[發明專利]用于內燃機的模塊化排氣再循環冷卻

有效

• 申請號: 200910127851.1
• 申請日: 2009-04-02
• 公開（公告）號: CN101550892A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: X·(S·)李;S·H·埃爾塔里;F·G·雷頓
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02M25/07
• 分類號: F02M25/07
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭 武;劉華聯

技術領域

本發明涉及內燃機，尤其涉及冷卻內燃機的排氣再循環 流。

背景技術

這一部分的內容僅僅是提供與本發明相關的背景技術， 并不構成現有技術。

內燃機操作包括產生排氣的燃燒。在燃燒期間，空氣通 過進氣門輸送，燃料通過燃料噴射器輸送并在汽缸內混合。混合物在 汽缸中燃燒。輸送到這些汽缸的空氣流可使用空氣質量流量(MAF) 傳感器來測量。MAF傳感器測量通過進氣系統的新鮮氣流的全部進氣， 所述進氣系統可包括一個或多個渦輪增壓器。在燃燒之后，活塞將這 些汽缸內的排氣推入排氣系統。排氣可能含有各種排放成分，包括未 燃燒的碳氫化合物和顆粒或煤煙。

發動機系統通常包括排氣再循環(EGR)系統以降低發 動機排放。EGR包括將排氣再循環回汽缸，這降低了可用于燃燒的氧 氣量并降低了汽缸溫度。EGR系統能夠將點火正時保持在最佳點，提 高燃料經濟性和/或性能。但是，如果排氣的溫度降低至低于臨界水平， 那么EGR系統的一個或多個部件會出現結垢。特別地，排氣流中的重 質碳氫化合物會冷凝，并且其中的煤煙顆粒會聚結和粘附在部件的表 面上。

排氣再循環氣體與供給到進氣歧管的引入空氣混合。由 此，排氣再循環氣體能提高流入進氣歧管的空氣的溫度。隨著流入進 氣歧管的空氣的溫度的升高，需要增大氣流的壓力以獲得至進氣歧管 的相同空氣流量。結果，較高的溫度導致泵送損失，因此需要渦輪增 壓器更加努力工作。在極限情形下，如果壓力超過渦輪增壓器的能力， 那么可能無法達到期望量的排氣再循環氣流，從而降低了EGR系統的 排放的效果。

通常，使用單個EGR冷卻器來滿足EGR系統的冷卻需 求。當前，EGR冷卻器設計為滿足發動機通常在最高EGR流和最高排 氣溫度下所需的最大EGR冷卻。結果，當發動機操作在較低的EGR 流和/或較低的排氣溫度時，EGR冷卻器能力超過了所需的水平。這會 引起冷卻器出口溫度降低到低于臨界溫度，從而引起EGR冷卻器結垢。 在彌補這一問題的嘗試中，一些EGR冷卻器具有旁通管路，排氣再循 環氣體在該旁通管路中繞過冷卻器，且結果不使其溫度降低。當使用 旁通管路時，排氣再循環氣體可能處于不期望高的溫度。因此，在某 些操作情形下，當前使用的典型EGR系統不是對排氣再循環氣體的冷 卻提供了潛在地過度補償就是不冷卻。

發明內容

根據本發明的EGR系統補償了不同的EGR流和/或排氣 溫度，并可將冷卻器出口溫度保持在高于臨界溫度，降低EGR冷卻器 結垢的可能性。

所述EGR系統可包括接收發動機排出的排氣的排氣管 路。具有與進氣歧管連通并向所述進氣歧管供給空氣的空氣管路。在 所述排氣管路與所述空氣管路之間布置多個排氣再循環冷卻器模塊。 所述冷卻器模塊從所述排氣管路接收排氣，并將接收的排氣供向所述 空氣管路以再循環回進氣歧管。每個冷卻器模塊都包括入口、出口、 冷卻器部分、旁通部分和流動控制裝置。所述冷卻器部分和所述旁通 部分都與所述入口和所述出口連通，并且布置成使得流過所述冷卻器 部分和所述旁通部分的流體從所述冷卻器部分和所述旁通部分之一流 過，而不流過所述冷卻器部分和所述旁通部分中的另一個。所述冷卻 器部分冷卻從所述冷卻器部分流過的流體。