專利名稱：具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，具體涉及一種 利用壓縮進(jìn)氣清潔發(fā)動(dòng)機(jī)排氣再循環(huán)冷卻器的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
排氣再循環(huán)用于改進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。在引入至發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室之前，排氣 可通過一個(gè)或多個(gè)EGR冷卻器循環(huán)。由于低溫環(huán)境和EGR冷卻器的氣流特性，排氣中含有 的碳煙微?？赏ǔＴ谙鄬^短的時(shí)間內(nèi)沉積于EGR冷卻器的壁上形成碳煙層，降低了 EGR 冷卻器的熱傳輸性能。結(jié)果是，可能無法有效地冷卻再循環(huán)排氣，且可能降低改進(jìn)排放的再 循環(huán)排氣的能力。已經(jīng)使用了各種方法來解決EGR冷卻器的碳煙沉積問題。在一些例子中，已經(jīng)采 用特殊的過濾器和氧化催化劑來驅(qū)除在EGR冷卻器上游的碳煙微粒。然而，微粒過濾器和 氧化催化劑可占據(jù)局促的發(fā)動(dòng)機(jī)廂內(nèi)的相當(dāng)大的空間，可能需要經(jīng)常的維護(hù)和替換。在美國專利No. 7，011，080中公開了另一個(gè)例子，可使用反向氣流來清潔EGR冷卻 器。在該例子中，使用單個(gè)充氣冷卻器來冷卻混合充氣和再循環(huán)排氣?？稍陂_、旁路和反向 位置中移動(dòng)的氣流閥用于控制通過冷卻器的混合充氣和再循環(huán)排氣氣流。氣流閥的反向位 置提供了一種穿過冷卻通道的反向清潔氣流來去除冷卻器內(nèi)積聚的碳煙微粒。然而該專 利公開的方法可能使用含有碳煙微粒的受污染的排氣來清潔EGR冷卻器，以及增加了通過 EGR冷卻器的排氣流設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題包括提供一種使用不含有碳煙微粒的壓縮進(jìn)氣 來清潔具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR冷卻器的系統(tǒng)以至少部分解決上述問題。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系 統(tǒng)，所述渦輪增壓器包括渦輪機(jī)和壓縮機(jī)，所述EGR系統(tǒng)包括選擇性通過EGR通道將排氣 的一部分轉(zhuǎn)移至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道側(cè)的EGR閥；位于EGR通道內(nèi)的EGR冷卻器，該EGR冷 卻器具有排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)；以及包含壓縮空氣通道的壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)，該壓縮進(jìn)氣輸送 系統(tǒng)配置為選擇性地將由渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分轉(zhuǎn)移通過EGR冷卻器來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。在一些例子中，位于壓縮進(jìn)氣通道內(nèi)的閥門可控制壓縮進(jìn)氣流。在其他例子中，當(dāng) 壓縮進(jìn)氣通道可以設(shè)計(jì)為不干擾進(jìn)入EGR冷卻器的EGR氣流且其仍然可以為發(fā)動(dòng)機(jī)輸送足 夠量的EGR氣流時(shí)，可去掉用于控制穿過壓縮進(jìn)氣通道的壓縮進(jìn)氣流的閥門。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)包含具有渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的渦輪增壓器；將在渦輪機(jī)的上 游位置處的排氣道流體連接至壓縮機(jī)的下游位置處的進(jìn)氣道的高壓EGR通道；位于所述高 壓EGR通道內(nèi)的EGR冷卻器，所述EGR冷卻器具有排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)；選擇性通過所述高壓EGR通道將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至進(jìn)氣道的EGR閥，其中所述EGR閥為位于EGR冷卻器排氣側(cè) 的熱側(cè)邊EGR閥；將位于所述壓縮機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣道流體連接至所述EGR冷卻 器的排氣側(cè)的壓縮空氣通道；以及控制通過所述壓縮空氣通道的壓縮氣體流量的壓縮空氣 閥，所述壓縮空氣閥配置為基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況選擇性地通過所述壓縮空氣管道轉(zhuǎn)移壓縮進(jìn)氣 的一部分至所述EGR冷卻器。這樣，相對不含有碳煙微粒的渦輪增壓器加壓進(jìn)氣(其可從發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器獲 得)可用于通過EGR冷卻器抽取以產(chǎn)生足夠的湍流從而將沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒 去除。在一個(gè)例子中，當(dāng)EGR未用于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加壓氣體可用于去除冷卻器雜質(zhì)以減少 對EGR氣流運(yùn)轉(zhuǎn)的任何干擾。該概述以簡化的形式引入將在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的選擇的概念。該概述并非 意味著確定權(quán)利要求的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也并非意味著限定權(quán)利要求的主題的 范圍。而且，權(quán)利要求的主題不限于解決了本說明中任何一部分中所提及的任何或全部不 足的實(shí)施例。

