用于内燃机的空气处理系统和内燃机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了用于内燃机的空气处理系统及内燃机系统。用于内燃机的空气处理系统，其包括与发动机的气缸流体连通的分叉式排气歧管，分叉式排气歧管包括第一歧管部分和第二歧管部分。来自分叉式排气歧管的废气的至少一部分通过连接分叉式排气歧管与涡轮机的单独的排气通道被引导到涡轮机。每个排气通道与可控的废气旁通阀耦合以使来自涡轮机的废气的至少一部分转向。
【专利说明】
用于内燃机的空气处理系统和内燃机系统
技术领域
[0001]本实用新型总体上涉及用于内燃机的空气处理系统。
【背景技术】
[0002]内燃机可包括废气再循环(EGR)系统，如以降低NOx(氮氧化物)排放。空气通过包括对空气加压的压缩机的涡轮增压器进入发动机。受压的空气流向进气歧管并进入发动机的气缸。压缩机与涡轮机耦合。来自气缸的废气进入排气歧管，流到涡轮机中并驱动涡轮机。废气从涡轮机出去并被排放到大气中。废气的一小部分被转移而不再进入涡轮机，并被返回到进气歧管。由此产生的充入气缸内的空气包含新鲜空气和燃烧的废气。
【实用新型内容】
[0003]—个实施例涉及用于内燃机的空气处理系统。该空气处理系统包括分叉式排气歧管(split exhaust manifold)，分叉式排气歧管与内燃机流体连通且包括:第一歧管部分，其从内燃机的第一气缸组接收废气;第二歧管部分，其从内燃机的第二气缸组接收废气。该空气处理系统还包括双入口涡轮增压器，双入口涡轮增压器与分叉式排气歧管流体连通，双入口涡轮增压器经由第一排气通道从第一歧管部分接收废气，且经由第二排气通道从第二歧管部分接收废气。第一废气旁通阀被流体耦合到第一排气通道以使第一排气通道中的废气的至少一部分转向。第二废气旁通阀被流体耦合到第二排气通道以使第二排气通道的废气的至少一部分转向。该空气处理系统还包括废气再循环(EGR)冷却器，EGR冷却器通过第一EGR通道与第一歧管部分流体连通，并通过第二EGR通道与第二歧管部分流体连通。其中，EGR冷却器与EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。第一EGR通道在第一旁通通道从第一排气通道分叉出来之前从第一排气通道分叉出来，且第二 EGR通道在第二旁通通道从第二排气通道分叉出来之前从第二排气通道分叉出来。该空气处理系统还包括控制器，控制器被配置为确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置，其中，该位置被确定为全开、全闭或位于全开和全闭之间中的一种。其中，第一废气旁通阀的位置不同于第二废气旁通阀的位置。确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置至少部分地分别基于第一歧管部分和第二歧管部分内的压力。在空气处理系统中，第一气缸组和第二气缸组均包括相同数量的气缸。
[0004]另一个实施例涉及内燃机系统。内燃机系统包括空气处理系统。空气处理系统包括分叉式排气歧管，分叉式排气歧管与内燃机流体连通且包括:第一歧管部分，其从内燃机的第一气缸组接收废气;第二歧管部分，其从内燃机的第二气缸组接收废气。该空气处理系统还包括双入口涡轮增压器，双入口涡轮增压器与分叉式排气歧管流体连通，双入口涡轮增压器经由第一排气通道从第一歧管部分接收废气，且经由第二排气通道从第二歧管部分接收废气。第一废气旁通阀被流体耦合到第一排气通道以使第一排气通道中的废气的至少一部分转向。第二废气旁通阀被流体耦合到第二排气通道以使第二排气通道的废气的至少一部分转向。该空气处理系统还包括废气再循环(EGR)冷却器，EGR冷却器通过第一 EGR通道与第一歧管部分流体连通，并通过第二 EGR通道与第二歧管部分流体连通。其中，EGR冷却器与EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。第一EGR通道在第一旁通通道从第一排气通道分叉出来之前从第一排气通道分叉出来，且第二 EGR通道在第二旁通通道从第二排气通道分叉出来之前从第二排气通道分叉出来。该空气处理系统还包括控制器，控制器被配置为确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置，其中，该位置被确定为全开、全闭或位于全开和全闭之间中的一种。其中，第一废气旁通阀的位置不同于第二废气旁通阀的位置。确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置至少部分地基于在第一歧管部分和第二歧管部分中的一个或两个处的压力。在该空气处理系统中，第一气缸组和第二气缸组均包括相同数量的气缸。
