自持式低压egr和排气系统的制作方法

自持式低压egr和排气系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及自持式低压EGR和排气系统。公开一种排气系统，其包括将排气系统连接到进气系统的LP-EGR系统和在所述排气系统内具有大于90度且小于270度转弯的排气管，所述转弯位于前轮胎和后轮胎之间，并在LP-EGR排气入口的上游；以及布置在所述LP-EGR排气入口的下游的排气系统中和所述前轮胎的前方的消声器。通过缩短LP-EGR路径，在不需要使用背压阀的情况下，可维持EGR流的背压。
【专利说明】自持式低压EGR和排气系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自持式低压EGR和排气系统。

【背景技术】
[0002]排气再循环(EGR)可被用于增加发动机的燃料效率和减少排放量。这是通过在输送到燃烧室之前将排气再循环进入进气歧管以与环境空气结合来实现的。在利用涡轮增压器的系统中，排气可通过高压系统(HP-EGR)或低压系统(LP-HGR)进行再循环。在HP-EGR系统中，排气装置(exhaust)可具有在涡轮上游的出口和在压缩机下游的进气口。由于在非增压条件下排气系统和进气歧管之间更高的压力差，HP-EGR系统允许稳定的气流进入进气系统；然而，排气烟尘(exhaust soot)可积累或未燃烧的燃料可浓缩在EGR或进气系统中，造成发动机劣化。LP-EGR系统将涡轮下游的排气出口连接至压缩机上游的入口。通过这种方法，排气在再循环进入进气系统之前可通过颗粒或其它排放控制系统进行纯化，这减少了烟尘含量和由此产生的发动机系统内的积聚。然而，在LP-EGR系统中，排气在再循环进入进气系统之前穿过车辆的实质长度，这造成EGR系统内的许多问题。
[0003]在一些情况下，进气口内的压力(MAP)低于排气系统内的压力。进气压缩机、排气涡轮、和排气消声器每一个可造成系统之间的压力差。然而，随着增加的LP-EGR长度，压力损失增加，且在一些长路径LP-EGR系统中，无法经由系统内的固有压力差维持EGR流。背压阀可结合到LP-EGR系统中，以在进气和排气系统之间形成足够的压力差。然而，额外的阀组件的劣化可使整个LP-EGR系统停用。此外，由该背压阀引起的EGR系统和进气口内的共振，可造成驾驶员的听觉干扰和可导致机械故障的EGR内的振动。
[0004]增加的EGR路径长度也引起增加的反馈延迟，使得响应于当前发动机负荷调节再循环的系统可能经历精度损失。此外,增加的LP-EGR管的路径长度增加了生产成本和车辆重量且消耗了有限的底架空间。
实用新型内容
[0005]已经认识到以上问题的本发明人提供了使用较短EGR路径的各种LP-EGR系统，其减少了对背压阀的依赖。在一个实例中，该发动机可经配置使得具有朝车辆后部的初始流动方向的排气管转弯，使气体朝车辆前部改变方向。通过在排气管内引入这种转弯，排气朝向进气系统所在的车辆前部按路线返回，从车辆后部至更靠近压缩机的车辆前部再布置涡轮和尾喷管(tailpipe)。
[0006]所公开的布置缩短了 EGR管的长度，从而减少压力损失到可通过消声器产生足够的压力来维持再循环的这种程度。前方布置的排气系统还通过去除过长的EGR管减轻了车辆的重量并减少了系统的再循环响应时间，该系统响应于运行条件或负荷考虑事项而计量再循环。进一步地，通过将尾喷管置于车辆的前部，加热的排气可被指引朝向地面，并且可在与轮胎接触之前将热转移至存在于道路上的冰或雪，从而增加前轮胎的轮胎牵引力并提高驾驶性能。
[0007]在另一个实施方式中，提供了操作发动机系统的方法。该方法包括:将低压排气(LP-EGR)从排气系统再循环到进气系统；引导发动机排气向下至底部平面，并在LP-EGR管的起始(take-off)上游的底部平面内在90度和270度之间改变流动方向；将排气从排气系统抽送至转弯点上游的LP-EGR管；并从前轮胎线上游的尾喷管排出气体。
