[发明专利]包括内燃机和排气再循环回路的内燃机系统

说明书

本发明涉及一种内燃机系统(2)，包括内燃机(4)和将发动机的排气歧管(8)连接到所述发动机的进气歧管(6)的排气再循环回路(12、14、16、18、20、22)，所述回路包括：至少一个簧片阀(16)；EGR阀(22)，所述EGR阀被布置在从所述排气歧管(8)流向所述进气歧管(6)的排气的路径上的所述簧片阀的下游；和EGR管线(18)，所述EGR管线将所述簧片阀连接到所述EGR阀。所述系统还包括：用于气体的旁通管线(30)，以将所述EGR管线(18)连接到所述发动机的排气管线(10)；和控制装置(20、40、42)，以控制通过所述旁通管线排出的气体的流动。

技术领域

本发明涉及一种包括内燃机和排气再循环回路的内燃机系统。

背景技术

在汽车工业中，已知当发动机气缸中的燃烧温度高时，内燃机效率高。然而，当长时间保持较高的峰值温度时，空气中的氮气和氧气会结合而形成新的化合物，主要是NO和NO₂，称为“NO_x”。然后，NO_x的排放取决于发动机气缸中的燃烧温度。

对此，大多数现代发动机需要排气再循环以达到NO_x排放标准。从WO 2009/081226A1中已知EGR回路的示例。EGR包括将一部分排气再循环回到发动机气缸进口，以降低局部燃烧温度。这是由于这样的事实：主要包括氮气、二氧化碳、氧气和水蒸气的残余装料(residual charge)(排气)的比热高于新鲜装料(空气)的比热，并且还因为这样的事实：由于新鲜空气的比例不太重要，因此降低了发动机进气口处的O₂含量。

为了将EGR引入到进气歧管中，EGR压力必须大于进气歧管压力。在这方面，已知在EGR管线中使用可变几何涡轮(VGT)或簧片阀，或者使用非对称固定几何涡轮(FGT)或进气节气阀(ITV)来提高允许进入进气歧管中的排气的压力。

使用至少一个簧片阀是有利的，因为它可能是较便宜的解决方案。簧片阀是一种单向阀，能够让排气在进气歧管的方向上流动。簧片阀(或止回阀)防止EGR管线中的回流(back flow)，也就是说，在进气歧管压力大于排气歧管压力的情况下，可防止入流的新鲜空气经由EGR管线进入排气歧管。另外，设置EGR阀以控制允许进入进气歧管的排气量。

传统上，EGR阀在排气歧管和进气歧管之间的排气流动路径上被布置在簧片阀的上游。特别地，EGR阀位于冷却器的上游，即在热侧上。但是，这种布置无助于增加允许进入进气歧管的排气的压力。

关于这一点，在WO 2009/081226 A1中，EGR阀被布置在簧片阀的下游，这意味着簧片阀和EGR阀之间的管道部分形成某种蓄压器，其中，由于排气的积累，压力会升高。事实上，在内燃机的排气冲程期间观察到压力峰值。这样的压力峰值导致压力波间歇地通过簧片阀传播。在两个压力峰值之间，排气歧管中的压力下降。簧片阀使得能够保护EGR回路免受该压降的影响。

EGR功能并非始终处于激活状态。通常，当发动机处于冷态或要求高马达扭矩时，则没有EGR。因而，簧片阀下游的压力可以增加到高压水平，接近气缸的峰值压力。这可能导致机械故障，因为簧片阀不是被设计成去承受预定压差以上的压差。

本发明的目的在于提供一种改进的内燃机系统，其可以克服现有技术系统的缺点。

发明内容

为此，本发明涉及一种根据本发明的实施例的内燃机系统。

由于本发明并且由于下列事实：旁通管线在位于簧片阀下游和EGR阀上游的EGR管线的连接点处将EGR管线连接到发动机的排气管线，因此，旁通管线可以将EGR流直接转向到排气管线，以控制在簧片阀和EGR阀之间延伸的EGR管线中的EGR压力。通常，所述EGR管线中的EGR压力维持在进气歧管的压力之上(新鲜空气)，以不抑制再循环，并维持在一定阈值以下，以防止簧片阀的任何机械故障。