[0005]另一个实施例涉及用于内燃机的空气处理系统。内燃机系统包括空气处理系统。空气处理系统包括分叉式排气歧管，分叉式排气歧管与内燃机流体连通且包括:第一歧管部分，其从内燃机的第一气缸组接收废气;第二歧管部分，其从内燃机的第二气缸组接收废气。该空气处理系统还包括双入口涡轮增压器，双入口涡轮增压器与分叉式排气歧管流体连通，双入口涡轮增压器经由第一排气通道从第一歧管部分接收废气，且经由第二排气通道从第二歧管部分接收废气。第一废气旁通阀被流体耦合到第一排气通道以使第一排气通道的废气的至少一部分转向。第二废气旁通阀被流体耦合到所述第二排气通道以使第二排气通道的废气的至少一部分转向。该空气处理系统还包括控制器，控制器被配置为至少部分基于在第一歧管部分处的压力、在第二歧管部分处的压力及内燃机的进气歧管处的压力来确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀的位置。控制器被配置为确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置。位置被确定为全开、全闭，或位于全开和全闭之间中的一种。
[0006]另一个实施例涉及用于内燃机的空气处理系统，包括:分叉式排气歧管，其与所述内燃机流体连通，所述分叉式排气歧管包括:第一歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第一气缸组接收废气;第二歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第二气缸组接收废气;第一排气通道;第二排气通道;涡轮增压器，其与所述分叉式排气歧管流体连通，所述涡轮增压器被配置为经由所述第一排气通道从所述第一歧管部分接收废气，且被配置为经由所述第二排气通道从所述第二歧管部分接收废气;第一废气旁通阀，其被流体耦合到所述第一排气通道以使所述第一排气通道中的废气的至少一部分转向；第二废气旁通阀，其被流体耦合到所述第二排气通道以使所述第二排气通道中的废气的至少一部分转向；以及控制器，所述控制器被配置为至少部分基于所述第一歧管部分中的压力，所述第二歧管部分中的压力及在所述内燃机的进气歧管处的压力中的至少一个来确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀的位置。控制器被配置为确定第一废气旁通阀和第二废气旁通阀中的每个的位置，位置被确定为全开、全闭，或位于全开和全闭之间中的一种。其中，第一废气旁通阀的位置不同于第二废气旁通阀的位置。该空气处理系统还包括废气再循环(EGR)冷却器，废气再循环(EGR)冷却器通过第一 EGR通道与第一歧管部分流体连通，并通过第二 EGR通道与第二歧管部分流体连通。其中，EGR冷却器与EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。第一EGR通道在第一旁通通道从第一排气通道分叉出来之前从第一排气通道分叉出来，且第二 EGR通道在第二旁通通道从第二排气通道分叉出来之前从第二排气通道分叉出来。
【附图说明】
[0007]从结合附图的以下的说明书和所附的权利要求中，本公开的前述特征和其他特征将变得更加明显。理解到这些附图仅示出了根据本公开的几个实现并因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图另外专门和详细描述本公开。
[0008]图1是用于内燃机的空气处理系统的示意图。
[0009]图2是空气处理系统的控制器和传感器的示例性框图。
[0010]图3是利用内燃机的空气处理系统将废气从发动机引导到涡轮机的过程的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0011]根据本公开的实施例的空气处理系统包括被耦合到内燃机、涡轮机、EGR系统及可控的废气旁通阀的分叉式排气歧管，以利用来自发动机的多个或全部的气缸的废气脉冲能量。废气旁通阀可被用于控制空气处理系统的一个或多个压力(如被耦合到分叉式排气歧管的废气通道中的压力或发动机的进气歧管的增压压力)，并增加最大废气旁通流量。空气处理系统100可以被配置成使得内燃机的每个气缸具有大致相同的气缸内残余压力和背压。
[0012]现在参考图1，示出了根据示例性实施例的用于内燃机的空气处理系统100的图。包括多个气缸(例如，为了方便下文讨论，在图1中编号为第一气缸组104a和第二气缸组104b的气缸)的发动机块102从进气歧管108接收混合空气和再循环废气。气缸组104a和气缸组104b中的每个包括一个或多个气缸。来自第一气缸组104a和第二气缸组104b的废气进入分叉式排气歧管，分叉式排气歧管在图1中示出为包括第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b。
