相關(guān)申請的引證

本申請要求于2015年12月9日提交的韓國專利申請第10-2015-0174923號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引證結(jié)合在此。

本發(fā)明的示例性實施方式涉及一種用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置、包括該裝置的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的操作方法，更具體地，涉及能夠通過防止由egr氣體凍結(jié)的冰引入到吸入管線中而防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置、包括該裝置的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)、以及該系統(tǒng)的操作方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)環(huán)境調(diào)控的加強，減少從車輛排出的污染物已經(jīng)是世界上汽車工業(yè)的研究與開發(fā)的主要目標(biāo)。具體地，氧化氮(在下文中，稱為nox)引起酸雨，并且也是刺激眼睛和呼吸器官并且使植物枯萎的主要大氣污染物。因此，為了減少車輛的廢氣中所包含的nox，在車輛中安裝有廢氣再循環(huán)(在下文中，稱為egr)系統(tǒng)。egr系統(tǒng)將廢氣的一部分(例如，5％至40％)再循環(huán)以與新吸入的外部空氣混合，從而降低燃燒期間的最高溫度并且抑制nox的產(chǎn)生。即，用新吸入的外部空氣的一部分代替再循環(huán)的廢氣(在下文中，稱為egr氣體)以與其混合，這樣使得混合器的熱容提高，從而抑制發(fā)動機的氣缸中的燃燒氣體的溫度增大并且減少發(fā)動機的氣缸中的進(jìn)入空氣比(accessairratio)。因此，抑制熱nox的產(chǎn)生，從而減少產(chǎn)生的nox的總量。

同時，egr氣體中包含大量水分。比較起來，穿過渦輪增壓器和中冷器的外部空氣通常具有低溫，并且在冬季具體地，外界空氣的初始溫度低于0攝氏度。因此，當(dāng)?shù)蜏氐耐獠靠諝夂桶罅克值膃gr氣體在吸入管線中彼此混合時，egr氣體中的水分由于外部空氣的低溫而凍結(jié)。而且，由凍結(jié)的水分產(chǎn)生的冰粘住與吸入管線的一側(cè)連接的節(jié)流閥的軸，從而阻礙節(jié)流閥的打開和關(guān)閉，因此車輛不能正常操作。而且，當(dāng)由凍結(jié)的水分產(chǎn)生的冰積聚在吸入管線中時，吸入管線的內(nèi)徑減小，使得在諸如功率或加速度減小的升壓現(xiàn)象中可能發(fā)生故障。

而且，在發(fā)動機空轉(zhuǎn)直至發(fā)動機的溫度充分升高以便解決以上描述的凍結(jié)問題的情況下，燃料效率降低并且駕駛員可能感覺不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式涉及一種通過排出由于egr氣體和外部空氣的混合產(chǎn)生的冰而防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置、包括該裝置的egr系統(tǒng)，以及該egr系統(tǒng)的操作方法。

本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可通過以下描述來理解，并且參考本發(fā)明的實施方式，這些目的和優(yōu)點將變得顯而易見。另外，對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點可以通過所要求保護(hù)的方法及其組合來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，一種防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置包括：內(nèi)部構(gòu)件，被配置為使得該內(nèi)部構(gòu)件的一側(cè)與中冷器連通；以及外部構(gòu)件，被配置為使得內(nèi)部構(gòu)件從該外部構(gòu)件的一側(cè)插入外部構(gòu)件的內(nèi)部中并且該外部構(gòu)件的另一側(cè)與節(jié)流閥體連通，其中，外部構(gòu)件可以包括：外管，內(nèi)部構(gòu)件插入該外管中；廢氣再循環(huán)(egr)氣體引入部，形成在外管的一個側(cè)表面處；以及冰收集室，是形成為從外管的下端向下突出的空間。

冰收集室可以包括：排出孔，設(shè)置在冰收集室的底部處以排出收集在冰收集室中的冰；開閉部分，安裝在排出孔中并且通過冰的重量打開或者通過開閉部分自身的彈性關(guān)閉；以及排出管，該排出管是當(dāng)開閉部分打開時排出冰的通道。

內(nèi)部構(gòu)件可以包括：內(nèi)管，插入外管中；第一內(nèi)板，形成為從內(nèi)管的位于中冷器一側(cè)的端部的外周面在豎直方向上突出；第二內(nèi)板，形成為從內(nèi)管的位于節(jié)流閥體一側(cè)的端部的外周面在豎直方向上突出；擋板，在內(nèi)管的外周面上沿內(nèi)管的長度方向以突起的形式形成；以及多個通孔，形成在內(nèi)管的側(cè)表面中的與egr氣體引入部相對的側(cè)表面處。

擋板的高度可以小于第二內(nèi)板的高度。

多個通孔的總面積可以等于或大于egr氣體引入部的截面面積。

冰收集室的寬度可以大于或等于內(nèi)管的直徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的廢氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)包括：用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置；外部空氣管線，被配置為安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的一端并且將穿過中冷器的外部空氣供應(yīng)至用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置；egr管線，被配置為安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的側(cè)表面處并且將egr氣體供應(yīng)至用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置；以及吸入管線，被配置為安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的另一端并且將所吸入的外部空氣與egr氣體彼此混合的氣體供應(yīng)至節(jié)流閥體。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法包括：將在中冷器中冷卻的外部空氣引入到內(nèi)管并將穿過egr管線的egr氣體引入到egr氣體引入部；使引入到egr氣體引入部的egr氣體沿著內(nèi)管的外周面移動；將由egr氣體中所包含的水分凍結(jié)形成的冰收集在冰收集室中并通過通孔將剩余egr氣體與內(nèi)管中的外部空氣混合；以及將在內(nèi)管中彼此混合的外部空氣和egr氣體通過吸入管線供應(yīng)至節(jié)流閥體。

操作方法還可包括當(dāng)在上述收集的步驟中收集的冰的重量等于或大于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)重量時通過打開開閉部分經(jīng)由排出管排出冰。

操作方法還可包括當(dāng)在上述收集的步驟中收集的冰的重量小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)重量時關(guān)閉開閉部分。

附圖說明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的框圖。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的立體圖。

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的內(nèi)部構(gòu)件的立體圖。

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的外部構(gòu)件的立體圖。

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的截面圖。

圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的外部構(gòu)件的分解立體圖。

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法的流程圖。

具體實施方式

本說明書和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語和詞語不應(yīng)解釋為通常含義或者詞典的含義，而是基于發(fā)明人能夠適當(dāng)定義術(shù)語的概念從而以最佳方式描述他們自己的發(fā)明，而被解釋為符合本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的含義和概念。因此，在本發(fā)明的實施方式和附圖中描述的配置僅是最優(yōu)選的實施方式，而并不代表本發(fā)明的所有技術(shù)精神。因此，應(yīng)當(dāng)理解在提交本申請時可能存在用于替代那些的各種等同物和修改。而且，為了不使本發(fā)明的要點不必要地模糊，則將省略與眾所周知的功能或配置有關(guān)的詳細(xì)描述。在下文中，將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的立體圖。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置包括內(nèi)部構(gòu)件100和外部構(gòu)件200。內(nèi)部構(gòu)件100的一側(cè)與中冷器20連通，并且內(nèi)部構(gòu)件100從外部構(gòu)件200的一側(cè)插入外部構(gòu)件200中。外部構(gòu)件200的另一側(cè)與節(jié)流閥體50連通。即，從中冷器20側(cè)引入的低溫的外部空氣穿過內(nèi)部構(gòu)件100和外部構(gòu)件200的組件并且被排放至節(jié)流閥體50側(cè)。在下文中，將詳細(xì)描述內(nèi)部構(gòu)件100和外部構(gòu)件200。

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的外部構(gòu)件的立體圖。參考圖4，外部構(gòu)件200包括外管210、egr氣體引入部220，以及冰收集室230。內(nèi)部構(gòu)件100，更具體地，下面描述的內(nèi)管110插入外管210中。egr氣體引入部200形成在外管210的一側(cè)并且與下面描述的egr管線40連通以用作將egr氣體引入外管210中的通道。