圖1為顯示了 EGR系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送 系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。圖2為顯示了 EGR系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。圖3為顯示了 EGR系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。圖4為顯示了 EGR系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒，其中EGR系統(tǒng)為高壓EGR系統(tǒng)。圖5為顯示了 EGR系統(tǒng)的第五實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。圖6為顯示了 EGR系統(tǒng)的第六實(shí)施例的示意圖，其使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)來去 除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳煙微粒。圖7為使用由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣來去除沉積在EGR冷卻器 內(nèi)的碳煙微粒的示例方法流程圖。
具體實(shí)施方式圖1-6為顯示了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的EGR系統(tǒng)10的實(shí)施例的示意圖，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 12使用壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)14輸送由渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣來去除沉積在EGR冷卻器 16中的碳煙微粒。圖1-2中所示的EGR系統(tǒng)10為低壓EGR系統(tǒng)，而圖3_6中所示的EGR系 統(tǒng)10為高壓EGR系統(tǒng)。出于簡便的目的，在圖1-6中對相似的部件類似地標(biāo)注。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可連接至進(jìn)氣道18和排氣道20。發(fā)動(dòng)機(jī)12可包括具有渦輪機(jī)24 和壓縮機(jī)26的渦輪增壓器22，其中渦輪機(jī)24可連接至排氣道20并由流過排氣道20的排 氣驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)24可連接至進(jìn)氣道18用于壓縮流過進(jìn)氣道18的進(jìn)氣。應(yīng)該明白的是雖然 本文所示實(shí)施例中的渦輪增壓器包括單個(gè)渦輪機(jī)和單個(gè)壓縮機(jī)，但也可以包括多個(gè)渦輪機(jī)和/或多個(gè)壓縮機(jī)。EGR系統(tǒng)10可包括EGR通道28，其流體連接于進(jìn)氣道18和排氣道20之間用于將 一部分排氣從排氣道20輸送至進(jìn)氣道18從而引導(dǎo)回內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12之中作為排氣再循環(huán) (EGR)。EGR系統(tǒng)10可以為低壓EGR系統(tǒng)10，其中EGR通道28將在渦輪機(jī)24的下游位置 處的排氣道20流體連接至壓縮機(jī)26的上游位置處的進(jìn)氣道18。EGR系統(tǒng)也可為高壓EGR 系統(tǒng)10，其中EGR通道28將位于渦輪機(jī)24上游處的排氣道連接至壓縮機(jī)26下游處的進(jìn)氣 道18。系統(tǒng)10可還包括位于EGR通道28內(nèi)的EGR冷卻器16，這里EGR冷卻器16可包括 鄰近排氣道20的排氣側(cè)32和鄰近進(jìn)氣道18的進(jìn)氣側(cè)34。EGR可通過EGR冷卻器16循環(huán) 從而在引導(dǎo)返回至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道之前冷卻。EGR系統(tǒng)10還可包括EGR閥30用于選擇性地將一部分排氣通過EGR通道28轉(zhuǎn)移 至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣道18。EGR閥30可為任何合適調(diào)節(jié)空氣流的閥，例如雙向閥、單向 閥、蝶形閥、球閥、止回閥、球心閥、針形閥、活塞閥等。EGR閥30可為位于EGR通道28內(nèi)處于EGR冷卻器16排氣側(cè)32的熱側(cè)邊EGR閥， 如圖1所示。EGR閥30也可為位于EGR通道28內(nèi)處于EGR冷卻器16進(jìn)氣側(cè)34的冷側(cè)邊 EGR閥，如圖2所示。EGR系統(tǒng)10可進(jìn)一步包含壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)14，其可包括壓縮空氣通道36用于 選擇性將由壓縮機(jī)26壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分轉(zhuǎn)移通過EGR冷卻器16用于當(dāng)EGR減少時(shí) 或切斷時(shí)去除沉積在EGR冷卻器16內(nèi)的碳煙微粒。