內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路的制作方法

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路的制作方法

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路的制作方法專利名稱:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本有用新型涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路。

背景技術(shù):排氣再循環(huán)系統(tǒng)或回路用來使車輛燃料效率最大化且削減車輛排氣系統(tǒng)的有害排放。

隨著車輛排放規(guī)定變得更加嚴(yán)格,車輛需要變得更加綠色,不斷需要削減排放特殊是來自發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的0氣體。

削減排氣排放的一個(gè)方法是使用與排氣再循環(huán)結(jié)合的催化轉(zhuǎn)換器,在排氣再循環(huán)中使用高排氣背壓使排氣歧管中的排氣流向進(jìn)氣歧管。

在排放上的更嚴(yán)格的規(guī)定的問題是產(chǎn)生足夠的回流必需增加排氣背壓,這會(huì)開頭影響燃料效率。

來自排氣歧管的再循環(huán)的另一個(gè)缺點(diǎn)是再循環(huán)的氣體可以包含碳煙、水蒸氣及未使用的燃料,從而會(huì)污染安裝的排氣冷卻系統(tǒng)和進(jìn)氣歧管。

此外,若存在由于系統(tǒng)泄漏造成的故障、故障等,則這會(huì)導(dǎo)致其他構(gòu)件如微粒過濾器或催化轉(zhuǎn)化器上的過載。

通常,渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)在渦輪增壓器渦輪使排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管之前使用較高的壓力差。

這不總是足以削減排放。

或者,可以在系統(tǒng)中使用機(jī)械泵,但這些增加了發(fā)動(dòng)機(jī)上的操作負(fù)荷。

其他的系統(tǒng)從渦輪增壓器渦輪的下游抽取再循環(huán)的排氣通過微粒過濾器,然后供應(yīng)氣體到主渦輪增壓器的前部以流向汽缸。

該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是氣流量不足以削減排放。

本有用新型尋求改善上述問題。

有用新型內(nèi)容本有用新型的目的包括供應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路,以改進(jìn)氣流與新奇空氣的混合,改進(jìn)主渦輪增壓器單元的瞬態(tài)響應(yīng)并削減0排放。

依據(jù)本有用新型的第一方面,供應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路,該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系統(tǒng)、及包括供應(yīng)新奇空氣到汽缸的主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)系統(tǒng),該排氣再循環(huán)回路包括經(jīng)可控閥將排氣后處理裝置的下游側(cè)連接到主進(jìn)氣增壓器的新奇空氣供應(yīng)通路的通道,其中排氣流泵位于所述通道中以供應(yīng)期望的氣流與主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)混合。

優(yōu)選地進(jìn)氣增壓器是來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器。

排氣流泵還可以是來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器的形式,優(yōu)選地可以旁通繞過泵渦輪增壓器的渦輪以限制所述通道中到主增壓器的氣流。

使用這種類型的泵不會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)上施加額外的負(fù)荷,因此基本上不影響燃料消耗,在低轉(zhuǎn)速和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷上確保充分的質(zhì)量流量。

來自汽缸的排氣還可以從排氣歧管直接轉(zhuǎn)向到空氣供應(yīng)系統(tǒng)以形成較短的其次回路。

[0011]當(dāng)閥關(guān)閉時(shí),優(yōu)選地排氣流泵上游的通道可以選擇性地經(jīng)閥裝置與在閥和排氣流泵之間的通道連接以形成再循環(huán)回路。

依據(jù)本有用新型的另一方面供應(yīng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),優(yōu)選地為柴油發(fā)動(dòng)機(jī),所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系統(tǒng)、包括用于供應(yīng)新奇空氣到汽缸的主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)系統(tǒng),且具有依據(jù)本有用新型的第一方面的排氣再循環(huán)回路。

依據(jù)本有用新型的又一方面供應(yīng)一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路,所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系統(tǒng)、及包括供應(yīng)新奇空氣到汽缸的主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)系統(tǒng),所述排氣再循環(huán)回路包括經(jīng)可控閥將所述排氣后處理裝置的下游側(cè)連接到主進(jìn)氣增壓器的新奇空氣供應(yīng)通路的通道,所述主進(jìn)氣增壓器是渦輪增壓器,且該渦輪增壓器的渦輪通過來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣驅(qū)動(dòng);位于所述通道中以供應(yīng)期望的氣流與所述主進(jìn)氣增壓器上游的空氣供應(yīng)混合的排氣流泵,所述排氣流泵位于所述主進(jìn)氣增壓器的渦輪的下游,所述排氣流泵還包括通過來自汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器;來自所述汽缸的排氣還可以從所述排氣歧管轉(zhuǎn)向到所述空氣供應(yīng)系統(tǒng)以形成較短的其次回路。

本有用新型可以使主渦輪增壓器單元以改進(jìn)的效率操作從而提高燃料經(jīng)濟(jì)性并削減0排放。

圖1是具有依據(jù)本有用新型的回路的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖;圖2是具有依據(jù)本有用新型的其次回路的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

