[發明專利]EGR輔助的增壓廢氣旁通閥裝置

有效

• 申請號: 200680005404.3
• 申請日: 2006-02-21
• 公開（公告）號: CN101137827A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: R·J·古斯塔夫森;J·M·穆洛伊;T·麥金利
• 申請（專利權）人: 卡明斯公司
• 主分類號: F02B33/44
• 分類號: F02B33/44;F02B29/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭武;廖凌玲

技術領域

本發明總地涉及控制廢氣再循環的方法，本發明尤其涉及但不限于使用進氣管道側壓力改變裝置來控制廢氣再循環管道中的氣流。

背景技術

廢氣再循環是在當今操作的許多發動機中使用的技術。廢氣再循環通過降低進氣歧管中的氧氣濃度，并且由此減少燃燒期間產生污染物的不利化學反應，來降低廢氣中釋放的污染物的量。廢氣再循環管道通常具有連接到內燃機排氣歧管的入口和連接到進氣歧管的出口。控制通過廢氣再循環管道的氣流量可使用不同的方法。例如，可在所述管路上設置控制閥，以控制通過該管路流過多少量。另外，在空氣返回進氣歧管以燃燒之前，通常使用冷卻器來重新冷卻空氣。

控制通過廢氣再循環管道的廢氣流率的通用方法為使用排氣節氣門(exhaust?throttle)來產生背壓，以驅動廢氣通過廢氣再循環管道。該方法的一個問題是排氣節氣門成本很高。另外，可使用可變幾何形狀渦輪增壓器來驅動廢氣流過廢氣再循環管道。該選擇相對于固定幾何形狀渦輪增壓器或者廢氣旁通閥(wastegate)增壓器同樣成本很高。

EGR(廢氣再循環)需要成本更加有效的解決方案。

發明內容

本發明的一方面是一種設備。該設備包括：進氣管道，該進氣管道具有入口和出口；泄壓裝置，該泄壓裝置可操作地連接到所述進氣管道上；內燃機，該內燃機包括進氣歧管和排氣歧管，所述進氣歧管可操作地連接到所述進氣管道的所述出口，其中所述內燃機產生從所述排氣歧管排出的廢氣；排氣管道，該排氣管道具有入口和出口，其中所述排氣管道入口可操作地連接到所述排氣歧管上；以及廢氣再循環管道，該廢氣再循環管道具有入口和出口，其中所述廢氣再循環管道的所述入口可操作地連接到所述排氣歧管上，所述出口可操作地連接到進氣歧管上，其中所述裝置的操作改變通過所述廢氣再循環管道的流率。

本發明的另一方面是一種用于控制廢氣再循環氣流的方法。該方法包括下列步驟：通過進氣管道將空氣吸入內燃機；在所述內燃機內燃燒所述空氣；產生發動機廢氣；將所述發動機廢氣的至少一部分通過廢氣再循環管道再循環入所述進氣管道；將吸入所述進氣管道的所述空氣的至少一部分泄出，其中該泄出改變了所述再循環的發動機廢氣的流率。

本發明的再一方面是一種設備。該設備包括：進氣管道，該進氣管道具有入口和出口；可控制廢氣旁通閥，該廢氣旁通閥可操作地連接到所述進氣管道；內燃機，該內燃機包括進氣歧管和排氣歧管，所述進氣歧管可操作地連接到所述進氣管道的所述出口，其中所述內燃機產生從所述排氣歧管排出的廢氣；排氣管道，該排氣管道具有入口和出口，其中所述排氣管道入口可操作地連接到所述排氣歧管上；渦輪增壓器，該渦輪增壓器可操作地連接到所述進氣管道和所述排氣管道上；第一空氣冷卻器，該第一空氣冷卻器可操作地連接到所述進氣管道，其中所述第一空氣冷卻器冷卻由所述渦輪增壓器壓縮的空氣；第二廢氣旁通閥，該第二廢氣旁通閥可操作地連接到所述排氣管道，其中所述第二廢氣旁通閥使廢氣能夠繞過所述渦輪增壓器；廢氣再循環管道，該廢氣再循環管道具有入口和出口，其中所述廢氣再循環管道的所述入口可操作地連接到所述排氣歧管上，所述出口可操作地連接到進氣歧管上，其中所述可控制廢氣旁通閥的操作改變通過所述廢氣再循環管道的流率；以及第二空氣冷卻器，該第二空氣冷卻器可操作地連接到所述廢氣再循環管道。

附圖說明

圖1示出了本發明一個實施例的示意圖；

圖2示出了可選實施例的示意圖；

圖3示出了顯示增壓廢氣旁通閥噴嘴面積相對于燃料率的曲線；

圖4示出了顯示渦輪效率相對于噴嘴面積的曲線；

圖5示出了壓縮機特性圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明的原理，現在參考附圖中所示的實施例，并用具體的語言對該實施例進行描述。但是應當理解，這并不是對本發明的范圍進行限制。本發明所屬領域的技術人員通常會預計到，所示本發明原理的變化、修改和進一步應用。

本發明使用泄壓裝置(例如廢氣旁通閥)來改變內燃機中的壓力，以改變通過廢氣再循環管道的廢氣流率。在一種形式中，本發明包括連接到內燃機進氣歧管的進氣管道和連接到內燃機排氣歧管的排氣管道。進氣管道上連接有渦輪增壓器，以在進入的空氣燃燒之前給空氣增壓。泄壓裝置可操作地連接到進氣管道上。通過改變進氣管道中的壓力，在貫穿整個系統的壓力中產生變化。整個系統中的該壓力變化導致廢氣再循環管道的壓力變化。因此，產生通過廢氣再循環管道的氣流，并且使用進氣側泄壓裝置可控制該氣流。