[發明專利]用于聯接到汽缸蓋的排氣再循環冷卻器的系統和方法

有效

• 申請號: 201710155022.9
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107228031B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: T·拜爾;C·J·帕特尼斯;J·M·斯萊克;W·斯彭斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02M26/28
• 分類號: F02M26/28;F02M26/32;F01P3/20;F02F1/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請涉及用于聯接到汽缸蓋的排氣再循環冷卻器的系統和方法。提供用于EGR系統的方法和系統，該EGR系統包括直接安裝到汽缸蓋的EGR冷卻器模塊。在一個示例中，EGR冷卻器模塊包括EGR入口端口、EGR出口端口、冷卻劑入口端口以及冷卻劑出口端口，所有所述端口彼此平行地布置并且直接安裝到汽缸蓋的第一側以與汽缸蓋內部的通道接口。在另一個示例中，EGR冷卻模塊包括EGR入口端口和冷卻劑入口端口，所述EGR入口端口和冷卻劑入口端口彼此平行并且直接安裝到汽缸蓋的第一側以與汽缸蓋內部的通道接口，同時EGR冷卻模塊還包括EGR出口端口和冷卻劑出口端口以與汽缸蓋外部的通道接口。

技術領域

本說明書總體涉及用于內燃發動機的排氣再循環(EGR)系統的冷卻器的方法和系統。

背景技術

內燃發動機，諸如汽油發動機，在操作期間產生從汽缸蓋通過汽缸排出的各種廢氣。這些氣體中的一些可排進大氣中，而一些氣體可通過使用排氣再循環系統(EGR)由發動機再循環。EGR系統能夠通過允許發動機將其進氣的一部分替換為排氣來減少排向大氣的氮氧化物(NO_x)的排放。允許EGR系統控制這些氣體在汽缸內的比率能夠通過限制在每次燃燒循環期間可用的可燃進氣的量有效地降低汽缸的溫度。由EGR系統提供的汽缸溫度的降低同時減少NO_x產生，因為NO_x主要在接近峰值汽缸溫度的窄的溫度范圍內形成。此類系統中出現的一個問題是來自EGR系統的氣體相比于進氣相對較熱。被傳送回到汽缸中的熱排氣可導致閥的劣化、低效率燃燒，以及增大的汽缸溫度，從而抵消通過EGR系統的實施獲得的一些益處。

再循環熱排氣問題的解決方法的一個示例是在EGR系統內集成冷卻器系統。在再循環排氣釋放到進氣歧管之前(并且進而釋放到汽缸之前)，EGR冷卻器幫助降低再循環的排氣的溫度。EGR冷卻器通常由具有用于EGR氣體和冷卻劑輸入和輸出兩者的一系列入口和出口的單元構成。EGR冷卻器可緊密靠近發動機安裝到發動機艙內的表面。EGR冷卻器可具有用以與用于冷卻劑和氣體交換的管道和/或管聯接的多個配件。

然而，本發明人認識到在此類系統中具有潛在問題。作為一個示例，EGR冷卻器的配件經常受到劇烈的溫度并且涉及到與流體的擴大接觸。因此，用于構成配件以滿足這些需求的材料經常是獨特性的并且/或昂貴的。此外，配件的組裝和修理也能夠是耗時的，并且增加了人工成本。EGR冷卻器配件可助長泄露，并且因為冷卻器通常位于接近發動機的幾個高溫區域(諸如汽缸蓋和排氣歧管)處，因此在配件中的泄露能夠導致發動機劣化。冷卻器和其連接也傾向于體積大的并且增加在發動機艙內占用的總體積。

發明內容

在一個示例中，以上描述的問題可通過排氣再循環(EGR)系統解決，其包括：EGR冷卻器模塊，其包括主體和EGR入口端口、EGR出口端口，以及冷卻劑入口端口，所有這些部分從主體延伸并且彼此平行布置，并且布置在汽缸蓋的相同的第一側處，其中EGR入口端口和冷卻劑入口端口直接聯接到汽缸蓋的第一側。以這種方式，EGR冷卻器模塊可在汽缸蓋內與冷卻劑通道和氣體通道直接接口(interface)。在一個示例中，將EGR冷卻器模塊安裝到汽缸蓋表面的螺栓也壓縮墊圈，該墊片密封在表面之間的連接。使得EGR冷卻器模塊具有帶較少配件的緊湊形式。

應當理解，提供以上發明內容從而以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。其不旨在意味著所要求保護的主題的關鍵或基本特征，所要求保護的主題的范圍僅由隨附的權利要求限定。此外，所要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方案。

附圖說明

圖1示出包括具有安裝到汽缸蓋的EGR冷卻器模塊的EGR系統的發動機系統的第一實施例的示意圖。

圖2示出包括汽缸蓋和安裝到汽缸蓋的EGR冷卻器模塊的EGR系統的第一實施例的分解圖。

圖3示出包括具有安裝到汽缸蓋的EGR冷卻器模塊的EGR系統的發動機系統的第二實施例的示意圖。