Способ работы двигателя с наддувом и система двигателя

Способ работы двигателя с наддувом и система двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области проектирования автотранспортных средств, а более конкретно к всасыванию воздуха в системах двигателя автотранспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель с наддувом может предлагать большую эффективность по топливу и меньшие выбросы, чем двигатель без наддува аналогичной мощности. При переходных состояниях, однако, мощность, эффективность по топливу и производительность контроля выбросов двигателя с наддувом могут страдать. Такие переходные состояния могут включать в себя быстрое увеличение или уменьшение нагрузки на двигатель, скорости вращения двигателя или массового расхода воздуха. Например, когда нагрузка на двигатель увеличивается быстро, компрессор турбонагнетателя может требовать повышенного крутящего момента, чтобы доставлять увеличившийся воздушный поток. Однако такой крутящий момент может быть недоступен, если турбина, которая приводит в действие компрессор, раскручена не полностью. Как результат может возникать нежелательное запаздывание мощности до того, как поток всасываемого воздуха увеличится до требуемого уровня.

Ранее было обнаружено, что система двигателя с турбонаддувом может быть выполнена с возможностью накопления сжатого воздуха и использования накопленного сжатого воздуха, чтобы дополнять заряд воздуха от компрессора турбонагнетателя. Например, Пурсифулл и прочие описывают в US 2011/0132335 систему, в которой сжатый воздух накапливается в резервуаре наддува и подается, когда недостаточный сжатый воздух доступен от компрессора турбонагнетателя. За счет подачи дополнительного сжатого воздуха из резервуара наддува крутящий момент, соответствующий поданному воздуху, может быть обеспечен, чтобы удовлетворять запросу на крутящий момент, пока турбина раскручивается.

Однако изобретатели в данном документе идентифицировали потенциальные проблемы такого подхода. В качестве одного примера, запаздывание турбонагнетателя не может быть существенным образом преодолено даже после использования выдаваемого воздуха для формирования крутящего момента вследствие низких температур выхлопа, которые задерживают раскручивание турбины. Например, если уровень наддува при нажатии педали акселератора выше, чем пороговое значение, компенсация крутящего момента посредством выдаваемого воздуха может быть достаточной, чтобы устранять запаздывание турбонагнетателя. Однако, если уровень наддува при нажатии педали акселератора ниже, чем пороговое значение, скорость вращения турбины может быть низкой и компенсация крутящего момента посредством выдаваемого воздуха может быть недостаточной, чтобы устранять запаздывание турбонагнетателя. В качестве другого примера, если резервуар наддува имеет небольшой объем, воздух наддува может быть использован до конца относительно быстро, в частности, при высоких скоростях вращения двигателя и может быть недостаточно времени, чтобы устранять запаздывание турбонагнетателя. По существу, производительность двигателя может ухудшаться.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По меньшей мере некоторые из вышеописанных проблем могут быть устранены посредством способа для двигателя с турбонаддувом, включающего в себя этап, на котором:

в ответ на нажатие педали акселератора,

повышают температуру выхлопа посредством выпускания сжатого воздуха из резервуара наддува во впускной коллектор при задерживании момента искрового зажигания.

В одном из вариантов предложен способ, в котором задержка искры основана на количестве сжатого воздуха, выпускаемого из резервуара наддува.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выпускание при задерживании продолжают до тех пор, пока температура выхлопа не будет выше пороговой температуры, причем пороговая температура основана на скорости вращения турбины.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выпускание осуществляют вне периода перекрытия клапанов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выпускание осуществляют во время такта впуска и/или такта сжатия.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при задерживании эффективный крутящий момент от сгорания двигателя увеличен.

В одном из вариантов предложен способ, в котором задержка искры меньше, чем предел задержки искры, основанный на крутящем моменте от сгорания, соответствующем выпущенному объему сжатого воздуха.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором при выпускании уменьшают количество выхлопного газа, подвергнутого рециркуляции из выпускного коллектора во впускной коллектор, при этом уменьшение основано на выпущенном количестве сжатого воздуха.

