用于废气系统的热回收部件技术方案

本发明专利技术提供一种用于内燃发动机的废气系统的热回收部件(1)包括：入口(11)；出口(12)；热回收分支导管(2)，该热回收分支导管包括热回收分支导管入口(22)、热回收分支导管出口(23)、以及设置在热回收分支导管(2)中的热交换器(21)；旁通分支导管(3)，该旁通分支导管与热回收分支导管(2)分开；以及阀(4)，该阀被构造为能在热回收端位置与旁通端位置之间旋转，阀(4)被设置为能围绕位于旁通分支导管中的旋转轴线旋转，其中，阀(4)包括旁通阀瓣(41)和热回收阀瓣(42)，旁通阀瓣(41)和热回收阀瓣(42)由支架(43)操作地连接。

【技术实现步骤摘要】
用于废气系统的热回收部件
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的废气系统的热回收部件。具体地，本专利技术涉及一种用于机动车(例如汽车)的内燃发动机的废气系统的热回收部件。
技术介绍
对内燃发动机和废气系统强加的要求为了更佳地保护环境而关于特定气体组分和/或颗粒的排放变得越来越严格。这特别适用于但不限于用于诸如汽车的机动车领域中的内燃发动机。来自发动机的废气流所包含的热能可以用于各种目的，例如用于提高舒适和/或降低燃油消耗。比如，已经提议使用在汽车的废气流中包含的热能(热量)来使汽车的客厢更快速地升温，由此提高乘客舒适。同样，已经提议使用在废气流中包含的热能(热量)来在发动机的升温阶段期间使流过发动机的冷却流体升温和/或使发动机油升温和/或使变速箱油升温。使用在废气流中包含的热能(热量)使冷却流体升温引起发动机的更快升温。这则导致发动机在已经启动发动机之后在更短的时间内达到排放由于优化的燃烧过程而保持最小的期望操作温度。另外，一旦发动机已经达到其操作温度，则摩擦损耗与冷启动相比减小到最小值，这引起另外的燃油经济性益处。一旦发动机已经达到期望操作温度，则应不再加热冷却流体，以避免发动机的过热。已经提议废气热回收部件来使用在来自发动机的废气流中包含的热能。废气热回收部件的使用特别有益于混合动力车辆提高乘客舒适，降低有害废气排放，并且降低燃油消耗。借助从废气回收的热量使冷却流体(例如，发动机冷却流体、变速箱油等)的更快升温允许客厢非常快速地升温，并且降低或避免用于该目的的来自电池的电能的消耗，从而增加这种混合动力车辆在电动模式下的行驶里程。在执行混合动力车辆的冷启动时，一旦达到期望的操作温度，则可以关掉燃烧机。凭借热回收部件的辅助，因此可以在冷启动之后更快地关掉发动机，这引起减少的排放和降低的燃油消耗。在使变速箱润滑油(变速箱油)升温时，润滑油被使得非常快速地变为操作粘度并再次如上所述的在非常早的阶段且以提高的效率允许减轻的摩擦。为了回收在废气流中包含的热量并且将该热量用于冷却流体的升温，已知在废气系统中设置热交换器。流过发动机的冷却流体在热回收模式下还流过热交换器，使得在发动机的升温阶段期间，在废气流中包含的发动机热量用于使流过热交换器的冷却流体升温。因为被加热的冷却流体然后流过发动机，所以它另外使发动机升温。一旦发动机已经达到期望操作温度，则在旁通模式下差不多防止废气流流过热交换器。冷却流体然后执行其冷却发动机并且维持发动机的期望温度的正常功能。在该操作模式下，不期望冷却流体(例如，发动机冷却水)的进一步升温。另一方面，热回收无法完全降至零。因此，虽然不想要，但在该操作模式下，仍然存在下文中被称为“寄生热”的所回收的一些热量。因为发动机冷却回路的尺寸必须被制作为能够应对该寄生热，所以该寄生热应尽可能小。因此，寄生热出现的越多，为了能够应对寄生热，冷却系统的封装空间和重量就必须越大。从现有技术已知可以为了前述目的而用于内燃发动机的废气系统中的废气热回收部件的不同构造方法。例如，EP3141715A1中公开了一种适于该目的的热回收部件。为了尽可能有效地使用在废气流中包含的热能(热)，废气热回收部件优选地设置为较靠近废气流的温度非常高的发动机。然而，沿离开发动机的废气流的流动方向，歧管连接到发动机的出口，然后通常随后是废气处理部件(例如，催化转化器、颗粒过滤器等)。沿着废气流的流动方向更远地，可以设置废气热回收部件。