔室c的負(fù)壓不足時(shí)，也可以利用高壓噴嘴b向負(fù)壓管路d進(jìn)行高壓噴射，來(lái)進(jìn)一步增加負(fù)壓腔室c的負(fù)壓，此時(shí)，將開(kāi)閉閥a打開(kāi)。
[0042]當(dāng)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1小于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時(shí)，關(guān)閉開(kāi)閉閥a、 f、h、i，打開(kāi)開(kāi)閉閥g。
[0043]此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時(shí)，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開(kāi)度，以使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和漏氣量之間達(dá)到有效平衡。
[0044]下面，參照?qǐng)D5,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的電磁閥EV的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0045]進(jìn)入氣缸參與燃燒的空氣量Q由流經(jīng)空濾處的新鮮空氣量QA和活塞漏氣量QB組成、即Q = QA+QB，其中，新鮮空氣量QA由空氣流量傳感器(未圖示)測(cè)得，活塞漏氣量QB 由活塞漏氣流量傳感器e測(cè)得。另外，活塞漏氣量比重率S =QBAQA+QB);
[0046]上述電磁閥EV的動(dòng)作開(kāi)度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來(lái)確定的。在理論上，活塞漏氣量比重率S超過(guò)13%會(huì)影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進(jìn)而影響駕駛舒適性和安全性。
[0047]在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速階段，由于新鮮空氣量QA很少，活塞漏氣量QB較大，導(dǎo)致比重率5 很大，因此，在怠速階段，使電磁閥EV打開(kāi)極小的開(kāi)度，或是全關(guān)。
[0048]換言之，電磁閥EV的動(dòng)作如圖5所示，在S < 13%時(shí)，逐步增大電磁閥EV的開(kāi)度， 在S >13%時(shí)，將電磁閥EV控制為全關(guān)。由于在非怠速工況下，S —般不會(huì)大于13%， 因此，電磁閥EV通常保持打開(kāi)狀態(tài)。
[0049]下面，參照?qǐng)D6,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10在增壓區(qū)域(渦輪工作)時(shí)的各壓力關(guān)系及控制方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時(shí)，E⑶通過(guò)占空比輸出控制廢氣旁通閥開(kāi)閉程度，進(jìn)而控制渦輪轉(zhuǎn)速。如圖6所示，曲軸箱內(nèi)的壓力P2基本處于恒定值，為稍大于大氣壓 (lOlkPa)，其大致在102kPa?104kPa之間。當(dāng)處于增壓區(qū)域時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速越快，進(jìn)氣管道IP 中的進(jìn)氣壓力P1的正壓越大，空氣管道AP中的空氣壓力P3的負(fù)壓也越大。
[0051]渦輪增壓的含義是使進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1大于大氣壓，因此，當(dāng)渦輪工作時(shí)且P1多P2時(shí)，利用負(fù)壓腔室c使活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第二收集管CP2進(jìn)入負(fù)壓腔室c，接著經(jīng)由負(fù)壓管路d進(jìn)入空氣管道AP，再次在渦輪增壓器TUR中增壓進(jìn)氣， 當(dāng)渦輪工作時(shí)且PI < P2時(shí)，使活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第一收集管CP1抽吸到進(jìn)氣管道IP中，并與進(jìn)氣管道IP中的新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸二次燃燒。因此，在本發(fā)明中，增壓區(qū)域指的是渦輪工作時(shí)且P1多P2的區(qū)域，非增壓區(qū)域指的是渦輪不工作的區(qū)域以及渦輪工作時(shí)且PI < P2的區(qū)域。
[0052]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的活塞漏氣量收集效果的圖，其中， 圖7(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的活塞漏氣量與轉(zhuǎn)速的圖，圖7(b)是表示本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的活塞漏氣量與轉(zhuǎn)速的圖。
[0053]如圖7(a)所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)負(fù)荷為120以上時(shí)(此時(shí)，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時(shí)且PI > P2)，收集到的活塞漏氣量很少，活塞漏氣量會(huì)一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機(jī)油，進(jìn)而降低機(jī)油的使用性能。
[0054]如圖7(b)所示，在本發(fā)明中，當(dāng)負(fù)荷為120以上時(shí)(此時(shí)，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時(shí)且PI > P2)，收集到的活塞漏氣量較多，從而能夠避免因活塞漏氣量稀釋機(jī)油而造成發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的損傷。