В одном из вариантов предложен способ работы двигателя с наддувом, включающий в себя этапы, на которых:

при первом нажатии педали акселератора выпускают сжатый воздух из резервуара наддува во впускной коллектор ниже по потоку от компрессора с первым, меньшим, интервалом задержки искры; и

при втором нажатии педали акселератора выпускают сжатый воздух из резервуара наддува во впускной коллектор со вторым, более длительным, интервалом задержки искры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при втором нажатии педали акселератора уровень воздуха в резервуаре наддува ниже, чем уровень воздуха в резервуаре наддува при первом нажатии педали акселератора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при первом нажатии педали акселератора резервуар наддува является первым, меньшим, резервуаром наддува, при этом при втором нажатии педали акселератора резервуар наддува является вторым, большим, резервуаром наддува.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при первом нажатии педали акселератора уровень наддува при нажатии педали акселератора выше, при этом при втором нажатии педали акселератора уровень наддува при нажатии педали акселератора ниже.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при первом нажатии педали акселератора величина запаздывания турбонагнетателя ниже порогового значения, при этом при втором нажатии педали акселератора величина запаздывания турбонагнетателя выше порогового значения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором каждая из первой и второй величин задержки искры ниже предела задержки искры, при этом предел задержки искры основан на крутящем моменте от сгорания, соответствующем выпущенному сжатому воздуху.

В одном из вариантов предложена система двигателя, содержащая:

двигатель;

турбонагнетатель, содержащий компрессор, приводимый в действие турбиной;

резервуар воздуха наддува, соединенный ниже по потоку от компрессора; и

контроллер с машиночитаемыми инструкциями, при исполнении которых:

в ответ на нажатие педали акселератора выпускают сжатый воздух из резервуара воздуха наддува во впускной коллектор двигателя при увеличении задержки искры в первом цилиндре двигателя и сохранении момента искры во втором цилиндре двигателя и дополнительно при увеличении получаемого эффективного крутящего момента от сгорания двигателя.

В одном из вариантов предложена система, в которой первый цилиндр двигателя и второй цилиндр двигателя выбраны на основании порядка зажигания цилиндров.

В одном из вариантов предложена система, в которой турбонагнетатель является двойным турбонагнетателем, содержащим первую турбину, соединенную с первой группой цилиндров двигателя, и вторую турбину, соединенную со второй группой цилиндров двигателя, при этом первый цилиндр включен в первую группу цилиндров двигателя и второй цилиндр включен во вторую группу цилиндров двигателя.

В одном из вариантов предложена система, в которой температура первой турбины выше температуры второй турбины.

В одном из вариантов предложена система, в которой увеличение задержки искры включает в себя этап, на котором увеличивают задержку искры на величину, основанную на выпущенном сжатом воздухе, при этом величина ниже предела задержки искры, основанного на крутящем моменте от сгорания.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая EGR-канал, содержащий EGR-клапан для осуществления рециркуляции количества выхлопного газа из выпускного коллектора двигателя во впускной коллектор двигателя, при этом контроллер содержит дополнительные инструкции, при исполнении которых уменьшают количество выхлопного газа, подвергнутого рециркуляции во впускной коллектор двигателя через EGR-канал, посредством уменьшения открывания EGR-клапана.

Таким образом, скорость вращения турбины можно быстро повышать, например, в ответ на нажатие педали акселератора контроллер двигателя может повышать температуру выхлопа, выпуская объем сжатого воздуха из резервуара наддува за пределами периода перекрытия клапанов (например, во время такта впуска или сжатия), при задерживании искры на величину, основанную на выпущенном объеме сжатого воздуха. В результате воздушно-топливная смесь может сгорать в цилиндре, приводя к повышенным температурам выхлопного газа и ускоряя раскручивание турбины. Величина используемой задержки искры может быть ограничена так, что эффективный крутящий момент от сгорания двигателя сохраняется или увеличивается. Следовательно, запаздывание турбонагнетателя может быть уменьшено, при этом обеспечивается по меньшей мере некоторая компенсация крутящего момента. В целом производительность двигателя улучшается.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание изобретения. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 схематично показывает аспекты примерной системы двигателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует примерный способ выпускания сжатого воздуха из резервуара наддува при задерживании искры для ускорения раскручивания турбины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 показывает график, изображающий примерные моменты работы двигателя, в которые сжатый воздух может быть выпущен при задерживании искры для ускорения нагрева выхлопа.

