CN108026870A - 排气再循环装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于动力系统(12)的排气再循环装置(22)，所述动力系统(12)包括内燃机(14)、排气系统(16)以及包括进气压缩机(20)的进气系统(18)，所述排气再循环装置(22)包括用于将来自所述排气系统(16)的排气再循环到所述进气系统(18)的第一排气再循环路径(24)和第二排气再循环路径(26)，其特征在于，该第一排气再循环路径和第二排气再循环路径适于在所述动力系统(12)中的预期的进气流动方向上将排气再循环到所述进气压缩机(20)的同一侧，其中，所述排气再循环装置(22)包括流量控制器，以用于控制通过所述第一排气再循环路径和第二排气再循环路径(24，26)中的至少一者的流量，优选地，所述流量控制器包括连接到所述第二排气再循环路径(26)的阀。

Description

排气再循环装置
技术领域
本公开涉及一种根据权利要求1的前序部分的排气再循环装置。此外，本公开涉及一种用于将排气再循环到包括内燃机的动力系统的进气口的方法。此外，本公开涉及一种计算机程序和/或控制单元。
本公开可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是还可用于其它车辆，例如公共汽车、工程机械等。
背景技术
动力系统(例如，车辆的动力系统)通常具有内燃机(ICE)、排气系统和进气系统。此外，为了减少NOx排放，现代的动力系统还可以包括将来自排气系统的排气的一部分馈送到进气系统的排气再循环装置。这种排气再循环(EGR)装置存在许多不同的版本，被设计用于应对在频繁变化的操作状况下以及发动机所用于的多种目的下对ICE施加的、苛刻且常常相互矛盾的要求。在这些要求之中，最重要的问题之一是保持高的发动机效率。同时，动力系统的耐久性和可靠性始终是重点。
几乎专用于商业运输和机械的大多数现代压缩点火式发动机利用涡轮增压器来提高比功率并减少燃料消耗。已知的是，关于排气再循环系统对发动机效率的影响，通常有利的是，当在涡轮增压器的涡轮部分下游取得排气以馈送回发动机的进气中时，能够利用所谓的“长行程EGR”或低压EGR。然而，根据以这种方式布置的动力系统的操作状况，可能存在有在排气再循环装置中形成液滴(例如，水滴)的风险。这样的液滴可能损害进气系统的一部分，例如进气压缩机。
为了减轻液滴的破坏性影响，US 2009/0000297A1提出了一种排气再循环装置，该排气再循环装置配备有从排气中分离水分的冷凝分离设备。如此分离出的水分然后被朝向进气压缩机叶轮的中心引导。虽然US 2009/0000297A1的排气再循环装置可以使进气系统的压缩机叶轮的侵蚀降低，但该装置还可能需要在该装置上的相对较大的压力差，以用于使冷凝分离设备能够以令人满意的方式操作。这种大的压力差可能进而对发动机效率有负面影响。
发明内容
本公开的目的是提供一种排气再循环装置，其能够以有利于发动机效率的方式减轻可能在该装置中形成的液滴的破坏性影响。
该目的通过根据权利要求1所述的装置/方法来实现。
因此，本公开涉及一种用于动力系统的排气再循环装置。该动力系统包括内燃机、排气系统以及包括进气压缩机的进气系统。该排气再循环装置包括用于将来自排气系统的排气再循环到进气系统的第一排气再循环路径和第二排气再循环路径。
此外，根据本公开，第一排气再循环路径和第二排气再循环路径适于在动力系统中的预期的进气流动方向上将排气再循环到进气压缩机的同一侧。此外，该排气再循环装置包括流量控制器，以用于控制通过第一排气再循环路径和第二排气再循环路径中的至少一者的流量，优选地，该流量控制器包括连接到第二排气再循环路径的阀。
通过提供包括上述流量控制器的排气再循环装置，能够选择性地控制通过排气再循环路径中的一者或两者的排气的流量。这进而意味着所述排气再循环路径中的一者可适于处理具有高的含液滴可能性(probability of containing liquid droplets)的排气，而另一个再循环路径可以适用于实现适当的发动机效率。
因此，提供这两个排气再循环路径和所述流量控制器意味着可以根据动力系统的操作状况通过相应的排气再循环路径馈送适量的排气。
可选地，该排气再循环装置包括适于确定动力系统特性参数的传感器。该排气再循环装置适合响应于动力系统特性参数来控制流量控制器。
上述传感器意味着用于确定相关的动力系统特性的适当手段，其进而意味着对流量的适当控制。
可选地，该动力系统特性参数至少指示内燃机的温度和/或由内燃机产生的排气中的液体含量和/或由排气再循环装置从排气去除的流体中的液体含量。
表示上述状况中的任一者的动力系统特性参数可适于确定如何控制通过第一排气再循环路径和第二排气再循环路径的流量。
可选地，第一排气再循环路径和第二排气再循环路径是不同的。这意味着采取适当的流量控制的适当可能性。第一排气再循环路径和第二排气再循环路径可以以多种方式是不同的。仅作为示例，第一排气再循环路径和第二排气再循环路径可以是在物理上不同的，例如，具有不同的长度和/或截面面积。此外，第一排气再循环路径和第二排气再循环路径可以在进气系统中的不同位置处和/或不同方向上排放排气。