[0008]在另一个实施方式中，所述方法进一步包括通过经由排气系统中的涡轮压缩进气来涡轮增压发动机。
[0009]在另一个实施方式中，排气进入涡轮下游的LP-EGR管并进入压缩机上游的进气系统。
[0010]在另一个实施方式中，所述方法进一步包括引导排气通过消声器并离开前轮胎线上游的尾喷管。
[0011]在另一个实施方式中，所述方法进一步包括冷却LP-EGR管内的再循环的排气。
[0012]在另一个实施方式中，通过在排气系统内的附加背压阀来实现增加排气流。
[0013]应当理解，提供以上的
【发明内容】
是为了以简化形式引入选择的概念，这种概念将在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着视为要求权利的主题的关键或本质特征，要求权利的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，要求权利的主题不限于解决上面或本公开的任何部分中指出的任何缺点的执行方式。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1示意性描述了所公开的LP-EGR系统的实施方式。
[0015]图2A示出了具有所公开的LP-EGR系统的实施方式的车辆的底面。该图大致按比例绘制，虽然可以使用其它的相对尺寸。
[0016]图2B示出了图2A的放大部分。
[0017]图3示出了如图2A指出的所公开的LP-EGR系统的实施方式。
[0018]图4示出了所公开的LP-EGR系统的实例控制程序。

【具体实施方式】
[0019]下面详述配备有涡轮增压器的发动机的LP-EGR系统的系统和方法。LP-EGR通常指具有位于进气系统负压部分例如压缩机上游的排气出口和位于排气系统正压部分例如颗粒过滤器、催化转化器、或被连接在排气系统中的其他排放控制装置的下游侧的排气入口的EGR系统。相反，HP-EGR系统通常指具有位于比LP-EGR压力更高的进气系统的部分的排气出口和位于比涡轮上游的LP-EGR压力更高的排气系统的部分的排气入口的EGR系统。
[0020]所公开的LP-EGR系统可包括沿着再循环路径的许多装置。该EGR系统可具有在排气再循环路径中的一个或更多个热交换器。热交换器可以是EGR冷却器，并且可经由导热隔板使EGR气体暴露于冷却液体。冷却EGR气体可响应于发动机的运行条件出现，并可有助于保持气体在所期望的温度下。冷却EGR也减少了排气量的体积，并且从而对于给定体积的EGR允许更大质量的燃料被传输。冷却也可响应于排气中燃料的密度开始，以便不超过某些运行条件的排放阈值。
[0021 ] 为了达到发动机内的理想运行温度或在进气系统内管理冷凝物，旁路(bypass)可存在于所公开的LP-EGR系统中以绕过一个或更多个EGR冷却器。一个或更多个节气门也可存于EGR系统内以管理再循环进入进气系统的EGR量。节气门可位于出口、入口、或沿着EGR通道。EGR气体可进一步在再循环后和燃烧前在进气系统内被节流(throttled)。节气门可计量排气和可用于燃烧的进气的量。
[0022]在不利用润轮的机械增压系统(supercharged system)或包括润轮以及供给压缩动力的发动机的双增压系统(dual-charged system)中，LP-EGR排气入口可位于排放控制装置例如过滤器或催化转化器和/或涡轮的下游。
[0023]所公开的LP-EGR可与HP-EGR系统结合或独立地使用。配备有LP-EGR和HP-EGR两者的系统可响应于某些负荷或运行条件从进气口解耦该两个系统中的一个。其它实施方式可允许该两个系统适合地运行，且控制系统可响应于运行条件调节穿过各单独系统的排气流。
