[發明專利]廢氣熱交換器和降噪構件的組合單元

有效

• 申請號: 201510909746.9
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105697102B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 艾倫·丹尼斯·多不里登;丹尼爾·內維爾;邁克爾·瑞博靈;基思·A·坎貝爾;菲利普·瓦納
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F01N1/02
• 分類號: F01N1/02;F01P11/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;馬翠平

公開了一種廢氣熱交換器和降噪構件的組合單元，由此熱交換器和降噪構件并排布置且集成為單元。熱交換器出口直接通入降噪構件腔室內。在一種布置中，旁通閥用于選擇性地將廢氣引導到熱交換器或降噪構件內，這取決于相關聯的發動機的工況。

技術領域

本公開總體上涉及一種廢氣熱回收裝置，該尾氣回收裝置在單個單元中包括與降噪構件結合的熱交換器。

背景技術

傳統熱交換器包括廢氣所通過的排氣通路、冷卻液所通過的冷卻液通路和根據發動機工況旁通廢氣的旁通通路。當發動機低速運行時，廢氣通過排氣通路。然而，當發動機高速運行時，廢氣通過被設置為比排氣通路更接近冷卻液通路的旁通通路。當廢氣通過旁通通路時，廢氣通過將熱量從廢氣傳遞到冷卻液而被冷卻液冷卻。

然而，“被加熱”的冷卻液可以用于預熱發動機，甚至車艙。這就是所謂的廢氣熱回收。更具體地說，在廢氣熱回收中，從發動機的廢氣中去除熱量并將熱量傳遞到其他地方。

發動機更快地預熱以提高燃料經濟性和加快車艙預熱(特別是對于混合動力汽車來說)可通過在排氣系統中添加廢氣熱回收(EGHR)單元來實現，但眾所周知EGHR單元的尺寸往往相當大。然而，因為封裝空間(特別是在混合動力汽車內)通常是非常寶貴的，這種EGHR單元根本無法裝進某些車輛。

此外，內燃發動機常在車輛內部產生不受歡迎的噪音，特別是在高流量的廢氣產生的時候。由于混合動力汽車中的發動機重復地開啟和關閉，導致環境噪音的改變明顯，所以在混合動力汽車中噪音問題特別突出。

為解決此類噪聲，已知利用排氣消聲器來降低發動機的排氣噪音以及使排氣脈沖平滑。排氣消聲器是獨立于EGHR單元的裝置并可包括通過管子連接在一起的一系列長度不同的固定的膨脹腔或共振腔。利用這種配置，排氣降噪可用單獨的固定的膨脹腔的尺寸和形狀來實現。然而，排氣消聲器仍占據了車輛內寶貴的封裝空間，進一步限制了各種部件(比如EGHR單元)的設計方案。

需要一種包括不可或缺的噪音衰減裝置并使封裝空間需求最小化的EGHR單元。

發明內容

公開了一種氣體熱交換器降噪構件單元，其具有并排布置且集成為單元的熱交換器和降噪構件。熱交換器的出口直接通入降噪構件腔室內。在某些工況下，廢氣被引導通過熱交換器腔室內并通過共振器排出。

一種示例性的廢氣熱交換器降噪構件單元還包括位于降噪構件腔室和熱交換器腔室之間用以在所述單元內隔開熱交換器和降噪構件的壁構件。入口構件從降噪構件的第一端延伸出來，而出口從該降噪構件第二端延伸出來，其中，入口構件的第一端流體連接至發動機以將廢氣配置為流入入口構件。入口構件流體連接至主入口路徑構件。主入口路徑構件流體連接至熱交換器腔室。旁通閥與主入口路徑構件的第一端相鄰布置，其中，所述旁通閥被配置為根據發動機的工況選擇性地打開或關閉主入口路徑構件。當主入口路徑構件關閉時，廢氣被引導通過入口構件進入降噪構件腔室。

根據本公開，提供一種廢氣熱交換器共振器單元，包括：熱交換器和共振器，并排布置且集成為一個單元，所述熱交換器的出口直接通入共振器的共振器腔室內；壁構件，位于共振器腔室和熱交換器腔室之間以在所述單元內隔開熱交換器和共振器；入口構件和出口，入口構件從共振器的第一端延伸出來，出口從該共振器的第二端延伸出來，其中，將所述入口構件的第一端配置為流體連接至發動機，從而廢氣被配置為流進入口構件，其中，所述入口構件流體連接至主入口路徑構件，并且所述主入口路徑構件流體連接至熱交換器腔室；以及旁通閥，與主入口路徑構件的第一端相鄰，其中，所述旁通閥被配置為根據發動機的工況選擇性地打開或關閉主入口路徑構件，其中，當主入口路徑構件關閉時，廢氣被引導通過入口構件并直接進入共振器腔室之內。

根據本公開的一個實施例，所述旁通閥可操作地連接到控制系統，其中，該控制系統根據發動機的預定工況而輸出信號以驅使旁通閥關閉主入口路徑構件。