專利名稱：分配再循環(huán)氣體的設(shè)備、冷卻再循環(huán)氣體的設(shè)備和再循環(huán)排氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將排氣再循環(huán)的設(shè)備，稱作排氣再循環(huán)(EGR )，具 體地，涉及一種包括EGR氣體冷卻器的EGR氣體設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了改善內(nèi)燃機(jī)排氣的凈化作用，在進(jìn)氣管內(nèi)部利用通常稱作"EGR" 回路的排氣再循環(huán)。此外，對(duì)于這些氣體使用特殊冷卻器使之能夠進(jìn)一步 增強(qiáng)這個(gè)凈化作用。然而， 一個(gè)主要問M排氣再循環(huán)對(duì)位于這個(gè)EGR回路中的構(gòu)件造 成很大的玷污。這就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)時(shí)、通過完全打開EGR 閥門(該EGR閥門調(diào)節(jié)分軟到進(jìn)氣口的EGR氣體的流量)來進(jìn)行清潔/ 除垢的原因。專利申請F(tuán)R2833653中描述的這個(gè)方法4吏之能夠用加熱來去 除累積在EGR回路中的沉淀物。然而，對(duì)于EGR冷卻器，這個(gè)玷污問題沒有完全解決。該冷卻器不 停地運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是說總有水流經(jīng)過交換器。于是所發(fā)生的情況是當(dāng)進(jìn)行清 潔階段時(shí)，該冷卻器在入口處被完全除垢，但不斷冷卻的EGR氣體不夠 熱以致無法完全去除該EGR冷卻器中的污垢，尤其是在EGR 7JC/氣交換 器的后半部分。文獻(xiàn)JP20043400099涉及一種包括兩組分開的汽釭的內(nèi)燃機(jī)EGR系 統(tǒng)。該EGR系統(tǒng)具有的特性是能夠通過在第一組和第二組汽缸之間改變 排氣壓力來轉(zhuǎn)換在管道中以及因此在冷卻器中循環(huán)的排氣的流動(dòng)方向。一 個(gè)主要缺點(diǎn)是必須安排兩組分開的汽缸，其中的排氣壓力能夠改變。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是解決EGR冷卻器的玷污問題。為此，本發(fā)明提出了 一種用于分配EGR氣體的設(shè)備，該設(shè)備包括EGR 氣體入口和EGR氣體出口 、朝向例如EGR冷卻器的構(gòu)件的輸入口和輸出 口以及用于轉(zhuǎn)換這個(gè)構(gòu)件中的EGR氣體的流動(dòng)方向的裝置。本發(fā)明還提出了 一種再循環(huán)氣體冷卻器，它包括用于轉(zhuǎn)換在熱交換器 中循環(huán)的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置。本發(fā)明還提出了一種用于使排氣再循環(huán)的方法，該方法包括由電子單 元觸發(fā)的清潔EGR回路的步驟，該清潔步驟包括轉(zhuǎn)換經(jīng)過EGR冷卻器的 EGR氣體的流動(dòng)方向。


參考附圖，通過閱讀下面對(duì)作為非限制性實(shí)例而給出的實(shí)施例的詳細(xì) 描述，將更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，其中 -圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的分配設(shè)備； -圖2示出了 "U"形EGR冷卻器；-圖3和圖4示出了具有用于轉(zhuǎn)換再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置的 EGR冷卻器；-圖5和圖6示出了 EGR冷卻器的實(shí)施例變型；-圖7和圖8示出了冷卻器的開口以^LX口室和出口室的實(shí)施例變型。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于將再循環(huán)氣體分配到EGR回路的構(gòu)件 (未示出)的設(shè)備l。設(shè)備l包括再循環(huán)氣體的入口 el和出口 sl、朝向所述構(gòu)件的輸入口 e2和輸出口 s2以及用于轉(zhuǎn)換在所述構(gòu)件中循環(huán)的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向 的裝置。用于轉(zhuǎn)換再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置可以包括可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的閥門。該閥門可以是翻板3的形式，該翻板在設(shè)備l中形成的汽缸內(nèi)部繞其自身 樞轉(zhuǎn)。因此該樞轉(zhuǎn)翻板3將汽缸分成兩個(gè)分開的體積。