专利名称：废气再循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有内燃机的废气再循环系统，在一分流点被分流且通过一个回 流点回流的废气和/或增压空气被输送所述内燃机中，该废气再循环系统具有一个热交换 器，位于所述分流点和回流点之间，用于回流的废气和/或增压空气，还具有一个废气再循 环阀，通过该再循环阀调整一定量的回流的废气和/或增压空气。
背景技术：
欧洲专利申请No. 0913561B1的德文译本DE69817294中已公开了一种具有热交换 器的废气再循环系统，该热交换器设置于一个发动机和一个催化罐之间，顺次的带有用于 产生背压的限制装置，其中所述热交换器位于限制装置的上游。在废气再循环管路中，一个 废气再循环阀连接于热交换器的下游。一个节流板与该热交换器平行布置。德国公开专 利No. DE10392766T5中公开了一种用于内燃机的带有再循环线的废气管路，其被直接或间 接的连接至一个废气流道，用于回收部分的废气。为冷却被回收的部分废气，一个热交换器 被连接于废气催化罐和催化元件之间。德国未实审的专利申请NO.DE10259702A1中已公开 了，一个用于热动机的废气系统，带有一个用于回收来自废气的热量和传递已回收的余热 至热介质的废热回收区，该废热回收区位于所述废气线中。为燃烧燃料，一个燃烧炉(也被 称为燃烧室)设于所述废气线上。发明内容
本发明的目的在于提供一种废气再循环系统，其结构简单且制造成本低。
为实现上述目的，一种废气再循环系统，包括一个内燃机，在一个分流点分流且 通过一个回流点回流的废气和/或增压空气输送至该内燃机，所述废气再循环系统还具有 一个用于冷却回流的废气和/或增压空气的热交换器，设于所述分流点和所述回流点之 间，还具有一个废气再循环阀，一定量的回流的废气和/或增压空气通过该阀调节，所述废 气再循环阀布置于所述分流点和所述热交换器之间。所有的在分流点分流的废气或所有的 增压空气通过所述热交换再循环阀由所述热交换器进行热交换。
在一个优选的实施例中，所述废气再循环系统的优点在于所述热交换器配有一个 分流阀，通过该分流阀，从所述分流点分流且从热交换器中流出的废气，和/或增压空气通 过所述回流点回流或通过一个分流支路排出。废气和/或增压空气至少部分的在分流点分 流，与没有在分流点分流的废气借助一个排气系统(其通常包括一个催化装置)经由分流 阀一起被排放到外部环境中。
另一个优选的实施例中，所述废气再循环系统的优点在于从所述分流点分流且从 热交换器中流出的废气和/或增压空气完全或部分的通过所述回流点回流或通过所述分 流支路排出。热交换器可被用于内燃机的加温阶段，以冷却从分流点分流的废气用于热回 收。而且，所述热交换器还可用于冷却从回流点回流的废气以回收热量。
又一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述分流阀与所述热交换器集成于一体。可替换的或另外的，所述废气再循环阀集成于所述热交换器。
再一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述分流阀设于所 述热交换器的出口。这样可以简单的方式将所有的从分流点分流的废气首先经过热交换器ο
再又一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，从所述分流点分 流的废气和/或所述增压空气仅在一个方向上流经所述热交换器。这种类型的热交换器叫 I流热交换器。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述分流支路和所 述再循环回路连接于所述热交换器的一端。所述热交换器两端的另一端优选的与用于废气 和/或增压空气的分流点连通。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，从所述分流点分流 的废气和/或增压空气以相反的方向流经所述热交换器。这种类型的热交换器叫U流热交 换器。