具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(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)動機系統(tǒng)，能夠在節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動機的增壓區(qū)域中同樣實現(xiàn)活塞漏氣量的收集。在所述發(fā)動機系統(tǒng)中，在進氣管道的中途設置有節(jié)氣門，在節(jié)氣門的進氣方向上游側(cè)設置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動機本體上，在進氣管道的位于節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的第一位置處設置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到發(fā)動機的氣缸罩上。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壓腔室連接。在負壓腔室中形成有負壓管路，該負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)動機主體的部位處設置有電磁閥。
【專利說明】
具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，特別地涉及具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]已知在發(fā)動機工作時，燃燒室的高壓可燃混合氣和燃燒氣體或多或少會經(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有燃燒的燃油氣、水蒸氣和廢氣等，因此，活塞漏氣量會稀釋機油，降低機油的使用性能，加速機油的氧化、變質(zhì)。同時，水氣會凝結在機油中而形成油泥，進而阻塞油路。另外，廢氣中的酸性氣體也會混入潤滑系統(tǒng)，導致發(fā)動機零部件的腐蝕，并加速磨損。此外，活塞漏氣量還會使曲軸箱的壓力過高而破壞曲軸箱的密封， 使機油滲漏流失。因而，在發(fā)動機系統(tǒng)中必須對活塞漏氣量進行收集。
[0004]在現(xiàn)有技術中，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)由收集管被引導到進氣管道(節(jié)氣門的下游)，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)動機的經(jīng)濟性。
[0005]更具體來說，如圖1所示，在位于節(jié)氣門ETB的進氣方向上游側(cè)的位置處，設置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動機本體E的氣缸罩CH上。利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進入氣缸罩CH，并通過設于氣缸缸壁的管道進入曲軸箱與活塞漏氣量混合。另一方面，在節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的位置處，設置有收集管 CP，該收集管CP的另一端同樣連接到發(fā)動機主體E的氣缸罩CH上，這樣，利用節(jié)氣門ETB 的負壓作用，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)由機械閥PCV、收集管 CP抽吸到進氣管道中，并與進氣管道中的新鮮空氣一起進入氣缸二次燃燒。
[0006]但是，在上述現(xiàn)有技術中，存在如下問題:
[0007](1)如果在節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的壓力P1大于曲軸箱的內(nèi)壓P2時，曲軸箱內(nèi)的活塞漏氣量無法經(jīng)由收集管CP被抽吸到進氣管道IP中，從而使現(xiàn)有技術的活塞漏氣量的收集方式失效。更具體來說，在自然吸氣發(fā)動機的情況下，由于節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的壓力P1基本處于負壓的狀態(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)動機中，如果經(jīng)過渦輪增壓后的空氣的壓力大于大氣壓，則節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的壓力P1也處于正壓，另外，在P1多P2的情況下，活塞漏氣量便無法被抽吸至進氣管道IP中。如果發(fā)動機長時間處于高增壓區(qū)域(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高的區(qū)域)，則活塞漏氣量會一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機油，進而降低機油的使用性能。
[0008](2)機械閥PCV的開閉和流量大小完全取決于施加在機械閥兩端的曲軸箱與進氣管道間的壓差，由于發(fā)動機工況不斷變化，進氣管壓力也不斷變化，因此，機械閥PCV的開度及流經(jīng)機械閥PCV的活塞漏氣量也不斷變化。車輛行駛時，發(fā)動機工況不斷變化，特別是急加速、急減速時，機械閥PCV兩端的壓力差變化很大，這樣通過機械閥PCV的活塞漏氣量可能過大或過小。同時機械閥PCV可能會因為活塞漏氣量的臟污導致卡死，嚴重影響發(fā)動機性能。另外，發(fā)動機怠速階段，節(jié)氣門開度很小，進氣量很少，P1處的真空度(負壓)最大，繼而機械閥PCV的開度是最大的，導致流經(jīng)機械閥PCV進入氣缸燃燒的活塞漏氣量很多，這樣燃燒狀態(tài)就會惡化，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械閥PCV。
