通过电动压缩机实现的增强型气缸停用技术制造技术

电动压缩机用于补充以气缸停用为特征的发动机上的涡轮增压器，以减少单个涡轮增压器的不足以便扩展该停用操作范围。电动压缩机还可以是可操作的以增强增压发动机的瞬时增压发展。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及利用电动压缩机实现增强型气缸停用技术的内燃机。
技术介绍
该部分提供与本公开相关的
技术介绍
，其不一定是现有技术。气缸停用技术是一种经常用于自然吸气式内燃机的技术，以在部分负载条件下，通过关闭可选数量的气缸以提升发动机的效率，从而剩余的气缸可以减小的泵送损失来运行。气缸停用技术可用于涡轮增压发动机。然而，当发动机装配有单涡轮增压器时，在停机模式下，发动机的操作范围会受限于涡轮增压器压缩机的流量以及增压能力。涡轮增压器压缩机的特征是，在给定的压缩机速度下，其具有被喘振和阻塞范围为边界所限定的流量范围。由于该流量范围随着压缩机速度的增加而转到高流量，压缩机的操作可以匹配于典型的单涡轮增压器应用中的发动机，从而造成低的发动机速度，因而造成低的流速，压缩机会在接近喘振限定处运行，并且通过提高压缩机速度来满足随发动机速度增加流速的要求。在发动机的中速与高速度范围内，流量需求可由大部分压缩机特性图来满足。这种类型的匹配通过发动机工作曲线在图4中示出，所述发动机工作曲线存在于涡轮增压器压缩机特性图内。当发动机在同一个增压级切换至停用模式时，流速需求会因发动机气缸中的一些气缸不再吸入空气而减小。因此，流量需求曲线将移向压缩机工作特性图的较低流速。流速改变量视停用的实施而定。对于停用一半气缸的常规做法，例如停用6个气缸中的3个，或者停用4个气缸中的2个，停用模式下的压缩机运行点可能落在压缩机喘振限制之外，特别是在与典型车辆驱动计划更相关的低发动机速度范围内，如图4中相对于压缩机特性图的点所示。即使对于落入图4的压缩机特性图内的点，压缩机也会在小于最佳值的效率下工作。单涡轮增压器应用的流量限制甚至变得更加严重，因为相对于固定气缸停机应用，动态跳跃点火技术可将发动机流量需求扩展至更低的范围。在停用模式下提供增压将需要流量和增压能力增强的涡轮增压器系统。在停用模式下的发动机运行范围还会受限于工作中的气缸内较高负载下的燃烧，例如，汽油发动机的发动机爆振以及柴油发动机的氮氧化物和烟雾排放。废气再循环(EGR)，特别是低压系统，已经被证明可缓解此燃烧限制。实现EGR还需要流量和增压能力扩展的涡轮增压器系统。
技术实现思路
该部分提供本公公开的基本内容，并不是全部范围或者其全部特征的全面披露。本公开考虑使用电动压缩机(EDC)作为发动机上的涡轮增压器的补充，该发动机的特征是使用气缸停用技术来减少单涡轮增压器的缺点，电动压缩机的应用除了作为增加涡轮增压器发动机的瞬态增压发展的手段之外，电动压缩机还用于扩展停用操作范围。从本文提供的描述中可以得知应用的其他领域。该公开内容中的说明和具体实施例的目的仅仅是说明，而不是旨在限制本公开的范围。附图说明此处记载的附图仅仅是为了说明选择的实施例，而不是说明全部可能的实现方式，也不是旨在限定本公开的范围。图1是以气缸停用技术为特征的涡轮增压发动机上的电动压缩机的示意图。图2是可选择的以气缸停用技术为特征的涡轮增压发动机上的电动压缩机的示意图。图3是以通过动态跳跃点火来实现气缸停用技术为特征的涡轮增压发动机上的电动压缩机的示意图。图4是示出了重叠在单涡轮增压器压缩机特性图上的，与所有气缸都在操作状态的典型的发动机的操作线一起的，在停用模式下发动机操作点的视图。以及图5是说明根据针对与图4的曲线图中说明相同的发动机调整大小的本公开的原理的在停用模式中的重叠在电驱动压缩机图上的发动机操作点的曲线图。对应的参考数字指示遍及图式的若干视图的对应部分。具体实施方式现在将参考附图更完整地描述示例性实施例。提供示例性实施例使得本公开将是透彻的并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节(诸如具体部件、装置和方法的实例)以提供对本公开的实施例的透彻理解。本领域技术人员将明白，无须采用具体细节、可以许多不同形式体现示例性实施例且不应被解释为限制本公开的范围。在某些示例性实施例中，未详细地描述众所周知的程序、众所周知的装置结构和众所周知的技术。本文所使用的术语只是用于描述特定示例性实施例的目的而不是对本公开的限制。