Фиг. 4 показывает примерные комбинации выпускания воздуха из резервуара наддува с задерживанием искры для уменьшения запаздывания турбонагнетателя.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам уменьшения запаздывания турбонагнетателя в двигателе с наддувом, например в двигателе по фиг.1, содержащем резервуар воздуха наддува. Выпуская воздух из резервуара наддува во впускной коллектор при задерживании искры, температура выхлопных газов может быть быстро повышена и турбина устройства наддува может быть быстро раскручена. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью исполнения управляющей последовательности действий, такой как примерный способ по фиг.2, в ответ на событие нажатия педали акселератора, чтобы выпускать или высвобождать сжатый воздух из резервуара во впускной коллектор при задерживании искры вне периода перекрытия клапанов (фиг.3). Воздушно-топливная смесь может сгорать в цилиндрах двигателя, чтобы формировать нагретый выхлопной газ, который затем используется, чтобы раскручивать турбину. Регулируя интервал задержки искры на основании объема сжатого воздуха, который выпущен из резервуара наддува, температуры выхлопного газа могут быть повышены, одновременно также увеличивая эффективный крутящий момент от сгорания. Примерные регулировки показаны со ссылкой на фиг.4. Увеличивая температуру выхлопа и ускоряя раскручивание турбины, запаздывание турбонагнетателя может быть уменьшено и производительность турбонаддува двигателя может быть улучшена.

Фиг. 1 схематично показывает аспекты примерной системы 100 двигателя, содержащей двигатель 10. В изображенном варианте осуществления двигатель 10 является двигателем с наддувом, соединенным с турбонагнетателем 13, содержащим компрессор 14, приводимый в действие турбиной 16. В частности, свежий воздух поступает в двигатель 10 через воздушный фильтр 12 и протекает к компрессору 14. Компрессор может быть любым подходящим компрессором всасываемого воздуха, таким как приводимый в действие электромотором или приводимый в действие от вала компрессор нагнетателя. В системе 10 двигателя, однако, компрессор является компрессором турбонагнетателя, механически соединенным с турбиной 16, турбина приводится в действие посредством расширения выхлопа двигателя. В одном варианте осуществления компрессор и турбина могут быть соединены в двойном спиральном турбонагнетателе. В другом варианте осуществления турбонагнетатель может быть турбонагнетателем переменной геометрии (VGT), в котором геометрия турбины активно изменяется в зависимости от скорости вращения двигателя. Как показано на фиг.1, компрессор 14 соединен через охладитель 18 воздуха турбонаддува с дроссельной заслонкой 20. Дроссельная заслонка 20 соединена с впускным коллектором 22 двигателя. Из компрессора заряд сжатого воздуха протекает через охладитель воздуха турбонаддува и дроссельную заслонку во впускной коллектор. Охладитель воздуха турбонаддува может быть, например, воздушно-воздушным или воздушно-жидкостным теплообменником. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, давление заряда воздуха во впускном коллекторе обнаруживается датчиком 24 давления воздуха в коллекторе (MAP).

В системе 10 двигателя перепускной клапан 26 компрессора и фиксированный ограничитель 28 потока соединены последовательно между впуском и выпуском компрессора 14. Перепускной клапан компрессора может быть обычно закрытым клапаном, выполненным с возможностью открывания при выбранных рабочих условиях, чтобы уменьшать избыточное давление наддува. Например, перепускной клапан компрессора может быть открыт во время состояний снижения скорости вращения двигателя, чтобы предотвращать скачок давления компрессора.

