專利名稱：廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于，例如，安裝在機動車輛內(nèi)的內(nèi)燃機的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，提供一種用于將一部分廢氣(exhaust gas)返回到進氣(induction,吸氣)通道的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，從而減少內(nèi)燃機排放的氧化氮(NOx)。通過給燃燒室提供一部分廢氣，抑制了燃燒室內(nèi)溫度的升高，從而抑制NOx的產(chǎn)生。另一方面，根據(jù)內(nèi)燃機的驅(qū)動條件，可能會發(fā)生的情況是，在廢氣中含有未燃燒的燃料和油煙。當廢氣中包含的未燃燒的燃料和油煙結(jié)合在一起時，會在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的流動通道內(nèi)積聚沉積物。

這樣，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)包括用于凈化廢氣的催化劑。催化劑通過被加熱到活化溫度而充分作用。已經(jīng)提出了使容納這種催化劑的殼體與排氣歧管接觸從而將催化劑的溫度迅速升高到活化溫度的技術(shù)(參考PTL I)。引用文件列表專利文獻[PTL l]JP-A-2006-25790
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題當通過熱廢氣來加熱容納催化劑的殼體和排氣歧管時，殼體和排氣歧管會受熱膨脹。排氣歧管的熱膨脹與催化劑殼體的熱膨脹不同。在PTL I公開的結(jié)構(gòu)中，催化劑殼體與排氣歧管接觸，由于催化劑殼體與排氣歧管的熱膨脹不同，它們在它們之間的接觸部分相互擠壓，從而造成接觸部分上的負荷較大。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在能迅速活化催化劑的同時能抑制其上負荷的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。問題解決方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括排氣歧管，與內(nèi)燃機的燃燒室連通，并且形成排氣系統(tǒng)的一部分；廢氣再循環(huán)通道，用于將廢氣從排氣系統(tǒng)引到進氣通道；催化轉(zhuǎn)化器，設(shè)置在所述廢氣再循環(huán)通道內(nèi)，并且布置在與所述排氣歧管隔開的位置上，在該位置上，所述催化轉(zhuǎn)換器的至少部分沿車體的豎直方向重疊在所述排氣歧管上；以及覆蓋件，覆蓋所述排氣歧管和所述催化轉(zhuǎn)換器。內(nèi)燃機可包括至少兩個燃燒室。排氣歧管可包括支管部分，其與所述燃燒室對應(yīng)地連通；以及匯合部分，在所述匯合部分處，所述支管部分匯合在一起。所述催化轉(zhuǎn)換器的至少部分可沿所述車體的豎直方向重疊在所述匯合部分上。催化轉(zhuǎn)換器可包括在所述覆蓋件內(nèi)暴露的至少一個散熱片。
所述廢氣再循環(huán)通道可包括波紋通道部分，所述波紋通道部分至少在所述催化轉(zhuǎn)換器的上游或下游具有波紋形狀。所述波紋通道部分可在所述催化轉(zhuǎn)換器的上游和下游均與所述催化轉(zhuǎn)換器連通。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)可進一步包括冷卻單元，其被構(gòu)造成通常使用冷卻劑來冷卻所述燃燒室，并且設(shè)置在所述廢氣再循環(huán)通道內(nèi)，從而冷卻所述廢氣。所述廢氣再循環(huán)通道可包括旁路通道，所述旁路通道繞過所述冷卻單元。
本發(fā)明的有益效果可提供一種在能迅速活化催化劑的同時能抑制其上負荷的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。


圖I是示出了包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)的示意圖。圖2是沿著圖I所示的線F2-F2截取的內(nèi)燃機系統(tǒng)的截面圖。圖3是圖2所示的覆蓋件的平面圖，其是從沿著車體的豎直方向的上側(cè)看到的。圖4是沿著圖2所示的線F4-F4截取的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的截面圖。圖5是沿著與圖4同樣的方式截取的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的截面圖，示出了開口打開的狀態(tài)。圖6是示出了包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)的示意圖。圖7是示出了包括根據(jù)本發(fā)明第三實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式參照圖I到圖5，將對根據(jù)本發(fā)明第一實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)進行說明。圖I示出了內(nèi)燃機系統(tǒng)10。如圖I所示，內(nèi)燃機系統(tǒng)10包括內(nèi)燃機20、進氣系統(tǒng)30、排氣系統(tǒng)40和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50。內(nèi)燃機20安裝在機動車輛I內(nèi)。