具有空气流调节系统的增压空气冷却器技术方案

本申请公开一种用于调节通过增压空气冷却器的空气流的系统。在一个示例中，空气流调节元件可以设置在增压空气冷却器的容器中，该空气流调节元件包括绕旋转轴线可转动的圆柱形筒阀，以调节通过增压空气冷却器中的冷却管的空气流。该筒阀的位置可以基于质量空气流的速率和/或增压空气冷却器的出口处的温度。因而，本实用新型专利技术可以减少冷凝物的聚集，降低发动机失火的可能性。

【技术实现步骤摘要】
具有空气流调节系统的增压空气冷却器相关申请的交叉引用本申请要求2013年5月2日提交的美国临时专利申请号61/818，799，名称为“VARIABLE VALVE SYSTEM TO REDUCE CONDENSAT1N IN A CHARGE AIR COOLER(减少增压空气冷却器中的冷凝的可变阀系统)”的优先权，为了所有目的，其整个内容通过参考合并于此。
本技术涉及减少增压空气冷却器中的冷凝的可变阀系统。
技术介绍
为了增加功率，涡轮增压发动机和机械增压发动机可以被构造成压缩进入发动机的周围空气。空气的压缩可以造成空气温度的升高，因此，可以利用中间冷却器或增压空气冷却器(CAC)来冷却被加热的空气，从而增加其密度并且进一步增加潜在的发动机功率。当周围空气温度下降时，或在潮湿或多雨的天气状况期间，在进气空气被冷却到低于水的露点的情况下，在CAC中可以形成冷凝物。冷凝物(例如，水滴)可以集中在CAC的底部，或在内部通道中，并且冷却紊流器(turbulator)。当转矩增加时(例如在加速期间)，增加的质量空气流可以从CAC中除去冷凝物，将其吸入到发动机中并且增加发动机失火的可能性和燃烧不稳定性。 用于解决由于冷凝物的吸入引起发动机失火的其他尝试包括避免冷凝物聚集(build-up)。然而，本专利技术人已经认识到关于这种方法的潜在问题。具体地，虽然一些方法可以减少或减慢CAC中的冷凝物的形成，但是冷凝物仍然可以随着时间而聚集。如果这种聚集不能停止，则在加速期间冷凝物的吸入可以引起发动机失火。防止由于冷凝物的吸入引起发动机失火的另一种方法包括从CAC收集和/或排出冷凝物。虽然这可以减少CAC中的冷凝物的水平，但是冷凝物被转移到另一个位置或容器，这可以遭受诸如冻结和腐蚀的其他的冷凝物问题。
技术实现思路
本文的专利技术人已经认识到，在过量的冷凝能够聚集之前，如果通过CAC的空气流的速度保持高于最小阈值，在各种压力条件下增压空气冷凝物可以从增压空气冷却器的冷却管除去。因此，在一个示例中，以上所述的问题可以由设置在CAC的容器中的空气流调节元件来解决，该空气流调节元件能够调节，以改变空气流过的CAC中的冷却管的数目。在一个示例中，空气流调节元件可以包括绕旋转轴线可转动的圆柱形筒阀，以调节通过CAC内的冷却管的空气流。具体地，冷却管可以包括第一组冷却管，其中通过第一组冷却管的空气流总是在流动。冷却管还可以包括第二组冷却管，其中通过第二组冷却管的空气流用空气流调节元件调节。在可选的实施例中，当空气不流过第二组冷却管时，通过第一组冷却管的空气流也可以用空气流调节元件调节并且空气流仅流过第一组冷却管。控制器可以将筒阀转动到不同位置，以增加或减少通过CAC的冷却管的空气流的速度。在一些示例中，筒阀的位置可以基于质量空气流的速率和/或在CAC出口处的温度来调节。 在另一个示例中，提供一种发动机方法。该方法包括根据工况调节设置在增压空气冷却器内的圆柱形筒阀的位置，以调节通过增压空气冷却器的冷却管的空气流的速度。 在另一个示例中，工况包括质量空气流的速率，并且其中筒阀设置在增压空气冷却器的进口容器中、第一组冷却管的下游并且邻近第二组冷却管，其中空气流总是能够通过第一组冷却管并且空气流不是总能够通过第二组冷却管。 在另一个示例中，调节还基于离开增压空气冷却器的增压空气的温度，并且其中调节筒阀的位置包括用联接于该筒阀的旋转式致动器绕旋转轴线转动该筒阀，以冷却管的不同的离散组合可变地覆盖或露出增压空气冷却器的不同冷却管。 在另一个示例中，方法还包括响应质量空气流的速率低于第一阈值速度和离开增压空气冷却器的增压空气的温度低于第一阈值温度中的一个或多个，以第一方向转动筒阀，以增加通过增压空气冷却器的冷却管的空气流的速度，并且其中增加通过增压空气冷却器的冷却管的空气流的速度包括减少流动增压空气的增压空气冷却器中的冷却管的数目。 在另一个示例中，方法还包括响应质量空气流的速率大于第二阈值速度(第二阈值速度大于第一阈值速度)和离开增压空气冷却器的增压空气的温度高于第二阈值温度(第二阈值温度高于第一阈值温度)中的一个或多个，以与第一方向相反的第二方向转动筒阀，以减小通过增压空气冷却器的冷却管的空气流的速度，并且其中减小通过增压空气冷却器的冷却管的空气流的速度包括增加流动增压空气的增压空气冷却器中的冷却管的数目。 应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进精选的构思，其在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着指出所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围随附的权利要求书唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面或本技术的任何部分指出的任何缺点的实施方式。 【附图说明】 图1是包括增压空气冷却器的示例性发动机系统的示意图。 图2是增压空气冷却中的空气流调节元件的第一实施例的示意图。 图3是增压空气冷却中的空气流调节元件的第二实施例的示意图。 图4是增压空气冷却中的空气流调节元件的第三实施例的第一视图的示意图。 图5是增压空气冷却中的空气流调节元件的第四实施例的示意图。 图6是增压空气冷却中的空气流调节元件的第五实施例的示意图。 图7是说明用于调节通过增压空气冷却器的空气流的方法的流程图。 图8-9是增压空气冷却器中的筒阀的示意图。 图10是增压空气冷却中的空气流调节元件的第三实施例的第二视图的示意图。 【具体实施方式】 以下描述涉及用于调节通过增压空气冷却器(CAC)的空气流的系统和方法。发动机系统(例如图1所示的发动机系统)中的CAC可以包括空气流调节元件，以控制流过CAC的冷却管的增压空气的速度。增压空气可以通过CAC的进口容器进入CAC内的多个冷却管。然后，冷却的空气可以离开多个冷却管并且进入CAC的出口容器。空气流调节元件可以设置在进口容器或出口容器内。CAC内的空气流调节元件的不同实施例在图2-6和图8-10处示出。可以调节空气流调节元件的位置以控制通过多个冷却管的子组(subset)的空气流。在一个示例中，基于空气流压力可以被动地调节空气流调节元件。在另一个示例中，如图7所示，基于发动机工况发动机控制器可以调节空气流调节元件的位置，以增加或减少活动的(例如，流动增压空气)冷却管的数目。以这种方式，调节空气流调节元件的位置可以调节通过CAC的冷却管的空气流的速率(例如，速度)。通过保持通过CAC的冷却管的空气流的速度高于阈值，可以减少冷凝物的聚集和潜在的发动机失火事件。 图1是示出示例性发动机10的示意图，发动机10可以包括在汽车的推进系统中。发动机10被示出具有四个汽缸或燃烧室30。然而，根据本公开可以使用其他数目的汽缸。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可以包括具有活塞(未示出)设置在其中的燃烧室壁。活塞可以联接到曲轴40以便将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可以联接到车辆的至少一个驱动轮并且利用发动机输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增压空气冷却器的空气流调节系统，其特征在于包括： 设置在所述增压空气冷却器的容器中的空气流调节元件，所述空气流调节元件是可调节的，以改变空气流过的所述增压空气冷却器中的冷却管的数目。