[0013]第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b是相互独立的，因为它们的输出不直接连接。在一个或多个实施例中，第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b被铸造为单一的整体组件，其具有用于第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b中的每个的独立的流路径。在所示的例子中，来自第一气缸组104a的废气进入第一排气歧管部分106a，以及来自第二气缸组104b的废气进入第二排气歧管部分106b。在排气歧管的部分之间分配来自气缸的废气的其他组合也是可能的。例如，第一排气歧管部分106a可以被配置为接收来自一个或多个主要EGR气缸的废气，以及第二排气歧管部分106b可以被配置为接收来自一个或多个其他气缸的废气。此外，虽然在图1示出了两个排气歧管部分106a和106b，但可以实现额外的排气歧管部分。
[0014]来自第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b中的每一个的废气的一部分进入涡轮机114。在图1所示的实施例中，涡轮机114通过分别被耦合到第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的第一排气通道107a和第二排气通道107b接收废气。涡轮机114可能具有分体式涡轮机外壳以通过第一排气通道107a和第二排气通道107b接收废气。涡轮机114经由轴115连接到压缩机116，压缩机116经由压缩机排气管117将压缩的新鲜空气输出到增压空气冷却器124。在一个或多个实施例中，增压空气冷却器124冷却由压缩机116提供的压缩的新鲜空气。增压空气冷却器124经由进气通道119输出(冷却的)压缩的新鲜空气到进气歧管108。涡轮机114、轴115和压缩机116形成涡轮机增压器。涡轮机增压器可以是任何合适的双入口涡轮机增压器，包括但不限于对称的废气旁通涡轮机增压器、不对称的废气旁通涡轮机增压器和可变几何形状的涡轮机增压器。在一些实施例中，涡轮机增压器可以是两种或两种以上的涡轮机增压器的组合。
[0015]图1的空气处理系统100还包括第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b。第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b均为可控阀，其可以被控制以允许或限制废气流，例如以适应不断变化的工作条件。第一废气旁通阀120a被定位成与第一旁通通道121a串联，第二废气旁通阀120b被定位成与第二旁通通道121b串联。第一旁通通道121a被流体耦合到第一排气通道107a，以及第二旁通通道121b被流体耦合到第二排气通道107b。第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b中的每一个可以被配置为选择性地将第一排气通道107a和第二排气通道107b中的排气流的至少一部分路由绕过涡轮机114，例如以在一定操作条件下减小增压压力(即，进气歧管中的压力)和发动机扭矩。因此，第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b可以被用于分别调节从第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b供应到涡轮机114的废气量。在一个或多个实施例中，第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b相似或基本相同，诸如在它们如何被控制、流管的横截面积或流量能力等方面。在其它实施例中，第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b具有不同的参数(如流量能力)或使用不同的控制技术。此外，第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b在操作期间可被不同地配置;例如，第一废气旁通阀120a可被配置为比第二废气旁通阀120b转移较大量的废气流量，反之亦然。在一些实施例中，第一废气旁通阀120a和/或第二废气旁通阀120b可与对应的涡轮机增压器集成。
