主动空气路径旁路系统(发明专利)

专利号:CN201510970118.1

申请人:福特环球技术公司

  • 公开号:CN105715359A
  • 申请日期:20151222
  • 公开日期:20160629
专利名称: 主动空气路径旁路系统
专利名称(英文): Active air path bypass system
专利号: CN201510970118.1 申请时间: 20151222
公开号: CN105715359A 公开时间: 20160629
申请人: 福特环球技术公司
申请地址: 美国密歇根州
发明人: C·D·威克斯
分类号: F02B29/04; F02B37/16 主分类号: F02B29/04
代理机构: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 赵蓉民; 孙娜燕
摘要: 本发明涉及主动空气路径旁路系统。提供用于调节通过集成在进气组件中的增压空气冷却器的空气流的方法和系统。在一个示例中,发动机进气组件包括具有集成增压空气冷却器(CAC)的气室、定位在第一CAC集管周界附近的第一集管密封件和定位在所述气室的旁路通道中的第一可旋转可移动密封件。第一可移动密封件经由滑动接触与所述第一集管密封件接口,并且调整第一可移动密封件的位置可以改变通过旁路通道的空气流的量。
摘要(英文): Methods and systems are provided for regulating airflow through a charge air cooler integrated in an intake assembly. In one example, an engine intake assembly comprises a plenum having an integrated charge air cooler (CAC), a first header seal positioned around a circumference of a first CAC header, and a first rotatably movable seal positioned in a bypass passage of the plenum. The first movable seal interfaces via sliding contact with the first header seal and adjusting a position of the first movable seal may vary the amount of airflow through the bypass passage.
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一种发动机进气组件,其包括:具有集成增压空气冷却器即集成CAC的气室;定位在第一CAC集管周界附近的第一集管密封件;和定位在被限定在CAC主体的侧面和所述气室的侧面之间的旁路通道中的第一可旋转可移动密封件,其经由滑动接触与所述第一集管密封件接口,所述第一可移动密封件改变通过所述旁路通道的空气流。

1.一种发动机进气组件,其包括: 具有集成增压空气冷却器即集成CAC的气室; 定位在第一CAC集管周界附近的第一集管密封件;和 定位在被限定在CAC主体的侧面和所述气室的侧面之间的旁路通道 中的第一可旋转可移动密封件,其经由滑动接触与所述第一集管密封件 接口,所述第一可移动密封件改变通过所述旁路通道的空气流。

2.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述第一可移动密封件在 其中流过所述气室的增压空气流过所述旁路通道且至少部分绕开所述 CAC的第一位置和其中流过所述气室的增压空气流过所述CAC且不流 过所述旁路通道的第二位置之间是可调整的。

3.根据权利要求2所述的进气组件,其中在所述第一位置和第二位 置二者中,所述第一可移动密封件保持与所述第一集管密封件和定位在 第二CAC集管周界附近的第二集管密封件密封接触,所述第二CAC集 管在所述CAC的、与所述第一CAC集管相对的端部处。

4.根据权利要求3所述的进气组件,其中所述第一可移动密封件直 接耦接到可旋转杆,所述可旋转杆耦接到与控制器通信的致动器,所述 可旋转杆沿着所述气室的长度延伸从穿过所述第一集管密封件至穿过所 述第二集管密封件,并且所述第一可移动密封件沿所述可旋转杆从所述 第一集管密封件延伸到所述第二集管密封件。

5.根据权利要求2所述的进气组件,其中当所述第一可移动密封件 在所述第二位置中时,所述第一可移动密封件的第一端与所述气室的内 壁密封接触,并且其中在所述第一位置和第二位置二者中时,所述第一 可移动密封件保持与所述气室的所述内壁接触。

6.根据权利要求2所述的进气组件,其中在所述第一位置中,所述 第一可移动密封件移动远离所述CAC主体的外壁且不与所述CAC主体 的外壁密封接触,并且在所述第二位置中,所述第一可移动密封件与所 述CAC主体的所述外壁密封接触。

7.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述气室耦接在压缩机和 发动机之间,并且进一步包括耦接到所述气室的节气门体,所述节气门 体包括多个进气流道,每个进气流道与所述发动机的汽缸流体连通。

8.根据权利要求7所述的进气组件,其中所述第一集管密封件的周 界与所述气室的内壁和所述节气门体的内壁密封接触,使得从所述气室 流到所述节气门体的空气在所述第一集管密封件和定位在第二CAC集管 周界附近的第二集管密封件之间流动。

9.根据权利要求2所述的进气组件,其中第二组密封件中的每个密 封件在所述第一位置和第二位置之间是独立可调整的。

10.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述增压空气冷却器包括 与冷却剂通道流体连通的冷却剂入口和冷却剂出口以及延伸到气室外壳 中并耦接到所述冷却剂通道的冷却板,进一步包括定位在所述冷却剂入 口和冷却剂出口的面与所述气室的配合面之间的第三组密封件,并且其 中所述冷却板包括用于使冷却剂流动通过其的冷却剂导管。

11.根据权利要求1所述的进气组件,进一步包括定位在所述气室的 内壁和所述第一集管密封件的内壁之间的通路密封件,所述通道塞与所 述通路密封件密封接触,并且当所述第一可移动密封件的第二端与所述 CAC主体的外壁密封接触时,所述通路密封件与第一可移动密封件的第 一端接口。

12.一种方法,其包括: 调整设置在气室的内壁和增压空气冷却器即CAC的外壁之间的第一 密封件的位置,以改变通过所述CAC的空气流量,所述CAC集成在所 述气室内,所述气室耦接到发动机汽缸进气流道;以及 在所述调整期间,滑动所述第一密封件穿过完全设置在第一CAC集 管附近的第二密封件,同时维持与所述第二密封件接触。

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述调整基于进入所述CAC 的增压空气的温度。

14.根据权利要求13所述的方法,其中所述调整包括当进入所述气 室的所述增压空气低于阈值温度时,将所述第一密封件的所述位置调整 到其中增压空气绕开所述CAC的内部冷却管并在所述CAC的外部附近 流动的第一位置,以及当进入所述气室的所述增压空气高于所述阈值温 度时,将所述第一密封件的所述位置调整到其中增压空气仅流过所述 CAC的所述内部冷却管但不流过设置在所述气室的所述内壁和所述CAC 的所述外壁之间的旁路通道的第二位置。

15.根据权利要求13所述的方法,其中将所述第一密封件的所述位 置调整到所述第一位置包括: 在第一方向上旋转所述第一密封件,以移动所述第一密封件的第一 端远离所述CAC的所述外壁并使其不与所述CAC的所述外壁密封接触; 以及 使增压空气流动通过所述旁路通道并穿过所述第一密封件。

16.根据权利要求13所述的方法,其中将所述第一密封件的所述位 置调整到所述第二位置包括: 在与所述第一方向相反的第二方向上旋转所述第一密封件,以朝向 所述CAC的所述外壁移动所述第一密封件的所述第一端并使其与所述 CAC的所述外壁密封接触,以及朝向所述气室的所述内壁移动所述第一 密封件的第二端并使其与所述气室的所述内壁密封接触,所述第二端相 对于所述第一密封件的旋转轴线与所述第一端相对;以及 使增压空气仅流动通过所述CAC的所述内部冷却管但不通过所述旁 路通道。

17.根据权利要求12所述的方法,进一步包括使冷却剂流动通过所 述气室的第一冷却剂入口、通过所述CAC的第二冷却剂入口、通过所述 CAC的内部冷却剂管、通过所述CAC的第一冷却剂出口流出所述CAC 以及流出所述气室的第二冷却剂出口,其中所述气室的所述第一冷却剂 入口和所述CAC的所述第二冷却剂入口对齐并且通过第一面密封件彼此 密封接触,并且其中所述CAC的所述第一冷却剂出口和所述气室的所述 第二冷却剂出口对齐并通过第二面密封件彼此密封接触。

18.根据权利要求12所述的方法,其中所述调整由耦接到可旋转致 动杆的致动器执行,所述可旋转致动杆直接耦接到所述第一密封件且沿 着所述气室的长度延伸,所述致动器与控制器通信,并且其中滑动所述 第一密封件穿过所述第二密封件同时维持与所述第二密封件接触包括旋 转所述致动杆以沿着所述第二密封件的内部面旋转并滑动所述第一密封 件的第一边缘,以及沿着第三密封件的内部面旋转并滑动所述第一密封 件的第二边缘,所述第三密封件完全设置在第二CAC集管附近,所述第 一CAC集管和第二CAC定位在所述CAC和气室的相对端处。

