用于导引排气的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供用于导引来自发动机的排气的各种系统和方法。在一个例子中，系统包括高压涡轮机和低压涡轮机。所述系统还包括第一通道，用于将来自气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到发动机的排气通道中的所述低压涡轮机的上游，以及第二通道，用于将来自气缸的第二、不同子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于导引排气的系统和方法
本专利技术所公开的主题的实施例涉及导引来自发动机系统中的发动机的排气。
技术介绍
发动机可以使用从发动机排气系统到发动机进气系统的排气的再循环以减小管制的排放，该过程被称为排气再循环(ExhaustGasRecirculation；简称EGR)。在一些例子中，一个或多个气缸的组可以具有排气歧管，所述排气歧管选择性地联接到发动机的进气通道使得气缸组至少在一些条件下用来生成用于EGR的排气。这样的气缸可以被称为“供体气缸(donorcylinder)”。此外，一些EGR系统可以包括多个阀以基于EGR的预期量将来自供体气缸的排气引导到进气通道和/或排气通道。在一个例子中，来自供体气缸的排气可以被引导到高压涡轮增压器的高压涡轮机的上游的排气通道(例如，高压涡轮机可以在以较低压力操作的第二涡轮增压器的涡轮机的串联上游)。在一些条件下，可能期望排气旁路通过高压涡轮机，并且因而，排气系统还包括具有排气阀门的高压涡轮机旁路。然而在这样的例子中，需要较大量的空间来容纳各种排气通道、旁路、阀等，并且包装空间可能被限制。
技术实现思路
因此，在一个实施例中，一种用于导引排气的系统包括高压涡轮机和低压涡轮机。所述系统还包括第一通道，用于将来自气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到发动机的排气通道中的所述低压涡轮机的上游，以及第二通道，用于将来自气缸的第二、不同子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游。所述的系统还包括第三通道，用于将来自所述气缸的第一子组的排气导引到进气通道。其中，所述第三通道定位成将来自所述气缸的第一子组的排气导引到所述进气通道中的高压压缩机的下游，所述高压压缩机经由轴机械地联接到所述高压涡轮机。所述的系统还包括第一控制元件和第二控制元件，所述第一控制元件可操作以控制从所述气缸的第一子组到所述排气通道的排气流动，所述第二控制元件可操作以控制从所述气缸的第一子组到所述进气通道的排气流动。所述的系统还包括控制系统，所述控制系统可操作以基于排气再循环的期望量改变所述第一控制元件和所述第二控制元件的位置。其中，所述控制元件还配置成基于在所述进气通道中获得的第一压力和在所述第三通道中获得的第二压力改变所述第一控制元件和所述第二控制元件的位置。其中，只有来自所述气缸的第二子组的排气被导引到所述高压涡轮机的上游。在又一个实施例中，一种用于导引排气的系统包括具有多个气缸的发动机、高压涡轮机、低压涡轮机、第一通道、第二通道、第三通道、第一控制元件和第二控制元件，其中所述低压涡轮机流体地联接到发动机的排气通道中的所述高压涡轮机的下游，所述第一通道用于将来自多个气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到所述低压涡轮机的上游，所述第二通道用于将来自所述多个气缸的第二、不同子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游，所述第三通道用于将来自所述多个气缸的所述第一子组的排气导引到所述发动机的进气通道，所述第一控制元件可操作以调节所述第一通道中的排气流动，所述第二控制元件可操作以调节所述第三通道中的排气流动。在再一个实施例中，一种用于导引排气的方法，其包括：将来自发动机气缸的第一子组的排气选择性地导引到进气通道和在高压涡轮机的下游和低压涡轮机的上游的排气通道中的每一个；改变导引到所述排气通道的排气的量；以及改变导引到所述进气通道的排气的量。所述的方法还包括将来自发动机气缸的第二、不同子组的所有排气导引到所述高压涡轮机的上游。所述的方法还包括将来自所述气缸的所述第一子组的所有排气导引到所述排气通道和所述进气通道中的每一个。其中，改变导引到所述排气通道的排气的量包括调节第一控制元件，并且其中改变导引到所述进气通道的排气的量包括调节第二控制元件。所述的方法还包括获得所述进气通道中的后冷却器的下游和排气再循环混合器的上游的第一压力的第一信息，并且获得排气再循环通道中的排气再循环冷却器的下游和排气再循环混合器的上游的第二压力的第二信息。所述的方法还包括基于所述第一信息和所述第二信息，改变导引到所述排气通道的排气的量和改变导引到所述进气通道的排气的量。在另一个实施例中，一种用于导引排气的系统包括高压涡轮机、低压涡轮机、第一控制元件以及第二控制元件，其中所述第一控制元件可操作以将来自发动机的气缸的第一子组的排气导引到所述发动机的排气通道中的所述高压涡轮机的下游和所述低压涡轮机的上游的位置，所述第二控制元件可操作以将来自所述气缸的第一子组的排气导引到所述发动机的进气通道。所述的系统还包括布置在所述进气通道中的后冷却器的下游和排气再循环混合器的上游的第一压力传感器和布置在排气再循环通道中的排气再循环冷却器的下游和排气再循环混合器的上游的第二压力传感器。所述的系统还包括控制系统，所述控制系统配置成获得来自所述第一压力传感器的第一压力和来自所述第二压力传感器的第二压力，并且基于所述第一压力和所述第二压力控制所述第一控制元件和所述第二控制元件的位置以将排气的多个部分选择性地导引到所述进气通道和所述排气通道中的一个或多个。其中，所述气缸的第一子组的气缸是供体气缸。所述的系统还包括第一通道，其用于将来自所述气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到所述发动机的所述排气通道中的所述低压涡轮机的上游。所述的系统还包括第二通道，用于将来自气缸的第二、不同子组的全部排气导引到所述高压涡轮机的上游。所述的系统还包括第三通道，用于将来自所述气缸的第一子组的排气导引到所述发动机的所述进气通道。