CN104279089A - 排气再循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气再循环系统。本发明涉及借助于排气提供的加热消除由于排气碳烟引起的在排气再循环(EGR)阀(6)中出现的粘附。由于排气再循环系统(1)，通过防止EGR阀(6)在阀处于打开位置时由于污染物引起的粘附而被卡住，防止了燃烧室充满排气和氧气水平降低，并且这样，燃烧效率被保持在适当水平，并且不会遇到诸如中断的怠速模式和功率损耗的问题。通过防止EGR阀(6)在阀处于关闭位置时由于污染物引起的粘附而被卡住，氮氧化物排放物被保持在适当水平，并且另外，发动机爆震的可能性和发动机正时中断的可能性降低。

Description

排气再循环系统

技术领域

本发明涉及借助于排气提供的加热消除由于排气碳烟(soot)引起的在排气再循环(EGR)阀中出现的粘附。

背景技术

用于降低内燃发动机中的氮氧化物排放物的最常用的技术之一是排气再循环(EGR)系统。在EGR系统中，在气缸中实现燃烧之后生成的排气的一部分并未被排放至大气，而是被再次循环并发送至燃烧室。以此方法，燃烧温度在中断燃烧时被降低，并且氮排放物的生成被减少。将要在EGR系统中循环的气体量利用EGR阀根据发动机校准目标被调整。提升阀或蝶形阀能够被使用。在该系统中，EGR冷却器也被使用以便通过增大气体密度来将更多气体发送到燃烧室内。当排气比所需的更冷时，气体中的水冷凝并且通过与同在气体中的碳烟结合而在EGR阀上形成泥泞状粘层。该层堆积、变硬并最终变干，并且达到将会妨碍阀的打开和关闭的水平。

数种技术被应用以便防止由于与冷凝水结合并形成油泥的排气碳烟引起的在EGR阀中出现的粘附问题。然而，这些技术更多地涉及防止粘附，而非消除粘附。在这些技术中，为了防止粘附，阀和阀座涂覆有专用于防止粘附的材料。在一些实施方案中，当发动机停止时，阀是有意地保持打开。以此方法，通过减小粘附表面，使得粘附维持在阀马达能够克服的水平。

在阀处于打开位置时EGR阀由于污染物引起的粘附而被卡住的情况下，由于燃烧室充满排气并且氧气水平降低的事实而使得燃烧效率降低，并且遇到更多的问题，例如中断的怠速模式和功率损耗。在阀处于关闭位置时阀由于污染物引起的粘附而被卡住时，氮氧化物排放物增加，并且另外，发动机爆震的可能性增大，并且出现发动机正时中断的可能性发生。

作为现有技术中的申请之一的日本专利文献第JP2000186631号公开了一种发明，其通过利用排气的热量燃烧SOF和碳烟来消除粘在EGR系统中的SOF和碳烟以维持EGR系统长时期正常操作。可能粘至EGR系统的SOF和碳烟的量与行程和燃料消耗成比例地被估算。在预定量的SOF粘至EGR装置的情况下，燃烧加热器在发动机停止之后操作，并且来自燃烧加热器的燃烧气体按三通阀、支管、进气歧管、EGR通路、EGR阀、排气歧管和排气管的顺序流动。粘至EGR系统的SOF和排气碳烟由来自燃烧加热器的高温燃烧气体燃烧并消除。

作为现有技术中的申请之一的日本专利文献第JP63189664号公开了一种系统，其高效地去除固体颗粒和碳烟，防止过滤器的堵塞，并且也具有排气再循环阀。在该发明中具有与外部接触的废气阀。所述废气阀和EGR阀由计算机控制。当发动机处于高负荷操作中时，EGR阀关闭且废物闸门阀打开，从而借助于热量去除过滤器中的固体颗粒。

作为现有技术中的申请之一的日本专利文献第JP61237811号公开了一种装置，其通过加热和移除粘附到EGR阀的碳烟成分而能使碳烟成分再燃烧。信号经由电加热器中的传感器和系统中的部件发送至控制器，并且，通过控制气流，允许碳烟再次适当地燃烧。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种排气再循环系统，其通过经由使排气流过通道提供加热来消除EGR阀中的粘附。