19.一种发动机中的进气组件,其包括: 压缩机; 定位在所述压缩机下游的气室,所述气室具有集成增压空气冷却器 即集成CAC; 节气门体,其耦接到所述气室的下游端并包括耦接到所述发动机的 汽缸的多个进气流道; 定位在所述CAC的集管端的周界附近的第一组密封件;和 第二组密封件,其定位在所述CAC和所述气室的主体的外部侧面之 间并经由滑动接触与所述第一组密封件接口,所述第二组密封件在所述 CAC的第一集管端和所述CAC的第二集管端之间延伸,其中所述第二组 密封件在其中流过所述气室的增压空气绕开所述CAC的第一位置和其中 流过所述气室的增压空气流过所述CAC的第二位置之间是可调整的。

20.根据权利要求19所述的进气组件,进一步包括具有计算机可读 指令的控制器,所述指令用于基于增压空气温度主动调整所述第二组密 封件的位置,其中所述调整包括致动第一致动器以旋转第一可旋转杆以 及致动第二致动器以旋转第二可旋转杆,所述第一可旋转杆和第二可旋 转杆穿过所述CAC的相对两端的所述CAC的所述第一集管端到穿过所 述CAC的所述第二集管端、延伸跨过所述气室,其中所述第一组密封件 的第一密封件耦接到所述第一可旋转杆并且所述第二组密封件的第二密 封件耦接到所述第二可旋转杆。

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一种发动机进气组件,其包括:具有集成增压空气冷却器即集成CAC的气室;定位在第一CAC集管周界附近的第一集管密封件;和定位在被限定在CAC主体的侧面和所述气室的侧面之间的旁路通道中的第一可旋转可移动密封件,其经由滑动接触与所述第一集管密封件接口,所述第一可移动密封件改变通过所述旁路通道的空气流。
原文:

1.一种发动机进气组件,其包括: 具有集成增压空气冷却器即集成CAC的气室; 定位在第一CAC集管周界附近的第一集管密封件;和 定位在被限定在CAC主体的侧面和所述气室的侧面之间的旁路通道 中的第一可旋转可移动密封件,其经由滑动接触与所述第一集管密封件 接口,所述第一可移动密封件改变通过所述旁路通道的空气流。

2.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述第一可移动密封件在 其中流过所述气室的增压空气流过所述旁路通道且至少部分绕开所述 CAC的第一位置和其中流过所述气室的增压空气流过所述CAC且不流 过所述旁路通道的第二位置之间是可调整的。

3.根据权利要求2所述的进气组件,其中在所述第一位置和第二位 置二者中,所述第一可移动密封件保持与所述第一集管密封件和定位在 第二CAC集管周界附近的第二集管密封件密封接触,所述第二CAC集 管在所述CAC的、与所述第一CAC集管相对的端部处。

4.根据权利要求3所述的进气组件,其中所述第一可移动密封件直 接耦接到可旋转杆,所述可旋转杆耦接到与控制器通信的致动器,所述 可旋转杆沿着所述气室的长度延伸从穿过所述第一集管密封件至穿过所 述第二集管密封件,并且所述第一可移动密封件沿所述可旋转杆从所述 第一集管密封件延伸到所述第二集管密封件。

5.根据权利要求2所述的进气组件,其中当所述第一可移动密封件 在所述第二位置中时,所述第一可移动密封件的第一端与所述气室的内 壁密封接触,并且其中在所述第一位置和第二位置二者中时,所述第一 可移动密封件保持与所述气室的所述内壁接触。

6.根据权利要求2所述的进气组件,其中在所述第一位置中,所述 第一可移动密封件移动远离所述CAC主体的外壁且不与所述CAC主体 的外壁密封接触,并且在所述第二位置中,所述第一可移动密封件与所 述CAC主体的所述外壁密封接触。

7.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述气室耦接在压缩机和 发动机之间,并且进一步包括耦接到所述气室的节气门体,所述节气门 体包括多个进气流道,每个进气流道与所述发动机的汽缸流体连通。

8.根据权利要求7所述的进气组件,其中所述第一集管密封件的周 界与所述气室的内壁和所述节气门体的内壁密封接触,使得从所述气室 流到所述节气门体的空气在所述第一集管密封件和定位在第二CAC集管 周界附近的第二集管密封件之间流动。

9.根据权利要求2所述的进气组件,其中第二组密封件中的每个密 封件在所述第一位置和第二位置之间是独立可调整的。

10.根据权利要求1所述的进气组件,其中所述增压空气冷却器包括 与冷却剂通道流体连通的冷却剂入口和冷却剂出口以及延伸到气室外壳 中并耦接到所述冷却剂通道的冷却板,进一步包括定位在所述冷却剂入 口和冷却剂出口的面与所述气室的配合面之间的第三组密封件,并且其 中所述冷却板包括用于使冷却剂流动通过其的冷却剂导管。

11.根据权利要求1所述的进气组件,进一步包括定位在所述气室的 内壁和所述第一集管密封件的内壁之间的通路密封件,所述通道塞与所 述通路密封件密封接触,并且当所述第一可移动密封件的第二端与所述 CAC主体的外壁密封接触时,所述通路密封件与第一可移动密封件的第 一端接口。

12.一种方法,其包括: 调整设置在气室的内壁和增压空气冷却器即CAC的外壁之间的第一 密封件的位置,以改变通过所述CAC的空气流量,所述CAC集成在所 述气室内,所述气室耦接到发动机汽缸进气流道;以及 在所述调整期间,滑动所述第一密封件穿过完全设置在第一CAC集 管附近的第二密封件,同时维持与所述第二密封件接触。

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述调整基于进入所述CAC 的增压空气的温度。

14.根据权利要求13所述的方法,其中所述调整包括当进入所述气 室的所述增压空气低于阈值温度时,将所述第一密封件的所述位置调整 到其中增压空气绕开所述CAC的内部冷却管并在所述CAC的外部附近 流动的第一位置,以及当进入所述气室的所述增压空气高于所述阈值温 度时,将所述第一密封件的所述位置调整到其中增压空气仅流过所述 CAC的所述内部冷却管但不流过设置在所述气室的所述内壁和所述CAC 的所述外壁之间的旁路通道的第二位置。

15.根据权利要求13所述的方法,其中将所述第一密封件的所述位 置调整到所述第一位置包括: 在第一方向上旋转所述第一密封件,以移动所述第一密封件的第一 端远离所述CAC的所述外壁并使其不与所述CAC的所述外壁密封接触; 以及 使增压空气流动通过所述旁路通道并穿过所述第一密封件。

16.根据权利要求13所述的方法,其中将所述第一密封件的所述位 置调整到所述第二位置包括: 在与所述第一方向相反的第二方向上旋转所述第一密封件,以朝向 所述CAC的所述外壁移动所述第一密封件的所述第一端并使其与所述 CAC的所述外壁密封接触,以及朝向所述气室的所述内壁移动所述第一 密封件的第二端并使其与所述气室的所述内壁密封接触,所述第二端相 对于所述第一密封件的旋转轴线与所述第一端相对;以及 使增压空气仅流动通过所述CAC的所述内部冷却管但不通过所述旁 路通道。

17.根据权利要求12所述的方法,进一步包括使冷却剂流动通过所 述气室的第一冷却剂入口、通过所述CAC的第二冷却剂入口、通过所述 CAC的内部冷却剂管、通过所述CAC的第一冷却剂出口流出所述CAC 以及流出所述气室的第二冷却剂出口,其中所述气室的所述第一冷却剂 入口和所述CAC的所述第二冷却剂入口对齐并且通过第一面密封件彼此 密封接触,并且其中所述CAC的所述第一冷却剂出口和所述气室的所述 第二冷却剂出口对齐并通过第二面密封件彼此密封接触。

18.根据权利要求12所述的方法,其中所述调整由耦接到可旋转致 动杆的致动器执行,所述可旋转致动杆直接耦接到所述第一密封件且沿 着所述气室的长度延伸,所述致动器与控制器通信,并且其中滑动所述 第一密封件穿过所述第二密封件同时维持与所述第二密封件接触包括旋 转所述致动杆以沿着所述第二密封件的内部面旋转并滑动所述第一密封 件的第一边缘,以及沿着第三密封件的内部面旋转并滑动所述第一密封 件的第二边缘,所述第三密封件完全设置在第二CAC集管附近,所述第 一CAC集管和第二CAC定位在所述CAC和气室的相对端处。

19.一种发动机中的进气组件,其包括: 压缩机; 定位在所述压缩机下游的气室,所述气室具有集成增压空气冷却器 即集成CAC; 节气门体,其耦接到所述气室的下游端并包括耦接到所述发动机的 汽缸的多个进气流道; 定位在所述CAC的集管端的周界附近的第一组密封件;和 第二组密封件,其定位在所述CAC和所述气室的主体的外部侧面之 间并经由滑动接触与所述第一组密封件接口,所述第二组密封件在所述 CAC的第一集管端和所述CAC的第二集管端之间延伸,其中所述第二组 密封件在其中流过所述气室的增压空气绕开所述CAC的第一位置和其中 流过所述气室的增压空气流过所述CAC的第二位置之间是可调整的。

