專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其具有排氣通道和進(jìn)氣通道、 渦輪增壓器和低壓廢氣循環(huán)通道，其在渦輪增壓器的渦輪下游從排氣通道中分路并且在渦輪增壓器的壓縮機(jī)上游通入進(jìn)氣通道中。
背景技術(shù)：
這種系統(tǒng)以渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)眾所周知。額外地，也已知純低壓廢氣循環(huán)稱作雙回路系統(tǒng)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)。在此，尤其在柴油機(jī)中廢氣的主要部分通常經(jīng)由低壓回路循環(huán)。 然而，該分路只具有很小的用于廢氣循環(huán)的壓差，這個(gè)壓差應(yīng)當(dāng)通過延伸的廢氣支路中的排氣閥增大。然而，難以實(shí)現(xiàn)高的循環(huán)率，因此高壓回路附加地用于廢氣循環(huán)。尤其在冷啟動(dòng)之后該高壓回路用于迅速加熱內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率盡可能理想時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)為調(diào)整最佳的燃燒參數(shù)用于減少有害物質(zhì)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。因此使用大量傳感器，以便除了吸入的空氣外也可以輸送最佳量的、來自燃燒室的兩條廢氣循環(huán)支路的廢氣。調(diào)節(jié)耗費(fèi)在此相當(dāng)高并且至少與存儲(chǔ)的特征曲線族有關(guān)，由該特征曲線族間接地確定循環(huán)廢氣的量。然而，這種間接的確定總會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確。為了將空氣和循環(huán)廢氣盡可能準(zhǔn)確地分配到內(nèi)燃機(jī)中，在DE 10 2006038 863 Al 中建議，在低壓廢氣循環(huán)通道分路口的上游在進(jìn)氣通道中布置一個(gè)第一空氣流量計(jì)并且在低壓廢氣循環(huán)通道的分路口下游和高壓廢氣循環(huán)通道的分路口上游在進(jìn)氣通道中布置一個(gè)第二空氣流量計(jì)。借助這兩個(gè)傳感器應(yīng)當(dāng)估計(jì)和調(diào)節(jié)進(jìn)入廢氣循環(huán)通道中的廢氣流。為此，附加地在高壓廢氣循環(huán)通道的分路口上游使用進(jìn)氣低壓探測器、壓力傳感器，在低壓廢氣循環(huán)通道中使用排氣彎管壓力傳感器、壓力傳感器以及在進(jìn)氣通道中使用增壓空氣溫度探測器。通過各種測量和建模獲得一個(gè)微分方程，然后借助該微分方程計(jì)算低壓廢氣循環(huán)流。為此，這樣利用該計(jì)算結(jié)果通過測得的空氣量和所形成的差值也確定高壓回路中的廢氣流。這種調(diào)節(jié)相當(dāng)耗費(fèi)并且需要很高的儀器耗費(fèi)。額外地通過各種計(jì)算和用于計(jì)算廢氣量的特征曲線族產(chǎn)生不準(zhǔn)確的測量結(jié)果。因此，為了正確調(diào)整廢氣循環(huán)閥，既可以通過壓力傳感器確定廢氣管道中的壓力，也可以估計(jì)廢氣量。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，創(chuàng)造一種廢氣循環(huán)系統(tǒng)，通過該廢氣循環(huán)系統(tǒng)可以降低已知的用于在低壓和雙回路系統(tǒng)中調(diào)節(jié)和測量循環(huán)廢氣量的設(shè)備耗費(fèi)并且可以實(shí)現(xiàn)更好的測量和調(diào)節(jié)的結(jié)果。該技術(shù)問題通過這樣解決，S卩，在低壓廢氣循環(huán)通道中布置第一廢氣流量傳感器。 這允許在低壓廢氣循環(huán)通道中直接測量廢氣質(zhì)量流，以確保精確地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)。附加地，該傳感器用于調(diào)節(jié)廢氣循環(huán)閥?？諝夂蛷U氣的全部調(diào)節(jié)可以在這種裝置中僅借助廢氣質(zhì)量流傳感器、空氣質(zhì)量流傳感器以及吸管處的壓力和溫度傳感器進(jìn)行。在額外地使用高壓廢氣循環(huán)裝置時(shí)，可以通過計(jì)算算出高壓廢氣循環(huán)通道的廢氣循環(huán)率，這只會(huì)產(chǎn)生很小的誤差， 因?yàn)樵摳邏合到y(tǒng)主要在發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)階段中使用。