CN107035486B - 用于内燃机排气***的热回收部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排气***的热回收部件(1),其包括:入口(20);出口(30);第一分支导管(5),其包括第一入口(53)、第一入口轴线(52a)、第一出口(55)以及热交换器(51);第二分支导管(6),其平行于第一分支导管(5),与第一分支导管(5)分离并且热分离,其包括第二入口(63)、第二入口轴线(62a)以及第二出口(65);以及阀(4),其布置在第一入口(53)处和第二入口(63)处。阀(4)包括分离的第一和第二阀瓣(45、46),它们固定地布置在轴(41)上并且在由第一和第二入口轴线(52a、62a)限定的平面中延伸并且垂直于第一和第二入口轴线(52a、62a)。第一阀瓣(45)布置在轴(41)上的对应于第一入口(53)的位置的轴向位置,第二阀瓣(46)布置在对应于第二入口(63)的轴向位置。阀瓣(45、46)绕轴(41)相对于彼此呈角度旋转布置。

Description

用于内燃机排气***的热回收部件
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机排气***的热回收部件。本发明尤其涉及一种用于机动车辆(例如汽车)的内燃机排气***的热回收部件。
背景技术
应用于内燃机以及排气***的关于排放特定气体成分和/或粒子的要求变得越来越严格,以更好地保护环境。这尤其用于但是并不限于使用在机动车辆诸如汽车的领域中的内燃机。包含在来自发动机的排气气流中的热能能够用于各种目的,例如能够用来增强舒适度和/或用来降低燃料消耗。例如,已经提出使用包含在汽车排气气流中的热能(热)来更快速加热汽车的乘客舱,因而增加乘客舒适度。而且,已经提出使用包含在排气气流中的热能(热)来加热流经发动机的冷却流体和/或加热发动机油和/或加热发动机加热阶段期间的传动油。使用包含在排气气流中的热能(热)加热冷却流体导致更快加热发动机,这又导致在已经启动发动机之后发动机在更短时间内达到期望操作温度,在期望操作温度排放保持最小。一旦发动机已经达到期望操作温度,冷却流体将不再被加热以避免发动机过热。
已经提出排气热回收部件使用包含在来自发动机的排气气流中的热能。使用排气热回收部件尤其有益于混合动力车辆以增加乘客舒适度,降低有害排气排放以及降低燃料消耗。为了该目的,通过从排气回收的热量更快加热冷却流体(例如发动机冷却液水)允许非常快地加热乘客舱以及降低或者避免消耗来自电池的电能,从而增加这种混合动力车辆在电模式中的行驶范围。当执行冷启动混合动力车辆时,一旦达到期望操作温度,内燃机就能够被关掉。因此,借助于热回收部件,发动机能够在冷启动之后较快被关掉,导致降低排放以及降低燃料消耗。
为了回收包含在排气气流中的热量以及使用该热量来加热冷却流体,公知的是将热交换器布置在排气***中。流经发动机的冷却流体还流经热交换器,使得在发动机加热阶段期间包含在排气气流中的热量用来加热流经热交换器的冷却流体。因为被加热的冷却流体然后再次流经发动机,所以其额外地加热发动机。一旦发动机已经达到期望操作温度,或多或少防止了排气气流流经热交换器。然后冷却流体执行其冷却发动机以及维持发动机的期望温度的正常功能。在该操作模式中,不期望进一步加热冷却流体(例如发动机冷却液水)。另一方面,热回收不能够完全降低至零。因此,虽然是不想要的,但是,在该操作模式中仍然存在一些被回收的热量,这些被回收的热量在下文中称为“寄生热”。该寄生热应该尽可能小,因为发动机冷却液回路的尺寸必须确定为能够应对该寄生热。因此,出现的寄生热越多,封装空间和冷却液***的重量就必须越大以能够应对寄生热。
在内燃机排气***中能够用于上述目的的排气热回收部件的不同构造方法公知于现有技术。例如,适合于该目的的热回收部件公开于US6,141,961中。公开在该文献中的热回收部件包括入口和两个分支导管,排气可以穿过分支导管流动至部件的出口。热交换器布置在一个分支导管中,另一分支导管本质上包括管和用于在长度上补偿不同热膨胀的热膨胀补偿器。安装至轴的阀瓣布置在两个分支导管的入口处,该阀瓣能够绕轴在第一端部位置和第二端部位置之间枢转,在第一端部位置排气旨在仅流经热交换器布置于其中的那个分支导管,在第二端部位置热交换器布置于其中的那个分支导管旨在被关闭,使得排气旨在仅流经旁通热交换器布置于其中的分支导管的那个分支导管。控制阀瓣的位置,使得在发动机加热阶段期间排气气流旨在仅流经热交换器布置于其中的那个分支导管,而且,一旦发动机已经达到期望温度,排气气流旨在仅流经旁通热交换器布置于其中的分支导管的那个分支导管。但是,正如已经提到的,甚至在阀瓣的第一和第二端部位置存在导致寄生热的渗漏。尤其由于实施/布置阀瓣的特定方式,示出在US6,141,961中的排气气体热回收部件当阀布置在第一和第二端部位置时倾向于大量渗漏,这又导致出现较大量的寄生热。
排气热回收部件优选布置成比较靠近发动机,此处的排气气流的温度非常高以尽可能有效的使用包含在排气气流中的热能(热)。但是,在离开发动机的排气气流的流动方向上,歧管首先连接至发动机的出口,之后典型地设有排气处理部件(例如催化转化器、颗粒过滤器等)。之后进一步地,在排气气流的流动方向上布置排气热回收部件。因此,取决于给定空间情形,热回收部件优选布置在机动车辆的发动机舱中或者布置在用于收纳排气***的各种部件(消音器,管等)的“隧道”的开始处,该“隧道”设置在机动车辆的乘客舱下面的底盘中。
由于在发动机舱中以及在设置在机动车辆底盘中的隧道中非常有限的空间,因此能够用于收纳排气***的部件的空间极其有限。因此,部件越大,将部件布置在发动机舱中或者布置在设置在车辆底盘中的“隧道”中就越困难。关于设置在底盘中的“隧道”,比“隧道”的高度发挥甚至更重要作用的部件的高度受到限制。