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述分流支路连接 于所述热交换器的一端，其与所述用于废气和/或增压空气的分流点连通。从而，分流点分 流的且没有返回到回流点的废气，可多次穿流所述热交换器。因此可进一步提高热回收效率。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，一个再循环回路连 接至所述热交换器两端中的另一端。一个滤清器被设置于所述再循环回路上。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，一个背压阀连接于 所述分流点的下游。所述背压阀用于在分流点形成背压。因此，废气的温度可增加，热回收 也将提高。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述内燃机和所述 分流点之间设有另一个分流点，该另一个分流点通过另一个废气再循环阀与另一个回流点 连通，所述另一个回流点设于所述回流点和内燃机之间。因此，将以简单的方式使废气未经 冷却就再循环。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述回流点和内燃 机之间还设有一个用于压缩废气和/或增压空气的压缩机，所述压缩机由一个涡轮驱动， 所述涡轮设于所述内燃机和所述分流点之间。所述另一个回流点优选的设于所述压缩机和 所述内燃机之间。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，所述压缩机和所述 内燃机之间还设有一个增压空气冷却器。所述另一个回流点优选的设于所述增压空气冷却 器和所述内燃机之间。
另一个优选的实施例中，所述的废气再循环系统的优点在于，一个柴油颗粒滤清 器连接于所述涡轮的下游。所述滤清器优选的连接于所述涡轮和所述分流点之间。
下面结合附图和优选的实施例对本发明进行详细描述，以更清楚地说明本发明的 优点、特征及其他方面。其中
图1是本发明的废气再循环系统以及内燃机和热交换器的简化的示意图2是图1所示的热交换器在废气再循环模式下I流设计的示意图3是图2所示的热交换器在热回收模式下的示意图4是图1所示的热交换器在热回收模式下U流设计的示意图5是图4所示的热交换器在废气再循环模式下的示意图。
具体实施方式
参考图1，图1示意了一个简化的流路图形式的废气再循环系统1。一个流体，优 选的，空气或燃油/空气混合物，在点2以公知的方式输送至废气再循环系统1。所述流体 优选的通过一个压缩机4和一个可选的增压空气冷却器5输送至一个内燃机6，其也可被称 为燃烧机。一个涡轮7连接于内燃机6的下游，如虚线双箭头8所示，该涡轮用于驱动压缩 机4。一个柴油颗粒滤清器9，连接于涡轮7的下游。
内燃机1的性能取决于工作容积，转动速度以及平均流体压力，特别是气压。燃烧 室的补给可通过增压内燃机获得相当大的提高，从而提高发动机的性能。流体或燃油/空 气混合物在内燃机的气缸之外被完全或部分的压缩。在一个带有废气涡轮增压器的发动机 内，废气驱动涡轮，然后涡轮驱动压缩机。该压缩机接收进气且将预压缩的新鲜空气输送至 发动机。增压线中的增压空气冷却器5将压缩热消散于外界空气中。因此，气缸补给被进 一步提尚。
内燃机释放的废气在第一分流点11和第二分流点12被分流。在第一分流点11 被分流的废气可通过第一再循环回路13被冷却的回收，其中第一废气再循环阀14设于该 第一再循环回路上。在第二分流点12被分流的废气可通过第二再循环回路16不经冷却即 被回收，其中第二废气再循环阀17设于该第二再循环回路上。
为了冷却在第一分流点11上分流的废气，一个热交换器18连接于第一废气再循 环阀14的下游。所述在第一分流点11上分流且经热交换器18冷却后的废气，再次通过一 个热交换再循环回路20以及第一回流点21回流至内燃机6中。所述在第二分流点12上 分流的废气未经冷却，即通过第二废气再循环阀17在第二回流点22回流至内燃机6中。
第一分流点11连接于柴油颗粒滤清器9和一个背压阀M之间，该背压阀用于在 第一分流点需要时产生背压。第二分流点12连接于内燃机6和一个涡轮7之间。第一回流 点21设于点2和压缩机4之间。第二回流点22设于增压空气冷却器5和内燃机6之间。 第三回流点23连接于背压阀M的下游。箭头25示出了内燃机6的废气被输送至一个优 选的具有吸音功能的排气装置国，所述装置包括一个催化器。
所述废气再循环被用于尽可能的冷却废气。回流的废气不再参与内燃机的燃烧， 但吸收热量。总的来说，内燃机或发动机内的温度被回收的废气降低了。一氧化氮的成分， 其很大程度上依赖于发动机的温度，也可由于发动机内的温度降低而减少。滤清器沈设于 热交换再循环回路20上。
按照本发明的实质性的方面，热交换器18包括一个分流阀观，该分流阀连接于所 述第一废气再循环阀14的下游。分流阀观确保在第一分流点11被分流且通过热交换再 循环回路20回流的废气和在第一分流点11被分流且通过用于热交换的热交换分流支路19 分流的废气，如箭头30所示，首先流过热交换器18的热交换芯体四。
热交换器18可以两种不同的模式运行。在废气再循环冷却模式下，热交换器18 优选的以I流热交换器运行，以降低回流的废气的气流温度。在热回收模式下，从回流的废 气中分流的气流被用于加热流经热交换器的冷却剂，特别是在内燃机加温阶段。本发明的 分流阀观能以简单的方式说明通过一个热交换器实现两种工作模式。
如图2和图3所示，图1中的热交换器18可制成单向流通的热交换器40，其也被 称为I流热交换器。热交换器40包括一个单向流通的热交换器芯体42，在其一端带有集流 箱43。所述集流箱43具有一个进口接口 44，如箭头45所示，在第一分流点11分流的废气 通过该接口进入集流箱43。在热交换器芯体42的另一端具有一个集流箱46，一个带有阀 门49的分流阀48与其集成于一体。集流箱46具有两个出口接口，根据分流阀48的阀门 49的位置，流经热交换器芯体42的废气流通过所述出口接口流出。
在图2中，分流阀48的阀门49堵住了出口接口 52，因此，如箭头53和M所示，穿 过热交换器芯体42的全部容积的气流从出口流出，优选的热交换再循环回路20连接至该 接口。在图2所示的模式下，没有气流从出口接口 51中流出，如虚线箭头55所示。热交换 分流支路19优选的连接于出口接口 52。所述第一再循环回路13优选的连接于进入接口 44。
如图3所示，分流阀48的阀门49处于第二极端位置，如箭头56和57所示，穿过 热交换器芯体42的所有的废气从出口接口 52流出。虚线箭头58示意出阀门在此位置时， 没有气流从出口接口 51中流出。
如图4和5所示的简化示意图，带有至少一个间隔壁的热交换器60，如虚线61所 示，以及分隔热交换器芯体62以使气流可以U型方式沿相反的方向穿流。热交换器60在 热交换器芯体62的一端具有带有一个进口接口 64和一个出口接口 65的集流箱63，如箭头 所示。在热交换器芯体62的另一端有一个集流箱66，一个带有阀门69的分流阀68与其集 成于一体。集流箱66具有另一个出口接口 72，根据分流阀48的阀门49的位置，流经热交 换器芯体42的废气流通过所述出口接口流出或不流出。
在图4中，分流阀68的阀门69封闭了出口接口 72，因此，如箭头73和74所示， 气流以U型方式穿过热交换器芯体62。如虚线箭头76所示，没有气流从出口接口 72中流出ο
所述第一再循环回路13优选的连接于进口接口 64。热交换分流支路19优选的连 接于出口接口 65。热交换再循环回路20优选的连接于另一个出口接口 72。
如图5所示，分流阀68的阀门69处于中间位置，在此位置如图4所示的热交换器 芯体62的U型流路被阻断了。如图5中箭头77，78，79及80所示，进入进口接口 64的废 气流以I型方式流过单向的热交换器芯体62，然后全部从出口接口 72流出。如图8的虚线 箭头81所示，分流阀68的阀门69在这个位置时，没有废气从出口接口 65中流出。
当然，除了图2至图5所示的分流阀48、68的阀门49、69的极端位置，中间位置也 是可行的，此时第一再循环回路13输送的废气流只有部分到达热交换再循环回路20或热 交换分流支路19。
显然，根据以上教导，本发明的许多修正和变型是可能的。因此，应当理解，在后所 附权利要求的范围内，本发明可不同于上述具体描述通过其他方式实施。