優(yōu)選第一廢氣循環(huán)閥布置在低壓廢氣循環(huán)通道中并且第一廢氣質(zhì)量流傳感器布置在第一廢氣循環(huán)閥的上游。該安裝位置的優(yōu)點(diǎn)是，此處在低壓廢氣循環(huán)區(qū)域內(nèi)存在最高的廢氣溫度，由此，避免在廢氣質(zhì)量流傳感器處形成冷凝。附加地在該區(qū)域內(nèi)不存在干擾流或存在較少的與閥有關(guān)的干擾流。有利地在第一廢氣質(zhì)量流傳感器的下游布置第一廢氣冷卻器，通過該第一廢氣冷卻器可以冷卻地循環(huán)廢氣。這減少了在熱發(fā)動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的有害物質(zhì)的排放。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，廢氣循環(huán)系統(tǒng)具有高壓廢氣循環(huán)通道，其在渦輪增壓器的渦輪上游從排氣通道中分路并且在渦輪增壓器的壓縮機(jī)下游通入進(jìn)氣通道，其中，在高壓廢氣循環(huán)通道中布置一第二廢氣質(zhì)量流傳感器，通過該第二廢氣質(zhì)量流傳感器也可以直接和精確地測量經(jīng)由此處的循環(huán)廢氣流。在使用這個(gè)第二廢氣質(zhì)量流傳感器時(shí)，可以取消空氣流量計(jì)并且空氣流由吸管中的壓力傳感器和溫度傳感器確定。這導(dǎo)致在調(diào)節(jié)循環(huán)的廢氣量時(shí)額外地改善了結(jié)果并因此改善了燃燒，由此可以減少有害物質(zhì)的排放。在本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案中，在高壓廢氣循環(huán)通道中布置一第二廢氣循環(huán)閥，其中，第二廢氣質(zhì)量流傳感器布置在第二廢氣循環(huán)閥和第二廢氣冷卻器的下游在高壓廢氣循環(huán)通道中。該區(qū)域內(nèi)的溫度比冷卻器之前區(qū)域內(nèi)的溫度更低，在該區(qū)域內(nèi)廢氣由于其與燃燒室相鄰仍然具有很高的溫度。因此，由于傳感器的校準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的測量。優(yōu)選第一和第二廢氣質(zhì)量流傳感器根據(jù)熱膜氣流測定法的原理工作。這已經(jīng)在空氣質(zhì)量傳感器中逐漸形成廉價(jià)、可靠和準(zhǔn)確的系統(tǒng)。這兩種傳感器例如已經(jīng)在本申請(qǐng)人撰寫的DE 10 2005 061 533 B4中記載。該傳感器對(duì)廢氣中的煙灰和其它污染物不敏感。在按本實(shí)用新型的廢氣系統(tǒng)的一種改進(jìn)方案中，低壓廢氣循環(huán)通道在顆粒過濾器的下游和排氣閥的上游從排氣通道中分路。通過柴油顆粒過濾器防止，顆粒，如煙灰通過低壓廢氣循環(huán)通道引回至燃燒室中。這又改善燃燒過程。排氣閥的布置確?？赡茉黾咏?jīng)由低壓支路循環(huán)的廢氣流，因?yàn)榻柚撻y可以提高廢氣反壓力并因此提高存在的壓力差。在另一種有利的結(jié)構(gòu)方案中，高壓廢氣循環(huán)通道在增壓空氣冷卻器的下游通入進(jìn)氣通道。這尤其在熱機(jī)階段中使用，因?yàn)閺U氣可以在熱狀態(tài)中循環(huán)，而不會(huì)在增壓空氣冷卻器中被冷卻。繼而發(fā)生內(nèi)燃機(jī)較快的加熱并因此內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)階段縮短，一般在該熱機(jī)階段中產(chǎn)生大多數(shù)的有害物質(zhì)。因此，創(chuàng)造一種廢氣循環(huán)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，直接確定廢氣質(zhì)量流，以便能夠進(jìn)行更可靠的調(diào)節(jié)。所述的系統(tǒng)出色表現(xiàn)在用于進(jìn)一步減少有害物質(zhì)的、準(zhǔn)確和快速的調(diào)節(jié)過程。

以下根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在附圖中圖1示意表示按本實(shí)用新型的柴油機(jī)廢氣循環(huán)系統(tǒng)的一種實(shí)施形式。
具體實(shí)施方式
