发动机系统的制作方法
【专利说明】发动机系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年12月17日提交的韩国专利申请第10-2013-0157590号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种发动机系统，并且更具体地，涉及一种在低速和中速下具有最大化的功能的发动机系统。
【背景技术】
[0004]通常地，已知的是，柴油发动机比汽油发动机的燃料消耗和效率具有更低的燃料消耗和更高的效率。柴油发动机通常具有大约40%的效率，其符合柴油发动机的高压缩比。
[0005]近来，为了在发动机中获得的更高的输出，额外地包含了涡轮增压器、中间冷却器坐寸ο
[0006]采用涡轮增压器的发动机通过使用涡轮增压器的压缩机来抽吸并压缩废气或外部空气，并且在这种情况下，产生的经增压的空气(高温压缩空气)得以供应至发动机。
[0007]然而，快速压缩的空气吸收涡轮增压器的热量和在压缩过程期间产生的热量，所以其密度得以降低，从而降低在发动机的燃烧室中的增压效率。因此，可以通过使用中间冷却器来冷却经增压的空气以便确保高密度，并且其结果是，大量的空气进入发动机的燃烧室，从而获得较高输出。
[0008]同时，已经开展了在包括涡轮增压器的发动机中涉及发动机的每分钟转数的在低速和中速部段内降低燃料消耗和改进输出扭矩的研究，连同对于更有效率地控制再循环气体的供应的研究。
[0009]公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0010]已作出的本发明致力于提供一种用于在包括涡轮增压器的发动机中在低速和中速部段内降低燃料消耗并改进输出扭矩的发动机系统，在低速和中速部段内发动机的每分钟转数是预先确定的。
[0011]此外，已作出的本发明致力于提供一种发动机系统，其中涡轮增压器的涡轮机壳体与汽缸盖集成，或者由与所述汽缸盖的材料相同的材料制成。
[0012]本发明的各个方面提供了一种发动机系统，包括:第一进气管线，进气旁通阀，第二进气管线，第一排气管线，排气旁通阀，第二排气管线，涡轮增压器，控制器以及涡轮机壳体，其中，所述第一进气管线配置成将外部空气供应至安装在发动机的汽缸体中的进气歧管；所述进气旁通阀设置在所述第一进气管线上；所述第二进气管线配置成使所述进气旁通阀旁通；从安装在所述汽缸体内的排气歧管排出的废气流动通过所述第一排气管线；所述排气旁通阀设置在所述第一排气管线上；所述第二排气管线配置成使所述排气旁通阀旁通；所述涡轮增压器经过所述第二排气管线的废气进行操作，并且配置成泵送在所述第二进气管线中流动的进入的空气；所述控制器配置成控制所述进气旁通阀和所述排气旁通阀；所述涡轮机壳体配置成围绕所述涡轮增压器的涡轮机，其中所述涡轮机壳体可以由与所述发动机的汽缸盖的材料相同的材料制成。
[0013]所述发动机系统可以进一步包括中间冷却器，所述中间冷却器安装在所述涡轮增压器的压缩机的下游侧处的所述第二进气管线中。所述发动机系统可以进一步包括节流阀体，所述节流阀体配置成控制供应至所述进气歧管的进气流动速率。
[0014]在所述发动机的每分钟转数(RPM)低于预先确定的RPM值的部段内，在负载低于预先确定的负载值时控制器可以打开所述进气旁通阀和所述排气旁通阀，并且所述控制器可以通过控制所述排气旁通阀的打开率来控制输出。
[0015]在所述发动机的每分钟转数低于预先确定的RPM值的部段内，在负载高于预先确定的负载值时控制器可以关闭所述进气旁通阀并打开所述排气旁通阀，并且所述控制器可以通过控制所述排气旁通阀的打开率来控制输出。
[0016]在所述发动机的每分钟转数高于预先确定的RPM值的部段内，控制器可以打开所述进气旁通阀和所述排气旁通阀，并且所述控制器可以通过控制所述排气旁通阀的打开率来控制输出。
[0017]所述第二进气管线可以从空气净化器箱分叉，并且可以通过顺序地经过所述涡轮增压器的压缩机和中间冷却器而接合至所述第一进气管线。所述第二排气管线可以从所述排气歧管分叉，并且可以通过经过所述涡轮增压器的涡轮机而接合至所述第一排气管线。