[0024]所公开的LP-EGR系统还可包括多个排气出口，其可被独立地用阀调节且可被布置在进气冷却器、节气门或压缩机上游和/或下游的多个入口上。该LP-EGR系统也可以具有分支进入多个LP-EGR管的单个排气出口，该多个LP-EGR管可布置在冷却器、节气门或压缩机上游和/或下游的多个位置。在分支LP-EGR系统中，分支可存在于节气门的下游，以便穿过管的排气由单个致动器计量，其也可被独立地致动。
[0025]图1示意性地描述了配备有LP-EGR的样本涡轮增压发动机、进气系统、和排气系统。图2A示出了从车辆的下面观看时包括局部进气系统、排气系统和LP-EGR系统的实例底部布置。图2B示出了图2A的排气管的放大部分。图3进一步详述了从车辆的底部去除的图2A的LP-EGR系统。图4示出了本文所公开的LP-EGR系统的实例运行程序。
[0026]现在转到图1，所描述的系统与车辆的4缸直列发动机兼容。发动机106具有被配置以从进气歧管130接收增压空气(aircharge)的燃烧室102。在燃烧室内，空气可在通过火花或压缩点火方法点火和燃烧之前与来自燃料喷射器104的燃料混合。本文所指的燃烧可以是局部燃烧，其中气缸内的一部分燃料氧化而一部分保持未氧化并且化学上未改变，并且因此可被用于随后的燃烧。燃烧后排出气缸的排气包括氧化的燃料和未氧化的燃料的混合物。
[0027]发动机106可经由包括提供动力给压缩机118的涡轮112的涡轮增压系统增压。排气可被转变为动能以致动涡轮112并穿过涡轮112经历压降。涡轮可被连接到一个或更多个排放控制装置，该排放控制装置可包括颗粒过滤器、SCR催化剂、三元催化剂、稀NOx捕集器或氧化催化剂。位于排放控制装置114下游的排气管116可包括消声器132上游的LP-EGR排气出口。
[0028]消声器132可起到在发动机的排气经由尾喷管110进入大气之前降低由发动机形成的声压振幅的作用。声压量减少可通过经由调谐到以破坏性频率共振的消声器内的绝缘通道和室引入破坏性干扰来完成。通过阻塞排气的排出通道，消声器132可形成背压进入排气管116和连接的排气出口 134中。如果背压足够高，排气将被强制通过排气出口 134进入 LP-EGR 管 136。
[0029]注意，负X方向指示朝向车辆后部并且正X方向指示朝向车辆前部，如图1所示。在一些EGR系统中，排气管116在排放控制装置114的负x方向上延伸，使得消声器132被布置在相对于排放控制装置114的负X方向。尾喷管110脱离消声器132并向车辆后部排出气体。在这种布置中，LP-EGR排气出口位于相对于排放控制装置114的负X方向，使它在排放控制装置114与消声器132之间，这需要LP-EGR管穿过车辆的实质长度。在这种布置中，LP-EGR管转弯180度的方向，以便其可被连接到位于相对于过滤器的正X方向的进气系统上。从排气系统到进气系统的EGR流动可通过出口和入口之间的压力差来维持。EGR流动维持的压力差随着EGR管的长度以及任何方向的变化而增加，并通过传统EGR系统中排气流的180度方向的转弯大幅增加。在一些系统中，单独的消声器不能提供足够的背压来维持EGR流动，从而产生了额外的背压。额外的背压通常通过执行背压阀来实现。
[0030]然而，背压阀造成了额外的制造成本并引入了额外的机械故障的可能性。此外，通过阀形成的增加的压力引入了在EGR管和EGR阀上额外的应变以及在涡轮增压系统的发动机和涡轮上增加的背压。增加的背压可引起发动机劣化和降低的燃料效率，其也可降低涡轮的效率，并且因此降低涡轮增压器的效力。
[0031]在所公开的系统中，排气管116在排气出口 134和消声器132上游具有方向转弯。该转弯通过使排气岐管下游和EGR起始上游的排气管弯曲来完成。在图1中，该转弯位于排放控制装置114和涡轮112的下游。在可选的实施方式中，它可处在涡轮112和排放控制装置114中的任一或两者的上游或下游。
