用于發(fā)動(dòng)機(jī)的egr流量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的方法。該方法可包括從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃燒室(11)排放廢氣。該方法還可包括將廢氣的至少一部分通過EGR系統(tǒng)(16)再循環(huán)至所述至少一個(gè)燃燒室中，所述再循環(huán)包括引導(dǎo)所述廢氣的至少一部分通過EGR管道(28)。此外，該方法可包括通過將壓力經(jīng)由具有連接至EGR管道的一部分的第一端(50)和連接至第一壓力傳感器的第二端(52)的第一傳感器通路(48)引導(dǎo)至第一壓力傳感器(36)來感測(cè)EGR管道的一部分中的壓力，同時(shí)使第一傳感器通路中鄰近第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第一傳感器通路中的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75％。
【專利說明】用于發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR流量傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地，涉及采用廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多機(jī)器包括用于產(chǎn)生動(dòng)力的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)或多個(gè)燃燒室中燃燒燃料并從這些一個(gè)或多個(gè)燃燒室排出廢氣。一些內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)采用廢氣再循環(huán)(EGR)，其中排出的廢氣的一部分被引回至所述一個(gè)或多個(gè)燃燒室以用于隨后的燃燒循環(huán)。在某些情況下，期望感測(cè)所述廢氣正被再循環(huán)到燃燒室的速率。
[0003]授權(quán)于Cerabone等人的公開的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2009/0084193( “’ 193申請(qǐng)”)公開了一種用于測(cè)量?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)流量的裝置。該’ 193申請(qǐng)的裝置包括一文丘里管，再循環(huán)的廢氣通過該文丘里管流動(dòng)。該裝置還包括通過連接至文丘里管的通路與文丘里管流體連通的差壓傳感器。該’193申請(qǐng)公開的是這些設(shè)備用于測(cè)量通過文丘里管的廢氣的流率。
[0004]雖然’ 193申請(qǐng)公開了據(jù)稱是用于測(cè)量廢氣再循環(huán)的流量的裝置，可能存在某些缺點(diǎn)。例如，在一些應(yīng)用中，顆粒物質(zhì)可能會(huì)在將壓力傳感器連接至文丘里管的通路中聚集。如果這些通路被顆粒物質(zhì)堵塞，壓力傳感器可能不再具有與文丘里管的流體連通，并且該設(shè)備可能不能準(zhǔn)確地測(cè)量廢氣再循環(huán)的流量。
[0005]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以幫助解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該方法可包括從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃燒室排放廢氣。該方法還可包括將廢氣的至少一部分通過EGR系統(tǒng)再循環(huán)至所述至少一個(gè)燃燒室中，所述再循環(huán)包括引導(dǎo)所述廢氣的至少一部分通過EGR管道。此夕卜，該方法可包括通過將壓力經(jīng)由具有連接至EGR管道的一部分的第一端和連接至第一壓力傳感器的第二端的第一傳感器通路引導(dǎo)至第一壓力傳感器來感測(cè)EGR管道的一部分中的壓力，同時(shí)使第一傳感器通路中鄰近第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度(bulktemperature,整體溫度)，該主體溫度是第一傳感器通路中的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