20.根据权利要求19所述的进气组件,进一步包括具有计算机可读 指令的控制器,所述指令用于基于增压空气温度主动调整所述第二组密 封件的位置,其中所述调整包括致动第一致动器以旋转第一可旋转杆以 及致动第二致动器以旋转第二可旋转杆,所述第一可旋转杆和第二可旋 转杆穿过所述CAC的相对两端的所述CAC的所述第一集管端到穿过所 述CAC的所述第二集管端、延伸跨过所述气室,其中所述第一组密封件 的第一密封件耦接到所述第一可旋转杆并且所述第二组密封件的第二密 封件耦接到所述第二可旋转杆。

翻译:
主动空气路径旁路系统

技术领域

本申请涉及一种具有集成增压空气冷却器的进气系统。

背景技术

许多发动机利用进气系统中的压缩机向发动机提供升压来增加燃 烧室中的压力,从而增加发动机的动力输出。一些发动机也利用排气 再循环(EGR)回路减少发动机的排放且/或改善燃料经济。EGR回路 也能够是“高压”(HP)的,其中EGR在涡轮前吸入且在压缩机后喷 射,或者“低压(LP)”的,其中EGR在涡轮后吸入在压缩机前喷射。 对于这两种情况,压缩机和EGR回路增加提供给汽缸的进气空气的温 度,从而降低提供给汽缸的空气的密度。因此,降低燃烧效率。为了 降低进气空气的温度,增压空气冷却器可以定位在进气系统中。在一 些发动机中,增压空气冷却器可以定位在压缩机下游、节气门上游的 导管中,作为前端冷却模块的部分,因为增压空气冷却器通常是空气 冷却。在其他应用中,增压空气冷却器可以是水冷却并且安装在发动 机舱中。最近,已作出改进来将增压空气冷却器并入进气系统中。例 如,US2013/0220289公开一种包括气室(plenum)和节气门体的进气 系统,其中增压空气冷却器集成在气室内。增压空气冷却器到进气系 统的集成使进气系统的整体紧密性增加,同时向进气空气提供增压空 气冷却。此外,US2012/0285423公开一种集成的增压空气冷却器进气 系统,其包括静态密封件以确保增压空气冷却器的有效性。

另外,当环境空气温度降低时或者在湿润或多雨天气状况期间, 冷凝物会形成在集成的增压空气冷却器(CAC)内,其中进气空气被 冷却到低于水露点温度。此外,当进入CAC的增压空气被升压(例如, 进气压力和升压压力高于大气压力)时,如果CAC温度下降到露点温 度以下,冷凝物会形成。因此,冷凝物可以在CAC的底部或CAC的 内部通道中聚集。当增加转矩时,如在加速期间,增加的质量空气流 量可以将冷凝物从CAC中去除,从而将其抽取到发动机中并增加发动 机熄火和燃烧不稳定的可能性。

解决由于冷凝物摄入导致的发动机熄火的其他尝试包括通过并入 使增压空气在CAC周围流动的旁路来避免冷凝物形成。然而,本发明 人在此已认识到关于此类方法的潜在问题。具体地,将此类旁路通道 并入上述集成CAC系统中可能是不可行的。例如,添加旁路通道可能 在集成的CAC和进气气室的外部需要额外管道系统和阀门,从而击败 减小发动机包装空间的集成CAC的目的。

发明内容

在一个示例中,上述问题可以由一种发动机进气组件解决,该进 气组件包括具有集成增压空气冷却器(CAC)的气室、定位在第一CAC 集管(header)周界附近的第一集管密封件和定位在被限定在CAC主体 的侧面和气室的侧面之间的旁路通道中的第一可旋转可移动密封件, 其经由滑动接触与第一集管密封件接口,所述第一可移动密封件改变 通过旁路通道的空气流。作为一个示例,气室可以耦接在压缩机和发 动机之间。附加地,第一可移动密封件在其中流过气室的增压空气流 过旁路通道且至少部分绕开CAC的第一位置和其中流过气室的增压空 气流过CAC但不流过旁路通道的第二位置之间可以是可调整的。在第 一位置和第二位置二者中,第一可移动密封件可以保持与第一集管密 封件和定位在第二CAC集管周界附近的第二集管密封件密封接触,所 述第二CAC集管在CAC的、与第一CAC集管相对的端处。此外,发 动机控制器可以响应增压空气温度主动将第一可移动密封件调整到第 一位置或第二位置。以这种方式,可以减少集成的CAC和进气气室中 的CAC冷凝物,同时维持紧凑的发动机布置和CAC与气室的充足密 封。维持CAC和气室之间的密封也可以减少空气泄漏并增加CAC效 率。

应该理解,提供上述发明内容旨在以简化形式介绍在具体实施方 式中进一步描述的概念选择。并不意在确定所要求保护主题的关键或 主要特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求 唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上面或本公开的任 何部分中所述的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包括发动机、进气系统和排气系统的一个示例车辆的示 意性描述。

图2-8示出发动机进气组件的集成增压空气冷却器和进气气室的 实施例。

图9示出一种用于调整通过集成在进气组件中的增压空气冷却器 的空气流量的方法的流程图。

具体实施方式

下列描述涉及用于调整进气空气通过集成到进气组件的气室中的 增压空气冷却器的流量的系统和方法。在如图1中所示的涡轮增压发 动机中,压缩机可以用于压缩进气空气并为发动机提供更多动力。然 而,压缩进气空气可能升高进气空气的温度。所增加的进气空气温度 会导致发动机爆震并造成对发动机的损害。增压空气冷却器可以用于 在空气进入发动机汽缸之前冷却空气。在一些情况下,增压空气冷却 器可以集成到进气组件的气室中,这可以具有减小包装尺寸和增加燃 料经济性的益处。然而,不可能总是期望进气空气流过增压空气冷却 器。在一些情况下,如果进气空气的温度足够低,当强迫空气通过增 压空气冷却器时,冷凝物可能在增压空气冷却器中形成。然后冷凝物 可能被引入发动机汽缸,这会造成发动机熄火和/或对发动机造成损害。 图2-8示出具有可旋转密封件的集成增压空气冷却器,所述可旋转密封 件可以被调整以调节通过增压空气冷却器的进气空气的流量。在第一 位置中,密封件可以允许空气绕开增压空气冷却器,并且在第二位置 中,密封件可以强迫空气通过增压空气冷却器。图9示出一种用于根 据进气空气的温度确定何时将密封件移动到第一位置和第二位置的方 法。因此,进气空气的温度可以通过调节通过集成增压空气冷却器的 进气空气的流量而维持在有利的工作范围内。

图1示出一种车辆100的示意性描述,车辆100包括发动机102、 进气系统104、排气系统106和排气再循环(EGR)系统108。进气系 统104经配置向发动机102中的汽缸110提供进气空气。发动机被描 述为具有以直列式配置布置的4个汽缸。然而,将理解,汽缸的数量 和/或汽缸的配置可以在其他实施例中进行改变。例如,发动机102可 以包括以V形配置布置的6个汽缸。进气系统104经配置以使进气空 气流到汽缸并且排气系统106经配置以从汽缸接收排气。附加地,汽 缸110中的每个可以包括经配置以点燃汽缸110中的空气燃料混合物 的点火装置112。附加地或替代地,压缩点火可以用于点燃汽缸110中 的空气燃料混合物。发动机102的每个汽缸还包括至少一个进气阀和 排气阀。

进气系统包括压缩机114。压缩机114可以包括在涡轮增压器中, 所述涡轮增压器具有在排气系统106中的涡轮116。压缩机114和涡轮 116可旋转地耦接。然而在其他示例中,压缩机114可以可旋转耦接到 车辆中的变速器,从而提供所谓的机械增压。