[0018]所述涡轮增压器的容量可以设定为具有最小值，所述最小值能够在采用自然送气方法的发动机的预先确定的低速区域处获得最大输出扭矩。
[0019]所述涡轮机壳体可以与所述汽缸盖整合地或一体地形成。所述涡轮机壳体可以通过供应至所述汽缸盖的冷却剂进行冷却。冷却所述涡轮机壳体的冷却剂可以得以再供应至所述汽缸盖。
[0020]所述涡轮机壳体可以通过直接从水泵供应的冷却剂得到冷却。
[0021]所述涡轮机壳体可以通过供应至所述涡轮增压器的冷却剂得到冷却。供应至所述涡轮增压器的冷却剂路径可以经过所述涡轮机壳体。
[0022]所述涡轮机壳体可以由铝材料制成。
[0023]本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的【具体实施方式】中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的【具体实施方式】中进行详细陈述，这些附图和【具体实施方式】共同用于解释本发明的特定原理。
【附图说明】
[0024]图1是示意性地示出根据本发明的示例性发动机系统的构造图。
[0025]图2为示出在根据本发明的示例性发动机的每分钟转数和输出之间的关系的示意图。
[0026]图3为示出在根据本发明的示例性发动机系统中与汽缸盖共享的涡轮机壳体的冷却剂路径的方框图。
[0027]图4为示出在根据本发明的示例性发动机系统中独立地形成的涡轮机壳体的冷却剂路径的方框图。
[0028]图5为示出在根据本发明的示例性发动机系统中利用涡轮增压器的冷却剂的涡轮机壳体的冷却剂路径的方框图。
【具体实施方式】
[0029]现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
[0030]图1是示意性地示出根据本发明的各个实施方案的发动机系统的构造图。如图1所示，根据本发明的各个实施方案的发动机系统包括空气净化器箱50、第一进气管线48、第二进气管线54、节流阀体46、进气歧管40、发动机10、排气歧管30、第一排气管线32、排气旁通阀22、催化器80、中间冷却器42、第二排气管线34、涡轮增压器70以及电子控制单元 ECU。
[0031]第一进气管线48和第二进气管线54得以接合，以便将进入的空气供应至发动机10。
[0032]第二进气管线54使进气旁通阀20旁通，并且从空气净化器箱50分叉，并通过涡轮增压器70的压缩机72和中间冷却器42接合至第一进气管线48。
[0033]节流阀体46设置在第一进气管线48和第二进气管线54得以接合的点处。在一些实施方案中，第二进气管线54并不从空气净化器箱50分叉，但是可以从第一进气管线48分叉。
[0034]第一排气管线32从排气歧管30分叉，并且排气旁通阀22和催化器80得以顺序地设置在第一排气管线32内。
[0035]第二排气管线34使排气旁通阀22旁通，并且第二排气管线34从排气歧管30分叉以便接合至在排气旁通阀22和催化器80之间的第一排气管线32。在一些实施方案中，第二排气管线34并不从排气歧管30分叉，但是可以从第一排气管线32分叉。
[0036]在本发明的各个实施方案中，在ECU关闭进气旁通阀20的情况下，通过涡轮增压器的压缩机72和中间冷却器42，进入的空气从第二进气管线54供应至进气歧管40。
[0037]此外，在E⑶打开进气旁通阀20的情况下，通过第一进气管线48和节流阀体46，进入的空气供应至发动机10的燃烧室。
[0038]当E⑶完全打开排气旁通阀22时，废气得以通过第一排放管线32的催化器排出到外部，并且当E⑶关闭排气旁通阀22时，废气通过第二排气管线34操作涡轮增压器70的涡轮机74，并且得以通过催化器80排出至外部。
[0039]E⑶可以调节排气旁通阀22的开口率，以便控制涡轮增压器70的操作，检测发动机10的操作条件和用于加速度传感器、刹车传感器等等的驾驶员的需求条件，以便计算需求扭矩，并且控制进气旁通阀20、排气旁通阀22以及发动机10的喷射器以便喷射燃料。
[0040]在本发明的各个实施方案中，在采用相关技术中的自然送气方法的汽油发动机10中，在具有预先确定的值或更低的值的低速部段内可以通过使用涡轮增压器70来额外地供应空气以