因此，取决于所给定的空间环境，热回收部件优选地设置在机动车的发动机舱中或用于容纳废气系统的各种部件(消声器、管子等)的“隧道”的起点处。该“隧道”设置在机动车的处于客厢下方的底盘中。由于发动机舱和设置在机动车底盘中的“隧道”这两者中的非常有限的空间，存在可用于容纳废气系统的部件的非常有限的空间。因此，部件体积越大，越难以将部件设置在发动机舱或设置在车辆底盘中的“隧道”中。关于设置在底盘中的“隧道”，因为“隧道”的高度有限，所以部件的高度起更重要的作用。热回收部件在热回收模式下热回收应非常高效。在升温阶段期间，热回收部件应展示尽可能高的热回收性能，也就是说，应从废气流向流过热交换器的冷却流体转移尽可能多的热量(高热交换效率)。另外，在旁通模式操作期间，例如在发动机已经达到其期望操作温度时，为了防止冷却流体的不期望另外升温，应生成尽可能少量的寄生热。因此，本专利技术的目的是克服现有热回收部件的缺点。
技术实现思路
这些和其他目的由根据本专利技术的热回收部件来实现。具体地，根据本专利技术的热回收部件包括：入口，该入口使废气进入热回收部件；出口，该出口使废气离开热回收部件；热回收分支导管，热回收分支导管包括与热回收部件的入口流体连接的热回收分支导管入口、与热回收部件的出口流体连接的热回收分支导管出口、以及设置在热回收分支导管中的热交换器；旁通分支导管，该旁通分支导管与热回收部件的入口和出口流体连接(并且设置在它们之间)，旁通分支导管与热回收分支导管分开，旁通分支导管允许流过旁通分支导管的废气绕过热回收分支导管；阀，该阀被构造为能在热回收端位置与旁通端位置之间旋转，在热回收端位置中，阀允许废气仅流过热回收分支导管(热回收模式)，在旁通端位置中，阀允许废气流过旁通分支导管(旁通模式)，阀被设置为能围绕位于旁通分支导管中的旋转轴线旋转，其中，阀包括阀轴、旁通阀瓣以及热回收阀瓣，旁通阀瓣从阀轴的相对侧径向伸出，并且旁通阀瓣和热回收阀瓣由支架操作地连接。优选地，阀轴是能旋转的公共阀轴，其中，操作地连接的旁通阀瓣和热回收阀瓣设置在所述能旋转的公共阀轴上，并且其中，所述能旋转的公共阀轴设置在旁通分支导管中。优选地，阀设置在旁通分支导管中。操作连接的旁通阀瓣和热回收阀瓣可以经由支架设置(或连接)在所述能旋转的公共阀轴上。另选地，热回收阀瓣经由支架设置(或连接)在旁通阀瓣上。旁通阀瓣可以具有任意合适的形状，例如，圆形、正方形或带圆角的梯形。具体地，旁通阀瓣的形状适合旁通分支导管的形状。优选地，热回收阀瓣的形状适合热回收分支导管的入口或出口的形状。各分支导管的外形和各分支导管的横截面都不必为旋转对称的。用示例的方式，分支导管的横截面和外形独立地可以具有非旋转对称的横截面和形状。因为根据本专利技术的热回收部件允许小构造高度和宽度以及短构造长度并且因此允许非常紧凑的整体尺寸，所以其就空间要求来说是特别有利的。允许适应由发动机舱或“隧道”给出的不同特殊空间约束，以便允许在实际可用的空间中的最佳嵌合。根据本专利技术的热回收部件在热回收模式下还允许非常高效的热回收。另外，压力下降(由于由热回收部件生成的反压引起的)在所有操作模式(热回收模式和旁通模式)下被减小至最小，从而允许发动机的最佳工作。总的来说，根据本专利技术的热回收部件是节省燃油、高效、紧凑的部件，该部件具有小高度，允许将部件设置在发动机舱中，尤其还允许将部件设置在机动车底盘的“隧道”中。此外，根据本专利技术的热回收部件即使在高气体质量流量下也允许使用低转矩致动器来使阀移动。另外，由于要使用较少元件而保持低生产成本，因此还降低热回收部件故障的风险。此外，用于操作热回收部件的阀组件的转矩在阀的任意位置处应尽可能低。