[发明专利]用于内燃机的增压空气管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的增压空气管道。

背景技术

DE 10 2007 040 661 A1公开一种用于内燃机的进气歧管，有冷却剂流经的热交换器被整合于其中以用于冷却增压空气。通过第一调节翻板阀，增压空气流可以以可调的方式被引导通过该热交换器或旁路管道。第二独立调节翻板阀也具有节流阀的功能。

发明内容

本发明所致力解决的问题在于，提供一种包括热交换器的增压空气管道以用于冷却增压空气，该增压空气管可以容易地适用于不同操作情况。

根据本发明，通过以下特征为上述类型的增压空气管道解决该问题。旁路的设置使得增压空气绕过第一热交换器而不绕过第二热交换器的操作模式具有可能。因此，增压空气仍被第二热交换器冷却，而压降同时减少。在内燃机的部分负载操作中，这种仅绕过第一热交换器的方式是尤其有利的，但不是必要的。

在一个优选方案中，功能可以被整合，其中，可以仅用单个致动器使增压空气的路径选择适用于各种操作条件。尤其对于柴油发动机而言，包括常规操作(废气被导向经过所有热交换器)、冷启动操作和/或部分负载操作(废气被导向经过旁路或仅经过第二热交换器)和节流操作(例如用于再生微粒过滤器和/或关闭发动机)。根据本发明，增压空气应该理解为混合或未混合再循环废气的压缩空气。本发明可以优选用于柴油发动机，但根据需要，也可以用于火花点火的发动机或其它内燃机。

在本发明的一个尤其优选实施例中，第一热交换器以高温热交换器(HT)形式存在，第二热交换器以低温热交换器(NT)形式存在。这使得在完全负载或导向通过所有热交换器的情况下非常有效的冷却成为可能。此外，当转变为部分负载操作时，高温热交换器可以被立即快速绕过，从而防止增压空气被加热。尤其是，可以设有转换致动器的控制策略，根据该策略，若流入增压空气的温度比高温热交换器的冷却液温度低，通过旁路适当地绕过。

典型地，但不必要地，例如具有90℃普通操作温度的发动机冷却剂流经高温热交换器，而来自冷却系统低温支流的更冷的冷却剂流经低温热交换器。总之，当发动机处于操作温度时，从而防止在例如部分负载的操作条件下增压空气被第一热交换器加热。在部分负载范围内，以这种方式，增压空气的冷却效率可以提高，并且因此内燃机的效率可以提高。

在本发明的一个可能但不必要的实施例中，增压空气管道仅包括一个以上述方式选择路径的旁路，从而保证增压空气总是被导向至少经过另一热交换器。

在本发明的一个一般有利方案中，还设有第二旁路，其中第二旁路通向第二热交换器的下游。若有必要，例如在冷启动或其它具体操作条件下，所有热交换器可以因此被完全绕过。尤其优选地，这和废气再循环一起进行，从而防止在热交换器上形成冷凝，热交换器上的冷凝在冷启动条件下尤其危险。在一个优选的具体实施例中，在另一功能整合情况下，在致动器的第三位置处，增压空气从入口流到第二旁路。可选地，还可以设有辅助致动器以转换第二旁路，其中第二旁路以第一旁路的可封闭延伸段形式存在。

在本发明的一个一般优选实施例中，增压空气管道以内燃机的进气歧管形式存在。以这种方式产生一种包括热交换器和致动器的紧凑的集成单元，该集成单元可以直安装到发动机的汽缸盖上，并且允许冷却和根据操作模式进行不同的增压空气路径选择。

在一个优选实施例中，致动器设于优选大体圆柱形的管道中，其中，在一种可能的具体实施例中，增压空气流在管道的区域转向约90°。致动器的这种设置使得以小的省空间设计获得大的增压空气产量成为可能。

在本发明的一个尤其优选实施例中，致动器以可绕轴旋转的滚筒形式存在。这导致紧凑和可靠的设计。该滚筒可以以中空滚筒形式存在，例如，其中增压空气流轴向进入滚筒且从滚筒壁中的径向开口离开。根据滚筒在旋转方向上的位置，开口完全地、部分地或完全不与通向热交换器的供给元件或旁路开口重合。

另外优选地，致动器包括阻断表面，其中，阻断表面具有几何结构以减小流动截面。该几何机构可以以致动器的锯齿状边缘的近似形式存在，例如中空滚筒的开口边缘，或者边缘区域中轮廓分明的开口。中空滚筒的壁形成阻断表面。因此，显然通过致动器精确调整流动截面成为可能。也可以通过该几何结构，在流动截面和致动器运动之间形成非线性关系。这些措施使得致动器也尤其适于用作火花点火发动机的节流阀，其中，对于流动截面精度的要求通常非常高。