专利名称：用于改进排气温度控制的并联式相继增压的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机的排气系统及控制方法，更具体地，涉及具有双涡轮增压器的 发动机的排气系统及控制方法。
背景技术：
内燃发动机普遍地用在现今的汽车中。由于该类发动机使用吸入的空气来燃烧燃 料并产生动力，其发动机功率受限于可吸入燃烧室的空气量。与自然吸气发动机系统 相比，使用涡轮增压器可增加吸入燃烧室的空气。此外，某些汽车可以使用双涡轮增 压器系统，这样的系统可以在低发动机转速下用单个涡轮增压器操作，在高发动机转 速下用两个涡轮增压器操作，从而减少涡轮迟滞，同时保持峰值增压性能。在美国专利5, 186, 005中描述了一种双涡轮增压器系统。在该具体的双涡轮增压 器系统中，两个相同的涡轮增压器相对于发动机以并联方式排列，并用跨越管 (crossover pipe )连接两个相同的涡轮增压器。在低发动机负荷/转速下用 一个涡 轮增压器操作，在高发动机负荷/转速下用两个涡轮增压器操作。从单涡轮增压器操 作到双涡轮增压器操作的切换基于进气量进行。然而> 回到单涡轮增压器操作的切换 基于发动机转速进行，即一旦开始双涡轮增压器操作，则仅在发动机转速低于特定的 设置值时切换回单涡轮增压器操作，而与进气量的改变无关。然而，与这样的双涡轮增压器系统关联并可能与其他双涡轮增压器系统关联的一 个问题是可能难以将排气温度保持在适当的范围内，从而不能实现排放控制系统中 用于减少排气排放的装置的最优化操作。例如，如果排气温度过低，则该装置的效率 可能较低；而如果排气温度过高，则例如在该装置为催化装置的情况下，该装置可能 在物理上或化学上劣化。在某些工况下，例如在发动机刚起动时，或在发动机在低转 速下运行时，排气温度对于高效运行或催化转化来说可能过低。然而在其他工况下， 例如在发动机在高转速或高负荷下运行时，排气温度可能过高，这会造成催化剂劣化。发明内容发明人在此认识到上述问题，并认识到，这样的问题至少部分地可以由一种用于 具有第一组汽缸和第二组汽缸、连接到第一组汽缸的第一涡轮增压器和连接到第二组 汽缸的第二涡轮增压器，及排放控制装置的发动机的排气系统解决。具体来说，排气 系统可以包括连接到第一涡轮增压器并位于其下游的低热损失路径，连接到第二涡轮 增压器并位于其下游的高热损失路径，连接在第一涡轮增压器和第二涡轮增压器之间并位于第一涡轮增压器和第二涡轮增压器上游的跨越管，该跨越管可以提供高热损失 路径与低热损失路径之间的通道，及用于调节跨越管中的排气流的控制机构。通过提供高热损失路径和低热损失路径两者及允许两个路径之间的连通的跨越 管，并提供用于控制通过高热损失路径和低热损失路径的排气流的机构，可以更好地 控制排气温度，以提高双涡轮增压器环境中的排放控制装置搡作的效率。在特定的工 况下，例如，在发动机以低负荷/转速运行时，减少通过高热损失路径的排气流，增加通过低热损失路径的排气流，以减少热损失；而在特定的其他工况下，例如，在发动机以高负荷/转速搡作时，增加通过高热损失路径的排气流，减少通过低热损失路 径的排气流，以增加排气的热损失。此外，通过在两个涡轮增压器上游在高热损失路径与低热损失路径之间设置跨越管，可以实现(l)更快的增压响应，因为只需要转动(spinup) —个涡轮增压器， 且该涡轮增压器与需要转动两个涡轮增压器时相比将接收到两倍的空气流，及(2) 更快的排气预热，因为所有排气都流过低热损失路径，且因第二涡轮增压器中的空气 膨胀产生的冷却效应减少。因此，可以向具有双涡轮增压器系统及排放控制装置的内燃发动机提供用于控制 排气温度以改进排放控制装置的搡作的机制。虽然上述示例是相对于双涡轮增压器系统示出的，但这些概念即使不是更加适用 于其他涡轮增压器系统，也可以同样地适用于其他涡轮增压器系统。