优选地，操作地、直接或间接连接旁通阀瓣和热回收瓣的支架被设计并且设置为优选地在旁通模式和热回收模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃发动机的废气系统的热回收部件(1)，所述热回收部件包括：入口(11)，该入口使废气进入所述热回收部件；出口(12)，该出口使废气离开所述热回收部件；热回收分支导管(2)，所述热回收分支导管(2)包括与所述热回收部件(1)的所述入口(11)流体连接的热回收分支导管入口(22)、与所述热回收部件(1)的所述出口(12)流体连接的热回收分支导管出口(23)、以及设置在所述热回收分支导管(2)中的热交换器(21)；旁通分支导管(3)，该旁通分支导管与所述热回收部件的所述入口(11)和所述出口(12)流体连接，所述旁通分支导管(3)与所述热回收分支导管(2)分开，所述旁通分支导管(3)允许流过所述旁通分支导管(3)的废气绕过所述热回收分支导管(2)；阀(4)，该阀被构造为能在热回收端位置与旁通端位置之间旋转，在所述热回收端位置中，所述阀允许废气仅流过所述热回收分支导管(2)，在所述旁通端位置中，所述阀允许废气流过所述旁通分支导管(3)，所述阀(4)被设置为能围绕位于所述旁通分支导管中的旋转轴线旋转，其中，所述阀(4)包括阀轴(44)、旁通阀瓣(41)以及热回收阀瓣(42)，所述旁通阀瓣(41)从所述阀轴(44)的相对两侧径向伸出，并且所述旁通阀瓣(41)和所述热回收阀瓣(42)由支架(43)操作地连接。...

【技术特征摘要】
2017.09.29 EP 17194151.11.一种用于内燃发动机的废气系统的热回收部件(1)，所述热回收部件包括：入口(11)，该入口使废气进入所述热回收部件；出口(12)，该出口使废气离开所述热回收部件；热回收分支导管(2)，所述热回收分支导管(2)包括与所述热回收部件(1)的所述入口(11)流体连接的热回收分支导管入口(22)、与所述热回收部件(1)的所述出口(12)流体连接的热回收分支导管出口(23)、以及设置在所述热回收分支导管(2)中的热交换器(21)；旁通分支导管(3)，该旁通分支导管与所述热回收部件的所述入口(11)和所述出口(12)流体连接，所述旁通分支导管(3)与所述热回收分支导管(2)分开，所述旁通分支导管(3)允许流过所述旁通分支导管(3)的废气绕过所述热回收分支导管(2)；阀(4)，该阀被构造为能在热回收端位置与旁通端位置之间旋转，在所述热回收端位置中，所述阀允许废气仅流过所述热回收分支导管(2)，在所述旁通端位置中，所述阀允许废气流过所述旁通分支导管(3)，所述阀(4)被设置为能围绕位于所述旁通分支导管中的旋转轴线旋转，其中，所述阀(4)包括阀轴(44)、旁通阀瓣(41)以及热回收阀瓣(42)，所述旁通阀瓣(41)从所述阀轴(44)的相对两侧径向伸出，并且所述旁通阀瓣(41)和所述热回收阀瓣(42)由支架(43)操作地连接。2.根据权利要求1所述的热回收部件(1)，其中，所述阀轴(44)是能旋转的公共阀轴，其中，由所述支架(43)操作地连接的所述旁通阀瓣(41)和所述热回收阀瓣(42)设置在所述能旋转的公共阀轴(44)上，并且其中，所述能旋转的公共阀轴(44)设置在所述旁通分支导管中。3.根据权利要求1所述的热回收部件(1)，其中，所述支架包括在旁通阀瓣(41)与热回收阀瓣(42)之间延伸的至少一个平坦元件。4.根据权利要求3所述的热回收部件(1)，其中，所述至少一个平坦元件与穿过所述阀的流体流平行地设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热回收部件(1)，其中，所述热回收部件(1)包括旁通分支阀座(30)，该旁通分支阀座设置在所述旁通分支导管中用于接收所述旁通阀瓣(41)，和/或所述热回收部件(1)包括热回收分支阀座(20)，该热回收分支阀座设置在所述热回收导管的所述入口(22)或所述出口(23)处用于接收所述热回收阀瓣。6.根据权利要求1至4中任一项所述的热回收部件(1)，其中，所述热回收阀瓣(42)刚性连接到所述旁通阀瓣(41)，例如所述热回收阀瓣(42)刚性地设置在刚性支架上。7.根据权利要求1至4中任一项所述的热回收部件(1)，其中，所述热回收阀瓣(42)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·兰瓦尔特，K·塔姆辛，R·库勒门斯，S·帕斯，F·德·拉德特，
申请(专利权)人：博萨尔排放控制系统公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE