[发明专利]用于控制发动机进气温度的系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于控制发动机进气温度的系统和方法，并且更具体地，涉及一种用于控制在包括压缩机的发动机中的发动机进气温度的系统和方法。

背景技术

重型卡车和柴油-电力机车通常包括具有涡轮增压器和后冷却机的发动机，以提高燃料效率并且减少单氮氧化物(“NOx”)的排放量。涡轮增压器的压缩机提高了发动机进气压力和密度，这增加了可燃烧的燃料的量。然而，压缩机还升高了发动机进气温度，这降低了空气密度。为了抵消这种温度升高，后冷却机可用于降低离开压缩机的空气的温度。通过降低温度，后冷却机能够降低发动机制动燃料消耗率(“BSFC”)以及发动机NOx排放量(制动NOx排放，或“BSNOx”)。因此，期望尽实际可能最大程度地冷却发动机的空气。对于大多数实际应用，可使用环境空气来冷却发动机进气的后冷却机可以最好地被期望将发动机空气温度降低到高于环境空气温度的20-30°F。

然而，当这些车辆在低环境空气温度条件下运行时，后冷却机可能过度降低发动机进气温度，从而导致在后冷却机出口冷凝或结霜，这可导致诸如汽缸套、进气歧管以及阀门或端口的发动机部件过早劣化。当发动机进气变得过凉，可在空气-空气后冷却机的出口中或在此处发生水冷凝或甚至结霜。然而，如果在不引起冷凝或结霜的情况下不使发动机进气尽可能冷却，则可能无法实现BSFC和/或BSNOx的可能的改进。

对于内燃机冷凝控制的一个解决方案在美国专利No.6,681,171(“'171专利”)中进行说明。所述'171专利涉及一种用于减少或消除排气再循环(“EGR”)冷凝物的形成的方法，该方法监测当前的环境和操作条件以确定条件是否有利于EGR气体的冷凝，并相应地控制发动机，以通过升高进气歧管的温度来避免冷凝。进气歧管温度可通过重新导向EGR流的一些或全部以避开EGR冷却机而升高。增压空气的一些或全部可被重新导向以绕过增压空气冷却机和/或从涡轮增压器压缩机的出口重新导向到入口，从而导致进气歧管温度的相应升高。

尽管在所述'171专利中公开的系统和方法可减少或消除EGR气体的冷凝，所公开的系统和方法仍可能存在许多可能的缺点。例如，由所述'171专利提供的解决方案受限于并入EGR的发动机。另外，所述'171专利的系统和方法不会将发动机进气温度保持在接近露点温度，以最大化通过后冷却机实现的可能的BSFC和/或BSNOx的改进。此外，在所述'171专利中提出的解决方案不存在调节后冷却机的操作以减少冷凝或结霜的方法。

目前所公开的系统和方法可减轻或克服一个或多个上述缺点和/或本领域中的其他问题。

发明内容

本发明涉及一种用于控制发动机进气温度的系统。该系统可包括配置为增加在发动机进气口处的空气的压力的压缩机、和配置为降低发动机进气温度的至少一个后冷却机。该系统还可包括配置为提供指示环境空气温度的信号的温度传感器、和配置为提供指示环境空气压力的信号的压力传感器。该系统可包括配置为接收指示环境空气温度和环境空气压力的信号并且基于指示环境空气温度和环境空气压力的信号确定期望的发动机进气温度的控制器。该控制器可配置为基于期望的发动机进气温度控制至少一个后冷却机的操作。

根据另一方面，本发明涉及一种用于控制发动机进气温度的方法。该方法可包括从传感器接收指示环境空气压力和环境温度中的至少一个的信号并且基于从传感器接收到的该信号确定期望的发动机进气温度。该方法还可以包括基于期望的发动机进气温度控制发动机进气温度。

在又一方面，本发明涉及一种机车。该机车可包括多个车轮和配置为将电力供应多个车轮的至少一个牵引马达。该机车还可包括配置为将电力供应至少一个牵引马达的发动机。该机车还可包括用于控制发动机进气温度的系统。该系统可包括配置为增加在发动机进气口的空气的压力的压缩机、和配置为降低发动机进气温度的至少一个后冷却机。该系统还可以包括配置为提供指示环境空气温度的信号的温度传感器、和配置为提供指示环境空气压力的信号的压力传感器。该系统可以包括配置为接收指示环境空气温度和环境空气压力的信号并且基于指示环境空气温度和环境空气压力的信号确定期望的发动机进气温度的控制器。该控制器可配置为基于期望的发动机进气温度控制至少一个后冷却机的操作。

附图说明

图1示出机车的示例性实施例的透视图。

图2是用于控制发动机进气温度的系统的框图。

图3是描绘用于控制发动机进气温度的方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式