CN107201940B - 排气泄漏管理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排气泄漏管理。提供用于发动机中的排气泄漏管理的方法和***。排气泄漏管理***可以包括设置成沿着与涡轮机相关联的可移动部分捕获泄漏的排气的端口。排气泄漏管理***还可以包括在端口的分叉处的三通阀，根据发动机的工况，三通阀将泄漏的排气引导到流体连接到发动机的曲轴箱的第一通道或到流体连接到排气管的下游部分的第二通道。

Description

排气泄漏管理

技术领域

本申请涉及控制和/或管理来自各种发动机部件的可能的排气泄漏，并且将泄漏引导到曲轴箱通风***或引导到下游排气管，以便更有利的处理。

背景技术

涡轮增压器包括用以处理流体诸如排气的流动的各种部件。例如，一些涡轮增压器可以包括废气门以使围绕涡轮增压器和/或机械轴的排气流转向，从而控制涡轮增压器的涡轮机的调谐。这些部件可以穿过涡轮机壳体的一个或多个壁，产生以供排气从涡轮增压器泄漏的潜在泄漏路径。常规的密封件可能不适合防止排气从机械轴周围泄漏，因为轴在非常高的排气压力和温度的区域与涡轮机相关联。因此，常规的密封件可能不能够承受这些极端条件。

用于管理泄漏排气的流动的一个示例方法在美国专利NO.9,103,271中示出，并且包括通过与围绕废气门阀轴的一对衬套相交的端口捕获泄漏的排气，并且将捕获的泄漏的排气从端口引导到发动机曲轴箱，从而防止泄漏的排气逸出到大气。

发明内容

本文发明人认识到，在上述方法中，即使在沿着排气管的排放参数和压力参数有利于使泄漏的排气通过一个或多个排放控制装置流动到大气中的情况下，泄漏的排气也可以被传送至曲轴箱，从而增加曲轴箱的压力。发动机曲轴箱设计成在相对低的压力下操作，并且异常高的曲轴箱压力可以导致油泄漏。为了更有效地管理与接触排气流的可移动部分相关联的排气泄漏，在本文中发明人提供一种排气泄漏管理***和用于基于发动机操作参数来操作排气泄漏管理***的方法。

在一个示例中，排气泄漏管理***可包括端口，其设置成从排气流动部件的***区域捕获泄漏的排气；在端口的分叉处的第一通道，该第一通道将端口流体地连接到发动机曲轴箱；在端口的分叉处的第二通道，该第二通道将端口流体地连接到排气管的下游部分；以及在端口的分叉处的三通阀，该三通阀调节泄漏的排气通过端口到第一通道和第二通道的流动。***区域可以沿着***涡轮机中的可移动轴。

用于管理泄漏的排气的流动的示例方法可以包括，响应于第一条件，将三通阀定位在第一位置中以使泄漏的排气通过第一通道从端口流动到发动机曲轴箱，端口从可移动轴的***部分捕获泄漏的排气，三通阀定位在端口的分叉处，以及响应于第二条件，将三通阀定位在第二位置中以使泄漏的排气通过第二通道从端口流动到排气管的下游部分。

以这种方式，根据压力和排放水平参数，来自围绕与涡轮机壳体相关联的可移动轴的区域的泄漏的排气可以通过引导泄漏的排气流动到发动机的曲轴箱或通过引导泄漏的排气流动到下游排气管来管理。上述排气泄漏管理***可防止由于泄漏的排气逸出到大气中而导致的排放的恶化，并且可以确保发动机曲轴箱处理泄漏的排气中的一些，同时为了有效的曲轴箱操作将曲轴箱的压力保持在期望的范围内。

应当理解，提供以上发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施例中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出具有排气泄漏管理***的示例发动机***。

图2示出与穿过涡轮机壳体的轴相关联的排气泄漏管理***的视图。

图3示出与穿过涡轮机壳体的轴相关联的排气泄漏管理***的另一个实施例。

图4示出用于调节发动机的涡轮增压器中泄漏的排气的流动的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述是用于管理从与涡轮机壳体相关联的可移动轴周围泄漏的排气的***和方法的非限制性示例。来自涡轮增压器的不希望的排气泄漏可以经由围绕衬套的一个或多个空隙发生，所述衬套支撑与涡轮增压器的涡轮机相关联的轴，例如，用于控制涡轮机的调谐的机械轴。围绕机械轴的衬套可以连续地泄漏排气，排气可以逸出到大气中并且能够负面地影响排放。管理泄漏的排气的流动使得泄漏的排气不使排放恶化可以包括基于排放准则和发动机工况捕获泄漏的排气并使其流动。根据本文所公开的实施例，泄漏的排气可以被捕获并且被引导到发动机曲轴箱和涡轮机下游的排气通道中的一个或两个。