[0016]来自第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的每一个的一部分废气分别经由第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b进入EGR冷却器118。第一 EGR通道109a可能被部分地合并到第一排气通道107a，以及第二EGR通道109b可能被部分地合并到第二排气通道107b。第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b可以被用于保持相应的第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b(以及相应的第一排气通道107a、第二排气通道107b中的)期望的气体压力，例如以防止从EGR冷却器118到第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的回流。第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b可被设计成具有在相应的第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b和EGR冷却器118之间的所需要的长度以充分利用分叉式排气歧管中的脉动。在一些实施例中，第一EGR通道109a和第二EGR通道109b被设计成具有在分叉式排气歧管和EGR冷却器118之间的最短长度从而以最小的延迟将废气传送到EGR冷却器118。通过将来自第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b这两者的废气提供至IjEGR冷却器118中，与从一个排气歧管给EGR冷却器118提供废气的系统相比，EGR流量可以增加一倍。
[0017]EGR冷却器118可以包括两个入口来经由与第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b的连接接收废气。在一个或多个实施例中，EGR冷却器118包括连接到第一 EGR通道109a的第一入口和连接到第二EGR通道109b的第二入口。在一个或多个实施例中，第一EGR通道109a和第二 EGR通道109b在EGR冷却器118和分叉式排气歧管之间的某处被组合成单一的通道(即，如被示出为包括第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的排气歧管)，且EGR冷却器118连接到单一的通道。在一个或多个实施例中，EGR冷却器118包括两个冷却器以分别通过第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b接收废气。EGR冷却器118可以被配置为冷却废气。EGR冷却器118经由EGR阀122输出(冷却的)废气。来自EGR冷却器118的输出废气被引导到进气通道119中，并与来自增压空气冷却器124的空气流混合，并且进气通道119中的混合流被引导到进气歧管108中。在一些实施例中，EGR合并装置可以被包含以合并来自第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的EGR流量，从而防止第一 EGR通道109a和第二EGR通道109b之间的串扰。在一些实施例中，EGR合并装置可以与EGR冷却器118集成。
[0018]在图1的示例性实施例中，空气处理系统100还包括控制器112，以控制至少空气处理系统100的操作。在一个或多个实施例中，控制器112还控制其他系统，例如内燃机中的一个或多个另外的系统。空气处理系统100还包括传感器110以检测各种操作条件，并将检测到的操作条件提供给控制器112。控制器112经由空气处理系统100中的诸如第一废气旁通阀信号路径211a和第二废气旁通阀信号路径211b和EGR阀信号路径217的对应的信号路径，提供控制信号给各个部件。
[0019]在图1中所示的部件的几何结构、形状、宽度和长度并不一定表示相应部件的实际的几何结构、形状、宽度和长度，而是为了简化绘图并说明元件之间和通过元件的流体流动的通信而如此绘制。例如，第一 EGR通道109a和第二 EGR通道109b被图示为具有不同的长度，但可能具有大致相同的长度。作为另一个例子，第一 EGR通道109a相对第一排气通道107a的长度的长度可随着图1示出的相对长度而变化，使得EGR冷却器118可以接收并充分利用来自第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b中的每个的压力脉动来更有效地驱动EGR 流。
[0020]图2是空气处理系统100的控制器112和传感器110的一个实施例的框图。传感器110产生对应于空气处理系统100和/或发动机的各种操作参数的信号。
[0021]传感器110可包括一个或多个温度传感器202，一个或多个温度传感器202产生与诸如环境温度或空气处理系统100(或发动机)的部件上、周围或内部的温度的温度相对应的信号。例如，温度传感器202中的一个可能会产生对应于流经EGR阀122的再循环废气的温度的信号。