[0009]因而，如何能夠在自然吸氣發(fā)動機和渦輪增壓發(fā)動機兩者中均能實現(xiàn)活塞漏氣量的收集便成為亟待解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明為解決上述技術問題而作，其目的在于提供一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其不僅能夠在節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的壓力處于負壓的自然吸氣發(fā)動機及渦輪增壓發(fā)動機的非增壓區(qū)域中實現(xiàn)活塞漏氣量的收集，而且能夠在節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的壓力大于曲軸箱的內(nèi)壓的渦輪增壓發(fā)動機的增壓區(qū)域中同樣實現(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)動機系統(tǒng)，包括空氣管道、渦輪增壓器、進氣管道以及發(fā)動機本體，在上述進氣管道的中途設置有節(jié)氣門，在上述節(jié)氣門的進氣方向上游側(cè)設置有通氣管，該通氣管的另一端連接到發(fā)動機本體的氣缸罩上，在上述進氣管道的位于上述節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的第一位置處設置有第一收集管，該第一收集管的另一端連接到上述發(fā)動機的氣缸罩上，在上述第一收集管的中途設置有第一開閉裝置，其特征是，在上述第一收集管的、比上述第一開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壓腔室連接，在上述第二收集管的中途設置有一個或多個第二開閉裝置，在上述負壓腔室中形成有負壓管路，該負壓管路的另一端連接到上述空氣管道的中途，在上述負壓管路的靠上述空氣管道一側(cè)的位置上設置有第三開閉裝置，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)動機主體的氣缸罩的部位處設置有電磁閥。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在上述進氣管道的、比上述第一收集管的分岔點更靠上述進氣方向上游側(cè)設置有第一壓力檢測單元，該第一壓力檢測單元用于對上述進氣管道中的進氣壓力進行檢測。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在上述發(fā)動機本體的曲軸箱內(nèi)部設置有第二壓力檢測單元，該第二壓力檢測單元用于對曲軸箱內(nèi)的壓力進行檢測。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在上述進氣管道中的進氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時，進入增壓區(qū)域，關閉上述第三開閉裝置，打開第一開閉裝置、上述第二開閉裝置，在上述進氣管道中的進氣壓力小于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時，進入非增壓區(qū)域，打開上述第三開閉裝置，關閉上述第一開閉裝置、上述第二開閉裝置。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在上述進氣管道的、比上述第一位置更靠上述節(jié)氣門的進氣方向下游側(cè)的第二位置處設置有高壓噴嘴管道，在該高壓噴嘴管道的中途設置有第四開閉裝置，并且在上述高壓噴嘴管道的前端設置有噴射裝置，該噴射裝置伸入到上述負壓腔室中，在上述空氣管道的、比與上述負壓管路匯流的匯流點更靠上述進氣方向下游側(cè)的位置處，設置有第三壓力檢測單元，該第三壓力檢測單元用于對上述空氣管道中的空氣壓力進行檢測。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，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，判斷為負壓不足，并將上述第四開閉裝置打開，使噴射裝置動作，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，判斷為負壓充足，并將上述第四開閉裝置關閉，上述噴射裝置不動作。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在上述負壓管路的中途形成有活塞漏氣量檢測單元，該活塞漏氣量檢測單元用于對流過上述負壓管路的活塞漏氣量進行檢測。
[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)動機系統(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)動機系統(tǒng)的基礎上，其特征是，在活塞漏氣量比重率 s大于等于13%時，使上述電磁閥打開極小的開度、或是全關，在活塞漏氣量比重率S小于13%時，根據(jù)根據(jù)發(fā)動機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比來調(diào)節(jié)上述電磁閥的開度。
[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)動機系統(tǒng)，由于能在上述進氣管道中的進氣壓力大于等于上述曲軸箱內(nèi)的壓力時，利用負壓管路及負壓腔室中的很大的負壓，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)由第二收集管進入負壓腔室，接著經(jīng)由負壓管路進入空氣管道，再次在渦輪增壓器中增壓進氣，從而即便在渦輪增壓發(fā)動機的增壓區(qū)域中，也能同樣地實現(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)動機系統(tǒng)，當負壓腔室的負壓不足時，也可以利用噴射裝置向負壓管路進行高壓噴射，來進一步增加負壓腔室的負壓。