图1示出包括曲轴箱和具有与涡轮机相关联的可移动轴的涡轮增压器的发动机的气缸。图2和图3示出***涡轮机中的可移动轴与排气泄漏管理***相关联的***区域，该排气泄漏管理***包括捕获泄漏的排气的端口。端口分叉成两个不同的通道以将泄漏的排气引导到发动机的曲轴箱或到排气管的下游部分，并且可以根据图4中的流程图所示的方法进行控制。

图1至图3示出具有各种部件的相对定位的示例配置。如果此类元件被示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，此类元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或邻近的元件可以分别是彼此邻接的或邻近的。作为示例，放置成彼此共面接触的部件可以被称共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，定位成彼此分开同时其间仅具有空间并且没有其他部件的元件可以被如此称谓。作为又一个示例，被示出为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被如此称谓。进一步地，如附图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可以被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上/下、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线，并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件被垂直定位在其他元件的上方。作为又一示例，附图中所描绘的元件的形状可以被称为具有这些形状(例如，诸如是圆形的、直的、平面、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。进一步地，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，被示为在另一个元件内或被示为在另一个元件外的元件可以被如此称谓。

图1给出了通过发动机10的气缸12的横截面图。发动机10的各种部件可以至少部分地由控制***控制，该控制***可以包括从传感器111接收输入的控制器107。传感器111可以包括氧传感器、制动器踏板传感器、加速器踏板传感器、压力传感器等。基于来自传感器111的输入，控制器107采用各种致动器109，以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。

气缸12可以包括燃烧室14。活塞16可以定位在气缸12内，以用于在其中往复运动。活塞16可以经由连杆20、曲柄销21和曲柄弯程22联接到曲轴18，曲柄弯程22在此处被示出为与配重24组合。一些示例可以包括分离的曲柄弯程22和配重24。活塞16的往复运动可以转化成曲轴18的旋转运动。曲轴18、连杆20、曲柄销21、曲柄弯程22和配重24以及未示出的其他可能元件可以容纳在曲轴箱26中。曲轴箱26可以保持油。曲轴18可以经由中间变速器***联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动马达可以经由飞轮联接到曲轴18以允许发动机10的起动操作。

燃烧室14可以从进气通道30接收进气，并且可以经由排气通道32排出燃烧气体。进气通道30和排气通道32可以经由相应的进气门34和排气门36与燃烧室14选择性地连通。可以包括节气门31以控制可以穿过进气通道30的空气量。在一些实施例中，燃烧室14可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该示例中，进气门34和排气门36可以经由相应的凸轮致动***38和40通过凸轮致动来控制。凸轮致动***38和40可以各自包括一个或多个凸轮42，并且可以利用可以由控制器107操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中的一个或多个，以改变气门操作。凸轮42可以被配置为在相应的转动凸轮轴44上旋转。如所描绘的，凸轮轴44可以是双顶置凸轮轴(DOHC)配置，但另选的配置也是可能的。进气门34和排气门36的位置可以由位置传感器(未示出)确定。在另选的实施例中，进气门34和/或排气门36可以由电动气门致动来控制。例如，气缸16可以包括经由电动气门致动来控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT***的凸轮致动来控制的排气门。

在一个实施例中，双独立VCT可以用于V型发动机的每一组上。例如，在V型发动机中的一组中，气缸可以具有独立可调整的进气凸轮和排气凸轮，其中进气凸轮和排气凸轮中的每一个的凸轮正时可以相对于曲轴正时独立地调整。

燃料喷射器50被示出为直接联接到燃烧室14，用于与可以从控制器107接收的信号的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室14中。以这种方式，燃料喷射器50提供了所谓的燃料到燃烧室14中的直接喷射。例如，燃料喷射器50可以安装在燃烧室14的侧面或燃烧室14的顶部中。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵、燃料轨的燃料***(未示出)递送至燃料喷射器50。在一些实施例中，燃烧室14可以另选地或另外地包括布置在进气通道30中的燃料喷射器，该燃料喷射器是以提供所谓的燃料到燃料室14上游的进气道中的进气道喷射的配置布置。

在选择的操作模式下，点火***52可以响应于来自控制器107的火花提前信号经由火花塞54向燃烧室14提供点火火花。尽管示出火花点火部件，但是在一些实施例中，发动机10的燃烧室14或一个或多个其他燃烧室可以在具有或没有点火火花的情况下以压缩点火模式操作。

气缸盖60可以联接到气缸体62。气缸盖60可以被配置为可操作地容纳和/或支撑(一个或多个)进气门34、(一个或多个)排气门36、相关联的气门致动***38和40等。气缸盖60还可以支撑凸轮轴44。凸轮盖64可以与气缸盖60联接和/或安装在气缸盖60上，并且可以容纳相关联的气门致动***38和40等。其他部件诸如火花塞54也可以由气缸盖60容纳和/或支撑。气缸体62或发动机缸体可以被配置为容纳活塞16。在一个示例中，气缸盖60可以对应于位于发动机的第一端的气缸12。虽然图1仅示出多缸发动机10的一个气缸12，但每个气缸12可类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