[0007]另一個(gè)實(shí)施例涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)可包括至少一個(gè)燃燒室。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括EGR系統(tǒng)，其可操作以使所排放的廢氣的至少一部分從所述至少一個(gè)燃燒室再循環(huán)回到所述至少一個(gè)燃燒室。EGR系統(tǒng)可包括再循環(huán)廢氣中的至少一部分通過其流動(dòng)的EGR管道。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括第一壓力傳感器，該第一壓力傳感器經(jīng)由具有連接至EGR管道的一部分的第一端和連接至第一壓力傳感器的第二端的第一傳感器通路連接至EGR管道。第一傳感器通路可以具有一長(zhǎng)度，使得第一傳感器通路中的鄰近第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第一傳感器通路的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
[0008]再一實(shí)施例涉及一種EGR流量傳感器。EGR流量傳感器可包括具有EGR管道的體部。EGR流量傳感器還可包括第一壓力傳感器。此外，EGR流量傳感器可包括具有與所述EGR管道流體連通的第一端和與所述第一壓力傳感器流體連通的第二端的第一傳感器通路。第一傳感器通路的至少一部分可具有介于EGR管道的與第一傳感器通路的第一端相鄰的一部分的橫截面面積的約2%和10%之間的橫截面面積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有EGR流量傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例；
[0010]圖2提供了根據(jù)本發(fā)明的EGR流量傳感器的更詳細(xì)的視圖；和
[0011]圖3提供了圖2所示的EGR流量傳感器的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的包括具有EGR流量傳感器26的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)16的發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是配置成通過燃燒燃料產(chǎn)生動(dòng)力的任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和氣體燃料動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有一個(gè)或多個(gè)燃燒室11，發(fā)動(dòng)機(jī)10在其中燃燒燃料。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括用于向燃燒室11輸送空氣和/或其它氣體以與燃料一起燃燒的進(jìn)氣系統(tǒng)14，以及用于引導(dǎo)由燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣離開燃燒室11的排氣系統(tǒng)12。
[0013]進(jìn)氣系統(tǒng)14可包括用于引導(dǎo)空氣和/或其他氣體進(jìn)入燃燒室11的各種部件。例如，進(jìn)氣系統(tǒng)14可包括進(jìn)氣管道42、渦輪增壓器20的壓縮機(jī)46、EGR混合器44和連接至燃燒室11的進(jìn)氣歧管15。此外，進(jìn)氣系統(tǒng)14可包括各種其它部件，包括其它閥、壓縮機(jī)、過濾器、通路、熱交換器等。
[0014]排氣系統(tǒng)12可包括各種部件以引導(dǎo)廢氣從燃燒室11離開發(fā)動(dòng)機(jī)10。例如，排氣系統(tǒng)12可包括排氣歧管13、渦輪增壓器20的渦輪機(jī)18、排氣管道21和后處理系統(tǒng)22。后處理系統(tǒng)22可包括配置成減少不希望的排放(包括但不限于來自離開發(fā)動(dòng)機(jī)10的廢氣的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖皖w粒物)的量的各種部件。除了在圖1中所示的部件之外，排氣系統(tǒng)12可具有各種其它部件，包括各種閥、附加的渦輪機(jī)、消聲器、加熱器等。
[0015]EGR系統(tǒng)16可包括配置成引導(dǎo)從燃燒室11排放的廢氣的一部分返回到燃燒室11以用于隨后的燃燒事件的各種部件。EGR系統(tǒng)16可從排氣系統(tǒng)12中的不同的位置吸取廢氣。例如，在圖1所示的實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)16可具有管道23，該管道23從介于渦輪機(jī)18和后處理系統(tǒng)22之間的排氣管道21吸取廢氣。連接至管道23的EGR系統(tǒng)16可包括EGR冷卻器24、EGR流量傳感器26、EGR閥41和EGR混合器44。EGR系統(tǒng)16從排氣管道21接收的廢氣可流過管道23、EGR冷卻器24、EGR流量傳感器26和EGR閥41，流向EGR混合器44。除了圖1中所示的部件之外，EGR系統(tǒng)16可包括各種其它部件，包括但不限于附加的通路、閥、過濾器等。EGR系統(tǒng)16的部件可相對(duì)于彼此布置在不同的位置。例如，EGR流量傳感器26可以定位在EGR系統(tǒng)16中的其他位置，包括EGR冷卻器24的上游。同樣地，EGR閥41可以定位在EGR混合器44上游的任何位置，包括EGR流量傳感器26的上游和/或EGR冷卻器24的上游。此外，在一些實(shí)施例中，EGR閥41和EGR混合器44可以集成為一個(gè)部件。
