CN102777244A - 具有集成的废气再循环旁通结构的排气歧管组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有集成的废气再循环旁通结构的排气歧管组件，该排气歧管组件包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件包括第一组流道，该第一组流道被连结以便限定废气处理出口，并包括第二组流道。第二歧管部件包括主通道和入口流道，该入口流道与第二组流道的每个流道以及主通道流体连通。旁通控制阀打开第二歧管部件的主通道和废气处理出口之间的流体连通，以便允许内燃机在正常模式下运行，该模式下所有废气通过废气处理出口排出，旁通控制阀关闭第二歧管部件的主通道和废气处理出口之间的流体连通，以便将废气从第二组流道引导到进气歧管，以便建立专用的EGR系统。

Description

具有集成的废气再循环旁通结构的排气歧管组件
技术领域
本发明大致涉及用于车辆内燃机的排气系统，并更特别地涉及用于有选择地使废气从内燃机的专用EGR气缸再循环到进气歧管的歧管组件。
背景技术
内燃机可使废气从一个或多个专用气缸再循环到进气歧管，典型地称为废气再循环（EGR），以便改进车辆的燃料效率和/或减少发动机排放物。当来自内燃机的预设数量的气缸的废气出于EGR目的而被专用于进气歧管时，内燃机的最大动力输出被降低。
发明内容
提供了用于内燃机的排气歧管组件。排气歧管组件包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件限定多个流道，每个流道被设置用于接收来自内燃机的相应气缸的废气。所述多个流道包括第一组流道和第二组流道。每个第一组流道连结在一起以便限定废气处理出口。每个第二组流道终止在出口处。第一歧管部件限定与第一组流道的至少一个流道流体连通的旁通通道。第二歧管部件被附连到第一歧管部件。第二歧管部件包括主通道和入口流道，该入口流道设置为邻近第二组流道的每个流道的出口并与之流体连通。每个入口流道与主通道流体连通。主通道限定EGR出口，并与旁通通道流体连通。旁通控制阀使主通道和旁通通道互连。旁通控制阀可在打开位置和关闭位置之间运动。当位于打开位置时，旁通控制阀打开主通道和旁通通道之间的流体连通，以便允许废气从第二组流道向第一组流道流动并从废气处理出口排出。当位于关闭位置时，旁通控制阀关闭主通道和旁通通道之间的流体连通，以便引导废气从第二组流道排出EGR出口。
还提供了用于车辆内燃机的排气系统。排气系统包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件限定多个流道，每个流道被设置用于接收来自内燃机的相应气缸的废气。所述多个流道包括第一组流道和第二组流道。第一组流道每个连结在一起以便限定废气处理出口。第二组流道每个终止在出口处。第一歧管部件限定与第一组流道的至少一个流道流体连通的旁通通道。第二歧管部件被附连到第一歧管部件。第二歧管部件包括主通道和入口流道，该入口流道设置为邻近第二组流道的每个流道的出口并与之流体连通。每个入口流道与主通道流体连通。主通道限定EGR出口，并与旁通通道流体连通。旁通通道限定旁通凸缘。第二组流道的每个流道的出口限定出口凸缘。旁通凸缘和第二组流道的每个出口的出口凸缘以共面关系被设置。旁通控制阀使主通道和旁通通道相互连接。旁通控制阀可在打开位置和关闭位置之间运动。当位于打开位置时，旁通控制阀打开主通道和旁通通道之间的流体连通，以便允许废气从第二组流道向第一组流道流动并从废气处理出口排出。当位于关闭位置时，旁通控制阀关闭主通道和旁通通道之间的流体连通，以便引导废气从第二组流道排出EGR出口。EGR通道被附连到第二歧管部件并与EGR出口流体连通。EGR通道被设置用于将废气引导到进气歧管。
因此，歧管组件允许内燃机在正常模式或在专用的废气再循环（EGR）模式下运行。当在正常模式下运行时，来自内燃机的所有气缸的废气被引导到废气处理出口进行处理，并排入环境空气。当在专用的EGR模式下运行时，来自第二组流道的废气出于EGR目的而被引导到进气歧管，从而改进燃料效率并减少发动机排放物。当旁通控制阀被设置在打开位置时，内燃机在正常模式下运行，并且当旁通控制阀被设置在关闭位置时，内燃机在专用的EGR模式下运行。
本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
附图说明
图1是用于车辆内燃机的排气系统的示意透视图。
图2是排气系统的排气歧管组件的示意透视图。
图3是歧管组件的第一歧管部件的示意透视图。
具体实施方式
本领域的技术人员将认识到例如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语叙述性地用于附图，并且不限制本发明的范围，所述范围如权利要求所限定。