图1是示出了低热损失路径的双层壁特征和高热损失路径的单层壁特征的示例 发动机系统的系统框图；图2是示出了低热损失路径具有的如较长管长度及较多管弯头的特征的替代发动机系统的系统框图；图3是示出通过调节通过单层壁路径和双层壁路径的排气流，对排气温度进行控制以改进排放控制装置搡作的流程图；图4是示出通过调节通过高热损失路径和低热损失路径的排气流，对排气温度进行控制以改进排放控制装置操作的流程图；图5是示出通过与用于调节排气流路径的控制机构协调，调节一个或多个节气门，对压缩机/涡轮瞬态操作进行补偿的流程图；及图6是示出对使用发动机调节、使用排气路径调节，还是使用发动机调节和排气路径调节两者进行选择，以控制排气温度的流程图。 具休实施方式如图1所示，具有第一实施例中的双涡轮增压器系统的内燃发动机包括多汽缸发动机汽缸体100、排气歧管110、第一涡轮增压器112、第二涡轮增压器114、低热 损失路径118、高热损失路径120、排放控制装置122、通向大气的排气尾管126、提 供低热损失路径118与高热损失路径120之间的通道的跨越管116,及可控制通过跨 越管116的排气流的控制机构124。排气歧管iio连接到发动机排气口，并包括连接到第一组发动机汽缸的第一部 分，及连接到第二组发动机汽缸的第二部分。排气歧管IIO还连接到涡轮增压器，其 中第一部分连接到第一涡轮增压器112,第二部分连接到第二涡轮增压器114。在该 示例中，来自第一组汽缸的排气与来自第二组汽缸的排气保持分离，随后在进入排放 控制装置122之前混合到一起。然而，如果需要，也可以使用各种其他配置。涡轮增压器排列在发动机和排气歧管下游，并以并联配置排列，其中每个涡轮增 压器专门连接到一个汽缸组，而与另一个汽缸组分离。第一涡轮增压器112连接到低 热损失路径118并位于其上游，第二涡轮增压器114连接到高热损失路径120并位于 其上游。涡轮增压器可以是各种类型的涡轮增压器，例如可以是固定几何涡轮增压器， 或可以是可变几何涡轮增压器。此外，涡轮增压器可以是可变喷嘴涡轮增压器，或可 以包括旁通泄压阀。每个涡轮增压器包括至少一个涡轮和压缩机。发动机排气驱动涡 轮(未示出)，涡轮进而驱动压缩机(未示出)，压缩机进而压缩发动机进气(未示 出)。低热损失路径118可以包含一个或多个有助于其低热损失性能的特征，例如，该 路径可以包含双层壁或较厚的壁，可以是双层壁管，或与高热损失路径相比具有较短 的路径长度，衬有绝热材料，和/或例如可以用电源加热。相反，高热损失路径120可以包含一个或多个有助于其高热损失性能的特征，例 如，该路径可以包含单层壁或(与路径118相比)较薄的壁，可以是单层壁管，该路 径与低热损失路径相比可以具有较多管弯头和/或具有较长管长度，和/或该路径可以 由冷却装置冷却。此外，该路径的位置与路径118相比可以离热源较远。例如，该路 径的位置可以离热交换器排出的热量较远，或该路径可以位于汽车运动产生的空气流 较少的区域中。跨越管116提供低热损失路径118与高热损失路径120之间的通道。跨越管116 可以位于两个涡轮增压器的上游，但也可以位于一个或两个涡轮增压器的下游。通过 在两个涡轮增压器上游设置跨越管116,可以实现(l)更快的增压响应，因为只 需要转动一个涡轮增压器，且该涡轮增压器与需要转动两个涡轮增压器时相比将接收 到两倍的空气流，及(2)更快的排气预热，因为所有排气都流过低热损失路径，且 因第二涡轮增压器中的空气膨胀产生的冷却效应减少。此外，当与控制机构124组合 时，跨越管116可提供可以取决于发动机或汽车的工况改变流量的可变流量路径。内燃发动机可以是各种类型的内燃发动机中的一种或多种，例如可以是旋转式活 塞发动机或往复式活塞发动机。内燃发动机可以燃烧各种类型的燃料，例如可以是燃烧汽油的发动机或燃烧柴油的发动机。另外，内燃发动机可以使用不同的行程循环， 例如可以使用二行程循环或四行程循环。此外，发动机的汽缸可以按各种配置排列并至少分为两组。