[0032]在转弯点212处具有转弯的图2B的放大视图框中转角由Θ (theta)表示。转弯可在转弯点线230上的转弯点212处出现，并且该转弯点212可指与后轮胎218最近和/或离发动机106、进气口、LP-EGR管206、消声器132或前轮胎216最远的排气管内的点。转角可从第一点232和第二点234测量，在第一点处该角的第一线垂直地相交排气管116的直径，在第二点处第二线垂直地相交排气管的直径。角Θ可为可都在x-y平面内的第一线和第二线之间的角。x-y平面可平行于底部220，并且可被称为底部平面；其可进一步平行于前轮胎和后轮胎的四个轮胎-路面接触点。第一点232可在转弯点212的上游,而第二点234可位于转弯点212的下游。第一点232可在排放控制装置114和发动机106的下游。第二点234可在第一点232的下游，并可在消声器132和LP-EGR管206的上游。
[0033]当在第一和第二线的平面内测量时，角Θ可大于90度且小于270度。应注意，在一个实例中，转弯可为180度的转弯。通过包括在90度和270度之间的排气管转弯，排气管可沿从车辆前部朝向车辆后部的路径运行，且在转弯点212后，该排气管可关于一定角度弯曲，以使其沿着朝向车辆前部的路径延伸。
[0034]在一个实例中，x-y平面中的排气管的路径可被理解为蜿蜒路径，其中一个或更多个弯曲作为沿X轴的位置的函数。排气管的尾喷管可比排气管116的中点和/或转弯点更接近发动机和/或车辆的前部。进气口的位置可比车辆的后部和/或转弯点更接近发动机和/或车辆的前部。因此，排气管内的转弯使排气管更接近进气口布置。LP-EGR路径连接较低压力部分的进气口至较高压力部分的排气口，因而本公开的系统允许缩短的LP-EGR路径和更容易维持的压力差。
[0035]可选的实施方式可以不包括涡轮增压器。在这些实施方式中，EGR入口可位于方向转弯上游的排气系统的压力较低部分中。
[0036]转弯也可被包括在排放控制装置或涡轮中，使得相对于x-y平面，在过滤器或涡轮入口处的排气的流动方向可与排放控制装置或涡轮出口处的排气的流动方向相反。换句话说，方向变化可被结合至涡轮或过滤器的几何学中且在所公开的实施方式中，连接管可以是直的或几乎是直的。
[0037]在流动方向上的变化允许排气出口 134被定位在相对于涡轮和/或过滤器的正X方向上，以便其更靠近车辆前部附近布置的进气系统，且引导排气朝向车辆前部。然后，消声器可被布置在车辆前部附近，以使未再循环的排气可通过位于车辆前部附近的尾喷管110离开。与更传统的方法相比，所公开的实施方式允许较短的LP-EGR管136且消除或大幅减少了 EGR管流动方向变化。缩短的EGR管降低了维持排气流通过EGR系统的背压要求，以便可除去背压阀并且可仅通过消声器提供足够的压力。
[0038]然而，一些公开的实施方式可包括背压阀，以实现升高的压力用于增加的流动。进一步地，通过增加排气系统的长度和包括流动方向改变，由消声器或额外的背压阀传输至排放控制装置、涡轮和发动机的背压可被降低，从而降低效率损失和劣化。换言之，可另外阻碍LP-EGR的增加的压力损失被传递至排气系统并被有利地实施以保护涡轮和发动机系统免于受到背压。
[0039]LP-EGR管136可连接到排气冷却器122，并且可包括由控制系统140响应于可包括温度和湿度的进气或发动机条件而用阀调节的冷却器旁路通道(未示出)。LP-EGR阀124可通信地连接到控制系统140来调节排气通过LP-EGR系统的通道，这可响应排气中未氧化的燃料含量以及发动机负荷要求。通过LP-EGR系统的排气通道也可响应于进气系统条件如温度或进气压力而被停用。
[0040]由单一燃烧剩余在排气中的未氧化燃料的量可受几个因素的影响。一个实质因素可以是管理发动机负荷要求和所得的注入到燃烧室用于点火的空气。如果发动机负荷要求低，输送到系统的空气量可能比较低，这增加了燃烧后剩余的未氧化燃料的量。发动机温度还可影响逸出燃烧的燃料的量，因为较低的发动机温度具有较低的燃烧效率。