[0016]EGR冷卻器24可包括任何一種或多種可操作以從通過EGR系統(tǒng)16再循環(huán)的廢氣提取熱量的部件。例如，在一些實(shí)施例中，EGR冷卻器24可包括使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的液體冷卻劑以冷卻再循環(huán)的廢氣的液體-氣體熱交換器。
[0017]EGR流量傳感器26可包括體部66，再循環(huán)廢氣通過該體部66流動(dòng)。圖2和3更詳細(xì)地示出了 EGR流量傳感器26的體部66。圖2提供了體部66的外表面的透視圖。圖3提供了體部66的側(cè)視圖，其局部剖開以顯示EGR管道28，再循環(huán)廢氣經(jīng)由該管道28通過體部66。EGR管道28可包括從EGR冷卻器24接收廢氣的入口 30和向EGR混合器44排放廢氣的出口 34。
[0018]EGR流量傳感器26可以是用于感測(cè)通過EGR系統(tǒng)16的廢氣流率的專用部件，或者EGR流量傳感器26可以配置成用于除了感測(cè)流量之外的其他目的。作為EGR流量傳感器26配置成用于多種目的的實(shí)施例的一個(gè)示例，除了用于感測(cè)廢氣流動(dòng)的速率的部件之外，EGR流量傳感器26還可包括用于在EGR系統(tǒng)16中控制流量的閥。在圖2和3所示的實(shí)施例中，EGR流量傳感器26可以是專用的感測(cè)部件。此外，在該實(shí)施例中，EGR管道28可具有在入口 30和出口 34之間設(shè)置有喉部32的文丘里管結(jié)構(gòu)。喉部32可具有比入口 30或出口 34更小的橫截面面積。因此，當(dāng)廢氣流經(jīng)EGR管道28的喉部32時(shí)，其速度可能會(huì)增加，其壓力會(huì)降低，如由伯努利原理所說明的。EGR管道28的各部分可具有不同的橫截面形狀。在一些實(shí)施例中，入口 30、喉部32和出口 34可具有不同直徑的圓形橫截面。
[0019]回到圖1，EGR閥41可以配置成控制再循環(huán)廢氣是否以及以什么速率流過EGR系統(tǒng)16。EGR閥41可包括可操作以向流過EGR系統(tǒng)16的廢氣提供可變節(jié)流的任何一個(gè)或多個(gè)部件，包括但不限于蝶閥、球閥、閘閥、提升閥等。 [0020]EGR混合器44可以坐落在EGR閥41的下游，且EGR混合器44可以用于使來自EGR系統(tǒng)16的廢氣與來自進(jìn)氣系統(tǒng)14的進(jìn)氣空氣混合以輸送到燃燒室11。因此，EGR混合器44可包括接收再循環(huán)廢氣的EGR入口 25和接收來自渦輪增壓器20的壓縮機(jī)46的進(jìn)氣空氣的空氣入口 27，以及向進(jìn)氣歧管15排放空氣和/或再循環(huán)廢氣以輸送至燃燒室11的出Π 29。
[0021]發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有用于控制EGR閥41來計(jì)量準(zhǔn)許進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)14的再循環(huán)廢氣的各種配置。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括操作性地連接至EGR閥41的閥致動(dòng)器43，和操作性地連接至閥致動(dòng)器43的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40。這可允許發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40通過控制閥致動(dòng)器43的操作以調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)的速率。控制器40、閥致動(dòng)器43和EGR閥41可以基于各種輸入控制廢氣再循環(huán)的速率，并根據(jù)不同的控制方案實(shí)現(xiàn)各種目的。控制器40也可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的其它方面。例如，控制器40可以通過控制各種燃料系統(tǒng)部件(未顯示)來控制向燃燒室11的燃料供給。控制器40可包括可操作以控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的上述各方面的任何一個(gè)或多個(gè)部件。在一些實(shí)施例中，控制器40可包括一個(gè)或多個(gè)微處理器和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0022]控制器40可以配置成至少部分地基于通過EGR流量傳感器26收集的信息估計(jì)EGR系統(tǒng)16中的廢氣流的速度?？刂破?0可基于來自EGR流率傳感器26自身的信息，或基于來自EGR流量傳感器26的信息與其他信息的組合來估計(jì)EGR系統(tǒng)16中的廢氣流的速率。為了估計(jì)EGR系統(tǒng)16中廢氣流的速率，控制器40可以使用理論和/或經(jīng)驗(yàn)的方法。類似地，控制器40可以使用公式、查找表和/或其它方法估計(jì)EGR系統(tǒng)16中的廢氣流的速率。估計(jì)EGR系統(tǒng)16中的廢氣流的速率可通過例如允許控制器40借助于閥致動(dòng)器43來執(zhí)行EGR閥41的閉環(huán)控制以提供目標(biāo)廢氣再循環(huán)率而幫助控制器40更準(zhǔn)確地控制廢氣再循環(huán)的速率。
[0023]EGR流量傳感器26可以具有用于提供與通過EGR系統(tǒng)16的廢氣的流率相關(guān)的信息的各種設(shè)置。在一些實(shí)施例中，EGR流量傳感器26可包括差壓傳感器36和操作性地連接至控制器40的絕對(duì)壓力傳感器38。差壓傳感器36可以感測(cè)喉部32內(nèi)的壓力與EGR管道28的入口 30內(nèi)的壓力之間的差異。差壓傳感器36可以向控制器40提供指示所感測(cè)到的喉部32與EGR管道28的入口 30之間的壓力差異的信號(hào)?；诓?，在EGR管道28的這兩個(gè)部分的壓力之間的差異將根據(jù)廢氣在EGR管道28中的速度而變化。因此，來自差壓傳感器36的信號(hào)可以提供流經(jīng)EGR管道28的廢氣的速度的一些指示。
[0024]絕對(duì)壓力傳感器38可以感測(cè)EGR管道28的一些部分中的絕對(duì)壓力。例如，絕對(duì)壓力傳感器38可以感測(cè)EGR管道28的入口 30內(nèi)的絕對(duì)壓力，絕對(duì)壓力傳感器38可以提供向控制器40指示該壓力的信號(hào)。當(dāng)估計(jì)通過EGR系統(tǒng)16的廢氣流率時(shí)，所述信息能以各種方式證明有用。例如，在EGR管道28內(nèi)的感測(cè)到的絕對(duì)壓力可提供EGR管道28內(nèi)廢氣的質(zhì)量密度的一些指示。
[0025]控制器40可以用各種方式使用來自差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的信號(hào)以估計(jì)通過EGR系統(tǒng)16的廢氣的質(zhì)量流率。在一些實(shí)施例中，控制器40可以基于來自差壓傳感器36的信號(hào)計(jì)算廢氣流經(jīng)EGR管道28的速度。在一些實(shí)施例中，控制器40隨后可以基于來自絕對(duì)壓力傳感器38的信號(hào)與所感測(cè)的流經(jīng)EGR管道28的廢氣溫度的組合來計(jì)算EGR管道28中的廢氣的質(zhì)量密度。然后，控制器40可以使用所估計(jì)的速度和質(zhì)量密度來計(jì)算EGR管道28和因此EGR系統(tǒng)16內(nèi)的廢氣的質(zhì)量流率。
[0026]EGR流量傳感器26可具有用于將差壓傳感器36及絕對(duì)壓力傳感器38暴露至EGR管道28中的壓力的各種布置。如圖3所示，在一些實(shí)施例中，EGR流量傳感器26可包括傳感器通路48和傳感器通路54，其提供從喉部32和EGR管道28的入口 30到體部66上的端口 68和70的流體連通。傳感器通路48可具有通向EGR管道28的喉部32的第一端50，以及連接至端口 68的第二端52。類似地，傳感器通路54可具有通向EGR管道28的入口 30的第一端56，以及連接至端口 70的第二端58。雖然圖3示出一個(gè)實(shí)施例，其中傳感器通路48,54,60之間的空間填充有EGR流量傳感器26的體部66的母材，但EGR流量傳感器的一些實(shí)施例可以在相鄰的通路48、54、60之間具有空穴或空隙。
[0027]差壓傳感器36可連接至端口 68和70以允許差壓傳感器36感測(cè)喉部32和入口30中的如通過傳感器通路48、54傳達(dá)的氣體壓力。差壓傳感器36可具有連接至端口 68的內(nèi)部端口 76。此外，差壓傳感器36可具有連接至內(nèi)部端口 76的腔室80。因此，腔室80可經(jīng)由傳感器通路48、端口 68和端口 76流體連接至喉部32。在連接至端口 70的情況下，差壓傳感器36可包括端口 78。端口 78可以延伸到類似于腔室80的腔室(未顯示)。差壓傳感器36可具有用于感測(cè)腔室80與連接至端口 70的腔室之間的壓力差的設(shè)置。例如，差壓傳感器36可包括在腔室80和連接至端口 78的腔室之間的膜片(未顯示)，以及用于根據(jù)膜片由于腔室80與膜片另一側(cè)上的腔室之間的壓力差而發(fā)生的偏轉(zhuǎn)來產(chǎn)生信號(hào)的設(shè)置。