图1还示出油分离器70，其可以包括油分离室72和底板74，底板74可以限定油分离室72的底部。油分离器70可以包括在如图所示的凸轮盖64中，或可以位于发动机10内或与发动机10相关联的另一个位置中。底板74和/或油分离室72可以安装在或气缸盖60上或气缸盖60内，和/或由气缸盖60支撑。油分离器70可以沿着发动机组的长度的一部分纵向地延伸，即在与凸轮轴44的轴线平行的方向上。油分离器70可以被认为包括凸轮盖64。一个或多个挡板(未示出)可包括在油分离器70中。

油分离器70可以被包括作为发动机曲轴箱通风***80的一部分。发动机曲轴箱通风***80可以是曲轴箱强制通风***或(PCV)***80。发动机曲轴箱通风***80可以包括在发动机10中，以减少可以从发动机10排放的不期望的排气量。在操作期间，如图1中用箭头所示的一些漏气82可以从燃烧室14传递到曲轴箱26。漏气82中的一些可以不完全燃烧，并且可以经由第一曲轴箱通风管路84、第二曲轴箱通风管路86和进气通道30重新引导到燃烧室14中，以试图更完全地燃烧它们。然而，漏气82可以包括在来自发动机内的一个或多个位置诸如曲轴箱26的气体流中带走的悬浮油。为了试图将悬浮油与漏气82分离，如用箭头所示的油和漏气88的混合物可以首先穿过油分离器70。

通过发动机曲轴箱通风***80的曲轴箱通风气体的流动水平可以由可以包括阀90的一个或多个机构控制。在一些情况下，阀90可以被称为曲轴箱强制通风(PCV)阀。在一些情况下，可以包括通气管92或通气通道等，以将清洁的空气添加到曲轴箱26中，以便清除或减少不期望的曲轴箱气体的浓度。在一些情况下，通气管92可以与作为清洁空气源的进气歧管和/或进气通道30流体地联接。涡轮压缩机94可以设置在进入空气路径96上，用于在引进的流体被传递到发动机10的进气通道30之前压缩引进的流体。在一些应用中，可以包括中间冷却器(未示出)，以在进气充气进入发动机之前将其冷却。涡轮压缩机94可以由涡轮机98驱动，涡轮机98可以由离开排气通道32的排气驱动。在一些情况下，节气门31可以在涡轮压缩机94的下游，而不是在如图所示的上游。尽管没有被示出，但发动机10可以包括排气再循环EGR管路和/或EGR***。

在一个示例中，涡轮机98可以是可变几何涡轮机(VGT)，其包括连接到用于调谐涡轮机的致动器的可移动轴167。通过可移动轴167改变涡轮机叶片的几何形状/角度可以使涡轮机能够在不同的发动机转速下(包括在低的发动机转速下)提供期望的增压。在另一个示例中，多于一个可移动轴可以与涡轮机相关联，以提供期望的增压。

发动机10可以包括废气门100，废气门100被配置为使排气转向远离涡轮机98并转向到排气管102。使排气转向可以有助于调节涡轮机98的速度，这进而可以调节涡轮压缩机94的旋转速度。废气门100可以被配置为阀。废气门100可以用于调节例如涡轮增压器***中的最大增压压力，这可以有助于保护发动机和涡轮增压器。在一些示例中，发动机可以不包括废气门，并且增压压力可以由联接到涡轮机98的可移动轴167调节。

排气管102可以包括一个或多个排放控制装置104，排放控制装置104可以安装在排气管102中的紧密联接的位置中。一个或多个排放控制装置104可以包括例如三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。

发动机10可以包括发动机润滑***106，例如油润滑***，其可以包括油泵108或其他致动设备，以用于泵送和/或加压油以使其移动通过润滑***106。油泵108可以被配置为通过供给通道112从储存在油盘110中的油容器吸取油。润滑***106可以包括各种分支114、116、118以向各种油子***提供油。油可以通过一个或多个返回路径返回，返回路径可以包括返回通道120，其中油可以流回或滴回油盘110。可以用油过滤器122过滤油。油子***可以利用油流来执行一些功能，诸如润滑、致动器的致动等。例如，子***可以包括润滑***，诸如用于将油递送到移动部件诸如凸轮轴、气缸阀等的通道。其他油子***可以包括具有液压致动器和液压控制阀的液压***。可以存在比所示示例中所示的更少或更多的油子***。

一个油子***可以是涡轮轴承润滑***124，其可以经由涡轮供油分支118接收油。涡轮压缩机94可以联接成用于经由涡轮轴126与涡轮机98一起旋转。涡轮轴126可以由涡轮轴承128支撑以用于旋转，并且可以用涡轮轴承润滑***124润滑。油可以经由回油管路130返回到发动机10的其他部件，以用于再循环、过滤等。

