專利名稱：具有集成的廢氣再循環(huán)旁通結(jié)構(gòu)的排氣歧管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及用于車輛內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)，并更特別地涉及用于有選擇地使廢氣從內(nèi)燃機(jī)的專用EGR氣缸再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的歧管組件。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)可使廢氣從一個(gè)或多個(gè)專用氣缸再循環(huán)到進(jìn)氣歧管，典型地稱為廢氣再循環(huán)(EGR)，以便改進(jìn)車輛的燃料效率和/或減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放物。當(dāng)來自內(nèi)燃機(jī)的預(yù)設(shè)數(shù)量的氣缸的廢氣出于EGR目的而被專用于進(jìn)氣歧管時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的最大動(dòng)力輸出被降低
發(fā)明內(nèi)容

提供了用于內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管組件。排氣歧管組件包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件限定多個(gè)流道，每個(gè)流道被設(shè)置用于接收來自內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)氣缸的廢氣。所述多個(gè)流道包括第一組流道和第二組流道。每個(gè)第一組流道連結(jié)在一起以便限定廢氣處理出口。每個(gè)第二組流道終止在出口處。第一歧管部件限定與第一組流道的至少一個(gè)流道流體連通的旁通通道。第二歧管部件被附連到第一歧管部件。第二歧管部件包括主通道和入口流道，該入口流道設(shè)置為鄰近第二組流道的每個(gè)流道的出口并與之流體連通。每個(gè)入口流道與主通道流體連通。主通道限定EGR出口，并與旁通通道流體連通。旁通控制閥使主通道和旁通通道互連。旁通控制閥可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)位于打開位置時(shí)，旁通控制閥打開主通道和旁通通道之間的流體連通，以便允許廢氣從第二組流道向第一組流道流動(dòng)并從廢氣處理出口排出。當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，旁通控制閥關(guān)閉主通道和旁通通道之間的流體連通，以便引導(dǎo)廢氣從第二組流道排出EGR出口。還提供了用于車輛內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件限定多個(gè)流道，每個(gè)流道被設(shè)置用于接收來自內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)氣缸的廢氣。所述多個(gè)流道包括第一組流道和第二組流道。第一組流道每個(gè)連結(jié)在一起以便限定廢氣處理出口。第二組流道每個(gè)終止在出口處。第一歧管部件限定與第一組流道的至少一個(gè)流道流體連通的旁通通道。第二歧管部件被附連到第一歧管部件。第二歧管部件包括主通道和入口流道，該入口流道設(shè)置為鄰近第二組流道的每個(gè)流道的出口并與之流體連通。每個(gè)入口流道與主通道流體連通。主通道限定EGR出口，并與旁通通道流體連通。旁通通道限定旁通凸緣。第二組流道的每個(gè)流道的出口限定出口凸緣。旁通凸緣和第二組流道的每個(gè)出口的出口凸緣以共面關(guān)系被設(shè)置。旁通控制閥使主通道和旁通通道相互連接。旁通控制閥可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)位于打開位置時(shí)，旁通控制閥打開主通道和旁通通道之間的流體連通，以便允許廢氣從第二組流道向第一組流道流動(dòng)并從廢氣處理出口排出。當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，旁通控制閥關(guān)閉主通道和旁通通道之間的流體連通，以便引導(dǎo)廢氣從第二組流道排出EGR出口。EGR通道被附連到第二歧管部件并與EGR出口流體連通。EGR通道被設(shè)置用于將廢氣引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管。因此，歧管組件允許內(nèi)燃機(jī)在正常模式或在專用的廢氣再循環(huán)(EGR)模式下運(yùn)行。當(dāng)在正常模式下運(yùn)行時(shí)，來自內(nèi)燃機(jī)的所有氣缸的廢氣被引導(dǎo)到廢氣處理出口進(jìn)行處理，并排入環(huán)境空氣。當(dāng)在專用的EGR模式下運(yùn)行時(shí)，來自第二組流道的廢氣出于EGR目的而被引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管，從而改進(jìn)燃料效率并減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放物。當(dāng)旁通控制閥被設(shè)置在打開位置時(shí)，內(nèi)燃機(jī)在正常模式下運(yùn)行，并且當(dāng)旁通控制閥被設(shè)置在關(guān)閉位置時(shí)，內(nèi)燃機(jī)在專用的EGR模式下運(yùn)行。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)及其他特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易見。