例如當(dāng)EGR未使用或?yàn)榱税l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 而減少時(shí)可以切斷或減少EGR。EGR系統(tǒng)10也可包含渦輪增壓器至EGR閥38用于控制通過壓縮空氣通道36的壓 縮進(jìn)氣流。渦輪增壓器至EGR閥38可為任何合適調(diào)節(jié)空氣流的閥，例如雙向閥、單向閥、蝶 形閥、球閥、止回閥、球心閥、針形閥、活塞閥等。渦輪增壓器至EGR閥38可為位于EGR冷卻 器16的排氣側(cè)32的熱側(cè)邊閥，如圖1所示，或?yàn)槲挥贓GR冷卻器16的進(jìn)氣側(cè)34上的壓縮 空氣通道36的冷側(cè)邊閥，如圖2所示。還應(yīng)當(dāng)明白的是在一些例子中，可使用組合閥。例如，EGR閥30和渦輪增壓器至 EGR閥38可組合為單個(gè)閥門，例如圖5和圖6所示的單個(gè)二位閥31，用于控制通過EGR冷 卻器16的EGR流和壓縮空氣流。系統(tǒng)10可利用在進(jìn)氣道18和/或排氣道20內(nèi)不同位置處的壓力差，從而抽取使 壓縮進(jìn)氣通過EGR冷卻器16來去除沉積在EGR冷卻器16內(nèi)的碳煙微粒。在圖1所示的例子中，至少在特定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下處于壓縮機(jī)26下游位置處 (P2)的進(jìn)氣道18和處于壓縮機(jī)上游位置處(Pl)的進(jìn)氣道18之間可能存在壓力差。該壓 力差(P2-P1)可導(dǎo)致壓縮進(jìn)氣流過壓縮空氣通道36并從排氣側(cè)32進(jìn)入EGR冷卻器16且 從進(jìn)氣側(cè)34離開EGR冷卻器16。在圖2所示的另一個(gè)例子中，至少在特定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下處于壓縮機(jī)26下游位置處(P2)的進(jìn)氣道18和處于渦輪機(jī)24下游位置處(P4)的排氣道20之間可能存在壓力 差。該壓力差(P2-P4)可導(dǎo)致壓縮進(jìn)氣流過壓縮空氣通道36并從進(jìn)氣側(cè)34進(jìn)入EGR冷卻 器16且從排氣側(cè)32離開EGR冷卻器16。在圖3-6所示的例子中，至少在特定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下處于壓縮機(jī)26下游位置處(P2b)的進(jìn)氣道18和壓縮機(jī)下游其他位置處(P2c)之間可能存在壓力差。該壓力差 (P2b-P2c)可導(dǎo)致壓縮進(jìn)氣流過壓縮空氣通道36并從排氣側(cè)32進(jìn)入EGR冷卻器16且從進(jìn) 氣側(cè)34離開EGR冷卻器16。在一些例子中，系統(tǒng)10還可調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況用于生成足夠的壓力差 從而使壓縮進(jìn)氣抽取通過EGR冷卻器16。在一些例子中，例如圖2所示，去除的碳煙微粒可沉積在排氣道20中。這些沉積 在排氣道中的碳煙微粒可通過下游排放控制裝置(例如催化劑和微粒過濾器)去除。在圖 1、3至6所示的例子中，去除的碳煙微?？沙练e在進(jìn)氣道18內(nèi)并由發(fā)動(dòng)機(jī)12燃燒掉。在一些例子中，系統(tǒng)10可調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)閥門的運(yùn)轉(zhuǎn)來控制通過壓縮空氣通 道和/或EGR冷卻器16的壓縮進(jìn)氣流的速度和湍流度。例如，系統(tǒng)10可調(diào)節(jié)渦輪增壓 器至EGR閥38，和/或各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B(如圖3-6所示 )的運(yùn)轉(zhuǎn)。抽取通過 EGR冷卻器16的壓縮進(jìn)氣可具有足夠高的速度能夠在EGR冷卻器內(nèi)產(chǎn)生足夠高的雷諾數(shù) (Reynoldsnumber)使得壓縮進(jìn)氣能夠去除沉積在EGR冷卻器16內(nèi)的碳煙微粒。系統(tǒng)10可進(jìn)一步包含連接至感應(yīng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況的傳感器42的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 40。各種傳感器42可包括例如各種溫度傳感器，例如感應(yīng)冷卻前EGR溫度、冷卻后EGR溫 度和進(jìn)氣的溫度傳感器。各種傳感器可包括各種流量速度傳感器，例如用于感應(yīng)EGR和壓 縮進(jìn)氣的流速的流量速度傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可配置為根據(jù)例如由各種傳感器42提供的各種傳感器讀數(shù)來確 定各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況。例如，EGR冷卻器的冷卻效率可通過由EGR冷卻器冷卻之后的EGR冷卻 后溫度來確定，或通過各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況例如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的時(shí)間和狀況來估測。通過EGR冷 卻器的EGR流量速度可通過位于EGR冷卻器處或其附近的一個(gè)或多個(gè)流量計(jì)測量。進(jìn)氣溫 度和排氣的冷卻后溫度可使用位于進(jìn)氣通道、排氣通道和/或EGR通道處的一個(gè)或多個(gè)溫 度傳感器確定。