機動車輛I為包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的機動車輛的示例。機動車輛包括組裝至車體上的車輪。在圖I中，機動車輛I的發(fā)動機艙2的輪廓由一長兩短的點畫線表示。機動車輛I可通過利用從內(nèi)燃機20的曲軸(未示出)獲得的旋轉(zhuǎn)力來驅(qū)動車輪而運行。在該實施例中，內(nèi)燃機20被描述作為往復(fù)式四缸內(nèi)燃機的示例，并且包括燃燒室21至24。內(nèi)燃機20包括氣缸蓋(cylinder head) 25和氣缸體(cylinderblock)(未示出)。在圖I中，燃燒室21至24由虛線表示。進氣系統(tǒng)30包括進氣通道38，其通過將在下面說明的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50將返回至進氣系統(tǒng)30的空氣或空氣與廢氣G的混合物引導(dǎo)到燃燒室21至24，以及節(jié)流閥31。進氣通道38包括進氣歧管32。進氣歧管32固定至氣缸蓋25并且包括分別與燃燒室21至24連通的支管部分33至36，還包括匯合部分37，支管部分33至36在這里匯合在一起。匯合部分37為支管部分33至36匯合成一體的部分。在進氣通道38內(nèi)，節(jié)流閥31設(shè)置在進氣歧管32的上游。節(jié)流閥31通過控制其開口來控制供應(yīng)至燃燒室21至24的空氣或空氣與廢氣G的混合物的量。
排氣系統(tǒng)40包括排氣通道41，其與燃燒室21至24連通。排氣通道41包括排氣歧管42。排氣歧管42與燃燒室21至24連通。排氣歧管42包括支管部分43至46，其與燃燒室21至24對應(yīng)地連通，還包括匯合部分48，支管部分43至46在這里匯合在一起。匯合部分48為支管部分43至46匯合成一體的部分。在圖I中，匯合部分48由一長兩短的點畫線包圍。另外，在圖I中，放大示出了匯合部分48和位于排氣歧管42的匯合部分附近的由連續(xù)的雙點畫線表示的區(qū)域F21。匯合部分48由也在區(qū)域F21內(nèi)的一長兩短點畫線表
/Jn 在圖I中，除了排氣通道41的排氣歧管42，只部分示出了其它部分41a。將在下面對排氣歧管42進行具體說明。固定地設(shè)置內(nèi)燃機20，這樣，排氣歧管42比進氣歧管32更靠后地設(shè)置在車體上，并且，燃燒室21至24對齊的方向與車體的橫向方向一致。圖2是沿著圖I所示的線F2-F2截取的內(nèi)燃機系統(tǒng)10的截面圖。圖2示出了廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的內(nèi)部。如圖I和圖2所示，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50將燃燒室21至24排放的部分廢氣G引導(dǎo)入進氣系統(tǒng)30中。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50包括排氣歧管42 ;上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60 ;催化轉(zhuǎn)換器70 ;下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80 ;覆蓋件90 ;打開和關(guān)閉單元100，用于打開和關(guān)閉形成在覆蓋件90內(nèi)的開口 91 ;以及廢氣再循環(huán)系統(tǒng)閥單元110。上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60與排氣歧管42和催化轉(zhuǎn)換器70連通。下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80與催化轉(zhuǎn)換器70和進氣通道38連通。上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60、催化轉(zhuǎn)換器70和下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80形成了用于將廢氣G引導(dǎo)入進氣系統(tǒng)30內(nèi)的廢氣再循環(huán)通道120。如圖I和圖2所示，在排氣歧管42內(nèi)，支管部分43至46在車體的橫向方向上對齊，因此，排氣歧管42在車體的橫向方向上較長。匯合部分48相對于支管部分43至46對齊的方向(在該實施例中，是指車體的橫向方向)設(shè)置在排氣歧管42的中心。上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60包括第一連接通道部分61和上游側(cè)波紋管部件62。例如，第一連接通道部分61由管道部件構(gòu)成。第一連接通道部分61的上游端63與設(shè)置在支管部分43至46對齊的方向上的一端的排氣歧管42的多個支管部分43至46中的支管部分46連通。另外，從車體的豎直方向上看，第一連接通道部分61固定在支管部分46的上壁部分上。這里，將對車體的豎直方向A進行說明。車體的豎直方向A是與當包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的機動車輛(在該實施例中，是指機動車輛I)設(shè)置在平面上時重力的作用方向平行的方向，該平面與重力作用的方向垂直。則，重力起作用的方向稱為向下方向，與重力起作用的方向相反的方向稱為向上方向。將繼續(xù)對廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50進行說明。