[实用新型]具有集成有排气热交换器功能的EGR冷却器的内燃发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃发动机，具体涉及的内燃发动机包括至少一个进气管、至少一个排气管、至少一个具有设置在进气管中的压缩机和设置在排气管中的涡轮的涡轮增压器，及排气再循环系统，该排气再循环系统具有排气再循环管、调节阀和冷却装置。

背景技术

EP 1 405 995 B1公开了一种发动机系统，该发动机系统包括内燃发动机、具有设置在内燃发动机的排气管中的涡轮和设置在进气管中的压缩机的排气涡轮增压器、具有在涡轮上游设置在排气管中的入口和在压缩机下游设置在进气管中的出口的排气再循环管，及设置在排气再循环管中的紧密耦合(close-coupled)的排气处理装置。在实践中已证明：借助于具有设置在排气再循环管中紧密耦合的排气处理装置上游的入口和设置在排气管中涡轮下游的入口的旁通管，所述发动机系统能够以极低的排气排放和最优的NVH性能持续地工作。

DE 102 59 702 A1涉及一种用于热力发动机的排气系统。该热力发动机包括排气管，在该排气管中设置排气热交换器以使所有排气流过该热交换器。此外，提供EGR管用于部分排气的再循环，EGR管相对于排气连接到热交换器的下游侧。

SAE(美国汽车工程师学会)的报告2003-01-0629公开了一种内燃发动机，该内燃发动机包括具有三通方向控制阀的EGR管，EGR管在涡轮增压器的涡轮上游从该阀分支并取决于工作点在压缩机的上游或下游连通至(opens out in)进气管。SAE的报告2006-01-0047类似地公开了一种具有EGR管的内燃发动机。该EGR管在涡轮上游从排气管分支并在压缩机下游连通至进气管。在该EGR管中设置EGR冷却器且在再循环排气的流向上在该EGR冷却器的下游设置EGR阀。SAE的报告2007-04-0034涉及一种热交换器，该热交换器从排气中传递热量到冷却剂。

涡轮增压的内燃发动机具有较高的排气温度，这使得在内燃发动机的高负荷和高发动机转速下需要燃料富集以便保护排气管线(exhaust strand)的材料以及涡轮增压器壳体的材料免受热损伤。为了解决上述问题，已开发出排气再循环(EGR)系统将排气温度降低至柴油发动机的最高水平(涡轮上游约870℃)。为了降低排气温度，将相对高比例(高至25％)的排气再循环到内燃发动机中。然而，再循环的排气在进入进气管之前由EGR冷却器冷却。同时，在排气管中设置热交换器(排气热交换器)，热交换器预期可加速内燃发动机的暖机过程，这是由于两个作为示例的原因：

首先，预期减少CO₂排放。借助于将热量从排气传递到冷却剂中，从而借助于作为吸收冷却剂消散的热量的结果加热发动机油，即使在冷起动之后也可以由于发动机油的快速预热而相对快速地获得降低的粘性，以使摩擦力水平降低。

其次，由于通过冷却剂将排气热量提供给相应的舱室供热系统，可以有利地在内燃发动机的冷起动之后实现车辆舱室更快的供热。

如上所述，需要EGR冷却器用于冷却再循环排气。通过在再循环排气的流向上设置在EGR冷却器上游或下游的调节阀(EGR阀)调节再循环排气的比例。

高压排气再循环系统和低压排气再循环系统都是已知的。

在低压排气再循环系统中，在涡轮下游，即在排气的流向上在涡轮下游从排气管中抽取排气，并在压缩机上游，即在排气的流向上在压缩机上游将排气提供给进气管。

在高压排气再循环系统中，在涡轮上游从排气管中抽取排气，并在压缩机下游将排气提供给进气管。

现有的内燃发动机因此具有两个热交换器。首先，提供EGR冷却器用于冷却再循环排气，其次，提供排气热交换器用于减少CO₂排放并用于提供更快的驾驶室供热。这使得必须承担高水平的费用，例如对于每种情况下分离的系统的成本而言。此外，每个冷却装置或冷却系统(EGR冷却器、排气热交换器)在每种情况下都需要单独的安装空间，并使得必须承担达不可忽略水平的组装费用。

实用新型内容

本实用新型所基于的目标是改进上文中所述类型的内燃发动机，使用简单的装置以使所述内燃发动机更加具有成本效益。

根据本实用新型，该目标可以这样实现：一种具有集成有排气热交换器功能的EGR冷却器的内燃发动机，所述内燃发动机包括至少一个进气管、至少一个排气管、至少一个具有设置在进气管中的压缩机和设置在排气管中的涡轮的涡轮增压器，及排气再循环系统，所述排气再循环系统具有排气再循环管、调节阀和冷却装置，其特征在于，具有在涡轮下游排气管中设置的调节装置，以及从调节阀分支的旁通管，且旁通管在调节装置下游连通至排气管。