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可連接至多個(gè)驅(qū)動(dòng)器44，用于在一些情況下響應(yīng)于各種發(fā)動(dòng)機(jī) 狀況控制各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可連接至EGR閥30和渦輪增壓器 至EGR閥38并響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可配置為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控 制器檢測到指示由于碳煙微粒沉積EGR冷卻器未能有效地運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻EGR的一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng) 機(jī)工況(EGR冷卻器的冷卻效率低于閾值，EGR通過EGR冷卻器的流速低于閾值，進(jìn)氣溫度 高于閾值，以及由EGR冷卻器冷卻后的排氣的冷卻后溫度高于閾值)時(shí)，使用壓縮空氣輸送 系統(tǒng)將壓縮進(jìn)氣的一部分選擇性地轉(zhuǎn)送通過EGR冷卻器從而去除沉積在EGR冷卻器內(nèi)的碳 煙微粒。例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可從一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定由于碳煙微粒聚集于EGR 冷卻器16中而EGR冷卻器16未能有效地運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻EGR。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器40可隨后例如通 過關(guān)閉在圖1-4所示的例子中的EGR閥30，或通過調(diào)節(jié)如圖5-6所示的例子中的二位閥31 使EGR流停止通過EGR冷卻器16。發(fā)動(dòng)機(jī)控制40也可通過打開在圖1_4所示例子中的渦 輪增壓器至EGR閥38或通過調(diào)節(jié)如圖5-6所示例子中的二位閥31來開啟壓縮進(jìn)氣流流過 壓縮空氣通道36。應(yīng)理解的是在一些例子中，例如當(dāng)壓縮進(jìn)氣通道36可設(shè)計(jì)用于不與進(jìn)入EGR冷卻 器16的EGR氣流相干擾而仍然能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)輸送足夠的EGR氣流時(shí)，可以去除不同的閥，例如用于控制通過壓縮進(jìn)氣通道36的壓縮進(jìn)氣流的渦輪增壓器至EGR閥38，和/或 用于控制流過各個(gè)EGR冷卻器16A、16B的氣流的各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B (如圖3_6所 示)°應(yīng)理解的是，雖然在這個(gè)例子中，EGR系統(tǒng)10包含單個(gè)EGR冷卻器且該EGR系統(tǒng) 使用了壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)14來去除EGR冷卻器中沉積的碳煙微粒，在其他例子中，EGR系 統(tǒng)可包括多個(gè)EGR冷卻器，且壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)可包括機(jī)構(gòu)(例如通道和閥門)用于輸送 由渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣來去除在多個(gè)EGR冷卻器中沉積的碳煙微粒。還應(yīng)理解的是EGR閥30可包含多個(gè)閥配合用于控制EGR流，渦輪增壓器至EGR閥 38可包含多個(gè)閥配合用于控制通過壓縮空氣通道36的壓縮空氣流。應(yīng)進(jìn)一步理解的是壓 縮空氣通道36可包含多個(gè)通道用于將壓縮空氣輸送至EGR冷卻器16。在圖3和4所示的例子中，EGR系統(tǒng)10包含兩個(gè)EGR冷卻器16 第一 EGR冷卻器 16A和第二 EGR冷卻器16B。各自設(shè)有EGR冷卻器閥(17A和17B)用于控制通過各個(gè)EGR 冷卻器的空氣流。各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B可配合運(yùn)轉(zhuǎn)用于控制通過各個(gè)EGR冷卻器的 空氣流。各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B可為位于EGR冷卻器較熱側(cè)的熱側(cè)邊閥，或?yàn)槲挥贓GR 冷卻器較冷側(cè)的冷側(cè)邊閥。圖3中所示的例子顯示了各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B為冷側(cè)邊 閥，而圖4中所示的例子顯示了各個(gè)EGR冷卻器閥17A、17B為熱側(cè)邊閥。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，下文流程圖中描述的具體程序可代表任意數(shù)量的 處理策略(例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等)中的一個(gè)或多個(gè)。同樣，所說明的 各種步驟或功能可以所示的順序執(zhí)行、以并行順序執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地，處理 的順序也并非實(shí)現(xiàn)此處所描述的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的，而只是為了說明和描述的 方便。雖然沒有詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到可以根據(jù)使用的具體策略重復(fù)執(zhí)行 所說明的步驟或功能中的一個(gè)或多個(gè)。