第一連接通道部分61沿一方向上延伸，在該方向上，支管部分43至46沿車體向上方向在排氣歧管42上方對齊。如圖I和圖2所示，第一連接通道部分61的整體沿車體的豎直方向A而重疊在排氣歧管42上。上游側(cè)波紋管部件62與第一連接通道部分61的下游端連通。上游側(cè)波紋管部件62沿著車體的豎直方向A設(shè)置在排氣歧管42的上方。上游側(cè)波紋管部件62在支管部分43至46對齊的方向上延伸。上游側(cè)波紋管部件62的整體沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42上。上游側(cè)波紋管部件62具有波紋形構(gòu)造，因此，上游側(cè)波紋管部件62能在其延伸的方向上延伸并收縮。上游側(cè)波紋管部件62的下游端與催化轉(zhuǎn)換器70連通。催化轉(zhuǎn)換器70在車體的豎直方向A上設(shè)置在排氣歧管42的上方。需要注意的是，催化轉(zhuǎn)換器70不與排氣歧管42接觸。催化轉(zhuǎn)換器70包括殼體71、催化劑72和多個散熱片73。殼體71包括用于容納催化劑72的主體部分71a(將在下面說明)、與上游側(cè)波紋管部件62連通的上游側(cè)連通部分71b、和與下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80連通的下游側(cè)連通部分71c (將在下面說明)。主體部分71a例如為圓筒形的。催化劑72容納在殼體71的主體部分71的內(nèi)部 。在圖2中，主體部分71a切掉了一部分，這樣，示出了容納在主體部分71a的內(nèi)部的部分催化劑72。上游側(cè)連通部分71b與上游側(cè)波紋管部件62的下游端連通?；旧险麄€的催化轉(zhuǎn)換器70(殼體71)沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上。需要注意的是，催化轉(zhuǎn)換器70的整體可沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42上。基本上整個的催化劑72沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42的上方。需要注意的是，催化轉(zhuǎn)換器72的整體可沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42上。另外，殼體71的主體部分71a的上游側(cè)端部分74沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42的匯合部分48上。這樣，催化劑72的上游側(cè)端部分沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42上。多個散熱片73分別具有通孔，催化劑殼體71通過該而適當穿入其內(nèi)。通孔的整個邊緣部分與催化劑殼體71的外圓周面接觸。散熱片73在車體的豎直方向A上延伸并且設(shè)置成使得在催化劑殼體71延伸的方向上相互隔開。散熱片73均勻設(shè)置在主體部分71a上。散熱片73不與排氣歧管42接觸。下面將對散熱片73和排氣歧管42之間的空隙進行說明。當內(nèi)燃機20開始運轉(zhuǎn)并且廢氣G在排氣歧管42和催化轉(zhuǎn)換器70中流動時，排氣歧管42和催化劑殼體71由于廢氣G的熱量而發(fā)生熱膨脹。當催化劑殼體71和排氣歧管42不發(fā)生熱膨脹時，散熱片73和排氣歧管42之間存在空隙，這樣，即使當催化劑殼體71和排氣歧管42在內(nèi)燃機20運轉(zhuǎn)期間發(fā)生熱膨脹時，散熱片73和排氣歧管42也不會相互接觸。該空隙可通過實驗獲得。如圖I所示，下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80包括下游側(cè)波紋管部件81和第二連接通道部分82。如圖2所示，下游側(cè)波紋管部件81的上游端與催化轉(zhuǎn)換器70的催化劑殼體71的下游側(cè)連通部分71c連通。如圖I和圖2所示，下游側(cè)波紋管部件81沿車體的豎直方向A布置在排氣歧管42的上方。則，基本上整個的下游側(cè)波紋管部件81沿車體的豎直方向A重疊在排氣歧管42上。需要注意的是，下游側(cè)波紋管部件81的整體可在上游側(cè)波紋管部件62設(shè)置完后而重疊在排氣歧管42上。下游側(cè)波紋管部件81在支管部分43至46對齊的方向上延伸。下游側(cè)波紋管部件81可在同一管道部件延伸的方向上膨脹和收縮。例如，第二連接通道部分82由管道部件形成。第二連接通道部分82與下游側(cè)波紋管部件81的下游端連通。如圖I所示，第二連接通道部分82在節(jié)流閥31的下游和進氣歧管32的上游的位置上與進氣系統(tǒng)30連通。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)閥單元110沿著第二連接通道部分82的長度設(shè)置。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)閥單元110打開和關(guān)閉第二連接通道部分82內(nèi)的流動線(flowline)，并且包括用于控制第二連接通道部分82的開口的閥門111以及用于驅(qū)動閥門111的驅(qū)動部分112。第二連接通道部分82內(nèi)的流動線打開或關(guān)閉，或者通過由驅(qū)動部分112操作的閥門111來控制第二連接通道部分82內(nèi)的流動線的開口，這樣，控制了導(dǎo)入進氣系統(tǒng)30的廢氣G的量。