参考附图，其中，相同的附图标记在多个视图中表示相同的部件，排气系统大致以图1中的20示出。排气系统20包括用于内燃机（未示出）的排气歧管组件22，如图2所示。内燃机被用于车辆，并可包括但不限于柴油发动机或汽油发动机。如图所示，排气系统20和排气歧管组件22被设置用于直列式四气缸发动机。但是，应意识到，内燃机可包括任何适当尺寸和/或构造的发动机，包括但不限于直列式六气缸发动机、v型六气缸发动机或v型八气缸发动机。
排气歧管组件22被设置用于附连到气缸盖组件（未示出），该气缸盖组件被附连到发动机本体（未示出）。众所周知，本体限定多个气缸。气缸盖组件限定多个排气口，一个排气口与本体的一个气缸流体连通，以便在燃烧后将废气排出。
参考图2和3，排气歧管组件22包括第一歧管部件24和第二歧管部件26。第一歧管部件24限定多个流道28，每个流道28被设置用于接收来自内燃机的一个气缸的废气。所述多个流道28包括第一组流道30和第二组流道32。第一组流道30包括预设数量的流道28，并且第二组流道32包括预设数量的流道28。优选地，第一组流道30的流道28的预设数量等于第二组流道28的流道28的预设数量。第一组流道30的流道28的预设数量等于二（2），并且第二组流道32的流道28的预设数量等于二（2）。但是，应意识到，第一组流道30的流道28的预设数量可不同于第二组流道32的流道28的预设数量。例如，第一组流道30可包括三（3）个流道28，而第二组流道32可包括一（1）个流道。
如图1和3所示，第一组流道30的每个流道连结在一起以便限定废气处理出口34。废气处理出口34与废气处理系统（未示出）流体连通。众所周知，在排放到空气中之前，废气处理系统处理来自内燃机的废气，以便减少和/或消除来自废气的有害排放物。第二组流道32的每个流道终止在出口36处，并且不直接与第一歧管部件24限定的废气处理出口34流体连通。
参考图3，第一歧管部件24进一步限定旁通通道38。旁通通道38与第一组流道30的至少一个流道和/或废气处理出口34流体连通。旁通通道38使第二歧管部件26和第一歧管部件24以流体连通的方式互连。
参考图1和2，第二歧管部件26被附连到第一歧管部件24。第二歧管部件26可以任何适合的方式附连到第一歧管部件24。例如，如图所示，多个紧固件40可将第二歧管部件26连接到第一歧管部件24。
第二歧管部件26包括主通道42和入口流道44，该入口流道设置为邻近第二组流道32的每个流道的出口36并与之流体连通。每个入口流道44与主通道42流体连通。因此，来自第二组流道32的废气流入主通道42。主通道42在第一端部处限定废气再循环（EGR）出口46，并在主通道42的相对端部处限定阀室48。阀室48与第一歧管部件24的旁通通道38流体连通。
参考图1，旁通控制阀50被设置在由主通道42限定的阀室48内。旁通控制阀50使主通道42和旁通通道38以流体连通方式互连。旁通控制阀50可在打开位置和关闭位置之间运动。当位于打开位置时，旁通控制阀50打开主通道42和旁通通道38之间的流体连通。当位于打开位置时，旁通控制阀50允许废气从第二组流道32通过主通道42流至第一组流道30，并从废气处理出口排出。当位于关闭位置时，旁通控制阀50关闭主通道42和旁通通道38之间的流体连通。当位于关闭位置时，旁通控制阀50引导废气从第二组流道32排出第二歧管部件26的EGR出口46。
EGR通道52被附连到第二歧管部件26，并与EGR出口46流体连通。EGR通道52被设置用于将废气引导到进气歧管（未示出），以便建立专用的EGR系统。当内燃机在专用的EGR系统中运行时，来自第二组流道32的高达百分之百（100%）的废气，从而来自内燃机的与第二组流道32流体连通的气缸的高达百分之百（100%）的废气，可被提供到进气歧管，以便减少内燃机的排放物并提高燃料效率。
如图1所示，专用的EGR系统可进一步包括EGR控制阀54。EGR控制阀54被设置在EGR通道52内，并可在打开位置和关闭位置之间运动。当位于打开位置时，EGR控制阀54被设置为打开通过EGR通道52的流体连通，以便允许废气流动通过EGR通道52。当位于关闭位置时，EGR控制阀54被设置为关闭通过EGR通道52的流体连通，以便阻止废气流动通过EGR通道52。
EGR控制阀54与旁通控制阀50协作，以便控制废气流动通过排气系统20。因此，当旁通阀被设置在关闭位置时，EGR控制阀54被设置在打开位置。旁通控制阀50被设置在关闭位置，以便强制废气流动通过EGR通道52，以便建立专用的EGR系统。EGR控制阀54打开，以便允许废气在其中流动通过。为了使内燃机在正常运行模式下运行（由此来自第一组流道30和第二组流道32二者的所有废气都被引导通过废气处理出口34），EGR控制阀54被设置在关闭位置并且旁通控制阀50被设置在打开位置。旁通控制阀50打开，以便允许废气从主通道42流入旁通通道38，并且EGR控制阀54关闭，以便防止废气流动通过EGR通道52并流入进气歧管，从而强制废气通过旁通控制阀50进入第一组流道30，并从废气处理出口34排出。
