[发明专利]内燃机废气再循环的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机废气再循环的装置和方法。 

背景技术

称为EGR(废气再循环)的技术是把来自内燃机燃烧过程中的一部分废气通过返回线路返回地引导到把空气供给到内燃机中的进气线路中的公知方式。空气和废气的混合气因此通过进气线路被供给到发动机的燃烧室中。把废气加入到空气中，可以降低燃烧温度，从而减少了废气中的氮氧化物NO_x的含量。该技术用于奥托循环式发动机和柴油机。 

废气的返回线路常常包括如调节通过返回线路的废气流量的EGR阀和用来冷却循环废气的EGR冷却器的部件。电子控制系统控制EGR阀，因此使一定量的废气返回到内燃机中并且与进气线路中的空气相混合。其结果是，基本上使内燃机中的燃烧过程最佳，同时基本上使排放的形成量最小化。内燃机冷却系统的冷却剂在许多情况下被用来冷却EGR冷却器内的返回废气。内燃机冷却系统中的冷却剂也通常用于加热车辆中的驾驶室空间。车辆的冷却剂因此具有若干功能。为了使这些功能很好地实现，因此冷却剂温度需要落入一定的范围之内，该一定的范围可以是80℃-100℃。 

传统的冷却系统常常包括恒温器，在它处于太低的温度下时，该恒温器防止冷却剂被引导到散热器中。因此可以相对快速地加热冷却系统中的冷却剂，但是更加快速地加热冷却系统中的散热器流体是希望的，尤其在大气温度较低时为了减少较冷的冷却剂被引导通过内燃机的时间时，更是如此。使较冷的冷却剂通过内燃机，可以过度地冷却内燃机，这尤其可以导致发动机功能变坏、发动机噪声更大、排放量增大和内燃机的使用寿命更短。在大气温度较冷时，更加快速地加热冷却剂也是理想的，从而更加快速地加热车辆的驾驶室空间。通过传统的装置，在大气温度较冷时及在内燃机以低负荷进行运转的工作期间，难以保持冷却剂的温度。 

发明内容

本发明的目的是提供一种这样的装置和方法，即在内燃机启动之后，该装置和方法可以非常快速地加热冷却系统中的冷却剂，并且即使在大气温度较冷时的工作期间，也能保持理想的冷却剂温度。 

这个目的通过本发明的废气再循环装置来实现。冷却内燃机的冷却系统中的冷却剂因此也被用来冷却EGR冷却器中的返回废气。EGR冷却器的热交换导致EGR冷却器中的冷却剂由返回废气来加热。加热程度依赖于废气温度和通过返回线路的废气量。在内燃机进行正常工作期间，以这样的方式来确定返回到进气线路中的废气量从而基本上使燃烧最佳化，同时使尤其呈氧化氮形状的排放形成量最小化。但是，在大多数的工作情况下，在没有明显损害燃烧过程质量的情况下和在没有明显增大排放的情况下可以提高返回废气量。与冷却剂在EGR冷却器中进行额外加热的普通情况相比，可以使更大的废气量通过返回线路返回，从而在发动机启动之后，使冷却剂非常快速地到达它的工作温度。这导致较冷的冷却剂通过内燃机的时间减少，同时可以快速地加热车辆的驾驶室空间。在例如内燃机在较冷的环境中以小负荷进行运转时的时间期间，更大的废气量也可以通过返回线路和EGR冷却器来返回。该冷却剂因此可以提供有额外的热量以确保，在内燃机处于工作时它基本上在所有情况下可以保持可接受的温度大小。 

根据本发明的优选实施例，控制单元适合控制所述流量装置，因此使所述更大的废气量通过返回线路，直到冷却系统中的冷却剂到达可接受的温度为止。所述更大的废气量因此可以在相对有限的时间期间内通过返回线路，因为冷却剂在大多数情况下借助因此所提供的额外热量可以相对快速地被加热到可接受的温度大小上。在燃烧过程不是全部到达最佳和排放形成量稍稍增多时的期间因此可以被局限到相对较短的时间上。控制单元可以适合以这样的方式控制所述流量装置，以致所述大量的废气表现为最大的废气量的形式，在现有工作情况下，所述流量装置可以使该最大的废气量通过返回线路。通过EGR冷却器的该最大废气流量，可以把冷却剂快速加热到可接受的温度大小。