因此,在US6,141,961示出的热回收部件的情形下,两个分支导管将必须水平地以及彼此平行布置以保持部件的总体高度较小,但是,在该情况下,阀轴向上或者向下突出,需要用于驱动阀轴的装备必须布置于热回收部件上方或者下方。可替换地(虽然未公开于US6,141,961),致动器可以横向布置,但是在该情况下,需要额外的杆臂机构以驱动阀轴,这种杆臂构造增加了复杂性并且降低了控制阀瓣位置的可靠性和准确度。在任何情况下,结果是在很大程度上增加了热回收部件的高度,因而使得部件更不适合于布置在设置在车辆底盘中的“隧道”中。而且,当示出在上文提到的US6,141,961中的热回收部件的阀瓣处于其第一端部位置时(在第一端部位置排气气流允许以仅流经热交换器布置于其中的那个分支导管(加热阶段)),仅存在阀瓣和分支导管壁之间可获得的有限空间,排气气流旨在流经该空间,导致(由于生成的背压)发生很大的压力下降。这导致发动机燃料消耗增加以克服该(由于背压的)压力下降。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提出一种热回收部件,其具有较小高度以及非常紧凑的总体尺寸,但是允许灵活地适于由发动机舱或者“隧道”给出的不同的特定空间约束,以便允许在实际可获得的空间中优化装配。而且,热回收部件对于燃料消耗来说必须非常有效。在加热阶段期间,热回收部件将呈现尽可能高的热回收性能,也即是说,尽可能多的热量将流经热交换器从排气气流传递至冷却流体(高热交换器效率)。在所有操作模式中压力下降(由于通过热回收部件生成的背压)应该被避免或者降低至最小。而且,在旁通模式操作期间,例如当发动机已经达到其期望操作温度时,将生成尽可能低的寄生热的量以防止不期望地额外加热冷却流体。
由根据本发明的热回收部件来实现这些和其他目的,其将被独立权利要求的特征所规定。根据本发明的热回收部件的其他有利的方案是从属权利要求的主题。
具体来说,根据本发明的热回收部件包括:
-入口,其用于排气进入热回收部件;
-出口,其用于排气离开热回收部件;
-第一分支导管,其布置于热回收部件的入口和出口之间,第一分支导管包括第一分支导管入口、第一分支导管入口纵向轴线、第一分支导管出口,第一分支导管出口纵向轴线以及布置在第一分支导管中的热交换器;
-第二分支导管,其布置于热回收部件的入口和出口之间,第二分支导管与第一分支导管分离并且与第一分支导管热分离,第二分支导管包括:第二分支导管入口、第二分支导管入口纵向轴线、第二分支导管出口以及第二分支导管出口轴线,以允许流经第二分支导管的排气旁通第一分支导管,第一分支导管入口纵向轴线和第二分支导管入口纵向轴线彼此平行延伸并且限定了第一平面;
-阀,其布置在第一分支导管入口和第二分支导管入口处,阀构造为可在第一端部位置和第二端部位置之间旋转,在第一端部位置其允许排气仅流经第一分支导管,在第二端部位置其允许排气仅流经第二分支导管。
阀包括分离的第一和第二阀瓣,第一和第二阀瓣固定地布置在可旋转的公共阀轴上,一方面,公共阀轴布置成在由第一和第二分支导管的第一和第二分支入口纵向轴线限定的第一平面中延伸,另一方面,公共阀轴垂直于第一和第二分支导管入口纵向轴线,第一阀瓣布置在公共阀轴上对应于第一分支导管入口的位置的轴向位置,第二阀瓣布置在公共阀轴上对应于第二分支导管入口的位置的轴向位置,第一和第二阀瓣相对于彼此绕公共阀轴呈角度旋转布置。
术语“第一分支导管”和“第二分支导管”指代纵向延伸的导管,但是,相应分支导管的外部形状或者相应分支导管的截面不必旋转对称。例如,相应分支导管可以实施为或者包括管,但是,正如提到的,管可以具有,但是不是必须具有,旋转对称的截面。举例来说,第一分支导管的截面以及外部形状可以具有非旋转对称的截面和形状,热交换器部分地或者整个地布置在第一分支导管中。还举例来说,第二分支导管(或者管)可以具有圆形截面和形状。
第一和第二分支导管的第一和第二分支导管入口纵向轴线一起限定平面。当热回收部件布置在机动车辆底盘的“隧道”中时,该平面优选水平延伸。当热回收部件的阀轴布置成在由第一和第二分支导管入口纵向轴线限定的平面中延伸,并且同时垂直于这些第一和第二分支导管入口纵向轴线时,这意味着当部件布置在机动车辆的乘客舱下方底盘的“隧道”中时,阀轴从热回收部件横向突出。因而,根据本发明,热回收部件的总体高度被保持在最小以允许易于将部件布置在所述“隧道”中。
虽然这不是强制的,但是第一和第二分支导管出口轴线优选还彼此平行延伸以限定第二平面。正如下文将更详细地解释的,根据一个方案,第一平面由第一和第二分支导管入口轴线限定,重合的第二平面由第一和第二分支导管出口轴线限定,但是,这也不是强制的。例如,第一平面和第二平面可以不重合,并且甚至可以彼此不平行。举例来说,第一和第二平面可以彼此正交(意思是第二分支导管出口轴线布置于第一分支导管出口轴线上方或者下方)。当然,如果是两个导管之一,则优选第二分支(旁通)导管(例如管)从第二分支导管入口扭曲至第二分支导管出口,这易于从构造的观点实现。因而可以具有更灵活的几何形状,并且总体部件的形状优化装配在“隧道”中或者发动机舱中可获得的空间中,同时部件仍然具有极大地降低的高度(驱动轴将仍然水平地延伸并且驱动装备能够横向布置,使得总体高度仍然保持较小)。
第一和第二阀瓣布置在公共阀轴上不同轴向位置处,因而能够使得由于每个单独瓣或多或少构成用于相应分支导管的单独阀,因此相应分支导管能够优化关闭而没有或者仅具有极小渗漏。这意味着,在加热阶段期间整个排气气流能够流经第一分支导管并且有效地加热流经热交换器的冷却流体。
第一和第二阀瓣布置在阀轴上,相对于彼此在轴上呈角度旋转,使得当第一和第二阀瓣中的一个关闭第一或者第二分支导管时(并处于“关闭”位置时),第一和第二阀瓣中的另一个允许排气气流流经相应的第二或者第一分支导管(由于其在“打开”位置)。
总的来说,根据本发明的热回收部件是节约燃料的、有效的、紧凑的部件,其具有较小高度以允许用于将部件布置在发动机舱中而且尤其还可布置在机动车辆底盘的“隧道”中。而且,由于第一和第二阀瓣固定地布置在公共阀轴上,因此可以通过一次单独测量该阀轴的位置而确定是第一阀瓣还是第二阀瓣分别处于“打开”或者“关闭”位置。这是有利的,因为该信息能够用在机动车辆的OBD-***(车载诊断***)中。
根据本发明的热回收部件的一个方案,第一分支导管出口纵向轴线和第二分支导管出口轴线限定第二平面,同时,由第一分支导管入口纵向轴线和第二分支导管入口纵向轴线限定的第一平面与由第一分支导管出口纵向轴线和第二分支导管出口纵向轴线限定的第二平面是重合的。
正如已经提到的,由于第一和第二分支导管然后能够实施为直的平行导管,因此这允许热回收部件特别的扁平构造。不仅相对于极小高度的部件而且相对于热回收部件的低压下降(由于生成低背压),都是有利的。
正如下文将更详细讨论的,第一和第二分支导管的第一和第二分支导管出口轴线优选还彼此平行延伸以限定第二平面,但是可替换地它们可以包括小于45°的角度,优选小于30°,以及甚至更优选小于15°以防止来自第二分支导管(旁通分支导管)的排气的任何逆流返回至热交换器布置于其中的第一分支导管中。
根据本发明的热回收部件的另一方案,阀包括阀壳体以及布置在阀壳体中的分离的第一和第二阀座,第一阀座布置在第一分支导管入口处以与第一阀瓣协作,第二阀座布置在第二分支导管入口处以与第二阀瓣协作。第一和第二阀座每个均包括在阀壳体的内壁上的扁平周向延伸的抵靠表面,相应的抵靠表面具有内边界和外边界。第一和第二阀瓣尺寸和形状确定成使得相应阀瓣的外边界径向向外延伸超出相应阀座的扁平周向抵靠表面的内边界。第一和第二阀瓣的尺寸和形状进一步确定成使得相应阀座的扁平周向抵靠表面的外边界布置于相应阀瓣的外边界的径向外侧。
该方案允许用于非常刚性以及耐用的阀的构造,这是由于阀壳体提供了高刚性,因而使阀抵抗热变形,热变形可以由(在部件的组装/制造处理中的)焊接或者在操作期间(排气的温度)引起。单个阀座设置在阀壳体中用于每个单独第一和第二阀瓣,当相应的阀瓣处于“关闭”位置时,这允许非常可靠的关闭各个分支导管,在“关闭”位置中阀瓣抵靠相应阀座的周向延伸的抵靠表面。由于阀壳体对热变形的阻力(见上文),当相应的阀瓣处于“关闭”位置时提供了相应分支导管的可靠关闭,使得渗漏能够降低至最小。而且,阀壳体可以包括用于阀轴的轴承。正如以下将更详细描述的,阀壳体额外地允许以这样的方式将入口连接器件有效的连接至阀壳体(在阀壳体的入口侧),使得入口连接器件的出口延伸越过第一和第二阀瓣。这允许仅沿着一个单个焊接接缝将连接器件连接至阀壳体。在阀壳体的出口侧,第一和第二分支导管均沿着各个焊接接缝(而不是沿着单个焊接接缝)连接至阀壳体。
阀座的抵靠表面均具有内边界和外边界。第一和第二阀瓣的尺寸和形状确定成使得它们径向向外延伸越过相应阀座的相应的抵靠表面的内边界,而不管阀瓣是位于高温还是低温(即冷或者热)。另一方面,第一和第二阀瓣的尺寸和形状确定成使得相应的抵靠表面的外边界布置于相应阀瓣的外边界的径向外侧,使得相应阀瓣的外边界和相应的抵靠表面的外边界之间存在一些间隙。这允许阀瓣在径向方向上热膨胀,而不存在包括堵塞相应阀座中的相应阀瓣的风险的热膨胀。毫无疑问,虽然可以优选圆形,但是阀瓣不是必须具有圆形形状(例如,它们可以具有卵形、椭圆形或者甚至矩形形状)。
根据本发明的热回收部件的另一方案,第一和第二阀座的扁平周向延伸的抵靠表面布置成均与第一和第二分支导管入口纵向轴线成50°至90°范围内的倾斜角度,同时第一阀座的抵靠表面的倾斜方向反向于第二阀座的抵靠表面的倾斜方向。呈角度旋转布置在阀轴上的第一和第二阀瓣的夹角对应于阀座的抵靠表面的倾斜角度。
在该方面,术语“反向于倾斜反向”意思是,例如,如果包括在第一阀座的抵靠表面和第一分支导管的第一纵向轴线之间的角度是60°(度),那么第二抵靠表面和第二分支导管的第二纵向轴线(在相同方位计算)之间的倾斜角度(如果在相同方向上测量)是-60°。但是,如果第二抵靠表面和第二纵向轴线之间包括的角度在相反方向上计算,那么该角度还是60°。
该方案的特别有利之处在于,以倾斜角度布置抵靠表面(具有相同量但是沿相反方向)允许阀瓣从第一端部位置(“关闭”或者“打开”位置)至第二端部位置(“打开”或者“关闭”位置)、或者反之亦然的更短切换时间,这是由于相应阀瓣必须移动(旋转)的距离(角度)更短。虽然可以想到50°至90°大致角度范围,但是,更优选地,倾斜角度范围为60°至80°。相应地,阀瓣相对于彼此呈角度旋转布置在阀轴上(计算阀瓣之间的最小角度),这是由于阀轴必须旋转该角度以将阀瓣从“关闭”位置移动至“打开”位置,反之亦然。例如,如果抵靠表面的倾斜角度是60°并且一个阀瓣以60°布置在其“关闭”位置,那么另一阀瓣水平地布置在其“打开”位置。
根据本发明的热回收部件的另一方案,阀包括阀壳体以及布置在阀壳体中的仅一个单个阀座,同时单个阀座布置在第一分支导管入口处以与第一阀瓣协作或者布置在第二分支导管入口处以与第二阀瓣协作。单个阀座包括在阀壳体的内壁上的扁平周向延伸的抵靠表面。抵靠表面具有内边界和外边界。第一和第二阀瓣的尺寸和形状确定成使得相应阀瓣的外边界径向向外延伸超出单个阀座的扁平周向抵靠表面的内边界。第一和第二阀瓣的尺寸和形状进一步确定成使得相应的阀座的扁平周向抵靠表面的外边界布置于相应阀瓣的外边界的径向外侧。
该方案稍微涉及以上讨论的提供了两个这种阀座的方案,一个阀座用于第一和第二阀瓣中的每个。但是,根据该方案仅设置了一个这种阀座,这允许完全关闭相应的导管。取决于是否单个阀座布置在第一分支导管入口处(热交换器布置于那里)以与第一阀瓣协作或者布置在与第二阀瓣协作的第二分支(旁通)导管入口处,相应的第一或者第二分支导管能够完全关闭而不渗漏。虽然在该实施例中提供了两个阀瓣,但是仅阀座布置于其中的一个分支导管能够完全关闭,甚至当相应阀瓣处在“关闭”位置中时另一分支导管也不能够完全关闭。但是,甚至在没有设置阀座的分支导管入口处,“关闭”位置的阀瓣也提供了高排气流动阻力,使得仅非常少的排气流经该分支导管,因为在另一分支导管处相应的阀瓣处于“打开”位置。
根据本发明的热回收部件的另一方案,单个阀座布置在第一分支导管入口处。这意味着,当第一阀瓣处于“打开”位置时(例如在发动机加热期间),第二(旁通)分支导管不完全关闭,但是处于“关闭”位置的第二阀瓣提供了足够阻力以阻挡排气流经第二(旁通)分支导管,使得绝大部分排气流经第一分支导管并且热量在该周期期间被回收。当第一阀瓣处于“关闭”位置时,由于存在用于阀瓣的阀座,因此第一分支导管完全关闭。因此,实际上没有流量将到达热交换器并且寄生热最小。
根据本发明的热回收部件的另一方案,热回收部件进一步包括热膨胀补偿器,其布置在第一分支导管中或者布置在第二分支导管中,用于在长度上补偿不同的热膨胀。
该方案是有利的,这是由于两个分支导管彼此热分离。这意味着,在整个热排气气流流经第一分支导管的加热阶段期间,第一分支导管加热并且可以在纵向方向上膨胀(即其可以在长度上增加)。同时,第二分支导管在纵向方向上不膨胀或者仅较少膨胀(由于没有热排气气流流经第二分支导管使得加热慢得多)。热膨胀补偿器不管其是布置在第一分支导管中还是布置在第二分支导管中,其都能够在长度上补偿这种不同的热膨胀。在加热阶段之后(即在旁通模式操作期间),当发动机已经达到期望温度时,整个热排气气流流经第二分支导管并且旁通第一分支导管(以及布置于其中的热交换器)。因此,第二分支导管加热并且可以在长度上增加,而第一分支导管可以冷却并且可以在长度上减小。再一次地,热膨胀补偿器不管其是布置在第一分支导管中还是布置在第二分支导管中,都能够在长度上补偿这种不同的膨胀。因此,能够可靠地避免由第一和第二分支导管的长度上的不同的热膨胀引起的对热回收部件的损坏。
根据本发明的又一方案,热回收部件进一步包括Y形出口连接器件,其具有分离的第一和第二入口导管,它们平滑并入单个出口导管而不形成任何死空间,第一入口导管、第二入口导管和出口导管一起限定了通过相应的出口连接器件的入口导管至出口连接器件的出口导管的第一和第二主流动轴线,Y形出口连接器件的第一入口导管以这样的方式连接至第一分支导管出口,以便对准第一分支导管出口纵向轴线,具有第二截面的Y形出口连接器件的第二入口导管以这样的方式连接至第二分支导管出口,以便对准第二分支导管出口纵向轴线,并且其中,在第一和第二主流动轴线相遇的位置,在第一和第二主流动轴线之间包括小于45°(度)的角度。
术语“主流动轴线”指代虚拟导管的中央纵向轴线,虚拟导管包括出口连接器件的相应入口导管和出口导管。因此,第一主流动轴线指代虚拟导管的中央纵向轴线,所述虚拟导管包括出口连接器件的第一入口导管和出口导管,而第二主流动轴线指代虚拟导管的中央纵向轴线,所述虚拟导管包括出口连接器件的第二入口导管和出口导管。在出口连接器件中的特定位置,第一和第二主流动轴线相遇,并且在该位置它们包括一个角度。此外,在第一和第二流动轴线相遇位置的下游它们继续作为公共单个主流动轴线朝向出口连接器件的出口。
优选地,第一和第二分支导管出口纵向轴线平行并且限定一平面(但它们通常不是必须强制平行并且可包括小于45°的角度,优选小于30°,甚至更优选小于15°),Y形出口连接器件的第一和第二入口导管以这种方式连接至第一和第二分支导管出口,以便对准第一和第二分支导管纵向轴线。但是,甚至在平行的第一和第二分支导管出口纵向轴线的优选情形下,在Y形出口连接器件的第一和第二入口导管相遇的位置,这些第一和第二入口导管包括的角度小于45°。这有助于避免来自第二分支导管(旁通)的排气倒流回进热交换器布置于其中的第一分支导管,因为这将意味着流动将必须倒转大于135°的角度。该措施的有利之处在于,其有助于避免热交换器在旁通操作模式中暴露于不希望的寄生热。
依然根据本发明的热回收部件的另一方案,第一和第二分支导管出口、出口连接器件的第一和第二入口导管以及出口导管具有截面,该截面具有液压直径,并且其中,热交换器的下游端部和第一入口导管和第二入口导管相遇的位置之间的距离至少0.7倍于第一分支导管出口的截面的液压直径,更优选地,至少0.9倍于第一分支导管出口的截面的液压直径,以及甚至更优选等于或者大于第一分支导管出口的截面的液压直径。此处使用的术语“液压直径”的意思与在流经具有圆形或者非圆形截面的导管、管或者通道的领域中工作的技术人员公知的意思相同。尤其,在圆形截面时,“液压直径”是该圆形截面的直径。
该方案是有利的,因为其额外地有助于避免热排气倒流,由于热交换器的下游端部和Y形出口连接器件的第一和第二入口导管相遇的位置之间的距离最小,所述热排气已经流经第二分支导管(旁通)进入第一分支导管。因此,该措施进一步有助于防止热交换器暴露于寄生热,寄生热将导致在旁通模式操作期间冷却流体的不希望的加热。
根据本发明的另一方案,热回收部件进一步包括入口连接器件,其具有:入口,其用于将热回收部件连接至排气***的上游导管或者部件;并且具有出口,其连接至阀,其中,入口连接器件从其入口朝向其出口加宽,并且其中,入口连接器件的出口的尺寸和形状确定为延伸越过阀的第一阀瓣和第二阀瓣。
该方案是有利的,这是由于,一方面,其允许易于将热回收部件连接至排气***的上游导管或者部件,另一方面,其允许将入口连接器件连接至阀。尤其是,如果阀具有阀壳体,那么可以利用单个焊接接缝将入口连接器件的出口连接至阀壳体。从制造的观点来看这是有利的(仅一个焊接接缝)。入口连接器件的出口开口延伸越过在任何时间均暴露至进来的排气气流的第一阀瓣和第二阀瓣。但是,相应阀瓣的位置确定排气气流是流经第一分支导管还是流经第二分支导管。
仍然根据本发明的热回收部件的另一方案,第一和第二分支导管通过布置于第一和第二分支导管之间的空气间隙热分离。从制造费用来看这是有利的(不需要热绝缘材料)。
根据本发明的热回收部件的另一方案,第一和第二分支导管通过布置于第一和第二分支导管之间的热绝缘材料热分离。这是有利的,因为当与空气相比较,热绝缘材料可以导致提高热绝缘。
仍然根据本发明的热回收部件的另一方案,热回收部件构造为在内燃机加热阶段期间在操作中初始使第一阀瓣和第二阀瓣布置在第一端部位置,在该第一端部位置处,来自内燃机的排气流经第一分支导管并且流经热交换器,从而加热流经热交换器的内燃机的冷却流体,然后内燃机的冷却流体作为经加热的冷却流体返回至内燃机,使得需要将发动机加热至期望温度的时间缩短。热回收部件进一步构造为旋转阀轴,直到当内燃机已经达到期望温度时第一阀瓣和第二阀瓣处于第二端部位置,使得来自内燃机的排气不再流经第一分支导管而是仅流经第二分支导管。
该方案是有利的,因为该方案能够缩短用于加热发动机至期望温度的时间周期,并且一旦发动机已经达到期望温度,热交换器就被旁通并且寄生热最小。
附图说明
从下文借助于附图对本发明的实施方式的详细描述,其他有利方案将显而易见,其中:
图1示出了根据本发明的热回收部件的实施方式的立体图;
图2示出了没有入口连接器件的图1的热回收部件的实施方式的立体图;
图3示出了图1的热回收部件的阀的实施方式的立体图,所述阀包括阀壳体,具有布置在第二端部位置的阀瓣,在第二端部位置,阀瓣允许排气气流仅流经第二分支导管(入口侧);
图4示出了图3的阀的实施方式的立体图,阀瓣布置在第二端部位置(出口侧);
图5示出了根据图3的阀的实施方式的立体图,阀瓣布置在第一端部位置,在该第一位置处,阀瓣允许排气气流仅流经第一分支导管(入口侧);
图6示出了图3的阀的实施方式的立体图,阀瓣布置在第一端部位置(出口侧);
图7示出了根据图3的阀的阀座的实施方式的截面图;
图8以放大视图示出了图7的细节VIII;
图9示出了图1示出的热回收部件的Y形出口连接器件的立体图;
图10示出了出口连接器件的截面图,出口连接器件的第一入口导管连接至第一分支导管出口;以及