再循環(huán)氣體的入口 el通往汽缸中并且位于再循環(huán)氣體的出口 sl的對(duì)面。用于所述構(gòu)件中的再 循環(huán)氣體的輸入口 e2被限定在汽缸上的入口 el和出口 sl之間，并且位于 出口 s2的對(duì)面。翻板3的位置限定了再循環(huán)氣體流的循環(huán)。 所述閥門可以在兩個(gè)位置間旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。圖la示出第一位置。在這個(gè)位置中，所述翻板傾斜+45° (取自相對(duì)于 假想垂直軸的三角方向)； 一方面用于再循環(huán)氣體的入口 el和朝向所述構(gòu) 件的輸入口 e2相連通，而另一方面朝向所述構(gòu)件的輸出口 s2和用于再循 環(huán)氣體的出口 sl相連通。圖lb示出了第二位置。在這個(gè)位置，翻板傾斜-45。； 一方面再循環(huán)氣 體的入口 el和朝向所述構(gòu)件的輸出口 s2相連通，而另一方面朝向所述構(gòu) 件的輸入口 e2和再循環(huán)氣體的出口 sl相連通。參見圖lc，可3走轉(zhuǎn)移動(dòng)的閥門也可以具有一個(gè)中間位置，該中間位置 使之能夠繞過所述構(gòu)件，這因而提供了一個(gè)直接并入所述設(shè)備中的補(bǔ)充性 旁路功能。該翻板處于0。，于是再循環(huán)氣體流^v口 el到達(dá)并且直接去往 出口 sl而不經(jīng)過口 e2和s2。也可以設(shè)想所述閥門是比例閥門。參見圖ld，例如當(dāng)所述構(gòu)件是一種 EGR冷卻器時(shí)，為了部分地冷卻再循環(huán)氣體，可以定義多個(gè)中間位置(在 0°和-45。之間，并且以相同的方式在0°和+45。之間)。本發(fā)明也涉及一種EGR氣體冷卻器，它包括用于轉(zhuǎn)換在該冷卻器的 熱交換器中循環(huán)的EGR氣體的流動(dòng)方向的裝置。才艮據(jù)非限制性的實(shí)施例，該冷卻器構(gòu)形為"U"形。參見圖2，冷卻器 2包括熱交換器4。熱交換器4對(duì)應(yīng)于由多個(gè)管道5穿過的閉合室，再循環(huán) 氣體在其中循環(huán)。這些管道5將再循環(huán)氣體與冷卻流體分開，冷卻流體在 該閉合室上限定的輸入口 ll和輸出口 12之間的交換器中流動(dòng)。在這個(gè)實(shí) 施例中，為制成"U"形，將分離隔板8置于交換器4的端部表面上的容積7處。這樣，分離隔板8限定了用于再循環(huán)氣體的入口室9和用于再循 環(huán)氣體的出口室10， 二者基本上相等。將用于返回氣體的蓋子6置于交換 器4的另一個(gè)端部表面上。熱交換器4的排氣入口和出口位于相同的平面 上，由隔板8隔開。用于轉(zhuǎn)換再循環(huán)氣體流動(dòng)方向的裝置包括上述類型的閥門，也就是說， 參見圖4，它由在汽缸18的內(nèi)部繞自身樞轉(zhuǎn)的翻板17構(gòu)成。翻板17的軸 與汽缸18的軸是同軸的。參見圖3，該閥門還包括覆蓋冷卻器2的入口和出口的盤13(或板13 )。 該盤封閉冷卻器2的容積7。這個(gè)盤限定至少兩個(gè)開孔e2和s2，其中一個(gè) e2與氣體入口室9連通而另一個(gè)s2與氣體出口室IO連通。開口 e2和s2 可以是四分之一圓型的，以便與翻板17的位置相配合。參見圖4，其示出了根據(jù)本發(fā)明的冷卻器的最終裝配，翻板17的軸線 垂直于盤13。汽缸18限定了用于再循環(huán)氣體的入口 el和出口 sl。考慮到 在汽缸18中旋轉(zhuǎn)的翻板17、入口 el和出口 sl、輸入口 e2和輸出口 s2， 回顧以上借助于圖1描述的分配再循環(huán)氣體的原理。不同之處在于口 e2和 s2的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈?故限定在盤13上。盤13形成汽缸18的底部，并且 可以i殳想盤13和汽缸18共同由單個(gè)構(gòu)件制成。圖7和圖8示出了冷卻器的開口和入口室和開口室的實(shí)施例的變型。 隔板8限定了入口室9，和出口室10，。這些室在側(cè)面擴(kuò)大，以便邊緣109，和 110，具有相對(duì)隔板8的傾斜角。板13，覆蓋兩個(gè)室9，和10，，并且它限定 了兩個(gè)開口 e，2和s，2。這些開口在這些側(cè)面上至少偏移樞轉(zhuǎn)翻板17的一 半長度。如圖8所示，這個(gè)變型能夠減少負(fù)載損耗以促進(jìn)再循環(huán)氣體的流 動(dòng)。因此，這個(gè)變型重復(fù)了圖1的原理，具有相對(duì)于圖4的開孔偏移的開 口 。根據(jù)補(bǔ)充的特征，所述閥門可以包括用于在其多個(gè)小開口處增大再循 環(huán)氣體流的分配準(zhǔn)確度的裝置。根據(jù)圖5所示的第一實(shí)施例，有可能在翻 板17的一端增加一個(gè)與翻板17垂直的板19,其曲率與汽缸18的內(nèi)壁相 匹配。例如，盤19可以是在翻板17上拱起的三角形的形狀。