[0041]增压运动控制阀可并入该系统，以增加燃烧效率。这些因素以及未在本文另外指出的其他运行条件可以通过传感器160通信到控制系统。这些传感器可以测量例如进气和/或排气系统内的氧含量、和湿度、温度。传感器也可以测量发动机负荷、发动机温度、或节气门位置。实例传感器可以是歧管压力传感器108。阀致动可以经由通信连接的致动器144通过控制系统140来控制。
[0042]通过阀124的排气可进入排气入口 138，在此它可以与已被压缩机118压缩的来自大气的进气相结合。在所示的实施方式中，排气入口 138抽取压缩机118上游的排气系统的排气。在其它实施方式中，该入口可位于压缩机118的下游。此外，LP-EGR系统可分支成两个管，一个在压缩机118上游具有入口，而另一个在压缩机118下游具有入口。每个分支可包含冷却器或可在冷却器下游分支，该分支也可以由单独的阀调节或可在单个LP-EGR阀的下游分支。
[0043]然后，该结合的环境空气和排气可通过进气冷却器126。在其它实施方式中,进气冷却器可位于排气入口上游，使得排气不穿过进气冷却器。
[0044]节气门128可通信地连接到控制系统140，并且可响应于发动机负荷要求而致动，这允许更高质量的空气进入进气歧管用于更高的负荷要求，并且响应于低负荷要求允许更低质量的空气进入进气歧管。节气门致动可响应于再循环进入发动机系统的排气量。节气门可连接到进气歧管130，并且可位于发动机燃烧室102的上游。
[0045]在工作冲程的填充部分期间，燃烧室可用排气和环境空气组合填充，用于燃烧。输送到燃烧室的排气和/或环境空气可在填充之前与额外的燃料一起注入；它也可在燃烧室内被注入或与燃料结合。
[0046]发动机106和进气歧管130可位于涡轮112和/或排放控制装置114的正x方向。从大气空气增压进气可位于相对于发动机106、涡轮112、和排放控制装置114的正X方向。该LP-EGR排气入口和/或排气出口可位于涡轮112和/或排放控制装置114的正X方向；可选地，它们可位于相对于消声器132的负X方向。
[0047]现在转到图2A，描述了本文公开的具有LP-EGR系统的车辆底部220，诸如在图1中所图示的底部。车辆底部220包括多气缸V-型发动机，并且因而对于每个直列气缸排可具有排气系统和进气系统。排气系统的第一侧(在正y方向)可与排气系统的第二侧(在负y方向)成镜像，其中镜像轴是平行于如图中所示的从车辆中心前部到车辆中心后部的X轴的轴。在可选的实施方式中，发动机可具有直列配置，其中燃烧室被线性对齐在单个轴线上。直列发动机可具有一个排气管和/或一个EGR通道。
[0048]发动机106可连接到排气管116，且排气管116可进一步地连接到排放控制装置114。排气流的方向可具有朝向车辆后部的初始X-分量。在车辆的中间部分附近，排气管可在转弯点212处朝向车辆外侧(远离镜像轴)弯曲，直到它有具有朝向车辆前部的X-分量的最终流动方向。车辆的中间部分可被限定为在前轮胎216和后轮胎218之间的车辆部分。流动路径继续朝向车辆前部朝向前保险杠附近放置的并平行于前保险杠对齐的前方消声器延伸。在该实施方式中，LP-EGR管206可在消声器的上游。管206可连接到局部进气管204用于排气再循环进入进气系统。
[0049]两个前轮胎216可每个具有与路面的接触点，其沿着由前轮胎线226指示的轴对齐。轮胎可通过横拉杆224致动。类似地，两个后轮胎218可每个具有与路面的接触点，其沿着由后轮胎线228指示的轴对齐。前轮胎线226和后轮胎线228可以是平行的，并隔开距离Λ T ;它们也可平行于y轴。排气管116的转弯点212可以沿着平行于前轮胎线226和后轮胎线228的转弯点线230在前轮胎线226和后轮胎线228之间，并且每个可以垂直于镜像轴。转弯点线230和前轮胎线226可隔开距离XF。转弯点线230和后轮胎线228可由后部间隔距离Xk隔开，使得XjP Xk的总和等于AT。在一些实施方式中，Xf可等于Xk，使得转弯点与前轮胎线226和后轮胎线228等距离。发动机106可在前轮胎线226和转弯点线230之间。排放控制装置114、额外的共振器(未示出)、和/或横拉杆224也可在前轮胎线226和转弯点线230之间。