废气门100的轴可以***涡轮机98中，导致排气从***区域泄漏。在一个示例中，从废气门100泄漏的排气可不被引导到排气管102，因为在废气门的轴***涡轮机中的区域中的排气压力可以接近或等于涡轮机下游的排气管102处的排气压力。因此，从废气门100泄漏的排气可以被引导到的唯一较低压力区是曲轴箱26。在一个示例中，端口134可以引导从废气门100泄漏的排气流动到端口136。在一个或多个接合点138处的端口136可以流体地连接到曲轴箱强制通风***(PCV)***80。在一些实施例中，端口136可以经由用于涡轮增压器的涡轮轴承128的回油管路130与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，端口可以经由凸轮盖64与曲轴箱流体地联接。在一些实施例中，端口136可以经由气缸盖60与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，端口136可以经由曲轴箱强制通风(PCV)***80的通气通道92通过涡轮增压器轴承回油管路130与曲轴箱26流体地联接。以这种方式，从废气门泄漏的气体可以通过PCV***80管理或处理，而不是泄漏到大气中。

发动机10还可以包括排气可以泄漏并且可以有助于排放质量的其他潜在区域，例如，排气在可移动轴167***到涡轮机壳体中的位置处泄漏。在一个示例中，可移动轴167可以是用于控制涡轮机的调谐的机械轴。可移动轴167可以***涡轮机98中并且与涡轮机的叶片接合。机械轴可以是旋转轴或横动轴，能够改变涡轮机的叶片的角度，从而调节由涡轮机98产生的增压。在另一个示例中，可以存在多于一个机械轴。在进一步的示例中，可移动轴可以是阀杆。在一些情况下，排气泄漏可以是通过配合部件之间的小空隙，和/或是由于沿着可移动轴167在可移动轴167***涡轮机98中的***区域151(也在图2和图3中示出)处的不完善和/或老化的密封。如果多于一个可移动轴联接到涡轮机，排气可以从可移动轴中的每一个的***区域泄漏。在很多情况下，(一个或多个)泄漏可以是小的，但是仍然可以是明显的和/或可检测的。当愈加严格仔细检查排放源时，相对较小的泄漏可能越显著。

根据本公开的实施例可以提供用于发动机10的排气管理***132。排气泄漏管理***132可以包括设置成捕获从可移动轴167的***区域151泄漏的排气的端口133。在一个示例中，可以存在多于一个排气泄漏管理***，其中多于一个可移动轴可以与涡轮机相关联，并且排气泄漏管理***中的每一个可以与可移动轴相关联。端口133可以分叉成第一通道135和第二通道137。第一通道135可以流体地连接到曲轴箱26，将泄漏的排气引导到发动机10的曲轴箱26。第二通道137可以流体地连接到排气管102的下游部分103(例如，涡轮机的下游)，引导泄漏的排气流动通过一个或多个排放控制装置104至大气中。

第一通道135可以经由用于涡轮增压器的涡轮轴承128的回油管路130与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，第一通道135可以经由凸轮盖64与曲轴箱流体地联接。在一些实施例中，第一通道135可以经由气缸盖60与曲轴箱26流体地联接。在一些实施例中，第一通道135可以经由曲轴箱强制通风(PCV)***80的通气通道92通过涡轮增压器轴承回油管路130与曲轴箱26流体地联接。

在一个示例中，阀139可以存在于端口133到第一通道135和第二通道137的分叉处。阀139可以定位成基于发动机工况诸如排放水平和/或排气压力通过第一通道或通过第二通道来调节从端口133捕获的排气泄漏，如下面参考图4所讨论的。控制器107可以包括指令以响应于工况用以致动联接到阀139的致动器(其中致动器可以是电动的、气动的、液压的等)，从而定位阀139以将泄漏的排气流经由涡轮增压器轴承回油管路130通过第一通道135引导到曲轴箱26或通过第二通道137引导到排气管的下游部分103。以这种方式，即使是相对小的排气泄漏也可以被控制和管理。

控制器107可以接收来自图1的各种传感器(以及下面所述的图2至图4所示的传感器)的信号，并且采用图1和图2至图4的各种致动器来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器中的指令来调整发动机操作。

图2示出实施例200，并且图3示出与联接到涡轮机98的可移动轴167相关联的排气泄漏管理***132的另一个实施例300。排气泄漏管理***132的每个实施例可以与图1所示的示例发动机10或其他发动机类型一起使用。描述了与图1相关的排气泄漏管理***的特征。之前在图1中介绍的部件被类似地编号，并且不再重新介绍。

在一个示例中，可移动轴167可以是***涡轮机中以用于调谐涡轮机的机械轴。在另一个示例中，可移动轴167可以是与涡轮机相关联的阀杆。可移动轴167可以联接到致动器170。致动器可以位于涡轮机的外部，并且可以联接到***涡轮机中的可移动轴167。在一个示例中，可移动轴167可以由杠杆172致动。

可移动轴167可以在***区域151处***涡轮机中。联接到致动器170的可移动轴167可以设置成用于移动，包括在***区域151处。***区域151可以是排气可以从涡轮机98泄漏的潜在区域。在一个示例中，一对衬套150可以在***区域151处环绕可移动轴167。在一对衬套150和可移动轴之间可以存在小空间/间隙，使排气能够从涡轮机98逸出。