可选地，在使用中，第一排气再循环路径与第一液体去除能力相关联，并且第二排气再循环路径与第二液体去除能力相关联，该第一液体去除能力高于第二液体去除能力。换句话说，如果具有相同液体含量的气体被从排气系统经由第一排气再循环路径和第二排气再循环路径馈送到进气系统，则离开第一排气再循环路径的气体通常将比离开第二排气再循环路径的气体具有更低的液体含量。
不同的液体去除能力意味着可以例如根据所循环的排气的特性，控制通过具有适当液体去除能力的排气再循环路径的流量。仅作为示例，所述第二液体去除能力可以是零或接近于零，这表示第二排气再循环路径与无液体去除能力或至少有限的液体去除能力相关联。
可选地，该排气再循环装置包括液体分离器，该液体分离器包括第一气体出口和第二气体出口，该第一气体出口与第一排气再循环路径流体连通，并且该第二气体出口与第二排气再循环路径流体连通。
具有包括两个出口的分离器意味着这两个排气再循环路径可以以紧凑的方式与不同的液体去除能力相关联。
可选地，该液体分离器包括液体收集部分，并且所述传感器位于该液体收集部分中。
位于该液体收集部分中或通过该液体收集部分的液体量可以指示排气中的液体含量。因此，将液体分离器放置在液体收集部分中意味着可以确定关于排气特性的相关信息。
可选地，该液体分离器包括迷宫区段(labyrinth section)，该迷宫区段包括与第一气体出口流体连通的内部迷宫部分。该迷宫区段意味着第一排气再循环路径可以与相对较大的液体去除能力相关联。
可选地，该排气再循环装置包括排气再循环管道，该排气再循环管道适于将可连接到排气系统的再循环入口流体地连接到液体分离器。
可选地，当沿着从再循环入口到液体分离器的流动方向看时，该排气再循环装置包括位于再循环入口与液体分离器之间的排气再循环冷却器。
可选地，该排气再循环装置还包括分离器排出管道，该分离器排出管道适于在液体分离器与可连接到排气系统的排出出口之间提供流体连通。该排出出口适于在排气系统中的预期的排气流动方向上位于再循环入口的下游。
该分离器排出管道意味着从再循环排气中分离的液体可以被馈送到将不被再循环的排气。因此，借助于上述排出管道，所分离的液体可以经由排气系统排放到周围环境中，这进而意味着该系统不需要具有用于储存所分离的液体的单独容器，例如罐。
可选地，该分离器排出管道包括限流器，优选地，该限流器具有是第一排气再循环路径的流量限制(restriction)的至少两倍的流量限制。
可选地，所述传感器位于该分离器排出管道中。
可选地，该排气再循环装置还包括排出止回阀，用于允许排出物从所述分离器流动到排出出口并防止在相反方向上流动。
可选地，所述进气压缩机包括径向中心，并且第一排气再循环路径适于朝向该径向中心排放排气。如果排气被朝向进气压缩机的径向中心引导，那么，即使排气具有相对较大的液体含量，排气流将损害(例如通过侵蚀)进气压缩机的风险也相对较低。
可选地，所述进气压缩机包括可暴露于进气的接收区域。第一排气再循环路径适于朝向该接收区域的有限部分(优选为30％或更少，更优选为15％或更少)排放排气。
本公开的第二方面涉及一种动力系统，该动力系统包括内燃机和根据本公开的第一方面的排气再循环装置。
可选地，所述动力系统还包括排气系统，其中，排气适于从排气系统的排气馈送部分馈送到排气再循环装置。该排气系统还包括位于排气馈送部分下游的排气压力调节器。
可选地，该排气系统包括适于接收由排气再循环装置分离的液体的液体接收部分，该液体接收部分位于排气压力调节器的下游。
可选地，所述动力系统包括进气系统。该进气系统包括适于接收来自第一排气再循环路径和第二排气再循环路径的排气的排气接收部分。该进气系统还包括位于排气接收部分上游的进气流量控制阀。
本公开的第三方面涉及一种车辆，该车辆包括根据本公开的第二方面的动力系统和/或根据本公开的第一方面的排气再循环装置。
本公开的第四方面涉及一种用于使用第一排气再循环路径和第二排气再循环路径将排气再循环到包括内燃机的动力系统的进气口的方法，该动力系统包括内燃机、排气系统以及包括进气压缩机进气系统。第一排气再循环路径和第二排气再循环路径中的每一者均适于将排气返回到进气压缩机的同一侧。
该方法包括将来自排气系统的排气经由第一排气再循环路径和第二排气再循环路径中的至少一者再循环到进气系统。此外，该方法还包括控制通过第一排气再循环路径和第二排气再循环路径中的至少一者的排气的流量。
可选地，第一排气再循环路径与第一液体去除能力相关联，并且第二排气再循环路径与第二液体去除能力相关联。第一液体去除能力高于第二液体去除能力。
可选地，该方法还包括：
a.确定动力系统特性参数
b.响应于该动力系统特性参数，控制通过第一排气再循环路径和第二排气再循环路径(14,16)中的至少一者的排气的流量。
可选地，该动力系统特性参数至少指示内燃机的温度和/或由内燃机产生的排气的液体含量和/或从排气去除的流体中的液体含量。
可选地，所述方法还包括使用该动力系统特性参数来确定在动力系统的一部分中(优选在动力系统的液体分离器和/或排放管道中)形成液体的可能性。
可选地，该方法还包括：如果在动力系统的一部分中形成液体的可能性超过预定的阈值水平，则关闭通过第二排气再循环路径(16)的流量。
可选地，该方法还包括将从排气中去除的液体排出到位于排气系统中的排出出口。该方法还包括控制排出出口上游的排气压力，使得该排气压力超过排出出口处的压力预定量。
可选地，所述排气系统包括排气压力调节器，并且所述进气系统包括进气流量控制阀，其中，通过该排气压力调节器和进气流量控制阀的组合调节来实现预定的排气再循环流量。该组合调节被控制用于实现低于预定燃料消耗水平的燃料消耗。
本公开的第五方面涉及一种计算机程序，该计算机程序包括用于执行本公开的第四方面的步骤的程序代码组件。
本公开的第六方面涉及一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括用于当该程序产品在计算机上运行时执行本公开的第四方面的步骤的程序代码组件。
本公开的第七方面涉及一种用于控制到动力系统的进气口的排气再循环的控制单元，该控制单元被配置成执行本公开的第四方面的步骤。
在以下的描述和从属权利要求中，公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为实例给出的对本发明的实施例的更详细描述。
在附图中：
图1示出了包括动力系统的卡车；
图2示出了包括排气再循环装置22的一个实施例的动力系统；
图3示出了包括排气再循环装置22的另一个实施例的动力系统；
图4示出了包括排气再循环装置22的又一个实施例的动力系统；
图5示出了第一排气再循环路径的实施方式；
图6是本发明的方法的一个实施例的流程图，并且
图7是本发明的方法的另一个实施例的流程图。
应该注意，附图并非必须按比例绘制，并且，为了清楚起见，本发明的某些特征的尺寸可能已被放大。
具体实施方式
下面将针对诸如图1中所示的卡车10形式的车辆来描述本发明。卡车10应被视为可以包括根据本发明的排气再循环装置和/或动力系统的车辆的示例。然而，本发明的排气再循环装置和/或动力系统可以在多种不同类型的物体(例如，其它类型的车辆)中实现。仅作为示例，该排气再循环装置和/或动力系统可以在卡车、拖拉机、轿车、公共汽车、诸如轮式装载机或铰接式运输车的工作机械或者任何其它类型的建筑设备中实现。图1的卡车10包括动力系统12。
动力系统12可以由高挥发性燃料(例如，二甲醚(DME)或包含二甲醚的混合物)提供动力。尽管动力系统12可以适于例如由DME提供动力，但也可以想到该动力系统可以由另一种燃料(例如，柴油或石脑油)提供动力。
图2示意性地示出了可以包括在诸如图1的卡车的车辆(图2未示出)中的动力系统12。从图2可以看出，动力系统12包括内燃机14、排气系统16、以及包括进气压缩机20的进气系统18。
图2还示出了用于动力系统12的排气再循环装置22。此外，图2示出了排气再循环装置22包括用于将来自排气系统16的排气再循环到进气系统18的第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26。
在图2所示的实施例中，第一排气再循环路径24及第二排气再循环路径26与排气再循环管道28流体连通，该排气再循环管道28从排气系统16延伸到管道分支部分30，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的每一个从管道分支部分30延伸到进气系统18。然而，也可以设想到，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26可以由分离的管道或管道组件形成，这些分离的管道或管道组件中的每一个均从排气系统16延伸到进气系统18。作为总体说明，排气再循环装置22可以使得：第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者具有一部分，其中被引导到该一部分的流体不能与来自另一个排气再循环路径的排气混合。
此外，如图2所示，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26适于在动力系统12中的预期的进气流动方向上将排气再循环到进气压缩机20的同一侧。在图2所示的实施例中，再循环路径24、26种的每一个均适于将排气再循环到进气压缩机20的上游侧。而且，在图2中，排气再循环管道28从排气系统16的涡轮机29下游的位置延伸。因此，在图2的实施例中，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26形成低压排气再循环装置22的一部分。
此外，排气再循环装置22包括流量控制器32，用于控制通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者的流量。在图2所示的实施方式中，流量控制器32包括连接到第二排气再循环路径34的阀34。
在图2的实施例中，第二排气再循环路径26的截面面积大于第一排气再循环路径24的截面面积。因此，在使用中，第二排气再循环路径26上的压力差通常低于第一排气再循环路径24上的压力差。由于第二排气再循环路径26上的较低压力差，所以当阀34打开时，排气趋于流过第二排气再循环路径26，而不是流过第一排气再循环路径24。因此，单个阀34(例如图2所示的阀)可足以选择性地控制通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26的流量。
流量控制器32可以操作成例如根据检测到的动力系统12的操作状态来选择性地控制通过排气再循环路径24、26中的一者或两者的排气的流量。
作为非限制性示例，排气再循环装置22可以包括适于确定动力系统特性参数的传感器36。此外，排气再循环装置22可适合响应于该动力系统特性参数来控制流量控制器32。尽管图2示出了传感器36位于排气再循环管道28中的实施例，但也可以设想到，其它实施例替代地或另外包括位于另一部位(例如排气系统16)中的传感器。这将在下文中关于其它实施例的展示来进一步讨论。
仅作为示例，该动力系统特性参数可以至少指示内燃机的温度和/或由内燃机产生的排气中的液体含量和/或通过该排气再循环装置从排气去除的流体中的液体含量。
作为非限制性示例，例如，该动力系统特性参数的确定和/或通过排气再循环路径24、26的选择性流量控制可以至少部分地由控制单元37执行。
图2进一步示出了排气再循环装置22的实施例，其中，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26是不同的。如上所述，第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26是不同的，因为它们具有不同的截面面积。此外，如图2中可见，排气再循环路径24、26在进气系统18中被分配了不同的位置，排气在这些位置处被排出。
作为非限制性示例，与第二排气再循环路径26相比，第一排气再循环路径24可适于更靠近进气压缩机20排出排气。
此外，也如图2实施例中所公开的，进气压缩机20包括径向中心38，并且第一排气再循环路径24可以适于朝向径向中心38排放排气。而且，尽管仅作为示例，该进气压缩机包括可暴露于进气的接收区域A。第一排气再循环路径可适于朝向接收区域A的有限部分(优选为该接收区域A的30％或更少，更优选15％或更少)排放排气。为此，第一排气再循环路径24的出口25可以具有在上文讨论的任一个面积范围内的截面面积。
另一方面，图2的实施例中的第二排气再循环路径26具有相对较大的管道开口，从而使从第二排气再循环路径26排出的排气能够在到达进气压缩机20之前被分散。这进而意味着排气和进气的相对均匀的混合物到达内燃机14。
在诸如图2所示的排气再循环装置22的情况下，可以根据例如所确定的、进入进气系统18的排气中的液体颗粒形成风险等级来选择性地控制通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26的流量。例如，如果确定出较大的液体颗粒形成风险，则可以控制流量控制器32以允许通过第一排气再循环路径24的相对较大的流量，例如阀34可以被部分地或完全关闭，使得可能的液滴撞击在进气压缩机20的径向中心38上和周围，而不是撞击在相对易受伤害的轮叶上，因此，这些液滴对进气压缩机20具有低的侵蚀作用。径向中心38可以被设计成使得它有助于将EGR流平稳地引导到叶轮上，然后围绕该中心向外引导到叶轮的外周，以便进一步减小液滴与叶片的冲击角度并且还减少流量限制。
另一方面，如果确定出低的液体颗粒形成风险，则可以控制流量控制器32以允许通过第二排气再循环路径26的相对较大的流量，而例如阀34可以被部分地或完全打开，以便能够实现通过排气再循环装置22的相对较大的流量，并且还可能提供合适的排气分散。这种相对较大的流量和/或分散意味着合适的NOx降低。
图3示出了排气再循环装置22的另一个实施例。在图3的实施例中，第一排气再循环路径24与第一液体去除能力相关联，而第二排气再循环路径26与第二液体去除能力相关联，第一液体去除能力高于第二液体去除能力。换句话说，如果具有相同液体含量的气体从排气系统16经由第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26被馈送到进气系统18，则离开第一排气再循环路径24的气体通常将比离开第二排气再循环路径26的气体具有更低的液体含量。
在图3的实施例中，由于所示出的排气再循环装置22包括具有第一气体出口42和第二气体出口44的液体分离器40的事实，至少部分地实现了液体去除能力。该第一气体出口与第一排气再循环路径24流体连通，而第二气体出口44与第二排气再循环路径26流体连通。
第一气体出口42和第二气体出口44与不同的液体去除能力相关联，其中，与第一气体出口42相关联的液体去除能力大于与第二气体出口44相关联的液体去除能力。因此，如果具有一定液体含量的气体被馈送到液体分离器40，则离开第一气体出口42的气体通常将比离开第二气体出口44的气体具有更低的液体含量。
图3中所示的液体分离器40的实施方式包括液体收集部分48，在该液体收集部分中可以收集液体。此外，在图3的实施例中，适于确定动力系统特性参数的传感器36'可以位于液体收集部分48中。可以采用位于液体收集部分48中的传感器36'作为可以位于排气再循环管道28中的传感器36的替代或补充。仅作为示例，位于液体收集部分48中的传感器36'可适于确定指示由液体分离器40分离的液体流量的参数。
另外，图3的实施方式的液体分离器40包括迷宫区段50，该迷宫区段50包括与第一气体出口42流体连通的内部迷宫部分52。
此外，在图3所示的排气再循环装置22的实施例中还包括排气再循环管道28，该排气再循环管道28适于将可连接到排气系统16的再循环入口54流体连接到液体分离器40。此外，在图3的实施例中，当沿着从该再循环入口到再循环到液体分离器的流动方向看时，排气再循环装置22包括位于该再循环入口与液体分离器之间的排气再循环冷却器56。
另外，图3的实施例的排气再循环装置22还包括分离器排出管道58，该分离器排出管道58适于在液体分离器40与可连接到排气系统16的排出出口60之间提供流体连通。排出出口60适于在排气系统16中的预期的排气流动方向上位于再循环入口54的下游。
如图3中可以发现，分离器排出管道58可以包括限流器62。作为非限制性示例，限流器62可以具有是第一排气再循环路径24的流量限制的至少两倍的流量限制。换句话说，该限流器的最小开口的截面面积等于或小于第一排气再循环路径24的最小截面面积。
在图3的实施例中，传感器36”位于分离器排出管道58中。仅作为示例，这种分离器排出管道传感器36”可适于确定指示通过分离器排出管道58的流量的参数。分离器排出管道传感器36”可以作为前文讨论的传感器36、36'中的一个或多个的替代或补充。
仅作为示例，并且如图3的实施例所示，排气再循环装置22还可以包括排出止回阀64，以用于允许排出物从液体分离器40流动到排出出口60并防止在相反方向上流动。
图3还公开了动力系统12的实施例，其中，排气适于从排气系统的排气馈送部分66被馈送到排气再循环装置22。此外，如图3所示，所示实施例的动力系统12的排气系统16还包括位于排气馈送部分66下游的排气压力调节器68。
另外，图3的实施例的动力系统12的排气系统16包括适于接收由排气再循环装置22分离的液体的液体接收部分70。液体接收部分70位于排气压力调节器68下游。
此外，在图3所示的动力系统12的实施例中，进气系统18包括排气接收部分72，该排气接收部分72适于接收来自第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26的排气。所述进气系统还包括位于排气接收部分72上游的进气流量控制阀74。
图4示出了动力系统12的一个实施例，其具有图2的实施例的排气再循环装置22以及上文讨论的排气系统16和进气系统18的特征。
此外，对于第一排气再循环路径24适于朝向进气压缩机20的所述径向中心38排放排气的排气再循环装置22的实施例，第一排气再循环路径24也可以用于将清洁剂分配到进气压缩机20。
为此，在图5中示出了第一排气再循环路径24的实施方式。应该注意，图5的实施方式可用于上文中参考图2到图4讨论的排气再循环装置的任一个实施例。
如图5中可见，其中所示的排气再循环装置22的实施例包括清洁剂源76。仅作为示例并且如图5所示，该清洁剂源可以包括适于容纳清洁剂的罐。此外，图5的排气再循环装置22包括适于在清洁剂源76与第一排气再循环路径24之间提供流体连通的清洁剂管道78。此外，清洁剂阀80控制通过清洁剂管道78的清洁剂的流量。
借助于清洁剂源76、清洁剂管道78和清洁剂阀80，清洁剂可以经由第一排气再循环路径24被分配到进气压缩机20。如上文所述，第一排气再循环路径24可适于在靠近进气压缩机20的中心的位置处排出流体。因此，图5所示的实施方式意味着清洁剂也可以被排放到压缩机20的中心。这进而意味着清洁剂能够以与损害例如压缩机20的叶片(未示出)的低风险相关的方式被分配到压缩机20。
因此，图5的实施方式意味着清洁剂可在压缩机旋转时被分配到压缩机20。这样，借助于图5的实施方式，压缩机20可以在不必停止动力系统12和/或拆卸进气系统18的情况下被清洁。
仅作为示例，清洁剂可以与第一排气再循环路径24中的排气一起被分配。作为另一种选择，可以仅将清洁剂分配到压缩机20。
本公开的第四方面涉及一种用于使用第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26将排气16再循环到包括内燃机14的动力系统12的进气口18的方法。图6中示出了上文讨论的方法的流程图。该方法包括S10：经由第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者将来自排气系统16的排气再循环到进气系统18。此外，该方法还包括S12：控制通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者的排气的流量。