[0050]可连接到排气系统的涡轮、冷却器、颗粒过滤器、或其它装置的位置未在图2A中示出，且可位于沿着管208的路径的不同点。具体地，涡轮可位于过滤器的上游，或两者可位于转弯点212的上游。可选地，涡轮可位于转弯点212的上游，并且过滤器位于转弯点212的下游。排气冷却器可沿着EGR管206布置并且可进一步包括冷却器旁路。排气系统可进一步包括阀，以计量可位于任选的冷却器上游或下游的管206内的LP-EGR流。
[0051]未再循环通过EGR系统的排气可在通过尾喷管110排出之前通过消声器214。尾喷管110可位于车辆的前轮胎的前部；另外地或可选地，也可布置尾喷管110以在向下的方向(朝向道路)上排出气体。所公开的布置可在路面与车轮接触之前允许排气与路面互相作用。来自排气的热可被转移到道路表面上的冰或雪，并可融化或有助于融化冰或雪，这提高车辆牵引力和驾驶性能。
[0052]压缩机和/或进气冷却器可位于进气管204的上游或下游。进一步地，进气冷却器可位于局部进气管204的下游，并且压缩机位于局部进气管204的上游。进气节气门可位于局部进气管204的下游或上游。其它实施方式可包括多个节气门，其中至少一个节气门位于排气入口的上游，并且至少一个其它节气门位于排气入口的下游，以使第一节气门控制输送到进气系统的新鲜空气的量，并且第二节气门确定输送到进气歧管的新鲜空气-排气混合物的量。
[0053]图2A的进气和排气系统在图3中被进一步详述。在图3中，排气的流动方向由箭头表示。如所示的，流动方向可以是排气流在EGR通道中给定位置处的净方向(netdirect1n)。流动方向可以由三维矢量表示,虽然应该注意,流动方向的x_和y_分量在本文中被讨论，因此实施方式可具有未另外指出的额外流动方向Z-分量。流动方向的X-和y-分量可被描述为二维角Ψ的函数，二维角Ψ可从流动方向矢量至最近的X轴(在90度内)测量，如图中所示的。
[0054]X-分量的大小等于Ψ的余弦的大小。进一步地，如果X-分量指向车辆前部则其为正的，而如果其指向车辆后部则其为负的。类似地，y-分量的大小等于Ψ的正弦的大小。进一步地，如果y-分量指向车辆的第一侧则其为正的，而如果其指向车辆的第二侧则其为负的。车辆的第一侧可被理解为相对于车辆内的驾驶者的车辆左侧。车辆的第二侧可被理解为相对于车辆内的驾驶者的车辆右侧。在一些实施方式中，X轴可垂直于I轴。
[0055]在本实施方式中，离开发动机106的排气可在排气岐管100的出口处分成两个相反的流动方向。在本实施方式的排气系统的第一侧，第一流动方向可具有正的y_分量，其也可具有零或几乎为零的X-分量。在排放控制装置114的上游，流动方向的X-分量可变得更负。然后，流动方向可在排放控制装置114的上游、下游或内部具有等于零的y-分量，使得流动方向的X和I分量都是负的。
[0056]然后，流动方向可变化并经历发动机下游的转弯，使得流动方向的X分量和y分量在正的方向上。在一些实施方式中，一个或多个排放控制装置可在该转弯的下游侧上。然后，排气流动方向可继续具有正的X分量。流动方向在y方向上可一概地为正的，或如所示的，它在消声器132的排气入口下游成为负的之前可为正的。LP-EGR路径可在转弯点212下游和消声器132上游的点处从排气管116分支。LP-EGR路径可具有正的x和y分量的流动方向，并且然后在排气出口 134处可与LP-EGR管136内的进气结合。
