增压空气冷却器冷凝物储存器的制造方法
【专利说明】増压空气冷却器冷凝物储存器
[0001]本发明涉及用于发动机的增压空气冷却器的冷凝物储存器和从发动机的增压空气冷却器收集冷凝物的方法。本发明可以具体地但不排他地涉及一种配置为与发动机的排气再循环管道热连通的冷凝物储存器。
【背景技术】
[0002]现代的发动机可以涡轮增压或增压以压缩进入发动机的空气，从而增加发动机的功率输出。然而，压缩空气会增加空气的温度。在这方面，可以设置增压空气冷却器(CAC)以冷却空气并增加其密度。发动机的潜在功率输出可以因此进一步增加。
[0003]然而，冷凝物可以在CAC中形成，特别是当环境空气温度较低时，或在湿润的或潮湿的天气条件期间。排气再循环(EGR)也可以导致冷凝。冷凝物可以在CAC的底部或在内部通道中收集。当空气流速增加时，如提供增加的扭矩，增加的空气流速可以携带来自CAC的冷凝物，将它吸入发动机。此外，如果车辆倾斜，如当下坡或经过隆起时，CAC中的冷凝可能受到干扰并进入发动机。发动机失火和燃烧不稳定的可能性可以因此增加。
[0004]因此，一些系统可以包括具有排放角度的CAC，允许冷凝物排放到发动机中从而防止在CAC内积累。然而，提供具有这样的排放角度的CAC可能引入设计和封装问题，这增加了成本，降低了车辆性能，并且甚至可能损害车辆的安全性。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一个方面，提供了一种用于发动机的增压空气冷却器的冷凝物储存器，冷凝物储存器包含:用于从增压空气冷却器接收冷凝物的一个或多个入口 ；以及用于从增压空气冷却器收集冷凝物的室；其中冷凝物储存器配置一一如成形一一为与发动机的排气再循环管道热连通，使得来自排气再循环管道的热能可以传递到冷凝物储存器以汽化在室中收集的冷凝物。
[0006]冷凝物储存器可以可设置一一如配置一一为围绕排气再循环管道。例如，冷凝物储存器可以设置为至少部分围绕排气再循环管道的周界。排气再循环管道可以是大体管状的。冷凝物储存器也可以是管状的。排气再循环管道和冷凝物储存器可以具有或可以不具有相同的横截面。在特定的示例中，排气再循环管道和冷凝物储存器中的一个或两个可以具有大体圆形的横截面。因此，冷凝物储存器可以周向地可设置为围绕排气再循环管道且冷凝物储存器可以围绕排气再循环管道形成环形储存器。
[0007]冷凝物储存器的室可以由冷凝物储存器的一个或多个壁和排气再循环管道的外壁部分限定。换句话说，冷凝物储存器可以与排气再循环管道共用壁。虽然冷凝物储存器和排气再循环管道可以热连通，但是冷凝物储存器和排气再循环管道可以不流体连通，如使得排气可以不流入冷凝物储存器中。汽化的冷凝物可以经由一个或多个冷凝物储存器入口或通过出口返回到增压空气冷却器。
[0008]然而，也可以想象的是，冷凝物储存器和排气再循环管道之间共用的壁可以允许流体在冷凝物储存器和排气再循环管道之间转移，例如这样的壁的一部分可以是可渗透的，如气体可渗透的。以这种方式，汽化的冷凝物可以转移到排气再循环管道中。可渗透部分可以设置为高于冷凝物入口( 一个或多个)，使得在储存器的底部收集的冷凝物可以不允许排气从排气再循环管道流到增压空气冷却器。附加地或可选择地，可渗透部分可以设置为高于最大预期冷凝物水平，使得液体冷凝物可以不进入排气再循环管道。
[0009]冷凝物储存器可以包含在冷凝物储存器的第一壁中的第一开口。第一开口可以配置用于接收排气再循环管道。排气再循环管道可以通过第一开口。冷凝物储存器可以包含在冷凝物储存器的第二壁中的第二开口。第二开口可以配置用于接收排气再循环管道。排气再循环管道可以通过第二开口。
[0010]当冷凝物储存器处于安装配置时，一个或多个入口可以设置在冷凝物储存器的顶部或设置为朝向冷凝物储存器的顶部。可选择地或附加地，当冷凝物储存器处于安装配置时，一个或多个入口可以设置在冷凝物储存器的底部或设置为朝向冷凝物储存器的底部。
[0011]冷凝物储存器的尺寸可以设置为具有能够容纳预期在增压空气冷却器中产生的最大的冷凝物的量的室的容积。例如，在热的和/或潮湿的条件下，更多的液态水可以从增压空气中冷凝出来且室的容积可以是这样的以应付最坏的情况。
