专利名称：用于控制排气再循环系统的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制来自具有涡轮增压器的内燃机的排气系统并流经排气再循环系统的排气流的装置，所述排气再循环系统具有排气冷却器及绕过所述排气冷却器的旁路，排气冷却器和旁路的每个都配有用于开启和关闭的独立的阀元件。
背景技术：
DE 100 25 877 C2涉及一种具有冷却器、旁路、用于开启和关闭冷却剂供给的冷却器阀及用于开启和关闭旁路的旁通阀的排气再循环系统。冷却器阀和旁通阀具有公共的可在两个方向旋转驱动的旋转驱动器，或真空源。意图以这种方式产生一种排气再循环系统，在该系统中可能以一种有效的方式以及具有简单构造的整个阀装置，选择性地使排气流流经冷却器或旁路来控制排气温度。DE 100 25 877 C2的排气再循环系统的一个实施例中公开向冷却器阀和旁通阀提供公共阀元件的设置，所述公共阀选择性地开启冷却器供给或旁路并关闭相应的其他入口，或关闭两条线路。
现有的排气再循环系统用于再循环从内燃机排出到内燃机的空气供给系统中的排气。排气的温度通常作为发动机或内燃机工作状态的函数改变。例如，在内燃机较冷时，开启旁路并关闭排气冷却器，使得排气不经过排气冷却器而是经过旁路，结果可以向内燃机供给温度更高的燃烧气体，从而改进和/或稳定内燃机的点火条件和燃烧。内燃机的冷却剂流过排气冷却器。在内燃机的暖机阶段期间，关闭旁路并开启排气冷却器，使得热量从热排气到内燃机冷却剂的再循环在排气冷却器中发生，其中排气加热冷却剂，结果内燃机的暖机阶段缩短。在内燃机较热或已处于工作阶段达相对长的时间时，关闭冷却器旁路并开启排气冷却器，结果排气温度降低，同时NOx排放减少。
然而，其中具有排气冷却器及旁路的排气再循环系统可能以亥姆霍兹共振器的方式运作，这会显著影响排气系统中的气体动态。例如，排气再循环系统可能对气体动态施加阻尼效应(振动)，使得排气再循环系统用尽排气能量，于是在具有涡轮增压器的内燃机中，排气能量就不能用于驱动排气涡轮或涡轮增压器，而因此用于压缩空气。这导致在每种情况下使用的涡轮增压器的功率容量损失，并因此最终导致可通过涡轮增压器获得的内燃机性能增加降低。然而，排气系统中的气体动态对涡轮增压器功率具有正面的影响，特别是在内燃机的中等转速范围内更加如此。
因此本发明目标在于使用简单的手段改进用于控制流经排气再循环系统的排气流的装置，以便保持排气系统中的气体动态，使得涡轮增压器功率增加。
发明内容
为实现本发明的目的，根据本发明，在内燃机全负荷下，一起关闭排气冷却器和旁路的阀元件，将阀元件布置在排气再循环系统的热的一侧，从而排气再循环系统在内燃机全负荷下从排气系统断开。
在本发明的上下文中，排气再循环系统的热的一侧是来自内燃机的排气进入或流入排气再循环系统的一侧。本发明通过在内燃机全负荷下使排气再循环系统从排气系统断开，可以有利地实现这样的效果保持气体动态，从而涡轮增压器可以提供其完全的功率，特别是在全负荷下，较佳地在内燃机的中等转速范围内更加如此。从而可以最小化连接到排气系统的排气再循环系统的静容量。
在本发明的上下文中，如果排气再循环系统在其位于与热的一侧相对的冷的一侧配有调节排气再循环流的排气再循环阀则更佳。
在热的一侧布置排气再循环阀将不利地导致例如增加用于冷却排气再循环阀的费用。鉴于此，将排气再循环阀有利地布置于冷的一侧，例如使其冷却问题得到解决，然而排气冷却器和旁路的阀元件必须同时布置在热的一侧且同时在全负荷下关闭，使得排气再循环系统从排气系统断开。
为了使两个阀元件一起和/或同时关闭排气冷却器和旁路两者，在本发明的上下文中优选使两个阀元件可被独立地驱动。当然，在两个阀元件的又一实施例中，一起驱动也是可能的。
更多优选实施例在所附权利要求和下面对附图的说明中公开。
图1是用于控制流经排气再循环系统的排气流的装置的原理图；图2示出用于说明涡轮增压器上游的动态压力曲线的示意图；及图3示出用于说明平均有效汽缸压力与发动机转速的关系的示意图。
在不同的附图中，相同的部件总是使用相同的参考标号，从而一般只对所述部件进行一次说明。
具体实施例方式
图1示出用于控制来自具有涡轮增压器(未示出)的内燃机(未示出)的排气系统(未示出)并流经排气再循环系统3的排气流2的装置1。排气再循环系统3具有排气冷却器4和绕过所述排气冷却器4的旁路6。排气冷却器4和旁路6每个都分配有相应的用于开启和关闭旁路6或排气冷却器4的独立的阀元件7和8。将阀元件7分配给排气冷却器4，而将阀元件8分配给旁路6。在内燃机全负荷下，排气冷却器4和旁路6的阀元件7和8一起关闭，将阀元件7和8布置在排气再循环系统3的热的一侧9，使得排气再循环系统3在内燃机全负荷下从排气系统断开。
在所示的示例实施例中，可以独立地驱动阀元件7和8。
排气再循环系统3在其位于与热的一侧9相对的冷的一侧11配有排气再循环阀12，所述排气再循环阀12调节排气再循环流的量。