В одном варианте осуществления перепускной клапан 26 компрессора может быть клапаном с двумя устойчивыми состояниями, имеющим полностью открытое состояние и полностью закрытое состояние. Поэтому, как показано на фиг.1, фиксированный ограничитель 28 потока соединен последовательно с перепускным клапаном компрессора. В одном варианте осуществления фиксированный ограничитель потока может быть ограничителем потока типа диафрагмы; в другом варианте осуществления он может быть ограничителем потока ламинарного поточного типа, содержащим один или более элементов ламинарного потока. В любом случае фиксированный ограничитель потока может быть выполнен с возможностью, когда перепускной клапан компрессора открыт, выпускания достаточного потока воздуха из выпуска во впуск, чтобы предотвращать скачок давления, одновременно все еще позволяя некоторому давлению наддува накапливаться в выпускном отверстии. Соответственно, размеры фиксированного ограничителя потока могут быть выбраны, чтобы выдерживать такое давление ниже по потоку от компрессора 14, насколько это возможно, с тем, чтобы обеспечивать быстрое повторное нагнетание, одновременно оберегая компрессор от состояний скачка давления.

Впускной коллектор 22 соединен последовательно с камерами 30 сгорания через ряд впускных клапанов 32. Камеры сгорания дополнительно соединены с одной или более секциями выпускного коллектора через ряд выпускных клапанов 34. В изображенном варианте осуществления показаны секции 36A и 36B выпускного коллектора. Другие варианты осуществления могут содержать больше или меньше секций выпускного коллектора. Конфигурации, содержащие более чем одну секцию выпускного коллектора, могут предоставлять возможность направлять выходящий поток из различных камер сгорания в различные местоположения в системе двигателя.

В одном варианте осуществления каждый из выпускных и впускных клапанов может быть выполнен с возможностью приведения в действие или управления электронным образом. В другом варианте осуществления каждый из выпускных и впускных клапанов может быть выполнен с возможностью приведения в действие или управления кулачком. Выполненный с возможностью приведения в действие либо электронным образом, либо кулачком момент открытия и закрытия выпускного и впускного клапана может регулироваться при необходимости для желаемой производительности сжигания и контроля выбросов.

Фиг. 1 показывает электронную систему 38 управления, которая может быть любой электронной системой управления транспортного средства, в котором установлена система 10 двигателя. В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере один впускной или выпускной клапан выполнен с возможностью открывания и закрывания согласно регулируемой фазе распределения, регулирование фаз распределения может управляться посредством электронной системы управления, чтобы регулировать объем выхлопа, присутствующего в камере сгорания во время зажигания. Электронная система управления может также быть выполнена с возможностью управления открыванием, закрыванием и/или регулированием различных других приводимых в действие электронным образом клапанов в системе двигателя, например дроссельных заслонок, перепускных клапанов компрессора, сбросовых затворов, EGR-клапанов и запорных клапанов, при необходимости, чтобы вводить любую из функций управления, описанных в данном документе. Дополнительно, чтобы оценивать рабочие условия в соединении с функциями управления системы двигателя, электронная система управления может быть функционально соединена с множеством датчиков, размещенных по всей системе двигателя, - датчиками потока, датчиками температуры, датчиками положения педали, датчиками давления и т.д.

Камеры 30 сгорания могут снабжаться одним или более видами топлива, такими как бензин, спиртосодержащие топливные смеси, дизель, биодизель, сжатый природный газ и т.д. Топливо может подаваться в камеры сгорания посредством прямого впрыска, впрыска во впускные каналы, впрыска в корпус дроссельной заслонки или любой их комбинации. В камерах сгорания сгорание может быть инициировано посредством искрового зажигания и/или компрессионного зажигания.

