[发明专利]废气再循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的废气再循环装置，特别是在汽车中，包括权利要求1的前序部分所限定的特征。

背景技术

在内燃机中，废气再循环系统逐渐用来改良排放值和内燃机的效率。为了避免NO_X排放的增加，需要通过废气再循环冷却器冷却再循环废气，该冷却器缩写为EGR冷却器，以上是因为在渐增的温度下在燃烧过程中NO_X的产生会不成比例的增加。

由此，上述类型的缩写为EGR装置的废气再循环装置示例性的包括EGR冷却器，该冷却器建立在废气再循环线路中，该线路缩写为EGR线路，同时该线路与冷却回路相连，该冷却回路通过冷却液工作。因此，该EGR冷却器具有冷却箱，该冷却箱包括废气入口，废气出口、冷却剂进口和冷却剂出口，通过冷却剂出口，冷却剂流出。

由专利WO96/30635A1可知，所述EGR装置是已知的，另外其限定了该装置具有旁路，该旁路沿外部迂回通过EGR冷却器并通过控制阀控制。通过所述旁路，使采用有效旁路迂回通过EGR冷却器成为可能。上述过程是期望得到的，例如，用于在内燃机的冷启动时利用再循环废气的热量尽快的加热内燃机。在内燃机变热后，使旁路失效从而再循环废气接着流动通过EGR冷却器，从而被冷却。

由专利DE19962863A1，另一种包括EGR冷却器和旁路的EGR装置是已知的。然而，在该EGR装置中，旁路从EGR冷却器内部迂回通过，这就意味着旁路在冷却箱内通过，但是与冷却剂热隔离。

本发明涉及提供一种关于上述类型EGR装置的改良实施方式，尤其技术特征在于EGR冷却器的可调整冷却功率的增加的可变性。

根据本发明的关于改良实施方式的问题是由独立权利要求的主题解决的，优选的实施例为从属权利要求的主题。

发明内容

本发明基于以下思想，即在EGR冷却器内提供两个冷却管布置，通过该管道布置冷却剂可以单独流动，并且由不同的冷却功率进行区别。一个或者第一冷却管布置具有较小的冷却功率，因此在废气和冷却剂之间提供较小的热流。与此不同，另一个或第二冷却管布置具有较大的冷却功率，因而在废气与冷却剂之间提供较大的热流。通过这种结构，具有不同冷却功率的两个分离EGR冷却器拟结合在共同的外壳内，其导致相当紧凑的结构。通过EGR冷却器的上述结构，基本上实现了三种不同的流通状态。在第一流通状态，其被设定，例如，当没有冷却需求或者仅需要低的冷却需求时，废气只通过提供较低热流的第一冷却管布置。在第二流通状态，当需要中等冷却需求时，废气仅通过提供较高热流的第二冷却管布置。在第三流通状态，其被设定，例如，当需要高冷却需求时，废气流通通过两个冷却管布置。由此，其可以用来提供，在第三流通状态下设定废气的分配，并逐步或不断变化的流动至两个冷却管布置，因此，由EGR冷却器提供的冷却功率可以更好的适应实际冷却剂要求。

在EGR装置的进一步改进中，可以提供沿EGR冷却器外部迂回通过的旁路，该旁路在没有冷却需求的时候是有效的。替代性地，在内燃机中，例如，由于其结构其具有相对短的暖机期，所述旁路可以被忽略。在暖机运行中，再循环废气可以仅通过具有较低功率的第一冷却管布置。与包括外部旁路或者内部和隔离旁路的实施例相比，因此而导致的暖机期的延长，在这种情况下是接受的。

为了能够分别设定冷却功率或者热流，在不同地位于两个冷却管布置内的废气和冷却剂之间，提供了多种不同的手段，该手段可以被看作是可累积地或可替换地。例如，第二冷却管布置在废气端和/或冷却剂端可以比第一冷却管布置具有更大的表面。第二冷却管布置可以比第一冷却管具有更多的冷却管。对于废气，第二冷却管布置的冷却管可以具有更小的流通截面和/或更大的流通阻力。第二冷却管布置的冷却管与第一冷却管布置的冷却管相比可以由不同的材料制作，并可以具有更高的传热系数。在第二冷却管布置的冷却管内，在废气和冷却管和/或扰流子(turbulators)之间，可以布置肋条(ribs)用于热传输改良，其增加了流动阻力和废气在其单独冷却管中的滞留时间，并引起紊流，其各种情况下有助于在废气和冷却管之间热传输的增加。有利地，该肋条可以作为扰流子形成。

由从属权利要求、附图和相关的通过附图进行的示例说明，本发明更多的重要特征和优点是显而易见的。

在不脱离本发明范围的情况下，应该可以理解的是对前述和下述将要说明的特征，其并不仅在各自提到的组合中是有用的，而且在其它组合或在其自身也是有用的。