在两个阀元件7和8移至如图1中示出的关闭位置时，排气再循环系统3从排气系统断开，使得连接到排气系统的排气再循环系统的静容量14得以最小化。从流动方向(箭头13)看过去，静容量14在绘图平面中位于关闭的阀元件7和8的右手侧。
以此方式，可以有利地实现这样的效果排气系统中的气体动态得以保持且不受负面影响，使得尽可能完整的排气能量可用于涡轮增压器，特别是在内燃机的中等转速范围内时。
根据本发明的控制装置的有利效果如图2和图3所示。图2的图表中示出了涡轮上游或涡轮增压器上游的动态压力曲线与发动机转速(单位为曲轴角度)的关系。图2还示出了曲轴角轴上的工作行程18、19、21、22(压缩18、作功19、排气21、进气22)。
图2示出了三条动态压力曲线23、24、26，动态压力曲线23对应于使用根据本发明的控制装置1的压力曲线。压力曲线24对应于用于通过关闭排气冷却器4的阀7并开启旁路的阀元件8来控制流经排气再循环系统3的排气流2的装置。压力曲线26对应于这样的控制装置，其中两个阀元件7和8布置在排气再循环系统3冷的一侧11且同时和/或一起关闭。
可以从图2看出，根据本发明的控制装置在涡轮增压器上游的动态压力中产生更高的压力峰值。而作为负面影响气体动态的结果是，动态压力曲线24和26的振幅显著减小。
可以从图3看出，这得到对应的平均有效汽缸压力曲线(平均有效制动压力＝BMEP，相当于扭矩曲线)27、28和29，BMEP曲线27由根据本发明的控制装置1生成，曲线28由对应于压力曲线24的管路生成，而曲线29由对应于压力曲线26的控制装置生成。在图3中可以清楚地看到，由根据本发明的控制装置得到的平均有效汽缸压力曲线27显著优于其他两条曲线28、29。
因此根据本发明的控制装置有利地提供了这样的效果显著较大量的能量可用于涡轮增压器，因此在内燃机全负荷下内燃机产生了更多功率，特别是在中等转速范围内更加如此。
权利要求
1.一种用于控制来自具有涡轮增压器的内燃机的排气系统并流经排气再循环系统(3)的排气流(2)的装置，所述排气再循环系统(3)具有排气冷却器(4)及绕过所述排气冷却器(4)的旁路(6)，排气冷却器(4)和旁路(6)的每个都配有用于开启和关闭的独立的阀元件(7，8)，其特征在于，在内燃机全负荷下，排气冷却器(4)和旁路(6)的阀元件(7，8)一起关闭，所述阀元件(7，8)布置在排气再循环系统(3)的热的一侧(9)，使得排气再循环系统(3)在内燃机全负荷下从排气系统断开。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述排气再循环系统(3)在其位于与所述热的一侧(9)相对的冷的一侧(11)配有排气再循环阀(12)。
3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，可以独立地驱动两个阀元件(7，8)。
4.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，可以一起驱动两个阀元件(7，8)。
5.一种排气再循环系统，特别地通过根据权利要求1-4任何之一的控制装置(1)来控制排气流(2)流经所述系统，所述排气再循环系统(3)布置在具有涡轮增压器的内燃机的排气系统中，所述排气再循环系统(3)具有排气冷却器(4)及绕过所述排气冷却器(4)的旁路(6)，排气冷却器(4)和旁路(6)的每个都配有用于开启和关闭的独立的阀元件(7，8)，其特征在于，在内燃机全负荷下，排气冷却器(4)和旁路(6)的阀元件(7，8)一起关闭，阀元件(7，8)布置在排气再循环系统(3)的热的一侧(9)，使得排气再循环系统(3)在内燃机全负荷下从排气系统断开。
全文摘要
本发明涉及用于控制来自具有涡轮增压器的内燃机的排气系统并流经排气再循环系统(3)的排气流(2)的装置(1)。排气再循环系统(3)具有排气冷却器(4)及绕过所述排气冷却器(4)的旁路(6)，排气冷却器(4)和旁路(6)的每个都配有用于开启和关闭的独立的阀元件(7，8)。在内燃机全负荷下，排气冷却器(4)和旁路(6)的阀元件(7，8)一起和/或同时关闭。阀元件(7，8)布置在排气再循环系统(3)的热的一侧(9)。在两个阀元件(7，8)关闭时，排气再循环系统(3)在内燃机全负荷下从排气系统断开。可以有利地实现这样的效果保持气体动态，从而涡轮增压器可以提供其完全的功率，特别是在全负荷下，较佳地在内燃机的中等转速范围内更加如此。从而可以最小化连接到排气系统的排气再循环系统的静容量。
文档编号F02M25/07GK1952377SQ20061013657
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年10月22日
发明者阿尔恩德·佐默尔霍夫 申请人:福特环球技术公司