进气系统104还包括具有增压空气冷却器(CAC)120集成在其中 的气室118。该增压空气冷却器可以用于冷却可以经由压缩机114的操 作加热的进气空气和输送到气室118上游的进气系统104的EGR气体。 以这种方式,减少提供给发动机102的升压体积。升压体积的减少使 发动机的燃烧效率增加。此外,升压体积的减少允许本文更详细讨论 的对低压(LP)排气再循环(EGR)的更好控制。此外,当增压空气 冷却器120集成到气室118中时,当与具有与气室间隔开(例如,分 离)的增压空气冷却器的进气系统相比,减少了节流体积(throttle volume)。因此,改善节气门响应。气室118包括与压缩机114流体 连通的入口119。气室118还包括气室外壳121。与空气流的一般方向 垂直的气室外壳121的横截面积在下游方向增加。因此,气室外壳121 包括膨胀部分,并且气室外壳的体积在下游方向膨胀。气室118的具 体几何特征针对图2-5在本文更详细讨论。如图1所述,增压空气冷却 器120可以是水至空气增压冷却器并且可以使用冷却剂冷却进气空气。 增压空气冷却器120包括经配置以接收冷却剂的冷却剂入口122和经 配置以排出冷却剂的冷却剂出口124。然而,在其他示例中,增压空气 冷却器120可以是空气至空气增压冷却器,并且可以利用环境空气来 冷却进气空气。因此,当增压空气冷却器120被配置为空气至空气增 压冷却器时,冷却剂入口122和冷却剂出口124可以不并入增压空气 冷却器120中。箭头123表示冷却剂到增压空气冷却器120的流动, 并且箭头125表示冷却剂从增压空气冷却器120流出。增压空气冷却 器120中的冷却剂可以在通常描述为箱子的冷却剂通道126中循环。 冷却剂入口122和冷却剂出口124与换热器127和泵128流体连通。 在所述实施例中,泵128定位在换热器127的下游。然而,已经想到 其他布置。例如,换热器127可以定位在泵128的下游。换热器127 经配置以移除冷却剂的热。以这种方式,热量可以经由增压空气冷却 器120从进气系统104排出。因此,输送至汽缸110的进气空气的温 度被降低,增加空气压力,从而增加燃烧效率。冷却剂通道126、换热 器127、泵128和能够使前述部件之间流体连通的通道可以被称为冷却 剂回路195。在一些示例中,冷却剂入口122和冷却剂出口124可以与 和主发动机冷却系统分离的冷却回路流体连通,所述冷却回路经配置 以循环冷却剂通过发动机。该冷却回路也能够用于服务可能需要比主 发动机冷却系统更低的冷却剂温度的其他换热器,如燃料、油、空气 调整冷凝器和/或EGR冷却器。在所述示例中,冷却剂回路195与定位 在低压EGR回路172中的EGR冷却器196流体连通。EGR冷却器196 经配置以将热量从行进通过低压EGR回路172的EGR气体传送至冷 却剂。箭头198表示冷却剂流入和流出EGR冷却器196。示出了并行 流动配置,然而在其他示例中,EGR冷却器196可以串联耦接在冷却 剂回路195中。附加地或替代地,冷却剂回路195可以与高压EGR回 路170中的EGR冷却器197流体连通。此外,在其他示例中,冷却剂 回路195可以不耦接到EGR冷却器196和/或EGR冷却器(196和/或 197)可以不包括在车辆100中。压力传感器127可以定位在气室118 中的压力传感器端口中。

进气系统104还包括节气门体130。节气门体130与增压空气冷却 器120相邻。然而,在其他示例中,节气门体130可以与增压空气冷 却器120间隔。当节气门体130定位在增压空气冷却器120的下游时, 可以改善节气门响应。节气门体130包括定位在多个进气流道134中 的多个节气门(例如,进气节气门)132。具体地,每个进气流道134 具有单个节气门定位在其中。此外,每个进气流道134与所述汽缸110 中的一个流体连通。以这种方式,每个汽缸具有单独的节气门。每个 节气门包括节流板136。因此,在所述实施例中,节气门体130包括的 节流板在发动机汽缸的每个进气中。然而,在其他实施例中,可以使 用替代的节气门体配置。节气门132经配置以调整通过每个流道134 的空气流。将理解,可以同时控制节气门132。也就是说,节气门132 可以经由延伸通过每个节流板的单个轴控制。然而,在其他示例中, 每个节气门可以被单独控制。发动机102中包括的控制器150可以用 于控制节气门132的操作。

压缩机114、气室118和节气门体130可以包括在进气组件140中。 每个前述部件可以以连续顺序直接耦接在彼此的下游。例如,压缩机 114、气室118和节气门体130可以直接耦接到在彼此的下游,而无附 加部件定位在连续部件之间(例如,气室直接耦接到节气门体,而无 任何附加部件定位在气室和节气门体之间)。然而,在其他示例中, 仅气室118和节气门体130可以包括在进气组件140中。

排气系统106包括与汽缸110和排气歧管144流体连通的多个排 气流道142。涡轮116定位在排气系统106中的排气歧管144的下游。 附加地,排放控制装置146定位在涡轮116的下游。涡轮116可旋转 耦接到压缩机114。可以利用轴或其他合适部件耦接涡轮116和压缩机 114。然而,在其他示例中,涡轮116可以从发动机省略,并且来自车 辆100中的变速器的旋转能量可以用于向压缩机114提供旋转能量。 压力传感器147可以耦接到排气歧管144。氧传感器148可以耦接到排 放控制装置146下游的导管149。

EGR系统108可以包括高压EGR回路170和低压EGR回路172 中的至少一个。增压空气冷却器120允许对低压EGR回路170的更好 控制,并改善高压EGR回路172的冷却。高压EGR回路170包括开 向排气歧管144的入口176和开向将压缩机114流体耦接到气室118 的导管180的出口178。在一些示例中,导管180可以是压缩机114的 出口。阀门182可以包括在高压EGR回路170中。在打开位置中,阀 门182经配置使气体流过高压EGR回路170。在闭合位置中,阀门182 经配置以基本上抑制气体流过高压EGR回路170。低压EGR回路172 包括开向导管149的入口184和开向进气系统104中的压缩机114上 游的导管188的出口186。阀门190可以包括在低压EGR回路172中。 将理解,当增压空气冷却器120集成到气室118中时,由于低压EGR 回路172的出口和节气门体130之间的距离减小,可以减小低压EGR 回路172中的延迟。节气门192也可以定位在导管188中。在打开位 置中,阀门190经配置使气体流过低压EGR回路172。在闭合位置中, 阀门190经配置以基本上抑制气体流过低压EGR回路172。以这种方 式,气体可以经由高压EGR回路170和低压EGR回路172从排气系 统106流到进气系统104。对于高压EGR回路170和低压EGR回路 172二者,可以包括冷却器,以在混合空气和EGR气体经过增压空气 冷却器之前提供初始EGR冷却。

控制器150在图1中被示为常规微型计算机,其包括:微处理器 单元152、输入/输出端口154、只读存储器156、随机存取存储器158, 保活存储器160和常规数据总线。控制器150被示出从耦接到发动机 102的传感器(诸如,压力传感器127、压力传感器147和氧传感器148) 162接收各种信号。控制器150可以经配置发送信号至致动器164,如, 节气门132、阀门182、阀门190和节气门192。附加地,用于执行诸 如图9中所示的例程(在下面进一步描述)的各种例程的指令可以存 储在控制器150的存储器中。

现在转向图2-8,示出具有集成的增压空气冷却器(如图1所示) 的进气组件的示意图。具体地,图2-8示出图1中所示的进气组件140 的示例进气组件的三维示意图。图2-8示出进气组件140内的部件的相 对尺寸和位置。图2-8大致按比例绘制。因此,图2-8中所示的进气组 件140的部件可以与图1中所示的部件相同。因此,相对于图1在上 面描述的进气组件140的部件可以不在下面详细描述。进气组件140 包括集成到气室118中的增压空气冷却器120。如图2-8中所示,进气 组件140可以附加地包括节气门体130。另外,在一些示例中,进气组 件140可以进一步包括图1中所示的压缩机114。

图2-8包括的轴线系统201包括竖直轴线202、水平轴线204和横 向(lateral,横向/侧向)轴线203。此后,“高度”可以用于指代进气 组件140的部件沿竖直轴线240的范围。此外,“宽度”可以用于指 代部件沿水平轴线204的范围,并且“长度”可以用于指代部件沿横 向轴线203的范围。图2是示出进气组件140的第一等距分解图的第 一示意图200。图3是示出进气组件140的第二等距分解图的第二示意 图300。图4是示出进气组件140的第三等距分解图的第三示意图400。 图5是示出进气组件140的气室118的第一顶视图的第四示意图500。 图6是示出气室118的横截面的第一侧视图的第五示意图600。图7是 示出气室118的横截面的第二侧视图的第六示意图700。图8是进气组 件140的第一等距视图的示意图800。

如图2-8中所示,进气组件140包括六个侧面,每个侧面包括接近 内部部件的内表面(在这里也称为内壁)和外(或外面)表面(在这 里也称为外壁)。六个侧面包括与后端233相对的前端231和与第二 横向侧面237相对的第一横向侧面235。六个侧面还包括与底侧面244 相对的顶侧面242。

图2示出描述进气组件140的第一等距分解图的第一示意图200。 气室118包括入口119。如图1所示,气室118的入口119与压缩机 114流体连通。入口119位于进气组件的前端231。在一些示例中,压 缩机114的出口可以直接耦接到入口119。然而,在其他示例中,导管 可以将压缩机114和气室118分开。

气室118还包括如图4中所示的限定气室外壳121的边界的气室 壳体250。加强肋240可以包括在气室壳体250中。加强肋240的一部 分沿气室壳体250的长度横向向下延伸。加强肋240的另一部分竖直 延伸跨越气室壳体250。加强肋240可以向气室壳体250提供增加的刚 性,以容纳经由增压空气冷却器120施加在气室壳体250上的附加力。