在翻板17上增加這個(gè)板19的優(yōu)點(diǎn)在于其能夠增大在相對(duì)于翻板17的第一和第二位 置的小開口處的流量分配變化的準(zhǔn)確度?？梢栽O(shè)想象圖6示出的另一個(gè)實(shí)施例。三角形的形狀可以分成相等的 兩個(gè)部分20，然后將每個(gè)部分20置于通往汽缸18中的入口 el或出口 sl 的端部側(cè)。循環(huán)氣體流量的更高的管理準(zhǔn)確度(在使用比例閥門的情況下并且由于它 而能夠調(diào)整循環(huán)氣體的溫度)，以^t氣體冷卻的變化的更好的控制。本發(fā)明還涉及用于再循環(huán)排氣的方法，該方法包括由電子單元觸發(fā)來 清潔EGR回路的步驟。例如當(dāng)循環(huán)氣體溫H以去除煤煙沉積物時(shí)，該 清潔步驟可以開始，并且這個(gè)信息可以由發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度傳感器來提供。根 據(jù)本發(fā)明，該清潔步驟包括轉(zhuǎn)換經(jīng)過EGR冷卻器的EGR氣體流動(dòng)方向的 步驟。該轉(zhuǎn)換步驟可以在從該清潔步驟的觸發(fā)的預(yù)定時(shí)期結(jié)束時(shí)被觸發(fā)。該再循環(huán)方法可以直接作用于再循環(huán)氣體冷卻器2的翻板17的驅(qū)動(dòng)裝 置。例如，這些驅(qū)動(dòng)裝置可以包括使得翻板17的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)(或伺服 電動(dòng)機(jī))。因此，計(jì)算機(jī)(未示出)可以控制電動(dòng)機(jī)以使得翻板17從它的 笫一位置轉(zhuǎn)到它的第二位置，并且因此轉(zhuǎn)換再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向。這個(gè) 動(dòng)作，或流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換步驟，可以在預(yù)定時(shí)期結(jié)束時(shí)進(jìn)行，該預(yù)定時(shí)期祐: 記錄在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。也可考慮在清潔階段的過程中使用其他方式來 觸發(fā)這個(gè)轉(zhuǎn)換步驟，例如通過使用溫度或壓力傳感器等等。在清潔再循環(huán)氣體回路的這個(gè)階段中，該方法也可以提供用于清潔由 翻板17代表的閥門的步驟。計(jì)算機(jī)可以控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以使它執(zhí)行至少一 個(gè)完全的轉(zhuǎn)動(dòng)從而去除任何煤煙沉淀物。通過在所述第一和第二位置之間的改變翻板的位置，該方法也可以與 清潔步驟無關(guān)地控制該翻板，例如每次發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)。為此，該方法 包括在每次發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換冷卻器中的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的步 驟。這個(gè)特征的優(yōu)點(diǎn)在于該冷卻器的自然玷污以一種更均衡的方式分布在 再循環(huán)氣體的入口和出口處。利用所有這些元件，計(jì)算機(jī)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期中按以下列方式控制所述閥門-在該發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前，置于冷卻器旁#置，-之后，當(dāng)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)(例如，當(dāng)超過代J^動(dòng)機(jī)發(fā)熱的冷卻流 體的溫度的閾值時(shí))，旋轉(zhuǎn)翻板以使它處于第一位置或第二位置。該翻板的 位置與由計(jì)算機(jī)記錄的兩個(gè)可能位置中的后者有關(guān)?；蛘呖梢詫⑵渲糜谥?間位置(在比例閥門的情況下)以進(jìn)行受控的冷卻，但仍在與由計(jì)算機(jī)記 錄的最后一個(gè)位置(第一或第二位置)相對(duì)的位置附近。-當(dāng)再循環(huán)氣體的溫度足夠時(shí)，或者當(dāng)另一個(gè)條例也滿足時(shí)，例如特 定的車輛里程，又或者當(dāng)超出代表EGR冷卻器玷污的微分壓力閾值時(shí)， 觸發(fā)清潔步驟。-在特定時(shí)期結(jié)束時(shí)，觸發(fā)轉(zhuǎn)換該冷卻器中的流向的步驟。
權(quán)利要求
