[发明专利]用于排气热交换器的方法和系统

说明书

本发明涉及用于排气热交换器的方法和系统。提供了用于使用单个分离式热交换器的排气热回收和排气再循环(EGR)冷却的方法和系统。来自作为EGR被输送至进气歧管的第一部分排气和经由旁通通道被转向用于排气热回收的第二部分排气中的每个的排气热可以被转移到流过热交换器的冷却液。经由热交换器的冷却液流的方向可以基于冷却液温度调整。

技术领域

本发明一般地涉及用于经由分离式(split)热交换器的排气热回收和排气再循环(EGR)冷却的方法和系统。

背景技术

发动机可以被配置有用于回收在内燃发动机处产生的排气的热的排气热回收系统。在排气热交换器处回收的热可以被用于诸如加热汽缸盖和使车辆车厢变暖的功能，由此改善发动机效率和燃料经济性。排气热可以被用于加快排气催化剂起燃，并且被用于将催化剂温度维持在最佳催化剂性能的期望范围内。经冷却的排气可以从排气催化剂的上游被再循环到进气歧管，并且被用来减少燃料消耗和排气NOx排放物。EGR冷却器可以被耦接至EGR递送系统，以使再循环的排气的温度在它被递送至进气歧管之前降下来。

各种方法被提供用于排气热回收和EGR冷却。在一个实例中，如在US20140196454中示出的，Ulrey等人公开了具有催化剂后的EGR冷却器的发动机系统，所述催化剂后的EGR冷却器可以被适时地用来回收排气热。在冷启动状况下，排气节流阀可以被关闭以引导排气通过EGR冷却器，其中来自排气的热可以被转移到循环通过EGR冷却器的冷却液。变暖的冷却液然后可以被循环通过发动机以增加发动机温度。在这样的冷启动状况下，EGR阀可以被维持在关闭位置中，并且在流过EGR冷却器之后，排气可以经由旁通通道返回到主排气通道。

然而，发明人在此已经认识到上述方案的潜在缺点。作为一个实例，回收排气热并且同时提供EGR不会是可能的。在由Ulrey等人示出的系统中，在任何发动机工况下，来自排气催化剂下游的单个位置的排气可以被用于排气热回收或作为EGR被递送。而且，排气不能来自催化剂的上游用于再循环到进气歧管。另外，由于冷却液流的构造，不管冷却需要如何，在EGR冷却和排气热回收两者期间都提供相同程度的冷却。该冷却液流构造也可以导致流过热交换器的冷却液的过热，引起冷却液系统的退化。

发明内容

发明人在此已经确认了一种可以至少部分地解决上述问题的方案。一种实例方法包含：将来自流过排气再循环(EGR)通道的第一部分排气的热转移到热交换器的第一分支中的冷却液；以及将来自流过排气旁路的第二部分排气的热转移到所述热交换器的第二分支中的冷却液，通过所述第一和所述第二分支的冷却液流的方向基于冷却液温度来选择。以此方式，来自主排气通道中的不同位置的两部分排气可以经由单个分离式热交换器同时进行冷却，而通过热交换器的冷却液流的方向基于冷却液温度被动态地调整。