[發明專利]用于增壓式內燃機的廢氣再循環的裝置

有效

• 申請號: 200680034410.1
• 申請日: 2006-09-04
• 公開（公告）號: CN101268271A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: H·維克斯特倫;Z·卡多斯
• 申請（專利權）人: 斯堪尼亞有限公司
• 主分類號: F02M25/07
• 分類號: F02M25/07
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王瓊

技術領域

本發明涉及一種增壓式燃燒發動機的廢氣再循環的裝置。

背景技術

公知為EGR(廢氣再循環)的技術是將來自燃燒發動機的燃燒過程中的一部分廢氣通過返回線路引導回到將空氣供給到燃燒發動機中的進氣線路中的公知方法。空氣和廢氣的混合物因此通過進氣線路被供給到產生燃燒的發動機氣缸中。將廢氣加入到空氣中，可以使燃燒溫度降低，而較低的燃燒溫度尤其可以導致廢氣中的氮氧化物(NO_x)的含量減少。這種技術用于奧托循環發動機和柴油機中。

可以供給到增壓燃燒發動機中的空氣量依賴于空氣壓力和空氣溫度。為了將盡可能多的空氣量供給到燃燒發動機中，因此在壓縮空氣被引導到燃燒發動機中之前，在充氣冷卻器內冷卻該壓縮空氣。借助大氣在充氣冷卻器內冷卻該壓縮空氣。壓縮空氣因此可以被冷卻到只超過周圍溫度幾度的溫度上。在使用EGR技術的情況下，借助所謂的EGR冷卻器來冷卻返回的廢氣。傳統的EGR冷卻器使用車輛普通冷卻系統中的冷卻劑作為冷卻介質來冷卻燃燒發動機。傳統EGR冷卻器因此受到這樣的限制，即廢氣不會被冷卻到小于冷卻系統中的冷卻劑溫度的溫度上，該冷卻劑的溫度在正常工作期間大約為70度到90度。在它們在通到燃燒發動機中的進氣線路內混合時，冷卻過的廢氣因此常常處于明確大于冷卻壓縮空氣溫度的溫度上。被引導到燃燒發動機中的廢氣和空氣的混合物因此處于大于被引導到沒有設置廢氣再循環的增壓燃燒發動機中的壓縮空氣溫度的溫度上。配置有EGR的增壓燃燒發動機的性能因此稍稍劣于沒有配置EGR的相應增壓燃燒發動機的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠簡單但有效地冷卻返回的廢氣以致它們可以被冷卻到基本與被引導到燃燒發動機中的空氣溫度相同的溫度水平的裝置。

這個目的通過在開始時所述的裝置來實現，該裝置包括：排氣線路，用來將廢氣從燃燒發動機中引導出來；進氣線路，用來將處于大于大氣壓的壓力下的空氣引導到燃燒發動機中；返回線路，其將排氣線路連接到進氣線路中，因此通過返回線路使來自排氣線路中的廢氣再循環到進氣線路中是可能的，其特征在于，該裝置包括：第一EGR冷卻器，用于產生借助呈冷卻空氣流形式的冷卻介質來冷卻返回線路內的再循環廢氣的第一步；和第二EGR冷卻器，其產生借助冷卻介質來冷卻返回線路內的再循環廢氣的第二步，其中該冷卻介質基本上處于周圍環境溫度，第一EGR冷卻器被安裝在車輛的內部區域內，該內部區域適合在燃燒發動機進行工作期間使所述冷卻空氣流通過它。。借助處于周圍環境溫度上的空氣流，在充氣冷卻器中常常冷卻進氣線路中的壓縮空氣。充氣冷卻器常常設置在位于車輛普通散熱器前面的車輛外圍位置上，因此借助處于周圍環境溫度上的空氣可以冷卻充氣空氣。在車輛中，對于空間具有更大的挑戰。因此在車輛中常常沒有足夠的外圍空間來安裝大型的EGR冷卻器，該大型冷卻器在一個步驟中可以使返回廢氣從大約600度的溫度基本上冷卻到周圍環境溫度上。根據本發明，這個問題通過使用第一EGR冷卻器和第二EGR冷卻器來解決，其中該第一EGR冷卻器產生冷卻廢氣的第一步驟，該第二EGR冷卻器產生冷卻廢氣的第二步。溫度大于周環境圍溫度的空氣因此可以被用來產生冷卻廢氣的第一步。第一EGR冷卻器因此不必處于車輛的外圍位置上并且不必與處于周圍環境溫度的空氣相接觸。就優點而言，廢氣在安裝于內部中的第一EGR冷卻器內進行主要溫度減少。第二EGR冷卻器因此可以相對較小。在車輛外圍位置上常常具有空間來安裝這種較小的第二EGR冷卻器，其中在該位置上，處于周圍環境溫度上的空氣流過它。為了使第一EGR冷卻器有效地冷卻廢氣，因此它被安裝在空氣流過其中的車輛內部區域中。車輛內部區域內的空氣常常處于絕對大于大氣溫度的溫度上，但是當然可以用于冷卻廢氣的有效第一步中。

根據本發明的優選實施例，第一EGR冷卻器被安裝在車輛的內部區域內，該內部區域相對于空氣流通過普通散熱器的預定方向設置在車輛的普通空氣冷卻散熱器的下游處。普通散熱器可以形成用來冷卻燃燒發動機的冷卻系統的一部分，在這種情況下，通過普通散熱器的空氣之后流過第一EGR冷卻器。在通過普通散熱器之后，空氣處于大約70度的溫度上。因此將廢氣冷卻到剛好大于這個溫度以作為第一步是可能的。就優點而言，第一EGR冷卻器被安裝在位于普通散熱器和散熱器風扇之間的區域內，其中該散熱器風扇的功能是使空氣流通過普通散熱器。第一EGR冷卻器的這種設置可以確保充分的空氣流來產生冷卻廢氣的第一步。