1.一種用于將再循環(huán)氣體分配到包括熱交換器(4)的EGR回路的冷卻器(2)的設(shè)備(1)，其特征在于，它包括用于再循環(huán)氣體的入口(e1)和出口(s1)、朝向所述構(gòu)件(2)的輸入口(e2)和輸出口(s2)以及用于轉(zhuǎn)換在所述冷卻器(2)的熱交換器(4)中循環(huán)的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于轉(zhuǎn)換所述再循環(huán)氣體 的流動(dòng)方向的所述裝置包括在第一位置和第二位置之間可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的閥 門，在所述第一位置中， 一方面用于再循環(huán)氣體的所i^X口 (el)與朝向 所述構(gòu)件(2)的所述輸入口 (e2)是連通的、而另一方面朝向所述構(gòu)件的 所述輸出口 (s2)與用于再循環(huán)氣體的所述出口 (sl)是連通的，在所述 第二位置中， 一方面用于再循環(huán)氣體的所述入口 (el)與朝向所述構(gòu)件(2) 的所述輸出口 ( s2 )是連通的、而另一方面朝向所述構(gòu)件的所述輸入口 ( e2 ) 與用于再循環(huán)氣體的所述出口 (sl)是連通的。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的閥門具 有能夠繞過所述構(gòu)件(2)的中間位置。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述閥門是比例閥門。
5. —種用于再循環(huán)氣體的冷卻器(2)，其特征在于，它包括用于轉(zhuǎn)換 在熱交換器(4)中循環(huán)的EGR氣體的流動(dòng)方向的裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的冷卻器(2 )，該冷卻器(2 )被構(gòu)型成"U"形， 其特征在于，用于轉(zhuǎn)換再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的所述裝置包括閥門，該閥 門包括覆蓋所述冷卻器(2)的入口和出口的盤(13)，該盤限定了至少兩 個(gè)開口 (e2， s2)，其中一個(gè)開口 (e2)與氣體入口室(9)連通，而另一 個(gè)開口與氣體出口室(10)連通，以及翻板(17)，該翻板在汽缸(18)內(nèi) 部繞垂直于該盤(13)的軸樞轉(zhuǎn)，該汽缸(18)限定了用于EGR氣體的 輸入口 (el)和輸出口 (sl)。
7. 如權(quán)利要求6所述的冷卻器(2)，其特征在于，所述閥門包括用于在其小開口處提高再循環(huán)氣體流的分配準(zhǔn)確度的裝置(19; 20 )。
8. —種用于將排氣再循環(huán)的方法，該方法包括國清潔EGR回路的步驟，該步驟是當(dāng)再循環(huán)氣體的溫度足以去除煤煙 沉淀物時(shí)由電子單元來觸發(fā)的，-該清潔步驟包括轉(zhuǎn)換流經(jīng)EGR冷卻器的EGR氣體的流動(dòng)方向。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換步驟是在自所述清潔步 驟被觸發(fā)起的一個(gè)預(yù)定時(shí)期結(jié)束時(shí)被觸發(fā)的。
10. 如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，它包括在 每次發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換所述冷卻器中的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的步
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將再循環(huán)氣體分配到排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)的構(gòu)件(2)的設(shè)備(1)，包括用于再循環(huán)氣體的入口(e1)和出口(e2)、朝向所述構(gòu)件的輸入口(e2)和輸出口(s2)，以及用于轉(zhuǎn)換流經(jīng)所述構(gòu)件的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置。本發(fā)明還涉及一種用于冷卻再循環(huán)排氣的設(shè)備，它配備有用于轉(zhuǎn)換交換器(4)中的再循環(huán)氣體的流動(dòng)方向的裝置。本發(fā)明還涉及一種使排氣再循環(huán)的方法，它包括清潔EGR系統(tǒng)的清潔步驟，該步驟由電子單元觸發(fā)并且包括轉(zhuǎn)換流經(jīng)EGR冷卻器的EGR氣體的流動(dòng)方向的步驟。
文檔編號(hào)F02M25/07GK101278120SQ200680036275
公開日2008年10月1日 申請日期2006年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者B·羅萊 申請人:雷諾股份公司