詳細(xì)實(shí)施方式下面通過實(shí)例參考附圖描述本有用新型。

現(xiàn)參考圖,示出機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖。

本有用新型可以應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

本示例的圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)汽缸11,在該示例中為六汽缸,但也可以是設(shè)置在型配置中的任何期望數(shù)目的汽缸。

可以通過空氣過濾器13、通道12及形式為渦輪增壓器的進(jìn)氣增壓器14向汽缸供應(yīng)新奇的空氣。

渦輪增壓器壓縮輪15的高壓側(cè)通過通道12經(jīng)中間冷卻器17,優(yōu)選地為空氣對(duì)空氣中間冷卻器輸送空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管16。

眾所周知,汽缸11具有在汽缸孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞未示出、至少一個(gè)進(jìn)氣門未示出、及至少一個(gè)排氣門未示出,進(jìn)氣門每個(gè)連接到進(jìn)氣歧管16,排氣門連接到相應(yīng)的排氣歧管支路18或18。

排氣歧管支路18、18合并到單個(gè)排氣通道31中,該排氣通道31引導(dǎo)排氣到排氣后處理裝置19,例如形式為柴油氧化轉(zhuǎn)化器的催化轉(zhuǎn)化器。

柴油微粒過濾器21設(shè)置在排氣后處理裝置19的下游。

來自排氣歧管支路18的排氣用來驅(qū)動(dòng)主渦輪增壓器14的渦輪22,渦輪22位于排氣歧管支路18和18的直接下游的通道31中。

排氣通過排氣再循環(huán)回路或排氣再循環(huán)系統(tǒng)40再循環(huán)回到新奇空氣供應(yīng)系統(tǒng)。

系統(tǒng)40包括具有通道41的較長(zhǎng)的環(huán)形回路,該通道41通過排氣流泵42使4微粒過濾器21下游的排氣通道31與新奇空氣供應(yīng)系統(tǒng)相互連接。

排氣流泵42進(jìn)而通過通道43連接到新奇空氣供應(yīng)通道12。

通道41通過位于排氣流泵42上游的中間冷卻器47和閥48。

若需要的話中間冷卻器47典型地包括水空氣中間冷卻器或空氣空氣中間冷卻器。

閥48開啟或關(guān)閉較長(zhǎng)的環(huán)形系統(tǒng)。

排氣流泵42優(yōu)選地為小輸出量渦輪增壓器的形式,該渦輪增壓器的渦輪44通過來自排氣歧管支路18的排氣驅(qū)動(dòng)。

排氣流泵42在其壓縮機(jī)葉輪45處應(yīng)產(chǎn)生足夠的低壓以從排氣通道31抽取產(chǎn)生所需的排氣流率。

通過由旁通閥52掌握的排氣旁路51可以限制來自壓縮機(jī)45的輸出。

若需要的話,從壓縮機(jī)葉輪45通過通道43到新奇空氣供應(yīng)系統(tǒng)的氣流可以通過又一個(gè)中間冷卻器46,及第一再循環(huán)閥49。

來自壓縮機(jī)45的排氣可以通過通道54和其次再循環(huán)閥55再循環(huán)回到壓縮機(jī)45。

當(dāng)不需要較長(zhǎng)的環(huán)形時(shí),可以關(guān)閉閥48,然而排氣流泵42的渦輪44仍旋轉(zhuǎn),來自壓縮機(jī)45的氣體將再循環(huán)。

較長(zhǎng)的環(huán)形的附加的好處是再循環(huán)的排氣清潔而不含碳煙和燃料,從而大幅度削減污垢、改進(jìn)耐用性。

相比較于常規(guī)的較短的環(huán)形系統(tǒng)可較大地冷卻供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體,這對(duì)相同的再循環(huán)排氣質(zhì)量流率可以削減多至20-30的0排放。

當(dāng)混合發(fā)生在主渦輪增壓器14的壓縮機(jī)葉輪15中以及在進(jìn)氣歧管之前的通道的長(zhǎng)度內(nèi)時(shí),將確保與進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的新奇空氣的混合。

由于現(xiàn)配置到主渦輪增壓器壓縮機(jī)葉輪的前部,主渦輪增壓器單元將以改進(jìn)的效率操作,這改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。

另外,相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的較短的環(huán)形回路,該主渦輪增壓器單元的瞬態(tài)響應(yīng)可得到改進(jìn),在標(biāo)準(zhǔn)的較短的環(huán)形回路中當(dāng)啟用較短的環(huán)形時(shí),通過壓縮機(jī)葉輪的空氣質(zhì)量流量較少。

在系統(tǒng)故障的狀況下,該系統(tǒng)相對(duì)于較短的環(huán)形系統(tǒng)進(jìn)一步具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn),由于在較長(zhǎng)的環(huán)形上可以在不同的位置監(jiān)測(cè)氣體,從而可以發(fā)覺任何與正常狀況的偏離。

