用于egr系統(tǒng)中的排氣管理的緊湊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于EGR(排氣再循環(huán))系統(tǒng)中的排氣管理的緊湊裝置，相對于通常通過EGR系統(tǒng)中出現(xiàn)的一組元件占用的空間，所述緊湊裝置經(jīng)配置用于占用較小的空間，該裝置適合被耦合到PF或DPF過濾器(PF是微粒過濾器的縮寫，而DPF是柴油機(jī)微粒過濾器的縮寫)，無論哪個都是合適的。
【背景技術(shù)】
[0002]用于燃燒發(fā)動機(jī)的EGR系統(tǒng)中的排氣管理要求必須安置在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的若干輔助裝置。這種系統(tǒng)的改進(jìn)已經(jīng)引起競爭空間的輔助部件的數(shù)量不斷增加。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)已經(jīng)通過找到每個部件能夠適配的空間且然后借助于導(dǎo)管確立所述部件之間的流體連通直到確立適合的回路來處理空間不足的問題。封裝的改進(jìn)也已朝該方向，其中每個部件已被設(shè)想具有與每個部件能夠被置放其中的空腔或空間的形狀相一致的形狀。
[0004]因為可用的空間通常不在鄰近的位置中，所以該策略引起部件分散程度高，且其因此也引入同樣大量的導(dǎo)管以至于每個部件的入口和出口被適合地連接。這些導(dǎo)管也需要空間且沿它們的路徑具有壓力損失。
[0005]由于日益嚴(yán)格的環(huán)境管制，現(xiàn)今出現(xiàn)在EGR系統(tǒng)中的部件之一為PF/DPF過濾器。因為過濾器不得不過濾的流率也高，所以該過濾器具有大的直徑。本發(fā)明提出通過EGR系統(tǒng)的多個部件特征形成的裝置，所述裝置經(jīng)配置致使所述多個部件被封裝進(jìn)單一主體中，且在安裝后不需要借助于額外的導(dǎo)管確立連接。結(jié)果，多個部件形成單一的緊湊主體，其包含所有的能夠通過將其部件裝配在一起而提供的功能。
[0006]具體地，本發(fā)明的裝置的配置利用PF/DPF過濾器的大的直徑以適應(yīng)它的出口，使得兩個排氣的連接在相同的耦合元件中執(zhí)行，從而適配位于橫向安置下游的部件，所述橫向安置引起非常小的空間需求。如將在下面進(jìn)一步描述的，相同的裝置也解決其它技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的裝置是用于EGR系統(tǒng)中的排氣管理的緊湊裝置，其適合直接耦合在PF/DPF過濾器上，該過濾器利用由所述過濾器提供的大直徑出口的優(yōu)點。
[0008]通常具有圓柱形配置的該過濾器沿縱向方向X-X’延伸，在所述過濾器的末端，該過濾器具有排出口。本發(fā)明的裝置在該開口上耦合，從而接收離開發(fā)動機(jī)的所有經(jīng)過濾的排氣以處理其后續(xù)管理。
[0009]本發(fā)明的裝置包括:
[0010]帶有底座的耦合基底，其適合被耦合到覆蓋其開口的過濾器，
[0011]根據(jù)縱向方向Y-Y’延伸的排氣導(dǎo)管，
[0012]熱交換器，其包括至少第一冷卻液流體連接和第二冷卻液流體連接，二者用于冷卻液流體循環(huán)；且其中交換器沿用于有待冷卻的氣體的入口和用于已冷卻的氣體的出口之間的縱向方向Z-Z’延伸。
[0013]該裝置的耦合基底適合被耦合到PF/DPF過濾器使得耦合基底接收離開過濾器的所有排氣。該基底的配置與過濾器的截面配置一致。如所指示的，PF/DPF過濾器最常見的配置是圓柱形配置。在這種特定情況下，截面是圓形的，也產(chǎn)生帶有底座的耦合基底，所述底座具有圓形的配置。
[0014]剩余的部件被安裝在耦合基底上使得，在優(yōu)選的示例中，耦合基底的主體為幾乎所有部件被安裝其上而形成單一主體的結(jié)構(gòu)元件。