在这样的配置中，来自气缸的第一子组的排气从气缸的第一子组直接导引到排气通道中的高压涡轮机的下游的位置。因而，来自气缸的第一子组的排气不在高压涡轮增压器的上游与来自气缸的第二子组的排气混合。通过将来自气缸的第一子组的排气直接引导到高压涡轮机的下游，涡轮增压器旁路和旁路阀可以被消除，由此减小系统的尺寸和系统所需的包装空间的大小。此外，由于来自气缸的第一子组的排气围绕高压涡轮机被导引，因此第二通道和高压涡轮机上的压力脉动可以减小。应当理解提供以上的简要描述是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。它不意味着确定权利要求的主题的关键或必要特征，权利要求的主题的范围仅仅由紧接着详细描述的权利要求限定。此外，权利要求的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中所述的任何缺陷的实现方式。附图说明参考附图通过阅读非限制性实施例的以下描述将更好地理解本专利技术，其中在下面：图1显示具有排气再循环系统的发动机的示意图。图2显示流程图，示出用于调节排气系统中的第一阀和第二阀的方法。图3-8显示发动机系统的近似按比例的透视图，其中排气从气缸的第一子组导引到高压涡轮机的上游或下游。图9-12显示发动机系统的近似按比例的透视图，其中排气从气缸的第一子组导引到高压涡轮机的下游。图13-14显示发动机系统的近似按比例的透视图，其中排气从气缸的第一子组导引到高压涡轮机的下游。图15显示发动机系统的近似按比例的透视图，其中排气从气缸的第一子组导引到高压涡轮机的下游。具体实施方式以下描述涉及用于导引来自发动机的排气的方法和系统的各实施例。在一个例子中，一种系统包括高压涡轮机，低压涡轮机，以及第一通道，用于将来自气缸的第一子组的、旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到发动机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：高压涡轮机；低压涡轮机；第一通道，用于将来自气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到发动机的排气通道中的所述低压涡轮机的上游；以及第二通道，用于将来自气缸的第二、不同子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 US 13/5574861.一种用于导引排气的系统，其包括：高压涡轮机；低压涡轮机；第一通道，用于将来自第一气缸排上的气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到发动机的排气通道中的所述低压涡轮机的上游；以及第二通道，用于将来自第二气缸排上的与第一子组不同的气缸的第二子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游；其中只有来自所述气缸的第二子组的排气被导引到所述高压涡轮机的上游，其中离开高压涡轮的排气流经排气通道到所述低压涡轮，所述排气通道沿横向方向定位在所述第一通道和第二通道之下，并且其中来自所述气缸的第一子组的排气被直接引导到所述高压涡轮的出口的下游且没有流经旁路通道。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括第三通道，用于将来自所述气缸的第一子组的排气导引到进气通道。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第三通道定位成将来自所述气缸的第一子组的排气导引到所述进气通道中的高压压缩机的下游，所述高压压缩机经由轴机械地联接到所述高压涡轮机。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其还包括第一控制元件和第二控制元件，所述第一控制元件可操作以控制从所述气缸的第一子组到所述排气通道的排气流动，所述第二控制元件可操作以控制从所述气缸的第一子组到所述进气通道的排气流动。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其还包括控制系统，所述控制系统可操作以基于排气再循环的期望量改变所述第一控制元件和所述第二控制元件的位置。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制元件还配置成基于在所述进气通道中获得的第一压力和在所述第三通道中获得的第二压力改变所述第一控制元件和所述第二控制元件的位置。7.一种用于导引排气的系统，其包括：具有多个气缸的发动机；高压涡轮机；低压涡轮机，所述低压涡轮机流体地联接到发动机的排气通道中的所述高压涡轮机的下游；第一通道，用于将来自第一气缸排上的多个气缸的第一子组且旁路通过所述高压涡轮机的排气导引到所述低压涡轮机的上游；第二通道，用于将来自第二气缸排上的与第一子组不同的所述多个气缸的第二子组的排气导引到所述高压涡轮机的上游；第三通道，用于将来自所述多个气缸的第一子组的排气导引到所述发动机的进气通道；第一控制元件，所述第一控制元件可操作以调节所述第一通道中的排气流动；以及第二控制元件，所述第二控制元件可操作以调节所述第三通道中的排气流动；其中来自所述多个气缸的第一子组的所有排气被引导通过所述第一通道和/或第三通道，并且其中来自所述多个气缸的第一子组的排气被直接引导到所述高压涡轮的出口的下游且没有流经旁路通道。8.一种用于导引排气的方法，其包括：将来自发动机的多个气缸的第一子组的排气选择性地导引到进气通道和在高压涡轮机的下游和低压涡轮机的上游的排气通道中的每一个，并且不导引到高压涡轮机的上游的排气通道中；改变导引到所述排气通道的排气的量；改变导引到所述进气通道的排气的量；以及将来自与第一子组不同的多个气缸的第二子组的所有排气导引到所述高压涡轮机的上游，其中当在所述多个气缸的第一子组和多个气缸的第二子组中燃烧产生排气时，只有来自所述多个气缸的第二子...

【专利技术属性】
技术研发人员：ED彼得斯，CB帕里克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US