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)閥單元110的操作是通過控制單元(未示出)執(zhí)行的。在圖I中，覆蓋件90由連續(xù)的雙點畫線表示。圖3為沿著車體的豎直方向A從上側(cè)看到的覆蓋件90的平面圖。如圖I到圖3所示，覆蓋件90覆蓋整個排氣歧管42、整個上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60、整個下游側(cè)波紋管部件81和第二連接通道部分82的上游端部分。圖4為沿著圖2所示的線F4-F4截取的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的截面圖。如圖I到圖4所示，覆蓋件90包括沿車體豎直方向A向上定位的上壁部分92以及圓周壁部分93。覆蓋件90例如通過支架(未示出)固定至排氣歧管42。圓周壁部分93包括設(shè)置在催化轉(zhuǎn)換器70和內(nèi)燃機20之間的第一豎直壁部分94 ;第二豎直壁部分95，其設(shè)置在第一豎直壁部分94的相對側(cè)上，面對內(nèi)燃機20 (跨過催化轉(zhuǎn)換器70);以及將第一和第二豎直壁部分94、95連接在一起的第三和第四豎直壁部分96、97。 如圖4所不,第一豎直壁部分94沿排氣歧管42的豎直方向A從其上端向上延伸。第一豎直壁部分94的下端和排氣歧管42之間的空間小?？商鎿Q地，第一豎直壁部分94的下端可固定在排氣歧管42上，并且其間不留有空間。第二到第四豎直壁部分95到97沿著車體的豎直方向A向下延伸到與排氣歧管42的下端基本相同的位置上。可替換地，第二到第四豎直壁部分95至97可向下延伸到與排氣歧管42的下端相同的位置或者其延伸位置比排氣歧管42的下端更向下。第二豎直壁部分95和排氣歧管42之間空間小?？商鎿Q地，第二豎直壁部分95可與排氣歧管42接觸，因此，在排氣歧管和第二豎直壁部分95之間可以沒有空間。同理，在第三和第四豎直壁部分96，97與排氣歧管42之間可以沒有空間。換句話說，在覆蓋件90和排氣歧管42之間可以沒有空間。上壁部分92設(shè)置在圓周壁部分93的上端，從而覆蓋圓周壁部分93的上端。如圖2和圖3所示，開口 91設(shè)置在上壁部分92內(nèi)。開口 91的大小使得開口 91在車體的豎直方向A上交疊催化轉(zhuǎn)換器70內(nèi)的至少部分催化劑72。在該實施例中，開口 91形成為狹長形狀，其在支管部分43至46對齊的方向上延長。打開和關(guān)閉單元100設(shè)置在開口 91內(nèi)。打開和關(guān)閉單元100打開并關(guān)閉開口 91。作為示例，打開和關(guān)閉單元100包括覆蓋開口 91的門部件101 ；以及驅(qū)動單元102，其改變門部件101的形態(tài)和位置，從而在開口 91打開的狀態(tài)與開口 91被門部件101覆蓋進而關(guān)閉的狀態(tài)之間切換門部件101的狀態(tài)。從車體的豎直方向A觀察，門部件101稍微比開口 91小。門部件101具有旋轉(zhuǎn)軸103。旋轉(zhuǎn)軸103在支管部分43至46對齊的方向上延伸。當門部件101位于開口 91內(nèi)時，旋轉(zhuǎn)軸103的兩端部分104、105伸出到開口 91外。旋轉(zhuǎn)軸103相對于門部件101的縱向方向垂直的方向而設(shè)置在門部件101的中心。用于旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸103的兩端部分104、105的軸承部分106、107設(shè)置在開口 91的邊緣部分內(nèi)。當門部件101圍繞旋轉(zhuǎn)軸103旋轉(zhuǎn)并且旋轉(zhuǎn)軸103的兩端部分104、105分別支撐在軸承部分106、107內(nèi)時，開口 91的狀態(tài)在其打開的打開狀態(tài)Pl與其關(guān)閉的關(guān)閉狀態(tài)P2之間切換。在如圖3和圖4所示的狀態(tài)下，開口 91處在關(guān)閉狀態(tài)P2下。圖5示出了以與圖4相同的方式截取的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的截面圖，其示出了開口 91處在打開狀態(tài)Pl下。在開口 91打開的這種狀態(tài)下，門部件101的形態(tài)沿著車體的豎直方向A。驅(qū)動單元102是用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸103的致動器。在該實施例中，采用電機作為致動器的示例。驅(qū)動單元102使得旋轉(zhuǎn)軸103旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動單元102的運轉(zhuǎn)受控制單元(未示出)控制。
下面，將對廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的運轉(zhuǎn)進行說明。當內(nèi)燃機20開始運轉(zhuǎn)時，排氣歧管42通過廢氣G的熱量被加熱到高溫。排氣歧管42周圍的空氣通過加熱的歧管42而加熱到高溫。覆蓋件90的周緣由排氣歧管42包圍，因此，排氣歧管42的熱量被高效傳輸?shù)脚艢馄绻?2的周緣周圍的空氣(覆蓋件90內(nèi)的空氣)。這樣，即使當廢氣G的溫度與當內(nèi)燃機20開始運轉(zhuǎn)時的溫度一樣低時，覆蓋件90內(nèi)的溫度也迅速升高。這樣加熱的空氣沿著車體的豎直方向A向上流動并到達催化轉(zhuǎn)換器70。當加熱的空氣達到催化轉(zhuǎn)換器70時，加熱了催化轉(zhuǎn)換器70 (催化劑72)。如上所述，即使當廢氣G的溫度與當內(nèi)燃機20開始運轉(zhuǎn)時的溫度一樣低時，也高效地加熱了催化劑72。另外，當排氣歧管42散發(fā)的輻射熱到達催化轉(zhuǎn)換器70時，加熱了催化劑72。另外，多個散熱片73設(shè)置在催化劑殼體71上，這樣，表面區(qū)域接收催化轉(zhuǎn)換器70的熱量，從而更迅速加熱催化劑72。排氣歧管42所加熱的空氣和排氣歧管42所散發(fā)的輻射熱如同它們加熱催化器72那樣而加熱上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60和下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80。上游側(cè)廢氣再循環(huán)通道60由第一連接通道部分61和上游側(cè)波紋管部件62構(gòu)成。下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80由下游側(cè)波紋管部件81和第二連接通道部分82的一部分構(gòu)成。由于上游側(cè)波紋管部件62具有波紋構(gòu)造，上游側(cè)波紋管部件62具有較大的表面面積。這樣，從排氣歧管42供應(yīng)的熱量被高效傳輸?shù)缴嫌蝹?cè)波紋管部件62，因此，迅速加熱了上游側(cè)波紋管部件62。這樣，可加熱引導(dǎo)到催化劑72的廢氣G，從而可迅速增加催化劑72的熱量。第一連接通道部分61、上游側(cè)波紋管部件62、催化轉(zhuǎn)換器70的催化劑殼體71、下游側(cè)波紋管部件81和第二連接通道部分82受熱而熱膨脹。上游側(cè)波紋管部件62和下游側(cè)波紋管部件81具有能使其在第一連接通道部分61、上游側(cè)波紋管部件62、催化轉(zhuǎn)換器70的催化劑殼體71、下游側(cè)波紋管部件81和第二連接通道部分82對齊的方向上膨脹和收縮的波紋構(gòu)造。這樣，上游側(cè)波紋管部件62和下游側(cè)波紋管部件81膨脹或收縮，這與各自組成元件的熱膨脹相關(guān)。這樣一來，吸收了組成元件的熱膨脹。當控制單元(未示出)確定出現(xiàn)了廢氣G被引入到燃燒室21至24的情況時，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)閥單元110的閥門111打開，并且根據(jù)要引入的廢氣G的量來控制其開口。隨著閥門111關(guān)閉，就沒有廢氣G引入到進氣系統(tǒng)30內(nèi)。當閥門111打開時，流入排氣歧管42的廢氣G的一部分通過廢氣再循環(huán)通道120引導(dǎo)入進氣系統(tǒng)30內(nèi)。當廢氣經(jīng)過催化劑72時，凈化了流過廢氣再循環(huán)通道120的廢氣G0凈化的廢氣G導(dǎo)入燃燒室21至24內(nèi)。通過檢測單元(例如冷卻劑溫度傳感器)檢測到內(nèi)燃機20預(yù)熱完畢，并且檢測結(jié)果被傳輸?shù)娇刂茊卧?未示出)。確定內(nèi)燃機20已經(jīng)預(yù)熱完畢，則控制單元驅(qū)動驅(qū)動單元102，從而轉(zhuǎn)動門部件101，進而使開口 91處在打開狀態(tài)Pl下。
當開口 91處在打開狀態(tài)Pl時，覆蓋件90外的空氣通過開口 91導(dǎo)入覆蓋件90內(nèi)。催化劑72由導(dǎo)入覆蓋件90內(nèi)的空氣所冷卻。當機動車輛I行駛時，門部件101的形態(tài)沿著車體的豎直方向A，這樣，從車體的前方提供流動的空氣W，以使空氣到達門部件101，進而引導(dǎo)入覆蓋件90內(nèi)。流動的空氣流過覆蓋件90的內(nèi)側(cè)，然后從開口 91排出。門部件101用作將流動空氣W引導(dǎo)入覆蓋件90內(nèi)的導(dǎo)向器。
當覆蓋件90內(nèi)的溫度下降到低溫時，覆蓋件90內(nèi)容納的組成元件停止熱膨脹，然后開始收縮。當覆蓋件90內(nèi)的組成元件收縮時，上游側(cè)波紋管部件62和下游側(cè)波紋管部件81延伸，以吸收由于吸收熱膨脹引起的變化。另外，下游側(cè)波紋管部件81具有波紋構(gòu)造，從而具有較大的表面面積。因此，當廢氣經(jīng)過催化劑72時，通過打開該開口 91來冷卻由催化反應(yīng)熱量所加熱的廢氣G。在如上所述構(gòu)造的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50中，排氣歧管42和催化劑72容納在覆蓋件90內(nèi)，這樣，高效加熱了排氣歧管42周圍的空氣。此外，催化轉(zhuǎn)換器70沿車體豎直方向A交疊在排氣歧管42上方，排氣歧管42加熱的空氣到達催化轉(zhuǎn)換器70。這樣，排氣歧管42的熱量可高效地用來加熱催化轉(zhuǎn)換器70，從而可迅速將催化劑72加熱到其活化溫度。另夕卜，不會出現(xiàn)催化轉(zhuǎn)換器70與排氣歧管42直接接觸的情況，從而可防止由于催化轉(zhuǎn)換器70與排氣歧管42的接觸而產(chǎn)生的負荷的出現(xiàn)。當在本申請中涉及時，負荷是指由于熱膨脹造成排氣歧管42的接觸部分與催化轉(zhuǎn)換器70的接觸部分相互擠壓而施加在排氣歧管42上的負荷以及催化轉(zhuǎn)換器70上的負荷。此外，基本上整個的催化轉(zhuǎn)換器70沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，排氣歧管42的熱量被高效傳輸?shù)酱呋瘎?2。另外，催化轉(zhuǎn)換器70的至少部分沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，由排氣歧管42加熱的空氣到達催化轉(zhuǎn)換器70，排氣歧管42的熱量高效傳輸?shù)酱呋瘎?2。優(yōu)選地，整個催化轉(zhuǎn)換器70沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，排氣歧管42的熱量更高效傳輸?shù)酱呋瘎?2。此外，基本上全部催化劑72沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，高效加熱了催化劑72。另外，至少部分催化劑72沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，排氣歧管42的熱量高效傳輸?shù)酱呋瘎?2。優(yōu)選地，全部催化劑72沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42上，這樣，排氣歧管42的熱量更高效傳輸?shù)酱呋瘎?2。上游側(cè)波紋管部件62不僅用于通過加熱待被引導(dǎo)到催化劑72的廢氣G而迅速加熱催化劑72，還用于吸收容納在覆蓋件90內(nèi)的組成元件的熱膨脹。另外，下游側(cè)波紋管部件81不僅用于通過打開開口 91來冷卻由催化劑72的反應(yīng)熱量所加熱的廢氣G，還用于吸收容納在覆蓋件90內(nèi)組成元件的熱膨脹。另外，催化轉(zhuǎn)換器70的至少部分(在該實施例中，為上游側(cè)端部分74)沿車體豎直方向A重疊在排氣歧管42的匯合部分48上，這樣，高效加熱了催化劑72。下面將對該功能進行詳細說明。支管部分43至46在匯合部分48處匯合在一起，因此，當內(nèi)燃機20運轉(zhuǎn)時，廢氣G總是流過匯合部分48。這樣，通過使催化劑72沿車體豎直方向A重疊在匯合部分48上而對其高效加熱。此外，催化劑72被沿車體豎直方向A重疊在匯合部分48上的催化劑72的至少部分(上游側(cè)端部分)高效加熱。另外，多個散熱片73設(shè)置在催化轉(zhuǎn)換器70的催化劑殼體71上，這樣，排氣歧管42的熱量高效傳輸?shù)酱呋瘎?2，從而可高效加熱催化劑72。在該實施例中，盡管設(shè)置了多個散熱片73，但是，例如，可只設(shè)置一個散熱片73。通過設(shè)置至少一個散熱片73，高效加熱了催化劑72。在如該實施例那樣設(shè)置有多個散熱片73的情況下，可更高效加熱催化劑72。另外，打開和關(guān)閉單元100設(shè)置在覆蓋件90內(nèi)，這樣，當催化劑72加熱到高溫時，可通過覆蓋件90外的空氣冷卻催化劑72。具體來說，當催化劑72的溫度超過催化劑72的活化溫度時，可對催化劑72進行冷卻。 在內(nèi)燃機20已經(jīng)預(yù)熱完畢后，在廢氣G內(nèi)殘留有少量未燃燒的燃料或CO，因此，即使當催化劑72冷卻到低于其活化溫度的溫度時，也不會出現(xiàn)由于廢氣G造成的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50和進氣系統(tǒng)30變臟的情況。下面，參照圖6，將對根據(jù)本發(fā)明第二實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)進行說明。與第一實施例相同的功能構(gòu)造用相同的附圖標記表示，這里不再贅述。第二實施例與第一實施例的不同之處僅在于，設(shè)置有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130。其他的構(gòu)造與第一實施例的相同。下面將對不同的功能進行詳細說明。附圖標記50a表示該實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。如上所述，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a與第一實施例所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的不同之處僅在于，設(shè)置有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a的其他構(gòu)造與第一實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的構(gòu)造相同。圖6是示出了廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a的平面圖。如圖6所示，除了第一實施例所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50的組成構(gòu)件外，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a還包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130包含在第二連接通道部分82中并設(shè)置在下游側(cè)波紋管部件81的下游和閥門111的上游的位置上。廢氣G在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130中流動。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130設(shè)置在覆蓋件90外。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130是用于冷卻廢氣的冷卻單元的示例。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130采用冷卻劑C作為制冷劑的示例，從而冷卻在其內(nèi)部流動的廢氣G。