气室118可以耦接到节气门体130。诸如焊接、螺栓连接等合适的 附接技术可以用于将气室118耦接到节气门体130。如图8所示,节气 门体130可以螺栓连接到气室118。节气门体130可以包括凸缘205, 所述凸缘205包括孔206。孔206可以与气室壳体250中的对应孔209 对齐。一旦孔206和209对齐,螺栓可以延伸通过孔206和209,以将 节气门体130紧固到气室118。节气门体130附加地包括流道134。如 更早讨论的,每个流道134可以与发动机汽缸110中的一个流体连通。 节气门体130包括下游附接凸缘207,其经配置以附接到下游部件,如 图1所示的发动机102。下游附接凸缘207包括附接开口208,其经配 置接收螺栓或其他附接设备。

增压空气冷却器120可以包括主体220,其可以是沿气室118的横 向轴线203延伸并安装在气室壳体250内的长矩形棱柱。在每个端处, 增压空气冷却器120可以包括集管板222。因此,两个集管板222可以 沿横向轴线203限定增压空气冷却器120的长度,并且主体220可以 整体地包括在集管板(headerplate)222之间。集管板222可以是薄的、 平的以及矩形的,并且可以同心地比沿增压空气冷却器120的主体220 的竖直轴线202截取的横截面大。集管板222可以在本文被称为CAC 120的集管。如参照图5在下面更详细讨论的,集管板222可以安装到 气室壳体250的凹部504中。凹部504可以对称地定位在气室壳体250 的横向侧面235和237中的任意一个上。因此,在一个示例中,可以 有四个凹部,其中两个凹部更靠近进气组件140的前端231定位,另 外两个凹部更靠近进气组件140的后端定位233。此外,凹部504可以 被定位远离端部231和233一定距离,使得集管板222可以与气室壳 体250的端部的内壁分离。可以限定凹部504的底部的突出部分246 可以在侧面235和237之间延伸跨越气室118的宽度。因此,增压空 气冷却器120可以不完全从气室118的前端231延伸到后端233。集管 密封件223可以安装在集管板222的周界附近,如在下面进一步讨论、 图4中更详细示出的。

冷却剂凸缘214可以从其中一个集管板222延伸。具体地,冷却 剂凸缘214可以在最靠近进气组件140的入口119和前端231的位置 物理耦接到增压空气冷却器120的端部。冷却剂凸缘214可以包括冷 却剂入口122和冷却剂出口124。如先前讨论的,冷却剂入口122和冷 却剂出口124可以与气室118中的冷却剂通道126流体连通。在一些 示例中,冷却剂可以在冷却板306内行进,如图3中所示在增压空气 冷却器120内行进,冷却流过气室118的增压空气。当组装时,冷却 剂凸缘214可以与气室壳体250的垫板226对齐,使得冷却剂凸缘214 的冷却剂入口122和冷却剂出口124与垫板226中的孔口224对齐。 垫板226可以嵌入在气室壳体250中,使得其可以包括可以分别从气 室壳体250的内表面和外表面突出的相对平坦的内表面和外表面。孔 口224、冷却剂入口122和冷却剂出口124的尺寸可以近似设计以接收 导管218,使得冷却剂可以在导管218和增压空气冷却器120之间传送。 导管218可以与EGR冷却器196流体连通。每个导管218的一部分可 以延伸通过垫板226中的孔口224和冷却剂凸缘214中的冷却剂入口 122和冷却剂出口124。另外,冷却剂凸缘214中的孔221和垫板226 中的孔225可以对齐以接收螺栓,从而将增压空气冷却器120固定到 气室壳体250。密封环216可以定位在冷却剂凸缘214和垫板226的内 部表面之间,使得在一侧上,密封环216可以直接耦接到垫板226,并 且在另一侧上,密封环216可以直接耦接到冷却剂入口122或冷却剂 出口124。因此,密封环216可以将冷却剂入口122和冷却剂出口124 与垫板216的内表面分离。冷却剂凸缘214和垫板216可以被螺栓连 接在一起,以在冷却剂凸缘214、垫板226和密封环216之间提供压缩 力。在这样做时,可以产生与外部天气和/或环境的密封。换句话说, 密封环216可以在冷却剂凸缘214和垫板226之间的接触点处、在气 室壳体250的内部和外部之间提供密封。

如在图5中更详细示出且在下面进一步描述的,增压空气冷却器 120可以中心定位在气室壳体250的横向侧面235和237之间。因此, 气室118的横向侧面235的内部表面和横向侧面237的内部表面与增 压空气冷却器120的主体220的侧面的外部表面可以间隔相对相等的 距离。因此,一旦安装在气室118内,如图7中所示的旁路通道604 可以存在于气室壳体250的横向侧面235和237与增压空气冷却器120 的主体220的外部表面之间。动态可旋转可调整的侧面密封件230可 以物理耦接到横向侧面235和237的内部上的可旋转致动杆229。可以 是任何可实行致动器(例如,液压、电动、气动等)的致动器228可 以旋转致动杆229以调整可旋转可调整侧面密封件229相对于增压空 气冷却器120的位置,如将参照图5-7在下面更详细讨论的。因此,侧 面密封件230的位置可以由致动器228主动调整。

气室118的气室壳体250可以包括诸如铝、钢等金属、诸如玻璃 加强聚合物等复合材料等。另外,由于气室118中的增压空气冷却器 120提供的温度下降,节气门体130可以包括聚合材料。以这种方式, 当与由金属构造的节气门体比较时,减少节气门体130的重量。

继续到图3,示出了说明进气组件140的第二等距分解图的示意图 300。如上所述,增压空气冷却器120可以安装在气室118内。增压空 气冷却器120可以不完全地从气室118的前端231延伸到气室的后端 233。换句话说,集管板222可以不分别与气室118的前端231的内表 面和后端233的内表面物理接触。因此,限定增压空气冷却器120的 端部的集管板222可以与气室壳体250分离一定距离。另外,增压空 气冷却器120的主体220可以定位在集管板222之间。集管密封件223 被示出从集管板222拆除。集管密封件223的尺寸可以设定成安装在 集管板222的周界附近。如更早讨论的,集管密封件可以是静态密封 件,其在位于集管板222的任一侧上的气室118的各部分之间提供恒 定密封。因此,气室118中的气流可以被限制在位于增压空气冷却器 120的集管板222的边界之间的气室118的区域。集管密封件223可以 包括四个侧面:相对于竖直轴线202的顶侧面305和底侧面307以及 两个横向侧面309。所有侧面305、307和309可以具有类似的宽度。 集管密封件223和集管板222可以附加地包括可以面向彼此的内部面 301和向外朝向气室壳体250的外部面303。凹口302可以包括在其中 横向侧面309和顶侧面305结合的集管密封件223的内部转角上。集 管板222还可以包括定位在最接近节气门体130的转角上的配合凹口 304。在其他示例中,凹口302和304可以位于集管密封件223和集管 板222的不同对应位置上。凹口302和304可以一起形成孔口402,如 图4所示,致动杆229可以延伸通过所述凹口402,如可以在下面进一 步所述的图5中更详细看到的。

节气门体130可以包括布置在流道组306中的流道134。流道组 306可以跨越增压空气冷却器120的主体220的长度。因此,集管密封 件223的顶侧面305可以与节气门体130的底侧面315的内表面直接 密封接触。在这里所谓彼此密封接触的部件可以以没有空气在密封接 触的部件之间通过的这种方式彼此物理接触。因此,没有空气可以在 集管密封件223的顶侧面305和节气门体130的底侧面315的内表面 之间通过。集管密封件223可以在流道组306的端部311和313处与 底侧面315的内表面接触,而没有附加部件将集管密封件223与节气 门体130的底侧面315分离。

集管密封件223的三个侧面可以直接接触气室壳体250。具体地, 横向侧面309可以与横向侧面235和237的内壁密封接触,并且底侧 面307可以与气室壳体250的突出部分246密封接触。因此,集管密 封件223可以不一直延伸到气室118的底侧面244。相反,集管密封件 223可以仅跨越气室壳体250的高度的一部分。具体地,可以不存在附 加部件将集管密封件223的横向侧面309与气室壳体250的横向侧面 235和237分离。另外,可以不存在附加部件将集管密封件223的底侧 面307与气室壳体250的突出部分246分离。因此,集管密封件223 可以提供与气室壳体250和节气门体130的完全360度密封接触。因 此,集管密封件223可以在跨越增压空气冷却器120的主体220的长 度的气室118的一部分和不包括增压空气冷却器120的主体220的气 室118的部分之间提供物理流体密封。因此,集管密封件223可以提 供密封通道,所述密封通道在气室118和节气门体130之间提供流体 连通,所述密封通道从增压空气冷却器120的其中一个集管密封件223 延伸到另一个集管密封件223。在通过入口119进入气室118时,进气 空气和/或气体可以被强迫通过由集管密封件223限定的气室外壳121 的一部分并进入节气门体130的流道组134中。