[0015]縱向方向X-X’已在PF/DPF過濾器上被識別。該縱向方向是通過過濾器的排氣流的主要方向。在優(yōu)選的示例中，耦合基底的底座在垂直于縱向方向x-x’的平面中。
[0016]突出兩個基本部件，即沿縱向方向Y-V延伸的排氣導(dǎo)管和也沿縱向方向Z-Z’延伸的熱交換器。如將在下面額外的幾何條件中所見的，這兩個部件分別沿其延伸的這兩個縱向方向的識別是相關(guān)聯(lián)的，因為其特殊的安置允許整體的緊湊設(shè)計。
[0017]位于PF/DPF過濾器的出口處的耦合基底在所述過濾器和所述耦合基底之間產(chǎn)生內(nèi)室，其中離開過濾器的排氣流入所述內(nèi)室。排氣導(dǎo)管和熱交換器二者與耦合基底的該內(nèi)室流體連通使得離開過濾器的排氣僅能夠通向排氣導(dǎo)管或通向熱交換器。
[0018]本發(fā)明的裝置還包括:
[0019]中間室，其依次包括:
[0020]氣體入口，其與熱交換器的出口流體連接，
[0021]第一出口，其連接到EGR導(dǎo)管從而朝向EGR系統(tǒng)的EGR閥提供冷卻的排氣，
[0022]第二出口，其連接到排氣導(dǎo)管。
[0023]借助于這些連接，通過熱交換器的排氣通過中間室的唯一入口流入中間室。這些通過熱交換器冷卻的氣體有兩種替代物，它們要么指向連接到EGR導(dǎo)管的第一出口從而利用EGR閥的管理將冷卻的排氣提供到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置，要么它們指向與排氣導(dǎo)管連通的第二出口。在該實施例中，連接到排氣導(dǎo)管的該第二出口通過一側(cè)通向該排氣導(dǎo)管。
[0024]—旦該裝置的主要部件被建立，經(jīng)證實:
[0025]耦合基底具有與熱交換器的入口流體連接的耦合基底的第一連接，
[0026]熱交換器的縱向方向rL-V相對于過濾器的縱向方向X-X’偏離，
[0027]耦合基底具有耦合基底的第二連接，該第二連接根據(jù)過濾器的縱向軸線X-X’相對于耦合基底的第一連接相對設(shè)置，該耦合基底的該第二連接與排氣導(dǎo)管流體連接，其中所述排氣導(dǎo)管的縱向方向Y-Y’基本平行于熱交換器的縱向方向且相對于過濾器的縱向方向X-X ’偏尚。
[0028]這些第一條件確立熱交換器和排氣導(dǎo)管的位置和取向二者。這兩個部件的縱向方向(Y-Y’、Z-Z’ )彼此基本平行但相對于由PF/DPF過濾器限定的縱向方向X-X’偏離。根據(jù)過濾器的縱向方向X-X’，該偏離意味著該裝置不是PF/DPF過濾器的縱向延長。
[0029]此外，用于供給熱交換器的第一連接和用于供給排氣導(dǎo)管的第二連接相對安置。例如，在下面將更詳細(xì)描述的實施例中，PF/DPF過濾器是圓柱形的，從而產(chǎn)生耦合基底的圓形配置。在耦合基底的該圓形配置中，第一連接和第二連接被安置為使得它們正好完全相反，這意味著熱交換器橫向延伸主要為PF/DPF過濾器的寬度的距離，其優(yōu)點為熱交換器的長度不受所述過濾器的寬度的限制。術(shù)語橫向表明相對于參考的縱向方向其是橫向的，在x-x’的這種情況下，或表明其十分偏斜參考的該相同方向。橫向設(shè)置的特定情況為垂直的條件。
[0030]假定排氣導(dǎo)管基本平行于熱交換器延長，出口在熱交換器的長度的末端處借助于中間室被連接到排氣導(dǎo)管。排氣導(dǎo)管足以變得足夠長以便啟用熱交換器的出口和排氣導(dǎo)管之間的流體連通。
[0031]即使兩個部件、熱交換器和排氣導(dǎo)管之間的取向基本平行，兩者的取向是橫向的但相對于過濾器的縱向方向X-X’不一定是垂直的。此外，小角度(例如30度角)阻止根據(jù)垂直于方向X-X’的平面將熱交換器放在排氣導(dǎo)管上面的需要從而進(jìn)一步利用空間。該角度將主要取決于熱交換器的厚度以及在耦合基底中相對設(shè)置的第一連接和第二連接之間的間隙。
[0032]還必須證實:
[0033]與排氣導(dǎo)管流體連接的中間室的第二出口位于排氣導(dǎo)管的側(cè)面上；且，
[0034]該裝置包括適合具有至少兩個末端位置的閥，第一末端位置用于關(guān)閉中間室和排氣導(dǎo)管之間的流體連接，使通過排氣導(dǎo)管的通道不受限制；且第二末端位置用于關(guān)閉排氣導(dǎo)管，使中間室和排氣導(dǎo)管之間的流體連接不受限制。
[0035]中間室的這種位置使得橫向設(shè)置熱交換器到方向X-X’成為可能，使得它的長度覆蓋過濾器的寬度；且如果后者更長，與排氣導(dǎo)管的連接能夠被確立。關(guān)于占用的空間，假定熱交換器占用PF/DPF過濾器的部分寬度，過濾器的長度僅比熱交換器的寬度增加稍微多點；且假定熱交換器的部分長度橫向延伸到利用其寬度的過濾器，該裝置利用長度從側(cè)面冒出，所述長度與熱交換器的總長度不對應(yīng)。
[0036]最后，要求出現(xiàn)允許至少兩個末端位置的閥。該閥管理通過排氣導(dǎo)管直接朝向排氣的流動，或與之相反，引起該流動通過熱交換器朝向EGR閥或在穿過交換器后朝向排氣返回。
【附圖說明】
[0037]本發(fā)明上述的以及其它的優(yōu)點和特征將從下面優(yōu)選的實施例的詳細(xì)描述中更好地理解，所述詳細(xì)描述僅通過說明性的且非限制性的示例并結(jié)合附圖給出。
[0038]圖1示出本發(fā)明的優(yōu)選的示例的透視圖。該視圖允許詳細(xì)觀察耦合基底上的熱交換器的位置以及排氣導(dǎo)管的相對位置。PF/DPF過濾器在該圖中未被示出。
[0039]圖2A至圖2B示出裝置的橫截面視圖，其中截面的平面包括縱向方向X_X’、Y_Y’和Z-Z’使得該視圖允許觀察這些方向的相對取向。圖2A示出關(guān)閉排氣導(dǎo)管的閥，且圖2B不出關(guān)閉從加熱交換器的出口朝向排氣的連通的同樣的閥。
[0040]圖3示出圖1所示的實施例的裝置的透視圖，其中視點位于另一側(cè)上以允許觀察通向耦合基底中的兩個主要的流體連通的內(nèi)部入口。
[0041]圖4示出與圖1所示的實施例的裝置的在圖3中的透視圖相同的透視圖，除了在排氣導(dǎo)管中已經(jīng)示出部分截面以允許觀察閥的翻門(flap)以及甚至在中間室內(nèi)開口的熱交換器的出口。
[0042]圖5示出圖1所示的實施例的裝置的透視圖，其視點具有與縱向方向Z-Z’一致的視線。
【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明是用于EGR系統(tǒng)中的排氣管理的緊湊裝置，其中圖1示出將用于本發(fā)明的【具體實施方式】的優(yōu)選的實施例。
[0044]PF/DPF過濾器是這樣的裝置，其要求大的直徑以能夠處理穿過其中的高容量氣體。本發(fā)明提出一種緊湊裝置，以在沒有中間導(dǎo)管的情況下允許該裝置直接耦合在PF/DPF過濾器的出口上；且此外，整合到該裝置的一組部件也不需要允許部件之間的正確連接的其它輔助導(dǎo)管。
[0045]圖1的后面示出主體、耦合基底⑴，以及沿其外圍的圓形配置。該外圍配置為適合耦合到過濾器的底座(1.5)，在該實施例中，所述過濾器為具有圓形截面的圓柱形過濾器。
[0046]耦合基底(I)借助于表面覆蓋過濾器的出口，在該實施例中，所述耦合基底借助于周邊側(cè)壁(1.1)和閉合底部(1.4)進(jìn)行配置，兩個表面部分在過濾器的出口處形成內(nèi)室。周邊側(cè)壁(1.1)根據(jù)過濾器的縱向方向稍稍延長過濾器的長度，且對應(yīng)于閉合底部(1.4)的表面部分具有特殊的配置，該特殊的配置將被視為有助于該裝置的較大程度的壓縮。
[0047]同樣在圖1中，用于冷卻液流體進(jìn)出的帶有兩個連接(2.1,2.2)的熱交換器(2)在最顯著的位置上區(qū)分。在該實施例中，熱交換器(2)具有棱柱主體和末端，所述棱柱主體具有大致矩形的截面，且所述末端對應(yīng)于與耦合基底(I)的內(nèi)室流體連通的排氣的入口(2.3)。熱交換器(2)的入口(2.3)與耦合基底(I)的內(nèi)室的這種流體連通已借助于從耦合基底(