用于减小发动机中的摩擦的系统和方法技术方案

一种车辆系统，包括内燃发动机，内燃发动机包括经由流量控制阀流体连接至气体燃料源的PCV系统。气体燃料源可以流体连接至PCV系统的空气流入管线，并且流量控制阀可以配置成控制流入PCV系统的气体燃料的流量。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
内燃发动机依靠在空气中旋转的高速旋转机械和齿轮。来自车辆推进系统的运动部件周围的空气的阻力和摩擦造成燃料效率损失。通常利用诸如挡油盘的装置来减少将油盘/油池里的油滴夹带到发动机的运动部件周围的空气中，以此缓解发动机曲轴箱中旋转和往复运动的部件的气动摩擦。夹带的油滴进一步增加了作用在发动机部件上的阻力，从而增加了发动机的负荷并且降低了燃料的经济性。此外，在发电行业，通过使高速电力机械处在氢气(具有比空气更低的粘度)中来降低来自其周围的空气的摩擦。 专利技术人已经意识到了上述方法的某些问题。即，虽然挡油盘和类似的装置减少了因夹带的机油而作用在发动机部件上的阻力，但是，发动机部件周围的空气阻力却不受影响。此外，内燃发动机中氢气与空气会形成爆炸性混合物。
技术实现思路
至少部分地解决上述问题并且实现减小内燃发动机中的摩擦的技术效果的一种方法是用诸如甲烷的气体燃料填充或者部分填充曲轴箱。例如，专利技术人已经意识到，通过用较低密度的气体来替代发动机曲轴箱内的空气，能够减小空气阻力，同时依然提供足够的发动机冷却。此外，甲烷气体的粘度大大低于空气，而且甲烷在空气中的可燃性极限是有限制的。因此，在一个实施例中，车辆系统包括气体燃料源和内燃发动机，内燃发动机包括曲轴箱强制通风(PCV)系统，其中，气体燃料源通过流量控制阀流体连接至PCV系统，流量控制阀配置成控制流入PCV系统的气体燃料的流量。在另一实施例中，一种方法包括:在第一条件下，将气体燃料从气体燃料源输送至内燃发动机的PCV系统，其中，第一条件包括计算出来的窜气流率小于PCV阀门流率。在进一步的实施例中，车辆可包括气体燃料源、内燃发动机以及控制器，其中，内燃发动机包括PCV系统，气体燃料源通过流量控制阀流体连接至PCV系统，流量控制阀配置成控制流进PCV系统的气体燃料的流量，控制器具有可执行指令以在第一条件下将气体燃料从气体燃料源输送至内燃发动机的PCV系统，其中，第一条件包括计算出来的窜气流率小于PCV阀门流率，而且歧管真空度大于曲轴箱真空度，其中，气体燃料的流率由PCV阀门流率与窜气流率之间的差值计算得出，其中，窜气流率基于发动机操作状态进行计算。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种车辆系统，包括: 内燃发动机，内燃发动机包括经由流量控制阀流体连接至气体燃料源的PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例，气体燃料源流体连接至PCV系统的空气流入管线，并且流量控制阀配置成控制流入PCV系统的气体燃料的流量。 根据本专利技术的一个实施例，还包括流体连接至PCV系统的净化筒。 根据本专利技术的一个实施例，净化筒流体连接至燃料管线。 根据本专利技术的一个实施例，气体燃料源包括甲烷。 根据本专利技术的一个实施例，气体燃料粘度低于空气的粘度。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种方法，包括: 响应于窜气流率小于PCV阀流率将气体燃料从气体燃料源输送到发动机的PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例，还包括: 仅在歧管真空度大于曲轴箱真空度时响应于窜气流率降至PCV阀流率以下开始将气体燃料从气体燃料源输送至PCV系统，曲轴箱真空度随着发动机转速的增大而增大。 根据本专利技术的一个实施例，气体燃料以PCV阀流率与窜气流率之差的流率进行输送。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:当发动机停止时,停止将气体燃料从气体燃料源输送至PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:当歧管真空度低于曲轴箱真空度时，停止将气体燃料从气体燃料源输送至PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:响应于空/燃比小于期望的空/燃比而降低气体燃料的流率。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:将气体燃料存储在流体连接至PCV系统和气体燃料源的净化筒中。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:响应于窜气流率小于PCV阀流率且净化筒压力大于PCV进气口管线压力，将气体燃料从净化筒引导至PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:响应于燃料切断减速事件， 确定输送至PCV系统的过量气体燃料量，以及 将气体燃料的流率降低与过量气体燃料量相应的量。 根据本专利技术的一个实施例，还包括:将过量气体燃料量存储在流体连接至PCV系统的净化筒中。