專利名稱：用于內燃機的排氣系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于內燃機的排氣系統，其帶有廢氣冷卻器、旁路通道、旁路節氣門和廢氣循環閥，廢氣冷卻器具有至少一個可流過廢氣的通道和一個可流過冷卻劑的冷卻劑通道，通過旁路通道可繞開廢氣冷卻器并且旁路通道與冷卻劑通道存在熱耦合，旁路通道可通過旁路節氣門封閉，廢氣循環閥設置在廢氣冷卻器和旁路通道的下游。本發明還涉及一種用于清潔排氣系統的廢氣循環閥的方法，該排氣系統具有廢氣冷卻器和繞開該廢氣冷卻器的旁路通道，該廢氣冷卻器和旁路通道布置在廢氣循環閥的上游，其中，視布置在旁路通道中的旁路節氣門的位置而定，廢氣要么流過旁路通道，要么流過廢氣冷卻器。
背景技術：
尤其在廢氣循環通道中使用這種排氣系統。返回吸管的廢氣的冷卻使得燃燒能夠以較低溫度進行，從而又減少了產生的有害物質。尤其在開始階段中使旁路通道流通，以實現較快地加熱冷卻劑和催化器，由此又實現了在該緊要階段中減少有害物質并且降低消耗量。為了實現附加地較快加熱冷卻劑，在DE 10 2006 037 640A1中建議，在冷卻劑通道中設置一個與旁路通道的開關閥耦連的恒溫器，其中，通過恒溫器同時或在時間上錯開地操縱冷卻劑閥和開關閥。因此，當冷卻劑過冷時冷卻劑流被中斷，并且同時通過旁路通道輸送廢氣流。一旦冷卻劑通道中的溫度達到恒溫器的接通溫度，就打開冷卻劑通道和廢氣可流過的廢氣冷卻器通道，因為當冷卻劑被充分加熱時也可認為已達到催化器的工作溫度。未公開廢氣循環閥的結構。因此，這種排氣系統中存在的問題是，當廢氣循環閥布置在廢氣冷卻器后面時，在內燃機之后的運行中總是只給該廢氣循環閥施加低溫廢氣。而這導致在廢氣循環閥上出現粘結物和結塊，這不利地影響了廢氣循環閥的正確功能。在DE 10 2004 019 554A1中建議了一種排氣系統，其中，可通過旁路通道繞開的廢氣冷卻器和下游連接的廢氣循環閥設在一個結構單元中。在旁路通道中設有一能夠封閉旁路通道的開關閥，使得廢氣在該狀態中流經冷卻器。這種開關閥通過熱電偶根據冷卻劑溫度調節，使得旁路通道只在發動機的暖機階段中打開。為了防止閥座上的粘結物，閥座被冷卻劑環流并且因此持續被冷卻。雖然這減少了在閥座區域內的結塊，但不能由此完全防止這種結塊。尤其旁路通道與冷卻劑通道存在熱耦合，即旁路通道一部分被冷卻劑環流，由此，進一步至少微量地冷卻廢氣。此外，例如在閥桿區域內會出現結塊。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種排氣系統，采用該排氣系統通過也能可靠地清除閥桿區域內的結塊，可以在很長一段時間內確保廢氣循環閥的功能。在此，應當減少冷卻劑的加熱時間。附加地應當提供一種用于清潔下游連接的廢氣循環閥的方法。該技術問題通過一種用于內燃機的排氣系統解決，該排氣系統帶有廢氣冷卻器、旁路通道、旁路節氣門和廢氣循環閥，其中，廢氣冷卻器具有至少一個可流過廢氣的通道和一個可流過冷卻劑的冷卻劑通道，通過旁路通道可繞開廢氣冷卻器并且旁路通道與冷卻劑通道存在熱耦合，通過旁路節氣門能封閉旁路通道，廢氣循環閥設置在廢氣冷卻器和旁路通道的下游，按本發明的一方面，在冷卻劑通道中設置有一個能夠封閉該冷卻劑通道并且可與旁路節氣門一同通過主動控制的促動器操縱的冷卻劑閥。此外該技術問題通過一種用于清潔排氣系統廢氣循環閥的方法解決，該排氣系統具有廢氣冷卻器和繞開該廢氣冷卻器的旁路通道，該廢氣冷卻器和旁路通道布置在廢氣循環閥的上游，其中，視布置在旁路通道中的旁路節氣門位置而定，廢氣要么流過旁路通道要么流過廢氣冷卻器，按本發明的另一方面，在一種重復的清潔模式中，將布置在冷卻劑通道中的、調節可流通的冷卻劑通道橫截面的冷卻劑閥和旁路通道的旁路節氣門主動地旋轉到開啟旁路通道并且封閉冷卻劑通道的位置中。