Охладитель системы рециркуляции отработавших газов, способ работы двигателя и система рециркуляции отработавших газов

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных системами рециркуляции отработавших газов. Охладитель (300) системы рециркуляции отработавших газов содержит канал хладагента, первый канал отработавших газов и второй канал отработавших газов. Канал хладагента содержит вход (350) хладагента и выход (360) хладагента. Вход хладагента (350) расположен на первой продольной поверхности (352) охладителя и связан по текучей среде с внешним контуром охладителя (300). Выход (360) хладагента расположен на второй продольной поверхности (351) охладителя и связан по текучей среде с внешним контуром охладителя (300). Вторая продольная поверхность (351) противоположна и параллельна первой продольной поверхности (352). Первый канал отработавших газов содержит вход (310) и выход (320), расположенные на противоположных поперечных поверхностях (353) и (354). Поперечные поверхности (353) и (354) перпендикулярны первой и второй продольным поверхностям (351) и (352). Второй канал отработавших газов равен по длине первому каналу отработавших газов. Второй канал отработавших газов содержит вход (330) и выход, расположенные (340) на противоположных поперечных поверхностях (353) и (354). Вход (330) второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности (354), что и выход (320) первого канала отработавших газов. Выход (340) второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности (353), что и вход (310) первого канала отработавших газов. Раскрыты способ работы двигателя и система рециркуляции отработавших газов. Технический результат заключается в уменьшении габаритов при компоновке без нарушения характеристик двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в основном к конструкции и способу работы охладителя для системы рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Уровень техники

В двигательных системах в целях снижения регулируемых токсичных выбросов может использоваться рециркуляция отработавших газов из выпускной системы двигателя во впускную систему двигателя - процесс, который называется «рециркуляция отработавших газов» (РОГ). Например, система двигателя с турбонаддувом может содержать систему РОГ высокого давления (РОГ-ВД), которая обеспечивает рециркуляцию отработавших газов из выпускного коллектора перед турбиной турбонагнетателя во впускной канал, после компрессора турбонагнетателя и перед впускным коллектором. Соответственно, отработавшие газы могут рециркулировать и смешиваться со свежим всасываемым воздухом, поступающим от компрессора турбонагнетателя, что приводит к получению на выходе из компрессора сжатой смеси свежего всасываемого воздуха и рециркулирующих отработавших газов. Можно управлять клапаном РОГ, чтобы регулировать величину потока рециркулирующих отработавших газов и добиваться требуемого разбавления всасываемого воздуха, причем требуемое разбавление всасываемого воздуха зависит от условий работы двигателя. Чтобы поддерживать требуемую стабильность горения топливной смеси в двигателе и одновременно обеспечить преимущества в отношении снижения выбросов и экономии топлива, производится измерение потока отработавших газов высокого давления, передаваемых через систему РОГ, и регулирование указанного потока исходя из частоты вращения и нагрузки двигателя во время его работы.

Во многих двигательных системах используются два блока цилиндров, расположенных по V-образной схеме, такие двигатели также известны как «V-образные двигатели». Кроме того, в V-образных двигателях с турбонаддувом могут использоваться два турбонагнетателя для сжатия всасываемой смеси. Общепринятой конфигурацией является двигатель с параллельным двойным турбонаддувом, в котором один турбонагнетатель привязан к одному блоку цилиндров. Кроме того, указанные два турбонагнетателя работают индивидуально, так что сжатый заряд от одного турбонагнетателя не передается на вход второго турбонагнетателя. В системе такого типа каждый турбонагнетатель приводится в движение отработавшими газами из выпускного коллектора соответствующего ему блока цилиндров. Если система РОГ-ВД также используется в двигателе с параллельным двойным турбонаддувом, тогда часть отработавших газов из обоих блоков цилиндров направляется через систему РОГ. Проблема, которая возникает при реализации системы РОГ-ВД с двумя параллельными турбонагнетателями, заключается в том, что системы могут испытывать дисбаланс наддува турбонагнетателя, причиной которого является неодинаковость труб отработавших газов. Дисбаланс наддува турбонагнетателя может привести к неблагоприятной работе двигателя.

Согласно одной схеме построения системы РОГ, которая представлена в патенте US 8297054, контур РОГ соединен с двумя блоками цилиндров, организованными по V-образной схеме. Согласно одному варианту осуществления, система двигателя содержит два основных турбонагнетателя, которые выпускают отработавшие газы параллельно в устройства дополнительной обработки. Контур РОГ содержит два входных порта, которые соединены по текучей среде с двумя выпускными коллекторами, соответствующими первому и второму блокам цилиндров. Указанные два входных порта также соединены по текучей среде с охладителем РОГ через канал текучей среды. Отработавшие газы высокого давления с повышенной температурой из двух выпускных коллекторов через входы направляются в канал текучей среды, который передает отработавшие газы через охладитель РОГ. Показано, что охладитель РОГ содержит один впускной канал и один выпускной канал, через которые проходят отработавшие газы.

Однако в патенте US 8297054 обозначены и потенциальные проблемы такого подхода. По мере развития более компактных автомобилей, создатели которых стремятся минимизировать общий вес при сохранении мощности и производительности двигателя, все более важной становится задача эффективной компоновки двигателя. Во многих системах РОГ дополнительные трубопроводы и компоненты, требующиеся для сохранения равной длины трубок в целях устранения турбо дисбаланса, дорого добавлять и трудно компоновать в ограниченном пространстве двигателя.

Раскрытие изобретения

Таким образом, в одном примере вышеупомянутые проблемы могут быть решены посредством охладителя системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащего:

канал хладагента, содержащий вход хладагента, расположенный на первой продольной поверхности охладителя и связанный по текучей среде с внешним контуром охлаждения, и выход хладагента, расположенный на второй продольной поверхности охладителя и связанный по текучей среде с внешним контуром охлаждения, причем вторая продольная поверхность противоположна и параллельна первой продольной поверхности,

первый канал отработавших газов со входом и выходом, расположенными на противоположных поперечных поверхностях, причем поперечные поверхности перпендикулярны первой и второй продольным поверхностям, и

второй канал отработавших газов равный по длине первому каналу отработавших газов, при этом второй канал отработавших газов содержит вход и выход, расположенные на противоположных поперечных поверхностях, причем вход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и выход первого канала отработавших газов, а выход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и вход первого канала отработавших газов.

Таким образом, охладитель РОГ двухканальной конструкции позволяет использовать более короткие равные трубки для подачи газов РОГ, и сократить общее требуемое пространство для компоновки, не вызывая дисбаланса наддува турбонагнетателя и не нарушая характеристики двигателя.

Например, каждый из выпускных коллекторов может быть оснащен трубками отработавших газов, которые направляют отработавшие газы к соответствующим турбинам. Перед входами в турбины и после выпускных коллекторов две подающие трубки (по одной на каждый блок цилиндров) могут ответвляться от турбин и присоединяться к противоположным сторонам охладителя РОГ. Указанные две подающие трубки могут входить в охладитель РОГ, и могут проходить через охладитель РОГ равными длинами, выходя с противоположных сторон в качестве отводящих трубок. Эти отводящие трубки могут затем соединиться для образования объединенной трубы отработавших газов, которая отходит от охладителя РОГ к клапану управления, который регулирует величину потока газов РОГ во впускной канал и впускной коллектор двигателя. Благодаря использованию охладителя РОГ с двойным входом/выходом, газы РОГ из обоих блоков цилиндров можно одинаково охлаждать и объединять со всасываемой смесью без дополнительных трубопроводов.

Кроме того, охладитель РОГ можно установить в определенной части двигателя так, чтобы подающие трубки для обоих блоков цилиндров были симметрично направлены в охладитель РОГ. Охладитель РОГ может быть закреплен перпендикулярно оси коленчатого вала, что сокращает длину подающего трубопровода, который соединяет каналы отработавших газов с охладителем РОГ. Кроме того, может быть сокращена длина объединенного канала отработавших газов, ведущего от охладителя РОГ к впускному каналу.