[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)動機系統(tǒng)，由于電磁閥的動作開度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來確定的，在理論上，活塞漏氣量比重率 S超過13%會影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進而影響駕駛舒適性和安全性，因此，通過使用電磁閥代替機械閥，并且對電磁閥進行控制，從而能夠提升駕駛舒適性和安全性。【附圖說明】
[0022]圖1是表示現(xiàn)有技術的發(fā)動機系統(tǒng)的圖。
[0023]圖2是表不本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)在非增壓區(qū)域時的動作的說明圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)在增壓區(qū)域時的動作的說明圖。
[0026]圖5是表示在本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)中的電磁閥的動作的說明圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)在增壓區(qū)域(渦輪工作)時的各壓力關系及控制方式。
[0028]圖7是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的活塞漏氣量收集效果的圖。
[0029]圖8是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的控制流程圖?！揪唧w實施方式】
[0030]以下，參照圖2?圖4,對本發(fā)明實施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)10進行說明。圖2是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10的圖，圖3是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10在非增壓區(qū)域時的動作的說明圖，圖4是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10在增壓區(qū)域時的動作的說明圖。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明實施方式的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)10包括空氣管道AP、渦輪增壓器TUR、空氣進入管AIP、中冷器100、進氣管道IP、發(fā)動機本體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)渦輪的進氣口與空氣管道AP連接，出氣口與空氣進入管 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)由空氣進入管AIP進入上述中冷器100。進入中冷器后的空氣進入發(fā)動機本體E，在發(fā)動機本體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進入渦輪增壓器TUR的尾氣側(cè)渦輪的進氣口，然后從出氣口經(jīng)由連接管 P進入催化器200。在催化器200中通過三元催化劑進行催化后的尾氣經(jīng)由尾氣管WAP排出到大氣中。
[0033]在進氣管道IP的中途設置有節(jié)氣門ETB，在節(jié)氣門ETB的進氣方向上游側(cè)設置有通氣管P，該通氣管P的另一端連接到發(fā)動機主體E的氣缸罩CH上。在進氣管道IP的位于節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的第一位置處設置有第一收集管CP1，該第一收集管CP1的另一端同樣連接到發(fā)動機主體E的氣缸罩CH上。在進氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的第二位置處設置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP 的中途設置有開閉閥a(相當于本發(fā)明的“第四開閉裝置”)，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設置有高壓噴嘴b (相當于本發(fā)明的“噴射裝置”)。上述高壓噴嘴b伸入到負壓腔室 c中。
[0034]另外，在負壓腔室c中形成有負壓管路d，該負壓管路d的另一端連接到空氣管道 AP的中途。在上述負壓管路d的中途形成有活塞漏氣流量傳感器e (相當于本發(fā)明的“活塞漏氣量檢測單元”)，該活塞漏氣流量傳感器e用于對流過負壓管路d的活塞漏氣量進行檢測。在比該活塞漏氣流量傳感器e更靠空氣管道AP —側(cè)的負壓管路d上設置有開閉閥 f (相當于本發(fā)明的“第三開閉裝置”)。
[0035]在第一收集管CP1的中途設置有開閉閥g(相當于本發(fā)明的“第一開閉裝置”)，在第一收集管CP1的、比上述開閉閥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)的位置處設置有開閉閥h(相當于本發(fā)明的“第二開閉裝置”)，在上述第二收集管CP2的靠上述負壓腔室c 一側(cè)的位置處設置有開閉閥i (相當于本發(fā)明的“第二開閉裝置”)。