[0028]為了使絕對(duì)壓力傳感器38暴露至EGR管道28的入口 30內(nèi)的壓力，EGR流量傳感器26可包括提供從入口 30到端口 72的流體連通的傳感器通路60。傳感器通路60可包括通向EGR管道28的入口 30內(nèi)的第一端62，以及連接至端口 72的第二端64。絕對(duì)壓力傳感器38可連接至端口 72以感測(cè)入口 30中的如通過傳感器通路60傳達(dá)的壓力。例如，絕對(duì)壓力傳感器38可包括與端口 72流體連通的端口 74。端口 74可以延伸到絕對(duì)壓力傳感器38的內(nèi)部腔室77。絕對(duì)壓力傳感器38可具有用于感測(cè)腔室77中的壓力以作為EGR管道28的入口 30內(nèi)的壓力的指示的配置。例如，絕對(duì)壓力傳感器38可包括在腔室77的內(nèi)端的膜片75，并且絕對(duì)壓力傳感器38可以具有用于基于膜片75由腔室77內(nèi)的壓力造成的偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生信號(hào)的配置。
[0029]傳感器通路48、54和60可具有各種幾何形狀。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器通路48、54、60可以具有圓形橫截面。此外，一個(gè)或多個(gè)傳感器通路48、54、60可以具有相對(duì)小的橫截面面積。例如，傳感器通路54的橫截面面積可以是鄰近通路54的第一端56處的入口 30的橫截面面積的約2%和10%之間。傳感器通路54的具體的橫截面面積可以具有多種數(shù)值。在一些實(shí)施例中，傳感器通路54可具有在約IOmm2和50mm2之間、或約20mm2和40mm2之間的橫截面面積。在一個(gè)示例中，在通路54具有圓形的橫截面并且入口 30也具有圓形的橫截面時(shí)，通路54可以具有6mm的直徑，且入口 30可以具有35mm的直徑。在該示例中，通路54可具有28.27mm2的橫截面面積和入口 30可具有962.1lmm2的橫截面面積，以使得通路54的橫截面面積是與通路54的第一端56相鄰的入口 30的橫截面面積的
2.94%。
[0030]在一些實(shí)施例中，通路48和60的一個(gè)或兩個(gè)可具有類似于上面討論的通路54的橫截面尺寸。因此，通路48的橫截面面積可以是相鄰于通路48的第一端50處的喉部32的橫截面面積的介于約2%和10%之間。類似地，通路60的橫截面面積可以是相鄰于通路60的第一端62處的入口 30的橫截面面積的介于約2%和10%之間。在一個(gè)不例中，通路48和通路60各可具有直徑為6_的圓形橫截面，喉部32可以具有直徑為19.5mm的圓形橫截面，入口 30可具有直徑為35mm的圓形橫截面。在一些實(shí)施例中，基本上每個(gè)傳感器通路48、54、60的整個(gè)長(zhǎng)度可具有大于EGR管道28的相鄰部分的約2%的橫截面面積。
[0031]通路48、54、60可具有不同的長(zhǎng)度。每個(gè)通路48、54、60的長(zhǎng)度可以影響鄰近通路的第二端52、58、64的廢氣的溫度。在每個(gè)通路48、54、60的第一端50、56、62處，廢氣可保持來自燃燒過程的相對(duì)高的溫度。在與每個(gè)通路48、54、60的第一端50、56、62相距一段距離處，溫度可能降低，因?yàn)闊醾鬟f到周圍的環(huán)境。因此，每個(gè)通路48、54、60越長(zhǎng)，在每個(gè)通路48、54、60的第一端50、56、62和第二端52、58、64之間的溫度差異越大。在一些實(shí)施例中，通路48、54、60可具有導(dǎo)致第一端50、56、62和第二端52、58、64之間的溫度差異相對(duì)較小的相對(duì)較短的長(zhǎng)度。例如，在一些實(shí)施例中，通路48、54、60中的一個(gè)或全部可具有一長(zhǎng)度以使通路48、54、60的第二端52、58、64處的主體氣體溫度是通路48、54、60的第一端50、56,62處的主體氣體溫度的至少約75%。此外，在一些實(shí)施例中，通路48、54、60中的一個(gè)或全部可具有一長(zhǎng)度以使通路48、54、60的第二端52、58、64處的主體氣體溫度仍較高、例如是至少約90%、或甚至約等于通路48、54、60的第一端50、56、62處的主體氣體溫度。例如，通路48、54、60的每個(gè)可以是小于約IOOmm長(zhǎng)或小于約75mm長(zhǎng)。例如，通路48可以在第一和第二端50、52之間是約60mm長(zhǎng),通路54可以在第一和第二端56、58之間是約50mm長(zhǎng)，以及通路60可以在第一和第二端62、64之間是大約24mm長(zhǎng)。