【技术特征摘要】
2013.05.02 US 61/818,799;2014.01.06 US 14/148,6421.一种用于增压空气冷却器的空气流调节系统，其特征在于包括: 设置在所述增压空气冷却器的容器中的空气流调节元件，所述空气流调节元件是可调节的，以改变空气流过的所述增压空气冷却器中的冷却管的数目。2.根据权利要求1所述空气流调节系统，其特征在于，所述冷却管包括第一组冷却管和第二组冷却管，其中通过所述第一组冷却管的空气流总是在流动，通过所述第二组冷却管的空气流用所述空气流调节元件调节。3.根据权利要求2所述空气流调节系统，其特征在于，所述空气流调节元件包括设置在所述增压空气冷却器的进口容器中的筒阀，并且其中所述筒阀覆盖所述第二组冷却管，所述筒阀绕旋转轴线是可转动的，以逐渐露出所述第二组冷却管中的冷却管，以允许空气流通过所述露出的冷却管。4.根据权利要求2所述空气流调节系统，其特征在于，所述空气流调节元件包括在打开位置和闭合位置之间的可调节的阀，所述打开位置允许空气流通过所述第一组冷却管和所述第二组冷却管，并且所述闭合位置允许空气流仅通过所述第一组冷却管，其中所述阀设置在所述增压空气冷却器的进口容器中，并且其中所述阀用致动器调节。5.根据权利要求2所述空气流调节系统，其特征在于，所述空气流调节元件包括在打开位置和闭合位置之间的可调节的瓣阀，所述打开位置允许空气流通过所述第一组冷却管和所述第二组冷却管，并且所述闭合位置允许空气流仅通过所述第一组冷却管，所述瓣阀设置在所述增压空气冷却器的进口容器内或在所述增压空气冷却器的出口容器内设置成抵靠所述第二组冷却管。6.根据权利要求2所述空气流调节系统，其特征在于，所述空气流调节元件包括绕卷筒可转动的滑动元件，所述滑动元件通过转动所述卷筒是可调节的，以逐渐露出所述第二组冷却管的增加的量的冷却管，以允许空气流通过所述露出的冷却管。7.一种具有空气流调节系统的增压空气冷却器，其特征在于包括: 多个冷却管，其构造成从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·P·麦康维尔，D·J·斯泰尔斯，M·亚伯拉罕，J·A·希尔迪奇，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：新型
国别省市：美国;US