圖I是用于車輛內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的示意透視圖。圖2是排氣系統(tǒng)的排氣歧管組件的示意透視圖。圖3是歧管組件的第一歧管部件的示意透視圖。
具體實(shí)施例方式本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到例如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“頂部”、“底部”
等術(shù)語敘述性地用于附圖，并且不限制本發(fā)明的范圍，所述范圍如權(quán)利要求所限定。參考附圖，其中，相同的附圖標(biāo)記在多個(gè)視圖中表示相同的部件，排氣系統(tǒng)大致以圖I中的20示出。排氣系統(tǒng)20包括用于內(nèi)燃機(jī)(未示出)的排氣歧管組件22，如圖2所示。內(nèi)燃機(jī)被用于車輛，并可包括但不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示，排氣系統(tǒng)20和排氣歧管組件22被設(shè)置用于直列式四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，應(yīng)意識(shí)到，內(nèi)燃機(jī)可包括任何適當(dāng)尺寸和/或構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括但不限于直列式六氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)、V型六氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)或V型八氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。排氣歧管組件22被設(shè)置用于附連到氣缸蓋組件(未示出)，該氣缸蓋組件被附連到發(fā)動(dòng)機(jī)本體(未不出)。眾所周知，本體限定多個(gè)氣缸。氣缸蓋組件限定多個(gè)排氣口，一個(gè)排氣口與本體的一個(gè)氣缸流體連通，以便在燃燒后將廢氣排出。參考圖2和3，排氣歧管組件22包括第一歧管部件24和第二歧管部件26。第一歧管部件24限定多個(gè)流道28，每個(gè)流道28被設(shè)置用于接收來自內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)氣缸的廢氣。所述多個(gè)流道28包括第一組流道30和第二組流道32。第一組流道30包括預(yù)設(shè)數(shù)量的流道28，并且第二組流道32包括預(yù)設(shè)數(shù)量的流道28。優(yōu)選地，第一組流道30的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量等于第二組流道28的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量。第一組流道30的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量等于二(2)，并且第二組流道32的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量等于二(2)。但是，應(yīng)意識(shí)到，第一組流道30的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量可不同于第二組流道32的流道28的預(yù)設(shè)數(shù)量。例如，第一組流道30可包括三(3)個(gè)流道28，而第二組流道32可包括一(I)個(gè)流道。如圖I和3所示，第一組流道30的每個(gè)流道連結(jié)在一起以便限定廢氣處理出口34。廢氣處理出口 34與廢氣處理系統(tǒng)(未示出)流體連通。眾所周知，在排放到空氣中之前，廢氣處理系統(tǒng)處理來自內(nèi)燃機(jī)的廢氣，以便減少和/或消除來自廢氣的有害排放物。第二組流道32的每個(gè)流道終止在出口 36處，并且不直接與第一歧管部件24限定的廢氣處理出口 34流體連通。參考圖3，第一歧管部件24進(jìn)一步限定旁通通道38。旁通通道38與第一組流道30的至少一個(gè)流道和/或廢氣處理出口 34流體連通。旁通通道38使第二歧管部件26和第一歧管部件24以流體連通的方式互連。參考圖I和2，第二歧管部件26被附連到第一歧管部件24。第二歧管部件26可以任何適合的方式附連到第一歧管部件24。例如，如圖所示，多個(gè)緊固件40可將第二歧管部件26連接到第一歧管部件24。第二歧管部件26包括主通道42和入口流道44，該入口流道設(shè)置為鄰近第二組流道32的每個(gè)流道的出口 36并與之流體連通。每個(gè)入口流道44與主通道42流體連通。因此，來自第二組流道32的廢氣流入主通道42。主通道42在第一端部處限定廢氣再循環(huán)(EGR)出口 46，并在主通道42的相對(duì)端部處限定閥室48。閥室48與第一歧管部件24的旁通通道38流體連通。參考圖I，旁通控制閥50被設(shè)置在由主通道42限定的閥室48內(nèi)。旁通控制閥50使主通道42和旁通通道38以流體連通方式互連。旁通控制閥50可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)位于打開位置時(shí)，旁通控制閥50打開主通道42和旁通通道38之間的流體連通。當(dāng)位于打開位置時(shí)，旁通控制閥50允許廢氣從第二組流道32通過主通道42流至第一組流道30，并從廢氣處理出口排出。當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，旁通控制閥50關(guān)閉主通道42和旁通通道38之間的流體連通。