作为非限制性示例，该方法可以包括：确定动力系统特性参数，并且响应于该动力系统特性参数来控制通过第一排气再循环路径和第二排气再循环路径中的至少一者的排气的流量。
为此，图7示出了根据本发明的方法的一个实施例。对于图6的方法，图7的方法也包括S10：经由第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者将来自排气系统16的排气再循环到进气系统18。此外，在图7的实施例中，控制通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者的排气的流量的特征S12包括多个特征。
为此，图7的实施例包括S14：确定动力系统特性参数。仅作为示例，该动力系统特性参数可以至少表示内燃机14的温度和/或由内燃机14产生的排气的液体含量和/或从排气去除的流体中的液体含量。
图7的方法还包括特征S16：评估如此确定的动力系统特性参数，然后选择对通过第一排气再循环路径24和第二排气再循环路径26中的至少一者的排气的流量的适当控制。
作为非限制性示例，该动力系统特性参数可以指示在动力系统的一部分中形成液体的可能性。仅作为示例，特征S16可以包括：使用该动力系统特性参数来确定在动力系统的一部分中、优选在动力系统的液体分离器和/或排出管道中形成液体的可能性。
不管与该动力系统特性参数相关的信息如何，图7的特征S16也确定要使用特征S18或S20中的流量控制策略中的哪一种。
作为非限制性示例，特征S18中的流量控制策略可以是如下的控制：即，使得排气的主要部分(例如，至少80％，优选至少90％，更优选100％)流过第一排气再循环路径24，并且排气的其余部分流过第二排气再循环路径26。
此外，作为非限制性示例，特征S20中的流量控制策略可以如下的控制：即，使得排气的主要部分(例如，至少80％，优选至少90％，更优选100％)流过第二排气再循环路径26，并且排气的其余部分流过第一排气再循环路径26。
由此，如果该动力系统特性参数例如表明在动力系统的一部分中形成液体的可能性相对较大，则图7的方法可以采用特征S18中的流量控制策略。仅作为示例，如果在动力系统的一部分中形成液体的可能性超过预定的阈值水平，图7的方法可以包括采用特征S18中的控制策略，例如通过关闭通过第二排气再循环路径26的流动。
另一方面，如果确定在动力系统的一部分中形成液体的可能性较低，则特征S16可以选择特征S20中的流量控制策略。
此外，关于例如在上文中关于图3所公开的实施例，该方法的实施例还可以包括将从排气去除的液体排出到位于排气系统中的排出出口60。这种方法还可以包括：控制排出出口60上游的排气压力，使得排气压力超过排出出口处的压力预定的量。
另外，排气系统16可以包括排气压力调节器68，并且进气系统18包括进气流量控制阀74，例如在上文提出的图3的实施方式中，其中，通过组合调节排气压力调节器68和进气流量控制阀74来实现预定的排气再循环流量。控制该组合调节以实现低于预定燃料消耗水平的燃料消耗。
应该理解，本发明不限于上文描述的和在附图中示出的实施例；而是，技术人员将认识到，在所附权利要求书的范围内可以做出许多修改和变型。
例如，本发明可以用于辅助多于一种燃料类型的动力系统的操作。众所周知，用二甲醚燃料运行的柴油发动机在许多方面是有利的，尤其是由于不可能形成如使用普通柴油燃料时常见的、尺寸相对较大的烟灰颗粒。然而，例如在DME不可用时，用这种柴油燃料来运行DME燃料的发动机/车辆一段有限时间也是必要的/方便的。当发动机不采用EGR或短程EGR系统(其中在涡轮增压器的涡轮部分的上游取得再循环排气，并将其馈送到涡轮增压器的压缩机部分的下游的进气口中)时，可以非常简单地以如柴油、石脑油等的燃料来运行DME发动机。沃尔沃已经在2013年证明：将石脑油填充到被设计成用于以DME作为单燃料运行的卡车的DME燃料箱中，然后卡车在没有对其设计或电子控制进行任何改变的情况下运行一段相当长的距离，然后将石脑油倒空并继续在不进行任何清洁或维护的情况下以DME进行无故障运行。然而，当发动机配备有长程EGR系统时，以柴油燃料运行而形成的烟灰会对压缩机叶轮叶片造成损害。为了防止这种情况，阀34可以被关闭，使得当叶片暴露于腐蚀时，烟灰不经由第二流动路径26被馈送到压缩机的进气口。作为示例，可以在发动机控制模块中提供特殊的“跛行回家(limp-home)”数据集，其可以在检测到这种不同的燃料时被激活，以用于发动机的更安全运行并用于保护环境免受排气的过度污染。

Claims (32)