[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)動機主體E的氣缸罩CH的部位處設置有電磁閥EV，該電磁閥EV能夠在全工況下根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)開度，以使發(fā)動機在性能和漏氣量之間達到有效平衡。
[0037]在上述進氣管道IP的、比上述第一收集管CP1的分岔點更靠進氣方向上游側(cè)設置有第一壓力傳感器j (相當于本發(fā)明的“第一壓力檢測單元”)，該第一壓力傳感器j用于對進氣管道IP中的進氣壓力P1進行檢測。在上述發(fā)動機本體E的曲軸箱內(nèi)部設置有曲軸箱壓力傳感器k(相當于本發(fā)明的“第二壓力檢測單元”)，該曲軸箱壓力傳感器k用于對曲軸箱內(nèi)的壓力P2進行檢測。另外，在上述空氣管道AP的、比與負壓管路d匯流的匯流點更靠進氣方向下游側(cè)的位置處，設置有壓力傳感器m(相當于本發(fā)明的“第三壓力檢測單元”)， 該壓力傳感器m用于對空氣管道AP中的空氣壓力(負壓)P3進行檢測。
[0038]如圖3所示，在發(fā)動機系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域(進氣管道IP中的進氣壓力P1小于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時)時，由于渦輪增壓器TUR基本不動作，負壓腔室c中沒有負壓吸力或負壓非常小，因此，控制成關閉開閉閥a、f、h、i，打開開閉閥g。這時，與現(xiàn)有技術的活塞漏氣量的收集方式同樣地，利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進入氣缸罩CH，并通過設于氣缸缸壁的管道進入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖3中用實線箭頭表示新鮮空氣)，同時利用節(jié)氣門ETB的負壓作用，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抽吸到進氣管道中，并與進氣管道中的新鮮空氣一起進入氣缸二次燃燒(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)動機怠速時，為了怠速時最重要的性能指標、即轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，較為理想的是，使電磁閥EV打開極小的開度，或是全關，以避免因燃燒不完全、失火等導致轉(zhuǎn)速波動過大，影響駕駛舒適性。在發(fā)動機系統(tǒng)10處于非增壓區(qū)域的怠速之外的其它工況時，可合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度。
[0040]如圖4所示，在發(fā)動機系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域(進氣管道IP中的進氣壓力P1大于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時)時，由于渦輪增壓器TUR動作，會在空氣管道AP會形成很大的負壓吸力，因此，控制成打開開閉閥f、h、i，關閉開閉閥g。此時，負壓管路d及負壓腔室c 也具有很大的負壓吸力。此時，利用節(jié)氣門ETB前的正壓作用，使新鮮空氣經(jīng)由通氣管P進入氣缸罩CH，并通過設于氣缸缸壁的管道進入曲軸箱與活塞漏氣量混合(在圖4中用實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壓管路 d及負壓腔室c中的很大的負壓吸力的作用下經(jīng)由第二收集管CP2進入負壓腔室c，接著經(jīng)由負壓管路d進入空氣管道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中增壓進氣。
[0041]另外，當負壓腔室c的負壓不足時，也可以利用高壓噴嘴b向負壓管路d進行高壓噴射，來進一步增加負壓腔室c的負壓，此時，將開閉閥a打開。
[0042]當進氣管道IP中的進氣壓力P1小于等于曲軸箱內(nèi)的壓力P2時，關閉開閉閥a、 f、h、i，打開開閉閥g。
[0043]此外，在發(fā)動機系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時，可根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度，以使發(fā)動機在性能和漏氣量之間達到有效平衡。
[0044]下面，參照圖5,對本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10中的電磁閥EV的動作進行說明。
[0045]進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)測得，活塞漏氣量QB 由活塞漏氣流量傳感器e測得。另外，活塞漏氣量比重率S =QBAQA+QB);
[0046]上述電磁閥EV的動作開度是根據(jù)活塞漏氣量比重率S來確定的。在理論上，活塞漏氣量比重率S超過13%會影響到燃燒狀態(tài)，容易出現(xiàn)失火、燃燒不完全等現(xiàn)象，進而影響駕駛舒適性和安全性。
[0047]在發(fā)動機怠速階段，由于新鮮空氣量QA很少，活塞漏氣量QB較大，導致比重率5 很大，因此，在怠速階段，使電磁閥EV打開極小的開度，或是全關。
[0048]換言之，電磁閥EV的動作如圖5所示，在S < 13%時，逐步增大電磁閥EV的開度， 在S >13%時，將電磁閥EV控制為全關。由于在非怠速工況下，S —般不會大于13%， 因此，電磁閥EV通常保持打開狀態(tài)。
[0049]下面，參照圖6,對本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10在增壓區(qū)域(渦輪工作)時的各壓力關系及控制方式進行說明。