Согласно другому примеру, чтобы уменьшить пространство, необходимое для компоновки, обеспечен способ для двигателя, содержащий этапы, на которых:

направляют первый и второй потоки отработавших газов через два отдельных канала отработавших газов соответственно на первой и второй противоположных сторонах охладителя РОГ,

направляют по-прежнему отдельные первый и второй потоки отработавших газов из охладителя РОГ, соответственно, через вторую и первую стороны, и

объединяют указанные потоки отработавших газов, чтобы сформировать единую трубу отработавших газов снаружи охладителя РОГ.

В этом случае часть каналов отработавших газов, которые в обычных двигательных системах устанавливают снаружи охладителя РОГ перед точкой объединения, может быть встроена внутри предложенного охладителя РОГ в виде двух отдельных каналов отработавших газов. Например, благодаря объединению потоков отработавших газов для формирования единой трубы отработавших газов снаружи и после охладителя РОГ, можно создать более компактную систему РОГ, которая может быть установлена на двигателе.

Следует понимать, что изложенные выше сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в подробном описании. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения, которые определены и единственным образом изложены далее в пунктах формулы изобретения. Более того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают любые недостатки, упомянутые выше или в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает принципиальную схему двигательной системы с двойным турбонаддувом, содержащей обычную систему рециркуляции отработавших газов (РОГ) высокого давления.

Фиг. 2 изображает принципиальную схему двигательной системы с двойным турбонаддувом по фиг. 1 с модифицированной системой РОГ высокого давления, которая содержит охладитель РОГ с двойным входом/выходом.

Фиг. 3 изображает вид в аксонометрии охладителя РОГ с двойным входом/выходом.

Фиг. 4 изображает упрощенную принципиальную схему двигательной системы с двойным турбонаддувом по фиг. 1, содержащей обычную систему РОГ высокого давления.

Фиг. 5 изображает упрощенную принципиальную схему двигательной системы с двойным турбонаддувом по фиг. 2 с модифицированной системой РОГ высокого давления, которая содержит охладитель РОГ с двойным входом/выходом.

Фиг. 6 изображает блок-схему алгоритма основной работы системы РОГ высокого давления, которая содержит охладитель РОГ с двойным входом/выходом.

Фиг. 7 иллюстрирует пример установки охладителя РОГ по фиг. 5 на двигатель.

Фиг. 8 представляет вид охладителя РОГ и двигателя по фиг. 7 под другим углом.

Фиг. 9 представляет вид сверху охладителя РОГ и двигателя по фиг. 7.

Осуществление изобретения

В следующем описании будут рассмотрены системы и способы для системы рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ-ВД) двигателя внутреннего сгорания с параллельным двойным турбонаддувом и, в частности, охладитель для снижения температуры рециркулирующих отработавших газов. На фиг. 1 изображена обычная двигательная система с двумя турбонагнетателями, работающими параллельно с цилиндрами, расположенными в двух блоках по схеме V-6. Данная двигательная система содержит систему РОГ-ВД, в которой используется охладитель РОГ с одним входом и одним выходом для отработавших газов, которые проходят через одну трубу. На фиг. 2 представлена двигательная система подобная системе на фиг. 1, за исключением модифицированного охладителя РОГ, который содержит два входа и два выхода, для формирования двух каналов отработавших газов внутри охладителя. Указанные два канала отработавших газов, соединенные по текучей среде с выпускными коллекторами двух блоков цилиндров, разделены перед охладителем и внутри охладителя и объединены после охладителя. Модифицированный или двухканальный охладитель РОГ описан согласно фиг. 3. Фиг. 4 изображает упрощенную двигательную систему, чтобы лучше показать расположение обычного одноканального охладителя РОГ. Аналогично, фиг. 5 изображает упрощенную двигательную систему, чтобы показать расположение двухканального охладителя РОГ и его систему каналов. Основная работа системы РОГ с двухканальным охладителем РОГ представлена на блок-схеме на фиг. 6. Наконец, на фиг. 7 показано, как двухканальный охладитель РОГ, соответствующий фиг. 5, установлен на двигатель, а на фиг. 8 и 9 двигатель и охладитель РОГ по фиг. 7 показаны в других видах.

Что касается терминологии, применяемой в последующем описании, то для предлагаемого охладителя РОГ могут использоваться следующие взаимозаменяемые названия: «двухканальный охладитель РОГ», «охладитель РОГ с двойным входом/выходом» или «модифицированный охладитель РОГ». А двигатель с параллельным двойным турбонаддувом, в котором один турбонагнетатель привязан к одному блоку цилиндров, может быть также назван «системой с двойным турбонаддувом», поскольку здесь рассматриваются только параллельные системы. Как установлено выше, система рециркуляции отработавших газов высокого давления забирает часть отработавших газов перед турбиной, охлаждает газы, и передает их для объединения с всасываемым воздухом (смесью) после компрессора и перед впускным коллектором. Для отработавшего газа, который поступает в охладитель РОГ, может быть использован термин «газ РОГ» или просто «отработавший газ».

На фиг. 1 схематически изображен пример двигательной системы 100 с турбонаддувом, содержащей многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и два параллельных турбонагнетателя 120 и 130, которые могут быть идентичны. В качестве неограничивающего примера, двигательная система 100 может содержать деталь двигательной установки от пассажирского автомобиля. Другие непоказанные здесь конфигурации могут быть использованы в рамках объема настоящего изобретения.

Двигательной системой 100 можно управлять, по меньшей мере частично, посредством контроллера 12 и при помощи входного сигнала от оператора 190 транспортного средства посредством устройства 192 ввода. В данном примере устройство 192 ввода включает педаль акселератора и датчик 194 положения педали (ПП) для формирования сигнала ПП, пропорционального положению педали. Контроллер 12 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий следующие части: микропроцессорное устройство, порты ввода/вывода, электронную среду хранения исполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхема постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство, и шину данных. В среду хранения - постоянное запоминающее устройство могут быть записаны считываемые компьютером данные, представляющие неизменные инструкции, исполняемые микропроцессором для выполнения программ, которые будут рассмотрены ниже, а также других вариантов программ, существование которых предполагается, но которые не перечисляются конкретно. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью приема информации от множества датчиков 165, и передачи управляющих сигналов множеству приводов 175 (различные варианты которых здесь описаны). С различными местами двигательной системы 100 могут быть связаны и другие приводы, например, разные дополнительные клапаны и дроссели. Контроллер 12 может принимать входные данные от различных датчиков, может обрабатывать входные данные и запускать приводы в ответ на обработанные входные данные на основании инструкции или программного кода, соответствующего одной или более программам. Пример управляющей программы, которая использует контроллер 12 будут рассмотрен ниже согласно фиг. 6.

Двигательная система 100 может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Как показано на фиг. 1, впускной канал 140 может содержать воздушный фильтр 156 и дроссель 115 воздухозаборной системы (ВЗС). Дроссель 115 ВЗС может быть выполнен с возможностью регулирования и управления величиной потока РОГ-ВД. Положение дросселя 115 ВЗС можно регулировать при помощи управляющей системы посредством привода 117 дросселя, функционально соединенного с контроллером 12.

По меньшей мере часть всасываемого воздуха может быть направлена в компрессор 122 турбонагнетателя 120 через первую ветвь впускного канала 140, обозначенную позицией 142, и по меньшей мере часть всасываемого воздуха может быть направлена в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через вторую ветвь впускного канала 140, обозначенную позицией 144. Таким образом, двигательная система 100 включает в себя ВЗС 191 низкого давления, расположенную перед компрессорами 122 и 132, и ВЗС 193 высокого давления, расположенную после компрессоров 122 и 132.

Первая часть общего всасываемого воздуха может быть подвергнута сжатию компрессором 122, и далее быть подана во впускной коллектор 160 через канал воздухозаборника 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 образуют первую ветвь воздухозаборной системы. Аналогично, вторая часть общего всасываемого воздуха может быть подвергнута сжатию компрессором 132, и далее быть подана во впускной коллектор 160 через канал воздухозаборника 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 образуют вторую ветвь воздухозаборной системы. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может быть снова объединен и пропущен через общий впускной канал 149 перед тем как попасть во впускной коллектор 160, откуда всасываемый воздух может быть подан в двигатель. Согласно некоторым примерам, впускной коллектор 160 может содержать датчик 182 давления для измерения абсолютного давления в коллекторе (АДК) и/или датчик 183 температуры для измерения температуры воздуха в коллекторе (ТВК), при этом каждый из указанных датчиков связан с контроллером 12. В изображенном примере впускной канал 149 также содержит охладитель 154 воздуха и дроссель 158. Положение дросселя 158 можно регулировать при помощи управляющей системы посредством привода 157 дросселя, функционально соединенного с контроллером 12. Как показано, дроссель 158 может быть расположен во впускном канале 149 после охладителя 154 воздуха, и может быть выполнен с возможностью регулирования потока всасываемого газа, поступающего в двигатель 10.

Как показано на фиг. 1, в перепускном канале 150 может быть расположен перепускной клапан 152 компрессора (ПКК), а в перепускном канале 151 может быть расположен ПКК 155. Согласно одному примеру, ПКК 152 и 155 могут быть электропневматического типа (ПКК-ЭП). ПКК 152 и 155 можно управлять для обеспечения возможности выпуска давления в впускной системе, когда осуществляется наддув двигателя. Входной патрубок перепускного канала 150 может быть связан с впускным каналом 144 перед компрессором 132, а выходной патрубок перепускного канала 150 может быть связан с впускным каналом 148 после компрессора 132. Аналогично, входной патрубок перепускного канала 151 может быть связан с впускным каналом 142 перед компрессором 122, а выходной патрубок перепускного канала 151 может быть связан с впускным каналом 146 после компрессора 122. В зависимости от положения каждого ПКК, воздух, сжимаемый соответствующим компрессором, может рециркулировать во впускной канал, в точку перед компрессором (например, во впускной канал 144 компрессора 132, и во впускной канал 142 компрессора 122). Например, ПКК 152 может открываться, чтобы передавать сжатый воздух обратно на вход компрессора 132 и/или ПКК 155 может открываться, чтобы передавать сжатый воздух обратно на вход компрессора 122 для снижения давления во впускной системе при выбранных условиях, чтобы снизить последствия нагрузки помпажа компрессора. Управляющая система может как активно, так и пассивно управлять ПКК 155 и 152.

Как показано, датчик 196 давления ВЗС низкого давления (ВЗС-НД) расположен на соединении впускных каналов 140, 142 и 144, а датчик 169 давления ВЗС высокого давления (ВЗС-ВД) расположен во впускном канале 149. Однако в других предполагаемых вариантах осуществления датчики 196 и 169 могут быть расположены в других местах в ВЗС-НД и ВЗС-ВД соответственно. Среди других функций, результаты измерений от датчика 196 давления ВЗС-НД и датчика 169 давления ВЗС-ВД могут быть использованы для определения коэффициента давления компрессора, который может быть учтен при оценке риска возникновения помпажа в компрессоре.

Двигатель 10 может содержать множество цилиндров 14. В изображенном примере двигатель 10 содержит шесть цилиндров, расположенных по V-образной схеме. Точнее, указанные шесть цилиндров расположены в виде двух блоков 13 и 15, причем каждый блок содержит три цилиндра. Согласно альтернативным примерам двигатель 10 может содержать два или более цилиндров, например, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поделены поровну и расположены в соответствии с альтернативными схемами, например, V-образной, рядной, оппозитной и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть выполнен с топливной форсункой 166. В изображенном примере топливная форсунка 166 является форсункой непосредственного впрыска топлива в цилиндр. Однако, согласно другим примерам, топливная форсунка 166 может быть выполнена в виде топливной форсунки для впрыска во впускной канал.

Всасываемый воздух, поступивший в каждый цилиндр 14 (который в данном описании также именуется камерой сгорания 14) через общий впускной канал 149, может быть использован для сжигания топлива, при этом продукты сгорания могут затем быть выведены через выпускные каналы, связанные конкретно с каждым блоком цилиндров. В изображенном примере первый блок 13 цилиндров двигателя 10 может выводить продукты сгорания через общий канал 17 отработавших газов, а второй блок 15 цилиндров может выводить продукты сгорания через общий канал 19 отработавших газов.

Положение впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра 14 можно регулировать посредством гидравлических толкателей, соединенных со штоками клапанов, или посредством механизма переключения профилей кулачков, в котором используются выступы кулачков. В данном примере, управление по меньшей мере впускными клапанами каждого цилиндра 14 можно осуществлять при помощи активации кулачков, используя систему кулачкового привода. В частности, система 25 запуска кулачка впускного клапана может включать в себя один или более кулачков, и может использовать регулируемую синхронизацию кулачков или механизм подъема для впускных и/или выпускных клапанов. Согласно другим вариантам осуществления впускными клапанами можно управлять посредством электрического привода. Аналогично, выпускными клапанами можно управлять посредством систем кулачкового привода или электрического привода.

Продукты сгорания, которые выводятся двигателем 10 через каналы 17 отработавших газов, могут быть направлены через турбину 124 отработавших газов турбонагнетателя 120, которая в свою очередь может передавать механическую работу компрессору 122 через вал 126, чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха. С другой стороны, часть или все отработавшие газы, проходящие через канал 17 отработавших газов, могут идти в обход турбины 124 через перепускной канал 123 турбины в зависимости от положения перепускной заслонки 128. Управлять положением перепускной заслонки 128 можно посредством привода (не показан) по команде контроллера 12. Согласно одному примеру, который не носит ограничительного характера, контроллер 12 может регулировать положение перепускной заслонки 128 посредством электромагнитного клапана. В данном конкретном примере, для обеспечения срабатывания перепускной заслонки 128 посредством привода электромагнитный клапан может принимать разность давлений воздуха между впускным каналом 142, расположенным перед компрессором 122 и впускным каналом 149, расположенным после компрессора 122. Согласно другим примерам, для привода перепускной заслонки 128 могут быть использованы другие подходящие способы, помимо электромагнитного клапана.

Аналогично, продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через канал 19 отработавших газов, могут быть переданы через турбину 134 отработавших газов турбонагнетателя 130, которая в свою очередь может передавать механическую работу компрессору 132 через вал 136, чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, проходящего через вторую ветвь воздухозаборной системы. С другой стороны, часть отработавших газов или все отработавшие газы, проходящие по каналу 19 отработавших газов, могут идти в обход турбины 134 через перепускной канал 133 турбины в зависимости от положения перепускной заслонки 138. Управлять положением перепускной заслонки 138 можно посредством привода (не показан) по команде контроллера 12. Согласно одному примеру, который не носит ограничительного характера, контроллер 12 может регулировать положение перепускной заслонки 138 посредством электромагнитного клапана. В данном конкретном примере, для обеспечения срабатывания перепускной заслонки 138 посредством привода электромагнитный клапан может принимать разность давлений воздуха между впускным каналом 144, расположенным перед компрессором 132 и впускным каналом 149, расположенным после компрессора 132. Согласно другим примерам, для привода перепускной заслонки 138 могут быть использованы другие подходящие способы, помимо электромагнитного клапана.

Согласно некоторым примерам, турбины 124 и 134 отработавших газов могут быть выполнены с изменяемой геометрией, при этом контроллер 12 может регулировать положение лопастей (или лопаток) рабочего колеса турбины, чтобы изменять уровень энергии, получаемой от потока отработавших газов и передаваемой соответствующему компрессору. С другой стороны, турбины 124 и 134 отработавших газов могут быть выполнены, как турбины с изменяемым соплом, при этом контроллер 12 может регулировать положение сопла турбины, чтобы изменять уровень энергии, получаемой от потока отработавших газов и передаваемой соответствующему компрессору. Например, управляющая система может быть выполнена с возможностью независимого изменения положения лопатки или сопла выпускных турбин 124 и 134 посредством соответствующих приводов.