例如，汽缸可以按直线排列，如在直列式发动机中；按v形配置排列，如在V型发动机中；按W形配置，如在W型发动机中；排列为两个对置的汽缸组，如 在卧式发动机中；或为不同发动机配置的组合。排放控制装置122可以包含一个或多个单独的组件，这些组件可以是例如催化转 化器、蒸发排放装置、碳氢化合物和/或硫的净化装置(scrubbing device)、微粒 过滤器、捕集器、吸附器，及非热等离子体反应器。排放控制装置还可以包含各种传 感器，如氧传感器和温度传感器等。排放控制装置中的催化转化器可以包含一种或多 种类型的催化剂，例如氧化催化剂，如用于氧化一氧化碳(C0)和未燃烧的碳氢化合 物(HC)的铂和铑；及还原催化剂，如用于还原氮氧化物(NOJ的铂和钯。此外， 催化转化器可以是选择性催化还原(SCR)催化剂、稀NO,捕集器，或各种类型的催化 剂的组合。催化转化器可以具有不同的物理结构，如陶瓷蜂窝体、金属板和陶瓷珠， 或不同物理结构的组合。用于控制流过跨越管116的排气的量的控制机构124可以包含一种或多种适合的 阀，如针阀、蝶形阀、球阀、球形阀(globe valve)、折角球形阀，和/或闸阀；且 该控制机构可以由一种或多种适合的执行器操作，如电磁执行器、气动执行器、液压 执行器，和/或电动马达驱动的执行器。仍参考图l,在控制机构124处于开启位置或部分开启位置时，部分排气流过高 热损失路径；而在控制机构124处于关闭位置时，流过高热损失路径的排气停止，且 所有排气被引导至并流过低热损失路径。发动机控制单元(ECU)在某些实施例中可 用于对控制机构124的操作进行控制。例如，在排气温度低于排放控制装置122期望 的下限工作温度T礼时，例如在发动机刚起动(如在发动机起动后5-IO分钟内)时 或在环境温度相对较低(如，低于-2(TC)时，发动机控制单元(ECU) 128向控制机 构124发送出信号，以增加流向低热损失路径118的排气流，和/或减少流向高热损 失路径120的排气流。随着更多排气流过低热损失路径118,更少排气流过高热损失 路径12t),导致在排气进入排放控制装置122之前对排气的冷却和/或加热减少。相 反，在排气温度高于排放控制装置122期望的上限工作温度L时，例如在发动机已在高转速下持续运行较长时间时，或在环境温度或排气温度相对较高时，发动机控制 单元(ECU) 128向控制机构124发送出信号，以减少流向低热损失路径118的排气 流，和/或增加流向高热损失路径120的排气流。随着更少排气流过低热损失路径118, 更多排气流过高热损失路径120,在排气进入排放控制装置之前对排气的冷却增加。 进一步参考图3-图6描述这样的控制搡作的更多细节。如果控制机构124位于一个或两个涡轮增压器上游，则可以按类似的方式调节流 过一个或两个涡轮增压器的排气。虽然上述示例描述了控制排气温度或催化剂温度，以通过对控制机构124的调节 来改进催化转化器排放控制装置的搡作，但在某些情况下，可将温度控制用于实现其 他类型的排放控制装置的高效操作。在某些实施例中，控制机构124可以连接到发动机控制单元(ECU) 128和/或由 其控制。ECU还可以响应于各种反馈机构，调节各种其他排气系统执行器或发动机执 行器。例如，ECU 128可以连接到用于调节各种发动机参数，如空燃比、点火正时、 点火顺序、排气再循环，及曲轴箱强制通风的各种发动机节气门，以提高发动机效率 从而减少排放。此外，ECU128可以接收来自各种发动机传感器或排气传感器的输入， 如130所示。图2示出，具有第二实施例中的双涡轮增压器系统的发动机系统包括直列式发 动机汽缸体200、发动机进气管230、排气歧管210、第一涡轮增压器212、第二涡轮 增压器214、低热损失路径218、高热损失路径220、排放控制装置222 、通向大气的 排气尾管226、提供低热损失路径218与高热损失路径220之间的通道的跨越管216、 可控制通过跨越管216的排气流的控制机构224,及用于对控制机构224的搡作进行 控制，有时与各种发动机节气门232协调进行控制的发动机控制单元(ECU)。