[0018]按本實(shí)用新型的廢氣循環(huán)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2組成，在該發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2中燃料-空氣混合物與輸入的廢氣一起按已知的方式燃燒。主要是排氣彎管形式的排氣通道4 從發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2導(dǎo)引至排氣出口 6，沿廢氣的流動(dòng)方向看在該排氣出口 6之前布置一個(gè)排氣閥8。一根低壓廢氣循環(huán)通道10在排氣閥8的上游和一個(gè)同樣布置在排氣通道4中的柴油顆粒過濾器9的下游從排氣通道4中分路。這個(gè)低壓廢氣循環(huán)通道10位于內(nèi)燃機(jī)的低壓區(qū)域內(nèi)，也就是排氣渦輪增壓器14 排氣渦輪12的下游。在低壓廢氣循環(huán)通道10中布置一個(gè)第一廢氣循環(huán)閥16和一個(gè)第一廢氣冷卻器18，借助該第一廢氣循環(huán)閥16和第一廢氣冷卻器18可以調(diào)節(jié)廢氣溫度和期望的廢氣量。低壓廢氣循環(huán)通道10在廢氣冷卻器18的下游、在未示出的空氣入口的下游和渦輪增壓器14的壓縮機(jī)20的上游通入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道22中，在此也就是在廢氣-空氣混合物的壓縮裝置之前的低壓區(qū)域內(nèi)。按本實(shí)用新型沿廢氣的流動(dòng)方向在第一廢氣循環(huán)閥16之前和第一廢氣冷卻器18 之前在低壓廢氣循環(huán)通道10中布置一個(gè)廢氣質(zhì)量流量傳感器24。該廢氣質(zhì)量流量傳感器 M用于確定廢氣質(zhì)量流并且通常與一個(gè)未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備連接，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備處理第一廢氣質(zhì)量流量傳感器M的數(shù)據(jù)并且例如用于最佳地調(diào)整廢氣循環(huán)閥16。在廢氣冷卻器18和廢氣循環(huán)閥18之前的位置降低在廢氣質(zhì)量流量傳感器的區(qū)域內(nèi)形成冷凝的趨勢，因?yàn)樵趶U氣冷卻器之前在低壓廢氣循環(huán)通道10中存在最高的溫度，其中，廢氣溫度已明顯低于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2出口處的溫度。在廢氣循環(huán)閥16之前的裝置防止，流過廢氣循環(huán)閥 16的干擾對(duì)測量產(chǎn)生影響。進(jìn)氣通道22從低壓廢氣循環(huán)通道10的分路口經(jīng)由渦輪增壓器14的壓縮機(jī)20導(dǎo)引至增壓空氣冷卻器沈，在該增壓空氣冷卻器沈中為了改善燃燒冷卻已壓縮的空氣-廢氣混合物。從此處起，進(jìn)氣通道22導(dǎo)引至發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2，其中，在這個(gè)流動(dòng)路徑中布置一條支路，在這條支路處高壓廢氣循環(huán)通道洲通入進(jìn)氣通道22中。該高壓廢氣循環(huán)通道28于渦輪增壓器14渦輪12的上游從排氣通道4中分路。在這個(gè)高壓廢氣循環(huán)通道觀中設(shè)置一個(gè)用于調(diào)節(jié)廢氣質(zhì)量流的第二廢氣循環(huán)閥30和用于調(diào)節(jié)廢氣溫度的第二廢氣冷卻器32。附加地第二廢氣質(zhì)量流量傳感器34也在這個(gè)廢氣循環(huán)通道觀中，該第二廢氣質(zhì)量流量傳感器34如第一廢氣質(zhì)量流量傳感器M根據(jù)熱膜氣流測定法的原理工作。這意味著，把傳感器的加熱電阻加熱，其中，通過對(duì)流將加熱電阻產(chǎn)生的熱量傳遞到流動(dòng)的介質(zhì)上。由此造成的加熱電阻溫度的變化或?yàn)楂@得加熱電阻溫度額外的功率消耗是現(xiàn)存質(zhì)量流的尺度。這些傳感器按已知的方式非?？煽康毓ぷ鳌Ｖ槐苊膺@些傳感器表面上的沉積物，使得在排氣系統(tǒng)中使用時(shí)通常提供燃燒沉積物的可能。該第一廢氣質(zhì)量流量傳感器34布置在廢氣冷卻器32的下游。在此不存在比高壓廢氣循環(huán)通道觀的入口更高的廢氣溫度。這允許更精確的測量，因?yàn)檫@些傳感器并不是為極高的廢氣溫度而設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)的。因此為兩條排氣通道10J8使用相同的傳感器對(duì)、34。 通過廢氣質(zhì)量流量傳感器34同樣可以按直接和精確的方式測量高壓廢氣循環(huán)通道觀中的廢氣質(zhì)量流，并且提供給用于調(diào)節(jié)該第二廢氣量和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。在內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)的特征曲線族廢氣要么通過低壓廢氣循環(huán)通道10要么通過高壓廢氣循環(huán)通道28或通過兩個(gè)通道10J8引回至進(jìn)氣通道22并因此引回至發(fā)動(dòng)機(jī)缸體2。