旁通控制阀50可包括可变中间位置。可变中间位置可包括旁通控制阀50的设置在旁通控制阀50的打开位置和关闭位置之间的任何位置。可变中间位置可调整，用于调节在旁通通道38和EGR旁通通道38二者之间的废气流。因此，如果旁通控制阀50被定位在中间位置，来自第二组流道32的部分废气被引入旁通通道38，而来自第二组流道32的其余废气被引导通过EGR通道52，以便建立专用的EGR系统。来自第二组流道32的被在旁通通道38和EGR通道52之间引导的废气量可通过改变旁通控制阀50的位置来调整，即，通过调整可变中间位置。
参考图3，旁通通道38限定旁通凸缘56，并且第二组流道32的每个流道28的出口36限定出口凸缘58。旁通凸缘56和第二组流道32的每个出口36的出口凸缘58可以共面关系被设置，即，被设置在同一平面上。该取向允许第一歧管部件24和第二歧管部件26容易地使用已知铸造方法铸造。
参考图1，旁通控制阀50包括被可旋转地安装到第二歧管部件26的活门60。活门60可绕旋转轴线旋转，以便限定旁通控制阀50的打开位置和关闭位置。杆62被联接到活门60，以便使活门60绕旋转轴线旋转。促动器64被联接到杆62。促动器64移动杆62以便在打开位置和关闭位置之间控制（即，旋转）活门60。促动器64可包括任何适合类型和/或形式的促动器64，包括但不限于真空促动器64、液压促动器64或电促动器64。促动器64为杆62提供线性运动，其偏移于旋转轴线，从而促使杆62绕旋转轴线旋转，继而旋转活门60。EGR控制阀54可包括相同的部件，即，活门60、杆62和促动器64，并可以与上述旁通控制阀50相同的方式操作。应意识到，旁通控制阀50和EGR控制阀54每个可包括未示出或在此示出的一些其他类型和/或形式的阀，该阀能够分别打开和关闭主通道42和旁通通道38之间以及通过EGR通道52之间的流体连通。
尽管实现本发明的最佳模式已以细节说明，本发明涉及的领域的技术人员将认识到在所附权利要求范围内用于实现本发明的多种替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的排气歧管组件，排气歧管组件包括：
第一歧管部件，限定多个流道，每个流道被设置用于接收来自内燃机的相应气缸的废气；
其中，所述多个流道包括第一组流道和第二组流道；
其中，第一组流道的每个流道连结在一起以便限定废气处理出口；
其中，第二组流道的每个流道终止在出口处；
其中，第一歧管部件限定与第一组流道的至少一个流道流体连通的旁通通道；
第二歧管部件，被附连到第一歧管部件，并包括主通道和入口流道，所述入口流道设置为邻近第二组流道的每个流道的出口并与之流体连通；
其中，每个入口流道与主通道流体连通；
其中，主通道限定EGR出口并与旁通通道流体连通；以及
旁通控制阀，使主通道和旁通通道互连，并可在打开位置和关闭位置之间运动，其中，当位于打开位置时，旁通控制阀打开主通道和旁通通道之间的流体连通，以便允许废气从第二组流道流入第一组流道，并从废气处理出口排出，并且其中，当位于关闭位置时，旁通控制阀关闭主通道和旁通通道之间的流体连通，以便引导废气从第二组流道排出EGR出口。
2.根据权利要求1所述的排气歧管组件，其中，旁通通道限定旁通凸缘，并且其中，第二组流道的每个流道的出口限定出口凸缘，旁通凸缘和第二组流道的每个出口的出口凸缘被以共面关系设置。
3.根据权利要求1所述的排气歧管组件，进一步包括附连到第二歧管部件并与EGR出口流体连通的EGR通道，其中，EGR通道被设置用于将废气引导到进气歧管。
4.根据权利要求3所述的排气歧管组件，进一步包括设置在EGR通道内并可在打开位置和关闭位置之间运动的EGR控制阀，其中，当位于打开位置时，EGR控制阀打开通过EGR通道的流体连通，并且其中，当位于关闭位置时，EGR控制阀关闭通过EGR通道的流体连通。
5.根据权利要求4所述的排气歧管组件，其中，当旁通控制阀被设置在关闭位置时，EGR控制阀被设置在打开位置，并且其中，当旁通控制阀被设置在打开位置时，EGR控制阀被设置在关闭位置。
6.根据权利要求3所述的排气歧管组件，其中，旁通控制阀包括设置在旁通控制阀的打开位置和关闭位置之间的可变中间位置，其中，可变中间位置是可调整的，以便调节在旁通通道和EGR通道二者之间的废气流。
7.根据权利要求1所述的排气歧管组件，其中，旁通控制阀包括设置在主通道内并可绕旋转轴线旋转的活门，以便限定旁通控制阀的打开位置和关闭位置。
8.根据权利要求7所述的排气歧管组件，进一步包括联接到活门并被设置用于使活门绕旋转轴线旋转的杆。
9.根据权利要求1所述的排气歧管组件，其中，第一组流道包括预设数量的流道，并且第二组流道包括预设数量的流道，第一组流道的流道预设数量等于第二组流道的流道预设数量。
10.根据权利要求9所述的排气歧管组件，其中，第一组流道的流道预设数量等于二（2），并且第二组流道的流道预设数量等于二（2）。
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