[0057]在与V型构造兼容的实施方式中,排气系统可具有对应于发动机的两个直列汽缸排的侧。上面说明了第一侧。排气系统的第二侧可在车辆的第二侧之内，并且可具有横跨镜像轴成镜像的流动方向分量，该镜像轴可平行于X-矢量并与两个前轮等距离。换言之，本实施方式可在第二侧上在发动机106的下游和消声器132的上游具有额外的一组的上述额外排气系统装置。因此，排气系统和LP-EGR系统的流动方向可相对于这些上述装置具有与上半部分中的排气系统一样的X-分量。然而，在第二侧中的流动方向可具有y_分量，其相对于上述装置(负到正和正到负)与第一侧的流动方向的y-分量相反。类似地，排气系统的第二侧可分支成具有带正X-分量和负1-分量的流动方向的LP-EGR路径。
[0058]在所描述的实施方式中，排气系统的第一侧可被布置在消声器132的第一排气入口上，并且排气系统的第二侧可被布置在消声器132的第二排气入口上。在可选的实施方式中，排气系统的第一侧可在消声器132的排气入口上游与排气系统的第二侧相结合。在消声器132的下游，排气可经由尾喷管110离开系统。
[0059]排气管内的排气系统的转弯点处的流动方向变化可进一步允许LP-EGR管在车辆的前部附近具有排气出口，以便其在进入进气系统前经过车辆长度的一小部分。进一步地，所公开的实施方式允许LP-EGR管是线性或几乎为线性的，这消除或降低EGR系统内的压力损失。
[0060]LP-EGR阀可响应于运行条件和发动机负荷要求通过控制系统来调节。从EGR排气出口到所公开系统的排气入口的缩短的距离减少了在再循环期间经过的时间，从而减少了阀致动和排气到达进气系统之间的延迟。增加的系统响应增加了通过控制系统EGR阀的控制精度。
[0061 ] 在一个实例中，可布置排气管以从涡轮出口向车辆后部及向在x-y平面中的车辆中心轴引导排气。然后，排气管可引导排气远离中心轴，并在到达消声器之前朝向车辆前部使流动方向转回，经过发动机排气和涡轮。
[0062]现在转到图4，示出了操作LP-EGR阀以将期望量的排气提供到进气系统的实例程序。期望量的排气可以是确定百分比稀释度的具有新鲜空气的排气，以达到期望的进气节气门位置的转矩。
[0063]在400处，发动机运行条件可以被估计和/或测量。这些可包括，例如，发动机转速、驾驶员要求的转矩、发动机冷却剂温度、催化剂温度、VCT, MAP、BP和/或MAT。在402处，可调节进入进气系统的EGR气体的量，以达到发动机转矩并可响应发动机运行条件。该调节可包括响应速度、负荷、发动机温度和其它发动机运行条件确定所期望的EGR百分比稀释度。在404处，排气的未氧化燃料含量可响应于上述条件进行调节。在406处，可调节EGR的流动以达到所期望的空气与燃料的稀释度。
[0064]在408处，空气进气节气门和EGR阀的位置可响应于空气流量、未氧化的燃料含量和发动机运行条件例如空气温度、BP、估计的EGR温度和EGR后(post-EGR)冷却器压力进行调节。在410处，进气节气门和EGR阀可被致动到所期望的位置，这允许排气和进气结合。
[0065]注意，本文包括的实例控制和估算程序可以与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。进一步地，该技术可应用于任何类型的动力系，包括但不限于，与纯电动、混合电动、插电式混合电动、燃料电池电动和柴油发动机提供动力的车辆相关联的动力系。本文描述的具体程序可以代表许多处理策略中的一种或多种，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等等。因此，阐述的各种动作、操作、或功能可以按照所阐明顺序执行、并行执行、或在一些情况中省略。类似地，实现本文所描述的实例实施方式的特征和优势不一定需要该处理顺序，但是为了便于阐明和描述提供该处理顺序。取决于使用的具体策略，可以重复执行一个或多个所阐明的动作或功能。进一步，描述的动作可以通过图表示编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。