排气泄漏管理***132可以在***区域151处与可移动轴167相关联。排气泄漏管理***132可以包括与环绕可移动轴167的一对衬套150密封接合的外壳156。在一个示例中，在***区域151处的可移动轴167的一部分可以在没有一对衬套150的情况下与外壳156直接接合。排气还可以通过外壳156和一对衬套150的配合表面之间的间隙以及通过外壳156和可移动轴167的配合表面之间的间隙泄漏。另外，如上所述，排气可以从一对衬套150和可移动轴167之间的小空间泄漏。

排气管理***132可以包括端口133以在***区域151处捕获泄漏的排气。如图2所示，端口133可以设置成在***区域151处与一对衬套150之间的可移动轴167相交。端口133可以捕获来自与可移动轴167交接的一对衬套周围的泄漏的排气，并且引导泄漏的排气沿着端口133流动到外壳156的外部。在一个示例中，端口133上的径向沟槽可以限定流体路径，沿着该流体路径，可以引导来自一对衬套周围的泄漏的排气沿着端口133穿过外壳156流动到外壳156的外部。

端口133可以分叉成将泄漏的排气引导到发动机10的曲轴箱26的第一通道135和将泄漏的排气引导到排气管的下游部分103的第二通道137。在一个示例中，端口133可以分叉成在外壳156外部的第一通道135和第二通道137。在另一个示例中，端口133可以分叉，同时仍在外壳156内，然后第一通道和第二通道可以穿过并且离开外壳156，并且分别继续穿过曲轴箱或排气管的下游部分103。

排气泄漏管理***132还包括可以存在于端口133的分叉处的阀139。根据端口133的分叉的位置(在外壳156的内部或外壳156的外部分叉)，阀139的位置可以在外壳156的内部或外壳156的外部(如图2所示)。阀139可以是三通阀，其被配置为使泄漏的排气从端口133流动到第一通道135(流体地连接到曲轴箱***)或流动到第二通道137(流体地连接到排气管的下游部分)。阀139可以联接到致动器(例如，电动致动器、气动致动器等)。阀139的位置可以由控制器(例如，图1的控制器107)基于来自各种传感器的输入来控制，如将在下面参考图4所述的。

在图2所示的实施例200中，可移动轴167可以与隔膜160联接，根据在隔膜160和外罩(encasement)164之间限定的容积162内的压力，隔膜160可以是可移动的。压力可以根据流体连接部166变化。流体连接部166可以是增压控制器端口。可以包括弹簧168以将可移动轴167偏置到例如闭合位置。

图3示出与可移动轴167相关联的排气泄漏管理***的实施例300，其中沿着***区域151的泄漏的排气可以流动经过一对衬套150，并且可以由端口133捕获，其中端口133包括在外壳156内部的容积158。泄漏的排气可以被捕获在容积158内，并且通过端口133流出外壳156。端口133然后可以分叉成第一通道135和第二通道137。在分叉处的阀139可以根据发动机操作参数引导泄漏的排气流动通过第一通道或通过第二通道。

图4示出用于调节沿着与涡轮机相关联的可移动轴(例如如图1至图3示出的与涡轮机98相关联的可移动轴167)捕获的泄漏的排气的流动的方法400。排气泄漏流可以由排气泄漏管理***管理，例如，排气泄漏管理***132根据发动机操作参数使泄漏的排气转向通过第一通道135或通过第二通道137。阀例如阀139的位置可以调节泄漏的排气通过第一通道到曲轴箱26或通过第二通道到一个或多个排放控制装置104上游的排气管的下游部分103的流动。

用于实施方法400和本文所包括的其余方法的指令可以由控制器(例如控制器107)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机***的传感器诸如传感器111(包括上面参考图1所述的NOx传感器、UEGO传感器、压力传感器等)接收的信号来执行。控制器可以采用发动机***的发动机致动器来根据下面所述的方法调整发动机操作。在一个示例中，基于来自传感器111的输入，控制器107可以采用联接到排气管理***132的阀139的致动器来调整阀139的位置。

方法400通过确定包括发动机转速、发动机负载、排放控制装置温度、排气压力等的发动机操作参数开始于402。在404处，方法400确定排放水平。排放水平可以基于来自沿着排气管感测一个或多个排放控制装置(诸如图1所示的一个或多个排放控制装置104)下游的参数的传感器的输入来确定。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂(TWC)、碳氢化合物捕集器、微粒过滤器、***、氧化催化剂、稀NOx捕集器(LNT)、选择性催化还原(SCR)***或其他合适的排放控制装置中的一个或多个。排放参数可以包括排气中的NOx水平、氧水平、微粒物质负载，排放控制装置温度等。排放参数可以由沿着排气管定位的传感器传递到控制器，例如向图1中的控制器107提供输入的传感器111。