[0022]传感器110可包括一个或多个压力传感器204，一个或多个压力传感器204产生对应于环境压力或空气处理系统100的部件内的压力的信号。例如，压力传感器204可产生指示在进气通道119、进气歧管108、第一排气通道107a或第二排气通道107b、或相应的废气旁通阀120a和120b后面的第一排气通道121a和第二排气通道121b中的一个或多个内的充气压力的信号。
[0023]传感器110可以包括一个或多个流量传感器206，一个或多个流量传感器206产生对应于通道中的气体流量的信号，如第一排气通道107a或第二排气通道107b或第一EGR通道109a或第二 EGR通道109b中的废气流量或如由压缩机116提供的空气的流量或通过第一废气旁通阀120a或第二废气旁通阀120b转移的废气的流量。
[0024]传感器110可包括一个或多个速度传感器210，一个或多个速度传感器210产生对应于诸如涡轮增压器轴的转速或发动机转速的转速的信号。
[0025]以示例而不是限制的方式说明了温度传感器202、压力传感器204、流量传感器206和速度传感器210。其他类型的传感器110也可以包括在内，且图2中示出的传感器110中的一些可能被省略。
[0026]控制器112接收来自传感器110中的一些的信号。控制器112可包括机械部分、电气部分和机电部分。电气部分和机电部分可以包括硬件、固件和软件中的一种或组合。控制器112可以包括处理器214(例如，微处理器或微控制器，其可被实现为例如半导体器件、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他电路)。处理器214执行如来自存储器或内置到处理器214的指令。控制器112可以包括具有存储在其中的指令的存储器216，该指令可由处理器100执行来控制至少空气处理系统214的操作。存储器216可以还包括存储在其中的指令，该指令可由处理器214执行来处理从传感器110接收的传感器信号以确定相应的空气处理系统100和/或发动机的工作参数。
[0027]控制器112可包括多个输出，多个输出被电连接至空气处理系统100相关联的各种致动器。例如，控制器112可以包括第一废气旁通阀输出218a和第二废气旁通阀输出218b，第一废气旁通阀输出218a(例如，经由图1中的第一废气旁通阀信号路径211a)电连接到第一废气旁通阀120a的致动器，第二废气旁通阀输出218b(例如，经由图1中的第二废气旁通阀信号路径211b)电连接到第二废气旁通阀120b的致动器。
[0028]存储器216可具有第一组指令，第一组指令存储在存储器216中并可由处理器214执行，以在第一废气旁通阀输出218a处产生第一废气旁通阀控制信号来将第一废气旁通阀120a的位置选择性地在全开和全闭位置之间进行控制。同样，存储器216可具有第二组指令，第二组指令存储在存储器216中并可由处理器214执行以在第二废气旁通阀输出218b处产生第二废气旁通阀控制信号来将第二废气旁通阀120b的位置选择性地在全开和全闭位置之间进行控制。在一个或多个实施例中，控制器112被配置为通过控制废气旁通阀各自的致动器来控制第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b的位置;在这样的实施例中，第一废气旁通阀输出218a和第二废气旁通阀输出218b可能是致动器控制信号。控制器112可被配置为独立地控制第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b。例如，根据第一组指令，第一废气旁通阀120a可以完全打开，而根据第二组指令，第二废气旁通阀120b完全关闭。在一些实施例中，可以至少部分根据进气歧管108处的增压压力和第一气缸组104a和第二气缸组104b中的一个或多个气缸的背压来确定第一组和第二组指令。
[0029]可以看出，控制器112可控制第一废气旁通阀输出218a和第二废气旁通阀输出218b以转移废气绕过涡轮机114，以及控制进入EGR冷却器118的流量来减小EGR流量。
[0030]还是参考图2，控制器112可包括EGR阀输出220 JGR阀输出220可以被电连接到EGR阀122 (例如，经由图1中的EGR阀信号路径217)。存储器216可具有存储其中的、可由处理器214执行的指令，以在EGR阀输出220处选择性地提供控制信号，以便(例如，通过控制EGR阀122的致动器)控制EGR阀122相对于参考位置的位置，诸如相对于完全打开或完全关闭位置的位置，并从而控制通过EGR流量通道的再循环废气的流量。
[0031]图3是使用用于将来自发动机的废气引导到内燃机中的涡轮机的空气处理系统的实施例的流程图。空气处理系统可以被配置为将从不同气缸组发出的废气单独引导到EGR系统和涡轮增压器。为了便于理解，参考图1和图2标号的部件描述了图3;但是，应理解图3也可参考其他系统的操作。