Продукты сгорания, выпускаемые цилиндрами через канал 19 отработавших газов, могут быть направлены в атмосферу через канал 170 отработавших газов, расположенный после турбины 134, в то время как продукты сгорания, выпускаемые через канал 19 отработавших газов, могут быть направлены в атмосферу через канал 180 отработавших газов, расположенный после турбины 134. Выпускные каналы 170 и 180 могут содержать одно или более устройств дополнительной обработки, таких как каталитический нейтрализатор, а также один или более датчиков отработавших газов. Например, как показано на фиг. 1, канал 170 отработавших газов может содержать устройство 129 снижения токсичности выбросов, расположенное после турбины 124, а канал 180 отработавших газов может содержать устройство 127 снижения токсичности выбросов, расположенное после турбины 134. Устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов могут представлять собой устройства селективного каталитического восстановления (SCR, Selective Catalytic Reduction), трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы (TWC, Three-Way Catalyst), уловители NOx, прочие другие устройства снижения токсичности выбросов или сочетания указанных устройств. Кроме того, согласно некоторым вариантам осуществления, при работе двигателя 10 устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов можно периодически возвращать в исходное состояние, например, путем приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя с определенным воздушно-топливным отношением.

Двигательная система 100 также содержит обычную систему 106 рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ-ВД). Система 106 РОГ-ВД направляет требуемую часть отработавших газов из канала 19 отработавших газов во впускной канал 149, а также направляет требуемую часть отработавших газов из канала 17 отработавших газов во впускной канал 149. В изображенном варианте осуществления РОГ направляются по каналу 195 РОГ из точки перед турбиной 134 в точку 121 объединения. Аналогично, РОГ направляются по каналу 197 РОГ из точки перед турбиной 124 в точку 121 объединения. Как показано на фиг. 1, РОГ из каналов 195 и 197 РОГ могут объединяться в общем канале 113 РОГ до достижения охладителя 111 РОГ. Каналы 195 и 197 РОГ имеют одинаковую длину от точки разделения, от каналов 19 и 17, до точки 121, где они объединяются. Количество РОГ, подаваемых во впускной канал 149, можно изменять посредством контроллера 12 при помощи клапана 119 РОГ, связанного с системой 106 РОГ-ВД. В примере осуществления, изображенном на фиг. 1, система 106 РОГ-ВД содержит охладитель 111 РОГ, расположенный перед клапаном 119 РОГ. Охладитель 111 РОГ может, например, забирать тепло от рециркулирующих отработавших газов и передавать тепло хладагенту двигателя.

Клапан 119 РОГ может быть выполнен с возможностью регулирования количества и/или уровня отработавших газов, направляемых через соответствующие каналы РОГ для достижения требуемого процента разбавления всасываемой смеси, поступающей в двигатель, при этом всасываемая смесь с большим процентом разбавления РОГ имеет большее отношение отработавших газов к воздуху, чем всасываемая смесь с меньшим процентом разбавления РОГ. После того как рециркулирующие отработавшие газы выходят из охладителя 111 РОГ и проходят через клапан 119 РОГ, они направляются по каналу 114 РОГ к точке 116 объединения. В точке 116 объединения рециркурирующие отработавшие газы и всасываемая смесь объединяются, чтобы далее попасть обратно во впускной коллектор 160.

Следует понимать, что помимо положения клапана РОГ, также и положение ПКК, положение дросселя ВЗС и положение перепускной заслонки могут влиять на процент разбавления всасываемой смеси. Например, может существовать риск избыточного разбавления всасываемого воздуха, когда ПКК меняет состояние (например, переключается из закрытого в открытое состояние, или из частично закрытого в более открытое состояние). Когда ПКК открыт, смесь РОГ и свежего воздуха может передаваться обратно во впускной канал перед компрессором, что может увеличивать процент разбавления РОГ, если клапан РОГ остается открытым, чтобы еще добавить РОГ во всасываемую смесь перед компрессором. В отличие от этой ситуации, пока ПКК остается в фиксированном положении - либо открытом, либо закрытом или частично открытым - управление РОГ может не оказывать влияния. В качестве другого примера, положение дросселя ВЗС может влиять на поток свежего воздуха, поступающего в воздухозаборную систему; увеличение потока свежего воздуха, поступающего в воздухозаборную систему, может снижать процент разбавления РОГ, тогда как уменьшение потока свежего воздуха, поступающего в воздухозаборную систему, может увеличивать процент разбавления РОГ. Согласно еще одному примеру, положение перепускной заслонки может влиять на противодавление отработавших газов; если клапан РОГ не полностью закрыт, противодавление отработавших газов может влиять на поток РОГ во впускную систему. Соответственно, как более подробно будет рассмотрено ниже, разбавлением всасываемой смеси РОГ можно регулировать, путем управления, помимо управления другими параметрами, положением одного или более из следующих устройств: клапана РОГ, ПКК, дросселя ВЗС и перепускной заслонки.

Процент разбавления всасываемой смеси РОГ из контура рециркуляции (т.е. долю сгоревших газов в воздухе во впускном канале двигателя) в данный момент времени можно определять по выходному сигналу впускного кислородного датчика 168. В изображенном варианте осуществления двигательной системы впускной кислородный датчик расположен в точке объединения впускных каналов 146, 148 и 149 перед воздушным охладителем 154. Однако, в других вариантах осуществления датчик 168 может быть расположен после воздушного охладителя 154, или в другом месте во впускном канале 149. Кислородным датчиком 168 впускной системы может служить любой подходящий датчик для измерения концентрации кислорода во всасываемой смеси, например, линейный кислородный датчик, универсальный или широкодиапазонный датчик содержания кислорода в отработавших газах (UEGO, от англ. Universal Exhaust Gas Oxygen), кислородный датчик с двумя состояниями и т.д. Контроллер 12 может оценивать процент разбавления потоком РОГ в зависимости от сигнала обратной связи от впускного кислородного датчика 168. Согласно некоторым примерам, контроллер затем может осуществлять регулирование одного из следующих устройств: клапана 119 РОГ, дросселя 115 ВЗС, ПКК 152, ПКК 155, перепускной заслонки 138 и перепускной заслонки 128, чтобы получать требуемый процент разбавления всасываемой смеси РОГ.

Кроме вышеупомянутых, двигательная система 100 может содержать различные датчики 165. Как показано на фиг. 1, общий впускной канал 149 может содержать датчик 172 входного давления дросселя (ВДД) для измерения входного давления дросселя и/или датчик 173 входной температуры дросселя для измерения температуры воздуха в дросселе (ТВД), при этом каждый из указанных датчиков сообщается с контроллером 12. Кроме того, хотя это и не показано на схеме, каждый из впускных каналов 142 и 144 может содержать датчик массового расхода воздуха.

На фиг. 1 изображена двигательная система 100 в целом, работающая с двумя турбонагнетателями, включенными по параллельной схеме, и содержащая обычную систему 106 РОГ-ВД, в которой охладитель 111 РОГ содержит один вход и один выход, соединенные, соответственно, с каналами 113 и 114. Установлено, что обычная система 106 РОГ-ВД может представлять трудность для эффективной компоновки в ограниченном доступном пространстве двигателей в современных компактных автомобилях. Поскольку каналы РОГ 195 и 197 имеют одинаковые длины, что является требованием для предотвращения дисбаланса турбонагнетателей, то из фиг. 1 можно видеть, что лишние системы каналов, которые формируют каналы 195, 197, 113 и 114, могут способствовать дополнительному удорожанию и создавать трудности при установке системы 106 РОГ-ВД на двигатель 10.

На фиг. 2 можно видеть модифицированный охладитель 211 РОГ. Следует отметить, что данная двигательная система 100 является такой же, как и система, изображенная на фиг. 1, за исключением охладителя 211 РОГ. Как таковые, позиционные номера элементов на фиг. 1 и фиг. 2 остаются одинаковыми, поскольку элементы работают идентично. Что касается работы двигательной системы 100, то для краткости описание согласно фиг. 2 не приводится, поскольку можно пользоваться описанием для фиг. 1. Как видно из фиг. 2, модифицированный охладитель 211 РОГ содержит два входа и два выхода, через которые могут проходить газы РОГ. Вместо объединения каналов 195 и 197 РОГ перед охладителем РОГ, как показано на фиг. 1, в системе 206 РОГ по фиг. 2 объединение каналов происходит после охладителя 211 РОГ в точке 221 объединения. Хладагент может поступать в охладитель 211 РОГ, чтобы равномерно понижать температуру отработавших газов, проходящих через индивидуальные каналы модифицированного охладителя РОГ. При таком способе, как будет более подробно объяснено ниже, сокращается пространство для компоновки системы 206 РОГ. Модифицированный охладитель 211 РОГ в дальнейшем будет именоваться двухканальным охладителем РОГ.