然后，方法400进行到406以确定所确定的排放水平中的一个或多个是否高于相应的阈值水平。如果是，则方法400进行到408，其将会在下面更加详细地解释。如果否，则方法400进行到418，并且确定在排气管的下游部分处(例如，在图1所示的排气管的下游部分103处)的压力是否高于第一阈值压力。在一个示例中，第一阈值压力可以接近排气管上游的涡轮机处的压力。

如果在排气管的下游部分处的压力高于第一阈值压力，方法400进行到419，其中引导从可移动轴泄漏的排气通过第一流动路径流动到发动机的曲轴箱。涡轮机和下游排气管之间最小到没有的压力差可以防止泄漏的排气从涡轮机的高压区域流动到在排气管的下游部分处的相等或较高的压力区域。因此，来自涡轮机的泄漏的排气通过第一流动路径被引导到曲轴箱。在图1所示的一个示例中，第一流动路径可以包括使来自可移动轴167的泄漏的排气通过阀139流动，阀139在第一位置中引导泄漏的排气流动通过联接到发动机的曲轴箱26的第一通道135，从而防止排气流动到大气中。第一通道135可以经由回油管路130、经由凸轮盖64、经由气缸盖60或经由PCV***80的通气通道92与曲轴箱26流体地联接。然后，方法400返回。

在另一个示例中，曲轴箱的较低压力可以使泄漏的排气能够从废气门与涡轮机相关联(例如，***涡轮机中)的区域流动到曲轴箱。废气门与涡轮机相关联的区域处的排气压力可以高于曲轴箱的压力，但是可以等于或低于排气管处的排气压力，导致泄漏的排气从废气门的较高压力区域流动到较低压力的曲轴箱，如上面参考图1所讨论的。

如果在418处，排气管的下游部分处的压力不高于第一阈值压力，则方法400进行到420。涡轮机和排气管之间的压降可以有助于使泄漏的排气从涡轮机的高压区域流动到排气管的较低压力区域。在420处，引导泄漏的排气通过第二流动路径流动到排气管的下游部分。在图1所示的一个示例中，第二流动路径可以包括使来自可移动轴167的泄漏的排气通过阀139流动，阀139在第二位置中引导泄漏的排气通过第二通道137流动到至少一个排放控制装置上游的排气管的下游部分103。然后，泄漏的排气可以通过至少一个排放控制装置流动到大气中。然后，方法400返回。

返回到406，如果排放水平高于相应的阈值水平，则方法400进行到408，其中引导排气通过第一流动路径流动到如上面参考图1至图3所述的曲轴箱，而不到下游排气管。在一个示例中，沿着排气管的一个或多个排放控制装置可以是饱和的，例如，微粒物质过滤器可以已经达到最大容量(在阈值水平处)，并且继续将泄漏的排气引导到微粒物质过滤器上游的排气管的下游部分可以危害排放合规性。类似地，达到相应的阈值水平的其他排放控制装置不能够有效地捕集存在于泄漏的排气中的具体成分，从而使排放恶化。在另一个示例中，如果一个或多个排放控制装置低于起燃温度(在冷起动条件期间)，使泄漏的排气流动到排气管并且流动通过排放控制装置可以使排放恶化。使泄漏的排气转向到曲轴箱而不是下游排气管可以因此防止排放的恶化。

在410处，方法400确定排气压力。可以沿着发动机的各种位置确定压力，包括在涡轮机、曲轴箱、排气管等处。所述压力可以在具***置基于来自压力传感器的输入来确定，或可以基于排气流率、温度等来推断。在412处，该方法确定曲轴箱压力是否高于第二阈值压力。第二阈值压力可以等于或接近大气压力。曲轴箱压力由转向到曲轴箱的来自燃烧室的漏排气产生。曲轴箱压力可以保持接近大气压力，因为曲轴箱中较高的压力可以导致油泄漏。PCV阀，例如图1所示的阀90可以通过排出一些压力来防止曲轴箱内的压力变得太高。如果曲轴箱压力不高于第二阈值压力，则方法400进行到414，并且继续使泄漏的排气通过第一流动路径流动到曲轴箱。然后，方法400返回。在一个示例中，在低发动机负载期间，漏气的量可以不是很高，并且曲轴箱处的压力可以低于第二阈值压力并且使泄漏的排气能够被引导到曲轴箱。

如果在412处，曲轴箱压力高于第二阈值压力，则方法400进行到416。曲轴箱内的压力可以高于第二阈值压力的条件可以包括在具有大的节气门开度的高发动机负载期间，在PCV阀出故障或阻塞以防止压力从曲轴箱排出期间等。在此类条件期间，可能不期望将额外泄漏的排气引导到曲轴箱，这可以进一步增加曲轴箱内的压力。在416处，方法400使泄漏的排气流动通过流体地连接到下游排气管的第二流动路径。泄漏的排气可以从下游排气管流动到至少一个或多个排放控制装置，并且然后到大气中。然后，方法400返回。

以这种方式，泄漏的排气的流动可以由排气管理***管理，引导泄漏的排气通过三通阀流动到流体地连接到发动机的曲轴箱的第一通道或流动到流体地连接到排气管的下游排气部分的第二通道，从而使由于泄漏的排气从与排气流接触的可移动机构逸出而引起的排放恶化最小化。

图4的各种动作可以由与本文中提到的传感器和致动器组合操作的电子控制器实施，包括作为由致动器控制的一个示例阀的控制阀139。另外，在一些示例中，一旦排气流被阀单向地引导(例如，到曲轴箱)，所有流就停止到其他通道(例如，通过第二流动路径)，并且反之亦然。因此，在一些示例中，引导排气流可以包括响应于所选择的工况的确定仅将所述流引导到第一路径而不是第二路径，并且响应于与所选择的工况不同的另选的工况的确定仅将所述流引导到第二路径而不是第一路径。

基于排放水平和发动机工况管理泄漏的排气到发动机曲轴箱和/或到排气管的流动的技术效果是防止由于泄漏的排气逸出到大气中而引起的排放的恶化。另外，将泄漏的排气中的至少一些引导到发动机曲轴箱同时保持曲轴箱压力在期望的范围内可以实现有效的曲轴箱操作。

一种示例排气泄漏管理***，其包括端口，端口设置成从排气流动部件的***区域捕获泄漏的排气；在端口的分叉处的第一通道，该第一通道将端口流体地连接到发动机曲轴箱；在端口的分叉处的第二通道，该第二通道将端口流体地连接到排气管的下游部分；以及在端口的分叉处的三通阀，该三通阀调节泄漏的排气通过端口到第一通道和第二通道的流动。该***的第二示例任选地包括第一示例并且进一步包括，其中***区域沿着***涡轮机中的可移动轴。该***的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中外壳与端口密封接合，端口与环绕可移动轴的一对衬套相交，外壳限定围绕衬套的容积。该***的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第一通道经由用于涡轮增压器的轴承的回油管路流体地联接到发动机曲轴箱。该***的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第一通道经由凸轮盖与发动机曲轴箱流体地联接。该***的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第二通道流体地联接到至少一个排放控制装置上游的排气管的下游部分。该***的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中三通阀联接到致动器，响应于发动机工况该致动器由控制器致动。该***的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中控制器包括响应于第一发动机工况用以致动致动器的指令，第一发动机工况包括排放水平高于排放阈值以及曲轴箱压力低于第一阈值压力，从而定位三通阀以引导泄漏的排气通过第一通道从端口流动到发动机曲轴箱。该***的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中控制器包括响应于第二工况用以致动致动器的指令，第二工况包括排放水平低于排放阈值以及排气管的下游部分的压力低于第二阈值压力，从而定位三通阀以引导泄漏的排气通过第二通道从端口流动到排气管的下游部分。

一种示例方法，其包括响应于第一条件，将三通阀定位在第一位置中以使泄漏的排气通过第一通道从端口流动到发动机曲轴箱，端口从可移动轴的***部分捕获泄漏的排气，三通阀定位在端口的分叉处，以及响应于第二条件，将三通阀定位在第二位置中以使泄漏的排气通过第二通道从端口流动到排气管的下游部分。该方法的第一示例进一步包括响应于第一条件和第二条件两者，使泄漏的排气从废气门流动到发动机曲轴箱。该方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中第一条件包括排放水平高于排放阈值以及曲轴箱压力低于第一阈值压力。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第二条件包括排放水平低于排放阈值以及排气管压力低于第二阈值压力。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括使泄漏的排气通过第二通道流动到排气管的下游部分，并且然后流动通过一个或多个排放控制装置。

另一个示例***，包括排气泄漏管理***，具有在涡轮机壳体中的涡轮机的涡轮增压器、通过涡轮机壳体联接到涡轮机的可移动轴、与可移动轴的***部分密封接合的外壳、从外壳到曲轴箱强制通风(PCV)***以使从***部分泄漏的排气流动到发动机的曲轴箱的第一流体路径、从外壳到排气管的下游部分以使从***部分泄漏的排气流动到排气管的下游部分的第二流体路径、调节泄漏的排气从外壳到第一流体路径以及到第二流体路径的流动的三通阀以及用以定位三通阀的控制器。该***的第一示例包括，其中***部分包括设置在衬套之间的空间内的可移动轴。该***的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中外壳限定围绕衬套的容积。该***的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中可移动轴由杠杆致动。该***的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中可移动轴由隔膜致动。该***的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中包括与衬套之间的空间成一直线的径向沟槽的端口被设置成与可移动轴相交，以引导泄漏的排气从***部分流动到三通阀。

需注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非短暂性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制***执行。本文所述的具体程序可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的任何数量的处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行或在某些情况下省略。同样地，处理的顺序不是实现本文所述的示例实施例的特征和有点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据所使用的特定策略，可重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地，所述的动作、操作和/或功能可以图形地表示待被编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非短暂性存储器中的代码，其中所述动作通过执行***中的指令来实施，该***包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件。

