排气再循环冷却器和排气再循环系统技术方案

一种排气再循环冷却器，包括：冷却剂通道，具有冷却剂入口和冷却剂出口，冷却剂入口位于冷却器的第一纵向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，冷却剂出口位于冷却器的第二横向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，第二横向表面与第一纵向表面相对且平行；第一排气通道，具有位于相对的横向表面上的入口和出口，相对的横向表面垂直于第一纵向表面和第二纵向表面；以及长度与第一排气通道相等的第二排气通道，第二排气通道包括位于相对的横向表面上的入口和出口，第二排气通道的入口与第一排气通道的出口位于相同的表面上，第二排气通道的出口与第一排气通道的入口位于相同的表面上。还提供了排气再循环系统。本实用新型专利技术能够减小封装空间。

【技术实现步骤摘要】

本申请总的来说涉及用于涡轮增压的内燃发动机的排气再循环系统的冷却器的设计和运行方法。
技术介绍
发动机可以使用来自发动机排气系统的排气到发动机进气系统的再循环以减小规定的排放，这一过程称为排气再循环(EGR)。例如，涡轮增压的发动机系统可以包括高压(HP)EGR系统，该高压EGR系统使来自涡轮增压器的涡轮机的上游的排气歧管的排气再循环至位于涡轮增压器的压缩机的下游且位于进气歧管的上游的进气通道。因此，排气可以再循环并与来自涡轮增压器的压缩机的新鲜进气组合，从而在压缩机下游产生新鲜进气与再循环排气的压缩混合物。EGR阀可以被控制为调节再循环排气流的量并且实现期望的进气稀释，该期望的进气稀释基于发动机运行状态。基于发动机运行期间的发动机转速和负荷来测量和调节被引导通过EGR系统的HP排气，从而在提供排放和燃料经济性优点的同时维持发动机的理想的燃烧稳定性。很多发动机系统使用以V型构造布置的两列汽缸，这种发动机也称为V型发动机。另外，在涡轮增压式V型发动机中，可以使用两个涡轮增压器对进气进行压缩。一种常见的构型是并联式双涡轮增压器发动机，其中一个汽缸列分配有一个涡轮增压器。另外，这两个涡轮增压器独立地运行，使得一个涡轮增压器的压缩进气不会被供给至第二涡轮增压器的入口。在这种类型的系统中，每个涡轮增压器由来自相应的汽缸列的排气歧管的排气驱动。如果高压EGR系统还与并联式双涡轮增压发动机使用，那么来自两个汽缸列的排气的一部分均会被输送通过EGR系统。高压EGR系统与并联式双涡轮增压器一起实施出现的问题在于，系统可能遭受由于不等长的排气管道导致的涡轮增压器增压不平衡。涡轮增压器增压不平衡可以导致不利的发动机运行。在Gladden和Mineart在US 8297054中示出的一种EGR系统布置中，EGR回路连接于以V型构造布置的两个汽缸列。在一个实施例中，发动机系统包括两个主涡轮增压器，这两个主涡轮增压器将排气并行地排出至后处理装置。EGR回路包含两个入口端口，这两个入口端口流体连接于对应于第一汽缸列和第二汽缸列的两个排气歧管。另外，这两个入口端口通过流体通道流体连接于EGR冷却器。来自两个排气歧管的温度升高的高压排气被引导通过入口而进入流体通道中，流体通道输送排气通过EGR冷却器。EGR冷却器示出为具有使排气流动通过的单个入口通道和单个出口通道。然而，专利技术人这里已经认识到了 US 8297054的方法的潜在问题。随着力图在维持发动机动力和性能的同时使总重量最小化的更紧凑的车辆的发展，发动机的高效封装已经变得越来越重要。在很多EGR系统中，为了保持相等长度的管以避免涡轮不平衡所需要的额外的管道系统和部件添加起来是很昂贵的，并且难以在有限的发动机空间内封装。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于，提供一种能够减小封装空间又不影响发动机性能的排气再循环冷却器。根据本技术的一个方面，提供了一种排气再循环冷却器，包括:冷却剂通道，冷却剂通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，冷却剂入口位于冷却器的第一纵向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，冷却剂出口位于冷却器的第二横向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，第二横向表面与第一纵向表面相对且平行；第一排气通道，第一排气通道具有位于相对的横向表面上的入口和出口，所述相对的横向表面垂直于第一纵向表面和第二纵向表面；以及长度与第一排气通道相等的第二排气通道，第二排气通道包括位于相对的横向表面上的入口和出口，第二排气通道的入口与第一排气通道的出口位于相同的表面上，并且第二排气通道的出口与第一排气通道的入口位于相同的表面上。根据本技术的一个实施例，排气再循环冷却器安装于发动机，并且排气再循环冷却器的排气通道入口和排气通道出口垂直于发动机的曲轴。