在该具体实施例中，控制机构224直接位于低热损失路径上游，并在其处于关闭 位置时用于切断通过低热损失路径的排气流，在阀开启时用于允许各种水平的流量进 入跨越管216。排气歧管210连接到发动机排气口，并包括连接到第一组发动机汽缸的第一部 分，及连接到第二组发动机汽缸的第二部分。排气歧管210还连接到涡轮增压器，其 中第一部分连接到第一涡轮增压器212,第二部分连接到第二涡轮增压器214。在该 示例中，来自第一组汽缸的排气与来自第二组汽缸的排气保持分离，随后在进入排放 控制装置222之前混合到一起。然而，如果需要，也可以使用各种其他配置。涡轮增 压器排列在发动机和排气歧管下游，并以并联配置排列，其中每个涡轮增压器专门连 接到一个汽缸组，而与另一个汽缸组分离。第一涡轮增压器212连接到低热损失路径 218并位于其上游，第二涡轮增压器214连接到高热损失路径220并位于其上游。涡 轮增压器可以是各种类型的涡轮增压器，如参考图l所述。发动机排气驱动涡轮21^、 214a,涡轮进而驱动压缩机212b、 214b,压缩机进而压縮流过发动机进气管230的发动机进气。在该具体实施例中，低热损失路径218具有双层壁，并与低热损失路径2"相比 具有较短的路径长度；而高热损失路径220如图所示与低热损失路径218相比具有较 多管弯头，并具有较长的路径长度。低热损失路径218可以包含一个或多个有助于其低热损失性能的特征；相反，高 热损失路径220可以包含一个或多个有助于其高热损失性能的特征，如上文中参考图 l所述。跨越管216提供低热损失路径218与高热损失路径220之间的通道。在该具体实 施例中，跨越管216位于两个涡轮增压器上游。在其他实施例中，跨越管可以位于一 个或两个涡轮增压器的下游。鉴于与图1类似的理由，将跨越管216定位在两个涡轮 增压器上游可以实现(l)更快的增压响应，及(2)更快的排气加热。此外，当与 控制机构224组合时，跨越管226可提供可以取决于发动机或汽车的工况改变流量的 可变流量路径。内燃发动机200可以是各种类型的内燃发动机中的一种或多种，如上文中参考图 l所述。排放控制装置226可以包含一个或多个单独的单元/子组件，并可以包含各种传 感器，如上文中参考图l所述。排放控制装置中的催化转化器可以包含一种或多种类 型的催化剂，如上文中参考图l所述。催化转化器可以具有不同的物理结构，如上文 中参考图l所述。用于控制流过跨越管216的排气的量的控制机构224可以包含一种或多种适合的 阀，如上文中参考图1详述。在该具体实施例中，仍参考图2，在控制机构224处于开启位置或部分开启位置 时，部分排气流过低热损失路径218;而在控制机构224处于关闭位置时，流过低热 损失路径218的排气停止，且所有排气被引导至并流过高热损失路径220。此外在该 具体实施例中，控制机构224位于一个或两个涡轮增压器上游，可以按类似的方式调 节流过一个或两个涡轮增压器的排气。在该实施例中，继续参考图2，控制机构224连接到发动机控制单元(ECU) 228 并由其控制，该发动机控制单元(ECU)还控制一个或多个节气门232。如上文中参 考图l所述，发动机控制单元(ECU)可以对控制机构的搡作进行控制以调节排气流 路径，从而调节排气温度。在此描述用于使用图l和图2中的示例系统将排气温度搡作保持在期望的范围中 的示例发动机和排气系统控制方法。具体来说，在下文中描述可用于各种发动机和排 气系统配置，如图1和图2所示配置的控制例程。下文中所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，如事件驱 动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各个步骤或功能可以按所示的顺序 执行，并行执行，或在某些情况下略去。类似地，处理的顺序不是实现本文中所述的 示例实施例的特征和优点所必需，而是为便于演示和说明而提供。虽然来明确示出， 但可以取决于所使用的具体策略，在发动机搡作期间重复地执行所示步骤或功能。此 外，这些附图可以在图形上表示编程到控制器或控制系统中的计算机可读存储媒体中 的代码。图3是可以在汽车控制系统，如发动机控制单元(ECU)中执行的示例例程的高 级流程图。具体来说，i亥例程示出通过调节如图1-图2所示的并联式涡轮增压器系统中的跨越管中的排气流对排气温度进行的控制。首先，在310，发动机控制单元(ECU) 监视排气温度L。然后，在312,发动机控制单元(ECU)基于各种工作参数，如车 速、发动机转速、发动机负荷，和/或其他参数，确定期望的下限工作温度L和期望 的上限工作温度TdU。接下来，在3",发动机控制单元(ECU)判断排气温度L是否低于期望的下限 工作温度T"(L<TdJ;且如果L低于T礼(L〈TJ,则在316,发动机控制单元(ECU) 调节排气阀(如图1中的控制机构214或图2中的控制机构224 )以增加流向低热损 失路径的排气流，和/或减少流向高热损失路径的排气流。否则，如果L不低于Tdt (Tm>TdJ ,则在31S,发动机控制单元(ECU)判断排气温度L是否高于期望的上 限工作温度Tdu,或发动机转速和负荷高于相应的限制值；如果是，则在320,发动机 控制单元(ECU)调节阀以增加流向高热损失路径的排气流，和/或减少流向低热损失 路径的排气流。否则，例程终止。注意，排气温度L可以基于通过各种传感器得到的直接测量值；排气温度可以基 于各种参数或通过各种参数估计得到，例如各种环境参数和/或发动机参数，如发动 机温度、发动机转速、发动机进气量、环境温度、环境湿度，和/或环境风速；和/ 或排气温度也可以基于可指示排气温度的参数，如转速和负荷。通过以图3所示的方式对控制机构的搡作进行控制，可以在适当的范围内实现更 加精确的对排气温度的控制，以利于排放控制装置的高效操作。例如，可以避免或减 少排气温度低于期望的下限工作温度L的情况，并可以避免或减少排气温度高于期 望的上限工作温度Tdu的情况，以减少排放控制装置中的催化剂的劣化。图4是可以在汽车控制系统，如发动机控制单元(ECU)中执行的示例例程的高 级流程图。具体来说，该例程示出对通过如图1-图2所示的具有双层壁路径和单层 壁路径的并联式涡轮增压器系统中的跨越管的排气流进行的控制。在410,发动机控 制单元(ECU)监视排气温度L;然后，在412,发动机控制单元(ECU)确定期望的 下限工作温度L和期望的上限工作温度Tau;接下来，在414，发动机控制单元(ECU) 判断排气温度L是否低于期望的下限工作温度T^ (T <Tdt);且如果L低于L (T <TdJ ,则在416,发动机控制单元(ECU)调节阀(如图1中的控制机构2"或图2 中的控制机构224 )以增加流向双层壁路径的排气流，和/或减少流向单层壁路径的 排气流；如果L不低于T" (T >TaJ ,则在418，发动机控制单元(ECU)判断排气 温度L是否高于期望的上限工作温度TdU (T 〉TdU);且如果L高于Tau (T >TdU), 则在420，发动机控制单元(ECU)调节阀(如图1中的控制机构214或图2中的控 制机构224 )以增加流向单层壁路径的排气流，和/或减少流向双层壁路径的排气流。如参考图3所述，排气温度L可以基于通过各种传感器得到的直接测量值；排气 温度可以基于各种参数或通过各种参数估计得到；和/或排气温度也可以基于可指示 排气温度的参数。类似地，通过以图4所示的方式对控制机构的操作进行控制，可以在适当的范围 内实现更加精确的对排气温度的控制，以利于排放控制装置的高效操作，如参考图3 详述。