应当理解，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制性的，因为许多改变是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种***和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非明显的组合以及子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、元素和/或特性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。无论与原权利要求的范围相比是更宽、更窄、相等还是不同，此类权利要求仍被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种发动机的排气泄漏管理***，其包括：

端口，其设置成从排气流动部件的***区域捕获泄漏的排气；

第一通道，其在所述端口的分叉处，所述第一通道将所述端口流体地连接到发动机曲轴箱；

第二通道，其在所述端口的所述分叉处，所述第二通道将所述端口流体地连接到排气管的下游部分；以及

三通阀，其在所述端口的所述分叉处，所述三通阀调节所述泄漏的排气通过所述端口到所述第一通道以及到所述第二通道的流动。

2.根据权利要求1所述的排气泄漏管理***，其中所述***区域沿着***涡轮机中的可移动轴。

3.根据权利要求2所述的排气泄漏管理***，其中外壳与所述端口密封接合，所述端口与环绕所述可移动轴的一对衬套相交，所述外壳限定围绕所述衬套的容积。

4.根据权利要求2所述的排气泄漏管理***，其中所述***区域沿着与所述涡轮机相关联的废气门阀轴。

5.根据权利要求1所述的排气泄漏管理***，其中所述第一通道经由用于涡轮增压器的轴承的回油管路流体地联接到所述发动机曲轴箱。

6.根据权利要求1所述的排气泄漏管理***，其中所述第一通道经由凸轮盖与所述发动机曲轴箱流体地联接。

7.根据权利要求1所述的排气泄漏管理***，其中所述第二通道流体地联接到至少一个排放控制装置上游的所述排气管的所述下游部分。

8.根据权利要求1所述的排气泄漏管理***，其中所述三通阀联接到致动器，响应于发动机工况所述致动器通过控制器致动。

9.根据权利要求8所述的排气泄漏管理***，其中所述控制器包括指令，以响应于第一发动机工况致动所述致动器，所述第一发动机工况包括排放水平高于排放阈值以及曲轴箱压力低于第一阈值压力，从而定位所述三通阀以引导所述泄漏的排气通过所述第一通道从所述端口流动到所述发动机曲轴箱。

10.根据权利要求9所述的排气泄漏管理***，其中所述控制器包括指令，以响应于第二工况致动所述致动器，所述第二工况包括所述排放水平低于所述排放阈值以及所述排气管的所述下游部分的压力低于第二阈值压力，从而定位所述三通阀以引导所述泄漏的排气通过所述第二通道从所述端口流动到所述排气管的所述下游部分。

11.一种发动机的排气泄漏管理方法，其包括：

将阀定位在第一位置中以使泄漏的排气通过第一通道从端口流动到发动机曲轴箱，所述端口从可移动轴的***部分捕获泄漏的排气，所述阀定位在所述端口的分叉处；以及

将所述阀定位在第二位置中以使泄漏的排气通过第二通道从所述端口流动到排气管的下游部分。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括响应于第一条件和第二条件两者，使泄漏的排气从废气门流动到所述发动机曲轴箱，其中所述第一条件包括排放水平高于排放阈值以及曲轴箱压力低于第一阈值压力，并且所述第二条件包括所述排放水平低于所述排放阈值以及排气管压力低于第二阈值压力。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括响应于所述第一条件，将所述阀定位在所述第一位置中。

14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括响应于所述第二条件，将所述阀定位在所述第二位置中。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括使泄漏的排气通过所述第二通道流动到所述排气管的所述下游部分，并且然后流动通过一个或多个排放控制装置。

16.一种排气泄漏管理***，其包括：

涡轮增压器，其包括在涡轮机壳体中的排气涡轮机；

可移动轴，其通过所述涡轮机壳体联接到所述排气涡轮机；

外壳，其与所述可移动轴的***部分密封接合；

第一流体路径，其从所述外壳到曲轴箱强制通风***即PCV***，以使从所述***部分泄漏的排气流动到发动机的曲轴箱；

第二流体路径，其从所述外壳到排气管的下游部分，以使从所述***部分泄漏的排气流动到所述排气管的所述下游部分；

三通阀，其调节所述泄漏的排气从所述外壳到所述第一流体路径以及到所述第二流体路径的流动；以及

控制器，其用以定位所述三通阀。

17.根据权利要求16所述的排气泄漏管理***，其中所述***部分包括设置在衬套之间的空间内的所述可移动轴。

18.根据权利要求17所述的排气泄漏管理***，其中所述外壳限定围绕所述衬套的容积。

19.根据权利要求16所述的排气泄漏管理***，其中所述可移动轴由杠杆致动。

20.根据权利要求17所述的排气泄漏管理***，其中包括与所述衬套之间的所述空间成一直线的径向沟槽的端口被设置成与所述可移动轴相交，以引导泄漏的排气从所述***部分流动到所述三通阀。

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