[0032]同時(shí)，EGR流量傳感器26可以配置成幫助使廢氣在不會(huì)導(dǎo)致對(duì)傳感器熱損壞的溫度下保持在差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的內(nèi)部腔室中。例如，通路48和差壓傳感器36的內(nèi)部端口 76可具有足夠的長(zhǎng)度以確保在差壓傳感器36的腔室80中的廢氣通常保持在125攝氏度以下。類似地，通路54和差壓傳感器36的內(nèi)部端口 78可具有足夠的長(zhǎng)度以確保連接至內(nèi)部端口 78的腔室中的廢氣通常保持在125攝氏度以下。同樣地，絕對(duì)壓力傳感器38的通路60、端口 72和端口 74可具有足夠的長(zhǎng)度以確保絕對(duì)壓力傳感器38的內(nèi)部端口 77內(nèi)的廢氣通常保持在125攝氏度以下。當(dāng)然，在差壓傳感器36和/或絕對(duì)壓力傳感器38具有承受超過125攝氏度的溫度的能力的實(shí)施例中，可以允許傳感器通路48、54和60中的氣體溫度升至更高的溫度。
[0033]EGR流量傳感器26可以具有用于保護(hù)差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38不受熱損傷的各種其他設(shè)置。在一些實(shí)施例中，EGR流量傳感器26的體部66可以由具有相對(duì)低的導(dǎo)熱性的材料如黑色(鐵類)金屬或塑料制成。此外，EGR流量傳感器26可包括在EGR流量傳感器26的體部66和差壓傳感器36以及絕對(duì)壓力傳感器38之間起熱屏障作用的部件。例如，EGR流量傳感器26可在EGR流量傳感器26的體部66與差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38中的一個(gè)或兩者之間包括具有低的熱傳導(dǎo)性的墊圈(未顯示)。類似地，EGR流量傳感器26可在體部66與差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38中的一個(gè)或兩者之間包括空氣間隙。全部這些設(shè)置都可以避免熱量從體部66傳遞至差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器。
[0034]通路48、54、60可以具有各種形狀。在一些實(shí)施例中，通路48、54、60可以各自在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之間的大致直線上延伸。此外，在一些實(shí)施例中，通路48、54、60可在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之間具有基本上恒定的橫截面形狀和尺寸。此外，在一些實(shí)施例中，通路48、54、60在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之間的壁部中可能沒有開口或互連部。
[0035]發(fā)動(dòng)機(jī)10、EGR系統(tǒng)16和EGR流量傳感器26可以具有與上面所討論并示于圖1_3的示例不同的構(gòu)造。例如，雖然圖3示出了具有彼此大致相同的橫截面尺寸并且彼此大致相同的形狀(即，直的)的傳感器通路48、54、60，該傳感器通路48、54、60的一個(gè)或多個(gè)可具有與其他的不同的尺寸和/或形狀。此外，EGR管道28的一個(gè)或多個(gè)部分可以具有除圓形外的橫截面形狀。此外，EGR系統(tǒng)16可從排氣系統(tǒng)12的不同部分(例如從渦輪機(jī)18的上游或后處理系統(tǒng)22的下游)吸取廢氣。
[0036]此外，EGR流量傳感器26可以在EGR管道28中不配置文丘里管。當(dāng)廢氣流經(jīng)管道28時(shí)將在管道28內(nèi)提供一些壓降的EGR流量傳感器26的任何配置都可以允許感測(cè)流經(jīng)EGR系統(tǒng)16的廢氣的流率。例如，代替文丘里管，EGR流量傳感器26可依賴于EGR管道28中的閥或其它障礙物來建立一個(gè)可由差壓傳感器36感測(cè)成EGR管道28中的流率指示的壓差。同樣，EGR流量傳感器26可能只是具有足夠長(zhǎng)的EGR管道28以創(chuàng)建其中兩個(gè)點(diǎn)之間的可測(cè)量的壓力差。此外，控制器40可以配置成基于來自EGR流量傳感器26的信息以與上述不同的方式估計(jì)EGR系統(tǒng)16內(nèi)的廢氣的流率。
[0037]工業(yè)適用性