图11示出了根据本发明的热回收部件的另一实施方式。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的热回收部件1的实施例。热回收部件1包括入口连接器件2、Y形出口连接器件3、阀4、第一分支导管5以及第二分支导管6。第一分支导管5包括管50或者罩子,取决于操作模式,排气气流可以流经管50或者罩子,而第二分支导管6包括管60,取决于操作模式,排气气流可以可替换地流经管60。但是,排气气流仅流经第一分支导管5或者流经第二分支导管6,但是在本发明的范围内允许排气气流的一部分既流经第一分支导管5又流经第二分支导管6以优化热回收以及压力下降(由于背压)。借助于阀4,确定出排气气流是流经第一分支导管5还是流经第二分支导管6。空气间隙7布置于第一分支导管5和第二分支导管6之间,使得第一分支导管5和第二分支导管6热分离(意味着没有热量直接从一个分支导管的壁被引导至另一个分支导管的壁)。可替换地,取代空气间隙7,热绝缘材料能够布置于第一和第二分支导管之间,与空气间隙7相比,这可以导致改善了第一分支导管5和第二分支导管6的热分离。
在图1示出的热回收部件的实施方式中,入口连接器件2的入口20形成整个热回收部件1的入口。入口连接器件2从入口20朝向出口21加宽,使得入口连接器件2的出口21连接至阀4,阀4在第一阀瓣45和第二阀瓣46上延伸(见图2)。
出口连接器件3的第一入口导管35连接至第一分支导管5的第一分支导管出口55,而出口连接器件3的第二入口导管36连接至第二分支导管6的第二分支导管出口65。在出口端部,出口连接器件包括出口30,在热回收部件的该实施例中出口30形成整个热回收部件的出口。
因而,图1示出的热回收部件1能够易于连接至例如机动车辆的内燃机的排气***的标准上游或者下游管或部件。
第一分支导管5包括第一分支导管入口53(再次见图2),排气气流可穿过第一分支导管入口53进入第一分支导管5,以及布置在第一分支导管5中的热交换器51。第二分支导管6不仅包括管60而且还包括另一连接至阀4的短管64。在短管64和管60之间,热膨胀补偿器61布置在第二分支导管中,第二分支导管连接至管60和短管64。短管64的入口形成第二分支导管入口63(见图2)。
正如能够进一步从图1看到的,用于将冷却流体供给至热交换器51的供给线511以及用于将被加热的冷却流体返回至发动机的排出线510连接至热交换器51。尽管图1示出的排出线510将布置在热回收部件的顶部,以为了更好地可见,但横向布置排出线510使得部件(或者其连接件)的总体高度不被排出线510的布置影响也在本发明的范围内。图1还示出了第一分支导管5的第一分支导管入口纵向轴线52a以及第二分支导管6的第二分支导管入口纵向轴线62a,以及第一分支导管出口纵向轴线52b和第二分支导管出口纵向轴线62b。
正如能够见于图1的,阀4包括阀壳体40和阀轴41。阀轴41布置成在由第一分支导管入口纵向轴线52a和第二分支导管入口纵向轴线62a(彼此平行延伸)限定的第一平面中延伸,而且阀轴41布置成垂直于第一分支导管入口纵向轴线52a和第二分支导管入口纵向轴线62a。第一分支导管出口纵向轴线52b和第二分支导管出口纵向轴线62b(也彼此平行延伸)限定第二平面,在图1示出的实施例中,第二平面与由第一分支导管入口纵向轴线52a和第二分支导管入口纵向轴线62a限定的第一平面重合。因而,热回收部件1的总体高度(垂直于重合的第一和第二平面而测量)根本不被影响,这是由于阀轴41分别从热回收部件1或者从阀壳体40横向突出,使得根据本发明的热回收部件1的该实施方式是极其扁平的。
在图2中示出了图1的入口连接器件2不具有热回收部件1的实施方式。图2包含阀4的更详细视图,第一阀瓣45和第二阀瓣46用于选择性地允许排气气流流经第一分支导管5或者第二分支导管6。正如可见于图2的,第二阀瓣46处于第二端部位置,在第二端部位置,第二阀瓣46允许排气气流流经第二分支导管6,而第一阀瓣45在其第二端部位置关闭第一分支导管5并且防止排气气流流经热交换器51。正如上文已经提到的,也在本发明的范围内的是:控制阀轴41,使得第一阀瓣45和第二阀瓣46布置在第一和第二端部位置之间的中间位置以允许排气气流的一部分流经第一分支导管5,同时允许排气气流的另一部分流经第二分支导管6以优化热回收以及(由于背压的)压力下降。
图3和图4示出了图1的热回收部件1的阀4的实施方式。图3示出了阀4的入口侧的视图,而图4示出了阀4的出口侧的视图。阀4包括第一阀座43和第二阀座44,它们分别与第一阀瓣45和第二阀瓣46协作。下文将更详细解释第一阀座43和第二阀座44以及它们与第一阀瓣45和第二阀瓣46的协作。在图2已经示出的第二端部位置(旁通模式),图3和图4示出了第一阀瓣45和第二阀瓣46。
正如能够见于图3的,在阀4的入口侧,连接器件2(见图1)能够经由阀壳体40的凸缘400沿着单个焊接接缝连接至阀4,因而降低了制造费用。与此相反,在阀4的出口侧,第一分支导管5的管50或者罩子能够沿着阀壳体40的凸缘401通过分离的焊接接缝连接至阀4,短管64也能够沿着凸缘401通过分离的焊接接缝连接至阀4,使得在阀4的出口侧上沿着凸缘401形成两个分离的焊接接缝。正如能够见于图3和图4的,当两个阀瓣固定地安装至阀轴41时,第一阀瓣45和第二阀瓣46通过阀轴41的旋转同时被阀轴41旋转。
图5和图6示出了阀4,第一阀瓣45和第二阀瓣46布置在第一端部位置,在第一端部位置,第一阀瓣45允许排气气流流经热交换器51布置于其中的第一分支导管5,而第二阀瓣46关闭第二分支导管6,从而防止排气气流流经第二分支导管6(加热模式)。图5再次示出了阀4的入口侧,而图6示出了阀4的出口侧。
图7示出了第一阀座43的实施方式的截面图,第一阀瓣45位于第二端部位置,图8以放大视图示出了图7的细节VIII。正如能够见于图7和图8的,阀座43包括扁平(此处为:环形)周向延伸的抵靠表面430,其具有内边界431和外边界432。第一阀瓣45具有外边界452,外边界452具有的直径大于抵靠表面430的内边界431的直径但是小于抵靠表面430的外边界432的直径,使得第一阀瓣45的外边界452延伸得超出抵靠表面430的内边界431。这独立于第一阀瓣45温度。因此,如图7和图8所示,第一阀瓣45在第二端部位置抵靠着抵靠表面430以关闭第一分支导管5。但是,第一阀座43的抵靠表面430的外边界432布置于第一阀瓣45的外边界452的径向外侧。这再一次地独立于第一阀瓣45的温度,使得若第一阀瓣径向向外热膨胀,其也不会被堵塞。
正如还能够见于图7的,第一阀座43的扁平周向延伸的抵靠表面430与第一分支导管5的第一分支导管入口纵向轴线52a之间包括角度α。该角度α可以大致在50°至90°的范围内,但是更优选地,在60°至80°的范围内。在示出的实施例中角度α大约为65°。第二阀座44(未示出在图7中)与第二分支导管6的第二分支导管入口纵向轴线62a之间包括对应的角度(仅为了示意性目的,抵靠表面440的倾斜由图7的虚线指示),但是,对应抵靠表面440的倾斜方向反向于第一抵靠表面430的倾斜方向。这意味着,如果第一阀瓣45处于图7示出的关闭第一分支导管5的第二(倾斜)端部位置,则第二阀瓣46在该第二端部位置水平地布置,允许排气气流流经第二分支导管6。相应地,当第二阀瓣46在关闭第二分支导管6的第一(倾斜)端部位置(该位置未详细示出在图7中)时,第一阀瓣45水平地布置,从而允许排气气流流经第一分支导管5。因此,第一阀瓣45和第二阀瓣46不仅布置在阀轴41上不同的轴向位置(对应于第一和第二阀座的中心之间的轴向距离),而且还相对于彼此以角度α绕阀轴41呈角度旋转布置。如果角度α小于90°(例如,如图7所示的65°),则两个阀瓣能够更快地从第一端部位置切换至第二端部位置,反之亦然,这是因为它们必须移动(旋转)以从第一端部位置切换至第二端部位置或者从第二端部位置切换至第一端部位置所需的距离更短。而且,由于第一和第二阀瓣固定地布置在阀轴41上,因此可以测量阀轴41的旋转位置以确定阀瓣是处于第一端部位置还是处于第二端部位置(或者处于任何其他位置)。这是有利的,因为该信息能够用于OBD***(车载诊断***)。
以上描述的实施方式包括两个阀座43、44,第一阀座43布置在第一分支导管入口53处,第二阀座44布置在第二分支导管入口63处。但是,根据另一方案,还可以仅具有一个单个阀座,所述一个单个阀座布置在第一分支导管入口53处或者布置在第二分支导管入口63处。优选地,该一个单个阀座43布置在第一分支导管入口53处,使得寄生热最小(见上文进一步讨论的)。
图9示出了Y形出口连接器件3的立体图,Y形出口连接器件3包括连接至第一分支导管出口55的第一入口导管35以及连接至第二分支导管出口65的第二入口导管36(也可参见图1)。而且,示出了第一分支出口纵向轴线52b和第二分支出口纵向轴线62b。出口连接器件3的第一入口导管35和第二入口导管36平滑并入单个出口导管37,单个出口导管37通向热回收部件的出口30。因而,如果排气气流流经第二分支导管6(旁通布置在第一分支导管5中的热交换器)并且进入第二入口导管36,那么其从第二入口导管36直接流动至出口连接器件3的出口30。
图10示出了出口连接器件3的截面图,出口连接器件3的第一入口导管35以这种方式连接至第一分支导管出口55,以便对准第一分支导管出口纵向轴线52b,出口连接器件3的第二入口导管36以这种方式连接至第二分支导管出口65,以便对准第二分支导管出口轴线62b。第一入口导管35、第二入口导管36和出口导管37一起限定了第一主流动轴线350和第二主流动轴线360。(排气的)第一主流动轴线和第二主流动轴线360在位置370相遇以包括小于45°的角度β。从第一主流动轴线350和第二主流动轴线360相遇的位置370,它们继续作为公共主流动轴线。人们可以想象,存在第一虚拟导管(第一入口导管35至出口导管37的虚拟延续)和第二虚拟导管(第二入口导管36至出口导管37的虚拟延续),第一主流动轴线350是第一虚拟导管的中央纵向轴线,而的第二主流动轴线360是第二虚拟导管的中央纵向轴线。优选地,角度β小于30°,甚至更优选角度β小于15°。角度β越小越好,这是由于流经第二入口导管36(来自第二分支导管6,旁通)的热排气气流流动将必须转向至少135°的角度(当角度β为45°时,角度β越小则流动将必须转向的越多)以能够朝向热交换器51(布置在第一分支导管5中)的下游端部流回并且将热交换器暴露于不希望的寄生热。而且,第一入口导管35和第二入口导管36平滑并入公共的出口导管36,没有形成死空间(例如穴,直径突然改变或者较大膨胀),死空间会导致将不想要的热排气的转向流动,这又会导致热交换器51暴露于不希望的寄生热。
如图10所示,所有的第一分支导管出口55、第二分支导管出口65以及出口连接器件3的第一入口导管35、第二入口导管65和出口导管37都具有圆形截面,但是,正如先前提到的,这不是强制的。为了进一步防止热交换器51暴露于来自流经第二分支导管6的热排气气流的寄生热,热交换器51的下游端部和第一入口导管35与第二入口导管36相遇的位置38之间的距离39至少0.7倍于第一分支导管出口55的截面的液压直径d5。更优选地,距离39至少0.9倍于液压直径d5,甚至更优选距离39等于或者大于第一分支导管出口55的圆形截面的液压直径d5。在该方面,应该注意的是,对于圆形截面的液压直径来说是圆形截面的直径,但是对于其他几何形状截面(例如椭圆形、正方形、矩形等)来说液压直径是不同的。距离相对于直径d5越大,越好地保护热交换器51免于寄生热。因此,当排气流经第二分支导管6时,不存在寄生热或者热交换器51可以仅暴露于极小量的寄生热。
在操作中,在加热阶段期间,第一阀瓣45和第二阀瓣46初始位于第一端部位置,在第一端部位置,来自发动机的排气气流流经第一分支导管5以及流经热交换器51,从而加热流经热交换器51的冷却流体(该冷却流体是发动机的冷却流体)。被加热的冷却流体返回至发动机,因而导致更快加热发动机,使得加热发动机至期望温度所需要的时间被缩短,这导致降低排放或者以降低燃料消耗。
当发动机已经达到期望温度时,阀轴41快速旋转(通过合适的驱动器,未示出),直到第一阀瓣45和第二阀瓣46处于第二端部位置。在该第二端部位置,来自发动机的排气气流不再流经第一分支导管5,而是仅流经第二分支导管6,因而旁通热交换器51。在该阶段期间,流经发动机的冷却流体不再被加热,但是能够执行其正常功能以冷却发动机以及有助于保持发动机处于期望温度。在阀的两个端部位置,由于第一和第二分支导管是直的,因此不存在或者仅存在很小背压,这对于燃料消耗来说是有利的。热膨胀补偿器61在不同阶段期间补偿热膨胀在长度上的差异。由于阀轴41和阀瓣的特定布置,因此热回收部件的高度保持在最小(不高于或者仅稍微高于典型管直径或者Y形连接器件的出口的直径),这允许将热回收部件布置在机动车辆底盘的“隧道”中。同时,热回收部件的总体尺寸较小。
图11示出了根据本发明的热回收部件的另一实施方式。该进一步实施方式的类似部分标以类似附图标记,但是,在每个部分添加首项数字“1”。例如图11的实施方式的入口连接器件12(包括入口开口120)对应于图1的实施方式的入口连接器件2(包括入口开口20)。