根据本技术的一个实施例，第一排气通道和第二排气通道会合以形成排气再循环冷却器下游的组合排气管道。根据本技术的一个实施例，第一排气通道和第二排气通道从入口到会合结合部的长度相等，其中，第一排气通道和第二排气通道在会合结合部处形成组合排气管道。根据本技术的一个实施例，第一排气通道和第二排气通道在整个排气再循环冷却器中保持单独的排气流并且仅仅在会合结合部处才使排气流组合。根据本技术的一个实施例，冷却剂将流动经过第一排气通道和第二排气通道的气体的温度降低至适合重新进入发动机的进气歧管的温度。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道向流动经过第一排气通道和第二排气通道的气体提供相等的冷却。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道、第一排气通道和第二排气通道包含在单个冷却器壳体中。根据本技术的另一方面，提供了一种发动机方法，包括:引导第一排气和第二排气通过分开的两个排气通道以分别进入EGR冷却器的相对的第一侧和第二侧；分别通过第二侧和第一侧引导仍然分开的第一排气和第二排气离开EGR冷却器；以及使排气会合以在EGR冷却器外形成单个排气管道。根据本技术的一个实施例，两个排气通道从入口到出口在EGR冷却器内保持完全分开。根据本技术的一个实施例，两个排气通道沿相对的方向进入和离开EGR冷却器。根据本技术的一个实施例，两个排气通道从气源到两个排气通道形成组合排气管道的会合结合部的长度相等。根据本技术的一个实施例，EGR冷却器还包括与两个排气通道相邻的冷却剂通道。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道包含冷却剂，冷却剂将流动经过第一排气通道和第二排气通道的排气的温度降低至适合重新进入发动机的进气歧管的温度。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道向流动经过第一排气通道和第二排气通道的排气提供相等的冷却，排气在EGR冷却器下游会合，EGR冷却器为单个整体式EGR冷却器。根据本技术的又一方面，提供了一种排气再循环系统，包括:两个并联的涡轮增压器；排气再循环冷却器，排气再循环冷却器连接在两个排气歧管的下游且连接在排气再循环控制阀的上游；第一排气管道，第一排气管道将第一排气歧管连接于排气再循环冷却器的第一入口 ；第二排气管道，第二排气管道将第二排气歧管连接于排气再循环冷却器的第二入口，第二入口位于与第一入口相对的表面上；位于排气再循环冷却器内的冷却剂通道，冷却剂通道具有入口和出口，入口和出口位于相对的表面上，入口和出口与外部冷却系统流体连接；在排气再循环冷却器上位于相对的表面上的两个排气出口 ；以及连接源自两个排气出口的两个管道的会合结合部，会合结合部形成连接于排气再循环控制阀的单个组合排气管道。根据本技术的一个实施例，第一排气通道中的排气流和第二排气通道中的排气流沿相对的方向进入排气再循环冷却器。根据本技术的一个实施例，第一排气通道中的排气流和第二排气通道中的排气流沿相对的方向离开排气再循环冷却器。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道的入口和出口位于与第一排气通道和第二排气通道的入口和出口不同的排气再循环冷却器表面上。根据本技术的一个实施例，冷却剂通道、第一排气通道以及第二排气通道包含在单个冷却器壳体中。因此，在一个示例中，可以通过一种排气再循环(EGR)冷却器解决上述问题，该排气再循环冷却器包括:冷却剂通道，其具有冷却剂入口和冷却剂出口，冷却剂入口位于冷却器的第一纵向表面上，与外部冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气再循环冷却器，其特征在于，包括：冷却剂通道，所述冷却剂通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口位于所述冷却器的第一纵向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，所述冷却剂出口位于所述冷却器的第二横向表面上，与外部冷却剂回路流体连接，所述第二横向表面与所述第一纵向表面相对且平行；第一排气通道，所述第一排气通道具有位于相对的横向表面上的入口和出口，所述相对的横向表面垂直于所述第一纵向表面和所述第二纵向表面；以及长度与所述第一排气通道相等的第二排气通道，所述第二排气通道包括位于相对的横向表面上的入口和出口，所述第二排气通道的入口与所述第一排气通道的出口位于相同的表面上，并且所述第二排气通道的出口与所述第一排气通道的入口位于相同的表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·弗罗曼，弗里曼·卡特·盖特斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：新型
国别省市：美国;US