發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】發(fā)動機系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年12月17日提交的韓國專利申請第10-2013-0157590號的優(yōu)先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種在低速和中速下具有最大化的功能的發(fā)動機系統(tǒng)。
【背景技術】
[0004]通常地，已知的是，柴油發(fā)動機比汽油發(fā)動機的燃料消耗和效率具有更低的燃料消耗和更高的效率。柴油發(fā)動機通常具有大約40%的效率，其符合柴油發(fā)動機的高壓縮比。
[0005]近來，為了在發(fā)動機中獲得的更高的輸出，額外地包含了渦輪增壓器、中間冷卻器坐寸ο
[0006]采用渦輪增壓器的發(fā)動機通過使用渦輪增壓器的壓縮機來抽吸并壓縮廢氣或外部空氣，并且在這種情況下，產生的經(jīng)增壓的空氣(高溫壓縮空氣)得以供應至發(fā)動機。
[0007]然而，快速壓縮的空氣吸收渦輪增壓器的熱量和在壓縮過程期間產生的熱量，所以其密度得以降低，從而降低在發(fā)動機的燃燒室中的增壓效率。因此，可以通過使用中間冷卻器來冷卻經(jīng)增壓的空氣以便確保高密度，并且其結果是，大量的空氣進入發(fā)動機的燃燒室，從而獲得較高輸出。
[0008]同時，已經(jīng)開展了在包括渦輪增壓器的發(fā)動機中涉及發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)的在低速和中速部段內降低燃料消耗和改進輸出扭矩的研究，連同對于更有效率地控制再循環(huán)氣體的供應的研究。
[0009]公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內容】

[0010]已作出的本發(fā)明致力于提供一種用于在包括渦輪增壓器的發(fā)動機中在低速和中速部段內降低燃料消耗并改進輸出扭矩的發(fā)動機系統(tǒng)，在低速和中速部段內發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)是預先確定的。
[0011]此外，已作出的本發(fā)明致力于提供一種發(fā)動機系統(tǒng)，其中渦輪增壓器的渦輪機殼體與汽缸蓋集成，或者由與所述汽缸蓋的材料相同的材料制成。
[0012]本發(fā)明的各個方面提供了一種發(fā)動機系統(tǒng)，包括:第一進氣管線，進氣旁通閥，第二進氣管線，第一排氣管線，排氣旁通閥，第二排氣管線，渦輪增壓器，控制器以及渦輪機殼體，其中，所述第一進氣管線配置成將外部空氣供應至安裝在發(fā)動機的汽缸體中的進氣歧管；所述進氣旁通閥設置在所述第一進氣管線上；所述第二進氣管線配置成使所述進氣旁通閥旁通；從安裝在所述汽缸體內的排氣歧管排出的廢氣流動通過所述第一排氣管線；所述排氣旁通閥設置在所述第一排氣管線上；所述第二排氣管線配置成使所述排氣旁通閥旁通；所述渦輪增壓器經(jīng)過所述第二排氣管線的廢氣進行操作，并且配置成泵送在所述第二進氣管線中流動的進入的空氣；所述控制器配置成控制所述進氣旁通閥和所述排氣旁通閥；所述渦輪機殼體配置成圍繞所述渦輪增壓器的渦輪機，其中所述渦輪機殼體可以由與所述發(fā)動機的汽缸蓋的材料相同的材料制成。
[0013]所述發(fā)動機系統(tǒng)可以進一步包括中間冷卻器，所述中間冷卻器安裝在所述渦輪增壓器的壓縮機的下游側處的所述第二進氣管線中。所述發(fā)動機系統(tǒng)可以進一步包括節(jié)流閥體，所述節(jié)流閥體配置成控制供應至所述進氣歧管的進氣流動速率。
[0014]在所述發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)(RPM)低于預先確定的RPM值的部段內，在負載低于預先確定的負載值時控制器可以打開所述進氣旁通閥和所述排氣旁通閥，并且所述控制器可以通過控制所述排氣旁通閥的打開率來控制輸出。
[0015]在所述發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)低于預先確定的RPM值的部段內，在負載高于預先確定的負載值時控制器可以關閉所述進氣旁通閥并打開所述排氣旁通閥，并且所述控制器可以通過控制所述排氣旁通閥的打開率來控制輸出。
[0016]在所述發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)高于預先確定的RPM值的部段內，控制器可以打開所述進氣旁通閥和所述排氣旁通閥，并且所述控制器可以通過控制所述排氣旁通閥的打開率來控制輸出。
[0017]所述第二進氣管線可以從空氣凈化器箱分叉，并且可以通過順序地經(jīng)過所述渦輪增壓器的壓縮機和中間冷卻器而接合至所述第一進氣管線。所述第二排氣管線可以從所述排氣歧管分叉，并且可以通過經(jīng)過所述渦輪增壓器的渦輪機而接合至所述第一排氣管線。