В вариантах осуществления, в которых топливо подается посредством прямого впрыска, различные камеры 30 сгорания могут наполняться неравными объемами топлива во время выбранных рабочих условий. Например, система 10 двигателя может быть сконфигурирована для DFSO-режима, когда некоторые из камер сгорания не принимают топливо, а просто качают воздух, который впускается через их соответствующие впускные клапаны. В таких условиях система двигателя может быть выполнена с возможностью накопления воздуха, нагнетаемого и тем самым сжимаемого посредством камер сгорания, в которые не подается топливо. Соответственно, фиг.1 показывает двухходовой клапан 40, соединенный с секцией 36B выпускного коллектора. Когда камеры сгорания, соединенные с секцией 36B выпускного коллектора, не заполнены топливом вследствие DFSO-режима работы, двухходовой клапан может быть расположен с возможностью направления выходного потока из камер сгорания, т.е. нагнетаемого сжатого воздуха, в место системы двигателя, в котором воздух может накапливаться. Таким образом, одна или более незаполненных топливом камер сгорания двигателя могут быть использованы в качестве воздушного насоса - функционального эквивалента других воздушных насосов, описанных далее в данном документе. В других условиях, когда камеры сгорания, соединенные с секцией 36B выпускного коллектора, снабжаются топливом, двухходовой клапан может быть расположен с возможностью направления выходного потока из камер сгорания к турбине 16.

Как показано на фиг.1, выхлоп из одной или более секций выпускного коллектора направляется к турбине 16, чтобы приводить в действие турбину. Когда желателен сниженный крутящий момент турбины, некоторая часть выхлопа может быть направлена вместо этого через сбросовый затвор 42 в обход турбины. Объединенный поток от турбины и сбросового затвора затем протекает через устройство 44 последующей очистки выхлопа. В целом одно или более устройств последующей очистки выхлопа могут содержать один или более каталитических нейтрализаторов последующей очистки выхлопа, выполненных с возможностью каталитической очистки потока выхлопных газов и тем самым уменьшения количества одного или более веществ в потоке выхлопных газов. Например, один каталитический нейтрализатор последующей очистки выхлопа может быть выполнен с возможностью улавливания NO_x из потока выхлопных газов, когда поток выхлопных газов обедненный, и восстановления уловленного NO_x, когда поток выхлопных газов насыщенный. В других примерах каталитический нейтрализатор последующей очистки выхлопа может быть выполнен с возможностью осуществления диспропорции NO_x или выборочного сокращения NO_x посредством восстанавливающего агента. В еще одних примерах каталитический нейтрализатор последующей очистки выхлопа может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или окиси углерода в потоке выхлопных газов. Различные каталитические нейтрализаторы для последующей очистки выхлопа, имеющие любую такую функциональность, могут быть расположены в реактивных слоях или где-нибудь еще в устройствах последующей очистки выхлопа либо отдельно, либо вместе. В некоторых вариантах осуществления устройства последующей очистки выхлопа могут содержать регенерируемый сажевый фильтр, выполненный с возможностью улавливания и окисления частиц сажи в потоке выхлопного газа.

Весь или часть обработанного выхлопного газа из устройства 44 последующей очистки выхлопа может быть выпущена в атмосферу через выхлопной трубопровод 46, к которому также присоединен глушитель 48. В зависимости от рабочих условий, однако, некоторый очищенный выхлопной газ может быть отведен вместо этого через EGR-охладитель 50 и EGR-клапан 52 на впуск компрессора 14. Таким образом, компрессор выполнен с возможностью допущения выхлопного газа, отведенного ниже по потоку от турбины 16. EGR-клапан может открываться, чтобы допускать контролируемое количество охлажденного выхлопного газа на впуск компрессора для желаемой производительности сгорания и контроля выбросов. Таким образом, система 10 двигателя выполнена с возможностью обеспечения внешнего EGR низкого давления (LP). Вращение компрессора, в дополнение к относительно длинному пути LP EGR-потока в системе 10 двигателя, обеспечивает отличную гомогенизацию выхлопного газа в свежем заряде всасываемого воздуха. Дополнительно, диспозиция точек ответвления EGR и смешивания обеспечивает очень эффективное охлаждение выхлопного газа для увеличенной доступной EGR-массы и улучшенной производительности. Как показано на фиг.1, подвергнутый рециркуляции выхлопной газ пересекает устройство 44 последующей очистки выхлопа, EGR-охладитель 50, а также охладитель 18 воздуха турбонаддува.

