[发明专利]用于内燃机的模块化排气再循环冷却

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其涉及冷却内燃机的排气再循环 流。

背景技术

这一部分的内容仅仅是提供与本发明相关的背景技术， 并不构成现有技术。

内燃机操作包括产生排气的燃烧。在燃烧期间，空气通 过进气门输送，燃料通过燃料喷射器输送并在汽缸内混合。混合物在 汽缸中燃烧。输送到这些汽缸的空气流可使用空气质量流量(MAF) 传感器来测量。MAF传感器测量通过进气系统的新鲜气流的全部进气， 所述进气系统可包括一个或多个涡轮增压器。在燃烧之后，活塞将这 些汽缸内的排气推入排气系统。排气可能含有各种排放成分，包括未 燃烧的碳氢化合物和颗粒或煤烟。

发动机系统通常包括排气再循环(EGR)系统以降低发 动机排放。EGR包括将排气再循环回汽缸，这降低了可用于燃烧的氧 气量并降低了汽缸温度。EGR系统能够将点火正时保持在最佳点，提 高燃料经济性和/或性能。但是，如果排气的温度降低至低于临界水平， 那么EGR系统的一个或多个部件会出现结垢。特别地，排气流中的重 质碳氢化合物会冷凝，并且其中的煤烟颗粒会聚结和粘附在部件的表 面上。

排气再循环气体与供给到进气歧管的引入空气混合。由 此，排气再循环气体能提高流入进气歧管的空气的温度。随着流入进 气歧管的空气的温度的升高，需要增大气流的压力以获得至进气歧管 的相同空气流量。结果，较高的温度导致泵送损失，因此需要涡轮增 压器更加努力工作。在极限情形下，如果压力超过涡轮增压器的能力， 那么可能无法达到期望量的排气再循环气流，从而降低了EGR系统的 排放的效果。

通常，使用单个EGR冷却器来满足EGR系统的冷却需 求。当前，EGR冷却器设计为满足发动机通常在最高EGR流和最高排 气温度下所需的最大EGR冷却。结果，当发动机操作在较低的EGR 流和/或较低的排气温度时，EGR冷却器能力超过了所需的水平。这会 引起冷却器出口温度降低到低于临界温度，从而引起EGR冷却器结垢。 在弥补这一问题的尝试中，一些EGR冷却器具有旁通管路，排气再循 环气体在该旁通管路中绕过冷却器，且结果不使其温度降低。当使用 旁通管路时，排气再循环气体可能处于不期望高的温度。因此，在某 些操作情形下，当前使用的典型EGR系统不是对排气再循环气体的冷 却提供了潜在地过度补偿就是不冷却。

发明内容

根据本发明的EGR系统补偿了不同的EGR流和/或排气 温度，并可将冷却器出口温度保持在高于临界温度，降低EGR冷却器 结垢的可能性。

所述EGR系统可包括接收发动机排出的排气的排气管 路。具有与进气歧管连通并向所述进气歧管供给空气的空气管路。在 所述排气管路与所述空气管路之间布置多个排气再循环冷却器模块。 所述冷却器模块从所述排气管路接收排气，并将接收的排气供向所述 空气管路以再循环回进气歧管。每个冷却器模块都包括入口、出口、 冷却器部分、旁通部分和流动控制装置。所述冷却器部分和所述旁通 部分都与所述入口和所述出口连通，并且布置成使得流过所述冷却器 部分和所述旁通部分的流体从所述冷却器部分和所述旁通部分之一流 过，而不流过所述冷却器部分和所述旁通部分中的另一个。所述冷却 器部分冷却从所述冷却器部分流过的流体。