[0055]下面，參照?qǐng)D8,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的流程控制進(jìn)行說(shuō)明。
[0056]如圖8所示，當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，首先對(duì)開(kāi)閉閥進(jìn)行初始化，使開(kāi)閉閥a、f、h、i關(guān)閉， 并使開(kāi)閉閥j打開(kāi)(步驟S100)。
[0057]接著，車輛進(jìn)入怠速，并對(duì)活塞漏氣比重率S進(jìn)行評(píng)估(步驟S200)。
[0058]然后，對(duì)活塞漏氣比重率S是否大于13%進(jìn)行判斷(步驟S300)，若S < 13%(在步驟S300中判斷為“否”)，則使電磁閥EV全開(kāi)(步驟S310)，若S > 13% (在步驟 S300中判斷為“是”)，則關(guān)閉電磁閥EV (步驟S320)。
[0059]車輛開(kāi)始行駛后(非怠速工況)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開(kāi)度(步驟S400)。
[0060]接著，對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進(jìn)行判斷(步驟 S500)〇
[0061]若進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1多曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“是”)， 則表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入增壓區(qū)域(步驟S510)，若進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1 <曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“否”)，則表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入非增壓區(qū)域(步驟5520)〇
[0062]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入增壓區(qū)域后，關(guān)閉開(kāi)閉閥g，并打開(kāi)開(kāi)閉閥f、1、h(步驟 S511)〇
[0063]接著對(duì)負(fù)壓腔室c中的負(fù)壓是否足夠進(jìn)行判斷、即判斷P2 — P3的差是否小于 6kPa (步驟 S512)。
[0064]在P2 — P3彡6kPa (步驟S512中判斷為“否”)的情況下，將開(kāi)閉閥a打開(kāi)，并使高壓噴嘴b動(dòng)作(步驟S513)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0065]在P2 — P3 < 6kPa (步驟S512中判斷為“是”)的情況下，將開(kāi)閉閥a關(guān)閉，而使高壓噴嘴b不動(dòng)作(步驟S514)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0066]在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10進(jìn)入非增壓區(qū)域后，關(guān)閉開(kāi)閉閥a、f、h、i，并打開(kāi)開(kāi)閉閥j (步驟5521)，然后進(jìn)行車輛停機(jī)判斷(步驟S600)。
[0067]在判斷為車輛沒(méi)有停機(jī)(步驟S600中判斷為“否”)時(shí)，返回步驟S500,繼續(xù)對(duì)進(jìn)氣管道IP中的進(jìn)氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進(jìn)行判斷。在判斷為車輛停機(jī)(步驟S600中判斷為“是”)時(shí)，結(jié)束整個(gè)流程。
[0068]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)并不受上述實(shí)施方式的限制。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于想到其它的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，在其更寬泛的方面上來(lái)說(shuō)，本發(fā)明不局限于這里所示和所描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，可以在不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物所限定的本總體發(fā)明概念的精神或范圍的前提下作出各種修改。
[0069]例如，在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，對(duì)在上述第二收集管CP2的中途設(shè)置有多個(gè)開(kāi)閉閥h、i的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于此，也可以僅在上述第二收集管上設(shè)置一個(gè)開(kāi)閉閥。
[0070]例如，在本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，對(duì)在進(jìn)氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門(mén)ETB的進(jìn)氣方向下游側(cè)的第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP的中途設(shè)置有開(kāi)閉閥a，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設(shè)置有高壓噴嘴b的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于此，即便不設(shè)置高壓噴嘴管道和高壓噴嘴，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣管道(AP)、渦輪增壓器 (TUR)、進(jìn)氣管道(IP)以及發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)，在所述進(jìn)氣管道(IP)的中途設(shè)置有節(jié)氣門(mén) (ETB)，在所述節(jié)氣門(mén)(ETB)的進(jìn)氣方向上游側(cè)設(shè)置有通氣管(P)，該通氣管(P)的另一端連 