Согласно другому примеру существующих решений систем РОГ с двумя турбонагнетателями, могут быть использованы два охладителя РОГ, при этом с отработавшими газами, поступающими в систему EGR от каждого из двух блоков цилиндров, соединен один из указанных охладителей. Ясно, что при таком построении системы (не показана) присутствует та же проблема компоновки из-за дополнительного объема, вызванного использованием двух охладителей РОГ вместо одного. Кроме того, система с двумя охладителями РОГ может потребовать дополнительных трубопроводов по сравнению с системой с одним охладителем, поскольку дополнительный набор патрубков потребуется для стороны выхода охладителя РОГ, которая ведет к общему впускному каналу.

На фиг. 3 изображен вариант осуществления двухканального охладителя 300 РОГ аналогичного охладителю 211 на фиг. 2. Охладитель содержит корпус 301, в котором размещена система труб для газов РОГ и хладагента. Как можно видеть из фиг. 3, корпус 301 охладителя имеет большую протяженность в продольном направлении, чем в поперечном. В сущности, поверхности 351 и 352 равны между собой и имеют большую протяженность, чем равные друг другу более короткие поверхности 353 и 354. На поверхности 352 вблизи края корпуса расположен вход 350 для хладагента. На противоположной стороне 351 вблизи противоположного края корпуса расположен выход 360 для хладагента. Вход и выход 350 и 360 соединены с системой охлаждения снаружи охладителя 300 РОГ. Следует отметить, что охладитель 300 РОГ представляет собой одиночный единый охладитель РОГ, размещенный в корпусе 301, и соединяющий каналы так, как это будет рассмотрено ниже.

Газы РОГ из левого (или первого) блока цилиндров поступают в корпус 301 охладителя РОГ через вход 310, соответствующий левому блоку цилиндров. Как видно из фиг. 3, вход 310 расположен на поверхности 353. Газы РОГ из левого блока цилиндров выходят из корпуса 301 на противоположной поверхности 354 через выход 320, соответствующий левому блоку цилиндров. На фигуре показано, что вход и выход не коллинеарны, а смещены так, выход находится выше входа в поперечном направлении.

Аналогично, газы РОГ из правого (или второго) блока цилиндров поступают в корпус 301 охладителя РОГ через вход 330, соответствующий правому блоку цилиндров. Вход 330 правого блока расположен на поверхности 354, при этом выход 320 расположен выше входа 330 в поперечном направлении. Газы РОГ из правого блока цилиндров выходят из корпуса 301 на противоположной поверхности 353 через выход 340, соответствующий правому блоку цилиндров. Аналогично входу и выходу левого блока, вход 330 и выход 340 правого блока не коллинеарны, а смещены так, выход находится выше входа в поперечном направлении.

Выход 320 РОГ левого блока цилиндров соединен с трубой 380 левого блока, которая изогнута, и проходит в направлении середины корпуса 301 охладителя. Аналогично, выход 340 РОГ правого блока цилиндров соединен с трубой 390 правого блока, которая изогнута и проходит в направлении середины корпуса 301 охладителя, вблизи трубы 380 левого блока. Трубы 380 и 390 затем объединяются в точке 315 объединения для образования объединенной трубы 370 отработавших газов, которая ведет наружу из охладителя 300 РОГ и далее соединяется после клапана управления РОГ (не показан). На фиг. 3 направления потоков отработавших газов и хладагента показаны стрелками без индексов.

Корпус 301 охладителя содержит два канала отработавших газов (не показаны), которые соединены по текучей среде со входами и выходами 310, 320, 330, 340 РОГ, которые соответствуют левому и правому блокам цилиндров. Указанные два (первый и второй) канала отработавших газов равны по длине, и внутри корпуса 301 охладителя проходят совершенно отдельно друг от друга, соединяясь только в точке 315 объединения снаружи корпуса.

Корпус 301 охладителя также содержит третий канал (не показан), который по текучей среде соединяет вход и выход 350 и 360 хладагента. Данный третий канал остается отделенным от указанных двух каналов отработавших газов, как внутри, так и снаружи корпуса 301. Хладагент, используемый для понижения температуры газов РОГ, проходящих через охладитель 300 РОГ, может представлять собой жидкость при температуре, которая необходима для отбора требуемого количества тепла от газов РОГ, чтобы получить заданные характеристики двигателя. Хладагент понижает температуру отработавших газов, проходящих через первый и второй каналы отработавших газов, до температуры пригодной для возврата газов во впускной коллектор двигателя. Дополнительно, система каналов хладагента внутри корпуса 301 охладителя РОГ может быть устроена так, чтобы обеспечить почти равное охлаждение газов РОГ как от левого, так и от правого блоков цилиндров.

Трубопроводы левого и правого блоков цилиндров, которые по текучей среде соединяют выпускные коллекторы блоков цилиндров со входами 310 и 330, одинаковы. Кроме того, выпускные трубопроводы левого и правого блока цилиндров внутри охладителя 300 РОГ также одинаковы. Очевидно, что трубопровод от входа 310, соответствующего левому блоку цилиндров, до точки 315 объединения равен по длине трубопроводу от входа 330, соответствующего правому блоку цилиндров, до точки 315 объединения. Равная длина трубопроводов предусмотрена для того, чтобы уменьшить вероятность возникновения дисбаланса наддува турбонагнетателей. В более широком смысле, дистанция от точки, расположенной в выпускном коллекторе левого блока цилиндров, до точки объединения газов РОГ с всасываемой смесью равна дистанции от эквивалентной точки, расположенной в выпускном коллекторе правого блока цилиндров, до той же самой точки объединения, причем указанные дистанции измеряются по трубопроводам системы РОГ.

На фиг. 4 в упрощенном виде изображена двигательная система подобная двигательной системе 100 на фиг. 1. Двигательная система 400 на фиг. 4 содержит систему РОГ с охладителем 460 РОГ, в котором имеется один канал отработавших газов с одним входом и одним выходом. Всасываемый воздух 401 втягивается в первый компрессор 425 (соответствующий левому блоку цилиндров) и передается через впускную трубу 403. Аналогично, всасываемый воздух 402 втягивается во второй компрессор 435 (соответствующий правому блоку цилиндров) и передается через впускную трубу 404. Всасываемый воздух 401 и 402 может поступать от одного и того же общего воздушного источника, расположенного перед компрессорами 425, 435. Две впускные трубы 403 и 404 объединяются в точке перед охладителем 450 наддувочного воздуха, где всасываемый воздух охлаждается перед его пропусканием через дроссель 490. Затем охлажденный всасываемый воздух передается через объединенную впускную трубу 405 во впускной коллектор 415, откуда он втягивается в цилиндры. Двигатель 410 содержит два блока цилиндров - левый блок 414 и правый блок 417. Отработавшие газы из каждого блока цилиндров передаются в соответствующие им выпускные коллекторы - левый выпускной коллектор 413 и правый выпускной коллектор 412. Отработавшие газы из левого выпускного коллектора 413 передаются через левую трубу 407 отработавших газов, и далее через турбину 420 - в устройство 470 дополнительной обработки отработавших газов, после чего выводятся в виде выхлопных газов 471. Аналогично, отработавшие газы из правого выпускного коллектора 412 передаются через правую трубу 408 отработавших газов, и далее через турбину 430 - в устройство 475 дополнительной обработки отработавших газов, после чего выводятся в виде выхлопных газов 476.

Часть отработавших газов из труб 407 и 408 отработавших газов отводятся от турбин 420 и 430 в точку 468 объединения, где два потока отработавших газов объединяются друг с другом в единую впускную трубу 461. Этот объединенный поток отработавших газов затем поступает в охладитель 460 РОГ, где он охлаждается и выводится в выпускную трубу 462, после чего пропускается через клапан 480 управления РОГ. Этот поток рециркулирующего отработавшего газа соединяется с охлажденной всасываемой смесью в объединенной впускной трубе 405, откуда смесь передается во впускной коллектор 415.

