[发明专利]用于从排气提取用于水喷射的水的系统和方法

说明书

本申请提供用于使排气流过第二冷却器并且从离开第二冷却器的冷却的排气中的冷凝物提取用于水喷射的冷凝物的方法和系统，所述第二冷却器被布置在第一冷却器的下游并且在排气再循环通道中的进气装置的上游。在一个示例中，一种方法包括基于被存储在水喷射系统的水存储箱处的水量和发动机工况调整流过第二冷却器的排气的量。另外，该方法包括响应于发动机工况而选择性地使来自第二冷却器的排气流至压缩机上游或下游的位置。

技术领域

本发明总体涉及用于发动机的排气再循环系统和水喷射系统的方法和系统。

背景技术

内燃发动机可以包括将来自存储箱的水喷射到发动机汽缸上游的多个位置(包括进气歧管)或直接喷射到发动机汽缸内的水喷射系统。将水喷射到发动机进气内可以增加燃料经济性和发动机性能，以及减少发动机排放。当水被喷射到发动机进气装置或汽缸内时，热从进气和/或发动机部件被转移到水。这种热转移导致蒸发，这导致冷却。将水喷射到(例如，进气歧管中的)进气内降低进气温度和发动机汽缸处的燃烧温度两者。通过对进气充气进行冷却，可以在不加浓燃烧空燃比的情况下降低爆震倾向。这也可以允许较高的压缩比、提前的点火正时以及降低的排气温度。因此，燃料效率得以增加。此外，较大的体积效率可能导致增加的扭矩。此外，利用水喷射来降低燃烧温度可以减少NOx，同时较高效的燃料混合物可以减少一氧化碳和碳氢化合物排放。如上面提到的，水可以被存储在车辆中以在要求时提供用于喷射的水。然而，为了满足发动机的水喷射要求，车辆需要具有足够的水供应。在一个示例中，水喷射的水存储箱可以由车辆操作者手动地再加注(refilled)。然而，在一些情况下，用于再加注箱的水可能不容易得到，并且必须再加注箱对于操作者来说可能是不期望的。

再加注水存储箱的其他方法包括从车辆车载的其他车辆系统收集水(或冷凝物)，诸如从在排气再循环(EGR)系统中流动的排气收集水。尽管相对于其他车辆系统，排气具有高百分比的夹带的水蒸气，但是可能需要额外的冷却器和分离器以从排气有效地提取水。例如，Piper和Windsor在US 9,145,850中示出的方法包括从EGR系统中的与第一冷却器成一直线(in line)地布置的第二EGR系统冷却器和分离器提取水。然而，发明人已经认识到使用这种方法的潜在问题。特别地，引导来自发动机汽缸的所有排气流通过第一冷却器和第二冷却器两者可以导致超过水存储箱的能力和/或超过要求的水喷射量的冷凝物的积聚。另外，来自第二冷却器的排气流可以比进气通道所期望的更冷，并且导致低压EGR系统中的压缩机处的冷凝物形成。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括从流过第二冷却器的排气提取冷凝物，所述第二冷却器在第一冷却器的下游被布置在被设置在发动机的排气装置与进气装置之间的通道中，并且存储提取的冷凝物；在进气歧管处喷射提取的冷凝物；以及基于存储的提取的冷凝物的量调整流过第二冷却器的排气的量和通过第二冷却器的冷却剂流的量中的一个或多个。以此方式，排气流可以响应于存储的冷凝物的量而被引导通过第二冷却器，由此降低过度加注(overfilling)存储有提取的冷凝物的水存储箱的可能性。此外，当水提取不需要用于再加注水存储箱时，排气流反而可以被仅引导通过第一冷却器，由此增加发动机效率并且降低进入进气装置的排气的温度。此外，在一个示例中，使排气流过第二冷却器可以包括基于第一工况而选择性地将来自第二冷却器的排气流引导到压缩机上游的进气装置和压缩机下游的进气装置中的每一个。例如，排气可以基于一个或多个发动机工况和离开第二冷却器的排气的温度而被引导到压缩机的上游或下游。因此，压缩机劣化可以被减少，并且期望的排气的温度可以被提供给发动机。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了用于包括低压排气再循环(EGR)系统的发动机系统的水收集系统的第一实施例的示意图。