下文将仅描述图11示出的另一实施方式的一些部分,因为,一般来讲,热回收部件11的该另一实施例与热回收部件1的不同之处主要在于由第一分支导管出口纵向轴线152b和第二分支导管出口纵向轴线162b限定的第二平面,第二平面与由平行延伸的(热交换器151布置于其中的第一分支导管15的)第一分支导管入口纵向轴线152a和(包括热膨胀补偿器161的第二分支导管16的)第二分支导管入口纵向轴线162a限定的第一平面不重合,该第二平面也不再平行于第一平面(但是第二平面可以住不同的高度平行于第一平面)。但是,在图11示出的实施方式中,第二分支导管16的管160在一定程度上弯曲以及扭曲。因此,第二平面与第一平面之间包括一个倾斜角度,虽然并未示出,但是该角度甚至可以高达九十度(这将对应于布置于第一分支导管出口155上方或者下方的第二分支导管出口165)。因此,Y形出口连接器件13(再次包括第一入口导管135和第二入口导管136以及通向热回收部件的出口130的公共出口导管137)的空间方位不同于图1的热回收部件1的第一实施方式的出口连接器件3的空间方位。
示出于图11的该另一实施例尤其是为了理解,热回收部件并不限于图1示出的热回收部件的实施方式的基本“直的”扁平设计,虽然该设计特别有利于部件的极其小的总体高度。但是,根据本发明的热回收部件允许部件外部形状的柔性设计,其能够以这样的方式修改,使得部件优化装配在机动车辆的乘客舱下方底盘的“隧道”中或者发动机舱中的可获得的空间中。同时热回收部件的总体高度仍然较小,这是由于阀14的阀轴141仍然布置在由平行延伸的第一分支导管入口纵向轴线152a和第二分支导管入口纵向轴线162a限定的第一平面中并且还垂直于这些轴线,使得用于驱动阀轴141的驱动装备能够横向于热回收部件11布置。因此,热回收部件的其他形状也在本发明的范围内。
已经借助于实施方式描述了根据本发明的热回收部件的各种方案。但是,本发明并不限于实施方式中示出的实施例或者方案的特定组合,可以想到对示出的实施方式各种改变以及修改,这并不超出以本发明为基础的技术教导。因此,保护范围仅由附随的权利要求限定。

Claims (14)

1.一种用于内燃机排气***的热回收部件(1;11),所述热回收部件包括:
-入口(20;120),该入口用于排气进入所述热回收部件;
-出口(30;130),该出口用于排气离开所述热回收部件;
-第一分支导管(5;15),该第一分支导管布置在所述热回收部件的所述入口(20;120)和所述出口(30;130)之间,所述第一分支导管(5;15)包括第一分支导管入口(53)、第一分支导管入口纵向轴线(52a;152a)、第一分支导管出口(55;155)、第一分支导管出口纵向轴线(52b;152b)以及布置在第一分支导管(5;15)中的热交换器(51;151);
-第二分支导管(6;16),该第二分支导管布置于所述热回收部件的所述入口(20;120)和所述出口(30;130)之间,所述第二分支导管(6;16)与所述第一分支导管(5;15)分离并且与所述第一分支导管(5;15)热分离,所述第二分支导管(6;16)包括第二分支导管入口(63)、第二分支导管入口纵向轴线(62a;162a)、第二分支导管出口(65;165)和第二分支导管出口纵向轴线(62b;162b),以允许排气流经所述第二分支导管(6;16)以旁通所述第一分支导管(5;15),所述第一分支导管入口纵向轴线(52a;152a)和所述第二分支导管入口纵向轴线(62a;162a)彼此平行延伸并且限定了第一平面;
-阀(4;14),该阀布置在所述第一分支导管入口(53)和所述第二分支导管入口(63)处,所述阀构造为能够在第一端部位置和第二端部位置之间旋转,在所述第一端部位置,所述阀允许排气仅流经所述第一分支导管(5;15),在所述第二端部位置,所述阀允许排气仅流经所述第二分支导管(6;16),
其中,所述阀(4;14)包括分离的第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46),所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)固定地布置在能够旋转的公共阀轴(41;141)上,一方面,所述公共阀轴(41;141)布置成在由所述第一分支导管(5;15)和第二分支导管(6;16)的所述第一分支导管入口纵向轴线(52a;152a)和第二分支导管入口纵向轴线(62a;162a)限定的第一平面中延伸,另一方面,所述公共阀轴(41;141)垂直于所述第一分支导管入口纵向轴线(52a;152a)和第二分支导管入口纵向轴线(62a;162a),所述第一阀瓣(45)布置在所述公共阀轴(41)上对应于所述第一分支导管入口(53)的位置的轴向位置处,并且,所述第二阀瓣(46)布置在所述公共阀轴(41)上对应于所述第二分支导管入口(63)的位置的轴向位置处,所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)绕所述公共阀轴(41;141)相对于彼此成角度旋转布置;以及
-Y形出口连接器件(3;13),该Y形出口连接器件具有平滑并入单个出口导管(37)而不形成任何死空间的分离的第一入口导管(35;135)和第二入口导管(36;136),所述第一入口导管(35)、所述第二入口导管(36)和所述出口导管(37)一起限定了通过所述出口连接器件(3;13)的相应入口导管(35、36)至所述出口连接器件(3;13)的所述出口导管(37)的第一主流动轴线(350)和第二主流动轴线(360),所述Y形出口连接器件(3)的所述第一入口导管(35;135)以这种方式连接至所述第一分支导管出口(55),以便对准所述第一分支导管出口纵向轴线(52b;152b),并且所述Y形出口连接器件(3;13)的所述第二入口导管(36;136)以这种方式连接至所述第二分支导管出口(65),以便对准所述第二分支导管出口纵向轴线(62b;162b),并且其中,在所述第一主流动轴线(350)和第二主流动轴线(360)相遇的位置(370)处,在所述第一主流动轴线(350)和所述第二主流动轴线(360)之间包括小于45°的角度(β),
其中,所述第一分支导管出口(55;155)和第二分支导管出口(65;165)、所述出口连接器件(3)的所述第一入口导管(35;135)和第二入口导管(36;136)以及所述出口导管(37;137)具有这样的截面,所述截面具有液压直径,并且其中,所述热交换器(51)的下游端部和所述第一入口导管(35)和所述第二入口导管(36)相遇的位置(38)之间的距离(39)至少0.7倍于所述第一分支导管出口(55)的所述截面的所述液压直径(d5)。
