专利名称：用于内燃机的排气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的排气系统，其带有废气冷却器、旁路通道、旁路节气门和废气循环阀，废气冷却器具有至少一个可流过废气的通道和一个可流过冷却剂的冷却剂通道，通过旁路通道可绕开废气冷却器并且旁路通道与冷却剂通道存在热耦合，旁路通道可通过旁路节气门封闭，废气循环阀设置在废气冷却器和旁路通道的下游。本发明还涉及一种用于清洁排气系统的废气循环阀的方法，该排气系统具有废气冷却器和绕开该废气冷却器的旁路通道，该废气冷却器和旁路通道布置在废气循环阀的上游，其中，视布置在旁路通道中的旁路节气门的位置而定，废气要么流过旁路通道，要么流过废气冷却器。
背景技术：
尤其在废气循环通道中使用这种排气系统。返回吸管的废气的冷却使得燃烧能够以较低温度进行，从而又减少了产生的有害物质。尤其在开始阶段中使旁路通道流通，以实现较快地加热冷却剂和催化器，由此又实现了在该紧要阶段中减少有害物质并且降低消耗量。为了实现附加地较快加热冷却剂，在DE 10 2006 037 640A1中建议，在冷却剂通道中设置一个与旁路通道的开关阀耦连的恒温器，其中，通过恒温器同时或在时间上错开地操纵冷却剂阀和开关阀。因此，当冷却剂过冷时冷却剂流被中断，并且同时通过旁路通道输送废气流。一旦冷却剂通道中的温度达到恒温器的接通温度，就打开冷却剂通道和废气可流过的废气冷却器通道，因为当冷却剂被充分加热时也可认为已达到催化器的工作温度。未公开废气循环阀的结构。因此，这种排气系统中存在的问题是，当废气循环阀布置在废气冷却器后面时，在内燃机之后的运行中总是只给该废气循环阀施加低温废气。而这导致在废气循环阀上出现粘结物和结块，这不利地影响了废气循环阀的正确功能。在DE 10 2004 019 554A1中建议了一种排气系统，其中，可通过旁路通道绕开的废气冷却器和下游连接的废气循环阀设在一个结构单元中。在旁路通道中设有一能够封闭旁路通道的开关阀，使得废气在该状态中流经冷却器。这种开关阀通过热电偶根据冷却剂温度调节，使得旁路通道只在发动机的暖机阶段中打开。为了防止阀座上的粘结物，阀座被冷却剂环流并且因此持续被冷却。虽然这减少了在阀座区域内的结块，但不能由此完全防止这种结块。尤其旁路通道与冷却剂通道存在热耦合，即旁路通道一部分被冷却剂环流，由此，进一步至少微量地冷却废气。此外，例如在阀杆区域内会出现结块。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种排气系统，采用该排气系统通过也能可靠地清除阀杆区域内的结块，可以在很长一段时间内确保废气循环阀的功能。在此，应当减少冷却剂的加热时间。附加地应当提供一种用于清洁下游连接的废气循环阀的方法。该技术问题通过一种用于内燃机的排气系统解决，该排气系统带有废气冷却器、旁路通道、旁路节气门和废气循环阀，其中，废气冷却器具有至少一个可流过废气的通道和一个可流过冷却剂的冷却剂通道，通过旁路通道可绕开废气冷却器并且旁路通道与冷却剂通道存在热耦合，通过旁路节气门能封闭旁路通道，废气循环阀设置在废气冷却器和旁路通道的下游，按本发明的一方面，在冷却剂通道中设置有一个能够封闭该冷却剂通道并且可与旁路节气门一同通过主动控制的促动器操纵的冷却剂阀。此外该技术问题通过一种用于清洁排气系统废气循环阀的方法解决，该排气系统具有废气冷却器和绕开该废气冷却器的旁路通道，该废气冷却器和旁路通道布置在废气循环阀的上游，其中，视布置在旁路通道中的旁路节气门位置而定，废气要么流过旁路通道要么流过废气冷却器，按本发明的另一方面，在一种重复的清洁模式中，将布置在冷却剂通道中的、调节可流通的冷却剂通道横截面的冷却剂阀和旁路通道的旁路节气门主动地旋转到开启旁路通道并且封闭冷却剂通道的位置中。通过在冷却剂通道中设置一个能够封闭该冷却剂通道并且可与旁路节气门一同被主动控制的促动器操纵的冷却剂阀，为清洁废气循环阀，冷却剂流在旁路通道开启的同时中断，因此，冷却剂丧失了对在旁路通道中流动的废气的冷却作用。由此，很高温度的废气到达废气循环阀，由此通过燃烧来清洁该废气循环阀，也就是说，通过高温将所述阀上的残留物燃烧掉。因此在相应的方法中，在重复的清洁模式中，一个布置在冷却剂通道中的、 调节可流通的冷却剂通道横截面的冷却剂阀和旁路通道的旁路节气门被主动地旋转到开启旁路通道并且封闭冷却剂通道的位置中，由此可将高温废气输送给废气循环阀。优选促动器是电动或气动的促动器，其机械地或气动地与旁路节气门和冷却剂阀耦连。在此例如通过旁路节气门和冷却剂阀之间的杆件进行机械耦连。可以以这种方式进行气动耦连，使得电磁阀的输出端与两个低压接线盒连接，通过这两个低压接线盒再将旁路节气门和冷却剂阀低压连通。这样形成了两个开关元件简单的耦连操纵。在一种优选的设计方案中，废气冷却器、旁路节气门和旁路通道设置在一个壳体中，该旁路通道具有与冷却剂通道热耦合并且通过分隔壁与废气冷却器分隔的区段。这样获得一种用于废气冷却的模块，而不用附加的导管和其它的装配费用。这样构造的模块只需要很小的结构空间。在一种由此改进的设计方案中，废气循环阀也设置在壳体中，由此将另一个功能集成在这一个壳体中。由于部件之间的距离较短可以尤其有利地实施高温清洁。就方法而言，有利地每隔一定的时间就启动清洁模式。这种程序可以存储在发动机控制单元中，以确保废气循环阀的正确功能。在这种设计方案中，不需要其它的传感器， 因此该方法的实施尤其廉价。可选择地，根据废气循环阀后面的压力传感器的值或废气循环阀促动器上的电流测量值启动清洁模式。虽然因为需要附加的传感器或必须存储其它程序，以这种方式实施该方法耗费较高，但也可以考虑，使用原本存在的传感器。在这种设计方案中，可以附加地降低有害物质的排放，因为只有在阀上确实存在不再能被接受的污物时，才会实施产生稍多有害物质的清洁模式。因此，创造了一种排气系统和一种用于清洁排气系统中的废气循环阀的方法，其中，通过燃烧废气循环阀上的污物确保废气循环阀的较长使用寿命和正确功能。为此，也在旁路通道与冷却剂通道的热耦合中以简单的方式确保足够的废气温度。在此，将用于可靠地实施该方法的耗费减至最小。
附图示出按本发明的排气系统的一种实施形式并且以下同样描述配属的、用于清洁废气循环阀的方法。在附图中图1是按本发明排气系统的示意剖面侧视图，图2是按图1的排气系统的示意俯视图，图3是按本发明排气系统部分剖开的俯视图，图4是按图3所示的排气系统的剖面俯视图。
具体实施例方式图1所示的按本发明的排气系统由废气冷却器2和可绕过废气冷却器2的旁路通道12组成，该废气冷却器2具有一个由内壳4构成的、可流过废气的内部通道6和一个流过冷却剂的外部冷却剂通道8，该冷却剂通道8作为冷却剂罩设置在内壳4和外壳10之间。旁路通道12沿废气流动方向观察侧面相邻于废气通道6设置并且通过分隔壁14 与废气通道6分隔开。因为旁路通道12具有与废气冷却器2相同的外壳10，使得外壳10 与冷却剂接触，所以在旁路通道12的这个区段13中在旁路通道12和冷却剂通道8之间存在热耦合。在排气系统与外壳10凸缘相接的壳体头部16中设计有一个废气入口 18、一个通向废气冷却器2的出口 20和一个通向旁路通道12的出口 22。此外在壳体头部16中设有旁路节气门24，借助该旁路节气门M可通过一个在本实施形式中气动操纵的促动器观封闭出口 20或通向旁路通道12的入口 26。这样可以在内燃机的热机阶段中将废气最大程度未被冷却地经由旁路通道导引到设置在外壳10后部的废气出口区域38中，在该区域中旁路通道12与废气通道6汇合在一起。该废气出口区域38还包括一个用于调节循环废气量的废气循环阀30。