CN111295505B - 具有改善的污染物移除系统的动力传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使机动车辆动力传动系的排气再循环的装置(10)，该装置包括：壳体(101)，该壳体用于用于移除排气污染物的系统(100)；以及热交换器(102)，该热交换器在冷却液与该排气之间进行热交换，并且具有带有管状壁(12)的连接末端装配部(11)，该连接末端装配部被驱动到该污染物移除系统壳体的出口开口(108)中，其特征在于，该装置(10)包括外壳(14)，该外壳可以围绕该连接末端装配部的管状壁(12)。

Description

具有改善的污染物移除系统的动力传动系
技术领域
本发明涉及一种具有热力发动机的动力传动系的改善的污染物移除系统。
本发明更具体地涉及一种用于移除污染的热力发动机催化转化器系统。
本发明涉及一种配备有具有改善的污染物移除系统的动力传动系的机动车辆。
背景技术
通常，几年来配备有动力传动系的机动车辆在污染物移除方面已经受到高度限制，使得将例如氮和/或碳的氧化物和一氧化物的污染物气体到大气的排放量降至最低。这样的动力传动系包括热力发动机，并且污染物移除系统放置在所述发动机的排气管线上。这种污染物移除系统包括串联组装在排气管线上的颗粒过滤器(FAP)和氧化催化剂(DOC)(也被称为催化转化器)。
当前，一方面由于越来越严格的污染物移除标准导致污染物移除体积的增加，并且另一方面，由于在发动机舱安装的功能的增加以及对隔音的要求的提高，使得发动机舱变得越来越局限，由此车辆中发动机附近用于安装这种污染物移除系统的可用空间越来越小。这导致由构成这种污染物移除系统的某些元件引起的排气管线拥挤，并因此导致显着的压力损失，从而导致发动机功率的损失。实际上，这些元件趋向于部分地挤占排气管线，从而防止了以足够的流量将经处理的排气有效地从车辆排出。
此外，由于减小了污染物移除系统的元件的体积，排气在这些元件内部的循环不是理想的或最优的，并且不利地影响了所述元件的效率。
在低压污染物移除系统出口处的气体非常热，这降低了气体进入发动机的入口系统之前的质量，从而降低了所述发动机的性能。已知将排气冷却器添加到低压排气再循环系统。冷却器可以是水/空气交换器，其中空气(此处是排气)将一定量的热量传递给水，水例如将该热量带到通常在车辆前部处的散热器。
为了减少具有污染物移除系统的动力传动系的拥挤，有利的是将水/空气交换器直接紧固在污染物移除系统的出口处。这样，气体立即被经过交换器的水冷却。
公开文件US4912928-A提出了一种与催化器连接的热交换器，其目的是减少热交换器的拥挤、减小交换器的整体尺寸、降低生产成本并且减小安装空间。所述交换器安装在催化器的下游，而该文献没有提出包括催化器和交换器的气体再循环装置的紧凑布置。
水/空气交换器的连接器部分被驱动到污染物移除系统的出口中。然后，该连接器在污染物移除系统的出口处的腔室中形成较大的突起，此处催化转化器改变了出口处净化气体的循环，从而形成气体循环速度低并且温度高的区域。实际上，到达该区域的气体非常热。出于此原因，这导致加热水/空气交换器的壁并且形成高温区域，这会干扰冷却器的运行：实际上，使水高温，并且因此并非以预期的效率排出气体的热量，这导致减少污染气体排放的效率降低。
本发明的目的是弥补这些问题，并且本发明的一个目的是一种具有污染移除系统的动力传动系，该污染移除系统具有改善的排气冷却。
本发明涉及一种用于在污染移除系统的下游再循环来自机动车辆热力发动机的排气的系统。
发明内容
本发明更具体涉及一种用于使来自机动车辆动力传动系的排气再循环的装置，该装置包括：
-壳体，该壳体用于用于移除排气污染物的系统，
-用于使排气再循环的元件，该元件包括带有管状壁的连接末端装配部，该连接末端装配部被驱动到污染物移除系统的壳体的出口开口中，
其特征在于，该装置包括外壳，该外壳可以围绕该连接末端装配部的管状壁。
有利地，用于再循环排气的装置提出了一种外壳，该外壳围绕用于再循环排气的系统的元件的连接末端装配部的管状壁，以保护所述末端装配部、并且尤其是驱动到污染物移除系统的壳体中的管状壁免受热排气影响。
根据本发明的其他特征：
-该外壳是管状的。
有利地，该外壳是管状的，以便以最佳方式容纳连接末端装配部，并且特别地覆盖所述末端装配部的管状壁。
-该外壳可以使排气流重新定向成沿与管状壁相反的方向。
有利地，该外壳可以使导向至末端装配部的管状壁的排气流重新定向并且重新导向成沿相反的方向，以便防止气流直接冲击到末端装配部的所述管状壁上，而这将导致所述末端装配部的局部加热，并且因此降低排气再循环的效率。
-外壳在形状上与连接末端装配部的管状壁互补。