Двигательная система 400 на фиг. 5 по существу идентична двигательной системе 400 на фиг. 4 за исключением системы РОГ, в частности, за исключением охладителя 560 РОГ и точки 568 объединения. Для краткости никакого описания двигательной системы 400, соответствующей фиг. 5, далее приведено не будет; при этом следует отметить, что нумерация одинаковых компонентов на фиг. 4 и 5 по существу одинакова. Система РОГ по фиг. 5 содержит охладитель РОГ с двумя входами/двумя выходами, какой показан на фиг. 3. В качестве примера конструкции, двухканальный охладитель 560 РОГ установлен на боковой стороне двигателя 410. Как и в системе, показанной на фиг. 4, часть отработавших газов из труб 407 и 408 отводится от турбин 420 и 430. Вместо объединения снаружи охладителя РОГ, отдельные каналы отработавших газов входят в охладитель 560 РОГ и выходят из охладителя 560 индивидуально, а соединяются друг с другом после охладителя 560 в точке 568 объединения. Другими словами, первая (левая) труба 407 отработавших газов соединяет первый (левый) выпускной коллектор 413 с первым (левым) входом охладителя РОГ, в то время как вторая труба 408 отработавших газов соединяет второй (правый) выпускной коллектор 412 со вторым (правым) входом охладителя РОГ. Охлажденные газы РОГ затем выводятся в трубу 462 отработавших газов, передаются через клапан 480 управления РОГ и смешиваются с всасываемой смесью в объединенной впускной трубе 405. Как можно видеть из фиг. 5, близкое расположение входов и выходов охладителя 560 РОГ позволяет установить охладитель на торце двигателя 410. Такое расположение также сокращает общее пространство компоновки системы РОГ, не нарушая при этом характеристики двигателя.

На фиг. 6 изображена блок-схема общего алгоритма 600 работы системы РОГ с двухканальной конструкцией охладителя РОГ. Работа алгоритма 600 начинается на шаге 601, на котором производится определение ряда рабочих условий двигателя. В число рабочих условий двигателя, помимо других возможных, могут входить: воздушно-топливное отношение, положения клапанов и температура. Затем на шаге 602 двигатель включают в работу в соответствии с набором требуемых параметров и характеристик двигателя, которые могут быть по меньшей мере частично определены контроллером 12 и водителем 190 автомобиля (фиг. 1). Затем, на шаге 603 контроллер 12 производит регулирование положения клапана управления РОГ, чтобы увеличить или уменьшить величину потока газов РОГ, чтобы получить требуемый процент разбавления всасываемой смеси РОГ, что определяется требуемыми параметрами работы двигателя. На шаге 604, как только клапан РОГ будет отрегулирован, производится отведение части отработавших газов из левого блока цилиндров из точки перед турбиной, соответствующей левому блоку цилиндров, из канала отработавших газов во вход охладителя РОГ, соответствующий левому блоку. Одновременно, на шаге 604, в то время как производится отведение отработавших газов от левого блока цилиндров, осуществляется отведение части отработавших газов из правого блока цилиндров из точки перед турбиной, соответствующей правому блоку цилиндров, из канала отработавших газов во вход охладителя РОГ, соответствующий правому блоку. Отведение отработавших газов из левого и правого блоков цилиндров на шаге 604 происходит одновременно, поскольку отработавшие газы непрерывно выпускаются из обоих блоков цилиндров - правого и левого.

На шаге 605 газы РОГ передаются через охладитель РОГ через два канала отработавших газов, и тем самым происходит понижение температуры газов РОГ до приемлемой величины, чтобы получить требуемые характеристики двигателя. После выхода из охладителя РОГ два индивидуальных канала отработавших газов объединяются на шаге 606, для образования единой объединенной трубы отработавших газов, которая отходит от охладителя РОГ. Наконец, на шаге 607 после прохождения через клапан управления РОГ, расположенный после охладителя РОГ, газы РОГ передаются обратно во впускной канал, где газы РОГ смешиваются с всасываемой смесью, после чего указанная смесь передается во впускной коллектор.

Согласно фиг. 7, двухканальный охладитель 560 РОГ, соответствующий фиг. 5, установлен на торце двигателя 410 в одном возможном установочном положении. Продольная ось определена, как ось, направленная вдоль продольной оси двигателя 410 и его коленчатого вала (не показан). Также определено перпендикулярное поперечное направление которое является вертикальным направлением, если двигатель установлен горизонтально. Показано, что двигатель 410 содержит шесть цилиндров, каждый из которых оснащен свечой зажигания, которые находятся в корпусах 710. Следует отметить сокращенную длину трубопроводов, которые ведут к охладителю 560 РОГ и отходят от охладителя 560 РОГ. На фиг. 7 показан впускной канал 731, соответствующий правому блоку цилиндров, который ведет от правого выпускного коллектора 412 к охладителю 560 РОГ. Канал 731 изогнут и закруглен в соответствии с внешними обводами двигателя и правого блока 417 цилиндров. В месте соединения каналов отработавших газов в точке 568 объединения предусмотрен фланец 723, который соединяет охладитель РОГ с выпускной трубой 462, которая в свою очередь ведет к клапану 480 управления РОГ. На фиг. 7 также показан впускной коллектор 415, который направляет всасываемую смесь, смешанную с отработавшими газами РОГ, в блоки 414 и 417 цилиндров двигателя. На фиг. 7 также можно видеть часть турбонагнетателя 770. За счет установки охладителя РОГ на торце двигателя 410, трубопроводы, ведущие ко входам от обоих блоков цилиндров, оказываются короче, чем аналогичные трубопроводы для одноканального охладителя РОГ. Благодаря этому, двухканальный охладитель 560 РОГ может обеспечить оптимизацию компоновочного пространства.

Фиг. 8 изображает тот же самый охладитель 560 РОГ, что показан на фиг. 7, но под другим углом. С этой точки наблюдения ясно виден левый блок 414 цилиндров, а также левый выпускной коллектор 413. Впускной канал 831, соответствующий левому блоку цилиндров, направляет часть отработавших газов из левого выпускного коллектора 413 в охладитель 560 РОГ на противоположной стороне по отношению к впускному каналу 731, который соответствует правому блоку цилиндров. Впускной канал 831 аналогично каналу 731 также изогнут и закруглен по периферии блока 414 цилиндров, направляя при этом отработавшие газы в охладитель 560 РОГ. Компоненты, идентичные изображенным на фиг. 7 обозначены теми же номерами на фиг. 8.

Фиг. 9 представляет вид сверху перпендикулярно поперечному направлению охладителя 560 РОГ, показанного на фиг. 7 и установленного на двигателе 410. С этой точки наблюдения видны левый блок 414 цилиндров и правый блок 417 цилиндров вместе с соответствующими им впускными каналами 731 и 831. Следует отметить, что охладитель 560 РОГ смонтирован так, что продольная ось охладителя, показанная на фиг. 3, на фиг. 9 перпендикулярна продольной оси двигателя 410. Компоненты идентичные изображенным на фиг. 7 обозначены теми же номерами на фиг. 9.

На основе вышеприведенного описания и прилагаемых чертежей, предусмотрен способ для двигателя, содержащий этапы, на которых: направляют отработавшие газы из первого набора цилиндров ко входу первого канала отработавших газов на первой поперечной поверхности охладителя РОГ; направляют отработавшие газы из второго набора цилиндров к входу второго канала отработавших газов на второй поперечной поверхности охладителя РОГ, причем вторая поперечная поверхность противоположна первой поперечной поверхности; пропускают отработавшие газы через первый и второй каналы отработавших газов внутри охладителя РОГ близко к к каналу хладагента, при этом канал хладагента содержит вход хладагента и выход хладагента, расположенные на противоположных продольных поверхностях охладителя РОГ, причем продольные поверхности перпендикулярны указанным поперечным поверхностям; выпускают отработавшие газы через выход первого канала отработавших газов на второй поперечной поверхности; выпускают отработавшие газы через выход второго канала отработавших газов на первой поперечной поверхности; и объединяют потоки отработавших газов из выходов первого и второго каналов отработавших газов, чтобы сформировать единую объединенную трубу отработавших газов снаружи охладителя РОГ.