切割平面350限定图4中所示的横截面。

转向图4,示出了描述进气组件140的第三等距分解图的示意图 400。进气组件140的横截面已经沿图3中所示的切割平面350切割, 露出由气室壳体250限定的中空气室外壳121。如早前解释的,增压空 气冷却器120可以定位在气室壳体250内,使得增压空气冷却器的主 体220可以与气室壳体250物理分离。如此,主体220的外表面408 可以与气室壳体250的横向侧面235和237的内表面分离(例如,间 隔开)一定距离。增压空气冷却器的主体220的外表面408和气室118 的横向侧面235和237之间的空间可以限定如图6-7中所示的旁路通道 604。

若干冷却板406可以包括限定在两个集管板222之间的增压空气 冷却器120的主体220。如图所示,增压空气冷却器120可以是水至空 气增压冷却器并因此,每个冷却板406可以包括图6-7中所示的冷却剂 导管606,所述冷却剂导管606与图2中所示的冷却剂入口122和冷却 剂出口124流体连通。虽然冷却板406在所述实施例中是平面的,但 是在其他实施例中它们可以是波状的。冷却板406中的通道可以从图2 中所示的冷却剂入口122接收冷却剂并使冷却剂流到图2中所示的冷 却剂出口124。冷却板406可以包括具有高热导性等的金属(诸如,铝)。

如图3中介绍的,孔口402可以定位在集管密封件223的内部边 缘和集管板222的内部边缘之间的接口的转角处。孔口402的尺寸可 以设定成使得致动杆229可以延伸通过孔口402同时维持其间的完全 密封接触。因此,致动杆可以与集管密封件223的内部边缘和集管板 222的外部边缘直接密封接触,使得可以不存在附加部件将致动杆229 与集管密封件223和集管板222分离。另外,致动杆可以绕横向轴线 203旋转同时在孔口402处维持与集管密封件223和集管板222密封接 触。如上所讨论的,侧面密封件230可以物理耦接到致动杆229。在一 个示例中,致动杆229和侧面密封件230可以比气室118的底侧面244 更靠近节气门体130竖直定位在气室外壳121中。然而,在其他示例 中,致动杆229和侧面密封件230比节气门体130更靠近气室118的 底侧面244定位。

转向图5,示出了描述气室118的第一顶视图的示意图500。如上 所述,增压空气冷却器120可以中心定位在气室118内。由集管板222 (未示出,其可能由集管密封件223覆盖)限定的增压空气冷却器120 的端部可以安装到气室壳体250的凹部504中。如参照图4在上面所 述的,集管密封件223可以物理接触气室壳体250的横向侧面235和 237的内部表面404以及气室壳体250的突出部分246。因此,集管密 封件223不仅可以如上所述在气室外壳121的内部部分501和外部部 分503之间提供密封,而且它们还可以限制增压空气冷却器120在气 室壳体250内的相对移动。内部部分501(在本文也称为腔室501)可 以因此是在气室外壳121内形成并由增压空气冷却器120的两个集管 密封件223以及气室壳体250的横向侧面235和237限定的密封外壳。 内部部分501可以包括增压空气冷却器120的主体220,其可以包括冷 却板406。

致动杆229可以经由图4中所示的孔口402延伸通过集管密封件 223,并且可以在最靠近气室118的后端233的致动杆229的一端处物 理耦接到致动器228。在一个示例中,气室118可以包括两个致动杆 229,并且每个致动杆229可以物理耦接到一个侧面密封件230。每个 致动杆可以对称地定位在增压空气冷却器120的主体220的相对侧上。 因此,每个致动杆229可以靠近(例如,接近)气室118的横向侧面 235和237的内部表面404定位。因此,致动杆229可以比增压空气冷 却器120更靠近气室118的横向侧面235和237的内部表面404定位。 另外,致动杆229可以沿气室118的长度延伸,穿过增压空气冷却器 120的每个集管密封件223。致动杆229可以直接耦接至可旋转可调整 侧面密封件230。可旋转可调整侧面密封件230可以沿致动杆229的长 度的一部分延伸通过致动杆229的宽度。致动器228可以绕致动杆229 的旋转轴线旋转致动杆,所述旋转轴线被限定在横向轴线203的方向 上。因此,致动杆229的旋转可以引起可旋转可调整侧面密封件230 的同时旋转。具体地,致动器229经由致动杆229可以在打开的第一 位置602和闭合的第二位置702之间旋转可旋转可调整侧面密封件 230,如图6-7中所示并在下面进一步解释的。如图5所示,可旋转可 调整侧面密封件230处于闭合的第二位置702中。可旋转可调整侧面 密封件230包括外部边缘508、内部边缘510和端边缘512。在第一位 置和第二位置二者中,端边缘512可以物理接触集管密封件223和集 管板222的内部表面301,使得可以存在附加部件将端边缘512与集管 密封件223和集管板222分离。因此,端边缘512可以一直保持与集 管密封件223和集管板222的内部表面301接触,甚至在经由致动杆 229调整和移动侧面密封件230期间。可旋转可调整侧面密封件230因 此可以跨越增压空气冷却器120的主体220在集管密封件223之间的 长度。致动杆可以延伸超过集管密封件223到达气室外壳121的外部 部分503中。因此,可旋转可调整侧面密封件230可以直接耦接到包 括在腔室501内的致动杆229的那部分。

集管通路塞子502可以在更靠近气室118的前端231的位置安装到 凹部504中,以完全填充凹部504。因此,集管通路塞子502可以确保 腔室501相对气室外壳121的其他部分被密封起来。集管通路塞子502 可以定位为使得他们物理接触集管密封件223的内部表面301、可旋转 可调整侧面密封件230的外部边缘508和凹部504的内部表面。如此, 可以不存在附加部件将集管塞502与集管密封件223或凹部或可旋转 可调整侧面密封件230分离。此外,集管塞502可以竖直延伸到凹部 504中,使得它们跨越集管密封件223的高度。因此,集管塞502可以 与集管密封件223的图3所示的顶侧面305和底侧面307齐平。

切割平面530限定图6-7中所示的横截面。

转向图6,示出了说明沿切割平面530截取的气室118的侧视图横 截面的第五示意图600。如图6所示,可旋转可调整侧面密封件230处 于打开的第一位置602。在打开的第一位置602中,侧面密封件230的 外部边缘508可以不与气室118的横向侧面235和237的内部表面404 密封接触。另外,侧面密封件230的内部边缘510可以不与增压空气 冷却器120的外部表面408密封接触。因此,在打开的第二位置中, 进入气室118的空气可以绕过增压空气冷却器120。具体地,空气可以 在增压空气冷却器120的任一侧上行进通过旁路通道604。流动箭头 608示出通过气室118的空气流的方向。旁路通道604可以包括增压空 气冷却器120的外部表面408(例如,冷却板的外部)和气室118的内 部表面404之间、跨越气室118的高度的空间。因此,当侧面密封件 230处于其第二打开位置602时,进入气室118的增压空气可以在增压 空气冷却器120周围流动并流过旁路通道604,而不是在增压空气冷却 器120内部的冷却板406之间流动。具体地,增压空气可以在增压空 气冷却器120的外部表面408和气室118的横向侧面235和237的内 部表面404之间流动。

冷却剂导管606被示出在增压空气冷却器120的冷却板406内。 如上所述,冷却板406中的冷却剂导管606可以从图2中所示的冷却 剂入口122接收冷却剂并使冷却剂流到图2中所示的冷却剂出口124。 因此,通道中的冷却剂流可以基本垂直于通过气室外壳121的空气流。 在一些示例中,冷却板406中的冷却剂导管606串联耦接。因此,冷 却剂流在连续冷却板中的一般方向可以彼此相对。然而,可以利用其 他流动模式。例如,冷却通道的上半部分可以在第一方向上流动冷却 剂通过气室118,而冷却通道的下半部分可以在相反方向上流动冷却剂 通过该气室。

现在转向图7,示出了描述沿切割平面530截取的气室118的侧视 图横截面的第六示意图700,其中可旋转可调整侧面密封件230处于闭 合的第二位置,如在702处所示。侧面密封件230可以延伸通过致动 杆229的直径使得在闭合的第二位置702中,侧面密封件230的外部 边缘508可以与气室118的横向侧面235和237的内部表面404密封 接触。没有附加部件可以将外部边缘508与内部表面404分离。另外, 当在第二闭合位置702中时,侧面密封件230的内部边缘510可以与 增压空气冷却器120的主体220的外部表面408密封接触。当侧面密 封件230处于其闭合的第二位置702时,没有附加部件可以将内部边 缘510与外部表面408分离。因此,当侧面密封件229处于其闭合的 第二位置702时,进入气室118的空气可以被强制通过增压空气冷却 器120。流动箭头608示出通过气室118和增压空气冷却器120的空气 的流动。进入气室118的空气可以流入旁路通道604,但在完全流动通 过旁路通道之前可以由侧面密封件229停止。因此,侧面密封件可以 阻止空气流过旁路通道604,且可以强制空气通过增压空气冷却器120。 在一个示例中,当侧面密封件229处于闭合的第二位置702时,可以 强迫进入气室118的所有空气在增压空气冷却器120的内部冷却板406 之间流动。因此,进入气室118的所有空气可以被引导通过增压空气 冷却器120的主体220的内部。