完全可以通過兩個(gè)廢氣質(zhì)量流量傳感器M、34借助兩個(gè)廢氣循環(huán)閥16、30以及通過簡易的溫度和壓力傳感器在吸管區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)循環(huán)的廢氣質(zhì)量流和吸入的空氣質(zhì)量流， 因?yàn)槲氲目諝饬靠梢杂赏ㄟ^溫度和壓力傳感器測得的或要算出的總氣流和與廢氣流形成的差值按簡單的方法計(jì)算。因此按照簡單的方法用少量的測量器具實(shí)現(xiàn)精確和直接的測量，這種測量可以用于改善燃燒的控制。通過節(jié)省其它的測量器具也不會(huì)產(chǎn)生相比已知實(shí)施形式更高的成本。顯然，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于所述的實(shí)施形式。因此，例如也可以在低壓廢氣循環(huán)通道中只設(shè)置廢氣質(zhì)量流量傳感器并且通過進(jìn)氣通道中設(shè)置的附加空氣流量計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，在高壓管路中通過對(duì)其它測量值必要的計(jì)算廢氣量的調(diào)節(jié)更不準(zhǔn)確并且廢氣分配也更不精確。也可以考慮關(guān)于該系統(tǒng)中部件，如廢氣循環(huán)閥和廢氣冷卻器、排氣閥或顆粒過濾器其它布置的變化，但不允許超出獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其具有排氣通道(4)和進(jìn)氣通道(22)、渦輪增壓器(14)和低壓廢氣循環(huán)通道(10)，該低壓廢氣循環(huán)通道(10)在所述渦輪增壓器(14)的所述渦輪(1 下游從所述排氣通道(4)中分路并且在所述渦輪增壓器(14)的所述壓縮機(jī) (20)上游通入所述進(jìn)氣通道0 中，其特征在于，在所述低壓廢氣循環(huán)通道(10)中布置第一廢氣流量傳感器04)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一廢氣循環(huán)閥(16)布置在所述低壓廢氣循環(huán)通道(10)中并且所述第一廢氣質(zhì)量流傳感器(24)布置在所述第一廢氣循環(huán)閥(16)的上游。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一廢氣質(zhì)量流傳感器04)的下游布置第一廢氣冷卻器(18)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述廢氣循環(huán)系統(tǒng)具有高壓廢氣循環(huán)通道(觀)，該高壓廢氣循環(huán)通道08)在所述渦輪增壓器(14)的渦輪 (12)上游從所述排氣通道(4)中分路并且在所述渦輪增壓器(14)的所述壓縮機(jī)OO)下游通入所述進(jìn)氣通道(22)，其中，在所述高壓廢氣循環(huán)通道08)中布置一第二廢氣質(zhì)量流傳感器(34)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述高壓廢氣循環(huán)通道08)中布置一第二廢氣循環(huán)閥(30)，其中，所述第二廢氣質(zhì)量流傳感器(34)布置在所述第二廢氣循環(huán)閥(30)和第二廢氣冷卻器(3 的下游在所述高壓廢氣循環(huán)通道08) 中。
6.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓廢氣循環(huán)通道(10)在顆粒過濾器(9)的下游和排氣閥(8)的上游從所述排氣通道中分路。
7.如權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓廢氣循環(huán)通道08)在增壓空氣冷卻器06)的下游通入所述進(jìn)氣通道02)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其具有排氣通道(4)和進(jìn)氣通道(22)、渦輪增壓器(14)和低壓廢氣循環(huán)通道(10)，該低壓廢氣循環(huán)通道(10)在所述渦輪增壓器(14)的所述渦輪(12)下游從所述排氣通道中分路并且在所述渦輪增壓器(14)的所述壓縮機(jī)(20)上游通入所述進(jìn)氣通道(22)中。目前未公開如何以較小的設(shè)備耗費(fèi)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)這種廢氣循環(huán)系統(tǒng)。因此建議在低壓廢氣循環(huán)通道(10)中布置第一廢氣質(zhì)量流傳感器(24)。這樣在低壓支路中可以直接地確定廢氣質(zhì)量流。
文檔編號(hào)F02M25/07GK202108613SQ20112006921
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者卡斯滕·格里姆, 安德烈斯·湯尼斯曼, 彼得·豪謝爾特, 斯文·尼格林 申請(qǐng)人:皮爾伯格有限責(zé)任公司