在某些实施例中，发动机控制单元(ECU)还可以与控制机构(如图1中的控制 机构1M或图2中的控制机构"0协调，调节一个或多个节气门或其他发动机参数， 如燃料喷射、凸轮正时等，以补偿发动机和压缩机/涡轮的瞬态搡作，从而减少瞬态 扭矩误差、空燃比误差等。特别是，对通过跨越管(如，图1中的跨越管116和图2 中的跨越管216)的排气流的调节会影响涡轮增压器(从而影响压缩机)的转速，从 而影响进气压力和排气压力。瞬态压力和瞬态转速会进一步产生瞬态空气流量变化及 汽缸进气量变化，这会造成瞬态扭矩扰动、瞬态空燃比扰动等。为了降低这样的瞬态 扰动的可能性，可以与通过控制机构124/224调节跨越管流量协调调节发动机操作， 如图5所示。具体来说，在510,发动机控制单元(ECU)判断是否存在对控制机构(如，图l 中的控制机构124和图2中的控制机构224 )的任何调节或转换。如果存在对控制机 构的调节，则在512,发动机控制单元(ECU)与控制机构(如，图2中的控制机构 22"协调，调节一个或多个节气门(如，图2中的节气门232 ),以补偿压缩机/涡 轮的瞬态操作。否则，例程终止。例如，例程可以不同程度地对节气门进行调节，从 而使流向第一组汽缸和第二组汽缸的排气流量不同，以补偿在控制机构增加从第一组 汽缸转移到第二组汽缸的排气流量时不平衡的涡轮增压操作。.以此方式，可以减少通过每个涡轮增压器的排气流量不同所造成的不平衡的涡轮 增压。例如，在发动机控制单元(ECU)(如，图1中的发动机控制单元128和图2 中的发动机控制单元228 )调节控制机构(如，图1中的控制机构124和图2中的控 制机构224 )以增加流向低热损失路径(如，图1中的118和图2中的218)的排气 流时，与第二涡轮增压器(如，图1中的112和图2中的212)相比，第一涡轮增压 器可以接收更多排气流并更快地旋转，从而进气在第一涡轮增压器一侧比在第二涡轮 增压器一侧受到更多压縮，因此造成压缩空气以不平衡的分布进入不同的发动机汽 缸。图5中所示的补偿机制可以调节各种发动机节气门，以使两个涡轮增压器产生的 进气压缩相等，例如在此可以通过在可能的情况下减少通过第一涡轮增压器的压缩机 的进气流量来进行。如本文所述，可以通过排气流路径调节，通过发动机调节，或通过排气流路径调 节和发动机调节两者来控制或调节排气温度。例如，图6中的例程示出基于工况选择 各种温度调节，以在发动机操作和汽车操作期间实现改进的温度控制。具体来说，在 610，发动机控制单元(ECU)基于各种参数，如发动机起动以来的时间、涡轮增压器 状态，和/或其他参数，判断是否启用了协调的发动机调节和排气路径调节以控制排 气温度。如果启用了协调的发动机调节和排气路径调节以控制排气温度，则在612，发动机控制单元(ECU)基于例如温度控制误差和/或其他工况的改变速率判断需要高 频排气温度调节还是低频排气温度调节。如果只需要高频排气温度调节，则在614, 发动机控制单元(ECU)判断使用哪一种发动机调节或发动机调节的组合，然后例如 通过调节空燃比、通过控制喷射正时、通过控制火花点火正时、通过调节可变凸轮正 时、通过调节泄压阀操作来执行所需的发动机调节。如果需要高频排气温度调节和低 频排气温度调节两者，则在61S,发动机控制单元通过调节发动机参数和通过调节排 气路径来控制排气温度。最后，如果只需要低频发动机调节，则在616,发动机控制 单元调节排气流路径。继续参考图6,如果未启用协调的发动机调节和排气路径调节以控制排气温度， 则在620,发动机控制单元(ECU)通过调节排气路径来控制排气温度。以此方式，可以对适当的工况选择适当的温度调节机制，并实现如减少排气流的 转换和涡轮增压搡作这样的优点。本发明的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权 利要求可能引用"一个"元素或"第一"元素或其等价。这样的权利要求应被理解为 包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的 元素。所公开的特征、功能、元素，和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明 权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提供新的权利要求来请求保护。这样的 权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包 括在本发明的主题之内。
权利要求
1.一种用于具有第一组汽缸和第二组汽缸及排放控制装置的发动机的排气系统，包括连接到第一组汽缸的第一涡轮增压器；连接到第二组汽缸的第二涡轮增压器；连接在第一涡轮增压器与第二涡轮增压器之间并位于第一涡轮增压器和第二涡轮增压器上游的跨越管；用于调节通过跨越管的排气流的控制机构；连接在第一涡轮增压器与排放控制装置之间的低热损失路径；及连接在第二涡轮增压器与排放控制装置之间的高热损失路径。
2. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述用于调节通过跨越管的排 气流的控制机构是阀。
3. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述低热损失路径是双层壁管。
4. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述高热损失路径是单层壁管。
5. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述高热损失路径与所述低热 损失路径相比包含较多管弯头，以增加其对排气的冷却效应。
6. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述高热损失路径包含冷却装 置，用于冷却通过所述高热损失路径的排气流。
7. 如权利要求l所述的排气系统，其特征在于，所述高热损失路径是与所述低 热损失路径相比包含较多管弯头和较少壁层数的单层壁管。
8. 如权利要求7所述的排气系统，其特征在于，所述低热损失路径是双层壁管。
9. 一种用于控制排气温度以实现排放控制装置的最优化操作的方法，包括 从第一组汽缸排出气体到第一涡轮增压器，然后使气体通过低热损失路径到达排放控制装置；及从第二组汽缸排出气体到第二涡轮增压器，然后使气体通过高热损失路径到达排 放控制装置；及在温度降低的工况下，将来自第二涡轮增压器和高热损失路径的至少部分气体传 送到第一涡轮增压器和低热损失路径。
10. —种用于控制排气温度以实现排放控制装置的最优化操作的方法，包括 从第一组汽缸排出气体到第一涡轮增压器，然后使气体通过第一路径到达排放控 制装置；从第二组汽缸排出气体到第二涡轮增压器，然后使气体通过第二路径到达排放控制装置；在第一工况下，在温度改变时改变从第一组汽缸排出并流向第二路径的气体的量；在第二工况下，在温度改变时调节发动机工作参数以影响排气温度。
全文摘要
本发明涉及具有双涡轮增压器系统的发动机的排气系统及控制方法，其中一种用于具有第一组汽缸和第二组汽缸及排放控制装置的发动机的排气系统包括连接到第一组汽缸的第一涡轮增压器；连接到第二组汽缸的第二涡轮增压器；连接在第一涡轮增压器与第二涡轮增压器之间并位于第一涡轮增压器和第二涡轮增压器上游的跨越管；用于调节通过跨越管的排气流的控制机构；连接在第一涡轮增压器与排放控制装置之间的低热损失路径；及连接在第二涡轮增压器与排放控制装置之间的高热损失路径。
文档编号F02B37/12GK101251043SQ20081008190
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月20日
发明者凯文·墨菲, 迈克尔·格伯尔贝克尔 申请人:福特环球技术公司