[0038]所公開的發(fā)動(dòng)機(jī)10可在任何需要?jiǎng)恿韴?zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)的應(yīng)用中使用，并且所公開的EGR流量傳感器26可以與采用廢氣再循環(huán)的任何發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用。EGR流量傳感器26的所公開的配置可通過抑制通路48、54、60的堵塞而促進(jìn)EGR流量傳感器26的可靠運(yùn)行。EGR流量傳感器26的設(shè)計(jì)的各個(gè)上述方面可以有助于這種有利的結(jié)果。[0039]例如，給定通路48、54、60相對(duì)較小的橫截面面積，例如小于EGR管道28的毗連部分的橫截面面積的約10%，可能趨向于抑制通道的堵塞。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)10典型地以脈沖形式釋放廢氣到排氣系統(tǒng)12內(nèi)，排氣系統(tǒng)12和EGR系統(tǒng)16中的氣體壓力也趨向于脈動(dòng)。EGR流量傳感器26的EGR管道28中的壓力脈沖可能趨向于驅(qū)動(dòng)氣體和顆粒物質(zhì)進(jìn)入通路48、54、60。給定通路48、54、60相對(duì)較小的橫截面面積可以傾向于限制較大的壓力脈沖傳入通路48、54、60，從而抑制顆粒物質(zhì)流進(jìn)通路48、54、60。對(duì)顆粒物質(zhì)流進(jìn)通路48、54、60的抑制可以減少顆粒物質(zhì)堵塞通路的可能性。
[0040]同時(shí)，確保通路48、54、60不具有過小的橫截面面積也可傾向于抑制通路的堵塞。例如，給定每個(gè)通路48、54、60的橫截面面積為EGR管道28的相應(yīng)部分的至少約2%可以通過降低極少量的顆粒物質(zhì)堵塞通路的可能性而抑制堵塞。確保通路48、54、60不是過小也可允許凝結(jié)在通路48、54、60中的流體從通路48、54、60排放，而不會(huì)由于液體的表面張力橋接通路48、54、60的壁部。
[0041]此外，提供具有平滑的、直的、不間斷的壁部的通路48、54、60可以減少堵塞的可能性。減少通路48、54、60中的顆粒物質(zhì)可能遇到的障礙物的數(shù)量也傾向于降低通路48、54、60中顆粒阻塞的可能性。
[0042]給定通路48、54、60的長(zhǎng)度以抑制通路的整個(gè)長(zhǎng)度上的溫度下降也可以抑制堵塞。保持通路48、54、60的第二端52、58、64中的氣體的溫度接近EGR管道28中的氣體溫度可以有助于防止已進(jìn)入通路48、54、60的顆粒物質(zhì)由于熱遷移和氣體中的烴的冷凝而集聚在通路的壁部上。
[0043]同時(shí)，保持差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的內(nèi)部通路和腔室中的氣體的溫度而不會(huì)變得過高也可以提供某些益處。例如，維持差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的內(nèi)部腔室中的氣體溫度在某水平之下可以有助于防止對(duì)差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的熱損傷。
[0044]抑制通路48、54、60的堵塞和對(duì)差壓傳感器36和絕對(duì)壓力傳感器38的損傷可有助于確保控制器40接收關(guān)于EGR管道28中的壓力的精確的信息。這可有助于控制器40精確地確定和控制通過EGR系統(tǒng)16的廢氣再循環(huán)的速率，這可促使發(fā)動(dòng)機(jī)10的有效、高效的運(yùn)行。
[0045]顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法進(jìn)行各種修改和變型而不脫離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮本文公開的系統(tǒng)和方法的說明書和實(shí)踐后是顯而易見的。說明書和實(shí)施例意在僅被視為示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求及其等同方案限定。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的方法，該方法包括: 從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃燒室(11)排放廢氣； 將廢氣的至少一部分通過EGR系統(tǒng)(16)再循環(huán)至所述至少一個(gè)燃燒室中，所述再循環(huán)包括引導(dǎo)所述廢氣的至少一部分通過EGR管道(28)； 