В системе 10 двигателя компрессор 14 является основным источником сжатого всасываемого воздуха, но в некоторых условиях объем всасываемого воздуха, доступный из компрессора, может быть недостаточным. Такие условия включают в себя периоды быстрого нажатия педали акселератора, например, непосредственно после запуска, при нажатии педали акселератора или при выходе из DFSO. Во время по меньшей мере некоторых состояний объем сжатого всасываемого воздуха, доступного из компрессора, может быть ограничен вследствие того, что турбина не раскрутилась до достаточно высокой скорости вращения. По существу, время, требуемое для того, чтобы турбина раскрутилась и привела в действие компрессор, чтобы обеспечивать требуемый объем сжатого всасываемого воздуха, называется запаздыванием турбонагнетателя. Во время запаздывания турбонагнетателя величина обеспечиваемого крутящего момента может не соответствовать запросу крутящего момента, приводя к падению производительности двигателя.

Ввиду проблем, отмеченных выше, система 100 двигателя содержит резервуар 54 наддува. Резервуар наддува может быть любым резервуаром подходящего размера, выполненным с возможностью накопления сжатого воздуха для последующего выпускания. В одном варианте осуществления резервуар наддува может быть выполнен с возможностью накопления воздуха при максимальном давлении, сформированном посредством компрессора 14. Различные впуски, выпуски и датчики могут быть соединены с резервуаром наддува. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, датчик 56 давления соединен с резервуаром наддува и выполнен с возможностью реагирования на давление воздуха в нем.

В системе 100 двигателя резервуар 54 наддува выборочно соединен с впускным коллектором 22. Более конкретно, резервуар наддува выполнен с возможностью выпускания сжатого воздуха во впускной коллектор через выпускной клапан 60 резервуара наддува. Выпускной клапан резервуара наддува может быть обычно закрытым клапаном, которому выдается команда открытия, когда желателен поток воздуха из резервуара наддува во впускной коллектор. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, конус 58 восстановления давления соединен по текучей среде между резервуаром наддува и впускным коллектором. Соответственно, сжатый воздух проводится через конус восстановления давления при выпуске из резервуара наддува. Конус восстановления давления может быть любой секцией трубопровода, имеющей постепенно увеличивающуюся площадь поперечного сечения перпендикулярно направлению потока. Конус восстановления давления может быть установлен в любом месте между резервуаром наддува и впускным коллектором и может быть изогнут в искривленную (например, форму улитки) форму при необходимости для эффективной укладки. По сравнению с той же длиной трубопровода, имеющего постоянную площадь поперечного сечения, конус восстановления давления преобразует энергию потока обратно в энергию давления в условиях потока, пресекая отделение потока от стенок трубопровода. В одном варианте осуществления конус 58 восстановления давления может иметь 15-градусный угол конуса и может уменьшать скорость потока сжатого воздуха с 200 метров в секунду до 50 метров в секунду. На основании известных принципов динамики жидкости это уменьшение скорости потока может сберегать 47 килопаскалей давления для воздуха, первоначально сжатого до 200 килопаскалей. В альтернативных вариантах осуществления, однако, конус восстановления давления может быть не включен в конструкцию.

Сжатый воздух из резервуара 54 наддува доставляется ниже по потоку от дроссельной заслонки 20. В некоторых вариантах сжатый воздух может доставляться, когда дроссельная заслонка по меньшей мере частично открыта. Поэтому обратный клапан 60 может быть присоединен выше по потоку от дроссельной заслонки и ориентирован, чтобы предотвращать высвобождение сжатого воздуха из резервуара наддува назад через дроссельную заслонку. В других вариантах осуществления обратный клапан может быть исключен и предприняты другие меры, чтобы предотвращать обратное течение через дроссельную заслонку.