本发明的另一个目的是提供一种排气再循环系统，其中，由于防止了在EGR阀处的粘附而不需要维修或更换EGR阀。

本发明的又一个目的是提供一种排气再循环系统，其通过防止燃烧室充满排气以及氧气水平下降而能够将燃烧效率保持在适当水平。

附图说明

被研发以实现本发明目的的排气再循环系统被示于附图中，其中：

图1是排气再循环系统的示意图。

图中所示部件的每一一个的附图标记被给定如下：

1-排气再循环系统

2-空气进气管

3-进气歧管

4-排气歧管

5-排气管

6-EGR阀

7-EGR气体进口管

8-EGR冷却器

9-EGR气体出口管

10-加热器气体阀

11-加热器气体进口管

12-加热器气体出口管

T：涡轮。

具体实施方式

消除在排气碳烟与冷凝水结合并且形成油泥时在内燃发动机中出现的粘附问题的本发明的排气再循环系统1，

-至少一个空气进气管2，空气穿过所述空气进气管2从外部环境被吸入，

-至少一个进气歧管3，来自所述空气进气管2的空气被输送至所述进气歧管3，

-至少一个排气歧管4，燃烧后在气缸中生成的废气被输送至所述排气歧管4，

-至少一个排气管5，废气穿过所述排气管5被排放至大气，

-至少一个EGR阀6，离开所述排气歧管4的气体穿过所述EGR阀6被接收进行再利用，

-至少一个EGR气体进口管7，所述EGR气体进口管7在所述EGR阀6与所述排气歧管4之间提供连接，

-至少一个EGR冷却器8，所述EGR冷却器8连接至所述EGR阀6的输出，

-至少一个EGR气体出口管9，所述EGR气体出口管9将所述EGR冷却器8连接至所述空气进气管2，

-至少一个加热器气体阀10，所述加热器气体阀10定位于所述EGR阀6与所述EGR气体进口管7之间，

-至少一个加热器气体进口管11，所述加热器气体进口管11位于所述加热器气体阀10与所述EGR阀6之间，

-至少一一个加热器气体出口管12，所述加热器气体出口管12位于所述EGR阀6与所述排气管5之间。

在本发明的排气再循环系统1中，空气经由空气进气管2从外部环境被抽取并且被输送至进气歧管3。进气歧管3中的空气与燃料混合，并且燃烧在气缸中发生。燃烧后，连接至气缸的排气歧管4能使废气输送至排气管5。在本发明的排气再循环系统1中，除了排气管5之外，EGR气体进口管7也连接至排气歧管4。加热器气体阀10、加热器气体进口管11和加热器气体出口管12也连接至EGR气体进口管7所连接的EGR阀6。EGR冷却器8位于EGR阀6与空气进气管2之间。EGR冷却器8借助于EGR气体出口管9连接至空气进气管2。

在本发明的优选实施例中，涡轮T存在于排气歧管4与排气管5之间。

在气缸中燃烧之后借助于EGR气体进口管7从排气歧管4接收到的排气穿过EGR阀6，在EGR冷却器8中被冷却，并且接着经由EGR气体出口管9被传送至空气进气管2。在空气进气管2中与新鲜空气混合的排气经由进气歧管3被发送回气缸。在借助于排气提供的加热消除由于排气碳烟引起的在EGR阀6中出现的粘附的过程期间，热的排气经由加热器气体阀10从EGR气体进口管7被取得，并且借助于加热器气体进口管11被传送至EGR阀6。热的排气在EGR阀6之内的通道中行进，从而能够加热EGR阀6的座表面和EGR阀6的轴轴承。因此，已经出现在EGR阀6中的粘附被松动并熔化，并且EGR阀6被释放。完成其在EGR阀6的通道中的行进的排气经由加热器气体出口管12被引导至排气管5，并且从车辆排放。

