[发明专利]一种运行发动机的方法

说明书

技术领域

本申请涉及用于涡轮增压发动机系统中的排气再循环的控制系统。

背景技术

发动机系统可以利用一个或更多个涡轮增压器，来压缩进入发动机的环境进气从而提供增大的功率输出。涡轮增压发动机系统也可以构造成具有将至少一部分排气再循环到发动机进气的一个或更多个高压和/或低压排气再循环（EGR）系统。在利用两个并联运行的涡轮增压器的发动机系统中，每个涡轮增压器可以关联于单独的EGR系统。利用单独/不同的EGR系统使得占地面积（footprint）和安装空间必须足够大，以容纳用于两个EGR系统的部件。

就涡轮增压发动机中的典型低压EGR系统而言，当存在诸如低的环境空气温度和/或高湿度情况的某些环境情况时可能产生潜在问题。在这些情况下，当诸如充气空气和EGR空气冷却器的发动机部件的内表面比排气和/或排气/充气空气混合物的饱和温度（露点）更冷时，水蒸汽冷凝物会形成在这些表面上。在诸如猛烈加速的特定工况下，冷凝物可能例如从EGR空气冷却器移出并且可以行进到涡轮增压器压缩机中，从而潜在地损坏压缩机部件。冷凝物也可以继续到发动机的燃烧室内，从而导致诸如转矩或发动机转速损失、发动机不点火及燃料不完全燃烧的性能问题。

低压EGR系统也升高压缩机所经受的进气空气温度。如果不适当地控制，则压缩机出口温度可以升高到能够使压缩机部件退化的水平。低压EGR系统也可能成为压缩机的喘振（surge）情况的原因之一，在喘振情况下不稳定的且效率低的空气流情况能够降低压缩机性能并且潜在地损坏压缩机部件。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述问题以及解决它们的各种方案。

在一个例子中，上面的问题通过一种运行发动机的方法至少可以部分地解决，该发动机包括具有第一压缩机的第一涡轮增压器和具有第二压缩机的第二涡轮增压器。在一个实施例中，该方法包括在冷凝情况下增大该第一压缩机和第二压缩机之间的EGR差，并且在喘振情况下减小该第一压缩机和第二压缩机之间的EGR差。

例如，当存在冷凝情况时，例如当空气进气温度低于进气温度阈值时，可以通过减少到第二压缩机的排气流并且对应地增加到第一压缩机的排气流来增加第一压缩机和第二压缩机之间的EGR差。以这种方式，与进气空气结合的经加热排气的量被增加，因而升高了在压缩机进口的进气温度并且降低冷凝物聚集的可能性。

当存在喘振情况时，例如当估计的歧管压力超过压力阈值并且第一压缩机下游的估计的空气流低于空气流阈值时，可以通过增加到第二压缩机的排气流且对应地减少到第一压缩机的排气流来减少第一压缩机和第二压缩机之间的EGR差。以这种方式，与进气空气结合的排气的量被减少，因而减少到第一压缩机进口的空气流并且降低由于喘振情况引起的压缩机损坏的可能性。

在另一个例子中，当估计的压缩机出口温度超过与潜在损坏压缩机部件相关联的出口温度阈值时，可以通过增加到第二压缩机的排气流且对应地减少到第一压缩机的排气流来减少第一压缩机和第二压缩机之间的EGR差。以这种方式，与进气空气结合的经加热排气的量被减少，因而降低在第一压缩机进口处的空气进气温度并且对应地降低压缩机出口温度，并且降低由于高温引起的压缩机退化的可能性。

在另一个实施例中，提供一种运行包括流体地联接于交换阀（cross-over valve）的EGR交换回路(cross-over loop）的发动机的方法，包括如果歧管压力超过压力阈值并且空气流低于空气流阈值则打开该交换阀；并且如果歧管压力低于压力阈值并且空气流超过空气流阈值则关闭该交换阀。该方法还包括估计压缩机出口温度；并且如果该压缩机出口温度超过出口温度阈值，则通过打开该交换阀来增加通过该交换回路的排气流。该方法还包括仅当歧管压力超过压力阈值并且空气流低于空气流阈值时或压缩机出口温度超过出口温度阈值时，打开该交换阀。

在另一个实施例中，关闭该交换阀包括部分地关闭该交换阀以调节传输给EGR交换回路的排气的量。

在另一个实施例中，该EGR交换回路被流体地联接于EGR回路，该EGR回路在第一压缩机上游流体地联接于第一进气道，并且打开该交换阀包括通过该EGR交换回路将排气在第二压缩机上游传输给第二进气道。