[发明专利]用于多级排气冷却器的方法和系统

说明书

用于排气冷却器的多种方法和系统。在一个示例中，一种方法包括相对于排气冷却器的多个级中的第二级，控制向所述多个级中的至少第一级的冷却剂的流动，以保持以下各项中的至少一项：相对于所述第二级，从所述第一级去除的热量受控量；相对于所述第二级，流经所述第一级的冷却剂的大致相等的温度增量；相对于所述第二级，流经所述第一级的气体的大致相等的温度减量；和相对于所述第二级，流经所述第一级的气体的大致相同的热量去除量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月6日提交的题为“用于多级排气气体冷却器的方法和系统”的美国临时专利申请No.62/482303的优先权，其全部内容通过引用结合于此以用于所有目的。

背景技术

技术领域

本文公开的主题的实施方式涉及一种用于发动机系统的排气冷却器。

现有技术讨论

发动机可以利用从发动机排气系统到发动机进气系统的排气再循环，该过程被称为排气再循环(EGR)。在一些示例中，一组一个或多个气缸可具有连接至发动机进气通道的排气歧管，使得该组气缸至少在某些条件下专用于产生用于EGR的排气。这样的气缸可以被称为“供体气缸”。在其他系统中，排气可以从歧管被抽取出。

一些EGR系统可以包括EGR冷却器，以在再循环排气进入进气通道之前降低其温度。EGR冷却器可用于将排气温度从约1000华氏度降低到约200华氏度。随着排气行进流过EGR冷却器，热量被传递到流过EGR冷却器的冷却管的传热介质(例如水或其他冷却剂)。在EGR冷却器的排气入口侧，排气温度最高，并且增加的热应力可施加到EGR冷却器，包括在EGR冷却管和管板/EGR冷却管的接合处。另外，在某些情况下，在EGR冷却器的最热部分，冷却剂可能会沸腾。

发明内容

在一个实施方式中，方法(例如，用于控制发动机系统的方法)包括相对于排气冷却器的多个级中的第二级，控制向所述多个级中的至少第一级的冷却剂的流动，以保持以下各项中的至少一项：相对于所述第二级，从所述第一级去除的热量受控量；相对于所述第二级，流经所述第一级的冷却剂的大致相等的温度增量；相对于所述第二级，流经所述第一级的气体的大致相等的温度减量；和/或相对于所述第二级，流经所述第一级的气体的大致相同的热量去除量。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的具有发动机和排气再循环(EGR)冷却器的车辆的示意图。

图2示出了根据本发明的实施方式的具有串联布置的多个级的多级排气冷却器(EGR冷却器)的第一实施方式。

图3示出了根据本发明的实施方式的多级排气冷却器的热模型的示意图。

图4示出了根据本发明的实施方式的流经多级排气冷却器的多个级的传热、排气温度和冷却剂温度的示例图。

图5示出了根据本发明的实施方式的多级排气冷却器(EGR冷却器)的第二实施方式，该多级排气冷却器具有多个并联级和布置在多个并联级下游的多个串联级。

图6示出了根据本发明的实施方式的具有至少两个并联级和布置在至少两个并联级下游的多个串联级的排气冷却器的各个级的示例性排气温度、冷却剂温度和传热值的曲线图。

图7示出了根据本发明的实施方式的用于操作多级排气冷却器以维持流经多级排气冷却器的每一级的受控的传热量、排气温度的减量和/或冷却剂温度的增量的方法的流程图。

图8示出了根据本发明的实施方式的排气冷却器的示意图，该排气冷却器在冷却器的管板上包括一个或多个柔性区域。

图9示出了图8根据本发明的实施方式的排气冷却器的截面正视图，放大了侧壁与包括柔性区域的管板之间的接合部。

具体实施方式