[0066]将理解的是，本文中公开的构造和程序本质上是示例性的，不应当在限制性意义上考虑这些【具体实施方式】，因为各种变化是可能的。例如，以上技术可以应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0067]权利要求特别指出被视为是新颖和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个(一种)”元件或“第一”元件或其等价形式。这些权利要求应理解为包括一个或更多此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本发明权利要求的修改或通过在此或相关申请中新权利要求的呈现来要求权利。
[0068]此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同，仍被视作包括于本公开的主题内。
【权利要求】
1.一种系统，其包括: 低压排气再循环(LP-EGR)系统，其将排气系统连接到进气系统； 在所述排气系统内的排气管，其具有大于90度并小于270度的转弯，所述转弯位于前轮胎和后轮胎之间并在LP-EGR排气入口的上游； 消声器，其布置在所述LP-EGR排气入口的下游的排气系统中并且在所述前轮胎的前方。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括布置在所述前轮胎和后轮胎之间的发动机。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述发动机被布置在所述转弯和所述前轮胎之间，并且其中LP-EGR进气出口被布置在所述消声器的后面。
4.根据权利要求3所述的系统，其中尾喷管出口被布置在所述前轮胎的前方，并且其中所述尾喷管出口的方向在所述前轮胎的前部的向下方向。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述排气管包含在所述转弯上游的催化转化器，所述催化转化器布置在所述转弯的前方。
6.根据权利要求3所述的系统，其进一步包括高压EGR系统。
7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括在所述LP-EGR系统内的一个或多个排气冷却器。
8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括含有压缩机和涡轮的涡轮增压器，其中在所述涡轮的下游LP-EGR管被连接到所述排气管，并且在所述压缩机的上游、下游、或上游和下游二者LP-EGR管被连接到进气。
9.一种车辆，其包括: 发动机； 沿着底部朝向车辆后部引导发动机排气的排气管，所述排气管围绕前轮胎和后轮胎之间朝向车辆前方向后弯曲； 在所述排气管和处于发动机前方位置处的发动机进气口之间连接的LP-EGR管。
10.根据权利要求9所述的车辆，其进一步包括布置在所述前轮胎前方的消声器。
11.根据权利要求10所述的车辆，其进一步包括连接至所述发动机的涡轮增压器。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述排气管在涡轮增压器的涡轮的下游首先向所述车辆的中心轴弯曲，然后远离所述车辆的中心轴弯曲多于120度，并且然后进一步朝向所述发动机前方的中心轴向后弯曲，通向所述车辆的前部并进入所述消声器。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述发动机为V-发动机。
14.根据权利要求13所述的车辆，其在所述LP-EGR管中进一步包括冷却器。
【文档编号】B60K13/04GK203856608SQ201420116802
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】张小钢 申请人:福特环球技术公司