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置的截面圖。參考圖5，冰收集室230是形成為從外管210的下端突出的空間。因此，在通過egr氣體引入部220引入到外管210中的egr氣體中所包含的水分在通過低溫的外部空氣冷卻的內(nèi)管110的外周面處凍結(jié)從而產(chǎn)生冰，并且冰由于其重量而向下落并且被收集在冰收集室230中。由于車輛布局的限制而難以增大下面描述的內(nèi)管110與外管210之間的間隙，所以通過形成單獨的室來收集冰使得凍結(jié)的冰不會防礙egr氣體的流動。

圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的外部構(gòu)件的分解立體圖。參考圖6，冰收集室230包括排出孔231、開閉部分232以及排出管233。排出孔231設(shè)置在冰收集室230的底部以用于排出收集在冰收集室230中的冰。開閉部分232安裝在冰收集室230的排出孔231中，并且通過冰的重量打開或者通過其自身的彈性關(guān)閉。即，開閉部分232由彈性材料形成，由此用作一閥，該閥在冰(或來自正融化的冰的水)的重量大于開閉部分232的彈性時打開，并且通過在排出冰之后恢復(fù)而關(guān)閉。排出管233用作一通道，當(dāng)開閉部分232打開時，冰(或來自正融化的冰的水)通過該通道排出。因此，可以防止冰(或來自正融化的冰的水)引入燃燒室中。

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置中的內(nèi)部構(gòu)件的立體圖。參考圖3，內(nèi)部構(gòu)件100包括內(nèi)管110、第一內(nèi)板120、第二內(nèi)板130、擋板140以及通孔150。

內(nèi)管110插入外管210中。第一內(nèi)板120形成為從中冷器20側(cè)的內(nèi)管110的端部的外周面在豎直方向上突出。第二內(nèi)板130形成為從節(jié)流閥體50側(cè)的內(nèi)管110的端部的外周面在豎直方向上突出。

因此，由內(nèi)管110的外周面、外管210的內(nèi)周面、第一內(nèi)板120和第二內(nèi)板130形成具有圓柱形狀的空間。而且，通過egr氣體引入部120引入的egr氣體可不直接接觸外部空氣，而是先被引入具有圓柱形狀的空間中。在這種情況下，低溫的外部空氣穿過內(nèi)管110的內(nèi)部，由此內(nèi)管110也被冷卻至低溫。因此，引入具有圓柱形狀的空間中的egr氣體所包含的水分在內(nèi)管110的外周面處凍結(jié)從而形成冰。然后，冰由于其重量而向下落并且被收集在冰收集室230中。

在內(nèi)管110的外周面上沿內(nèi)管110的長度方向以突出的形式形成擋板140。通孔150形成在與內(nèi)管110的側(cè)表面中的與egr氣體引入部220相對的側(cè)表面處。在這種情況下，多個通孔150的總面積可以大于或等于egr氣體引入部220的截面面積。這允許egr氣體順利流動。

即，在失去包含在其中的水分之后，引入到具有圓柱形狀的空間中的egr氣體通過通孔150引入，并且與內(nèi)管110中的外部空氣混合。因此，防止了內(nèi)管110、與內(nèi)管110連通的吸入管線60以及節(jié)流閥體50中的結(jié)冰現(xiàn)象。

在這種情況下，需要防止形成在內(nèi)管110的外周面處的冰通過通孔150而被引入，并且為此，擋板140安裝在內(nèi)管110的外周面的上部。即，即使當(dāng)在內(nèi)管110的外周面處形成的冰根據(jù)egr氣體的流動而沿著內(nèi)管110的外周面移動時，移動到上部的冰由于擋板140而不再能移動，但由于隨著凍結(jié)的繼續(xù)其重量增加而向下滑動，從而被收集在冰收集室230中。

而且，擋板140的高度小于第二內(nèi)板130的高度。因此，通過凍結(jié)成冰而從水分中去除的剩余egr氣體穿過擋板140與第二內(nèi)板130之間的空間從而通過通孔150被引入。

而且，移動到下部的冰由于其重量而下落并且被收集在冰收集室230中。在這種情況下，由于冰收集室230的寬度大于內(nèi)管110的直徑，因此從內(nèi)管110下落的所有的冰不會積聚在外管210中而是被收集在冰收集室230中。

