发动机系统的制作方法

本申请要求于2017年5月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0060826的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及发动机系统，并且更具体地涉及发动机系统，所述发动机系统可以阻止氧气在燃料切断条件下嵌入排气净化装置的催化剂中。

背景技术

通常，从发动机通过排气歧管流出的排气被引入设置在排气管处的催化转化器并在其中被净化。然后，排气的噪音在经过消音器的同时被减少，并且然后排气通过尾管被排放到大气中。催化转化器净化排气中所含的污染物。

在这种催化转化器中的一种类型中使用脱氮(denox)催化剂，并且净化排气中所含的氮氧化物(nox)。当还原剂诸如尿素、氨、一氧化碳和碳氢化合物(hc)被供应到排气中时，排气中所含的nox通过与还原剂的氧化还原反应被denox催化剂还原。

为了减少氮氧化物，在汽油车辆中使用三元催化剂，并且三元催化剂可以通过氧化还原反应同时净化三种有害物质，诸如一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等。

在排气净化装置诸如三元催化剂中，当处于车辆的滑行中时，当在燃料切断条件下在催化剂中嵌入氧气时，催化剂的净化效率被降低。

为了解决这个问题，当燃料切断状态被切换到其中喷射燃料的行驶状态时，喷射燃料以使其比理论空燃比浓，由此清除嵌入在催化剂中的氧气(这被称为催化剂清除)。但是，虽然执行了催化剂净化，但是催化剂的净化效率被维持在劣化状态，直到氧气被吹扫为止，并且因此可排出有害排气。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并且因此其可包含不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开致力于提供一种发动机系统，当车辆在燃料切断状态下行驶时，所述发动机系统可以阻止氧气嵌入到催化剂中。

本公开的示例性实施例提供一种发动机系统，包括：发动机，其包括通过燃烧燃料产生驱动扭矩的多个燃烧室；排气净化装置，其安装在排气管线处，从燃烧室排出的排气流过排气管线；旁通管线，其在排气净化装置的上游侧从排气管线分支出并且在排气净化装置的下游侧接合排气管线，使得在排气管线中流动的排气旁通排气净化装置；以及旁通阀，其设置在旁通管线处并根据燃料的喷射条件进行操作并安装在旁通管线处。

发动机系统可进一步包括涡轮增压器，包括：涡轮，其设置在排气净化装置的上游侧的排气管线处，以利用排气旋转；以及压缩机，其设置在进气管线处并与涡轮一起旋转，其中旁通管线在排气净化装置与涡轮之间从排气管线分支出。

旁通阀可在燃料切断状态下打开，使得在排气管线中流动的排气可旁通排气净化装置。

当车辆滑行时，可满足燃料切断条件。

本公开的另一个实施例提供一种发动机系统，包括：发动机，其包括通过燃烧燃料产生驱动扭矩的多个燃烧室；进气歧管，其将从进气管线供应的进气分配到多个燃烧室；排气净化装置，其安装在其中从燃烧室排出的排气流动的排气管线处；旁通管线，其在排气净化装置的上游侧从排气管线分支出并接合到进气歧管，使得在排气管线中流动的排气旁通排气净化装置；以及旁通阀，其被配置为根据燃料的喷射条件进行操作并安装在旁通管线处。

发动机系统可进一步包括涡轮增压器，包括：涡轮，其设置在排气净化装置的上游侧的排气管线处，以利用排气旋转；以及压缩机，其设置在进气管线处以与涡轮一起旋转，其中旁通管线可在排气净化装置与涡轮之间分支出。

旁通阀可在燃料切断状态下打开，使得在排气管线中流动的排气可旁通排气净化装置。

当车辆滑行时，可满足燃料切断条件。

本公开的另一个实施例提供一种发动机系统，包括：发动机，其包括通过燃烧燃料产生驱动扭矩的多个燃烧室；进气歧管，其将从进气管线供应的进气分配到多个燃烧室；节气门阀，其安装在进气歧管的上游侧，以调节供应到进气歧管的空气的量；排气净化装置，其安装在其中从燃烧室排出的排气流动的排气管线处；以及排气再循环装置，其包括排气再循环(egr)管线，所述管线在排气净化装置的上游侧从排气管线分支出并接合到进气歧管和安装在egr管线处的egr阀，其中在燃料切断条件下，egr阀可打开并且节气门阀关闭，使得在排气管线中流动的排气可沿着egr管线被供应到进气歧管。