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种车辆，包括: 内燃发动机，内燃发动机包括经由流量控制阀流体连接至气体燃料源的PCV系统，以及 控制器，控制器具有可执行指令以响应于窜气流率小于PCV阀流率并且歧管真空度大于曲轴箱真空度将气体燃料从气体燃料源输送到内燃发动机的PCV系统。 根据本专利技术的一个实施例,气体燃料源流体连接至曲轴箱。 根据本专利技术的一个实施例，流量控制阀配置成以PCV阀流率与窜气流率之差的气体燃料流率输送气体燃料。 根据本专利技术的一个实施例，可执行指令进一步包括响应于歧管真空度下降至低于曲轴箱真空度而关闭流量控制阀。 应当理解的是，提供了以上综述来以简洁的形式介绍详细说明书中进一步描述的概念的选择。这并不意味着要确定所要求保护的主题的关键或必要技术特征。所要求保护的主题的范围仅由详细说明书之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述任何缺陷的实施方式，也不限于本专利技术的任何部分。 【附图说明】 图1示意性地示出了车辆系统的示例实施例。 图2示出了带有曲轴箱强制通风(PCV)系统的发动机的实例。 图3至图4示出了车辆系统的示例操作方法。 图5示出了车辆系统的示例时间线。 【具体实施方式】 在车辆的推进系统中，由空气阻力所造成的功率损耗与气体或液体(部件在其中转动)的密度成正比。因此，通过降低箱体中包围变速器、电动马达或发电机的气体的密度能够减小由空气阻力造成的功率损耗。 在旋转过程中，部件之间的相互摩擦产生大量热量。为了防止发动机过热，可以将这些热量从部件去除并转移到其他地方。这可以通过操作过程中的冷却系统或者车辆的运动在部件与冷却器气体接触时实现，冷却器气体从该系统中吸收热量并且将热量转移到大气中或舱内。因此，虽然在无空气真空或低压箱体中大大减小了功率损耗，但冷却效果会降低或消失，从而导致发动机退化。因此，在确定变速器、马达和发电机箱体内的压力时，空气阻力减轻需要平衡空气阻力造成的功率损耗与期望的冷却效果。 刚性箱体(例如，发电机曲轴箱)内的密度以及因此造成的阻力是箱体内气体的质量以及所包含气体的分子特性的函数。在标准温度和压力下，环境空气的密度大约是1.2kg/m,而甲烷的密度约为0.66kg/m。因此，通过用大量的甲烷气体或者环境空气与甲烷的气体混合物替代发动机曲轴箱强制通风(PCV)系统或包含旋转部件的曲轴箱内的环境空气可以降低气体的密度，因此降低由阻力造成的功率损耗。 压缩天然气(CNG)发动机可以使用包含用于燃烧的大量甲烷气体的燃料源来操作。因此，在CNG发动机内，一定量甲烷可以被输送到PCV系统而不添加额外的甲烷源。此夕卜，在CNG发动机内，在吸收了发动机曲轴箱中的大量热量之后从发动机PCV系统中排出的甲烷可以被循环到发动机燃料管线以供燃烧，从而将燃料损耗减到最小。 在一个实施例中，在此公开的系统可用于具有发电机/马达和CNG发动机的混合动力车辆推进系统中。其他实施例可以包括只具有发动机的推进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆系统，包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括经由流量控制阀流体连接至气体燃料源的PCV系统。

【技术特征摘要】
2013.08.29 US 14/014,1971.一种车辆系统,包括: 内燃发动机，所述内燃发动机包括经由流量控制阀流体连接至气体燃料源的PCV系统。2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述气体燃料源流体连接至所述PCV系统的空气流入管线，并且所述流量控制阀配置成控制流入所述PCV系统的气体燃料的流量。3.根据权利要求1所述的车辆系统，还包括流体连接至所述PCV系统的净化筒。4.根据权利要求3所述的车辆系统，其中，所述净化筒流体连接至燃料管线。5.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述气体燃料源包括甲烷。6.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，气体燃料粘度低于空气的粘度。7.一种方法，包括: 响应于窜气流率小于PCV阀流率将气体燃料从气体燃料源输送到发动机的PCV系统。8.根据权利要求7所述的方法，还包括: 仅在歧管真空度大于曲轴箱真空度时响应于所述窜气流率降至所述PCV阀流率以下开始将气体燃料从所述气体燃料源输送至所述PCV系统，曲轴箱真空度随着发动机转速的增大而增大。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述气体燃料以所述PCV阀流率与所述窜气流率之差的流率进行输送。10.根据权利要求7所述的方法，还包括:当发动机停止时，停止将气体燃料从所述气体燃料源输送至所述PCV系统。11.根据权利要求3所述的方法，还包括:当歧管真空度低于曲轴箱真空度时，停止将气体燃料从所述气体燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·卡尔·比德纳，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US