[发明专利]利用共用换热器的废热回收和排气再循环

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的废热回收系统和排气再循环系统。

背景技术

发动机冷却剂、发动机油和传动流体的快速预热对冷启动期间(也就是说，当车辆还未运转并且发动机和传动装置相对冷的时候)的燃料经济性很重要。由于燃烧较少的燃料，所以发动机预热对于柴油和混合动力应用尤其成为挑战。排气再循环(EGR)系统用于通过把排气中的一些再循环回到发动机来减少排放。冷却的EGR气体可通过允许更多的火花提前量来改善燃料经济性。此外，使用温暖的EGR气体可使发动机的预热更快速，这在一些发动机的应用中可能是有利的。

发明内容

本发明提供了用于具有发动机的车辆的装置，所述装置通过利用共用换热器实现了废热回收和排气再循环两个目的。所述装置包括排气系统，排气通过所述排气系统从发动机中排出。换热器被定位在所述排气系统中，冷却剂流动通道被设置成与发动机和换热器热连通。旁通阀可操作在第一位置中，以引导排气通过换热器从而在冷却剂加热模式中向冷却剂流动通道传递热量，旁通阀还可操作在第二位置中，在该位置中，排气以旁通模式绕过换热器，在旁通模式期间未经由换热器产生明显的冷却剂加热。在经由换热器冷却后，排气的一部分被再循环到发动机。因此，排气再循环和废热回收从而均经由换热器得以实现，并且不需要单独的用于冷却所述再循环排气的换热器。取消单独的换热器可以实现成本节约并且减少系统的复杂性。此外，还可以减少质量，改善燃料经济性。

例如，排气系统可能具有与发动机流体连通的排气再循环端口，用于将排气的一部分再循环至发动机。当旁通阀处于旁通模式时，排气的一部分在流过排气端口之前先流过换热器用于冷却。各种实施例都通过使用了不同的排气再循环端口、阀体和阀门的单一的换热器来实现这两个功能。

本发明还提供了以下方案：

方案1.一种用于具有发动机的车辆的装置，所述装置包括：

排气系统，排气通过所述排气系统从所述发动机排出；

换热器，所述换热器定位在所述排气系统内；

冷却剂流动通道，其与所述发动机和所述换热器热连通；

旁通阀，所述旁通阀能够操作在第一位置中，以引导所述排气通过所述换热器从而在冷却剂加热模式中向所述冷却剂流动通道传递热量，并且所述旁通阀还能够操作在第二位置中，在该位置中，所述排气以旁通模式绕过所述换热器，在所述旁通模式期间未经由所述换热器产生明显的冷却剂加热；以及

其中，在经由所述换热器冷却后，所述排气的一部分被再循环到所述发动机。

方案2.如方案1所述的装置，进一步包括阀体，所述阀体具有第一排气再循环入口端口、第二排气再循环入口端口、以及排气再循环出口端口，所述排气再循环出口端口与所述排气再循环入口端口交替地选择性流体连通；

其中，当所述旁通阀处于所述第一位置中时，所述第一排气再循环入口端口与所述换热器下游的排气流体连通并且与所述排气再循环出口端口流体连通，并且所述第二排气再循环入口端口被所述旁通阀关闭，从而不与所述排气再循环出口端口流体连通；并且

其中，当所述旁通阀处于所述第二位置中时，所述第二排气再循环入口端口与所述换热器下游的排气流体连通并且与所述排气再循环出口端口流体连通，并且所述第一排气再循环入口端口被所述旁通阀关闭，从而不与所述排气流体连通；由此，在所述冷却剂加热模式和所述旁通模式中，都通过所述换热器实现了对再循环的排气的冷却。

方案3.如方案1所述的装置，其中，所述排气系统具有第一排气再循环端口，所述第一排气再循环端口与所述发动机流体连通以便将所述排气的一部分再循环至所述发动机；其中，当所述旁通阀位于所述第一位置中时，所述排气在流经所述第一排气再循环端口前先流经所述换热器；并且进一步包括：

第一排气再循环阀门，其定位于所述第一排气再循环端口中并且能够选择性地打开和关闭；

其中，所述排气系统具有第二排气再循环端口，所述第二排气再循环端口位于所述换热器的远离所述第一排气再循环端口的相对侧，用于将所述排气的一部分再循环至所述发动机；其中，当所述旁通阀位于所述第二位置中时，所述排气在流经所述第二排气再循环端口前先流过所述换热器；

第二排气再循环阀门，其定位于所述第二排气再循环端口中并且能够选择性地打开和关闭；以及