[发明专利]废气再循环系统中的水分清除

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其涉及一种用于此类内燃机的废气再循环(EGR)系统。

背景技术

自30多年前开始的日益增强的努力，已提供用于内燃机以再循环部分废气的系统，以降低燃烧温度，从而减少氮氧化物或NO_x的产生。最初的开发致力于火花点火发动机，但是随后的研究已经使这项技术应用于压缩点火或柴油发动机。致力于增加EGR气体的密度，所以对效率、冷却EGR的影响已经被提议。这样的系统允许更大量再循环的燃烧产物而没有不利的性能影响。然而，这种类型的系统具有问题，在这些空气浓缩中被降低到目的湿度的EGR气体，因此形成水粒子。这些水粒子结合燃烧气体中的成分产生各种酸，其对于用于热交换和空气载携管道以及燃烧室部件的材料具有不利的影响。

在为提供更大量EGR的努力中，附加的冷却器已被建议用来增加气体密度，更用来将对燃烧效率的影响降至最小。附加的冷却过程提供益处的同时，伴随有附加冷凝液的情况发生和水粒子的产生。在各种系统中已建议在水粒子产生时条件下避开第二冷却功能，以避免无法控制量的水吸入燃汽缸的不利问题。然而，这些系统不能解决热交换器中收集的水分的问题。

因此，技术上需要一种EGR(废气再循环)系统，其中用于此类系统的热交换器中的水分被有效地清除而对发动机没有不利的影响。

发明内容

本发明的一种形式是一种废气再循环(EGR)系统，其用于吸气、消耗燃料涡轮增压式内燃(IC)发动机，该内燃(IC)发动机产生功率输出以及燃烧产物，所述系统具有管道以从涡轮增压器输送入口空气到IC发动机用于燃烧，以及热交换器，其插入入口空气管道中用于冷却输送到IC发动机的空气。EGR管道接收来自IC发动机的燃烧产物的受控制部分，并选择性地将燃烧产物引入所述的入口空气管道。至少一个热交换器插入EGR管道中以降低传到所述入口空气管道的燃烧产物的温度。第一阀响应于信号输入，用于预定的发动机条件下绕过至少一个热交换器旁通流动，以及第二阀响应于所述旁通流动条件从入口空气冷却器的上游点输送空气到至少一个热交换器以从该热交换器清除水分。

本发明的另一种形式包括一种动力系统，其具有吸气、消耗燃料内燃发动机，该内燃发动机产生功率输出以及燃烧产物。燃料系统提供燃料给IC发动机用于燃烧。涡轮增压器具有用于接收燃烧产物的涡轮以及用于压缩空气以输送到IC发动机供燃烧的压缩机。管道从涡轮增压器压缩机输送入口空气到IC发动机以供燃烧。插入所述入口空气管道中的热交换器冷却输送到IC发动机的空气。排气管道从IC发动机延伸到所述涡轮增压器的涡轮，以及废气再循环(EGR)管道连接到所述排气管道以接收来自所述IC发动机的燃烧产物的受控制部分，并连接到所述入口管道以选择性地将燃烧产物导入所述入口空气管道。至少一个热交换器插入EGR管道中以降低传到所述入口空气管道的燃烧产物的温度。第一阀响应于信号输入，用于预定的发动机条件情况下绕过至少一个热交换器旁通流动，以及第二阀响应于所述旁通流动条件，从入口空气冷却器的上游点输送空气到至少一个热交换器以从该热交换器清除水分。

附图说明

以上所述内容和本发明其它特征及优势，以及实现它们的方式将更加明显和通过参照以下本发明实施例的说明并结合附图，将更好地理解本发明，其中：

图1示出了使用体现本发明的EGR系统的内燃发动机系统的示意图；

图2是图1中的发动机系统的部分示意图；以及

图3是图2中所示的发动机系统部分的另一示意图。

所有附图中对应的参照符号标示出对应的部件。此处显示的示例说明了本发明的实施例，以及这样的示例将不被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参照附图，尤其参照附图1，示出了内燃机10，其是一种吸气、消耗燃料的发动机，其通过轴12提供旋转输出。发动机10可以是压缩点火、火花点火式发动机或其结合。这些发动机中的任何发动机中，燃烧产物均通过排气歧管14排出到通向涡轮增压器20的涡轮18的排气管道16。从涡轮18的排放物延伸穿过管道21，管道21在通向环境A之前可包含柴油颗粒过滤器22。应该注意的是，柴油颗粒过滤器22可在包含涡轮18的上游位置的排气系统中的任意点使用。