[发明专利]EGR辅助的增压废气旁通阀装置

说明书

技术领域

本发明总地涉及控制废气再循环的方法，本发明尤其涉及但不限于使用进气管道侧压力改变装置来控制废气再循环管道中的气流。

背景技术

废气再循环是在当今操作的许多发动机中使用的技术。废气再循环通过降低进气歧管中的氧气浓度，并且由此减少燃烧期间产生污染物的不利化学反应，来降低废气中释放的污染物的量。废气再循环管道通常具有连接到内燃机排气歧管的入口和连接到进气歧管的出口。控制通过废气再循环管道的气流量可使用不同的方法。例如，可在所述管路上设置控制阀，以控制通过该管路流过多少量。另外，在空气返回进气歧管以燃烧之前，通常使用冷却器来重新冷却空气。

控制通过废气再循环管道的废气流率的通用方法为使用排气节气门(exhaust throttle)来产生背压，以驱动废气通过废气再循环管道。该方法的一个问题是排气节气门成本很高。另外，可使用可变几何形状涡轮增压器来驱动废气流过废气再循环管道。该选择相对于固定几何形状涡轮增压器或者废气旁通阀(wastegate)增压器同样成本很高。

EGR(废气再循环)需要成本更加有效的解决方案。

发明内容

本发明的一方面是一种设备。该设备包括：进气管道，该进气管道具有入口和出口；泄压装置，该泄压装置可操作地连接到所述进气管道上；内燃机，该内燃机包括进气歧管和排气歧管，所述进气歧管可操作地连接到所述进气管道的所述出口，其中所述内燃机产生从所述排气歧管排出的废气；排气管道，该排气管道具有入口和出口，其中所述排气管道入口可操作地连接到所述排气歧管上；以及废气再循环管道，该废气再循环管道具有入口和出口，其中所述废气再循环管道的所述入口可操作地连接到所述排气歧管上，所述出口可操作地连接到进气歧管上，其中所述装置的操作改变通过所述废气再循环管道的流率。

本发明的另一方面是一种用于控制废气再循环气流的方法。该方法包括下列步骤：通过进气管道将空气吸入内燃机；在所述内燃机内燃烧所述空气；产生发动机废气；将所述发动机废气的至少一部分通过废气再循环管道再循环入所述进气管道；将吸入所述进气管道的所述空气的至少一部分泄出，其中该泄出改变了所述再循环的发动机废气的流率。

本发明的再一方面是一种设备。该设备包括：进气管道，该进气管道具有入口和出口；可控制废气旁通阀，该废气旁通阀可操作地连接到所述进气管道；内燃机，该内燃机包括进气歧管和排气歧管，所述进气歧管可操作地连接到所述进气管道的所述出口，其中所述内燃机产生从所述排气歧管排出的废气；排气管道，该排气管道具有入口和出口，其中所述排气管道入口可操作地连接到所述排气歧管上；涡轮增压器，该涡轮增压器可操作地连接到所述进气管道和所述排气管道上；第一空气冷却器，该第一空气冷却器可操作地连接到所述进气管道，其中所述第一空气冷却器冷却由所述涡轮增压器压缩的空气；第二废气旁通阀，该第二废气旁通阀可操作地连接到所述排气管道，其中所述第二废气旁通阀使废气能够绕过所述涡轮增压器；废气再循环管道，该废气再循环管道具有入口和出口，其中所述废气再循环管道的所述入口可操作地连接到所述排气歧管上，所述出口可操作地连接到进气歧管上，其中所述可控制废气旁通阀的操作改变通过所述废气再循环管道的流率；以及第二空气冷却器，该第二空气冷却器可操作地连接到所述废气再循环管道。

附图说明

图1示出了本发明一个实施例的示意图；

图2示出了可选实施例的示意图；

图3示出了显示增压废气旁通阀喷嘴面积相对于燃料率的曲线；

图4示出了显示涡轮效率相对于喷嘴面积的曲线；

图5示出了压缩机特性图。

具体实施方式

为了便于理解本发明的原理，现在参考附图中所示的实施例，并用具体的语言对该实施例进行描述。但是应当理解，这并不是对本发明的范围进行限制。本发明所属领域的技术人员通常会预计到，所示本发明原理的变化、修改和进一步应用。

本发明使用泄压装置(例如废气旁通阀)来改变内燃机中的压力，以改变通过废气再循环管道的废气流率。在一种形式中，本发明包括连接到内燃机进气歧管的进气管道和连接到内燃机排气歧管的排气管道。进气管道上连接有涡轮增压器，以在进入的空气燃烧之前给空气增压。泄压装置可操作地连接到进气管道上。通过改变进气管道中的压力，在贯穿整个系统的压力中产生变化。整个系统中的该压力变化导致废气再循环管道的压力变化。因此，产生通过废气再循环管道的气流，并且使用进气侧泄压装置可控制该气流。