排放阀及相关联的设备的制造方法_2

文档序号:9382741阅读:来源:国知局
的涡轮11,另一方面包括由涡轮驱动以压缩用于在进气入口处供给气缸2的气体的空气的压缩机13。增压回路5还包括排出管道15,该排出管道允许来自于至少一个第一气缸、在本示例中来自于对应于非专用气缸2a、2b和2c的三个气缸的气体绕过涡轮增压器9的涡轮11。
[0056]再循环回路7包括再循环管道21,该再循环管道被配置为将来自于专用于气体再循环的气缸2d的气体引向进气。
[0057]与发动机I的增压回路5、再循环回路7和排气管路23连接的排放气体引导设备25允许控制在增压回路5、再循环回路7和排气管路23之间流通的气体的量。引导设备25还允许使来自于专用气缸2d的气体改变方向,使得这些气体帮助驱动涡轮增压器9的涡轮11,或使来自于非专用气缸2a、2b和2c的气体改变方向,以帮助使得排放气体再循环回路7处于完全再循环位置。
[0058]设备25可以包括再循环阀19和排放阀17。排放阀17和再循环阀19分别位于排出管道15和再循环回路21中。当排放阀17打开时,来自于非专用气缸2a、2b、2c并经过排出管道15的气体能够直接流向排气管路23。再循环阀19布置在至少一个对应于专用于气体再循环的气缸2d的第二气缸的出口处。再循环阀19被配置为将来自于专用气缸2d的气体要么经由再循环管道21引向进气,要么经由排放阀17引向排气管路23。
[0059]要指出的是,虽然图1示出了一个使用再循环阀19和排放阀17的实施例,但是可以在不包括增压回路5的不同架构中插入再循环回路7和再循环阀19。在该情况下,再循环阀19将直接与排气管路23连接。同样地,排放阀17可以在不同的架构中使用。
[0060]系统3还可以包括供给空气冷却器27,例如位于再循环回路21的入口下游和气缸上游的进气处的水冷空气冷却器(英文为“water cooled charged air cooler”,缩写为WCCAC)。由此,冷却器27允许一方面冷却来自于涡轮增压器9的已经由于在压缩机13处承受的压缩而被加热的外部气体,另一方面冷却来自于专用于再循环气体的气缸2d的气体,这允许只使用一个冷却器27来冷却所有在气缸2入口处接收的气体。
[0061]此外,该冷却器27的使用允许结合再循环的气体和外部气体,以为气缸2供给均质的气体,使得对于所有气缸2,再循环的气体的浓度都是一样的。为此,冷却器27可以包括用于使气体围绕其中流通着水的管路分布的干扰器。这些干扰器例如通过小的翅片来实现,并由此帮助在冷却器27出口处获得均质的混合物。
[0062]气缸2还可以每个都包括喷射器29 (例如:多点类型的喷射器)、高能量点火线圈31 (该线圈可以被不同气缸共用)和火花塞33。发动机I还可以在再循环回路21处包括热量交换器,例如水煤气变换催化剂(英文为“Water Gas Shift (WGS) catalyst”),在排气管路23处包括三通道催化剂37,在气缸2a、2b和2c出口处包括加热含氧量传感器(英文为“Heated Exhaust Gas Oxygen (HEGO) sensor”),和在排气管路23处包括含氧量传感器41ο
[0063]现在基于图1的示意图来详细说明发动机I的进气气体过剩供给和排放气体再循环系统3的整体运行。在压缩机13处接收外部气体,在给涡轮增压器9的涡轮13供给气缸2出口处的排放气体时,压缩机压缩外部气体。空气然后经由进气管道4向进气传送。当涡轮11不再被气缸2出口处的排放气体供给时,在进气管道处接收没有被压缩机13压缩的外部空气。
[0064]在进气处,在引导设备25允许排放气体再循环时,空气与来自于再循环管道21的再循环气体混合。当再循环阀19处于气体再循环位置时尤其是这样的。然后,外部空气与再循环气体的混合物在热量交换器27中被冷却,尤其是为了减少所排放的颗粒的数量。此夕卜,热量交换器帮助获得均质的混合物。
[0065]然后,混合物到达气缸2处,在该处混合物与被喷射器29喷出的燃料混合,整体被火花塞33点燃。一旦燃烧,气体就排向气缸2出口,以最终被设备25引导。特别地,在专用气缸2d处,取决于再循环阀19的位置,来自于专用气缸2d的气体要么完全向进气再循环,要么完全被引向排放阀17,要么一部分再循环、一部分被引向排放阀17。取决于排放阀17的位置,来自于专用气缸2d的气体的被传送至排放阀17的部分要么用于供给涡轮增压器9的涡轮11,要么直接向排气管路23传送。取决于排放阀17的配置,来自于其他气缸2a,2b和2c的气体要么用于供给涡轮增压器9的涡轮11,要么直接向排气传送。
