[发明专利]进气加热和排气冷却

说明书

技术领域

本申请涉及进气加热和排气冷却。

背景技术

已经证明，经加热的进气从减少泵送损失得到燃料经济性好处(例如，1.6％)，并且还可以提供更快的发动机预热。在一种方法中，这可以通过冷却剂加热发动机进气来实现。在这种情况下，进气可以通过排气再循环(EGR)冷却器被预热。

本申请的发明人已经认识到以前的这种方案中的问题。第一，最高的冷却剂温度(例如，230°F)可能限制能够提供给发动机进气的热量。第二，冷却剂的比较慢的预热可能限制可以用来加热进气的释放时间(trip time)部分。

发明内容

因此，在一个示例中，上面的一些问题可以通过进气加热和排气冷却来解决，其中双壁排气歧管可以构造成排气-空气热交换器。当进气歧管压力小于环境压力时，发动机可以得益于经加热的进气。在这种情况下，新鲜空气可以通过双壁排气歧管的间隙(interstitial space)吸取，以加热该空气，然后经加热的空气可以被引导到进气歧管。因此，为了提高进气行程效率，经加热的空气进入(be sourced to)进气歧管。以这种方式，通过增加用比冷却剂热的排气表面更热的空气加热，能够进一步增强燃料的经济性利益。而且，与三分钟或更长时间的冷却剂加热相比，在启动之后一分钟之内通常能够得到足够的排气热量。

而且，本申请的发明人已经认识到，在高载荷运行期间，通过使过量的增压空气通过形成空隙的空气空间，双壁排气歧管可以另外用作排气歧管冷却器，以冷却排气歧管。因此，可以取消经过一体的排气歧管的液体冷却。当进气歧管压力大于环境压力并且排气温度接近与部件耐久性相关的阈值时，这种冷却可以是有益的。以这种方式，通过用从过量增压得到的空气冷却排气歧管，通过使燃料富化来冷却所带来的燃料经济性和排放恶化(penalty)能够被减少。

以这种方式，如这里所描述的双壁排气歧管在功能性方面形成协同作用，其中当希望进气加热时进气能够被精确地吸进，并且当希望冷却排气时过量的增压可以精确地推动空气。

应当理解，提供上面的概述以便以简化的形式引进在具体实施方式部分中进一步描述的方案选择。但是这并不意味着指出所要求保护的主题的关键的或基本的特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面或本公开的任何部分中所指出的任何缺点的实施例。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的示例性发动机的方框图。

图2示出示例性的双壁排气歧管的示意图。

图3示出图2的双壁排气歧管的横截面示意图。

图4示出根据本公开的实施例的发动机的方法的流程图。

图5示出经由双壁排气歧管的进气加热的实施例的示意图。

图6示出经由双壁排气歧管排气冷却的实施例的示意图。

具体实施方式

这里公开进气加热和排气冷却的实施例。正如在下面更详细地描述的，这种方法利用双壁排气歧管的间隙，当进气歧管压力小于环境压力时用于加热进气，并且当进气歧管压力大于环境压力时用于冷却排气。

图1是示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机可以包括在汽车的推进系统中。发动机10至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经过输入装置130的来自车辆操作者132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可以包括活塞36设置在其中的燃烧室壁32。活塞36可以连接于曲轴40以便活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统连接于车辆的至少一个驱动轮。而且，起动电机可以经由飞轮连接于曲轴40，使实现发动机10的起动操作。

燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气并且可以经由排气道48排出燃烧后气体。进气歧管44和排气道(例如，歧管)48可以经由相应的进气门52和排气门54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。