1.一种用于动力系统(12)的排气再循环装置(22)，所述动力系统(12)包括内燃机(14)、排气系统(16)和进气系统(18)，所述进气系统(18)包括进气压缩机(20)，所述排气再循环装置(22)包括用于将来自所述排气系统(16)的排气再循环到所述进气系统(18)的第一排气再循环路径(24)和第二排气再循环路径(26)，其特征在于，所述第一排气再循环路径和所述第二排气再循环路径适于在所述动力系统(12)中的预期的进气流动方向上将排气再循环到所述进气压缩机(20)的同一侧，其中，所述排气再循环装置(22)包括流量控制器，以用于控制通过所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)中的至少一者的流量，优选地，所述流量控制器包括连接到所述第二排气再循环路径(26)的阀。
2.根据权利要求1所述的排气再循环装置(22)，其中，所述排气再循环装置(22)包括适于确定动力系统特性参数的传感器(36)，所述排气再循环装置(22)适合响应于所述动力系统特性参数来控制所述流量控制器。
3.根据权利要求2所述的排气再循环装置(22)，其中，所述动力系统特性参数至少指示所述内燃机(14)的温度和/或由所述内燃机(14)产生的排气中的液体含量和/或由所述排气再循环装置(22)从所述排气中去除的流体中的液体含量。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的排气再循环装置(22)，其中，所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)是不同的。
5.根据权利要求4所述的排气再循环装置(22)，其中，在使用中，所述第一排气再循环路径(24)与第一液体去除能力相关联，并且所述第二排气再循环路径(26)与第二液体去除能力相关联，所述第一液体去除能力高于所述第二液体去除能力。
6.根据权利要求5所述的排气再循环装置(22)，其中，所述排气再循环装置(22)包括液体分离器(40)，所述液体分离器(40)包括第一气体出口(42)和第二气体出口(44)，所述第一气体出口(42)与所述第一排气再循环路径(24)流体连通，并且所述第二气体出口(44)与所述第二排气再循环路径(26)流体连通。
7.根据权利要求6在从属于权利要求3时所述的排气再循环装置(22)，其中，所述液体分离器(40)包括液体收集部分(48)，并且所述传感器(36')位于所述液体收集部分(48)中。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的排气再循环装置(22)，其中，所述液体分离器(40)包括迷宫区段(50)，所述迷宫区段(50)包括与所述第一气体出口(42)流体连通的内部迷宫部分(52)。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的排气再循环装置(22)，其中，所述排气再循环装置(22)包括排气再循环管道(28)，所述排气再循环管道(28)适于将能够连接到所述排气系统(16)的再循环入口(54)流体地连接到所述液体分离器(40)。
10.根据权利要求9所述的排气再循环装置(22)，其中，所述排气再循环装置(22)包括排气再循环冷却器(56)，当沿着从所述再循环入口(54)到所述液体分离器(40)的流动方向看时，所述排气再循环冷却器(56)位于所述再循环入口与所述液体分离器(40)之间。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的排气再循环装置(22)，还包括分离器排出管道(58)，所述分离器排出管道(58)适于在所述液体分离器(40)与能够连接到所述排气系统(16)的排出出口(60)之间提供流体连通，所述排出出口(60)适于在所述排气系统(16)中的预期的排气流动方向上位于所述再循环入口(54)的下游。
12.根据权利要求11所述的排气再循环装置(22)，其中，所述分离器排出管道(58)包括限流器(62)，优选地，所述限流器具有是所述第一排气再循环路径(24)的流量限制的至少两倍的流量限制。
13.根据权利要求11或12在从属于权利要求3时所述的排气再循环装置(22)，其中，所述传感器(36)位于所述分离器排出管道(58)中。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的排气再循环装置(22)，还包括排出止回阀(64)，以用于允许排出物从所述液体分离器(40)流动到所述排出出口(60)并防止在相反方向上流动。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的排气再循环装置(22)，其中，所述进气压缩机(20)包括径向中心，所述第一排气再循环路径(24)适于朝向所述径向中心排放排气。
16.根据权利要求15所述的排气再循环装置(22)，其中，所述进气压缩机(20)包括能够暴露于进气的接收区域(A)，所述第一排气再循环路径(24)适于朝向所述接收区域的有限部分排放排气，所述有限部分优选为所述接收区域的30％或更少，更优选为所述接收区域的15％或更少。
17.一种动力系统(12)，所述动力系统(12)包括内燃机(14)和根据前述权利要求中的任一项所述的排气再循环装置(22)。
