CN103038475A - 用于发动机排放气体再循环回路的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于发动机（1）排放气体再循环回路的冷却装置，特别是机动车辆的发动机，所述回路包括用于控制所述气体的循环的阀（2），所述装置包括热交换器（3），被称为EGR交换器，意图允许通过所述再循环回路的排放气体和冷却剂流体之间的热交换，所述装置还包括冷却所述阀的器件（4）。根据本发明，所述装置包括冷却环路（5）和第二冷却环路（2），所述冷却环路（5）被称为高温冷却环路并配置为使得所述阀冷却器件（4）具有通过它们的第一流体，所述第二冷却环路（2）被称为低温冷却环路并配置为使得EGR交换器（3）具有通过其的第二流体，所述第二流体的温度低于第一流体的温度。本发明还涉及具有排放气体再循环回路和这样的冷却装置的组件，以及涉及用于为发动机供应增压气体的体统，所述发动机特别是增压柴油发动机，所述系统包括发动机空气供应回路和这样的组件。

Description

用于发动机排放气体再循环回路的冷却装置

技术领域

本发明涉及用于发动机排放气体再循环回路的冷却装置，所述发动机特别是机动车辆发动机。其还涉及具有排放气体再循环回路和这样的冷却装置的组件。其进一步涉及用于为发动机供应进入气体的系统，所述发动机特别是增压柴油发动机，所述系统包括用于将空气供应至所述发动机的回路和这样的组件。

背景技术

目前，已知的实践是，从发动机排出排放气体并将它们注入所述发动机的入口侧，这样做以便减少污染排放物。这些气体通常被称为再循环排放气体或EGR（代表“排放气体，再循环”）。朝向入口侧的EGR流由阀控制并由被称为EGR交换器的热交换器冷却。

现今，EGR交换器和阀被并入到同一冷却环路中。

申请人已经发现这具有许多问题，并且本发明着手解决这些问题。

发明内容

为此，本发明涉及用于发动机排放气体再循环回路的冷却装置，所述发动机特别是机动车辆发动机，所述回路包括用于控制所述气体的循环的阀，所述装置包括热交换器和用于冷却所述阀的器件，所述热交换器被称为EGR交换器，意图允许通过所述再循环回路的排放气体和冷却流体之间的热交换。

根据本发明，所述装置包括冷却环路和第二冷却环路，所述冷却环路被称为高温环路，配置为使得所述阀冷却器件具有通过它们的第一流体，所述第二冷却环路被称为低温环路，配置为使得应具有比第一流体的温度低的温度的第二流体通过EGR交换器。

“环路”意思是直接连接在一起或经由管子或等同物连接在一起的设备的组件，所述设备尤其是交换器，所述设备和管子具有通过它们的流体，该流体通过所述环路。换句话说，所述高温和低温环路分别并入有EGR循环控制阀冷却器件和EGR交换器。

这则使得获得不损害单独一个冷却环路并允许要被消散的热被优化地散开的方案。其还减少冷凝物在阀处的形成和污垢的风险。另外，通过限制在阀的区域中的EGR的冷却，可以特别在两次通过EGR交换器的情况下使EGR（其冷却被限制）具有起动在发动机排放气体管线中使用的催化转化器以减少污染的益处。

根据各实施例：

-所述高温和低温环路每一个包括热交换器，分别被称为高温和低温冷却散热器，允许环境空气流分别与所述第一和第二流体的热交换，

-低温环路包括中间冷却器，所述中间冷却器允许通过发动机空气供应回路的空气和所述低温环路的流体之间的热交换，

-中间冷却器、EGR交换器和低温散热器沿流体在低温环路中的流动方向串序安装，

-高温环路包括加热散热器，所述环路配置为允许通过所述加热散热器的空气和离开所述阀冷却器件的第一流体之间的热交换，以便加热通过所述加热散热器的空气。

本发明还涉及一种组件，所述组件具有排放气体再循环回路和如上所述的用于冷却所述回路的装置，所述回路包括用于控制所述气体的循环的阀。

根据一个实施例，所述阀包括本体，所述冷却阀的器件包括管道，所述管道形成在所述本体中，以便允许第一流体流动通过所述阀。

本发明还涉及用于为发动机供应进入气体的装置，所述发动机特别是增压柴油发动机，所述装置包括用于为所述发动机供应空气的回路和如上所述的组件，排放气体再循环回路通向所述空气供应回路。

根据一些实施例：

-所述空气供应回路包括用于控制空气的循环的阀，

-所述系统包括涡轮增压器，所述涡轮增压器具有涡轮机和压缩机，所述涡轮机由来自发动机的排放气体驱动，所述压缩机由所述涡轮机驱动以压缩循环通过所述供应回路的空气，所述排放气体再循环回路在涡轮机的上游使排放气体排出并在压缩机的下游将它们引入到空气供应回路中。