有利地，外壳具有与连接末端装配部的管状壁互补的形状，这使得可以保持装置整体的紧凑性。
-该外壳是该污染物移除系统的壳体的一部分。
有利地，该外壳是该污染物移除系统的壳体的一部分，例如来自铸造。制造和组装得以简化。
-该外壳是该连接末端装配部的一部分。
有利地，根据另一实施例的外壳是污染物移除系统的末端装配部的一部分，然后所述外壳被带到所述末端装配部周围；这允许本发明可以简单地适应现有的污染物移除系统和现有的末端装配部。
-该外壳由金属箔形成。
有利地，外壳由金属箔的缠绕形成，这允许制造简单并且易于外壳与末端装配部之间的安装。
-该外壳与该管状壁分隔开。
有利地，该外壳与该管状壁分隔开，以防止通过所述外壳与末端装配部的管状壁之间的传导进行的热传递。
-该装置包括布置在外壳与管状壁之间的隔热层。
有利地，该装置包括布置在该外壳与该管状壁之间的隔热层，以便获得末端装配部的最佳热保护。
附图说明
本发明的其他特征和优点将通过阅读作为非限制性示例给出的并且在附图中展示的本发明的具体实施例的以下说明显现出来，在附图中：
-图1是具有污染物移除系统的用于再循环排气的装置的示意性视图。
-图2是具有管状壁的热交换器的连接末端装配部的示意性纵向截面视图，该管状壁被驱动到污染物移除系统的壳体的出口开口中。
-图3是根据本发明的实施例的外壳的示意性纵向截面视图。
-图4是根据本发明的实施例的具有末端装配部的外壳的示意性纵向截面视图。
-图5是根据第二实施例的交换器的示意图。
-图6是根据第二实施例的外壳的示意性视图。
-图7是根据第二实施例的具有污染物移除系统的排气再循环装置的示意性视图。
-图8是根据第二实施例的末端装配部的示意性纵向截面视图。
具体实施方式
在以下将说明中，相同的参考数字指示相同的零件或者具有类似功能的零件。
图1展示了用于使来自空气和燃料的混合物在热力或内燃发动机(未展示)的燃烧室中燃烧的排气进行再循环的装置。
通常，机动车辆的热力发动机包括被气缸盖覆盖的发动机缸体。气缸是在发动机缸体中挖出的，每个活塞都在其中滑动。由气缸的壁、活塞和气缸盖的下壁界定的体积形成燃烧室。将燃料和主要由新鲜空气和再循环气体组成的气体喷射到所述燃烧室中以形成混合物，该混合物通过活塞的上升而压缩，以便然后燃烧。排气经由由排气门控制的排气管道逸出到排气歧管，该排气歧管可以将所述排气引导至污染物移除系统100。污染物移除系统可以包括各种污染物移除元件，包括与颗粒过滤器相关联的催化器，例如，所述元件容纳在基本上圆柱形的壳体101内。
排气在经过污染物移除元件时接受污染物移除处理，并且归功于用于再循环排气的系统10，一部分所述排气在污染物移除系统100的出口处被回收，以被带回到发动机的进气口，从而减少污染物气体的排放。将沿排气流方向在下游从污染物移除系统收集的排气进行再循环的系统称为“低压的”。另一系统也可以使排气回到发动机入口，但在污染物移除系统的上游，称为“高压的”。本发明涉及用于再循环排气的“低压”系统。
然而，在污染物移除系统100出口处的气体非常热，这降低了气体进入发动机的入口系统之前的质量，并且因此降低了所述发动机的性能。已知将排气冷却器添加到低压排气再循环系统。冷却器可以是水/空气交换器102，其中排气将一定量的热量传递给水，水例如将该热量带到通常在车辆前部处的散热器(未展示)。
用于再循环排气的系统包括不同的元件，这些元件包括排气再循环(EGR)阀，所述气体的冷却器102。
图2示出了用于再循环排气的装置10的水/气体交换器102与污染物移除系统100的连接。
冷却器102包括围绕纵向气体管道104的基本上圆柱形的连接末端装配部11，该纵向气体管道浸没在填充有冷却液的传递室103中。冷却液是水基的，并且通过入口开口105进入所述传递室103，并且该冷却液通过出口106离开，然后被带到散热器(未示出)。
末端装配部11包括管状壁12，并且驱动过污染物移除系统的壳体101的基本上圆锥形的输出壁108中的出口开口107。
一部分热气体由壳体101的圆锥形壁108引导，并且侧向接触撞击末端装配部的所述管状壁12，从而形成影响冷却液的热特性的高温区域。
本发明提出了保护连接末端装配部11的管状壁12免受这部分排气的影响。
图3和图4展示了本发明的第一实施例。根据本发明的再循环装置10包括由金属箔形成的外壳14，该金属箔例如为0.2mm至0.5mm之间的薄不锈钢片材。所述外壳14在被组装好并且被驱动到壳体101的壁108中时围绕连接末端装配部11的管状壁12。外壳14是管状的，以使得可以容纳连接末端装配部。
外壳优选地具有与排气接触的外壁15，该外壁可以使排气沿与管状壁12相反的方向转向“与管状壁相反的方向”是指远离管状壁的方向。所述外壁15可以具有例如具有转向角α的基本上圆锥形的形状，以便基本上形成排气流的导流件16。
外壳14优选地与连接末端装配部11的管状壁12分隔开。以此方式，在外壳14与管状壁12之间不会发生通过热传导的热量传递。
外壳14的内径优选地基本上等于连接末端装配部11的外径。因此，在外壳与末端装配部的管状壁之间不会有热气体流。
根据第一实施例，外壳14是污染物移除系统100的壳体101的一部分。如图3所展示的，外壳14是基本上圆柱形的，其末端17朝向污染物移除系统略微变窄并且包括固定夹18。当所述末端装配部被驱动到壳体101的壁108中时，外壳14易于夹紧至连接末端装配部11。固定夹18还允许外壳14相对于连接末端装配部的管状壁12最佳定位，以便在外壳14与管状壁12之间保持间隔19，也就是说，外壳14保持离开管状壁12且不接触。
所述间隔19或间隔空间填充有空气或气体层，该空气或气体层在外壳与管状壁之间形成隔绝层。间隔空间可以是封闭的或具有适当的尺寸，以防止气体在所述间隔空间19中循环。例如，所述空间的厚度是非常小的毫米级，或者所述间隔空间的出入口被外壳14封闭或覆盖。
根据图5至图8所展示的本发明的第二实施例，外壳14是连接末端装配部11的一部分。
根据图5和图6，外壳14由缠绕在连接末端装配部的管状壁12周围的金属箔形成。该金属箔仅搁靠于末端装配部的纵向两端17、17’上，并且与管状壁12分开，以便在外壳14与连接末端装配部的管状壁12之间形成间隔空间19。外壳可以由图6所展示的圆柱形金属箔构成，如图7所展示的，该金属箔缠绕或安装在管状壁12周围。外壳14与管状壁12之间的间隔空间19很薄，并且可以填充有空气或填充有隔热层21，例如基于玻璃纤维和高温树脂或基于陶瓷的层。
优选地并且根据图8，外壳14可以沿末端装配部的轴线延伸比末端装配部11在壳体101中的驱入长度20更长的长度，也就是说，外壳14突出到污染物移除系统100的壳体101外，以增加连接末端装配部的隔热并且提高交换器的效率。
目的达成是通过：覆盖交换器的连接末端装配部的被驱动到壳体中的部分的外壳允许对所述末端装配部加以热保护，以防止热气体流撞击所述末端装配部的侧向管状壁，所述外壳易于制造和安装。
当然，本发明不仅限于以上作为示例描述的这种连接的实施例，相反，本发明涵盖其所有变体。
因此，在加强的隔热的范围内，可以增加放置在外壳与管状壁之间的隔绝层的厚度，但这仍然需要增加污染物移除系统的壳体的开口。

Claims (9)

1.一种用于使来自机动车辆动力传动系的排气再循环的再循环装置(10)，该再循环装置包括：
-壳体(101)，该壳体用于用于移除排气污染物的污染物移除系统(100)，
-热交换器(102)，该热交换器在冷却液与所述排气之间进行热交换，并且具有带有管状壁(12)的连接末端装配部(11)，该连接末端装配部被驱动穿过该污染物移除系统的壳体的圆锥形输出壁(108)中的出口开口(107)，所述排气撞击所述管状壁(12)，
其特征在于，该再循环装置(10)包括外壳(14)，该外壳能围绕该连接末端装配部的管状壁(12)，以用于保护所述管状壁(12)免受所述排气的影响。
2.如权利要求1所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)是管状的。
3.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)能使该排气流沿与该管状壁相反的方向转向。
4.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)由金属箔形成。
5.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)与该管状壁(12)分隔开。
6.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该再循环装置(10)包括布置在该外壳(14)与该管状壁(12)之间的隔热层。
7.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)是该污染物移除系统(100)的壳体(101)的一部分。
8.如权利要求7所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)的内径基本上等于该连接末端装配部(11)的外径。
9.如权利要求1或2所述的再循环装置(10)，其特征在于，该外壳(14)是该连接末端装配部(11)的一部分。
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