[0032]发动机被启动(在框302处)。当发动机在运行时，传感器110可被配置为检测发动机的各种操作参数(在框304处)，包括空气处理系统的操作参数。例如，传感器110可被配置为产生诸如将涡轮机114连接到各自的第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b的第一排气通道107a和第二排气通道107b中的废气的温度、流量和压力的信号或诸如对应于废气旁通流输出或从涡轮机114输出的废气的温度和流量的信号。传感器110可以还被配置为产生对应于环境压力或发动机的各部件中的压力的信号，如第一EGR通道109a和第二EGR通道109b、进气通道119、第一排气通道107a、第二排气通道107b、第一排气歧管部分106a、第二排气歧管部分106b或进气歧管108中的压力的信号。
[0033]空气处理系统确定(在相应的框306、308处)第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b中的每个的位置。至少部分地基于如由传感器110 (例如，压力传感器204)提供的进气歧管108处的增压压力或总压力及分叉式排气歧管处的背压中的一个或多个来确定位置。空气处理系统将来自分叉式排气歧管的废气流引导到第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b并到涡轮机114，以便通过根据确定的位置(从相应的块306、308)控制(在相应的框310、312处)第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b使所需的废气量可以被引导到或绕过涡轮机114。以这种方式，基于可控的进入废气流，涡轮机的速度可以被控制，并从而从压缩机116输出的新鲜空气流可以经由与涡轮机连接的轴可控。
[0034]在一个或多个实施例中，第一EGR通道109a和第二EGR通道109b分别被直接耦合到第一排气歧管部分106a和第二排气歧管部分106b。在其它实施例中，在第一旁通通道121a和第二旁通通道121b从各自的第一排气通道107a和第二排气通道107b分叉出来之前或之后，第一EGR通道109a和第二EGR通道109b从各自的第一排气通道107a和第二排气通道107b分叉出来。可至少部分基于第一废气旁通阀120a和第二废气旁通阀120b的已确定位置(例如，全开位置、全闭位置、全开位置和全闭位置之间的位置)来控制EGR流量。EGR流可与从压缩机116输出的空气流组合成进入进气歧管108的进气流(如图1所示)。
[0035]在一些实现中，分叉式排气歧管可包括多于两个歧管部分(例如，多于第一歧管部分106a和第二歧管部分106b)。例如，本公开可被应用于三个或更多的排气歧管部分，直到每个气缸一个排气歧管部分。每个歧管部分可与废气旁通阀耦合。
[0036]虽然以六气缸的发动机的示例阐明了本公开，本公开可应用于:具有两个或两个以上气缸的发动机，包括那些少于或多于六气缸的发动机;各种类型的发动机，如I_6、V6、V8等等;具有不同的气缸点火顺序的发动机;柴油发动机，汽油发动机，或其他类型的发动机;以及任何大小的发动机。
[0037]在某些实现中，此处所描述的系统或过程可能包括控制器，控制器被构造成执行本文描述的某些操作(例如，控制器112)。在某些实现中，控制器形成处理子系统的一部分，处理子系统包括一个或多个具有存储器(例如，存储器216)、处理器(例如，处理器214)和通信硬件的计算设备。控制器可以是单一的设备或分布式设备，且控制器的功能可以通过硬件和/或非瞬态计算机可读存储介质上的计算机指令执行。
[0038]在某些实现中，控制器包括被构造成在功能上执行控制器的操作的一个或多个电路。此处的包括电路的描述强调控制器的方面的结构独立性，并说明了控制器的操作和职责的一种分组。执行类似的整体操作的其他分组应理解在本申请的范围内。电路可以在硬件中被实现和/或实现为非暂态的计算机可读存储介质上的计算机指令，且电路可以分布在不同的硬件或以计算机为基础的部件。控制器操作的某些实施例的更具体描述被包括在参考图2的部分。
[0039]实例和非限制电路实现元件包括:提供本文确定的任何值的传感器(例如，传感器110);提供本文确定的值的预报的任何值的传感器;数据链路和/或网络硬件，其包括通信芯片，振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发射机、接收机、和/或收发器、逻辑电路、硬连线逻辑电路、根据电路规范配置的在特定的非瞬态的可重新配置的逻辑电路；包括至少电气、液压或气动致动器的任何致动器;电磁线圈;运算放大器;模拟控制元件(弹簧、滤波器、积分器、加法器、除法器，增益元件)和/或数字控制元件。