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130所采用的冷卻劑C通常用在內(nèi)燃機20內(nèi)，以另外冷卻內(nèi)燃機20。冷卻劑C在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130的內(nèi)部和內(nèi)燃機20的內(nèi)部循環(huán)，從而冷卻在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130和內(nèi)燃機20內(nèi)流動的廢氣G。第二實施例可以提供與第一實施例相同的優(yōu)點。此外，當內(nèi)燃機20處在冷態(tài)時，由覆蓋件90高效加熱的廢氣G在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130內(nèi)流動。這樣，在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130內(nèi)流動的冷卻劑G由廢氣G加熱，因此，可預(yù)熱(warm up)內(nèi)燃機20。當內(nèi)燃機20處在預(yù)熱狀態(tài)時，在廢氣G經(jīng)過催化劑72時產(chǎn)生的由催化反應(yīng)加熱的廢氣G由廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130冷卻，這樣，向燃燒室21至24提供大量的廢氣G。下面，參照圖7，將對根據(jù)本發(fā)明第三實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)進行說明。與第二實施例相同的功能構(gòu)造用相同的附圖標記表示，這里不再贅述。第三實施例與第二實施例的不同之處在于，設(shè)置有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140和流動線切換閥單元150。其他的構(gòu)造與第二實施例的構(gòu)造相同。下面將對不同的功能進行詳細說明。附圖標記50b表示該實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。如上所述，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50b與第二實施例所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a的不同之處僅在于，設(shè)置有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140和流動線切換閥單元150。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50b的其他構(gòu)造與第二實施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50a的構(gòu)造相同。
圖7是廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50b的示意圖。如圖7所示,廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50b包括廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140和流動線切換閥單元150。 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140組成下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80的部分。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140繞過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130。具體來說，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140的上游端與第二連接通道部分82連通，該連通位置比廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130更上游。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140的下游端與第二連接通道部分82連通，該連通位置比廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130更下游。流動線切換閥單元150包括驅(qū)動部分151、第一閥門152和第二閥門153。驅(qū)動部分151能驅(qū)動第一和第二閥門152、153。例如，驅(qū)動部分151由能打開和關(guān)閉第一和第二閥門152、153或能控制第一和第二閥門152、153的開口的電機組成。第一閥門152設(shè)置在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140內(nèi)。第一閥門152不僅能打開和關(guān)閉該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140，還能控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140的開口。第二閥門153在位于廢氣再循環(huán)冷卻器的下游和比廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140的匯合部分160更上游的位置上沿著下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80的長度設(shè)置。