当车辆滑行时，可满足燃料切断条件。

本公开的另一个实施例提供一种发动机系统，包括：发动机，其包括通过燃烧燃料产生驱动扭矩的多个燃烧室；进气歧管，其将从进气管线供应的进气分配到多个燃烧室；节气门阀，其安装在进气歧管的上游侧，以调节供应到进气歧管的空气的量；排气净化装置，其安装在其中从燃烧室排出的排气流动的排气管线处；涡轮增压器，其包括：涡轮，其设置在排气净化装置的上游侧的排气管线处，以利用排气旋转；以及压缩机，其设置在进气管线处并与涡轮一起旋转；排气再循环装置，其包括egr管线，所述管线在排气净化装置和涡轮之间从排气管线分支出并接合到压缩机的上游侧处的进气歧管以及安装在egr管线处的egr阀；旁通管线，其从egr管线分支出并接合到进气歧管；以及旁通阀，其被配置为根据燃料的喷射状态进行操作并且被安装在旁通管线处。

在燃料切断条件下，egr阀和旁通阀可打开并且节气门阀关闭，使得在排气管线中流动的排气可沿着egr管线和旁通管线供应到进气歧管。

当车辆滑行时，可满足燃料切断条件。

冷却排气的egr冷却器可安装在egr管线处。

根据本公开的实施例，可以通过旁通流动到排气净化装置的排气来提高催化剂的净化效率。

附图说明

附图被提供用于在描述本公开的示例性实施例时进行参考，并且本公开的精神不应当仅由附图来解释。

图1示出根据本公开的第一示例性实施例的发动机系统的示意图。

图2示出根据本公开的第二示例性实施例的发动机系统的示意图。

图3示出根据本公开的第三示例性实施例的发动机系统的示意图。

图4示出根据本公开的第四示例性实施例的发动机系统的示意图。

图5示出根据本公开的第五示例性实施例的发动机系统的示意图。

图6示出根据本公开的第六示例性实施例的发动机系统的示意图。

具体实施方式

在下文中将参照附图更全面地描述本公开，其中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式进行修改，所有这些均不脱离本公开的精神或范围。

为了清楚地描述本公开，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

进一步地，附图中示出的每个部件的尺寸和厚度为了更好的理解和易于描述而任意地示出，但是本公开不限于此。在附图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的示例性实施例的发动机系统。

图1示出了根据本公开的第一示例性实施例的发动机系统的示意图。图1所示的发动机系统对应于自然吸气式发动机。

如图1所示，根据本公开的发动机系统包括发动机20、排气净化装置60、旁通管线40和旁通阀42。

发动机20包括通过燃烧燃料产生驱动扭矩的多个燃烧室21。发动机20被提供有其中供应到燃烧室21的进气流动的进气管线10以及其中从燃烧室21排出的排气流动的排气管线30。

在进气管线10的出口处提供有用于将进气分配到多个燃烧室21的进气歧管23。用于将从多个燃烧室21排出的排气收集到排气管线30中的排气歧管25设置在排气管线30的入口。

在进气管线10处设置有用于过滤在进气管线10中流动的外部空气的空气滤清器80。

在其中进气管线10与进气歧管23汇合的点处提供有用于调节供应到进气歧管23的进气量的节气门阀27。通过诸如在车辆中提供的发动机控制单元(ecu)的控制器的控制信号来操作节气门阀27，以便调节供应到进气歧管23的进气量。

排气净化装置60被提供在排气管线30处，并且其净化从燃烧室21排出的排气中所含的各种有害物质。排气净化装置60可以包括用于净化氮氧化物的三元催化剂。三元催化剂是与作为排气中的有害成分的一氧化碳、氮氧化物和烃系化合物同时反应的一种，以除去所述有害成分，并且其主要由单独pd、pt/rh、pd/rh或pt/pd/rh组成。

旁通管线40在排气净化装置60的上游侧从排气管线30分支出，使得在排气管线30中流动的排气旁通排气净化装置60，并在排气净化装置60的下游侧处接合到排气管线30。

旁通阀42被配置为根据燃料的喷射状态进行操作，并且安装在旁通管线40处，以及在排气管线30中流动的排气根据旁通阀42的打开和关闭选择性地旁通排气净化装置60。

通过诸如在车辆中提供的发动机控制单元(ecu)的控制器的控制信号来操作旁通阀42，以选择性地阻挡旁通管线40。控制器可以包括执行预定程序的至少一个微处理器。

图2示出根据本公开的第二示例性实施例的发动机系统的示意图。图2示出根据本公开的第二示例性实施例的发动机系统，其中根据图1所示的第一示例性实施例在所述发动机系统中包括涡轮增压器，因此将省略对相同构成要素的详细说明。