[0040]术语“控制器”包括用于处理数据的各种装置、设备和机器，以示例的方式包括:一个或多个可编程处理器、计算机、片上系统；编程处理器的一部分或上述的组合。该装置可以包括专用逻辑电路，如FPGA或ASIC。该装置还可以包括，除了硬件以外，为所关注的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行环境、虚拟机，或前述中的一个或多个的组合的代码。该装置和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础设施，如分布式计算和网格计算基础设施。
[0041]虽然本说明书中包含许多具体的实现细节，但这些不应该被解释为对可能要求保护的范围的限制，而是针对特定实现的特征的描述。本说明书中在分开的实现的环境中描述的某些特征也可以被实现在单一的实现的组合中。相反，在单一实现的环境中描述的各种特征也可以被实现在单独或以任何合适的子组合的多个实现中。此外，虽然特征在上文中可能被描述为在某些组合中实施且即使最初这样声称，来自声称的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中去除，并且声称的组合可能针对子组合或子组合的变型。
[0042]看过该公开内容的本领域技术人员应该理解在不将各种特征的范围限制到精确的数字的情况下描述和要求保护这些特征，除非另有说明。因此，描述和要求保护的主题的非实质的或无关紧要的修改或变更被视为在所附权利要求中陈述的本实用新型的范围内。此外，注意在“装置”没有用在其中的情况下，根据美国专利法，权利要求中的限制不应被解释为构成“装置+功能”的限制。
[0043]本文使用的术语“耦合”和类似词汇意味着两个部件彼此直接或间接地连接。这样的连接可以是固定的(例如，永久)或活动(例如，可移除或可释放的)。可以用下列方式实现这样的连接:两个部件;或两个部件和彼此与这两个部件一体地形成为单一的联合体的任何额外的中间部件;或两个部件或彼此附接的任何额外的中间部件。
[0044]重要的是，注意到在各种示例性实现中示出的系统的构造和布置在特征上是说明性的，而不是限制性的。落入所描述的实现的精神和/或范围内的所有变更和修改被包含在该公开中。应该理解的是，一些特征可能不是必要的，且缺少各种特征的实现可被视为在该申请的范围内，所述范围由随后的权利要求限定。应该理解，在一个实施例中描述的特征也可以用本领域技术人员理解的方式与另一个实施例中的特征合并和/或组合。
【主权项】
1.一种用于内燃机的空气处理系统，包括: 分叉式排气歧管，其与所述内燃机流体连通，所述分叉式排气歧管包括: 第一歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第一气缸组接收废气； 第二歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第二气缸组接收废气； 第一排气通道； 第二排气通道； 涡轮增压器，其与所述分叉式排气歧管流体连通，所述涡轮增压器被配置为经由所述第一排气通道从所述第一歧管部分接收废气，且被配置为经由所述第二排气通道从所述第二歧管部分接收废气， 第一废气旁通阀，其被流体耦合到所述第一排气通道以使所述第一排气通道中的废气的至少一部分转向；以及 第二废气旁通阀，其被流体耦合到所述第二排气通道以使所述第二排气通道中的废气的至少一部分转向。2.根据权利要求1所述的空气处理系统，还包括第一废气再循环(EGR)通道、第二EGR通道和EGR冷却器，所述EGR冷却器通过所述第一 EGR通道与所述第一歧管部分流体连通并通过所述第二 EGR通道与所述第二歧管部分流体连通。3.根据权利要求2所述的空气处理系统，其中，在第一旁通通道从所述第一排气通道分叉出来之前，所述第一 EGR通道从所述第一排气通道分叉出来，且在第二旁通通道从所述第二排气通道分叉出来之前，所述第二 EGR通道从所述第二排气通道分叉出来。4.根据权利要求2所述的空气处理系统，其中，所述EGR冷却器与所述EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。5.根据权利要求1所述的空气处理系统，还包括控制器，所述控制器被配置为确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀中的每个的位置，其中，所述位置被确定为全开、全闭或位于全开和全闭之间中的一种。6.根据权利要求5所述的空气处理系统，其中，所述第一废气旁通阀的位置不同于所述第二废气旁通阀的位置。7.根据权利要求5所述的空气处理系统，其中，确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀中的每个的位置至少部分地分别基于所述第一歧管部分和所述第二歧管部分内的压力。8.根据权利要求1所述的空气处理系统，其中，所述第一气缸组和所述第二气缸组均包括相同数量的气缸。