[发明专利]有热量回收装置的内燃机排气装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车技术的领域，并且涉及汽车内燃机的一种具有热量回收装置的排气装置，以及涉及这种排气装置的工作方法。

背景技术

当代汽车越来越多地配备带有用于回收高温废气流中能量的热交换器的排气装置。为此目的，排气管路典型地有一种分路结构，包括热交换器支路和旁通支路，其中，例如可通过设置在排气管路内可移位的排气门，将废气流按选择地引导通过旁通支路和/或热交换器支路。热交换器与用于循环冷却剂的冷却循环连接，它例如涉及内燃机的冷却循环。

在这种排气装置中，通常在冷启动后将高温废气全部引导通过热交换器，为的是获取废气中宝贵的能量并加速内燃机的预热阶段。反之，对于已加热的内燃机，高温废气至少部分通过旁通支路，防止过度加热冷却剂。此外，采取这些措施还能以有利的方式影响内燃机的排放特性。

专业人员对于这种排气装置的基本结构是熟知的，以及在专利文献中也已有详细说明。仅作为举例，在这方面可参见德国公开文件DE 10 2008 023806A1。

排气门可被置于不同的工作位置，使高温废气按期望的方式引入旁通支路或热交换器支路。迄今排气门借助机械执行器操纵，例如所谓的“蜡马达”。在这里它涉及一种线性执行器，其中，与排气门耦合的推杆与蜡外壳共同作用。若蜡马达外壳例如被围绕它的冷却剂加热，则固体蜡膨胀，其结果是，推杆从执行器外壳进一步向外运动并且排气门朝一个方向运动。若蜡马达外壳被冷却，则推杆例如借助弹簧重新缩回执行器外壳内，从而使排气门朝另一个方向运动。一般情况下，蜡马达与废气热交换器热耦合，从而排气门可以被恒温调整。另一种方案也是可能的，例如可以采用真空执行器取代蜡马达，它例如由发动机控制设备根据发动机的冷却剂温度进行控制。

因此在传统的排气装置中实施排气门恒温调整，此时不提供有关排气门位置可使用的信息。由于在排气管路内存在的发热，因而使用电动执行器和/或电传感器不在考虑之列。

发明内容

因此本发明的目的在于，以有利的方式进一步发展所述类型内燃机的排气装置。按本发明的建议，这一目的通过一种排气装置和通过一种排气装置工作方法达到。

本发明为此建议了一种汽车内燃机的排气装置。这种排气装置包括至少一个排气管路，该排气管路有旁通支路和平行于旁通支路的热交换器支路，它们在下游合并成统一的区段。在热交换器支路内设置一个与用于冷却剂循环的冷却循环连接的热量回收装置，下面称为“热交换器”，它可被高温废气绕流或流过，废气的能量可在热交换器中传递给冷却剂。

此外，排气管路有至少一个可控制或可移位的调整件，例如排气门，它布置和设计为，使流过排气管路的流动的燃气可按选择流入热交换器支路和/或旁通支路。调整件通过调整机构与致其移位的执行器耦合。优选地，执行器有至少一个(例如结合在内的)传感器，尤其电传感器，例如用于确定调整件瞬时位置的电位置传感器。它例如可涉及一种确定排气门旋转角的转角传感器。按本发明应包括所有类型的执行器(热物理、气动、液压执行器等)，它们扩充有确定调整件位置的传感器。对于这样的执行器涉及例如电动执行器，尤其电动机。

调整机构尤其涉及机械调整机构，在这里的术语“机械”也包括流体支持的调整机构，亦即液压和/或气动调整机构。

按本发明的一项设计，(例如机械式)调整机构的至少一个调整元件设计用于，将执行器设置为与排气管路隔开距离，亦即设置为相对于排气管路有一个可随机调整的间距。在这里调整元件设计为，使执行器与排气管路之间的中间距离如此大，以致能避免执行器被排气管路散出的热量加热到临界温度(例如约130℃)，在这一温度时应担心影响或损坏尤其执行器和传感器的电器件。

因此在排气装置中执行器可以布置在离排气管路的一个可预定的距离处，从而可以按有利的方式避免执行器和包含的电器件，尤其结合在内的传感器，因排气管路散出的热量造成影响或损坏。为此目的，执行器例如布置为离排气管路有一个距离，这一距离处于两位数厘米范围内，但也可以设想，将执行器设置为更靠近排气管路。

在按本发明的排气装置中，(例如机械式)调整机构原则上每种形式都体现了，其中按上述设计保证存在至少一个长的调整元件，通过它能使执行器与排气管路隔开距离。例如设计为排气门形式的调整件为此目的可回转地支承在轴上，以及执行器通过与轴偏心连接的耦合杆与排气门耦合，由此在工业成批生产汽车时可以在执行器与排气门之间实现简单和经济的耦合。