[0018]所述渦輪增壓器的容量可以設定為具有最小值，所述最小值能夠在采用自然送氣方法的發(fā)動機的預先確定的低速區(qū)域處獲得最大輸出扭矩。
[0019]所述渦輪機殼體可以與所述汽缸蓋整合地或一體地形成。所述渦輪機殼體可以通過供應至所述汽缸蓋的冷卻劑進行冷卻。冷卻所述渦輪機殼體的冷卻劑可以得以再供應至所述汽缸蓋。
[0020]所述渦輪機殼體可以通過直接從水泵供應的冷卻劑得到冷卻。
[0021]所述渦輪機殼體可以通過供應至所述渦輪增壓器的冷卻劑得到冷卻。供應至所述渦輪增壓器的冷卻劑路徑可以經(jīng)過所述渦輪機殼體。
[0022]所述渦輪機殼體可以由鋁材料制成。
[0023]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中進行詳細陳述，這些附圖和【具體實施方式】共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說明】
[0024]圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的構造圖。
[0025]圖2為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機的每分鐘轉數(shù)和輸出之間的關系的示意圖。
[0026]圖3為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機系統(tǒng)中與汽缸蓋共享的渦輪機殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
[0027]圖4為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機系統(tǒng)中獨立地形成的渦輪機殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
[0028]圖5為示出在根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機系統(tǒng)中利用渦輪增壓器的冷卻劑的渦輪機殼體的冷卻劑路徑的方框圖。
【具體實施方式】
[0029]現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0030]圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的發(fā)動機系統(tǒng)的構造圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的發(fā)動機系統(tǒng)包括空氣凈化器箱50、第一進氣管線48、第二進氣管線54、節(jié)流閥體46、進氣歧管40、發(fā)動機10、排氣歧管30、第一排氣管線32、排氣旁通閥22、催化器80、中間冷卻器42、第二排氣管線34、渦輪增壓器70以及電子控制單元 ECU。
[0031]第一進氣管線48和第二進氣管線54得以接合，以便將進入的空氣供應至發(fā)動機10。
[0032]第二進氣管線54使進氣旁通閥20旁通，并且從空氣凈化器箱50分叉，并通過渦輪增壓器70的壓縮機72和中間冷卻器42接合至第一進氣管線48。
[0033]節(jié)流閥體46設置在第一進氣管線48和第二進氣管線54得以接合的點處。在一些實施方案中，第二進氣管線54并不從空氣凈化器箱50分叉，但是可以從第一進氣管線48分叉。
[0034]第一排氣管線32從排氣歧管30分叉，并且排氣旁通閥22和催化器80得以順序地設置在第一排氣管線32內。
[0035]第二排氣管線34使排氣旁通閥22旁通，并且第二排氣管線34從排氣歧管30分叉以便接合至在排氣旁通閥22和催化器80之間的第一排氣管線32。在一些實施方案中，第二排氣管線34并不從排氣歧管30分叉，但是可以從第一排氣管線32分叉。
[0036]在本發(fā)明的各個實施方案中，在ECU關閉進氣旁通閥20的情況下，通過渦輪增壓器的壓縮機72和中間冷卻器42，進入的空氣從第二進氣管線54供應至進氣歧管40。
[0037]此外，在E⑶打開進氣旁通閥20的情況下，通過第一進氣管線48和節(jié)流閥體46，進入的空氣供應至發(fā)動機10的燃燒室。
[0038]當E⑶完全打開排氣旁通閥22時，廢氣得以通過第一排放管線32的催化器排出到外部，并且當E⑶關閉排氣旁通閥22時，廢氣通過第二排氣管線34操作渦輪增壓器70的渦輪機74，并且得以通過催化器80排出至外部。
[0039]E⑶可以調節(jié)排氣旁通閥22的開口率，以便控制渦輪增壓器70的操作，檢測發(fā)動機10的操作條件和用于加速度傳感器、剎車傳感器等等的駕駛員的需求條件，以便計算需求扭矩，并且控制進氣旁通閥20、排氣旁通閥22以及發(fā)動機10的噴射器以便噴射燃料。
[0040]在本發(fā)明的各個實施方案中，在采用相關技術中的自然送氣方法的汽油發(fā)動機10中，在具有預先確定的值或更低的值的低速部段內可以通過使用渦輪增壓器70來額外地供應空氣以