第二閥門153能打開和關(guān)閉比廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130更下游的下游側(cè)廢氣再循環(huán)通道80的部分，還能控制該部分的開口。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140組成了繞過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130的旁路通道的示例。第三實施例可以提供與第二實施例相同的優(yōu)點。另外，當內(nèi)燃機20處在冷態(tài)下時，門部件101處在關(guān)閉狀態(tài)P2下，使得廢氣G繞過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130，即，盡管第一閥門152是打開的，但第二閥門153是關(guān)閉的，從而將廢氣G引導(dǎo)到廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器旁路線140，這樣，產(chǎn)生的加熱的廢氣G可提供給燃燒室21至24。另外，當內(nèi)燃機20處在預(yù)熱狀態(tài)下時，能夠通過控制門部件101的開口來維持催化劑72的活化。另外，能夠通過控制第一和第二閥門152、153的開口來控制經(jīng)過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷卻器130的廢氣G的量。因此，可很好地控制提供給燃燒室21至24的廢氣G的量。本發(fā)明并不限于上面所述的實施例，并且，在進行本發(fā)明的階段，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可通過變化和修改組成元件來實現(xiàn)本發(fā)明。另外，根據(jù)需要，通過結(jié)合實施例公開的組成元件可構(gòu)成多種發(fā)明。例如，可從上述實施例中說明的所有組成元件去除一些組成元件。此外，根據(jù)需要，可結(jié)合不同實施例中說明的組成元件。
權(quán)利要求
1.一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括 排氣歧管，與內(nèi)燃機的燃燒室連通，并且形成排氣系統(tǒng)的一部分； 廢氣再循環(huán)通道，用于將廢氣從所述排氣系統(tǒng)弓I導(dǎo)至進氣通道； 催化轉(zhuǎn)化器，設(shè)置在所述廢氣再循環(huán)通道內(nèi)，并且布置在與所述排氣歧管隔開的位置上，在該位置上，所述催化轉(zhuǎn)換器的至少部分沿車體的豎直方向重疊在所述排氣歧管上；以及 覆蓋件，覆蓋所述排氣歧管和所述催化轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中， 所述內(nèi)燃機包括至少兩個燃燒室， 所述排氣歧管包括支管部分，其與所述燃燒室對應(yīng)地連通； 以及匯合部分，在所述匯合部分處，所述支管部分匯合在一起，并且 所述催化轉(zhuǎn)換器的至少部分沿所述車體的豎直方向重疊在所述匯合部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中， 所述催化轉(zhuǎn)換器包括在所述覆蓋件內(nèi)暴露的至少一個散熱片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中， 所述廢氣再循環(huán)通道包括波紋通道部分，所述波紋通道部分至少在所述催化轉(zhuǎn)換器的上游或下游具有波紋形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中， 所述波紋通道部分在所述催化轉(zhuǎn)換器的上游和下游均與所述催化轉(zhuǎn)換器連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，進一步包括 冷卻單元，被構(gòu)造成通常使用冷卻劑來冷卻所述燃燒室，并且設(shè)置在所述廢氣再循環(huán)通道內(nèi)以冷卻所述廢氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中， 所述廢氣再循環(huán)通道包括旁路通道，所述旁路通道繞過所述冷卻單元。
全文摘要
一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括排氣歧管、廢氣再循環(huán)通道、催化轉(zhuǎn)換器和覆蓋件。排氣歧管與內(nèi)燃機的燃燒室連通并且構(gòu)成排氣系統(tǒng)的一部分。廢氣再循環(huán)通道將廢氣從排氣系統(tǒng)引導(dǎo)到進氣通道。催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在廢氣再循環(huán)通道內(nèi)并且在與排氣歧管隔開的位置上設(shè)置，在該位置上，催化轉(zhuǎn)換器的至少部分沿車體豎直方向重疊在排氣歧管上。覆蓋件覆蓋排氣歧管和催化轉(zhuǎn)換器。
文檔編號F02M25/07GK102619647SQ20121002186
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者木村洋之 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社