在過載的微粒過濾器的狀況下,可以產(chǎn)生較高的排氣系統(tǒng)背壓,流率不受影響,而較短的環(huán)形不行避開地增加流率。

這增加了該系統(tǒng)的穩(wěn)健性以防止進(jìn)一步的系統(tǒng)損壞。

當(dāng)不使用較長(zhǎng)的回路且關(guān)閉在通道41中的閥48時(shí),來自壓縮機(jī)45的氣流經(jīng)通道54再循環(huán),其中第一再循環(huán)閥49關(guān)閉,其次再循環(huán)閥55開啟。

作為后備,該系統(tǒng)還包括具有從排氣歧管支路18經(jīng)包含中間冷卻器57和其次閥58的通道連接至進(jìn)氣歧管16的通道56的常規(guī)的較短回路,以便通過閥58開啟關(guān)閉較短的回路。

閥48、49、52、55及58由合適的耐高溫材料制成,典型地為通常用于排氣再循環(huán)閥的類型的抗腐蝕金屬化合物。

閥48、49、52、55及58可由可編程23發(fā)動(dòng)機(jī)掌握單元可操作地掌握,該可編程23連接到燃料噴射器未示出和多個(gè)示意性地示出為傳感器28的其他發(fā)動(dòng)機(jī)工況傳感器。

發(fā)動(dòng)機(jī)工況傳感器28可以包括但不限于監(jiān)測(cè)以下工況的傳感器,如發(fā)動(dòng)機(jī)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、歧管靜態(tài)壓力、進(jìn)入歧管的質(zhì)量空氣流量、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、空氣溫度、凸輪軸位置進(jìn)氣和排氣、進(jìn)氣歧管調(diào)整閥、大氣壓力、量、位置、扭矩需求、擋位位置等。

閥的狀況即開啟關(guān)閉可以取決于各種感測(cè)的工況和要求的發(fā)動(dòng)機(jī)掌握通過可編程28掌握。

參考圖2,示出基本上類似于圖1中所示的系統(tǒng)的系統(tǒng),只是該系統(tǒng)使用在具5有直列式配置或型配置的汽缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上。

如圖1中所示的相同的構(gòu)件可以應(yīng)用相同的參考符號(hào)。

排氣歧管18通過通道131連接到排氣流泵42的渦輪。

離開排氣流泵42的渦輪44的氣體通過通道31供應(yīng)到上述主渦輪增壓器14的渦輪22。

排氣然后通過柴油氧化催化器19和微粒過濾器21。

同樣,通過從微粒過濾器21的下游延長(zhǎng)到排氣流泵42上的壓縮機(jī)45的低壓側(cè)的通道41供應(yīng)較長(zhǎng)的回路。

來自壓縮機(jī)45的氣體通過上述通道43泵送到新奇空氣供應(yīng)通道12。

通過在通道43和渦輪44下游的通道41之間連接的旁通通道154供應(yīng)用于排氣流泵42的渦輪44的速度限制器。

來自排氣流泵42的氣體泵送到上述新奇空氣供應(yīng)通道12,并同樣在閥48關(guān)閉的狀況下通過閥49、55和通道154供應(yīng)再循環(huán)回路。

同樣,通過連接排氣歧管18和進(jìn)氣歧管16的通道156可以供應(yīng)附加的較短的環(huán)形。

如上所述,該系統(tǒng)通過連接到閥48、49、55、58及152的操作。

權(quán)利要求一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路,所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系統(tǒng)、及包括供應(yīng)新奇空氣到汽缸的主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,所述排氣再循環(huán)回路包括經(jīng)可控閥將所述排氣后處理裝置的下游側(cè)連接到主進(jìn)氣增壓器的新奇空氣供應(yīng)通路的通道,其中排氣流泵位于所述通道中以供應(yīng)期望的氣流與所述主進(jìn)氣增壓器上游的空氣供應(yīng)混合。

,其特征在于,所述主進(jìn)氣增壓器是渦輪增壓器,且該渦輪增壓器的渦輪通過來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)。

,其特征在于,所述排氣流泵還包括通過來自汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器。

,其特征在于,所述排氣流泵的渦輪位于所述主進(jìn)氣增壓器的渦輪的下游。

,其特征在于,所述排氣流泵還包括通過來自汽缸的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器。

,其特征在于,到所述排氣流泵的渦輪的排氣流旁通繞過所述排氣流泵的渦輪以限制流到新奇空氣供應(yīng)通路的氣流。

,其特征在于,當(dāng)閥關(guān)閉時(shí),所述排氣流泵上游的氣流可以再循環(huán)到所述排氣流泵的入口。

,其特征在于,來自所述汽缸的排氣還可以從排氣歧管轉(zhuǎn)向到所述空氣供應(yīng)系統(tǒng)以形成較短的其次回路。

,所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系統(tǒng)、包括用于供應(yīng)新奇空氣到汽缸的主進(jìn)氣增壓器的空氣供應(yīng)系統(tǒng),且具有如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的排氣再循環(huán)回路。

10.—種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)回路,所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)汽缸、具有用于來自一個(gè)或多個(gè)汽缸的排氣的排氣后處理裝置的排氣系