9.一种内燃机系统，包括: 分叉式排气歧管，其与所述内燃机的气缸流体连通，所述分叉式排气歧管包括: 第一歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第一气缸组接收废气； 第二歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第二气缸组接收废气； 第一排气通道； 第二排气通道； 涡轮增压器，其与所述分叉式排气歧管流体连通，所述涡轮增压器经由所述第一排气通道从所述第一歧管部分接收废气，且经由所述第二排气通道从所述第二歧管部分接收废气； 第一废气旁通阀，其被流体耦合到所述第一排气通道以使所述第一排气通道中的废气的至少一部分转向；以及 第二废气旁通阀，其被流体耦合到所述第二排气通道以使所述第二排气通道中的废气的至少一部分转向。10.根据权利要求9所述的内燃机系统，还包括第一废气再循环(EGR)通道、第二EGR通道和EGR冷却器，所述EGR冷却器通过所述第一 EGR通道与所述第一歧管部分流体连通并通过所述第二EGR通道与所述第二歧管部分流体连通。11.根据权利要求10所述的内燃机系统，其中，在第一旁通通道从所述第一排气通道分叉出来之前，所述第一 EGR通道从所述第一排气通道分叉出来，且在第二旁通通道从所述第二排气通道分叉出来之前，所述第二 EGR通道从所述第二排气通道分叉出来。12.根据权利要求10所述的内燃机系统，其中，所述EGR冷却器与所述EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。13.根据权利要求9所述的内燃机系统，还包括控制器，所述控制器被配置为确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀中的每个的位置，其中，所述位置被确定为全开、全闭，或位于全开和全闭之间中的一种。14.根据权利要求13所述的内燃机系统，其中，所述第一废气旁通阀的位置不同于所述第二废气旁通阀的位置。15.根据权利要求13所述的内燃机系统，其中，确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀中的每个的位置至少部分地基于在所述第一歧管部分和所述第二歧管部分中的一个或两个处的压力。16.根据权利要求9所述的内燃机系统，其中，所述第一气缸组和所述第二气缸组均包括相同数量的气缸。17.—种用于内燃机的空气处理系统，包括: 分叉式排气歧管，其与所述内燃机流体连通，所述分叉式排气歧管包括: 第一歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第一气缸组接收废气； 第二歧管部分，其被配置为从所述内燃机的第二气缸组接收废气； 第一排气通道； 第二排气通道； 涡轮增压器，其与所述分叉式排气歧管流体连通，所述涡轮增压器被配置为经由所述第一排气通道从所述第一歧管部分接收废气，且被配置为经由所述第二排气通道从所述第二歧管部分接收废气； 第一废气旁通阀，其被流体耦合到所述第一排气通道以使所述第一排气通道中的废气的至少一部分转向； 第二废气旁通阀，其被流体耦合到所述第二排气通道以使所述第二排气通道中的废气的至少一部分转向；以及 控制器，所述控制器被配置为至少部分基于所述第一歧管部分中的压力，所述第二歧管部分中的压力及在所述内燃机的进气歧管处的压力中的至少一个来确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀的位置。18.根据权利要求17所述的空气处理系统，其中所述控制器被配置为确定所述第一废气旁通阀和所述第二废气旁通阀中的每个的位置，其中，所述位置被确定为全开、全闭，或位于全开和全闭之间中的一个。19.根据权利要求18所述的空气处理系统，其中，所述第一废气旁通阀的位置不同于所述第二废气旁通阀的位置。20.根据权利要求17所述的空气处理系统，还包括废气再循环(EGR)冷却器，所述废气再循环(EGR)冷却器通过第一 EGR通道与所述第一歧管部分流体连通，并通过第二 EGR通道与所述第二歧管部分流体连通。21.根据权利要求20所述的空气处理系统，其中，在第一旁通通道从所述第一排气通道分叉出来之前，所述第一 EGR通道从所述第一排气通道分叉出来，且在第二旁通通道从所述第二排气通道分叉出来之前，所述第二 EGR通道从所述第二排气通道分叉出来。22.根据权利要求20所述的空气处理系统，其中，所述EGR冷却器与所述EGR冷却器的出口处的EGR阀耦合。
【文档编号】F02M26/14GK205445832SQ201521131033
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】索国涛, 王洪峰, 段杰
【申请人】卡明斯公司