2.根据权利要求1所述的热回收部件,其中,所述第一分支导管出口纵向轴线(52b)和所述第二分支导管出口纵向轴线(62b)限定第二平面,由所述第一分支导管入口纵向轴线(52a)和所述第二分支导管入口纵向轴线(62a)限定的所述第一平面与由所述第一分支导管出口纵向轴线(52b)和所述第二分支导管出口纵向轴线(62b)限定的所述第二平面重合。
3.根据权利要求1或2所述的热回收部件,其中,所述阀包括阀壳体(40)以及布置在所述阀壳体(40)中的分离的第一阀座(43)和第二阀座(44),所述第一阀座(43)布置在所述第一分支导管入口(53)处以与所述第一阀瓣(45)协作,所述第二阀座(44)布置在所述第二分支导管入口(63)处以与所述第二阀瓣(46)协作,其中,所述第一阀座和第二阀座均包括在所述阀壳体(40)的内壁上的扁平周向延伸的抵靠表面(430、440),相应的抵靠表面(430)具有内边界(431)和外边界(432),其中,所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)的尺寸和形状确定成使得相应阀瓣(45)的外边界(452)径向向外延伸超出相应阀座(43)的所述扁平周向抵靠表面(430)的所述内边界(431),
并且其中,所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)的尺寸和形状进一步确定成使得相应阀座(43)的所述扁平周向抵靠表面(430)的所述外边界(432)布置于相应阀瓣(45)的所述外边界(452)的径向外侧。
4.根据权利要求3所述的热回收部件,其中,所述第一阀座(43)的所述扁平周向延伸的抵靠表面(430)和第二阀座(44)的所述扁平周向延伸的抵靠表面(440)布置成与所述第一分支导管(5;15)的所述第一分支导管入口纵向轴线(52a;152a)和所述第二分支导管(6;16)的所述第二分支导管入口纵向轴线(62a;162a)之间均包括在50°至90°的范围内的倾斜角度(α),所述第一阀座(43)的所述抵靠表面(430)的倾斜方向反向于所述第二阀座(44)的所述抵靠表面(440)的倾斜方向,并且其中,成角度旋转布置在所述阀轴(41)上的所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)之间包括的角度对应于所述阀座(43、44)的所述抵靠表面(430、440)的倾斜角度(α)。
5.根据权利要求4所述的热回收部件,其中,所述倾斜角度(α)在60°至80°的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的热回收部件,其中,所述阀包括阀壳体(40)和布置在所述阀壳体(40)中的仅一个单个阀座(43;44),所述单个阀座(43;44)布置在所述第一分支导管入口(53)处以与所述第一阀瓣(45)协作或者布置在所述第二分支导管入口(63)处以与所述第二阀瓣(46)协作,其中,所述单个阀座(43;44)包括在所述阀壳体(40)的内壁上的扁平周向延伸的抵靠表面(430;440),所述抵靠表面(430)具有内边界(431)和外边界(432),
其中,所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)的尺寸和形状确定成使得相应阀瓣(45)的外边界(452)径向向外延伸超出所述单个阀座(43;44)的所述扁平周向抵靠表面(430)的所述内边界(431),
并且其中,所述第一阀瓣(45)和第二阀瓣(46)的尺寸和形状进一步确定成使得相应阀座(43)的所述扁平周向抵靠表面(430)的所述外边界(432)布置于相应阀瓣(45)的所述外边界(452)的径向外侧。
7.根据权利要求6所述的热回收部件,其中,所述单个阀座(43;44)布置在所述第一分支导管入口(53)处。
8.根据权利要求1或2所述的热回收部件,该热回收部件进一步包括热膨胀补偿器(61;161),该热膨胀补偿器布置在所述第一分支导管(5;15)中或所述第二分支导管(6;16)中,用于在长度上补偿不同的热膨胀。
9.根据权利要求1所述的热回收部件,其中,所述热交换器(51)的下游端部和所述第一入口导管(35)和所述第二入口导管(36)相遇的位置(38)之间的距离(39)至少0.9倍于所述第一分支导管出口(55)的所述截面的所述液压直径(d5)。
10.根据权利要求9所述的热回收部件,其中,所述热交换器(51)的下游端部和所述第一入口导管(35)和所述第二入口导管(36)相遇的位置(38)之间的距离(39)等于或者大于所述第一分支导管出口(55)的所述截面的所述液压直径(d5)。
11.根据权利要求1或2所述的热回收部件,该热回收部件进一步包括入口连接器件(2;12),所述入口连接器件(2;12)具有:入口(20;120),用于将所述热回收部件连接至排气***的上游导管或者部件;并且具有出口(21),该出口连接至所述阀(4;14),其中,所述入口连接器件(2;12)从其入口(20;120)朝向其出口(21)变宽,并且其中,所述入口连接器件(2;12)的所述出口(21)的尺寸和形状确定为在所述阀(4;14)的所述第一阀瓣(45)和所述第二阀瓣(46)上延伸。
12.根据权利要求1或2所述的热回收部件,其中,所述第一分支导管(5)和第二分支导管(6)通过布置于所述第一分支导管(5)和第二分支导管(6)之间的空气间隙(7)热分离。
13.根据权利要求1或2所述的热回收部件,其中,所述第一分支导管(5;15)和第二分支导管(6;16)通过布置于所述第一分支导管(5;15)和第二分支导管(6;16)之间的热绝缘材料热分离。
14.根据权利要求1或2所述的热回收部件,其中,所述热回收部件构造为在操作中,在内燃机加热阶段期间,起初使所述第一阀瓣(45)和所述第二阀瓣(46)布置在第一端部位置,在所述第一端部位置,来自所述内燃机的所述排气流经所述第一分支导管(5)并且流经所述热交换器(51),从而加热所述内燃机的流经所述热交换器(51)的冷却流体,然后所述冷却流体作为经加热的冷却流体返回所述内燃机,使得加热发动机至期望温度所需的时间被缩短,并且其中,所述热回收部件进一步构造为当所述内燃机已经达到所述期望温度时旋转所述阀轴(41)直到所述第一阀瓣(45)和所述第二阀瓣(46)处于所述第二端部位置,使得来自所述内燃机的所述排气不再流经所述第一分支导管(5)而是仅流经所述第二分支导管(6)。
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