而且，這些圖示的圖形表示可編程于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 40中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的代碼。圖7為程序700的流程圖，用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的用來冷卻排氣再循環(huán)(EGR)的排 氣再循環(huán)(EGR)冷卻器中去除碳煙微粒。程序700可用于圖1-6中的EGR系統(tǒng)10中。程序可包含在702處確定EGR冷卻器沒有有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。該確定可基于EGR冷卻器 的冷卻效率是否低于閾值、通過EGR冷卻器的EGR流速是否低于閾值、進(jìn)氣溫度是否高于閾 值以及由EGR冷卻器冷卻后的排氣冷卻后溫度是否高于閾值。程序可包含在704處確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無需EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這類發(fā)動(dòng)機(jī)工況參 考了圖1-6作了詳細(xì)討論。程序還可包含在706處例如通過控制位于EGR通道內(nèi)的EGR閥的運(yùn)轉(zhuǎn)減少或切斷 EGR流。此類運(yùn)轉(zhuǎn)也參考圖1-6作了詳細(xì)討論。該程序可進(jìn)一步包含在708處例如通過控制位于壓縮進(jìn)氣通道內(nèi)的閥門(例如渦輪增壓器至EGR閥38)和/或通過調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況以產(chǎn)生抽取使壓縮進(jìn)氣通過 EGR冷卻器所需的壓力差以選擇性地轉(zhuǎn)移和抽取使渦輪增壓器壓縮的進(jìn)氣的一部分通過 EGR冷卻器。該抽取可延續(xù)一預(yù)定時(shí)間段或可由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器基于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況 (例如通過EGR冷卻器的壓縮進(jìn)氣的流量速度)控制。此類運(yùn)轉(zhuǎn)參考圖1-6作了詳細(xì)討論。在一些例子中，抽取的壓縮進(jìn)氣從EGR冷卻器鄰近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道的排氣側(cè)進(jìn)入EGR冷卻器，并從EGR冷卻器鄰近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道的進(jìn)氣側(cè)離開。在其他例子中， 抽取的壓縮進(jìn)氣從EGR冷卻器鄰近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道的進(jìn)氣側(cè)進(jìn)入EGR冷卻器，并從EGR 冷卻器鄰近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道的排氣側(cè)離開。抽取后的壓縮進(jìn)氣含有的碳煙微粒可處于 進(jìn)氣中由發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒完，或可處于排氣中由下游排放控制裝置例如微粒過濾器處理。應(yīng)理解的是在這里公開的配置和程序本質(zhì)上為示例性的，且這些具體的實(shí)施例不 應(yīng)理解為具有限制意義，因?yàn)榭赡苡袩o數(shù)種變化。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6，1-4，V-12， V-4、柴油、汽油、替代燃料和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本說明書的主題包含各種系統(tǒng)和配置以及 本文所披露的其他特征、功能和/或特性的所有具有新穎性和非顯而易見性的組合和子組
合[0051]本申請的權(quán)利要求具體指出了認(rèn)為具有新穎性和非顯而易見性的特定組合。這 些權(quán)利要求可能使用“一個(gè)”要件或“第一”要件或其等同。此類權(quán)利要求應(yīng)理解為包含一 個(gè)或多個(gè)此類元素，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)此類元素。所披露的特征、功能、要素和 /或特性的其他組合或子組合可通過本申請的權(quán)利要求的修改或通過在該申請或相關(guān)申請 提出新權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無論 與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同 或不同，也應(yīng)認(rèn)為已包括在本申請的主題中。