[0012]冷凝物储存器可以包含配置用于感测在室中收集的液体冷凝物的水平的液位传感器。冷凝物储存器可以包含配置用于测量在室中收集的液体冷凝物的温度的温度传感器。
[0013]一种增压空气冷却器系统可以包含:上述冷凝物储存器；以及增压空气冷却器。
[0014]增压空气冷却器可以包含设置用于排放在增压空气冷却器的空气通道中形成的冷凝物的一个或多个排放口。增压空气冷却器可以包含配置用于朝向一个或多个排放口引导增压空气冷却器内的冷凝物的一个或多个排放通路。增压空气冷却器系统可以进一步包含设置在增压空气冷却器和冷凝物储存器入口之间的一个或多个排放通道。排放通道可以允许在冷凝物储存器中收集冷凝物。
[0015]增压空气冷却器可以包含增压空气入口室和增压空气出口室。一个或多个排放通道可以从增压空气入口室和/或增压空气出口室延伸到冷凝物储存器入口。
[0016]—种发动机系统可以包含:上述增压空气冷却器系统，以及一个或多个排气再循环管道。排气再循环管道可以是高压(HP)、低压(LP)排气再循环管道或二者。
[0017]根据本发明的第二个方面，提供了一种从发动机的增压空气冷却器收集冷凝物的方法，该方法包含:
[0018]将来自增压空气冷却器的冷凝物经由冷凝物储存器的一个或多个入口接收到冷凝物储存器中；
[0019]在冷凝物储存器的室中收集来自增压空气冷却器的冷凝物；以及
[0020]将来自发动机的排气再循环管道的热能传递到冷凝物储存器以汽化在室中收集的冷凝物。
[0021]该方法可以进一步包含将汽化的冷凝物返回到增压空气冷却器。汽化的冷凝物然后可以从增压空气冷却器流到发动机，如流到发动机的进气歧管。
[0022]该方法可以进一步包含确定在冷凝物储存器中收集的冷凝物的量。该方法可以进一步包含基于操作参数来估计冷凝物的收集率。
[0023]该方法可以进一步包含确定在冷凝物储存器中储存的冷凝物的温度。
[0024]该方法可以进一步包含例如基于排气再循环管道一一如冷凝物储存器的上游的一一中的排气的温度来确定冷凝物储存器中的冷凝物的汽化率。该方法可以进一步包含确定从排气再循环管道中的排气到冷凝物储存器中的冷凝物的热损失率。
[0025]该方法可以进一步包含如基于从排气再循环管道中的排气到冷凝物储存器中的冷凝物的热损失率来调节排气再循环管道中的排气的流速。
[0026]一个或多个控制器一一如发动机控制器一一可以配置一一如编程一一为执行上述方法中的任何一种。发动机控制单元可以至少部分包含上述控制器。
[0027]—种当由计算装置执行时可以使计算装置来执行上述方法中的任意一种的软件。一个或多个发动机控制器可以设置有用于执行上述方法中的任意一种的永久存储器上的计算机可读指令。
[0028]一种车辆或发动机可以包含上述冷凝物储存器、上述增压空气冷却器系统和/或上述发动机系统。
【附图说明】
[0029]为了更好地理解本发明，并更清楚地示出它可以如何付诸实施，现在将通过举例的方式参考所附附图，其中:
[0030]图la和lb是具有根据本发明的示例的冷凝物储存器和增压空气冷却器系统的发动机中的空气和排气流动路线的不意图；
[0031]图2a、2b和2c示出了根据本发明的示例的冷凝物储存器的侧面剖视图；以及
[0032]图3a和3b示出了根据本发明的示例的增压空气冷却器的侧面剖视图。
【具体实施方式】
[0033]参照图la和lb，描述了机动车辆的内燃发动机10的典型的空气路线。空气可以通过入口 12进入并随后通过空气滤清器13。空气随后可以通过涡轮增压器14的压缩机14a。涡轮增压器14可以提高发动机功率输出并减少排放。通常，涡轮增压器14设置有驱动安装在同一轴上的压缩机14a的排气驱动涡轮14b。增压空气冷却器16设置在涡轮增压器压缩机14a的下游。增压空气冷却器16可以进一步增加进入内燃发动机10的空气的密度，从而提高其性能。空气然后可以经由配置用于改变进入内燃发动机的空气的质量流量的节气门18进入内燃发动机10。
[0034]在本发明的具体示例中，内燃发动机10包含柴油发动机，然而，同样可以想象的是，发动机10可以是火花点火式发动机。如图la和lb所示，内燃发动机10可以包含许多汽缸10a-d并且空气可以在由一个或多个阀(未示出)所确定的发动机的周期中的适当的时间流动进入这些汽缸中的每个。
[0035]离开内燃发动机10的排气可以通过涡轮