附图说明

根据以下描述将更好地理解本发明，以下描述仅作为说明给出而并无意图限制本发明，且以下描述伴随有附图，在图中：

图1和2分别示意性地示出根据本发明的冷却装置的高温和低温环路的一个示例，

图3示意性地示出根据本发明的且与图1和2中所示的冷却装置相关的车辆进入气体供应系统的一个示例。

具体实施方式

如在图1和2中所示的，本发明涉及用于机动车辆发动机1排放气体再循环回路的冷却装置，所述发动机特别是内燃发动机，例如柴油发动机。如下详述，所述回路包括阀2，所述阀2用于控制所述气体的循环。所述阀2设计为，例如，使得可以调节通过所述回路的EGR的流动速率。

根据本发明的装置包括热交换器3和用于冷却控制EGR循环的所述阀1的器件4，所述热交换器3被称为EGR交换器，意图允许通过所述再循环回路的排放气体和冷却流体之间的热交换。

根据本发明，所述装置包括冷却环路5，被称为高温环路，在图1中更具体地示出，第一流体通过该冷却环路5。其配置为，例如，冷却所述发动机1并可以包括冷却散热器6，被称为高温冷却散热器，该冷却散热器允许环境空气流和所述第一流体之间的热交换。

所述高温冷却环路进一步包括，例如，水出口集管箱7、调温器8和泵9。水出口集管箱7直接安装在发动机1上，并通过管道10连接至高温冷却散热器6。在高温冷却散热器6和用于使所述第一流体进入发动机1的入口1a之间存在管道11。

泵9设置在连接高温冷却散热器6和发动机1的管道11上，调温器8设置在连接水出口集管箱7和高温冷却散热器6的管10上。

泵9使流体循环通过所述发动机1，在发动机那里，第一流体通过收集热能而冷却发动机。第一流体随后进入水出口集管箱7，且如果调温器8打开，则第一流体沿连接水出口集管箱7和高温冷却散热器6的管道10通过。其随后进入所述高温冷却散热器6，在那里，其在沿连接高温冷却散热器6和发动机1的管11返回发动机之前被冷却。

根据本发明的装置还包括第二冷却环路12，被称为低温环路，在图2中详示，第二流体通过该第二冷却环路12。所述低温环路包括，例如，冷却散热器13，被称为低温冷却散热器，该冷却散热器允许环境空气流和意图循环通过所述散热器的第二流体之间的热交换。

根据本发明，所述高温环路5配置为使得冷却控制EGR循环的阀2的所述器件4具有通过它们的第一流体，所述第二环路配置为使得应具有比第一流体的温度低的温度的第二流体通过EGR交换器3。

因而这通过为阀和交换器指定分立的冷却回路而改进装置的整体操作，所述冷却回路可因此更好地适于它们。

所述第一和第二流体是，例如，具有相同化学性质的热传递流体，诸如包含乙二醇添加剂的水。

根据所示实施例，所述高温和低温环路5、12是独立的，且不彼此连通。但是，可规定，所述环路彼此连通，尤其是以便共享高温和低温冷却散热器6、13的散热能力。

所述高温和低温散热器6、13相对于彼此定位，例如，使得同一空气流串序地通过它们。换句话说，它们沿空气流流动方向前后定位。尽管如此，它们还可以上下布置。它们形成，例如，可以作为单个单元附连在车辆的前部处的模块。

现在回到高温环路5，这可以进一步包括路径14，所述路径14绕过高温散热器6并连接水出口集管箱7和用于使第一流体进入发动机1的入口1a。所述旁通路径14意图当调温器8关闭时，即当发动机1不需要被冷却时，使所述第一流体通过所述旁通路径。

根据所示实施例，高温环路5还包括加热散热器15。这例如，是为机动车辆的乘客舱提供气候控制的设备的加热散热器。所述环路5配置为允许通过所述加热散热器15的空气和离开所述阀2冷却器件4的第一流体之间的热交换，以便加热通过所述加热散热器的空气。

根据所示示例，所述高温环路5包括管16，所述管16连接，在一方面，使第一流体进入发动机的入口1a，和另一方面，使第一流体进入阀2的入口和使第一流体进入加热散热器15的入口。其还包括管17，所述管17连接，一方面，第一流体从阀2离开的出口和第一流体从加热散热器15离开的出口，和另一方面，水出口集管箱7。换句话说，阀2和加热散热器15沿第一流体流动的方向并行定位。通过阀2消散到回路中的热能可因此到达加热散热器15，尤其是经由旁通路径14。