权利要求
1.一种废气再循环系统，包括一个内燃机(6)，在一个分流点(11)分流且通过一个 回流点回流的废气和/或增压空气输送该内燃机；一个用于回流的废气和/或增压空 气的热交换器(18，40，60)，设于所述分流点(11)和所述回流点之间；一个废气再循 环阀(14)，回流的废气和/或增压空气通过该阀调节；其特征在于，所述废气再循环阀(14) 连接于所述分流点(11)和所述热交换器(18，40，60)之间。
2.如权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于，所述热交换器(18；40 ；60)配有 一个分流阀( ，48，68)，通过该分流阀，从所述分流点(11)分流且从热交换器(18)中流出 的废气和/或增压空气，通过所述回流点回流或通过一个分流支路(19)排出。
3.如权利要求2所述的废气再循环系统，其特征在于，从所述分流点(11)分流且从热 交换器(18)中流出的废气和/或增压空气完全或部分的通过所述回流点回流或通过 所述分流支路(19)排出。
4.如权利要求2或3所述的废气再循环系统，其特征在于，所述分流阀08，48，68)与 所述热交换器集成于一体。
5.如权利要求2-4中任一项所述的废气再循环系统，其特征在于，所述分流阀(48，68) 设于所述热交换器G0，60)的出口处。
6.如权利要求2-5中任一项所述的废气再循环系统，其特征在于，从所述分流点(11) 分流的废气和/或增压空气仅在一个方向上流经所述热交换器GO)。
7.如权利要求6所述的废气再循环系统，其特征在于，所述分流支路(19)和所述再循 环回路00)连接于所述热交换器(18，40，60)的一端。
8.如权利要求2-5中任一项所述的废气再循环系统，其特征在于，从所述分流点(11) 分流的废气和/或增压空气以相反的方向流经所述热交换器(60)。
9.如权利要求8所述的废气再循环系统，其特征在于，所述分流支路(19)连接于所述 热交换器的一端，该端与所述分流点(11)连通用于传输废气和/或增压空气。
10.如权利要求9所述的废气再循环系统，其特征在于，所述再循环回路00)连接于所 述热交换器(18，40，60)两端的另一端。
11.如前面任一项权利要求所述的废气再循环系统，其特征在于，一个背压阀04)连 接于所述分流点(11)的下游。
12.如前面任一项权利要求所述的废气再循环系统，其特征在于，所述内燃机(6)和所 述分流点(11)之间设有另一个分流点(12)，该另一个分流点(1 通过另一个废气再循环 阀(17)与另一个回流点02)连通，所述另一个回流点02)设于所述回流点和内燃 机(6)之间。
13.如前面任一项权利要求所述的废气再循环系统，其特征在于，所述回流点和 内燃机(6)之间还设有一个用于压缩废气和/或增压空气的压缩机G)，所述压缩机(4)由 一个涡轮(7)驱动，所述涡轮(7)设于所述内燃机(6)和所述分流点(11)之间。
14.如权利要求13所述的废气再循环系统，其特征在于，所述压缩机(4)和所述内燃机 (6)之间还设有一个增压空气冷却器(5)。
15.如权利要求13或14所述的废气再循环系统，其特征在于，一个柴油颗粒滤清器 (9)连接于所述涡轮(7)的下游。
全文摘要
一种废气再循环系统，包括一个内燃机(6)，在一个分流点(11)分流且通过一个回流点(21)回流的废气和/或增压空气输送该内燃机；一个热交换器(18，40，60)，设于所述分流点(11)和所述回流点(21)之间，用于回流的废气和/或增压空气；一个废气再循环阀(14)，回流的废气和/或增压空气通过该阀调节；为了提供结构简单、制造成本低的废气再循环系统，所述废气再循环阀(14)连接于所述分流点(11)和所述热交换器(18，40，60)之间。
文档编号F02M25/07GK102032073SQ20101050127
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者埃伯哈德·潘托, 杰罗姆·热努瓦特, 汉斯-乌尔里希·施托伊雷尔 申请人:贝洱两合公司, 贝洱法兰西鲁法克公司