當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，旁通控制閥50引導(dǎo)廢氣從第二組流道32排出第二歧管部件26的EGR出口 46。EGR通道52被附連到第二歧管部件26，并與EGR出口 46流體連通。EGR通道52被設(shè)置用于將廢氣引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管(未示出)，以便建立專用的EGR系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在專用的EGR系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，來自第二組流道32的高達(dá)百分之百(100%)的廢氣，從而來自內(nèi)燃機(jī)的與第二組流道32流體連通的氣缸的高達(dá)百分之百(100%)的廢氣，可被提供到進(jìn)氣歧管，以便減少內(nèi)燃機(jī)的排放物并提高燃料效率。如圖I所示，專用的EGR系統(tǒng)可進(jìn)一步包括EGR控制閥54。EGR控制閥54被設(shè)置在EGR通道52內(nèi)，并可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)位于打開位置時(shí)，EGR控制閥 54被設(shè)置為打開通過EGR通道52的流體連通，以便允許廢氣流動(dòng)通過EGR通道52。當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，EGR控制閥54被設(shè)置為關(guān)閉通過EGR通道52的流體連通，以便阻止廢氣流動(dòng)通過EGR通道52。EGR控制閥54與旁通控制閥50協(xié)作，以便控制廢氣流動(dòng)通過排氣系統(tǒng)20。因此，當(dāng)旁通閥被設(shè)置在關(guān)閉位置時(shí)，EGR控制閥54被設(shè)置在打開位置。旁通控制閥50被設(shè)置在關(guān)閉位置，以便強(qiáng)制廢氣流動(dòng)通過EGR通道52，以便建立專用的EGR系統(tǒng)。EGR控制閥54打開，以便允許廢氣在其中流動(dòng)通過。為了使內(nèi)燃機(jī)在正常運(yùn)行模式下運(yùn)行(由此來自第一組流道30和第二組流道32 二者的所有廢氣都被引導(dǎo)通過廢氣處理出口 34)，EGR控制閥54被設(shè)置在關(guān)閉位置并且旁通控制閥50被設(shè)置在打開位置。旁通控制閥50打開，以便允許廢氣從主通道42流入旁通通道38，并且EGR控制閥54關(guān)閉，以便防止廢氣流動(dòng)通過EGR通道52并流入進(jìn)氣歧管，從而強(qiáng)制廢氣通過旁通控制閥50進(jìn)入第一組流道30，并從廢氣處理出口 34排出。旁通控制閥50可包括可變中間位置。可變中間位置可包括旁通控制閥50的設(shè)置在旁通控制閥50的打開位置和關(guān)閉位置之間的任何位置?？勺冎虚g位置可調(diào)整，用于調(diào)節(jié)在旁通通道38和EGR旁通通道38 二者之間的廢氣流。因此，如果旁通控制閥50被定位在中間位置，來自第二組流道32的部分廢氣被弓I入旁通通道38，而來自第二組流道32的其余廢氣被弓I導(dǎo)通過EGR通道52，以便建立專用的EGR系統(tǒng)。來自第二組流道32的被在旁通通道38和EGR通道52之間引導(dǎo)的廢氣量可通過改變旁通控制閥50的位置來調(diào)整，即，通過調(diào)整可變中間位置。參考圖3，旁通通道38限定旁通凸緣56，并且第二組流道32的每個(gè)流道28的出口 36限定出口凸緣58。旁通凸緣56和第二組流道32的每個(gè)出口 36的出口凸緣58可以共面關(guān)系被設(shè)置，即，被設(shè)置在同一平面上。該取向允許第一歧管部件24和第二歧管部件26容易地使用已知鑄造方法鑄造。參考圖1，旁通控制閥50包括被可旋轉(zhuǎn)地安裝到第二歧管部件26的活門60?；铋T60可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以便限定旁通控制閥50的打開位置和關(guān)閉位置。桿62被聯(lián)接到活門60，以便使活門60繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。促動(dòng)器64被聯(lián)接到桿62。促動(dòng)器64移動(dòng)桿62以便在打開位置和關(guān)閉位置之間控制(即，旋轉(zhuǎn))活門60。促動(dòng)器64可包括任何適合類型和/或形式的促動(dòng)器64，包括但不限于真空促動(dòng)器64、液壓促動(dòng)器64或電促動(dòng)器64。促動(dòng)器64為桿62提供線性運(yùn)動(dòng)，其偏移于旋轉(zhuǎn)軸線，從而促使桿62繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，繼而旋轉(zhuǎn)·活門60。EGR控制閥54可包括相同的部件，即，活門60、桿62和促動(dòng)器64，并可以與上述旁通控制閥50相同的方式操作。應(yīng)意識(shí)到，旁通控制閥50和EGR控制閥54每個(gè)可包括未示出或在此示出的一些其他類型和/或形式的閥，該閥能夠分別打開和關(guān)閉主通道42和旁通通道38之間以及通過EGR通道52之間的流體連通。