如本文中所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有”是包括性的并且因此规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。本文描述的方法步骤、程序和操作不应被理解为必须需要以所讨论或说明的特定次序来执行该方法步骤、程序和操作，除非具体识别为执行次序。还应当理解的是，可以采用另外或替代的步骤。当元件或层称为“在另一元件或层上”、“接合到”、“连接到”或“耦合到”到另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、接合、连接或耦合到另一元件或层，或可以存在介入元件或层。相反地，当元件称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”到另一元件或层时，可以不存在介入元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语应当以类似方式解译(例如，“在其间”对“直接在其间”、“邻近于”对“直接邻近于”等)。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任何和所有组合。参考图1，示出了具有涡轮增压器12的包括示例性直列四缸内燃机10的车辆动力系统。涡轮增压器12包括连接至排气系统18的排气通路16的涡轮机14，该排气系统18将废气排放到环境中。涡轮机14驱动地连接至压缩机20，该压缩机20连接至进气系统22的进气通路21用于压缩进气并且将所压缩的进气传递至发动机10的进气节流阀24和进气歧管26。设置使废气绕过涡轮增压器12的旁通阀27。如图所示，发动机10包括气缸28a-d的直列四缸发动机，但也可以使用其他发动机结构。发动机10包括具有气缸停用控制的发动机控制器30，从而在车辆驱动条件所要求的适当负载和速度条件下，可停止中间气缸提供功率。气缸停用机构31是公知的用于气缸停用，并不受限于示例，可包括摇臂停用装置，用于进排气阀门或起阀器，可选择的凸轮凸角或其他已知的能够使气缸停用的设备的液压的或电磁控制停用。对于类似直列-6、V6等其他的发动机，可基于例如点火次序的考虑而选择适当的停用气缸。该系统还包括额外的电动压缩机32，其依次布置在涡轮增压器压缩机20的进气系统22的上游。设置旁通阀34用于当电动压缩机32未运行时，选择性使进气绕过电动压缩机32。还设置有另外的旁通阀36，使进气同时绕过电动压缩机32和涡轮增压器压缩机20，或者可替代地使进气只绕过涡轮增压器压缩机20。低压废气再循环通路40连接在排气系统18和进气系统22之间并包括可受控于控制器30的废气再循环控制阀42。可在废气再循环通路40内设置换热器44。可在涡轮增压器压缩机20的下游设置额外的增压空气冷却器46。控制器30可选择性地控制进气节流阀24，气缸停用机构31，旁通阀27、34、42以及电动压缩机32的马达48控制器。控制器30用于与流入气缸28(通过燃油喷射器)的燃料一起控制气缸停用机构31，并且根据发动机的运行模式调节电动压缩机的运行以及其旁通阀。具体是，当发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系统，包括：内燃机，限定多个气缸；排气系统，与所述多个气缸连通；进气系统，与所述多个气缸连通；涡轮增压器，其包括与所述排气系统连通的涡轮机和与所述进气系统连通的压缩机；电动压缩机，与所述进气系统连通；气缸停用机构，与至少一个气缸相关用于停用所述至少一个气缸的；和控制器，用于响应于停用所述至少一个气缸而控制所述电动压缩机。

【技术特征摘要】
2015.07.30 US 14/8138571.一种动力系统，包括：内燃机，限定多个气缸；排气系统，与所述多个气缸连通；进气系统，与所述多个气缸连通；涡轮增压器，其包括与所述排气系统连通的涡轮机和与所述进气系统连通的压缩机；电动压缩机，与所述进气系统连通；气缸停用机构，与至少一个气缸相关用于停用所述至少一个气缸的；和控制器，用于响应于停用所述至少一个气缸而控制所述电动压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ·吴，A·W·海曼，R·加伦，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US