[0050]在發(fā)動機系統(tǒng)10處于增壓區(qū)域時，E⑶通過占空比輸出控制廢氣旁通閥開閉程度，進而控制渦輪轉(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。當處于增壓區(qū)域時渦輪轉(zhuǎn)速越快，進氣管道IP 中的進氣壓力P1的正壓越大，空氣管道AP中的空氣壓力P3的負壓也越大。
[0051]渦輪增壓的含義是使進氣管道IP中的進氣壓力P1大于大氣壓，因此，當渦輪工作時且P1多P2時，利用負壓腔室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進入負壓腔室c，接著經(jīng)由負壓管路d進入空氣管道AP，再次在渦輪增壓器TUR中增壓進氣， 當渦輪工作時且PI < P2時，使活塞漏氣量和新鮮空氣的混合氣經(jīng)由第一收集管CP1抽吸到進氣管道IP中，并與進氣管道IP中的新鮮空氣一起進入氣缸二次燃燒。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)域以及渦輪工作時且PI < P2的區(qū)域。
[0052]圖7是表示本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10的活塞漏氣量收集效果的圖，其中， 圖7(a)是表示現(xiàn)有技術的發(fā)動機系統(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)動機系統(tǒng)中的活塞漏氣量與轉(zhuǎn)速的圖。
[0053]如圖7(a)所示，在現(xiàn)有技術中，當負荷為120以上時(此時，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時且PI > P2)，收集到的活塞漏氣量很少，活塞漏氣量會一直殘留在曲軸箱內(nèi)，稀釋機油，進而降低機油的使用性能。
[0054]如圖7(b)所示，在本發(fā)明中，當負荷為120以上時(此時，處于增壓區(qū)域，渦輪工作時且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油而造成發(fā)動機系統(tǒng)的損傷。
[0055]下面，參照圖8,對本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的流程控制進行說明。
[0056]如圖8所示，當車輛啟動時，首先對開閉閥進行初始化，使開閉閥a、f、h、i關閉， 并使開閉閥j打開(步驟S100)。
[0057]接著，車輛進入怠速，并對活塞漏氣比重率S進行評估(步驟S200)。
[0058]然后，對活塞漏氣比重率S是否大于13%進行判斷(步驟S300)，若S < 13%(在步驟S300中判斷為“否”)，則使電磁閥EV全開(步驟S310)，若S > 13% (在步驟 S300中判斷為“是”)，則關閉電磁閥EV (步驟S320)。
[0059]車輛開始行駛后(非怠速工況)，根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣量、燃燒狀態(tài)、空燃比等合理調(diào)節(jié)電磁閥EV的開度(步驟S400)。
[0060]接著，對進氣管道IP中的進氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進行判斷(步驟 S500)〇
[0061]若進氣管道IP中的進氣壓力P1多曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“是”)， 則表示發(fā)動機系統(tǒng)10進入增壓區(qū)域(步驟S510)，若進氣管道IP中的進氣壓力P1 <曲軸箱內(nèi)的壓力P2 (步驟S500中判斷為“否”)，則表示發(fā)動機系統(tǒng)10進入非增壓區(qū)域(步驟5520)〇
[0062]在發(fā)動機系統(tǒng)10進入增壓區(qū)域后，關閉開閉閥g，并打開開閉閥f、1、h(步驟 S511)〇
[0063]接著對負壓腔室c中的負壓是否足夠進行判斷、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，將開閉閥a打開，并使高壓噴嘴b動作(步驟S513)，然后進行車輛停機判斷(步驟S600)。
[0065]在P2 — P3 < 6kPa (步驟S512中判斷為“是”)的情況下，將開閉閥a關閉，而使高壓噴嘴b不動作(步驟S514)，然后進行車輛停機判斷(步驟S600)。
[0066]在發(fā)動機系統(tǒng)10進入非增壓區(qū)域后，關閉開閉閥a、f、h、i，并打開開閉閥j (步驟5521)，然后進行車輛停機判斷(步驟S600)。
[0067]在判斷為車輛沒有停機(步驟S600中判斷為“否”)時，返回步驟S500,繼續(xù)對進氣管道IP中的進氣壓力P1與曲軸箱內(nèi)的壓力P2的大小進行判斷。在判斷為車輛停機(步驟S600中判斷為“是”)時，結束整個流程。
[0068]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明的具體實現(xiàn)并不受上述實施方式的限制。熟悉本領域的技術人員易于想到其它的優(yōu)點和修改。因此，在其更寬泛的方面上來說，本發(fā)明不局限于這里所示和所描述的具體細節(jié)和代表性實施例。因此，可以在不脫離如所附權利要求書及其等價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)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10中，對在上述第二收集管CP2的中途設置有多個開閉閥h、i的情況進行了說明，但本發(fā)明不局限于此，也可以僅在上述第二收集管上設置一個開閉閥。