按本发明促动器观可被主动地操纵并且不仅与旁路节气门M连接以操纵该旁路节气门，而且额外机械地与冷却剂阀32连接，该冷却剂阀32因此与旁路节气门M同时移动。通过杆件34以这种方式进行耦连，即，在打开旁路通道12时，也就是在不期望冷却时， 封闭各冷却剂通道8。在已知排气系统的传统使用中，不能防止在废气循环阀30上产生结块，因为在废气循环阀上出现的温度还不够低来避免这种结块。按本发明通过该系统具有这种可能即使冷却剂通道8和旁路通道12之间存在热耦合，通过借助冷却剂阀32停止冷却剂输送并且通过接通旁路节气门M使废气导引经过旁路通道12，在废气循环阀30上产生很高的温度。这种高温致使在废气循环阀30上的结块被烧掉，由此清洁废气循环阀30。因此，与内燃机工作温度或冷却剂温度无关地根据控制单元的指令接通可主动操纵的促动器观。这可以要么每隔一定的时间进行，要么根据传感器的测量值进行(如用于在操纵废气循环阀30时测量该废气循环阀30电流的传感器或废气循环通道中的压力传感器)。同样也可以考虑其它能够说明阀30当前污物的值。在图3和4中示出另一种按本发明的排气系统，其中，在以下描述中对于相同的构件采用与图1和2中相同的附图标记。内壳4由两个上下相叠的部分组成，分别交替的肋35从这两个部分的基板延伸到废气冷却器2的导引废气的通道6中。附加地在这个内壳4中也设有通过分隔壁14与废气冷却器2分隔的旁路通道12。带有旁路通道12的整个内壳4被外壳10包围，因此在这种设计方案中在旁路通道12的区段13和冷却剂通道8之间也存在热耦合，该冷却剂通道 8作为冷却剂罩设置在内壳4和外壳10之间。如图4可知，该废气入口 18通入旁路通道12的一个同时用作废气冷却器2的废气输送通道36的区段中。废气输送通道36终止于在下游设置在分隔壁14末端的旁路节气门M处。当旁路节气门M闭合时，废气流绕着分隔壁14的端部转向并且进入肋状的废气冷却器2中，U形地流经该废气冷却器2并且在旁路节气门M后面抵达在本实施形式中设有在图4中不可见的废气循环阀的废气出口区域38，在图3中可见该废气循环阀的促动器40。当旁路节气门M打开时，废气由于较小的流动阻力不流过废气冷却器2而流过旁路节气门M开放的穿流横截面42并且以最短的路径抵达设有未示出的废气循环阀的废气出口区域38。旁路节气门M的打开和闭合由主动控制的气动促动器28实现，该气动的促动器 28通过其操纵杆44作用在球头46上，该球头46设置在旁路节气门M的轴50端部的摇杆 48上。在该摇杆48上有一个第二球头51，该第二球头51与摇杆48 —同转动并且在该第二球头51上固定有一个杆件52，该杆件52相对的端部又固定在球头M上，该球头M布置在一个固定于转轴58端部的摇杆56上，因此，在操纵促动器观时转轴58 —同转动。在转轴58上设有一个能够封闭冷却剂通道8的冷却剂阀32的盖体60。冷却剂阀32和旁路阀 M相应地以这种方式共同移动，即，在图3中可见，在一种状态中旁路节气门M闭合，而冷却剂阀32打开，在另一种状态中冷却剂阀32关闭，而旁路节气门M打开。若现在根据传感器数据或时间顺序给出用于清洁废气循环阀30的指令，那么主动接通促动器28，以使旁路节气门M从闭合状态旋转到开启状态，并且冷却剂阀32从开启状态旋转到闭合状态。因此，废气经由旁路通道12和开放的横截面42流向废气循环阀 30，因为冷却剂流在这种状态下被冷却剂阀32中断，所以虽然与冷却剂通道8存在热接触， 但废气没被冷却。相应地没有导出热量。因此热废气抵达废气循环阀，在该废气循环阀上由于高温烧掉沉积物。在内燃机冷启动之后，同样为了快速加热催化器，废气未冷却地由旁路通道12导引。通过断开冷却剂流同时实现更快地加热发动机缸体并因此更快地加热机油，从而减少了该阶段中的燃料消耗并且降低了有害物质的排放。因此，提供了一种用于清洁废气循环阀的装置和方法，其中，通过使用废气能能够可靠地从废气循环阀中清除沉积物。该装置的结构相当简单，因此需要较少的附加部件。因此，在较长的使用寿命内提高了排气系统的可靠性和废气量的控制精度。显然，独立权利要求的保护范围不限于所述的实施形式。除了可使用的不同促动器例如电动促动器外，还存在不同的耦连可能性，如气动或电动耦连。废气系统的结构设计方案同样在很大程度上是可变化的。