[0066]现在基于图2至图5更详细地说明符合本发明的再循环阀19的一个示例。
[0067]再循环阀19包括阀主体43,该阀主体限定主管道45,该主管道一方面经由入口开孔47与专用于气体再循环的气缸2d的出口连接,另一方面经由出口开孔49与再循环管道21连接。阀主体43还限定辅助管道50,该辅助管道经由通过窗口 51敞开至主管道45。
[0068]再循环阀19还包括气体引导装置,这些装置允许控制再循环气体的量,以避免发动机I缺氧。引导装置可以在主管道45与辅助管道50之间的连接处包括活动活门55。然而,要指出的是,也可以使用本领域技术人员已知的其他引导装置,例如位于主管道和辅助管道处的转动阀组件。
[0069]图2和图3不出了再循环阀19的沿着活门55的长度剖开的剖视图,而图4和图5则示出了活门55的正视图。活动活门55被配置为能够转动地运动并在完全再循环的第一位置和如图2所示的阻闭主管道45的第二位置之间转换。活动活门55能够处于完全再循环位置和阻闭主管道45的位置之间的任何中间位置。活动活门55的转动在图3中由箭头56示出。
[0070]在完全再循环位置上,活动活门55关闭通过窗口 51,并阻止辅助管道50与主管道45联通。
[0071]在阻闭主管道45的位置上,主管道45的上游部分(即主管道45的位于进入开孔47和与辅助管道50的连接之间的部分)与辅助管道50联通,而主管道45的下游部分(即位于与辅助管道50的连接和出口开孔49之间的部分)被阻闭。
[0072]在图3中,活门55处于完全再循环位置与阻闭主管道45的位置之间的中间位置。
[0073]在主管道45与辅助管道50之间的连接处布置具有对应于通过窗口 51的开口的密封件57,以在活动活门55处于完全再循环位置时确保两个管道45和50之间的密封。密封件57可以是维持在两个凸缘之间的、向管道45和50内部凸出的凸起密封件。由此,当活动活门55在完全再循环位置上与密封件57接触时,其允许实现两个管道45和50之间的密封。密封件57的使用允许在完全再循环位置上获得接近100%的密封性,这允许精确地控制再循环气体的量。由此,在图1中示出的应用示例中,当活动活门55处于完全再循环位置时,几乎所有来自于专用气缸2d的气体都被再循环,因此获得恒定的再循环气体比率,该比率例如在四气缸发动机(气缸中的一个专用于再循环)的情况下为25%。
[0074]活动活门55具有称为阻闭翼部59的翼部和偏向翼部61,这两个翼部通过中间区域63相互连接,所述阻闭翼部59和偏向翼部61布置在密封件57的两侧,而中间区域63则穿过密封件57的开口。在完全再循环位置上,两个翼部59和61与密封件接触。活动活门55还在中间区域63附近包括铰接轴65,该铰接轴允许活动活门在完全再循环位置和阻闭主管道45的位置之间转动。铰接轴65相对于阻闭翼部59和偏向翼部61偏心。铰接轴65例如由在其端部处被固定的铰接轴67构成,活动活门55被引导围绕该铰接轴67转动。替代地,铰接轴65可以与活门55联结,并由位于铰接轴65两个端部处的轴承引导转动。
[0075]翼部59和61沿着活门55的铰接轴65的尺寸可以彼此不同并且不同于铰接轴65本身的尺寸。此外,在第一实施例中,阻闭翼部59和偏向翼部61可以如图2和图4中所示地排齐,而在图3和图5中示出的第二实施例中,阻闭翼部59和偏向翼部61可以平行但不排齐,即属于不同平面,以有利于密封件57处的密封。在该第二实施例中,中间区域63可以包括倾斜面69。由此,在完全再循环位置上,偏向翼部61的上表面71与密封件57的第一部分73接触,而阻闭翼部59的下表面75则与密封件57的第二部分77接触。
[0076]主管道45还可以包括止动件79,该止动件布置在主管道45在与辅助管道50连接处的周边上,使得在阻闭主管道45的位置上,阻闭翼部59抵在止动件79上。特别地,止动件79因此位于阻闭翼部59处。阻闭翼部59的三个外侧的周边边缘因此与止动件79接触。止动件79的存在由此允许在该位置上确保主管道的上游部分和下游部分之间高于95%的密封性。因此,几乎所有气体都向辅助管道50传送。
[0077]止动件79例如通过粘接附接至主管道45。并且,周边止动件79的高度、即止动件在主管道45中的厚度被这样地限制,以使得在活门55的完全再循环位置上尽可能小地减小主管道45中的气流。
[0078]在主管道
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