[0070]例如，在本發(fā)明實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)10中，對在進氣管道IP的、比上述第一位置更靠節(jié)氣門ETB的進氣方向下游側(cè)的第二位置處設置有高壓噴嘴管道HP，在該高壓噴嘴管道HP的中途設置有開閉閥a，并且在該高壓噴嘴管道HP的前端設置有高壓噴嘴b的情況進行了說明，但本發(fā)明不局限于此，即便不設置高壓噴嘴管道和高壓噴嘴，也能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【主權項】
1.一種具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，包括空氣管道(AP)、渦輪增壓器 (TUR)、進氣管道(IP)以及發(fā)動機本體(E)，在所述進氣管道(IP)的中途設置有節(jié)氣門 (ETB)，在所述節(jié)氣門(ETB)的進氣方向上游側(cè)設置有通氣管(P)，該通氣管(P)的另一端連 接到發(fā)動機本體(E)的氣缸罩(CH)上，在所述進氣管道(IP)的位于所述節(jié)氣門(ETB)的 進氣方向下游側(cè)的第一位置處設置有第一收集管(CP1)，該第一收集管(CP1)的另一端連 接到所述發(fā)動機(E)的氣缸罩(CH)上，在所述第一收集管(CP1)的中途設置有第一開閉裝 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)的另一端與負壓腔室(c)連接，在所述 第二收集管(CP2)的中途設置有一個或多個第二開閉裝置(h、i)，在所述負壓腔室(c)中形成有負壓管路(d)，該負壓管路(d)的另一端連接到所述空氣 管道(AP)的中途，在所述負壓管路⑷的靠所述空氣管道(AP) —側(cè)的位置上設置有第三 開閉裝置(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)動機主體 (E)的氣缸罩(CH)的部位處設置有電磁閥(EV)。2.如權利要求1所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述進氣管道(IP)的、比所述第一收集管(CP1)的分岔點更靠所述進氣方向上游側(cè) 設置有第一壓力檢測單元(j)，該第一壓力檢測單元(j)用于對所述進氣管道(IP)中的進 氣壓力(P1)進行檢測。3.如權利要求2所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述發(fā)動機本體(E)的曲軸箱內(nèi)部設置有第二壓力檢測單元(k)，該第二壓力檢測 單元(k)用于對曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)進行檢測。4.如權利要求3所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述進氣管道(IP)中的進氣壓力(P1)大于等于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時，進入 增壓區(qū)域，關閉所述第三開閉裝置(f)，打開第一開閉裝置(g)、所述第二開閉裝置(h、i)，在所述進氣管道(IP)中的進氣壓力(P1)小于所述曲軸箱內(nèi)的壓力(P2)時，進入非 增壓區(qū)域，打開所述第三開閉裝置(f)，關閉所述第一開閉裝置(g)、所述第二開閉裝置(h、 i) 〇5.如權利要求4所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述進氣管道(IP)的、比所述第一位置更靠所述節(jié)氣門(ETB)的進氣方向下游側(cè)的 第二位置處設置有高壓噴嘴管道(HP)，在該高壓噴嘴管道(HP)的中途設置有第四開閉裝 置(a)，并且在所述高壓噴嘴管道(HP)的前端設置有噴射裝置(b)，該噴射裝置(b)伸入到 所述負壓腔室(c)中，在所述空氣管道(AP)的、比與所述負壓管路(d)匯流的匯流點更靠所述進氣方向下游 側(cè)的位置處，設置有第三壓力檢測單元(m)，該第三壓力檢測單元(m)用于對所述空氣管道 (AP)中的空氣壓力(P3)進行檢測。6.如權利要求5所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(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，判斷為負壓不足，并將所述第四開閉裝置(a)打開，使噴射裝置(b)動作，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，判斷為負壓充足，并將所述第四開閉裝置(a)關閉，所述噴射裝置(b)不動 作。7.如權利要求6所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述負壓管路(d)的中途形成有活塞漏氣量檢測單元(e)，該活塞漏氣量檢測單元 (e)用于對流過所述負壓管路(d)的活塞漏氣量進行檢測。8.如權利要求7所述的具有活塞漏氣量收集功能的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在活塞漏氣量比重率S大于等于13%時，使所述電磁閥(EV)打開極小的開度、或是全關，在活塞漏氣量比重率S小于13%時，根據(jù)根據(jù)發(fā)動機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、進氣量、燃燒狀態(tài)、 空燃比來調(diào)節(jié)所述電磁閥(EV)的開度。
【文檔編號】F01M13/02GK106032764SQ201510108725
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月12日
【發(fā)明人】丁青松
【申請人】日立汽車系統(tǒng)(蘇州）有限公司