盡管實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式已以細(xì)節(jié)說明，本發(fā)明涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管組件，排氣歧管組件包括 第一歧管部件，限定多個(gè)流道，每個(gè)流道被設(shè)置用于接收來自內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)氣缸的廢氣; 其中，所述多個(gè)流道包括第一組流道和第二組流道； 其中，第一組流道的每個(gè)流道連結(jié)在一起以便限定廢氣處理出口； 其中，第二組流道的每個(gè)流道終止在出口處； 其中，第一歧管部件限定與第一組流道的至少一個(gè)流道流體連通的旁通通道； 第二歧管部件，被附連到第一歧管部件，并包括主通道和入口流道，所述入口流道設(shè)置為鄰近第二組流道的每個(gè)流道的出口并與之流體連通； 其中，每個(gè)入口流道與主通道流體連通； 其中，主通道限定EGR出口并與旁通通道流體連通；以及 旁通控制閥，使主通道和旁通通道互連，并可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)，其中，當(dāng)位于打開位置時(shí)，旁通控制閥打開主通道和旁通通道之間的流體連通，以便允許廢氣從第二組流道流入第一組流道，并從廢氣處理出口排出，并且其中，當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，旁通控制閥關(guān)閉主通道和旁通通道之間的流體連通，以便引導(dǎo)廢氣從第二組流道排出EGR出□。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管組件，其中，旁通通道限定旁通凸緣，并且其中，第二組流道的每個(gè)流道的出口限定出口凸緣，旁通凸緣和第二組流道的每個(gè)出口的出口凸緣被以共面關(guān)系設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管組件，進(jìn)一步包括附連到第二歧管部件并與EGR出口流體連通的EGR通道，其中，EGR通道被設(shè)置用于將廢氣引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣歧管組件，進(jìn)一步包括設(shè)置在EGR通道內(nèi)并可在打開位置 和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)的EGR控制閥，其中，當(dāng)位于打開位置時(shí)，EGR控制閥打開通過EGR通道的流體連通，并且其中，當(dāng)位于關(guān)閉位置時(shí)，EGR控制閥關(guān)閉通過EGR通道的流體連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣歧管組件，其中，當(dāng)旁通控制閥被設(shè)置在關(guān)閉位置時(shí)，EGR控制閥被設(shè)置在打開位置，并且其中，當(dāng)旁通控制閥被設(shè)置在打開位置時(shí)，EGR控制閥被設(shè)置在關(guān)閉位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣歧管組件，其中，旁通控制閥包括設(shè)置在旁通控制閥的打開位置和關(guān)閉位置之間的可變中間位置，其中，可變中間位置是可調(diào)整的，以便調(diào)節(jié)在旁通通道和EGR通道二者之間的廢氣流。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管組件，其中，旁通控制閥包括設(shè)置在主通道內(nèi)并可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的活門，以便限定旁通控制閥的打開位置和關(guān)閉位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣歧管組件，進(jìn)一步包括聯(lián)接到活門并被設(shè)置用于使活門繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管組件，其中，第一組流道包括預(yù)設(shè)數(shù)量的流道，并且第二組流道包括預(yù)設(shè)數(shù)量的流道，第一組流道的流道預(yù)設(shè)數(shù)量等于第二組流道的流道預(yù)設(shè)數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的排氣歧管組件，其中，第一組流道的流道預(yù)設(shè)數(shù)量等于二(2),并且第二組流道的流道預(yù)設(shè)數(shù)量等于二(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有集成的廢氣再循環(huán)旁通結(jié)構(gòu)的排氣歧管組件，該排氣歧管組件包括第一歧管部件和第二歧管部件。第一歧管部件包括第一組流道，該第一組流道被連結(jié)以便限定廢氣處理出口，并包括第二組流道。第二歧管部件包括主通道和入口流道，該入口流道與第二組流道的每個(gè)流道以及主通道流體連通。旁通控制閥打開第二歧管部件的主通道和廢氣處理出口之間的流體連通，以便允許內(nèi)燃機(jī)在正常模式下運(yùn)行，該模式下所有廢氣通過廢氣處理出口排出，旁通控制閥關(guān)閉第二歧管部件的主通道和廢氣處理出口之間的流體連通，以便將廢氣從第二組流道引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管，以便建立專用的EGR系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102777244SQ20121014399
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者A.W.海曼, R.E.貝克 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司