还要重点注意,可旋转侧面密封件229的位置可以被调整到打开 的第一位置602和闭合的第二位置702之间的任何位置。因此,可以 可变地调整流过旁路通道604和增压空气冷却器120的空气量。如上 讨论的,可以有两个侧面密封件229,其中每个侧面密封件物理耦接到 设置在增压空气冷却器的主体220的相对侧上的其中一个旋转致动杆 230。因此,可以存在两个旁路通道604,其中一个旁路通道604在气 室118的侧面234和237之间的增压空气冷却器120的主体220的任 一侧上。每个致动杆230可以物理耦接到其中一个致动器228。如此, 可以独立调整每个侧面密封件230。因此,其中一个侧面密封件230可 以处于打开的第一位置602,而另一个侧面密封件230可以处于闭合的 第二位置702,从而改变增压空气冷却器120周围绕开的增压空气的量。

以这种方式,进入进气组件的气室的增压空气可以根据气室118 中的可旋转可调整侧面密封件的位置被可变地引导通过或围绕集成的 增压空气冷却器。换句话说,通过增压空气冷却器的空气流的量可以 根据所述侧面密封件的位置改变。在第一闭合位置中,侧面密封件可 以与增压空气冷却器的外部表面和气室的内部表面密封接触,强迫空 气被引导在增压空气冷却器中的冷却板之间。在第二打开位置中,侧 面密封件可以不与增压空气冷却器密封接触,并因此当增压空气流过 气室时可以允许增压空气绕开增压空气冷却器。

图8示出包括气室118和节气门体130的组装的进气组件140的 等距视图。节气门体130被示出螺栓连接到气室118。增压空气冷却器 120(未示出)可以包括在气室118内。

以这种方式,进气组件140可以包括一组静态密封件,其包括密 封环216、集管密封件223和通路塞502。密封环216、集管密封件223 和通路塞502全确保包括增压空气冷却器的主体220的气室外壳121 的内部部分501相对于外部环境被完全密封。因此,静态密封件可以 确保进入气室118的空气被强迫通过包含增压空气冷却器120的主体 的气室118的一部分。主动可调整侧面密封件230可以被调整到打开 的第一位置602,在这种情况下,进入气室的空气可以在增压空气冷却 器120周围行进。因此,在打开的第一位置中,可以降低增压空气冷 却器120中的冷凝水平。然而,侧面密封件230还可以被调整到闭合 的第二位置702,其中侧面密封件与集管密封件223、气室118的内壁 和增压空气冷却器120的主体220的外部表面密封接触。因此,在闭 合的第二位置702中,进入气室118的空气可以被强迫通过增压空气 冷却器120,并因此可以降低进气空气的温度。

图9示出一种用于调整通过集成到进气组件中的增压空气冷却器 的空气流的量的方法900的流程图。进气组件(例如,进气组件140) 可以包括可以具有增压空气冷却器(例如,增压空气冷却器120)定位 在其内的气室(例如,气室118)。气室118可以与节气门体(例如, 节气门体130)的进气流道(例如,流道134)流体连通。用于实行方 法200的指令可以存储在发动机控制器(诸如,图1所示的控制器150) 的存储器中。此外,方法900可以由该控制器执行。另外,方法900 可以提供如上所述的一种用于操作图1-8中所示的集成增压空气冷却 器和进气气室的方法。例如,控制器可以与一个或更多个致动器(例 如,致动器228)通信,每个致动器可以耦接到可旋转致动杆(例如, 可旋转致动杆229)。可旋转的致动杆可以直接耦接到动态第一密封件 (例如,侧面密封件230)并且可以沿气室的长度延伸。因此,控制器 可以经由一个或更多个致动器在第一位置(例如,位置602)和第二位 置(例如,位置702)之间旋转第一密封件。另外,第一密封件可以与 增压空气冷却器的任一端上的静态第二密封件(例如,集管密封件223) 密封接触。

方法900在902开始并且控制器(例如,控制器150)基于来自多 个传感器(例如,传感器162)的反馈估计和/或测量发动机工况。发 动机工况可以包括:进气空气温度、排气温度、发动机转速和负荷、 进气质量空气流量、歧管压力、环境湿度等。

控制器随后在904确定进入气室的进气空气的温度是否大于阈值。 该阈值温度可以预先设定并且可以基于发动机爆震和/或冷凝物会在增 压空气冷却器内形成时的温度中的一个或更多个。在替代实施例中, 该方法在904可以包括评估可以指示增压空气冷却器冷凝物的附加或 替代工况。例如,该方法在904可以包括基于发动机工况(包括增压 空气冷却器上游或下游的进气空气温度)确定冷凝物正在增压空气冷 却器内形成还是可能形成。

如果进入气室的空气的温度低于阈值,则方法900前进到906并 且控制器调整可旋转可移动第一密封件(例如,可旋转可调整侧面密 封件230)到打开的第一位置。在另一示例中,如果冷凝物正在CAC 内形成或者可能在CAC内形成,该方法可以前进到906以移动第一密 封件到打开的第一位置。第一位置可以是其中第一密封件不与增压空 气冷却器的外部表面(例如,外部表面408)密封接触的位置。因此, 控制器可以移动内部第一边缘(例如,内部边缘510)远离增压空气冷 却器的外部表面并且朝向气室的内部表面(例如,内部表面404)。当 将第一密封件旋转到第一位置时,第一密封件可以保持与第二密封件 (例如,集管密封件223)滑动和密封接触。因此,可以不存在附加部 件在第一密封件相对于第二密封件的整个旋转期间分离第一密封件和 第二密封件。如果第一密封件已经在第一位置中,则第一密封件可以 保持在第一位置中。

方法900可以前进到908并使进入气室的增压空气流过增压空气 冷却器周围的旁路通道(例如,旁路通道604)。换句话说,当第一密 封件在第一位置时,进入气室的空气可以被引导在增压空气冷却器周 围、在增压空气冷却器的外部表面和气室的内部表面之间。因此,当 第一密封件处于第一位置时,进入气室的空气可以不流过增压空气冷 却器,但可以相反在增压空气冷却器周围流动、通过旁路通道(例如, 旁路通道604)。在另一示例中,增压空气的一部分可以仍然流过增压 空气冷却器,但是大多数增压空气可以流过旁路通道而不流过增压空 气冷却器的内部。如此,当第一密封件在第一位置时,进入气室的空 气可以不由增压空气冷却器冷却。该方法在908还包括使空气在增压 空气冷却器周围流动、通过旁路通道(其存在于增压空气冷却器的外 部表面和气室的内壁之间)、穿过第一密封件并进入节气门体中。然 后该方法可以返回。

然而,如果在904,控制器确定进入气室的空气的温度大于阈值, 则方法900可以继续到910并调整第一密封件到闭合的第二位置(例 如,第二位置702)。闭合的第二位置可以是其中第一密封件与增压空 气冷却器的外部表面密封接触的位置。在闭合的第二位置中,第一密 封件可以附加地与气室的内部表面密封接触。因此,控制器可以移动 第一密封件的内部第一边缘远离气室的内部表面并朝向增压空气冷却 器的外部表面。在这样做时,控制器还可以朝向气室的内部表面移动 第一密封件的外部第二边缘(例如,外部边缘508)。外部第二边缘可 以与第一密封件的内部第一边缘相对。当将第一密封件旋转到第二位 置时,第一密封件可以保持与第二密封件(例如,集管密封件223)滑 动接触。因此,可以不存在附加部件在第一密封件相对于第二密封件 的整个旋转期间分离第一密封件和第二密封件。因此当在第二位置时, 第一密封件可以与其所有边缘密封接触。在内部边缘上,第一密封件 可以与增压空气冷却器密封接触,相对设置的第二边缘可以与气室密 封接触,并且两个其他边缘可以与第二密封件密封接触。如果第一密 封件已经在第二位置中,则在910第一密封件可以保持在第二位置中。

方法900可以继续从910到912并且使进入气室的空气流动通过 增压空气冷却器的内部。具体地,进入气室的空气可以被强迫在增压 空气冷却器的外部表面之间,使得空气在增压空气冷却器的冷却板(例 如,冷却板406)之间流动。因此,当第一密封件处于闭合的第二位置 时,进入气室的空气可以不流过旁路通道,并且仅可以流过增压空气 冷却器。如此,进入气室的空气可以由增压空气冷却器冷却。因此, 进入气室的空气可以不流动通过旁路通道中的第一密封件,而是相反 地可以在增压空气冷却器的冷却板之间流动。然后该方法可以返回。