Как отмечено выше в данном документе, нагнетание воздуха посредством камер сгорания двигателя, в которые не подается топливо, во время DFSO предоставляет один способ насыщения резервуара 54 наддува сжатым воздухом. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, двухходовой клапан 40 может быть ориентирован так, что выходной поток из одного или более цилиндров, в которые не подается топливо, протекает через обратный клапан 62 и в резервуар наддува. Обратный клапан предоставляет возможность сжатому воздуху из секции 36B выпускного коллектора накапливаться в резервуаре наддува, но предотвращает обратное течение накопленного сжатого воздуха в секцию выпускного коллектора.

Система 100 двигателя с турбонаддувом может включать в себя еще другие структуры, чтобы позволять резервуару наддува наполняться в выбранных рабочих условиях. Например, резервуар 54 наддува показан соединенным с компрессором 14 через обратный клапан 64. Обратный клапан предоставляет возможность сжатому воздуху из компрессора протекать в резервуар наддува в условиях высокого давления на входе дросселя (TIP) и накапливаться в нем, но он предотвращает обратное течение накопленного сжатого воздуха к компрессору в условиях низкого TIP.

Резервуар 54 наддува дополнительно соединен с нагнетателем 66 воздуха через обратный клапан 68. Этот обратный клапан предоставляет возможность сжатому воздуху из нагнетателя воздуха протекать и накапливаться в резервуаре наддува, когда давление на выходе нагнетателя воздуха высокое, но предотвращает течение накопленного сжатого воздуха назад к нагнетателю воздуха, когда давление на выходе низкое. Нагнетатель 66 воздуха может быть виртуально любым воздушным насосом транспортного средства, в котором установлена система 10 двигателя. В одном варианте осуществления нагнетатель воздуха может приводиться в действие посредством электромотора. В другом варианте осуществления нагнетатель воздуха может приводиться в действие посредством коленчатого вала или другого вращающегося или совершающего возвратно-поступательные движения вала системы двигателя. В другом варианте осуществления нагнетатель воздуха может приводиться в действие посредством колеса транспортного средства, в котором система двигателя установлена. В еще одном варианте осуществления нагнетатель воздуха может быть приводимым в действие выхлопным газом или приводимым в действие компрессором усилителем давления, т.е. приводимым в действие потоком газа воздушным компрессором.

В отдельном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1, нагнетатель 66 воздуха дополнительно соединен с вакуумным коллектором 70 системы 10 двигателя через обратный клапан 72. Соответственно, нагнетатель 66 воздуха может быть выполнен с возможностью работы в качестве вакуумного насоса при определенных рабочих условиях и в качестве нагнетательного насоса при других рабочих условиях. В обоих условиях нагнетатель воздуха работает так, чтобы приводить в движение воздух со стороны, соединенной с обратным клапаном 72, в сторону, соединенную с обратным клапаном 68. Для вакуумной работы запорный клапан 74 открывается, а запорный клапан 76 закрывается. Давление в вакуумном коллекторе таким образом снижается, обеспечивая вакуум для торможения и других операций транспортного средства. В этой конфигурации нагнетатель воздуха представляет минимальную механическую или электрическую нагрузку на систему двигателя. Для операции нагнетания запорный клапан 76 открывается, а запорный клапан 74 закрывается. Резервуар 54 наддува таким образом повышает давление посредством воздуха, выведенного из воздушного фильтра 12.

Следует понимать, что еще другие варианты осуществления системы 100 двигателя могут быть возможны. Например, в одном варианте осуществления резервуар 54 наддува может быть соединен выше, не ниже, по потоку от дроссельной заслонки 20. В другом варианте задержки искры на основании объема сжатого воздуха, который выпущен из резервуара наддува, температуры выхлопного газа могут быть повышены, одновременно также увеличивая эффективный крутящий момент от сгорания. Примерные регулировки показаны со ссылкой на фиг. 4. Увеличивая температуру выхлопа и ускоряя раскручивание турбины, запаздывание турбонагнетателя может быть уменьшено и производительность турбонаддува двигателя может быть улучшена.

