[发明专利]发动机进气系统及其操作方法

说明书

本发明涉及发动机进气系统及其操作方法。发动机系统包括：具有进气管和排气管的内燃机；流体联接到进气管的流量控制模块；经由流量控制模块与进气管流体连通的压缩机；具有与排气管流体连通的排气流路并且具有氧化剂流路的换热器，压缩机的出口经由流量控制模块和换热器的氧化剂流路与进气管选择性流体连通；与进气管流体连通的第一温度传感器；和可操作地联接到流量控制模块和第一温度传感器的控制器，控制器被配置成至少部分基于来自第一温度传感器的信号在第一配置与第二配置之间致动流量控制模块。

技术领域

本文通常涉及内燃机，更具体地涉及用于内燃机的进气系统及其操作方法。

背景技术

往复式内燃(IC)机已知用于将存储在燃料供给中的化学能转换成机械轴功率。燃料-氧化剂混合物被容纳在由缸孔内平移的活塞所限定的可变容积的IC发动机中。燃料-氧化剂混合物在可变容积内燃烧以将来自混合物的化学能转换成热能。反过来，可变容积内的燃烧产物的膨胀对活塞做功，功可以被传递到IC发动机的输出轴。

已知进入发动机的氧化剂流的温度变化影响发动机的性能。例如，换热器可以用于冷却氧化剂流以增大发动机的功率、提高发动机的效率、或两者，特别是当发动机包括压缩机时提高可变容积的上游的氧化剂的压力。例如，这种进气换热器可能实现氧化剂流与环境空气流或发动机冷却液流之间的热连通。或者，流体(例如，液体水)可以注入到氧化剂流中以通过蒸发来冷却氧化剂流。

名称为“Exhaust Heat Recovery for Engine Heating and Exhaust Cooling”的美国专利No.8,091,359(’359专利)意图解决较大的排放和能量损失的问题，例如，由于在内燃机的冷启动期间流体的相对低的温度所造成的粘滞能量损失问题。’359专利描述经由气体-气体换热器加热进气，并且经由气体-液体换热器加热与进气一起流动通过发动机的流体，其中，气体-气体换热器与排气连通。

然而，当发动机运转而压缩机未增压时进气仅通过’359专利的气体-气体换热器吸入。因此，需要用于操作发动机进气系统的改进的发动机进气系统和方法以解决现有技术中的上述问题和/或其它问题。

发明内容

根据本文的一方面，发动机系统包括：具有进气管和排气管的内燃机；流体联接到进气管的流量控制模块；经由流量控制模块与进气管流体连通的压缩机；具有与排气管流体连通的排气流路并且具有氧化剂流路的换热器，压缩机的出口经由流量控制模块和换热器的氧化剂流路与进气管选择性流体连通；与进气管流体连通的第一温度传感器；以及可操作地联接到流量控制模块和第一温度传感器的控制器，控制器被配置成至少部分基于来自第一温度传感器的信号在第一配置与第二配置之间致动流量控制模块。流量控制模块的第一配置阻断换热器的氧化剂流路与压缩机的出口之间的流体连通，并且流量控制模块的第二配置实现换热器的氧化剂流路与压缩机的出口之间的流体连通。

根据本文的一方面，公开了操作发动机系统的方法。该发动机系统包括：具有进气管和排气管的内燃机，流体联接到进气管的流量控制模块，经由流量控制模块与进气管流体连通的压缩机，以及具有与排气管流体连通的排气流路并且具有氧化剂流路的换热器，压缩机的出口经由流量控制模块和换热器的氧化剂流路与进气管选择性流体连通。该方法包括以下步骤：至少部分基于氧化剂温度在第一配置与第二配置之间致动流量控制模块。流量控制模块的第一配置阻断换热器的氧化剂流路与压缩机的出口之间的流体连通，以及流量控制模块的第二配置实现换热器的氧化剂流路与压缩机的出口之间的流体连通。

附图说明

图1示出根据本文的一方面的机器的侧视图。

图2示出根据本文的一方面的IC发动机的示意图。

图3示出根据本文的一方面的IC发动机的示意图。

图4示出根据本文的一方面的IC发动机的示意图。