通過在冷卻劑通道中設置一個能夠封閉該冷卻劑通道并且可與旁路節氣門一同被主動控制的促動器操縱的冷卻劑閥，為清潔廢氣循環閥，冷卻劑流在旁路通道開啟的同時中斷，因此，冷卻劑喪失了對在旁路通道中流動的廢氣的冷卻作用。由此，很高溫度的廢氣到達廢氣循環閥，由此通過燃燒來清潔該廢氣循環閥，也就是說，通過高溫將所述閥上的殘留物燃燒掉。因此在相應的方法中，在重復的清潔模式中，一個布置在冷卻劑通道中的、 調節可流通的冷卻劑通道橫截面的冷卻劑閥和旁路通道的旁路節氣門被主動地旋轉到開啟旁路通道并且封閉冷卻劑通道的位置中，由此可將高溫廢氣輸送給廢氣循環閥。優選促動器是電動或氣動的促動器，其機械地或氣動地與旁路節氣門和冷卻劑閥耦連。在此例如通過旁路節氣門和冷卻劑閥之間的桿件進行機械耦連。可以以這種方式進行氣動耦連，使得電磁閥的輸出端與兩個低壓接線盒連接，通過這兩個低壓接線盒再將旁路節氣門和冷卻劑閥低壓連通。這樣形成了兩個開關元件簡單的耦連操縱。在一種優選的設計方案中，廢氣冷卻器、旁路節氣門和旁路通道設置在一個殼體中，該旁路通道具有與冷卻劑通道熱耦合并且通過分隔壁與廢氣冷卻器分隔的區段。這樣獲得一種用于廢氣冷卻的模塊，而不用附加的導管和其它的裝配費用。這樣構造的模塊只需要很小的結構空間。在一種由此改進的設計方案中，廢氣循環閥也設置在殼體中，由此將另一個功能集成在這一個殼體中。由于部件之間的距離較短可以尤其有利地實施高溫清潔。就方法而言，有利地每隔一定的時間就啟動清潔模式。這種程序可以存儲在發動機控制單元中，以確保廢氣循環閥的正確功能。在這種設計方案中，不需要其它的傳感器， 因此該方法的實施尤其廉價。可選擇地，根據廢氣循環閥后面的壓力傳感器的值或廢氣循環閥促動器上的電流測量值啟動清潔模式。雖然因為需要附加的傳感器或必須存儲其它程序，以這種方式實施該方法耗費較高，但也可以考慮，使用原本存在的傳感器。在這種設計方案中，可以附加地降低有害物質的排放，因為只有在閥上確實存在不再能被接受的污物時，才會實施產生稍多有害物質的清潔模式。因此，創造了一種排氣系統和一種用于清潔排氣系統中的廢氣循環閥的方法，其中，通過燃燒廢氣循環閥上的污物確保廢氣循環閥的較長使用壽命和正確功能。為此，也在旁路通道與冷卻劑通道的熱耦合中以簡單的方式確保足夠的廢氣溫度。在此，將用于可靠地實施該方法的耗費減至最小。


附圖示出按本發明的排氣系統的一種實施形式并且以下同樣描述配屬的、用于清潔廢氣循環閥的方法。在附圖中圖1是按本發明排氣系統的示意剖面側視圖，圖2是按圖1的排氣系統的示意俯視圖，圖3是按本發明排氣系統部分剖開的俯視圖，圖4是按圖3所示的排氣系統的剖面俯視圖。
具體實施例方式圖1所示的按本發明的排氣系統由廢氣冷卻器2和可繞過廢氣冷卻器2的旁路通道12組成，該廢氣冷卻器2具有一個由內殼4構成的、可流過廢氣的內部通道6和一個流過冷卻劑的外部冷卻劑通道8，該冷卻劑通道8作為冷卻劑罩設置在內殼4和外殼10之間。旁路通道12沿廢氣流動方向觀察側面相鄰于廢氣通道6設置并且通過分隔壁14 與廢氣通道6分隔開。因為旁路通道12具有與廢氣冷卻器2相同的外殼10，使得外殼10 與冷卻劑接觸，所以在旁路通道12的這個區段13中在旁路通道12和冷卻劑通道8之間存在熱耦合。在排氣系統與外殼10凸緣相接的殼體頭部16中設計有一個廢氣入口 18、一個通向廢氣冷卻器2的出口 20和一個通向旁路通道12的出口 22。此外在殼體頭部16中設有旁路節氣門24，借助該旁路節氣門M可通過一個在本實施形式中氣動操縱的促動器觀封閉出口 20或通向旁路通道12的入口 26。這樣可以在內燃機的熱機階段中將廢氣最大程度未被冷卻地經由旁路通道導引到設置在外殼10后部的廢氣出口區域38中，在該區域中旁路通道12與廢氣通道6匯合在一起。該廢氣出口區域38還包括一個用于調節循環廢氣量的廢氣循環閥30。