参考图2，根据本公开的第二示例性实施例的发动机系统进一步包括用于将压缩空气供应到发动机20的燃烧室21的涡轮增压器70。

涡轮增压器70压缩流过进气管线10的进气(外部空气)，以将所述进气供应到燃烧室21。涡轮增压器70被提供在排气管线30处，并且包括通过从燃烧室21排出的排气进行旋转的涡轮71，以及与涡轮71一起旋转并压缩进气的压缩机72。

在这种情况下，旁通管线40在排气净化装置60与涡轮71之间从排气管线30分支出，并且在排气净化装置60的下游侧接合到排气管线30。

旁通阀42被配置为根据燃料的喷射条件进行操作，并且安装在旁通管线40处，以及在排气管线30中流动的排气根据旁通阀42的打开和关闭选择性地旁通排气净化装置60。

根据本公开的第一和第二示例性实施例，当车辆不处于滑行状态而处于正常行驶状态时，旁通阀42关闭，并且从燃烧室21排出的排气流过排气管线30和排气净化装置60，并且然后被排出到外部。

然而，旁通阀42在燃料切断条件下打开，并且在排气管线30中流动的排气旁通排气净化装置60。在这种情况下，燃料切断条件可意味着车辆的滑行状态。

如上所述，旁通阀42在燃料切断条件下打开，并且排气旁通排气净化装置60，并且因此能够防止氧气嵌入到排气净化装置60的催化剂中，从而提高催化剂对排气的净化效率。

图3示出根据本公开的第三示例性实施例的发动机系统的示意图。图3中所示的本公开的第三示例性实施例的配置的不同之处仅在于本公开的第一实施例的旁通管线40。因此，仅详细描述与第一示例性实施例不同的配置。

参考图3，旁通管线40在排气净化装置60的上游侧从排气管线30分支出，并接合到进气歧管23，使得在排气管线30中流动的排气旁通排气净化装置60。

旁通阀42被配置为根据燃料的喷射条件进行操作，并安装在旁通管线40处，以及在排气管线30中流动的排气根据旁通阀42的打开和关闭选择性地流动到进气歧管23。

图4示出根据本公开的第四示例性实施例的发动机系统的示意图。图4示出根据本公开的第四示例性实施例的发动机系统，其中根据图3所示的第三示例性实施例在所述发动机系统中包括涡轮增压器，因此将省略对相同构成要素的详细说明。

参考图4，根据本公开的第四示例性实施例的发动机系统进一步包括用于将压缩空气供应到发动机20的燃烧室21的涡轮增压器70。

涡轮增压器70压缩流过进气管线10的进气(外部空气)，以将所述进气供应到燃烧室21。涡轮增压器70被提供在排气管线30处，并且包括通过从燃烧室21排出的排气进行旋转的涡轮71，以及与涡轮71一起旋转并压缩进气的压缩机72。

在这种情况下，旁通管线40在排气净化装置60与涡轮71之间从排气管线30分支出，并且接合到进气歧管23。

旁通阀42被配置为根据燃料的喷射条件进行操作，并且安装在旁通管线40处，以及在排气管线30中流动的排气根据旁通阀42的打开和关闭选择性地流动到进气歧管23。

根据本公开的第三和第四示例性实施例，当车辆不处于滑行状态而处于正常行驶状态时，旁通阀42关闭，并且从燃烧室21排出的排气流过排气管线30和排气净化装置60，并且然后被排出到外部。

然而，旁通阀42在燃料切断条件下打开，并且从燃烧室21排出的排气流动到进气歧管23，而不通过排气净化装置60。在该情况下，燃料切断条件可意味着车辆的滑行状态。

如上所述，由于旁通阀42在燃料切断条件下打开，并且排气流动到进气歧管23，而不通过排气净化装置60，因此能够防止氧气被嵌入排气净化装置60的催化剂中，从而提高催化剂对排气的净化效率。

图5示出根据本公开的第五示例性实施例的发动机系统的示意图。图5示出根据本公开的第五示例性实施例的发动机系统，其中根据图1所示的第一示例性实施例在所述发动机系统中包括排气再循环装置，因此将省略对相同构成要素的详细说明。