18.根据权利要求17所述的动力系统(12)，还包括所述排气系统(16)，其中，排气适于从所述排气系统(16)的排气馈送部分(66)馈送到所述排气再循环装置(22)，所述排气系统(16)还包括位于所述排气馈送部分下游的排气压力调节器(68)。
19.根据权利要求18所述的动力系统(12)，其中，所述排气系统(16)包括适于接收由所述排气再循环装置(22)分离的液体的液体接收部分(70)，所述液体接收部分(70)位于所述排气压力调节器的下游。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的动力系统(12)，包括所述进气系统(18)，所述进气系统(18)包括适于接收来自所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)的排气的排气接收部分(72)，所述进气系统(18)还包括位于所述排气接收部分上游的进气流量控制阀(19)。
21.一种车辆(10)，其包括根据权利要求17至20中的任一项所述的动力系统(12)和/或根据权利要求1至16中的任一项所述的排气再循环装置(22)。
22.一种用于使用第一排气再循环路径(24)和第二排气再循环路径(26)将排气再循环到包括内燃机(14)的动力系统(12)的进气口的方法，所述动力系统(12)包括内燃机(14)、排气系统(16)和进气系统(18)，所述进气系统(18)包括进气压缩机(20)，所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)中的每一个均适于使排气返回到所述进气压缩机(20)的同一侧，所述方法包括：
a.将来自所述排气系统(16)的排气经由所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)中的至少一者再循环到所述进气系统(18)；
其特征在于
b.控制通过所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)中的至少一者的排气的流量。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一排气再循环路径(24)与第一液体去除能力相关联，并且所述第二排气再循环路径(26)与第二液体去除能力相关联，所述第一液体去除能力高于所述第二液体去除能力。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所述方法还包括：
a.确定动力系统特性参数；和
b.响应于所述动力系统特性参数来控制通过所述第一排气再循环路径(24)和所述第二排气再循环路径(26)中的至少一者的排气的流量。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述动力系统特性参数至少指示所述内燃机(14)的温度和/或由所述内燃机(14)产生的排气的液体含量/或从所述排气中去除的流体中的液体含量。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法，其中，所述方法还包括：使用所述动力系统特性参数来确定在所述动力系统(12)的一部分中、优选在所述动力系统(12)的液体分离器(40)和/或排放管道中形成液体的可能性。
27.根据权利要求26在从属于权利要求23时所述的方法，其中，所述方法还包括：如果在所述动力系统(12)的一部分中形成液体的可能性超过预定的阈值水平，则关闭通过所述第二排气再循环路径(26)的流动。
28.根据权利要求22至27中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括将从排气中去除的液体排出到位于所述排气系统(16)中的排出出口，所述方法还包括：控制所述排出出口上游的排气压力，使得所述排气压力超过所述排出出口处的压力预定的量。
29.根据权利要求22至28中的任一项所述的方法，其中，所述排气系统(16)包括排气压力调节器，并且所述进气系统(18)包括进气流量控制阀(19)，其中，通过所述排气压力调节器和所述进气流量控制阀(19)的组合调节来实现预定的排气再循环流量，其中，所述组合调节被控制以实现低于预定燃料消耗水平的燃料消耗。
30.一种计算机程序，其包括用于当所述程序在计算机上运行时执行根据权利要求22至29中的任一项所述的步骤的程序代码组件。
31.一种承载有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括用于当所述程序产品在计算机上运行时执行根据权利要求22至29中的任一项所述的步骤的程序代码组件。
32.一种控制单元(37)，所述控制单元(37)用于控制到动力系统(12)的进气口的排气再循环，所述控制单元被配置成执行根据权利要求22至29中的任一项所述的方法的步骤。
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