权利要求
1.一种用于内燃机的排气系统，其带有废气冷却器、旁路通道、旁路节气门和废气循环阀，其中，所述废气冷却器具有至少一个可流过废气的通道和一个可流过冷却剂的冷却剂通道，通过所述旁路通道可绕开所述废气冷却器并且所述旁路通道与所述冷却剂通道存在热耦合，通过所述旁路节气门能封闭所述旁路通道，所述废气循环阀设置在所述废气冷却器和所述旁路通道的下游，其特征在于，在所述冷却剂通道(8)中设置有一个冷却剂阀 (32)，该冷却剂阀(3 能够封闭该冷却剂通道(8)并且可与所述旁路节气门04) —起被一主动控制的促动器08)操纵。
2.如权利要求1所述的内燃机排气系统，其特征在于，所述促动器08)是电动或气动的促动器，其机械地或气动地与所述旁路节气门04)和所述冷却剂阀(3 耦连。
3.如权利要求1或2所述的内燃机排气系统，其特征在于，所述废气冷却器(2)、所述旁路节气门04)和所述旁路通道(1 设置在一个壳体0、10、16)中，所述旁路通道(12) 具有与所述冷却剂通道(8)热耦合并且通过一分隔壁(14)与所述废气冷却器( 分隔开的区段(13)。
4.如前述权利要求中任一项所述的内燃机排气系统，其特征在于，所述废气循环阀 (30)设置在所述壳体(4、10、16)中。
5.一种用于清洁排气系统废气循环阀的方法，该排气系统具有废气冷却器和绕开该废气冷却器的旁路通道，该废气冷却器和旁路通道布置在所述废气循环阀的上游，其中，视布置在所述旁路通道中的旁路节气门的位置而定，废气要么流过所述旁路通道要么流过所述废气冷却器，其特征在于，在一种重复的清洁模式中，将布置在所述冷却剂通道(1 中的、 调节可流通的冷却剂通道(8)横截面的冷却剂阀(32)和所述旁路通道(12)的旁路节气门 (24)主动地旋转到开启所述旁路通道(12)并且封闭所述冷却剂通道(8)的位置中。
6.如权利要求5所述的废气循环阀清洁方法，其特征在于，每隔一定的时间就启动所述清洁模式。
7.如权利要求5所述的废气循环阀清洁方法，其特征在于，根据所述废气循环阀(30) 后面的压力传感器的值或所述废气循环阀(30)的促动器上的电流测量值启动所述清洁模式。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机的排气系统，其带有废气冷却器(2)以及旁路通道(12)，所述废气冷却器(2)具有至少一个可流过废气的通道(6)和一个冷却剂通道(8)，所述旁路通道与所述冷却剂通道(8)存在热耦合并且能借助旁路节气门(24)封闭。若在下游设置一个废气循环阀(30)，则由于不利的温度状态经常在该废气循环阀(30)上出现沉积物。为了去除这种沉积物，建议在冷却剂通道(8)中设置一能封闭所述冷却剂通道(8)并且能够与旁路节气门(24)一同被主动控制的促动器(28)操纵的冷却剂阀(32)。为了清洁，在一种重复的清洁模式中主动地将冷却剂阀(32)和所述旁路节气门(24)旋转到开启所述旁路通道(12)并且封闭所述冷却剂通道(8)的位置中。这样将高温废气导向废气循环阀(30)，从而烧掉沉积物。
文档编号F01N13/00GK102191985SQ201110052280
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者弗朗兹.德伦, 汉斯-乌尔里克.库内尔, 汉斯-于尔根.休斯格斯 申请人:皮尔伯格有限责任公司