现在回到低温环路12，这可以包括低温泵18，所述低温泵18用于使第二流体循环。

所述低温环路12进一步包括，例如，中间冷却器19。中间冷却器意图允许通过发动机1空气供应回路的空气和所述低温环路12的流体之间的热交换。

根据所示实施例，中间冷却器19、EGR热交换器2和低温散热器13沿流体在低温环路12中的流动方向串序安装。

本发明还涉及一种组件，所述组件具有如上所述的排放气体再循环回路和用于冷却所述回路的装置，所述排放气体再循环回路包括用于控制所述气体循环的阀2。

所述阀2包括，例如，本体，所述冷却阀2的器件4包括管道（未示出），所述管道形成在所述本体中，以便允许第一流体流动通过所述阀2。

如图3所示，阀2和EGR交换器以该顺序沿EGR流动方向串序安装。

尽管这未被描述，但可存在有允许EGR绕过EGR交换器的管道和被称为旁通阀的阀，所述旁通阀打开或关闭所述旁通管道。为了冷却其，所述旁通阀可被并入到所述高温环路中。

本发明还涉及一种用于向发动机供应进入气体的系统，所述发动机特别是增压柴油发动机。

再次参考图3，可看到所述供应系统包括用于将空气供应至所述发动机的回路10和如上所述的组件。所述组件的排放气体再循环回路，如21所示，通向所述空气供应回路20，例如，在将进入气体分配至发动机1的歧管22处通向所述空气供应回路20。

所述空气供应回路包括，例如，用于控制空气循环的阀23，且所述阀23特别地调节空气的流动速率和/或有助于调节EGR流动速率，与排放气体再循环回路21的阀2协作。

所述系统可进一步包括涡轮增压器24，所述涡轮增压器24具有涡轮机25和压缩机27，所述涡轮机25位于路径26中，离开发动机1的排放气体沿所述路径26通过，且所述涡轮机由这些气体驱动，所述压缩机27由所述涡轮机25驱动以压缩流动通过供应回路的空气。所述排放气体再循环回路21在涡轮机25的上游使排放气体排出，并在压缩机27的下游将它们引入到空气供应回路20中。

在所述空气供应回路20中设置有中间冷却器19和控制空气循环的阀23，例如，以该顺序沿空气在所述进入回路20中的流动方向串序地设置，其处于涡轮机27和使EGR被注入所述供应回路20中的那一点之间。

Claims (10)

1.一种用于发动机（1）排放气体再循环回路（21）的冷却装置，所述发动机特别是机动车辆发动机，所述回路包括用于控制所述气体的循环的阀（2），所述装置包括热交换器（3）和用于冷却所述阀的器件（4），所述热交换器被称为EGR交换器，意图允许通过所述再循环回路（21）的排放气体和冷却流体之间的热交换，其特征在于，所述装置包括冷却环路（5）和第二冷却环路（12），所述冷却环路（5）被称为高温环路，配置为使得所述阀冷却器件（4）具有通过它们的第一流体，所述第二冷却环路（12）被称为低温环路，配置为使得应具有比第一流体的温度低的温度的第二流体通过EGR交换器（3）。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述高温和低温环路（5、12）每一个包括热交换器（6、13），分别被称为高温和低温冷却散热器，允许环境空气流分别与所述第一和第二流体的热交换。

3.如权利要求2所述的装置，其中，低温环路包括中间冷却器（19），所述中间冷却器（19）允许通过发动机空气供应回路的空气和所述低温环路的流体之间的热交换，

4.如权利要求3所述的装置，其中，中间冷却器（19）、EGR交换器（3）和低温散热器（13）沿流体在低温环路中的流动方向串序安装。

5.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，高温环路包括加热散热器（15），所述环路配置为允许通过所述加热散热器（15）的空气和离开所述阀冷却器件（4）的第一流体之间的热交换，以便加热通过所述加热散热器的空气。

6.一种组件，具有排放气体再循环回路（21）和如前述权利要求中的任一项所述的用于冷却所述回路的装置，所述回路包括用于控制所述气体的循环的阀（2）。

7.如权利要求6所述的组件，其中，所述阀（2）包括本体，所述冷却阀（2）的器件（4）包括管道，所述管道形成在所述本体中，以便允许第一流体流动通过所述阀。

8.一种用于为发动机供应进入气体的系统，所述发动机特别是增压柴油发动机，所述系统包括用于为所述发动机供应空气的回路（10）和如权利要求6和7中的任一项所述的组件，该排放气体再循环回路（21）通向所述空气供应回路（20）。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述空气供应回路包括用于控制空气的循环的阀（23）。

10.如权利要求8和9中的任一项所述的系统，包括涡轮增压器（24），所述涡轮增压器（24）具有涡轮机（25）和压缩机（27），所述涡轮机由来自发动机的排放气体驱动，所述压缩机由所述涡轮机（25）驱动以压缩流动通过所述供应回路（20）的空气，所述排放气体再循环回路（21）在涡轮机（25）的上游使排放气体排出并在压缩机（27）的下游将它们引入到空气供应回路中。

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