Фиг. 1 схематично показывает аспекты примерной системы 100 двигателя, содержащей двигатель 10. В изображенном варианте осуществления двигатель 10 является двигателем с наддувом, соединенным с турбонагнетателем, содержащим компрессор 14, приводимый в действие турбиной 16. В частности, свежий воздух поступает в двигатель 10 через воздушный фильтр 12 и протекает к компрессору 14. Компрессор может быть любым подходящим компрессором всасываемого воздуха, таким как приводимый в действие электромотором или приводимый в действие от вала компрессор нагнетателя. В системе 10 двигателя, однако, компрессор является компрессором турбонагнетателя, механически соединенным с турбиной 16, турбина приводится в действие посредством расширения выхлопа двигателя. В одном варианте осуществления компрессор и турбина могут быть соединены в двойном спиральном турбонагнетателе. В другом варианте осуществления турбонагнетатель может быть турбонагнетателем переменной геометрии (VGT), в котором геометрия турбины активно изменяется в зависимости от скорости вращения двигателя. Как показано на фиг. 1, компрессор 14 соединен через охладитель 18 нажатия педали акселератора (например, когда уровень наддува при нажатии педали акселератора выше, а ожидаемое запаздывание турбонагнетателя ниже), одновременно выпуская воздух из резервуара наддува, меньшая величина задержки искры (например, без задержки искры) может быть использована, чтобы обеспечивать дополнительный крутящий момент двигателя (соответствующий выпущенному объему воздуха наддува), чтобы удовлетворять запросу крутящего момента, пока компрессор достигает желаемой емкости.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые цилиндры двигателя могут быть выполнены с возможностью наличия задержанного момента искры, пока воздух наддува выпускается во впускной коллектор в целях нагрева выхлопного газа и ускорения вращения турбины. Одновременно другие цилиндры могут быть выполнены с возможностью поддержания момента зажигания, пока воздух наддува выпускается в целях формирования крутящего момента. Чтобы уменьшать потенциальные проблемы, возникающие из-за различия крутящего момента между цилиндрами, цилиндры, допускающие нагрев выхлопного газа, и цилиндр, допускающий формирование крутящего момента, могут выбираться на основании порядка их зажигания. Таким образом, ускоряя раскручивание турбины, одновременно обеспечивая крутящий момент, запаздывание турбонагнетателя может быть уменьшено, одновременно увеличивая получаемый в результате сгорания эффективный крутящий момент двигателя.

Обращаясь теперь к фиг.2, показан примерный способ 200 осуществления выпускания сжатого воздуха из резервуара наддува при задерживании искры так, чтобы нагревать выхлопной газ и ускорять раскручивание турбины. Таким образом, способ предоставляет возможность уменьшать запаздывание турбонагнетателя.

На этапе 202 способ включает в себя этап, на котором оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Они могут содержать, например, скорость вращения двигателя, запрос водителя на крутящий момент, температуру хладагента двигателя, температуру выхлопа, уровень воздуха в резервуаре наддува и т.д. На этапе 204 определяют, присутствует ли состояние нажатия педали акселератора. В одном примере нажатие педали акселератора может быть подтверждено, если положение педали акселератора переместилось за пороговое положение или если положение изменяется со скоростью, более высокой, чем пороговая скорость. В другом примере нажатие педали акселератора может быть подтверждено на основании изменения положения дроссельной заслонки или изменения скорости всасываемого воздушного потока. По существу, если нажатие педали акселератора не подтверждается, способ завешают.

Если нажатие педали акселератора подтверждается, тогда на этапе 206 определяют, выше ли температура выхлопного газа (Texh), чем пороговое значение. В данном документе пороговая температура выхлопного газа может соответствовать температуре, выше которой турбина может раскручиваться или набирать обороты так, чтобы приводить в действие компрессор и обеспечивать желаемый наддув. Например, пороговая температура может быть основана