權(quán)利要求一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)，所述渦輪增壓器包括渦輪機(jī)和壓縮機(jī)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)包含選擇性地通過EGR通道將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道側(cè)的EGR閥；位于所述EGR通道內(nèi)的EGR冷卻器，所述EGR冷卻器具有排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)；及包含壓縮空氣通道的壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)，所述壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)配置為將由所述渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分選擇性地轉(zhuǎn)移通過所述EGR冷卻器用以去除沉積在所述EGR冷卻器中的碳煙微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮空氣輸送系統(tǒng)配置為當(dāng)排氣 再循環(huán)減少時(shí)將所述壓縮進(jìn)氣選擇性地轉(zhuǎn)移通過所述EGR冷卻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮空氣輸送系統(tǒng)配置為當(dāng)排氣 再循環(huán)切斷時(shí)將所述壓縮進(jìn)氣選擇性地轉(zhuǎn)移通過所述EGR冷卻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)為低壓EGR系統(tǒng)，所述 低壓EGR系統(tǒng)配置為將用于EGR的排氣從所述渦輪機(jī)的下游的排氣道轉(zhuǎn)移至所述壓縮機(jī)的 上游的進(jìn)氣道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)為高壓EGR系統(tǒng)，所述 高壓EGR系統(tǒng)配置為將用于EGR的排氣從所述渦輪機(jī)的上游的排氣道轉(zhuǎn)移至所述壓縮機(jī)的 下游的進(jìn)氣道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)進(jìn)一步包含配置為控制 通過所述EGR冷卻器的壓縮空氣流的閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)進(jìn)一步包含控制器，所 述控制器配置為調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況以產(chǎn)生足夠的壓力差以使壓縮進(jìn)氣抽取通過 所述EGR冷卻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)配置為使所述 壓縮進(jìn)氣從所述進(jìn)氣側(cè)進(jìn)入所述EGR冷卻器并從所述排氣側(cè)離開。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)配置為使所述 壓縮進(jìn)氣從排氣側(cè)進(jìn)入所述EGR冷卻器并從所述進(jìn)氣側(cè)離開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)配置為當(dāng)所述EGR冷 卻器的冷卻效率低于閾值時(shí)將所述壓縮空氣轉(zhuǎn)移通過所述EGR冷卻器。
11.一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)，其特征在于，所述EGR系統(tǒng)包含具有渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的渦輪增壓器；將在渦輪機(jī)的上游位置處的排氣道流體連接至壓縮機(jī)的下游位置處的進(jìn)氣道的高壓 EGR通道；位于所述高壓EGR通道內(nèi)的EGR冷卻器，所述EGR冷卻器具有排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)；選擇性通過所述高壓EGR通道將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至進(jìn)氣道的EGR閥，其中所述EGR 閥為位于EGR冷卻器排氣側(cè)的熱側(cè)邊EGR閥；將位于所述壓縮機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣道流體連接至所述EGR冷卻器的排氣側(cè) 的壓縮空氣通道；以及控制通過所述壓縮空氣通道的壓縮氣體流量的壓縮空氣閥，所述壓縮空氣閥配置為基 于發(fā)動(dòng)機(jī)工況選擇性地通過所述壓縮空氣管道轉(zhuǎn)移壓縮進(jìn)氣的一部分至所述EGR冷卻器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，具體公開了一種使用沒有碳煙微粒的壓縮進(jìn)氣來清潔具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR冷卻器的系統(tǒng)。一個(gè)示例性系統(tǒng)包含選擇性通過EGR通道將排氣的一部分轉(zhuǎn)移至所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道側(cè)的EGR閥；位于EGR通道內(nèi)的EGR冷卻器，所述冷卻器具有排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)；以及包含壓縮空氣通道的壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)，所述壓縮進(jìn)氣輸送系統(tǒng)配置為將由所述渦輪增壓器壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分選擇性地轉(zhuǎn)移通過所述EGR冷卻器以去除沉積在所述EGR冷卻器中的碳煙微粒。本實(shí)用新型的系統(tǒng)可使用相對不含有碳煙微粒的壓縮進(jìn)氣來清潔EGR冷卻器。
文檔編號F02B29/04GK201588709SQ20092017445
公開日2010年9月22日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者加文·詹姆士·羅伯特·皮爾森 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司