参考图5，根据本公开的第五示例性实施例的发动机系统进一步包括排气再循环装置50。排气再循环装置50再次将从发动机排出的排气中的一些(例如5％-20％)与混合气体混合以减少混合气体的氧气量并干扰燃烧，由此抑制nox的产生。

在本公开的第五示例性实施例中，将描述其中排气再循环装置50是低压排气再循环(egr)装置的示例。

排气再循环装置50包括egr管线52、egr冷却器56和egr阀54。

egr管线52在排气净化装置60的上游侧从排气管线30分支出，并接合到进气歧管23。egr冷却器56设置在egr管线52处，并冷却在egr管线52中流动的排气。egr阀54安装在egr管线52处，并且调节流动到进气管线10的排气的量。这里，经由低压egr管线52被供应到进气管线10的排气被参考作为再循环气体。

根据本公开的第五示例性实施例的发动机系统，排气通过egr管线52和egr阀54旁通排气净化装置60，其中本公开的第一到第四示例性实施例中没有设置单独的旁通管线40和单独的旁通阀42。

也就是说，在车辆不处于滑行状态而处于正常行驶状态时，从燃烧室21排出的排气流过排气管线30和排气净化装置60，并且然后被排出到外部。另外，根据需要，排气中的一些通过egr管线52被供应到燃烧室21，并然后被供应到进气歧管23。

然而，egr阀54在燃料切断条件下最大限度地打开，并且节气门阀27关闭，因此排气管线30、egr管线52、进气歧管23和排气歧管25形成闭合的回路，以用于排气循环。在这种情况下，由于发动机的运转产生的负压，排气通过egr管线52大部分流动到进气歧管23，而不通过排气净化装置60。

如上所述，在燃料切断条件下，egr阀54被最大限度地打开，并且节气门阀27关闭，因此排气大部分不通过排气净化装置60，并且因此能够防止氧气被嵌入排气净化装置60的催化剂中，并提高催化剂对排气的净化效率。

另外，由于能够通过egr管线52旁通排气，所以不必在发动机舱内部安装单独的旁通管线40，因此可以简化发动机舱内部的布局，并且可以降低车辆的制造成本。

图6示出根据本公开的第六示例性实施例的发动机系统的示意图。图6示出根据本公开的第六示例性实施例的发动机系统，其中根据图5所示的第五示例性实施例在所述发动机系统中包括涡轮增压器，因此将省略对相同构成要素的详细描述。

参考图6，根据本公开的第六示例性实施例的发动机系统进一步包括用于将压缩空气供应到发动机20的燃烧室21的涡轮增压器70。

涡轮增压器70压缩流过进气管线10的进气(外部空气)，以将所述进气供应到燃烧室21。涡轮增压器70被提供在排气管线30处，并且包括通过从燃烧室21排出的排气进行旋转的涡轮71，以及与涡轮71一起旋转并压缩进气的压缩机72。

在这种情况下，egr管线52在排气净化装置60与涡轮71之间从排气管线30分支出，并且在压缩机72的上游侧接合到进气管线10。

根据本公开的第六示例性实施例的发动机系统进一步包括从egr管线52分支出并接合到进气歧管23的旁通管线40。旁通阀42被配置为根据燃料的喷射条件进行操作并安装在旁通管线40处，并且在排气管线30和egr管线52中流动的排气根据旁通阀42的打开和关闭选择性地流动到进气歧管23。

根据本公开的第六示例性实施例，当车辆不处于滑行状态而处于正常行驶状态时，旁通阀42关闭，并且从燃烧室21排出的排气流过排气管线30和排气净化装置60，并且然后被排放到外部。另外，根据需要，排气中的一部分通过egr管线52被供应到燃烧室21，并且然后被供应到进气歧管23。

然而，egr阀54和旁通阀42在燃料切断条件下被最大限度地打开，并且节气门阀27关闭，因此排气管线30、egr管线52、旁通管线40、进气歧管23和排气歧管25形成闭合回路以用于排气循环。在这种情况下，由于发动机的运转产生的负压，排气通过egr管线52大部分流动到进气歧管23，而不通过排气净化装置60。

如上所述，egr阀54和旁通阀42在燃料切断条件下被最大限度地打开，并且节气门阀27关闭，因此排气大部分不通过排气净化装置60，并且因此能够防止氧气被嵌入排气净化装置60的催化剂中，并提高催化剂对排气的净化效率。

尽管已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反旨在覆盖被包括在随附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。