接到發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)的氣缸罩(CH)上，在所述進(jìn)氣管道(IP)的位于所述節(jié)氣門(mén)(ETB)的 進(jìn)氣方向下游側(cè)的第一位置處設(shè)置有第一收集管(CP1)，該第一收集管(CP1)的另一端連 接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的氣缸罩(CH)上，在所述第一收集管(CP1)的中途設(shè)置有第一開(kāi)閉裝 置(g)，其特征在于，在所述第一收集管(CP1)的、比所述第一開(kāi)閉裝置(g)更靠所述氣缸罩(CH)的位置處 分岔形成有第二收集管(CP2)，該第二收集管(CP2)的另一端與負(fù)壓腔室(c)連接，在所述 第二收集管(CP2)的中途設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)第二開(kāi)閉裝置(h、i)，在所述負(fù)壓腔室(c)中形成有負(fù)壓管路(d)，該負(fù)壓管路(d)的另一端連接到所述空氣 管道(AP)的中途，在所述負(fù)壓管路⑷的靠所述空氣管道(AP) —側(cè)的位置上設(shè)置有第三 開(kāi)閉裝置(f)，在所述第一收集管(CP1)的、比所述第二收集管(CP2)的分岔處更靠所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體 (E)的氣缸罩(CH)的部位處設(shè)置有電磁閥(EV)。2.如權(quán)利要求1所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)的、比所述第一收集管(CP1)的分岔點(diǎn)更靠所述進(jìn)氣方向上游側(cè) 設(shè)置有第一壓力檢測(cè)單元(j)，該第一壓力檢測(cè)單元(j)用于對(duì)所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn) 氣壓力(P1)進(jìn)行檢測(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(E)的曲軸箱內(nèi)部設(shè)置有第二壓力檢測(cè)單元(k)，該第二壓力檢測(cè) 單元(k)用于對(duì)曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)進(jìn)行檢測(cè)。4.如權(quán)利要求3所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn)氣壓力(P1)大于等于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時(shí)，進(jìn)入 增壓區(qū)域，關(guān)閉所述第三開(kāi)閉裝置(f)，打開(kāi)第一開(kāi)閉裝置(g)、所述第二開(kāi)閉裝置(h、i)，在所述進(jìn)氣管道(IP)中的進(jìn)氣壓力(P1)小于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時(shí)，進(jìn)入非 增壓區(qū)域，打開(kāi)所述第三開(kāi)閉裝置(f)，關(guān)閉所述第一開(kāi)閉裝置(g)、所述第二開(kāi)閉裝置(h、 i) 〇5.如權(quán)利要求4所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述進(jìn)氣管道(IP)的、比所述第一位置更靠所述節(jié)氣門(mén)(ETB)的進(jìn)氣方向下游側(cè)的 第二位置處設(shè)置有高壓噴嘴管道(HP)，在該高壓噴嘴管道(HP)的中途設(shè)置有第四開(kāi)閉裝 置(a)，并且在所述高壓噴嘴管道(HP)的前端設(shè)置有噴射裝置(b)，該噴射裝置(b)伸入到 所述負(fù)壓腔室(c)中，在所述空氣管道(AP)的、比與所述負(fù)壓管路(d)匯流的匯流點(diǎn)更靠所述進(jìn)氣方向下游 側(cè)的位置處，設(shè)置有第三壓力檢測(cè)單元(m)，該第三壓力檢測(cè)單元(m)用于對(duì)所述空氣管道 (AP)中的空氣壓力(P3)進(jìn)行檢測(cè)。6.如權(quán)利要求5所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)與所述空氣管道(AP)中的空氣壓力(P3)的壓力差小于 規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓不足，并將所述第四開(kāi)閉裝置(a)打開(kāi)，使噴射裝置(b)動(dòng)作，在所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)與所述空氣管道(AP)中的空氣壓力(P3)的壓力差大于 等于規(guī)定值時(shí)，判斷為負(fù)壓充足，并將所述第四開(kāi)閉裝置(a)關(guān)閉，所述噴射裝置(b)不動(dòng) 作。7.如權(quán)利要求6所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在所述負(fù)壓管路(d)的中途形成有活塞漏氣量檢測(cè)單元(e)，該活塞漏氣量檢測(cè)單元 (e)用于對(duì)流過(guò)所述負(fù)壓管路(d)的活塞漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。8.如權(quán)利要求7所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在活塞漏氣量比重率S大于等于13%時(shí)，使所述電磁閥(EV)打開(kāi)極小的開(kāi)度、或是全關(guān)，在活塞漏氣量比重率S小于13%時(shí)，根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、燃燒狀態(tài)、 空燃比來(lái)調(diào)節(jié)所述電磁閥(EV)的開(kāi)度。
【文檔編號(hào)】F01M13/02GK106032764SQ201510108725
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日
【發(fā)明人】丁青松
【申請(qǐng)人】日立汽車系統(tǒng)(蘇州）有限公司