在本发明的排气再循环系统1中，通过使排气穿过围绕EGR阀6的本体和轴增设的通道，消除了由污染物引起的粘附。这样，不需要在每次粘附出现时维修或更换EGR阀6。

由于本发明的排气再循环系统1，通过防止EGR阀6在该阀处于打开位置时由于污染物引起的粘附而被卡住，防止了燃烧室充满排气和氧水平降低，并且这样，燃烧效率被保持在适当水平，并且不会遇到诸如中断的怠速模式和功率损耗的问题。通过防止EGR阀6在该阀处于关闭位置时由于污染物引起的粘附而被卡住，氮氧化物排放物被保持在适当水平，并且另外，发动机爆震的可能性和发动机正时中断的可能性降低。

Claims (8)

1.一种排气再循环系统(1)，其防止由于与冷凝水结合并形成油泥的排气碳烟引起的在内燃发动机中出现的粘附问题，所述排气再循环系统(1)主要包括：

-至少一个空气进气管(2)，空气穿过所述空气进气管(2)从外部环境被吸入，

-至少一个进气歧管(3)，来自所述空气进气管(2)的空气被输送至所述进气歧管(3)，

-至少一个排气歧管(4)，燃烧后在气缸中生成的废气被输送至所述排气歧管(4)，

-至少一个排气管(5)，废气穿过所述排气管(5)被排放至大气；并且其特征在于：

-至少一个排气再循环阀(6)，离开所述排气歧管(4)的气体穿过所述排气再循环阀(6)被接收进行再利用，

-至少一个排气再循环气体进口管(7)，所述排气再循环气体进口管(7)在所述排气再循环阀(6)与所述排气歧管(4)之间提供连接，

-至少一个排气再循环冷却器(8)，所述排气再循环冷却器(8)连接至所述排气再循环阀(6)的输出，

-至少一个排气再循环气体出口管(9)，所述排气再循环气体出口管(9)将所述排气再循环冷却器(8)连接至所述空气进气管(2)，

-至少一个加热器气体阀(10)，所述加热器气体阀(10)定位于所述排气再循环阀(6)与所述排气再循环气体进口管(7)之间，

-至少一个加热器气体进口管(11)，所述加热器气体进口管(11)位于所述加热器气体阀(10)与所述排气再循环阀(6)之间，

-至少一个加热器气体出口管(12)，所述加热器气体出口管(12)位于所述排气再循环阀(6)与所述排气管(5)之间。

2.如权利要求1所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，在本发明的优选实施方式中，涡轮(T)位于所述排气歧管(4)与所述排气管(5)之间。

3.如权利要求1和2任一项所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，所述排气再循环气体出口管(9)将在气缸中燃烧之后借助于所述排气再循环气体进口管(7)从所述排气歧管(4)接收到的排气在其穿过所述排气再循环阀(6)并且在所述排气再循环冷却器(8)中冷却之后传送至所述空气进气管(2)。

4.如在前任一项权利要求所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，所述进气歧管(3)将离开所述排气再循环气体出口管(9)且在所述空气进气管(2)中与新鲜空气混合的排气发送回气缸。

5.如在前任一项权利要求所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，所述排气再循环气体进口管(7)、加热器气体阀(10)、加热器气体进口管(11)和加热器气体出口管(12)连接至所述排气再循环阀(6)。

6.如在前任一项权利要求所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，在借助于排气提供的加热消除由于排气碳烟引起的在所述排气再循环阀(6)中出现的粘附的过程期间，所述加热器气体进口管(11)通过经由所述加热器气体阀(10)从所述排气再循环气体进口管(7)取得热的排气并且将其传送至所述排气再循环阀(6)而能够消除所述排气再循环阀(6)之内的粘附。

7.如在前任一项权利要求所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，所述加热器气体出口管(12)通过将完成在所述排气再循环阀(6)的通道中的行进的排气引导至所述排气管(5)而能够从车辆排放该排气。

8.如在前任一项权利要求所述的排气再循环系统(1)，其特征在于，位于所述排气再循环阀(6)与所述空气进气管(2)之间的所述排气再循环冷却器(8)经由所述排气再循环气体出口管(9)连接至所述空气进气管(2)，并且冷却所述排气再循环阀(6)中的排气。