方法900还可以包括使冷却剂流过位于增压空气冷却器的冷却板 内的导管(例如,冷却剂导管606)。具体地,冷却剂可以流过气室的 第一冷却剂入口(例如,孔口224),流过增压空气冷却器的第二冷却 剂入口(例如,冷却剂入口122)并流入冷却板的导管中。此外,冷却 剂可以从导管流出增压空气冷却器,流过增压空气冷却器的第一冷却 剂出口(例如,冷却剂出口124)且流过气室的第二冷却剂出口(例如, 孔口224)。如参照图2描述的,气室的第一冷却剂入口和增压空气冷 却器的第二冷却剂入口可以通过第一面密封件(例如,密封环216)与 彼此密封接触,并且增压空气冷却器的第一冷却剂出口和气室的第二 冷却剂出口可以通过第二面密封件(例如,密封环216)与彼此密封接 触。在一个示例中,冷却剂可以连续循环通过增压空气冷却器。因此, 在执行方法900时,冷却剂可以流过增压空气冷却器。在另一示例中, 当第一密封件在闭合的第二位置中并且进入气室的空气正被强迫通过 增压空气冷却器的内部时,冷却剂可以仅循环通过增压空气冷却器。

也应该理解,当方法900描述控制器与能够调整第一密封件的位 置的一个致动器通信时,在其他示例中,该控制器可以与一个以上的 致动器通信。因此,可以存在一个以上的致动器,并且每个致动器可 以物理耦接到一个致动杆,并且每个致动杆可以物理耦接到动态第一 密封件。因此,方法900可以附加地包括调整两个或更多个第一密封 件的位置。此外,由于每个动态第一密封件可以由其自身的致动器控 制,控制器可以独立地调整每个第一密封件的位置。

以这种方式,发动机进气组件可以包括集成到发动机进气组件的 气室中的增压空气冷却器。增压空气冷却器的主体可以沿气室的长度 延伸,并且可以由集管板在相对端处盖住。该主体可以在任一侧上与 气室分离,从而在增压空气冷却器的主体的外部表面和气室的侧面的 内部表面之间形成旁路通道。该主体可以包括彼此间隔开使得空气可 以在其之间流动的若干冷却板。另外,冷却板可以包含冷却剂导管, 冷却剂可以流过冷却剂导管以冷却流过冷却板的空气。冷却剂可以通 过设置在气室中的第一冷却剂入口并通过设置在其中一个集管板的凸 缘上的第二冷却剂入口流入增压空气冷却器中。在流过导管之后,冷 却剂可以通过设置在其中一个集管板的凸缘上的第一冷却剂出口流出 增压空气冷却器。冷却剂接着可以流过设置在气室中的第二冷却剂出 口。密封环可以设置在第一冷却剂入口和第二冷却剂入口之间并设置 在第一冷却剂出口和第二冷却剂出口之间,且可以与其密封接触。还 可以包括一种用于使冷却剂通过冷却板中的冷却剂入口、出口和导管 流入并流出增压空气冷却器的方法。

一组可调整可旋转第一密封件可以在增压空气冷却器的任一侧上 沿增压空气冷却器的主体的长度延伸,并且可以定位在气室的旁路通 道中。可旋转第一密封件可以耦接到致动杆,所述致动杆的每个可以 物理耦接到能够旋转致动杆的致动器。因此,第一密封件可以在打开 的第一位置和闭合的第二位置之间进行调整,在所述打开的第一位置 中,第一密封件不与增压空气冷却器的主体的外部表面密封接触,在 所述闭合的第二位置中,第一密封件与增压空气冷却器的主体的外部 表面密封接触。在第二闭合位置中,第一密封件还可以与气室的侧面 的内部表面密封接触。一组第二静态密封件可以定位在每个集管板的 周界附近。该组第一密封件可以完全在该组第二静态密封件的内部面 之间延伸并且可以与其密封接触。如此,每个第一密封件可以与两个 第二静态密封件密封接触,并且可以在第一位置和第二位置之间的任 何调整期间保持与其密封接触。因此,在闭合的第二位置中,第一密 封件可以与气室的内部表面、增压空气冷却器的主体的外部表面、该 组第二密封件的内部面、沿着它们的整个周界密封接触。

当第一密封件在第一位置时,进入气室的空气可以在增压空气冷 却器周围流动,通过定位在增压空气冷却器的主体的外部表面和气室 的侧面的内部表面之间的旁路通道。在第二位置中,第一密封件可以 减少流过旁路通道的空气量。在一些示例中,当在第二位置时,第一 密封件可以完全抑制空气流过旁路通道。因此,当第一密封件从第一 位置被调整到第二位置时,可以增加增压空气冷却器的冷却板之间流 动的空气量。在一些示例中,当第一密封件在其第二位置中时,进入 气室的所有空气可以被强迫通过增压空气冷却器的内部。还可以包括 一种用于基于进入气室的空气的温度在第一位置和第二位置之间调整 第一密封件的方法。如果进气空气低于阈值,则第一密封件可以移动 到其第一位置,使得空气绕过增压空气冷却器。然而,如果进气空气 高于阈值,则第一密封件可以被移动到其第二位置,使得空气被强迫 通过增压空气冷却器。

以这种方式,通过调整侧面密封件使得通过增压空气冷却器的空 气流可以根据进气空气温度而改变,实现减少集成到进气组件内的增 压空气冷却器中的冷凝物的技术效果。另外,调整侧面密封件可以帮 助维持进入发动机汽缸的空气的最优增压空气温度。在没有可调整第 一密封件的情况下,进入气室的空气可以被强迫通过集成的增压空气 冷却器。因此,空气可以由增压空气冷却器冷却到其中冷凝物可以开 始在增压空气冷却器中形成的温度。增压空气冷却器中的冷凝物可以 进入发动机并且导致发动机熄火和/或劣化。然而,如果进入气室的进 气空气的温度低于可以引起冷凝的阈值,所述可调整第一密封件可以 被移动到允许进气空气绕开增压空气冷却器的位置。因此,进气组件 的包装尺寸可以通过将增压空气冷却器集成在进气组件的气室内而减 小。另外,通过包括可以调节通过增压空气冷却器的空气流量的可调 整密封件,进气空气的温度可以维持在发动机的合适水平,其最小化 发动机劣化。换句话说,使用可调整侧面密封件可以避免进气空气温 度处于有害于发动机的水平。

因此,静态密封件的系统确保集成到进气组件中的增压空气冷却 器的效率。换句话说,一系列密封件确保进入进气组件的空气被强迫 通过增压空气冷却器。另外,如果进气空气温度足够低以引起在增压 空气冷却器中形成冷凝物,则可调整侧面密封件可以允许空气绕开进 气组件内的增压空气冷却器,从而消除对外部旁路通道的需要。因此, 可调整侧面密封件允许增压空气冷却器集成在进气组件内,并减小进 气组件的包装尺寸,同时仍然减少增压空气冷却器中累积的冷凝物。 因此,实现了更小、更紧凑的进气组件,其中对发动机的效率和使用 期限有很少影响或无影响。

注意,本文包括的示例性控制和估计例程能够和各种发动机和/或车 辆系统配置连用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令储存 在永久存储器中且可以由包括控制器结合各种传感器、致动器和其它发 动机硬件的控制系统实施。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处 理策略中的一个或更多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程 等。如此,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示顺序执行、并行 执行或在一些情况下省略。同样地,处理顺序不一定是实现本文所述的 示例实施例的特征和优点所需要的,但为说明和描述的方便而提供。所 示动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以根据正使用的具体策略重 复执行。进一步地,所述动作、操作和/或功能可以图形化表示待编程进 发动机控制系统中的计算机可读存储介质的永久存储器中的代码,其中 所述动作通过在包括各种发动机硬件组件结合电子控制器的系统中执行 指令来实施。

应该理解,本文所公开的配置和例程在本质上是示例性的,且这些 具体实施例不认为具有限制含义,因为许多变化是可行的。例如,上述 技术能够应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。 本公开的主题包括各种系统和配置的所有新颖和非显而易见的组合和 子组合、以及本文公开的其它特征、功能和/或特性。

随附权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的某些组合和子组 合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元素或其等效物。 此类权利要求应被理解为包括一个或更多个此类元件的结合,既不要 求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元件、和/ 或特性的其它组合和子组合可通过本权利要求的修正或通过在本申请 或相关申请中的新权利要求的陈述加以要求保护。此类权利要求,无 论是比原始权利要求的范围更宽、更窄、相等或不同,都应被视为包 括在本公开内容的主题内。

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