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的框圖。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)包括用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10、外部空氣管線30、egr管線40、以及吸入管線60。

以上描述了用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10。

外部空氣管線30安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10的一端，并且將穿過中冷器20的外部空氣供應(yīng)至用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10。更詳細(xì)地描述，外部空氣管線30與內(nèi)管110的第一內(nèi)板120側(cè)連通以將外部空氣供應(yīng)至內(nèi)管110的內(nèi)部。外部空氣具有低溫(0攝氏度以下)以冷卻內(nèi)管110。

egr管線40安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10的側(cè)表面處，并且將egr氣體供應(yīng)至用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10。更詳細(xì)地描述，egr管線40與egr氣體引入部220連通以將egr氣體引入具有圓柱形狀的空間中。

吸入管線60安裝在用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的裝置10的另一端，并且將所吸入的外部空氣和egr氣體彼此混合的空氣提供至節(jié)流閥體50。更詳細(xì)地描述，吸入管線60安裝在外管110中，并且將所吸入的空氣(其中，去除水分的egr氣體與低溫的外部空氣彼此混合)供應(yīng)至節(jié)流閥體50。因此，能夠防止節(jié)流閥體50中的節(jié)流閥的軸被粘住，并且防止在由于凍結(jié)產(chǎn)生的冰導(dǎo)致吸入管線60的內(nèi)徑減小所引起的升壓現(xiàn)象(諸如，功率或加速度減小)中發(fā)生故障。

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法的流程圖。參考圖7，用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法包括：將在中冷器20中冷卻的外部空氣引入到內(nèi)管110并且將穿過egr管線40的egr氣體引入到egr氣體引入部220(步驟s100)；使引入到egr氣體引入部220的egr氣體沿著內(nèi)管110的外周面移動(步驟s200)；將由包含在egr氣體中的水分凍結(jié)的冰收集在冰收集室230中并且通過通孔150將剩余egr氣體與內(nèi)管110中的外部空氣混合(步驟s300)；以及通過吸入管線60將在內(nèi)管110中彼此混合的外部空氣和egr氣體供應(yīng)至節(jié)流閥體50(步驟s400)。

用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法包括當(dāng)在收集(步驟s300)中收集的冰的重量大于或等于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)重量時通過打開開閉部分232經(jīng)由排出管233排出冰(步驟s500)。冰的重量還可以包括來自融化的冰的水的重量。即，當(dāng)冰和水的重量等于或大于基準(zhǔn)重量時，開閉部分232變形從而通過排出管233將冰和水排出到egr系統(tǒng)的外部。因此，冰粘住節(jié)流閥體50(更具體地，冰粘住節(jié)流閥的軸)以防礙節(jié)流閥的打開和關(guān)閉的問題可以得到解決。此外，能夠防止水分引入燃燒室中以提高發(fā)動機的耐用性。

用于防止節(jié)流閥凍結(jié)的egr系統(tǒng)的操作方法包括當(dāng)在收集(步驟s300)中收集的冰的重量小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)重量時關(guān)閉開閉部分232(步驟s600)。即，開閉部分232由彈性材料制成，由此在外力(即，所收集的冰和水的重量)移除時能夠恢復(fù)從而關(guān)閉排出孔231。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以通過防止將由egr氣體凍結(jié)的冰引入到吸入管線來防止節(jié)流閥凍結(jié)。

而且，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，凍結(jié)的冰可以被收集在單獨的室中以便不防礙egr氣體的流動。

而且，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，當(dāng)收集了預(yù)定量或更多的冰時，通過將凍結(jié)的冰排出到外部，可以防止將水分引入到燃燒室中。

前述示例性實施方式僅是允許本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員(在下文中，稱為“本領(lǐng)域技術(shù)人員”)易于實踐本發(fā)明的一個實例。因此，本發(fā)明不限于前述示例性實施方式和附圖，并且因此，本發(fā)明的范圍不限于前述示例性實施方式。因此，對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行修改和變化并且還可屬于本發(fā)明的范圍。