通過將壓力經(jīng)由具有連接至EGR管道的一部分的第一端(50)和連接至第一壓力傳感器的第二端(52)的第一傳感器通路(48)引導(dǎo)至第一壓力傳感器(36)來感測(cè)EGR管道的一部分中的壓力，同時(shí)使第一傳感器通路中鄰近第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第一傳感器通路中的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使第一傳感器通路中的第二端處的氣體的主體溫度維持在第一傳感器通路的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%的溫度包括使第二端處的氣體的主體溫度維持在第一傳感器通路中的第一端處的氣體的主體溫度的至少約90%的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一傳感器通路具有小于約IOOmm的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: EGR管道包括入口(30)、出口(34)和介于入口和出口之間的喉部(32)，該喉部具有比入口和出口更小的橫截面面積； 第一傳感器通路的第一端連接至EGR管道的喉部； 第一壓力傳感器是差壓傳感器；和 感測(cè)壓力還包括將壓力經(jīng)由具有連接至EGR管道的入口的第一端(56)和連接至第一壓力傳感器的第二端(58)的第二傳感器通路(54)引導(dǎo)至第一壓力傳感器，同時(shí)使第二傳感器通路中鄰近其第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第二傳感器通路中在其第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括經(jīng)由具有連接至EGR管道的入口的第一端(62)和連接至第二壓力傳感器的第二端的第三傳感器通路(60)將壓力引導(dǎo)至第二壓力傳感器(38)，同時(shí)使第三傳感器通路中鄰近其第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第三傳感器通路中在其第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
6.一種發(fā)動(dòng)機(jī)(10),包括: 至少一個(gè)燃燒室(11); EGR系統(tǒng)(16)，其可操作以使所排放的廢氣的至少一部分從所述至少一個(gè)燃燒室再循環(huán)回到所述至少一個(gè)燃燒室，所述EGR系統(tǒng)包括再循環(huán)廢氣中的至少一部分通過其流動(dòng)的EGR 管道(28)； 第一壓力傳感器(36)，該第一壓力傳感器經(jīng)由具有連接至EGR管道的一部分的第一端(50)和連接至第一壓力傳感器的第二端(52)的第一傳感器通路(48)連接至EGR管道，第一傳感器通路具有一長(zhǎng)度，使得第一傳感器通路中的鄰近第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第一傳感器通路的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一傳感器通路具有一長(zhǎng)度，使得鄰近第一傳感器通路的第二端的主體氣體溫度維持在第一傳感器通路的第一端處的主體氣體溫度的至少約90%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一傳感器通路具有小于約100_的長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述EGR管道包括入口(30)、出口(34)、介于入口和出口之間的喉部(32)，該喉部具有比入口和出口更小的橫截面面積； 第一傳感器通路的第一端連接至所述EGR管道的喉部； 第一壓力傳感器是差壓傳感器；和 所述第一壓力傳感器還經(jīng)由具有連接至EGR管道的入口的第一端(56)和連接至第一壓力傳感器的第二端(58)的第二傳感器通路(54)連接至EGR管道，所述第二傳感器通路具有一長(zhǎng)度，使得第二傳感器通路中的鄰近其第二端的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第二傳感器通路的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括: 第二壓力傳感器(36);和 第三傳感器通路(60)，該第三傳感器通路具有連接至EGR管道的入口的第一端(62)和連接至第二壓力傳感器的第二端(64)，所述第三傳感器通路具有一長(zhǎng)度，使得第三傳感器通路中的鄰近其第二端處的氣體的溫度維持在一主體溫度，該主體溫度是第三傳感器通路的第一端處的氣體的主體溫度的至少約75%。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK104024621SQ201280065535
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】M·E·勒斯泰克, J·W·麥克梅納米, J·S·莫里斯, M·J·李艾寧, J·J·斯塔布尼克, W·L·舍爾 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司