按本發明促動器觀可被主動地操縱并且不僅與旁路節氣門M連接以操縱該旁路節氣門，而且額外機械地與冷卻劑閥32連接，該冷卻劑閥32因此與旁路節氣門M同時移動。通過桿件34以這種方式進行耦連，即，在打開旁路通道12時，也就是在不期望冷卻時， 封閉各冷卻劑通道8。在已知排氣系統的傳統使用中，不能防止在廢氣循環閥30上產生結塊，因為在廢氣循環閥上出現的溫度還不夠低來避免這種結塊。按本發明通過該系統具有這種可能即使冷卻劑通道8和旁路通道12之間存在熱耦合，通過借助冷卻劑閥32停止冷卻劑輸送并且通過接通旁路節氣門M使廢氣導引經過旁路通道12，在廢氣循環閥30上產生很高的溫度。這種高溫致使在廢氣循環閥30上的結塊被燒掉，由此清潔廢氣循環閥30。因此，與內燃機工作溫度或冷卻劑溫度無關地根據控制單元的指令接通可主動操縱的促動器觀。這可以要么每隔一定的時間進行，要么根據傳感器的測量值進行(如用于在操縱廢氣循環閥30時測量該廢氣循環閥30電流的傳感器或廢氣循環通道中的壓力傳感器)。同樣也可以考慮其它能夠說明閥30當前污物的值。在圖3和4中示出另一種按本發明的排氣系統，其中，在以下描述中對于相同的構件采用與圖1和2中相同的附圖標記。內殼4由兩個上下相疊的部分組成，分別交替的肋35從這兩個部分的基板延伸到廢氣冷卻器2的導引廢氣的通道6中。附加地在這個內殼4中也設有通過分隔壁14與廢氣冷卻器2分隔的旁路通道12。帶有旁路通道12的整個內殼4被外殼10包圍，因此在這種設計方案中在旁路通道12的區段13和冷卻劑通道8之間也存在熱耦合，該冷卻劑通道 8作為冷卻劑罩設置在內殼4和外殼10之間。如圖4可知，該廢氣入口 18通入旁路通道12的一個同時用作廢氣冷卻器2的廢氣輸送通道36的區段中。廢氣輸送通道36終止于在下游設置在分隔壁14末端的旁路節氣門M處。當旁路節氣門M閉合時，廢氣流繞著分隔壁14的端部轉向并且進入肋狀的廢氣冷卻器2中，U形地流經該廢氣冷卻器2并且在旁路節氣門M后面抵達在本實施形式中設有在圖4中不可見的廢氣循環閥的廢氣出口區域38，在圖3中可見該廢氣循環閥的促動器40。當旁路節氣門M打開時，廢氣由于較小的流動阻力不流過廢氣冷卻器2而流過旁路節氣門M開放的穿流橫截面42并且以最短的路徑抵達設有未示出的廢氣循環閥的廢氣出口區域38。旁路節氣門M的打開和閉合由主動控制的氣動促動器28實現，該氣動的促動器 28通過其操縱桿44作用在球頭46上，該球頭46設置在旁路節氣門M的軸50端部的搖桿 48上。在該搖桿48上有一個第二球頭51，該第二球頭51與搖桿48 —同轉動并且在該第二球頭51上固定有一個桿件52，該桿件52相對的端部又固定在球頭M上，該球頭M布置在一個固定于轉軸58端部的搖桿56上，因此，在操縱促動器觀時轉軸58 —同轉動。在轉軸58上設有一個能夠封閉冷卻劑通道8的冷卻劑閥32的蓋體60。冷卻劑閥32和旁路閥 M相應地以這種方式共同移動，即，在圖3中可見，在一種狀態中旁路節氣門M閉合，而冷卻劑閥32打開，在另一種狀態中冷卻劑閥32關閉，而旁路節氣門M打開。若現在根據傳感器數據或時間順序給出用于清潔廢氣循環閥30的指令，那么主動接通促動器28，以使旁路節氣門M從閉合狀態旋轉到開啟狀態，并且冷卻劑閥32從開啟狀態旋轉到閉合狀態。因此，廢氣經由旁路通道12和開放的橫截面42流向廢氣循環閥 30，因為冷卻劑流在這種狀態下被冷卻劑閥32中斷，所以雖然與冷卻劑通道8存在熱接觸， 但廢氣沒被冷卻。相應地沒有導出熱量。因此熱廢氣抵達廢氣循環閥，在該廢氣循環閥上由于高溫燒掉沉積物。在內燃機冷啟動之后，同樣為了快速加熱催化器，廢氣未冷卻地由旁路通道12導引。通過斷開冷卻劑流同時實現更快地加熱發動機缸體并因此更快地加熱機油，從而減少了該階段中的燃料消耗并且降低了有害物質的排放。因此，提供了一種用于清潔廢氣循環閥的裝置和方法，其中，通過使用廢氣能能夠可靠地從廢氣循環閥中清除沉積物。該裝置的結構相當簡單，因此需要較少的附加部件。因此，在較長的使用壽命內提高了排氣系統的可靠性和廢氣量的控制精度。顯然，獨立權利要求的保護范圍不限于所述的實施形式。除了可使用的不同促動器例如電動促動器外，還存在不同的耦連可能性，如氣動或電動耦連。廢氣系統的結構設計方案同樣在很大程度上是可變化的。
權利要求
1.一種用于內燃機的排氣系統，其帶有廢氣冷卻器、旁路通道、旁路節氣門和廢氣循環閥，其中，所述廢氣冷卻器具有至少一個可流過廢氣的通道和一個可流過冷卻劑的冷卻劑通道，通過所述旁路通道可繞開所述廢氣冷卻器并且所述旁路通道與所述冷卻劑通道存在熱耦合，通過所述旁路節氣門能封閉所述旁路通道，所述廢氣循環閥設置在所述廢氣冷卻器和所述旁路通道的下游，其特征在于，在所述冷卻劑通道(8)中設置有一個冷卻劑閥 (32)，該冷卻劑閥(3 能夠封閉該冷卻劑通道(8)并且可與所述旁路節氣門04) —起被一主動控制的促動器08)操縱。
2.如權利要求1所述的內燃機排氣系統，其特征在于，所述促動器08)是電動或氣動的促動器，其機械地或氣動地與所述旁路節氣門04)和所述冷卻劑閥(3 耦連。
3.如權利要求1或2所述的內燃機排氣系統，其特征在于，所述廢氣冷卻器(2)、所述旁路節氣門04)和所述旁路通道(1 設置在一個殼體0、10、16)中，所述旁路通道(12) 具有與所述冷卻劑通道(8)熱耦合并且通過一分隔壁(14)與所述廢氣冷卻器( 分隔開的區段(13)。
4.如前述權利要求中任一項所述的內燃機排氣系統，其特征在于，所述廢氣循環閥 (30)設置在所述殼體(4、10、16)中。
5.一種用于清潔排氣系統廢氣循環閥的方法，該排氣系統具有廢氣冷卻器和繞開該廢氣冷卻器的旁路通道，該廢氣冷卻器和旁路通道布置在所述廢氣循環閥的上游，其中，視布置在所述旁路通道中的旁路節氣門的位置而定，廢氣要么流過所述旁路通道要么流過所述廢氣冷卻器，其特征在于，在一種重復的清潔模式中，將布置在所述冷卻劑通道(1 中的、 調節可流通的冷卻劑通道(8)橫截面的冷卻劑閥(32)和所述旁路通道(12)的旁路節氣門 (24)主動地旋轉到開啟所述旁路通道(12)并且封閉所述冷卻劑通道(8)的位置中。
6.如權利要求5所述的廢氣循環閥清潔方法，其特征在于，每隔一定的時間就啟動所述清潔模式。
7.如權利要求5所述的廢氣循環閥清潔方法，其特征在于，根據所述廢氣循環閥(30) 后面的壓力傳感器的值或所述廢氣循環閥(30)的促動器上的電流測量值啟動所述清潔模式。
全文摘要
本發明涉及一種用于內燃機的排氣系統，其帶有廢氣冷卻器(2)以及旁路通道(12)，所述廢氣冷卻器(2)具有至少一個可流過廢氣的通道(6)和一個冷卻劑通道(8)，所述旁路通道與所述冷卻劑通道(8)存在熱耦合并且能借助旁路節氣門(24)封閉。若在下游設置一個廢氣循環閥(30)，則由于不利的溫度狀態經常在該廢氣循環閥(30)上出現沉積物。為了去除這種沉積物，建議在冷卻劑通道(8)中設置一能封閉所述冷卻劑通道(8)并且能夠與旁路節氣門(24)一同被主動控制的促動器(28)操縱的冷卻劑閥(32)。為了清潔，在一種重復的清潔模式中主動地將冷卻劑閥(32)和所述旁路節氣門(24)旋轉到開啟所述旁路通道(12)并且封閉所述冷卻劑通道(8)的位置中。這樣將高溫廢氣導向廢氣循環閥(30)，從而燒掉沉積物。
文檔編號F01N13/00GK102191985SQ201110052280
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月4日 優先權日2010年3月4日
發明者弗朗茲.德倫, 漢斯-烏爾里克.庫內爾, 漢斯-于爾根.休斯格斯 申請人:皮爾伯格有限責任公司