Благодаря применению двухканального охладителя РОГ, соответствующего фиг. 3, и расположению указанного охладителя в соответствии с фиг. 2, 5 и 7-9, могут быть использованы более короткие подающие трубки равной длины, что сокращает общее потребное компоновочное пространство. Кроме того, поскольку трубопроводы отработавших газов, соответствующие левому и правому блокам цилиндров, оставлены одинаковыми, то характеристики двигателя практически не будут нарушены. Компактность двухканального охладителя РОГ и системы каналов может обеспечить сокращение общих затрат на установку системы РОГ-ВД в двигатель. Дополнительно уменьшается дисбаланс турбонаддува. В целом, двухканальный охладитель РОГ может обеспечить преимущество по сравнению с текущими одноканальными охладителями РОГ.

Следует отметить, примеры управления и программ, включенные в данное описание могут быть использованы с различными конфигурациями двигателей и/или систем автомобиля. Раскрытые способы управления и программы могут быть сохранены в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве. Рассмотренные выше конкретные программы могут представлять один или более способов обработки, например, такие как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопотоковые и т.п. Как таковые, различные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не требует достижения отличительных признаков и преимуществ рассмотренных вариантов осуществления, но приведен в целях упрощения иллюстрации и описания. Одно или более из изображенных действий, операций и/или функций могут быть выполнены неоднократно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, записываемый в постоянное запоминающее устройство считываемой среды хранения данных компьютера в системе управления двигателем.

Следует понимать, что раскрытые здесь конфигурации и/или программы по сути являются примерами, и приведенные конкретные варианты осуществления нельзя рассматривать, как примеры, ограничивающие идею изобретения, ввиду возможности многочисленных модификаций. Например, вышеописанная технология может быть применена в двигателях со схемами V-6, I-4, I-6, V-12, двигателях с 4 оппозитными цилиндрами и в двигателях иных типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя весь объем новых и неочевидных комбинаций и подкомбинаций различных систем и конфигураций, а также другие отличия, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.

Пункты нижеприведенной формулы изобретения конкретно указывают на определенные комбинации и подкомбинаций отличительных признаков, которые считаются новыми и неочевидными. Эти пункты формулы могут относиться к «одному» элементу или «первому» элементу, или эквивалентному элементу. Следует понимать, что такие пункты содержат включение одного или более указанных элементов, не требуя при этом и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинаций раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу изобретения путем изменения пунктов настоящей формулы или путем представления новых пунктов формулы изобретения в рамках данной или родственной заявки. Такие пункты формулы изобретения также считаются включенными в предмет настоящего изобретения независимо от того, являются они более широкими, более узкими, равными или отличающимися в отношении границ идеи изобретения, установленных исходной формулой изобретения.

1. Охладитель системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащий:

канал хладагента, содержащий вход хладагента, расположенный на первой продольной поверхности охладителя и связанный по текучей среде с внешним контуром охладителя, и выход хладагента, расположенный на второй продольной поверхности охладителя и связанный по текучей среде с внешним контуром охладителя, причем вторая продольная поверхность противоположна и параллельна первой продольной поверхности,

первый канал отработавших газов, содержащий вход и выход, расположенные на противоположных поперечных поверхностях, причем поперечные поверхности перпендикулярны первой и второй продольным поверхностям, и

второй канал отработавших газов, равный по длине первому каналу отработавших газов, содержащий вход и выход, расположенные на противоположных поперечных поверхностях, причем вход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и выход первого канала отработавших газов, а выход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и вход первого канала отработавших газов.

2. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что установлен на двигателе, при этом входы и выходы каналов отработавших газов охладителя РОГ перпендикулярны оси коленчатого вала двигателя.

3. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй каналы отработавших газов объединены с образованием объединенной трубы отработавших газов за охладителем РОГ.

4. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй каналы отработавших газов равны по длине от входов до точки объединения, в которой первый и второй каналы отработавших газов образуют объединенную трубу отработавших газов.

5. Охладитель РОГ по п. 4, отличающийся тем, что первый и второй каналы отработавших газов выполнены с возможностью поддержания раздельных потоков отработавших газов на всем протяжении охладителя РОГ, и объединения потоков отработавших газов только в указанной точке объединения.

6. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что хладагент предназначен для снижения температуры газов, протекающих через первый и второй каналы отработавших газов до температуры, приемлемой для возврата во впускной коллектор двигателя.

7. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что канал хладагента выполнен с возможностью одинакового охлаждения газов, протекающих через первый и второй каналы отработавших газов.

8. Охладитель РОГ по п. 1, отличающийся тем, что канал хладагента, первый канал отработавших газов и второй канал отработавших газов заключены в едином корпусе охладителя.

9. Способ работы двигателя, содержащий следующие этапы:

направляют первый и второй потоки отработавших газов через два отдельных канала отработавших газов соответственно на первой и второй противоположных сторонах охладителя РОГ,

выводят по-прежнему отдельные первый и второй потоки отработавших газов из охладителя РОГ соответственно через вторую и первую стороны и

объединяют указанные потоки отработавших газов для образования единой трубы отработавших газов снаружи охладителя РОГ.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанные два канала отработавших газов поддерживают полностью разделенными внутри охладителя РОГ от входов до выходов.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанные два канала отработавших газов входят в охладитель РОГ и выходят из охладителя РОГ в противоположных направлениях.

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанные два канала отработавших газов равны по длине от источника до точки объединения, в которой указанные два канала отработавших газов образуют объединенную трубу отработавших газов.

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что охладитель РОГ дополнительно содержит канал хладагента, расположенный вблизи указанных двух каналов отработавших газов.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что канал хладагента содержит хладагент, снижающий температуру отработавших газов, протекающих через первый и второй каналы отработавших газов до температуры, приемлемой для возврата во впускной коллектор двигателя.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что канал хладагента выполнен с возможностью одинакового охлаждения отработавших газов, протекающих через первый и второй каналы отработавших газов, при этом указанные отработавшие газы объединяют после охладителя РОГ, а сам охладитель РОГ представляет собой единый и единственный охладитель РОГ.

16. Система рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащая:

два параллельных турбонагнетателя,

охладитель РОГ, соединенный с выходами двух выпускных коллекторов и со входом клапана управления РОГ,

первую трубу отработавших газов, соединяющую первый выпускной коллектор с первым входом охладителя РОГ,

вторую трубу отработавших газов, соединяющую второй выпускной коллектор со вторым входом охладителя РОГ, причем второй вход расположен на противоположной поверхности по отношению к первому входу,

канал хладагента внутри охладителя РОГ, содержащий вход и выход, расположенные на противоположных поверхностях, при этом вход и выход соединены по текучей среде с внешней системой охлаждения,

два выхода отработавшего газа на охладителе РОГ, расположенные на противоположных поверхностях, и

точку объединения, соединяющую две трубы, ведущие от указанных двух выходов отработавшего газа, при этом точка объединения образует единую объединенную трубу отработавших газов, соединенную с клапаном управления РОГ.

17. Система РОГ по п. 16, отличающаяся тем, что охладитель РОГ выполнен с возможностью входа в него потоков отработавших газов в первом и втором каналах отработавших газов в противоположных направлениях.

18. Система РОГ по п. 16, отличающаяся тем, что охладитель РОГ выполнен с возможностью выхода из него потоков отработавших газов в первом и втором каналах отработавших газов в противоположных направлениях.

19. Система РОГ по п. 16, отличающаяся тем, что вход и выход хладагента расположены на разных поверхностях охладителя РОГ по отношению к входам и выходам первого и второго каналов отработавших газов.

20. Система РОГ по п. 16, отличающаяся тем, что канал хладагента, первый канал отработавших газов и второй канал отработавших газов заключены в единый корпус охладителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках обогревателей транспортных средств. Корпус теплообменника, в частности, для бензинового обогревателя транспортного средства для нагревания воздуха, включающий: вытянутую в направлении продольной оси (L) корпуса, радиально снаружи окружающую внутреннее пространство (16) корпуса область (14) боковой стенки, примыкающую к области (14) боковой стенки в направлении первой осевой концевой области (62) области (14) боковой стенки и закрывающую внутреннее пространство (16) корпуса в осевом направлении область (18) стенки нижней части, примыкающую к области (14) боковой стенки во второй осевой концевой области (72) области (14) боковой стенки несущую конструктивную группу для сжигания область (28), при этом корпус (12) теплообменника включает по меньшей мере три части (56, 58, 60) корпуса, причем первая часть (56) корпуса образует главным образом область (14) боковой стенки, вторая часть (58) корпуса образует главным образом область (18) стенки нижней части и третья часть (60) корпуса образует главным образом несущую конструктивную группу для сжигания область (28).

Изобретение относится к устройству для охлаждения и/или для рекуперации тепла. Устройство содержит несколько выполненных с возможностью соединения модулей теплообменника, содержащих по одному теплообменнику и соединяемых с обеспечением работы их теплообменников по параллельной схеме подключения, при этом каждый модуль теплообменника имеет окружающий теплообменник корпус, который на торцевых сторонах имеет по одному входному и одному выходному отверстию для воздуха, в результате чего каждый из следующих друг за другом модулей теплообменника имеет два входных и два выходных отверстия для воздуха, а устройство содержит общий воздуховод приточного воздуха и общий воздуховод отработавшего воздуха, присоединенные к модулям теплообменника с обеспечением возможности равномерного и параллельного снабжения входных отверстий для воздуха следующих друг за другом модулей теплообменника отработавшим воздухом из общего воздуховода отработавшего воздуха, а также равномерного и параллельного выхода приточного воздуха из выходных отверстий для воздуха следующих друг за другом модулей теплообменника в общий воздуховод приточного воздуха.

Изобретение относится к теплообменному устройству (1), содержащему плиту (2), уплотнительный элемент (3) и крышку (4), причем плита (2) имеет две размещающие канавки (5, 5'), каждая из которых имеет нижнюю часть (7, 7'), при этом промежуточная область (10) образована в плоскости между двумя проходами (8), а наклонные участки (11) проходят между промежуточной областью (10) и нижними частями (7, 7') канавок.

Концентрическая симметричная система (10) теплообменников с разветвленной поверхностью включает в себя впускной коллектор (11), который равномерно разделяет основной поток в первой секции системы, а также группу (13) трубчатых концентрических теплообменников (14), расположенных параллельно и последовательно.

Изобретение относится к теплообменнику для рекуперации отработанного тепла. Теплообменник содержит: нижнюю пластину, выполненную таким образом, чтобы сформировать в ней впускное отверстие для отходящего газа; верхнюю пластину, выполненную таким образом, чтобы сформировать в ней выпускное отверстие для отходящего газа в месте, расположенном напротив впускного отверстия для отходящего газа; первую боковую пластину, выполненную таким образом, чтобы сформировать в ней множество первых боковых сквозных отверстий; вторую боковую пластину, выполненную таким образом, чтобы сформировать в ней множество вторых боковых сквозных отверстий в местах, расположенных напротив первых боковых сквозных отверстий; третью боковую пластину и четвертую боковую пластину, предназначенные для соединения первой боковой пластины и второй боковой пластины; и множество теплообменных труб, представляющих собой трубы из титанового материала, предназначенные для параллельного соединения первых боковых сквозных отверстий и вторых боковых сквозных отверстий.

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику высокого давления с выполненным имеющим углы пакетом (4) пластин, расположенным в камере (3) давления, образуемой корпусом (2), при этом корпус (2) содержит выпукло-выгнутые фланец-крышки (8, 9), отличающемуся тем, что по меньшей мере одна из фланец-крышек (8, 9) содержит выполненное имеющим углы отверстие для вмещения пакета (4) пластин.

Группа изобретений относится к военной технике, а именно к средствам защиты от фиксации теплового излучения сторонними наблюдателями. Способ защиты от средств фиксации теплового излучения включает выполнение закрывающего источник тепла экрана с осуществлением поэтапного поглощения выделяемого теплового излучения, преобразования его в электрическую энергию, поступающую на дифференциальные термопары для последующего охлаждения посредством ее «холодных» концов атмосферного воздуха над экраном.

Изобретение относится к поворачиваемому теплообменнику. Рабочее транспортное средство имеет основание, опору, шарнирно прикрепленную к основанию для поворота относительно основания вокруг первой оси поворота между первым опорным положением и вторым опорным положением, и теплообменник.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках и реакторах кожухотрубчатой конструкции. В теплообменник, состоящий из корпуса, трубных решеток, перегородок и труб, трубы установлены с предварительным прогибом, при этом предварительный прогиб осуществляется за счет смещения отверстий для труб в перегородках или за счет смещения перегородок механизмом перемещения, а перегородки установлены с возможностью смещения в направлении предварительного смещения, причем перегородки в средней части теплообменника установлены неподвижно со смещением отверстий для труб, а корпус может быть выполнен с прогибом.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической и энергетической промышленности, например, при изготовлении подогревателей питательной воды высокого давления в производстве синтеза аммиака.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателем внутреннего сгорания. Предусмотрены способы и системы для оценивания концентрации топлива в моторном масле в картере двигателя.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. Способ управления двигателем, содержащий этап, на котором деактивируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для оценки количества газов рециркуляции отработавших газов (РОГ), текущих из выпускного канала в заборный канал системы двигателя, путем эксплуатации датчика кислорода в отработавших газах в режиме переменного напряжения (ПН).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с нагнетателями воздуха. Способ для двигателя заключается в том, что настраивают исполнительные механизмы двигателя на основании одного или более параметров.

Группа изобретений относится к системам выпуска и продувки двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности работы двигателя за счет подавления детонации.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ работы осуществляется в двигателе (10) внутреннего сгорания с турбонаддувом, включающим в себя по меньшей мере один турбонагнетатель, впускной коллектор, датчик кислорода всасываемых газов, клапан EGR, расположенный в канале EGR (рециркуляция отработавших газов), и бачок топливной системы.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам регулировки впрыска топлива при работе или переходе между режимами в двигателе внутреннего сгорания с переменным рабочим объемом.

Изобретение относится к контролю рабочего состояния устройства рециркуляции выхлопных газов (EGR) в двигателе с принудительным зажиганием, в особенности контроля износа открытия и закрытия клапана управления рециркуляцией выхлопных газов.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с системами рециркуляции отработавших газов (EGR). Способ для двигателя (10) заключается в том, что устанавливают клапан (121), (210) EGR, расположенный ниже по потоку от охладителя (113), (212) EGR, в открытое положение и получают первое показание давления от датчика ниже по потоку от клапана EGR и первое показание перепада давления на клапане EGR от датчика (125), (216) перепада давления на клапане EGR.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с системами рециркуляции отработавших газов (EGR). Способ для двигателя заключается в том, что подают, по меньшей мере, всасываемый воздух в цилиндры (30) двигателя через первую секцию (108) разделенной напорной камеры (138).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Двигатель внутреннего сгорания с наддувом содержит по меньшей мере два турбонагнетателя, работающих от выхлопных газов, цилиндры (3) и по меньшей мере одну головку цилиндров.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных системами рециркуляции отработавших газов. Охладитель системы рециркуляции отработавших газов содержит канал хладагента, первый канал отработавших газов и второй канал отработавших газов. Канал хладагента содержит вход хладагента и выход хладагента. Вход хладагента расположен на первой продольной поверхности охладителя и связан по текучей среде с внешним контуром охладителя. Выход хладагента расположен на второй продольной поверхности охладителя и связан по текучей среде с внешним контуром охладителя. Вторая продольная поверхность противоположна и параллельна первой продольной поверхности. Первый канал отработавших газов содержит вход и выход, расположенные на противоположных поперечных поверхностях и. Поперечные поверхности и перпендикулярны первой и второй продольным поверхностям и. Второй канал отработавших газов равен по длине первому каналу отработавших газов. Второй канал отработавших газов содержит вход и выход, расположенные на противоположных поперечных поверхностях и. Вход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и выход первого канала отработавших газов. Выход второго канала отработавших газов расположен на той же поверхности, что и вход первого канала отработавших газов. Раскрыты способ работы двигателя и система рециркуляции отработавших газов. Технический результат заключается в уменьшении габаритов при компоновке без нарушения характеристик двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх