用于发动机的EGR流量传感器.pdf

摘要
申请专利号：	CN201280065535.6	申请日：	2012.12.18
公开号：	CN104024621A	公开日：	2014.09.03
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F02M 25/07申请日:20121218\|\|\|公开
IPC分类号：	F02M25/07; F02D21/08; G01F1/34	主分类号：	F02M25/07
申请人：	卡特彼勒公司
发明人：	M·E·勒斯泰克; J·W·麦克梅纳米; J·S·莫里斯; M·J·李艾宁; J·J·斯塔布尼克; W·L·舍尔
地址：	美国伊利诺伊州
优先权：	2011.12.30 US 13/341,405
专利代理机构：	北京市中咨律师事务所 11247	代理人：	马利蓉;吴鹏
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明公开了一种运行发动机(10)的方法。该方法可包括从所述发动机的至少一个燃烧室(11)排放废气。该方法还可包括将废气的至少一部分通过EGR系统(16)再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道(28)。此外，该方法可包括通过将压力经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)引导至第一压力传感器(36)来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

权利要求书

权利要求书
1.  一种运行发动机(10)的方法，该方法包括：
从所述发动机的至少一个燃烧室(11)排放废气；
将废气的至少一部分通过EGR系统(16)再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道(28)；
通过将压力经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)引导至第一压力传感器(36)来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使第一传感器通路中的第二端处的气体的主体温度维持在第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75％的温度包括使第二端处的气体的主体温度维持在第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约90％的温度。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传感器通路具有小于约100mm的长度。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
EGR管道包括入口(30)、出口(34)和介于入口和出口之间的喉部(32)，该喉部具有比入口和出口更小的横截面面积；
第一传感器通路的第一端连接至EGR管道的喉部；
第一压力传感器是差压传感器；和
感测压力还包括将压力经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(56)和连接至第一压力传感器的第二端(58)的第二传感器通路(54)引导至第一压力传感器，同时使第二传感器通路中邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第二传感器通路中在其第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

5.  根据权利要求4所述的方法，还包括经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(62)和连接至第二压力传感器的第二端的第三传感器通路(60)将压力引导至第二压力传感器(38)，同时使第三传感器通路中邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第三传感器通路中在其第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

6.  一种发动机(10)，包括：
至少一个燃烧室(11)；
EGR系统(16)，其可操作以使所排放的废气的至少一部分从所述至少一个燃烧室再循环回到所述至少一个燃烧室，所述EGR系统包括再循环废气中的至少一部分通过其流动的EGR管道(28)；
第一压力传感器(36)，该第一压力传感器经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)连接至EGR管道，第一传感器通路具有一长度，使得第一传感器通路中的邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

7.  根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述第一传感器通路具有一长度，使得邻近第一传感器通路的第二端的主体气体温度维持在第一传感器通路的第一端处的主体气体温度的至少约90％。

8.  根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述第一传感器通路具有小于约100mm的长度。

9.  根据权利要求6所述的发动机，其特征在于：
所述EGR管道包括入口(30)、出口(34)、介于入口和出口之间的喉部(32)，该喉部具有比入口和出口更小的横截面面积；
第一传感器通路的第一端连接至所述EGR管道的喉部；
第一压力传感器是差压传感器；和
所述第一压力传感器还经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(56)和连接至第一压力传感器的第二端(58)的第二传感器通路(54)连接至EGR管道，所述第二传感器通路具有一长度，使得第二传感器通路中的邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第二传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

10.  根据权利要求9所述的发动机，还包括：
第二压力传感器(36)；和
第三传感器通路(60)，该第三传感器通路具有连接至EGR管道的入口的第一端(62)和连接至第二压力传感器的第二端(64)，所述第三传感器通路具有一长度，使得第三传感器通路中的邻近其第二端处的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第三传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。

说明书

说明书用于发动机的EGR流量传感器
技术领域
本发明涉及内燃发动机，更具体地，涉及采用废气再循环的内燃发动机。
背景技术
许多机器包括用于产生动力的内燃发动机。这样的内燃发动机在一个或多个燃烧室中燃烧燃料并从这些一个或多个燃烧室排出废气。一些内燃发动机采用废气再循环(EGR)，其中排出的废气的一部分被引回至所述一个或多个燃烧室以用于随后的燃烧循环。在某些情况下，期望感测所述废气正被再循环到燃烧室的速率。
授权于Cerabone等人的公开的美国专利申请No.2009/0084193(“'193申请”)公开了一种用于测量内燃发动机的废气再循环流量的装置。该'193申请的装置包括一文丘里管，再循环的废气通过该文丘里管流动。该装置还包括通过连接至文丘里管的通路与文丘里管流体连通的差压传感器。该'193申请公开的是这些设备用于测量通过文丘里管的废气的流率。
虽然'193申请公开了据称是用于测量废气再循环的流量的装置，可能存在某些缺点。例如，在一些应用中，颗粒物质可能会在将压力传感器连接至文丘里管的通路中聚集。如果这些通路被颗粒物质堵塞，压力传感器可能不再具有与文丘里管的流体连通，并且该设备可能不能准确地测量废气再循环的流量。
本发明的系统和方法可以帮助解决上述问题。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种运行发动机的方法。该方法可包括从所述发动机的至少一个燃烧室排放废气。该方法还可包括将废气的至少一部分通过EGR系统再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道。此外，该方法可包括通过将压力经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端和连接至第一压力传感器的第二端的第一传感器通路引导至第一压力传感器来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度(bulk temperature，整体温度)，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。
另一个实施例涉及一种发动机。该发动机可包括至少一个燃烧室。该发动机还可包括EGR系统，其可操作以使所排放的废气的至少一部分从所述至少一个燃烧室再循环回到所述至少一个燃烧室。EGR系统可包括再循环废气中的至少一部分通过其流动的EGR管道。此外，发动机可包括第一压力传感器，该第一压力传感器经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端和连接至第一压力传感器的第二端的第一传感器通路连接至EGR管道。第一传感器通路可以具有一长度，使得第一传感器通路中的邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75％。
再一实施例涉及一种EGR流量传感器。EGR流量传感器可包括具有EGR管道的体部。EGR流量传感器还可包括第一压力传感器。此外，EGR流量传感器可包括具有与所述EGR管道流体连通的第一端和与所述第一压力传感器流体连通的第二端的第一传感器通路。第一传感器通路的至少一部分可具有介于EGR管道的与第一传感器通路的第一端相邻的一部分的横截面面积的约2％和10％之间的横截面面积。
附图说明
图1示出了根据本发明的具有EGR流量传感器的发动机的一个实施例；
图2提供了根据本发明的EGR流量传感器的更详细的视图；和
图3提供了图2所示的EGR流量传感器的局部剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的包括具有EGR流量传感器26的废气再循环(EGR)系统16的发动机10。发动机10可以是配置成通过燃烧燃料产生动力的任何类型的发动机，包括但不限于柴油发动机、汽油发动机和气体燃料动力的发动机。发动机10可具有一个或多个燃烧室11，发动机10在其中燃烧燃料。此外，发动机10可包括用于向燃烧室11输送空气和/或其它气体以与燃料一起燃烧的进气系统14，以及用于引导由燃料燃烧产生的废气离开燃烧室11的排气系统12。
进气系统14可包括用于引导空气和/或其他气体进入燃烧室11的各种部件。例如，进气系统14可包括进气管道42、涡轮增压器20的压缩机46、EGR混合器44和连接至燃烧室11的进气歧管15。此外，进气系统14可包括各种其它部件，包括其它阀、压缩机、过滤器、通路、热交换器等。
排气系统12可包括各种部件以引导废气从燃烧室11离开发动机10。例如，排气系统12可包括排气歧管13、涡轮增压器20的涡轮机18、排气管道21和后处理系统22。后处理系统22可包括配置成减少不希望的排放(包括但不限于来自离开发动机10的废气的氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物)的量的各种部件。除了在图1中所示的部件之外，排气系统12可具有各种其它部件，包括各种阀、附加的涡轮机、消声器、加热器等。
EGR系统16可包括配置成引导从燃烧室11排放的废气的一部分返回到燃烧室11以用于随后的燃烧事件的各种部件。EGR系统16可从排气系统12中的不同的位置吸取废气。例如，在图1所示的实施例中，EGR系统16可具有管道23，该管道23从介于涡轮机18和后处理系统22之间的排气管道21吸取废气。连接至管道23的EGR系统16可包括EGR冷却器24、EGR流量传感器26、EGR阀41和EGR混合器44。EGR系统16从排气管道21接收的废气可流过管道23、EGR冷却器24、EGR流量传感器26和EGR阀41，流向EGR混合器44。除了图1中所示的部件之外，EGR系统16可包括各种其它部件，包括但不限于附加的通路、阀、过滤器等。EGR系统16的部件可相对于彼此布置在不同的位置。例如，EGR流量传感器26可以定位在EGR系统16中的其他位置，包括EGR冷却器24的上游。同样地，EGR阀41可以定位在EGR混合器44上游的任何位置，包括EGR流量传感器26的上游和/或EGR冷却器24的上游。此外，在一些实施例中，EGR阀41和EGR混合器44可以集成为一个部件。
EGR冷却器24可包括任何一种或多种可操作以从通过EGR系统16再循环的废气提取热量的部件。例如，在一些实施例中，EGR冷却器24可包括使用来自发动机10的液体冷却剂以冷却再循环的废气的液体-气体热交换器。
EGR流量传感器26可包括体部66，再循环废气通过该体部66流动。图2和3更详细地示出了EGR流量传感器26的体部66。图2提供了体部66的外表面的透视图。图3提供了体部66的侧视图，其局部剖开以显示EGR管道28，再循环废气经由该管道28通过体部66。EGR管道28可包括从EGR冷却器24接收废气的入口30和向EGR混合器44排放废气的出口34。
EGR流量传感器26可以是用于感测通过EGR系统16的废气流率的专用部件，或者EGR流量传感器26可以配置成用于除了感测流量之外的其他目的。作为EGR流量传感器26配置成用于多种目的的实施例的一个示例，除了用于感测废气流动的速率的部件之外，EGR流量传感器26还可包括用于在EGR系统16中控制流量的阀。在图2和3所示的实施例中，EGR流量传感器26可以是专用的感测部件。此外，在该实施例中，EGR管道28可具有在入口30和出口34之间设置有喉部32的文丘里管结构。喉部32可具有比入口30或出口34更小的横截面面积。因此，当废气流经EGR管道28的喉部32时，其速度可能会增加，其压力会降低，如由伯努利原理所说明的。EGR管道28的各部分可具有不同的横截面形状。在一些实施例中，入口30、喉部32和出口34可具有不同直径的圆形横截面。
回到图1，EGR阀41可以配置成控制再循环废气是否以及以什么速率流过EGR系统16。EGR阀41可包括可操作以向流过EGR系统16的废气提供可变节流的任何一个或多个部件，包括但不限于蝶阀、球阀、闸阀、提升阀等。
EGR混合器44可以坐落在EGR阀41的下游，且EGR混合器44可以用于使来自EGR系统16的废气与来自进气系统14的进气空气混合以输送到燃烧室11。因此，EGR混合器44可包括接收再循环废气的EGR入口25和接收来自涡轮增压器20的压缩机46的进气空气的空气入口27，以及向进气歧管15排放空气和/或再循环废气以输送至燃烧室11的出口29。
发动机10可具有用于控制EGR阀41来计量准许进入进气系统14的再循环废气的各种配置。在一些实施例中，发动机10可包括操作性地连接至EGR阀41的阀致动器43，和操作性地连接至阀致动器43的发动机控制器40。这可允许发动机控制器40通过控制阀致动器43的操作以调节废气再循环的速率。控制器40、阀致动器43和EGR阀41可以基于各种输入控制废气再循环的速率，并根据不同的控制方案实现各种目的。控制器40也可以控制发动机10的操作的其它方面。例如，控制器40可以通过控制各种燃料系统部件(未显示)来控制向燃烧室11的燃料供给。控制器40可包括可操作以控制发动机10的操作的上述各方面的任何一个或多个部件。在一些实施例中，控制器40可包括一个或多个微处理器和一个或多个存储器设备。
控制器40可以配置成至少部分地基于通过EGR流量传感器26收集的信息估计EGR系统16中的废气流的速度。控制器40可基于来自EGR流率传感器26自身的信息，或基于来自EGR流量传感器26的信息与其他信息的组合来估计EGR系统16中的废气流的速率。为了估计EGR系统16中废气流的速率，控制器40可以使用理论和/或经验的方法。类似地，控制器40可以使用公式、查找表和/或其它方法估计EGR系统16中的废气流的速率。估计EGR系统16中的废气流的速率可通过例如允许控制器 40借助于阀致动器43来执行EGR阀41的闭环控制以提供目标废气再循环率而帮助控制器40更准确地控制废气再循环的速率。
EGR流量传感器26可以具有用于提供与通过EGR系统16的废气的流率相关的信息的各种设置。在一些实施例中，EGR流量传感器26可包括差压传感器36和操作性地连接至控制器40的绝对压力传感器38。差压传感器36可以感测喉部32内的压力与EGR管道28的入口30内的压力之间的差异。差压传感器36可以向控制器40提供指示所感测到的喉部32与EGR管道28的入口30之间的压力差异的信号。基于伯努利原理，在EGR管道28的这两个部分的压力之间的差异将根据废气在EGR管道28中的速度而变化。因此，来自差压传感器36的信号可以提供流经EGR管道28的废气的速度的一些指示。
绝对压力传感器38可以感测EGR管道28的一些部分中的绝对压力。例如，绝对压力传感器38可以感测EGR管道28的入口30内的绝对压力，绝对压力传感器38可以提供向控制器40指示该压力的信号。当估计通过EGR系统16的废气流率时，所述信息能以各种方式证明有用。例如，在EGR管道28内的感测到的绝对压力可提供EGR管道28内废气的质量密度的一些指示。
控制器40可以用各种方式使用来自差压传感器36和绝对压力传感器38的信号以估计通过EGR系统16的废气的质量流率。在一些实施例中，控制器40可以基于来自差压传感器36的信号计算废气流经EGR管道28的速度。在一些实施例中，控制器40随后可以基于来自绝对压力传感器38的信号与所感测的流经EGR管道28的废气温度的组合来计算EGR管道28中的废气的质量密度。然后，控制器40可以使用所估计的速度和质量密度来计算EGR管道28和因此EGR系统16内的废气的质量流率。
EGR流量传感器26可具有用于将差压传感器36及绝对压力传感器38暴露至EGR管道28中的压力的各种布置。如图3所示，在一些实施例中，EGR流量传感器26可包括传感器通路48和传感器通路54，其提供从喉部32和EGR管道28的入口30到体部66上的端口68和70的流体连通。传感器通路48可具有通向EGR管道28的喉部32的第一端50，以及连接至端口68的第二端52。类似地，传感器通路54可具有通向EGR管道28的入口30的第一端56，以及连接至端口70的第二端58。虽然图3示出一个实施例，其中传感器通路48、54、60之间的空间填充有EGR流量传感器26的体部66的母材，但EGR流量传感器的一些实施例可以在相邻的通路48、54、60之间具有空穴或空隙。
差压传感器36可连接至端口68和70以允许差压传感器36感测喉部32和入口30中的如通过传感器通路48、54传达的气体压力。差压传感器36可具有连接至端口68的内部端口76。此外，差压传感器36可具有连接至内部端口76的腔室80。因此，腔室80可经由传感器通路48、端口68和端口76流体连接至喉部32。在连接至端口70的情况下，差压传感器36可包括端口78。端口78可以延伸到类似于腔室80的腔室(未显示)。差压传感器36可具有用于感测腔室80与连接至端口70的腔室之间的压力差的设置。例如，差压传感器36可包括在腔室80和连接至端口78的腔室之间的膜片(未显示)，以及用于根据膜片由于腔室80与膜片另一侧上的腔室之间的压力差而发生的偏转来产生信号的设置。
为了使绝对压力传感器38暴露至EGR管道28的入口30内的压力，EGR流量传感器26可包括提供从入口30到端口72的流体连通的传感器通路60。传感器通路60可包括通向EGR管道28的入口30内的第一端62，以及连接至端口72的第二端64。绝对压力传感器38可连接至端口72以感测入口30中的如通过传感器通路60传达的压力。例如，绝对压力传感器38可包括与端口72流体连通的端口74。端口74可以延伸到绝对压力传感器38的内部腔室77。绝对压力传感器38可具有用于感测腔室77中的压力以作为EGR管道28的入口30内的压力的指示的配置。例如，绝对压力传感器38可包括在腔室77的内端的膜片75，并且绝对压力传感器38可以具有用于基于膜片75由腔室77内的压力造成的偏转产生信号的配置。
传感器通路48、54和60可具有各种几何形状。在一些实施例中，一个或多个传感器通路48、54、60可以具有圆形横截面。此外，一个或多个传感器通路48、54、60可以具有相对小的横截面面积。例如，传感器通路54的横截面面积可以是邻近通路54的第一端56处的入口30的横截面面积的约2％和10％之间。传感器通路54的具体的横截面面积可以具有多种数值。在一些实施例中，传感器通路54可具有在约10mm2和50mm2之间、或约20mm2和40mm2之间的横截面面积。在一个示例中，在通路54具有圆形的横截面并且入口30也具有圆形的横截面时，通路54可以具有6mm的直径，且入口30可以具有35mm的直径。在该示例中，通路54可具有28.27mm2的横截面面积和入口30可具有962.11mm2的横截面面积，以使得通路54的横截面面积是与通路54的第一端56相邻的入口30的横截面面积的2.94％。
在一些实施例中，通路48和60的一个或两个可具有类似于上面讨论的通路54的横截面尺寸。因此，通路48的横截面面积可以是相邻于通路48的第一端50处的喉部32的横截面面积的介于约2％和10％之间。类似地，通路60的横截面面积可以是相邻于通路60的第一端62处的入口30的横截面面积的介于约2％和10％之间。在一个示例中，通路48和通路60各可具有直径为6mm的圆形横截面，喉部32可以具有直径为19.5mm的圆形横截面，入口30可具有直径为35mm的圆形横截面。在一些实施例中，基本上每个传感器通路48、54、60的整个长度可具有大于EGR管道28的相邻部分的约2％的横截面面积。
通路48、54、60可具有不同的长度。每个通路48、54、60的长度可以影响邻近通路的第二端52、58、64的废气的温度。在每个通路48、54、60的第一端50、56、62处，废气可保持来自燃烧过程的相对高的温度。在与每个通路48、54、60的第一端50、56、62相距一段距离处，温度可能降低，因为热传递到周围的环境。因此，每个通路48、54、60越长，在每个通路48、54、60的第一端50、56、62和第二端52、58、64之间的温度差异越大。在一些实施例中，通路48、54、60可具有导致第一端50、56、62和第二端52、58、64之间的温度差异相对较小的相对较短的长度。例如，在一些实施例中，通路48、54、60中的一个或全部可具有一长度以使通路48、54、60的第二端52、58、64处的主体气体温度是通路48、54、60的第一端50、56、62处的主体气体温度的至少约75％。此外，在一些实施例中，通路48、54、60中的一个或全部可具有一长度以使通路48、54、60的第二端52、58、64处的主体气体温度仍较高、例如是至少约90％、或甚至约等于通路48、54、60的第一端50、56、62处的主体气体温度。例如，通路48、54、60的每个可以是小于约100mm长或小于约75mm长。例如，通路48可以在第一和第二端50、52之间是约60mm长，通路54可以在第一和第二端56、58之间是约50mm长，以及通路60可以在第一和第二端62、64之间是大约24mm长。
同时，EGR流量传感器26可以配置成帮助使废气在不会导致对传感器热损坏的温度下保持在差压传感器36和绝对压力传感器38的内部腔室中。例如，通路48和差压传感器36的内部端口76可具有足够的长度以确保在差压传感器36的腔室80中的废气通常保持在125摄氏度以下。类似地，通路54和差压传感器36的内部端口78可具有足够的长度以确保连接至内部端口78的腔室中的废气通常保持在125摄氏度以下。同样地，绝对压力传感器38的通路60、端口72和端口74可具有足够的长度以确保绝对压力传感器38的内部端口77内的废气通常保持在125摄氏度以下。当然，在差压传感器36和/或绝对压力传感器38具有承受超过125摄氏度的温度的能力的实施例中，可以允许传感器通路48、54和60中的气体温度升至更高的温度。
EGR流量传感器26可以具有用于保护差压传感器36和绝对压力传感器38不受热损伤的各种其他设置。在一些实施例中，EGR流量传感器26的体部66可以由具有相对低的导热性的材料如黑色(铁类)金属或塑料制成。此外，EGR流量传感器26可包括在EGR流量传感器26的体部66和差压传感器36以及绝对压力传感器38之间起热屏障作用的部件。例如，EGR流量传感器26可在EGR流量传感器26的体部66与差压传感器36和绝对压力传感器38中的一个或两者之间包括具有低的热传导性的垫圈 (未显示)。类似地，EGR流量传感器26可在体部66与差压传感器36和绝对压力传感器38中的一个或两者之间包括空气间隙。全部这些设置都可以避免热量从体部66传递至差压传感器36和绝对压力传感器。
通路48、54、60可以具有各种形状。在一些实施例中，通路48、54、60可以各自在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间的大致直线上延伸。此外，在一些实施例中，通路48、54、60可在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间具有基本上恒定的横截面形状和尺寸。此外，在一些实施例中，通路48、54、60在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间的壁部中可能没有开口或互连部。
发动机10、EGR系统16和EGR流量传感器26可以具有与上面所讨论并示于图1-3的示例不同的构造。例如，虽然图3示出了具有彼此大致相同的横截面尺寸并且彼此大致相同的形状(即，直的)的传感器通路48、54、60，该传感器通路48、54、60的一个或多个可具有与其他的不同的尺寸和/或形状。此外，EGR管道28的一个或多个部分可以具有除圆形外的横截面形状。此外，EGR系统16可从排气系统12的不同部分(例如从涡轮机18的上游或后处理系统22的下游)吸取废气。
此外，EGR流量传感器26可以在EGR管道28中不配置文丘里管。当废气流经管道28时将在管道28内提供一些压降的EGR流量传感器26的任何配置都可以允许感测流经EGR系统16的废气的流率。例如，代替文丘里管，EGR流量传感器26可依赖于EGR管道28中的阀或其它障碍物来建立一个可由差压传感器36感测成EGR管道28中的流率指示的压差。同样，EGR流量传感器26可能只是具有足够长的EGR管道28以创建其中两个点之间的可测量的压力差。此外，控制器40可以配置成基于来自EGR流量传感器26的信息以与上述不同的方式估计EGR系统16内的废气的流率。
工业适用性
所公开的发动机10可在任何需要动力来执行一个或多个任务的应用中使用，并且所公开的EGR流量传感器26可以与采用废气再循环的任何发动机一起使用。EGR流量传感器26的所公开的配置可通过抑制通路48、54、60的堵塞而促进EGR流量传感器26的可靠运行。EGR流量传感器26的设计的各个上述方面可以有助于这种有利的结果。
例如，给定通路48、54、60相对较小的横截面面积，例如小于EGR管道28的毗连部分的横截面面积的约10％，可能趋向于抑制通道的堵塞。因为发动机10典型地以脉冲形式释放废气到排气系统12内，排气系统12和EGR系统16中的气体压力也趋向于脉动。EGR流量传感器26的EGR管道28中的压力脉冲可能趋向于驱动气体和颗粒物质进入通路48、54、60。给定通路48、54、60相对较小的横截面面积可以倾向于限制较大的压力脉冲传入通路48、54、60，从而抑制颗粒物质流进通路48、54、60。对颗粒物质流进通路48、54、60的抑制可以减少颗粒物质堵塞通路的可能性。
同时，确保通路48、54、60不具有过小的横截面面积也可倾向于抑制通路的堵塞。例如，给定每个通路48、54、60的横截面面积为EGR管道28的相应部分的至少约2％可以通过降低极少量的颗粒物质堵塞通路的可能性而抑制堵塞。确保通路48、54、60不是过小也可允许凝结在通路48、54、60中的流体从通路48、54、60排放，而不会由于液体的表面张力桥接通路48、54、60的壁部。
此外，提供具有平滑的、直的、不间断的壁部的通路48、54、60可以减少堵塞的可能性。减少通路48、54、60中的颗粒物质可能遇到的障碍物的数量也倾向于降低通路48、54、60中颗粒阻塞的可能性。
给定通路48、54、60的长度以抑制通路的整个长度上的温度下降也可以抑制堵塞。保持通路48、54、60的第二端52、58、64中的气体的温度接近EGR管道28中的气体温度可以有助于防止已进入通路48、54、60的颗粒物质由于热迁移和气体中的烃的冷凝而集聚在通路的壁部上。
同时，保持差压传感器36和绝对压力传感器38的内部通路和腔室中的气体的温度而不会变得过高也可以提供某些益处。例如，维持差压传感器36和绝对压力传感器38的内部腔室中的气体温度在某水平之下可以有助于防止对差压传感器36和绝对压力传感器38的热损伤。
抑制通路48、54、60的堵塞和对差压传感器36和绝对压力传感器38的损伤可有助于确保控制器40接收关于EGR管道28中的压力的精确的信息。这可有助于控制器40精确地确定和控制通过EGR系统16的废气再循环的速率，这可促使发动机10的有效、高效的运行。
显然本领域技术人员对本发明的系统和方法进行各种修改和变型而不脱离本发明的范围。本发明的系统和方法的其它实施例对本领域技术人员在考虑本文公开的系统和方法的说明书和实践后是显而易见的。说明书和实施例意在仅被视为示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同方案限定。

资源描述

《用于发动机的EGR流量传感器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于发动机的EGR流量传感器.pdf（13页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104024621 A(43)申请公布日 2014.09.03CN104024621A(21)申请号 201280065535.6(22)申请日 2012.12.1813/341,405 2011.12.30 USF02M 25/07(2006.01)F02D 21/08(2006.01)G01F 1/34(2006.01)(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人 ME勒斯泰克 J W麦克梅纳米JS莫里斯 MJ李艾宁JJ斯塔布尼克 WL舍尔(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所 11247代理人马利蓉吴鹏(54) 发明名称用于发动机的EGR流量传。

2、感器(57) 摘要本发明公开了一种运行发动机(10)的方法。该方法可包括从所述发动机的至少一个燃烧室(11)排放废气。该方法还可包括将废气的至少一部分通过EGR系统(16)再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道(28)。此外，该方法可包括通过将压力经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)引导至第一压力传感器(36)来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75。(30。

3、)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.06.30(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/070307 2012.12.18(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/101545 EN 2013.07.04(51)Int.Cl.权利要求书2页说明书7页附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图3页(10)申请公布号 CN 104024621 ACN 104024621 A1/2页21.一种运行发动机(10)的方法，该方法包括：从所述发动机的至少一个燃烧室(11)排放废气；将废气的至少一部分通过EGR系。

4、统(16)再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道(28)；通过将压力经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)引导至第一压力传感器(36)来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使第一传感器通路中的第二端处的气体的主体温度维持在第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75的温度包括使第二端处的气体的主体温度维持在。

5、第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约90的温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传感器通路具有小于约100mm的长度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：EGR管道包括入口(30)、出口(34)和介于入口和出口之间的喉部(32)，该喉部具有比入口和出口更小的横截面面积；第一传感器通路的第一端连接至EGR管道的喉部；第一压力传感器是差压传感器；和感测压力还包括将压力经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(56)和连接至第一压力传感器的第二端(58)的第二传感器通路(54)引导至第一压力传感器，同时使第二传感器通路中邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该。

6、主体温度是第二传感器通路中在其第一端处的气体的主体温度的至少约75。5.根据权利要求4所述的方法，还包括经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(62)和连接至第二压力传感器的第二端的第三传感器通路(60)将压力引导至第二压力传感器(38)，同时使第三传感器通路中邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第三传感器通路中在其第一端处的气体的主体温度的至少约75。6.一种发动机(10)，包括：至少一个燃烧室(11)；EGR系统(16)，其可操作以使所排放的废气的至少一部分从所述至少一个燃烧室再循环回到所述至少一个燃烧室，所述EGR系统包括再循环废气中的至少一部分通过其流动的EGR管道(。

7、28)；第一压力传感器(36)，该第一压力传感器经由具有连接至EGR管道的一部分的第一端(50)和连接至第一压力传感器的第二端(52)的第一传感器通路(48)连接至EGR管道，第一传感器通路具有一长度，使得第一传感器通路中的邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75。7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述第一传感器通路具有一长度，使得邻近第一传感器通路的第二端的主体气体温度维持在第一传感器通路的第一端处的主体气体温度的至少约90。权利要求书CN 104024621 A2/2页38.根据权利要求6所述的发动机，其特征。

8、在于，所述第一传感器通路具有小于约100mm的长度。9.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于：所述EGR管道包括入口(30)、出口(34)、介于入口和出口之间的喉部(32)，该喉部具有比入口和出口更小的横截面面积；第一传感器通路的第一端连接至所述EGR管道的喉部；第一压力传感器是差压传感器；和所述第一压力传感器还经由具有连接至EGR管道的入口的第一端(56)和连接至第一压力传感器的第二端(58)的第二传感器通路(54)连接至EGR管道，所述第二传感器通路具有一长度，使得第二传感器通路中的邻近其第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第二传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75。

9、。10.根据权利要求9所述的发动机，还包括：第二压力传感器(36)；和第三传感器通路(60)，该第三传感器通路具有连接至EGR管道的入口的第一端(62)和连接至第二压力传感器的第二端(64)，所述第三传感器通路具有一长度，使得第三传感器通路中的邻近其第二端处的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第三传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75。权利要求书CN 104024621 A1/7页4用于发动机的 EGR 流量传感器技术领域0001 本发明涉及内燃发动机，更具体地，涉及采用废气再循环的内燃发动机。背景技术0002 许多机器包括用于产生动力的内燃发动机。这样的内燃发动机在一。

10、个或多个燃烧室中燃烧燃料并从这些一个或多个燃烧室排出废气。一些内燃发动机采用废气再循环(EGR)，其中排出的废气的一部分被引回至所述一个或多个燃烧室以用于随后的燃烧循环。在某些情况下，期望感测所述废气正被再循环到燃烧室的速率。0003 授权于Cerabone等人的公开的美国专利申请No.2009/0084193(“193申请” )公开了一种用于测量内燃发动机的废气再循环流量的装置。该193申请的装置包括一文丘里管，再循环的废气通过该文丘里管流动。该装置还包括通过连接至文丘里管的通路与文丘里管流体连通的差压传感器。该193申请公开的是这些设备用于测量通过文丘里管的废气的流率。0004 虽然193。

11、申请公开了据称是用于测量废气再循环的流量的装置，可能存在某些缺点。例如，在一些应用中，颗粒物质可能会在将压力传感器连接至文丘里管的通路中聚集。如果这些通路被颗粒物质堵塞，压力传感器可能不再具有与文丘里管的流体连通，并且该设备可能不能准确地测量废气再循环的流量。0005 本发明的系统和方法可以帮助解决上述问题。发明内容0006 本发明的一个实施例涉及一种运行发动机的方法。该方法可包括从所述发动机的至少一个燃烧室排放废气。该方法还可包括将废气的至少一部分通过EGR系统再循环至所述至少一个燃烧室中，所述再循环包括引导所述废气的至少一部分通过EGR管道。此外，该方法可包括通过将压力经由具有连接至EGR。

12、管道的一部分的第一端和连接至第一压力传感器的第二端的第一传感器通路引导至第一压力传感器来感测EGR管道的一部分中的压力，同时使第一传感器通路中邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度(bulk temperature，整体温度)，该主体温度是第一传感器通路中的第一端处的气体的主体温度的至少约75。0007 另一个实施例涉及一种发动机。该发动机可包括至少一个燃烧室。该发动机还可包括EGR系统，其可操作以使所排放的废气的至少一部分从所述至少一个燃烧室再循环回到所述至少一个燃烧室。EGR系统可包括再循环废气中的至少一部分通过其流动的EGR管道。此外，发动机可包括第一压力传感器，该第一压力传感器经由具有。

13、连接至EGR管道的一部分的第一端和连接至第一压力传感器的第二端的第一传感器通路连接至EGR管道。第一传感器通路可以具有一长度，使得第一传感器通路中的邻近第二端的气体的温度维持在一主体温度，该主体温度是第一传感器通路的第一端处的气体的主体温度的至少约75。0008 再一实施例涉及一种EGR流量传感器。EGR流量传感器可包括具有EGR管道的体说明书CN 104024621 A2/7页5部。EGR流量传感器还可包括第一压力传感器。此外，EGR流量传感器可包括具有与所述EGR管道流体连通的第一端和与所述第一压力传感器流体连通的第二端的第一传感器通路。第一传感器通路的至少一部分可具有介于EGR管道的。

14、与第一传感器通路的第一端相邻的一部分的横截面面积的约2和10之间的横截面面积。附图说明0009 图1示出了根据本发明的具有EGR流量传感器的发动机的一个实施例；0010 图2提供了根据本发明的EGR流量传感器的更详细的视图；和0011 图3提供了图2所示的EGR流量传感器的局部剖视图。具体实施方式0012 图1示出根据本发明的包括具有EGR流量传感器26的废气再循环(EGR)系统16的发动机10。发动机10可以是配置成通过燃烧燃料产生动力的任何类型的发动机，包括但不限于柴油发动机、汽油发动机和气体燃料动力的发动机。发动机10可具有一个或多个燃烧室11，发动机10在其中燃烧燃料。此外，发动机10。

15、可包括用于向燃烧室11输送空气和/或其它气体以与燃料一起燃烧的进气系统14，以及用于引导由燃料燃烧产生的废气离开燃烧室11的排气系统12。0013 进气系统14可包括用于引导空气和/或其他气体进入燃烧室11的各种部件。例如，进气系统14可包括进气管道42、涡轮增压器20的压缩机46、EGR混合器44和连接至燃烧室11的进气歧管15。此外，进气系统14可包括各种其它部件，包括其它阀、压缩机、过滤器、通路、热交换器等。0014 排气系统12可包括各种部件以引导废气从燃烧室11离开发动机10。例如，排气系统12可包括排气歧管13、涡轮增压器20的涡轮机18、排气管道21和后处理系统22。后处理系统2。

16、2可包括配置成减少不希望的排放(包括但不限于来自离开发动机10的废气的氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物)的量的各种部件。除了在图1中所示的部件之外，排气系统12可具有各种其它部件，包括各种阀、附加的涡轮机、消声器、加热器等。0015 EGR系统16可包括配置成引导从燃烧室11排放的废气的一部分返回到燃烧室11以用于随后的燃烧事件的各种部件。EGR系统16可从排气系统12中的不同的位置吸取废气。例如，在图1所示的实施例中，EGR系统16可具有管道23，该管道23从介于涡轮机18和后处理系统22之间的排气管道21吸取废气。连接至管道23的EGR系统16可包括EGR冷却器24、EGR流量传感器26、EG。

17、R阀41和EGR混合器44。EGR系统16从排气管道21接收的废气可流过管道23、EGR冷却器24、EGR流量传感器26和EGR阀41，流向EGR混合器44。除了图1中所示的部件之外，EGR系统16可包括各种其它部件，包括但不限于附加的通路、阀、过滤器等。EGR系统16的部件可相对于彼此布置在不同的位置。例如，EGR流量传感器26可以定位在EGR系统16中的其他位置，包括EGR冷却器24的上游。同样地，EGR阀41可以定位在EGR混合器44上游的任何位置，包括EGR流量传感器26的上游和/或EGR冷却器24的上游。此外，在一些实施例中，EGR阀41和EGR混合器44可以集成为一个部件。0016。

18、 EGR冷却器24可包括任何一种或多种可操作以从通过EGR系统16再循环的废气说明书CN 104024621 A3/7页6提取热量的部件。例如，在一些实施例中，EGR冷却器24可包括使用来自发动机10的液体冷却剂以冷却再循环的废气的液体-气体热交换器。0017 EGR流量传感器26可包括体部66，再循环废气通过该体部66流动。图2和3更详细地示出了EGR流量传感器26的体部66。图2提供了体部66的外表面的透视图。图3提供了体部66的侧视图，其局部剖开以显示EGR管道28，再循环废气经由该管道28通过体部66。EGR管道28可包括从EGR冷却器24接收废气的入口30和向EGR混合器44排放。

19、废气的出口34。0018 EGR流量传感器26可以是用于感测通过EGR系统16的废气流率的专用部件，或者EGR流量传感器26可以配置成用于除了感测流量之外的其他目的。作为EGR流量传感器26配置成用于多种目的的实施例的一个示例，除了用于感测废气流动的速率的部件之外，EGR流量传感器26还可包括用于在EGR系统16中控制流量的阀。在图2和3所示的实施例中，EGR流量传感器26可以是专用的感测部件。此外，在该实施例中，EGR管道28可具有在入口30和出口34之间设置有喉部32的文丘里管结构。喉部32可具有比入口30或出口34更小的横截面面积。因此，当废气流经EGR管道28的喉部32时，其速度可能会。

20、增加，其压力会降低，如由伯努利原理所说明的。EGR管道28的各部分可具有不同的横截面形状。在一些实施例中，入口30、喉部32和出口34可具有不同直径的圆形横截面。0019 回到图1，EGR阀41可以配置成控制再循环废气是否以及以什么速率流过EGR系统16。EGR阀41可包括可操作以向流过EGR系统16的废气提供可变节流的任何一个或多个部件，包括但不限于蝶阀、球阀、闸阀、提升阀等。0020 EGR混合器44可以坐落在EGR阀41的下游，且EGR混合器44可以用于使来自EGR系统16的废气与来自进气系统14的进气空气混合以输送到燃烧室11。因此，EGR混合器44可包括接收再循环废气的EGR入口25。

21、和接收来自涡轮增压器20的压缩机46的进气空气的空气入口27，以及向进气歧管15排放空气和/或再循环废气以输送至燃烧室11的出口29。0021 发动机10可具有用于控制EGR阀41来计量准许进入进气系统14的再循环废气的各种配置。在一些实施例中，发动机10可包括操作性地连接至EGR阀41的阀致动器43，和操作性地连接至阀致动器43的发动机控制器40。这可允许发动机控制器40通过控制阀致动器43的操作以调节废气再循环的速率。控制器40、阀致动器43和EGR阀41可以基于各种输入控制废气再循环的速率，并根据不同的控制方案实现各种目的。控制器40也可以控制发动机10的操作的其它方面。例如，控制器40。

22、可以通过控制各种燃料系统部件(未显示)来控制向燃烧室11的燃料供给。控制器40可包括可操作以控制发动机10的操作的上述各方面的任何一个或多个部件。在一些实施例中，控制器40可包括一个或多个微处理器和一个或多个存储器设备。0022 控制器40可以配置成至少部分地基于通过EGR流量传感器26收集的信息估计EGR系统16中的废气流的速度。控制器40可基于来自EGR流率传感器26自身的信息，或基于来自EGR流量传感器26的信息与其他信息的组合来估计EGR系统16中的废气流的速率。为了估计EGR系统16中废气流的速率，控制器40可以使用理论和/或经验的方法。类似地，控制器40可以使用公式、查找表和/或其。

23、它方法估计EGR系统16中的废气流的速率。估计EGR系统16中的废气流的速率可通过例如允许控制器40借助于阀致动器43来说明书CN 104024621 A4/7页7执行EGR阀41的闭环控制以提供目标废气再循环率而帮助控制器40更准确地控制废气再循环的速率。0023 EGR流量传感器26可以具有用于提供与通过EGR系统16的废气的流率相关的信息的各种设置。在一些实施例中，EGR流量传感器26可包括差压传感器36和操作性地连接至控制器40的绝对压力传感器38。差压传感器36可以感测喉部32内的压力与EGR管道28的入口30内的压力之间的差异。差压传感器36可以向控制器40提供指示所感测到的喉。

24、部32与EGR管道28的入口30之间的压力差异的信号。基于伯努利原理，在EGR管道28的这两个部分的压力之间的差异将根据废气在EGR管道28中的速度而变化。因此，来自差压传感器36的信号可以提供流经EGR管道28的废气的速度的一些指示。0024 绝对压力传感器38可以感测EGR管道28的一些部分中的绝对压力。例如，绝对压力传感器38可以感测EGR管道28的入口30内的绝对压力，绝对压力传感器38可以提供向控制器40指示该压力的信号。当估计通过EGR系统16的废气流率时，所述信息能以各种方式证明有用。例如，在EGR管道28内的感测到的绝对压力可提供EGR管道28内废气的质量密度的一些指示。002。

25、5 控制器40可以用各种方式使用来自差压传感器36和绝对压力传感器38的信号以估计通过EGR系统16的废气的质量流率。在一些实施例中，控制器40可以基于来自差压传感器36的信号计算废气流经EGR管道28的速度。在一些实施例中，控制器40随后可以基于来自绝对压力传感器38的信号与所感测的流经EGR管道28的废气温度的组合来计算EGR管道28中的废气的质量密度。然后，控制器40可以使用所估计的速度和质量密度来计算EGR管道28和因此EGR系统16内的废气的质量流率。0026 EGR流量传感器26可具有用于将差压传感器36及绝对压力传感器38暴露至EGR管道28中的压力的各种布置。如图3所示，在一些。

26、实施例中，EGR流量传感器26可包括传感器通路48和传感器通路54，其提供从喉部32和EGR管道28的入口30到体部66上的端口68和70的流体连通。传感器通路48可具有通向EGR管道28的喉部32的第一端50，以及连接至端口68的第二端52。类似地，传感器通路54可具有通向EGR管道28的入口30的第一端56，以及连接至端口70的第二端58。虽然图3示出一个实施例，其中传感器通路48、54、60之间的空间填充有EGR流量传感器26的体部66的母材，但EGR流量传感器的一些实施例可以在相邻的通路48、54、60之间具有空穴或空隙。0027 差压传感器36可连接至端口68和70以允许差压传感器3。

27、6感测喉部32和入口30中的如通过传感器通路48、54传达的气体压力。差压传感器36可具有连接至端口68的内部端口76。此外，差压传感器36可具有连接至内部端口76的腔室80。因此，腔室80可经由传感器通路48、端口68和端口76流体连接至喉部32。在连接至端口70的情况下，差压传感器36可包括端口78。端口78可以延伸到类似于腔室80的腔室(未显示)。差压传感器36可具有用于感测腔室80与连接至端口70的腔室之间的压力差的设置。例如，差压传感器36可包括在腔室80和连接至端口78的腔室之间的膜片(未显示)，以及用于根据膜片由于腔室80与膜片另一侧上的腔室之间的压力差而发生的偏转来产生信号的设。

28、置。0028 为了使绝对压力传感器38暴露至EGR管道28的入口30内的压力，EGR流量传感器26可包括提供从入口30到端口72的流体连通的传感器通路60。传感器通路60可包括通向EGR管道28的入口30内的第一端62，以及连接至端口72的第二端64。绝对压力传说明书CN 104024621 A5/7页8感器38可连接至端口72以感测入口30中的如通过传感器通路60传达的压力。例如，绝对压力传感器38可包括与端口72流体连通的端口74。端口74可以延伸到绝对压力传感器38的内部腔室77。绝对压力传感器38可具有用于感测腔室77中的压力以作为EGR管道28的入口30内的压力的指示的配置。例如。

29、，绝对压力传感器38可包括在腔室77的内端的膜片75，并且绝对压力传感器38可以具有用于基于膜片75由腔室77内的压力造成的偏转产生信号的配置。0029 传感器通路48、54和60可具有各种几何形状。在一些实施例中，一个或多个传感器通路48、54、60可以具有圆形横截面。此外，一个或多个传感器通路48、54、60可以具有相对小的横截面面积。例如，传感器通路54的横截面面积可以是邻近通路54的第一端56处的入口30的横截面面积的约2和10之间。传感器通路54的具体的横截面面积可以具有多种数值。在一些实施例中，传感器通路54可具有在约10mm2和50mm2之间、或约20mm2和40mm2之间的横截。

30、面面积。在一个示例中，在通路54具有圆形的横截面并且入口30也具有圆形的横截面时，通路54可以具有6mm的直径，且入口30可以具有35mm的直径。在该示例中，通路54可具有28.27mm2的横截面面积和入口30可具有962.11mm2的横截面面积，以使得通路54的横截面面积是与通路54的第一端56相邻的入口30的横截面面积的2.94。0030 在一些实施例中，通路48和60的一个或两个可具有类似于上面讨论的通路54的横截面尺寸。因此，通路48的横截面面积可以是相邻于通路48的第一端50处的喉部32的横截面面积的介于约2和10之间。类似地，通路60的横截面面积可以是相邻于通路60的第一端62处的。

31、入口30的横截面面积的介于约2和10之间。在一个示例中，通路48和通路60各可具有直径为6mm的圆形横截面，喉部32可以具有直径为19.5mm的圆形横截面，入口30可具有直径为35mm的圆形横截面。在一些实施例中，基本上每个传感器通路48、54、60的整个长度可具有大于EGR管道28的相邻部分的约2的横截面面积。0031 通路48、54、60可具有不同的长度。每个通路48、54、60的长度可以影响邻近通路的第二端52、58、64的废气的温度。在每个通路48、54、60的第一端50、56、62处，废气可保持来自燃烧过程的相对高的温度。在与每个通路48、54、60的第一端50、56、62相距一段距。

32、离处，温度可能降低，因为热传递到周围的环境。因此，每个通路48、54、60越长，在每个通路48、54、60的第一端50、56、62和第二端52、58、64之间的温度差异越大。在一些实施例中，通路48、54、60可具有导致第一端50、56、62和第二端52、58、64之间的温度差异相对较小的相对较短的长度。例如，在一些实施例中，通路48、54、60中的一个或全部可具有一长度以使通路48、54、60的第二端52、58、64处的主体气体温度是通路48、54、60的第一端50、56、62处的主体气体温度的至少约75。此外，在一些实施例中，通路48、54、60中的一个或全部可具有一长度以使通路48、54。

33、、60的第二端52、58、64处的主体气体温度仍较高、例如是至少约90、或甚至约等于通路48、54、60的第一端50、56、62处的主体气体温度。例如，通路48、54、60的每个可以是小于约100mm长或小于约75mm长。例如，通路48可以在第一和第二端50、52之间是约60mm长，通路54可以在第一和第二端56、58之间是约50mm长，以及通路60可以在第一和第二端62、64之间是大约24mm长。0032 同时，EGR流量传感器26可以配置成帮助使废气在不会导致对传感器热损坏的温度下保持在差压传感器36和绝对压力传感器38的内部腔室中。例如，通路48和差压传感说明书CN 10402462。

34、1 A6/7页9器36的内部端口76可具有足够的长度以确保在差压传感器36的腔室80中的废气通常保持在125摄氏度以下。类似地，通路54和差压传感器36的内部端口78可具有足够的长度以确保连接至内部端口78的腔室中的废气通常保持在125摄氏度以下。同样地，绝对压力传感器38的通路60、端口72和端口74可具有足够的长度以确保绝对压力传感器38的内部端口77内的废气通常保持在125摄氏度以下。当然，在差压传感器36和/或绝对压力传感器38具有承受超过125摄氏度的温度的能力的实施例中，可以允许传感器通路48、54和60中的气体温度升至更高的温度。0033 EGR流量传感器26可以具有用于保护差压。

35、传感器36和绝对压力传感器38不受热损伤的各种其他设置。在一些实施例中，EGR流量传感器26的体部66可以由具有相对低的导热性的材料如黑色(铁类)金属或塑料制成。此外，EGR流量传感器26可包括在EGR流量传感器26的体部66和差压传感器36以及绝对压力传感器38之间起热屏障作用的部件。例如，EGR流量传感器26可在EGR流量传感器26的体部66与差压传感器36和绝对压力传感器38中的一个或两者之间包括具有低的热传导性的垫圈(未显示)。类似地，EGR流量传感器26可在体部66与差压传感器36和绝对压力传感器38中的一个或两者之间包括空气间隙。全部这些设置都可以避免热量从体部66传递至差压传感器。

36、36和绝对压力传感器。0034 通路48、54、60可以具有各种形状。在一些实施例中，通路48、54、60可以各自在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间的大致直线上延伸。此外，在一些实施例中，通路48、54、60可在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间具有基本上恒定的横截面形状和尺寸。此外，在一些实施例中，通路48、54、60在其第一端50、56、62和其第二端52、58、64之间的壁部中可能没有开口或互连部。0035 发动机10、EGR系统16和EGR流量传感器26可以具有与上面所讨论并示于图1-3的示例不同的构造。例如，虽然图3示出了具有彼此大致相同的横。

37、截面尺寸并且彼此大致相同的形状(即，直的)的传感器通路48、54、60，该传感器通路48、54、60的一个或多个可具有与其他的不同的尺寸和/或形状。此外，EGR管道28的一个或多个部分可以具有除圆形外的横截面形状。此外，EGR系统16可从排气系统12的不同部分(例如从涡轮机18的上游或后处理系统22的下游)吸取废气。0036 此外，EGR流量传感器26可以在EGR管道28中不配置文丘里管。当废气流经管道28时将在管道28内提供一些压降的EGR流量传感器26的任何配置都可以允许感测流经EGR系统16的废气的流率。例如，代替文丘里管，EGR流量传感器26可依赖于EGR管道28中的阀或其它障碍物来建。

38、立一个可由差压传感器36感测成EGR管道28中的流率指示的压差。同样，EGR流量传感器26可能只是具有足够长的EGR管道28以创建其中两个点之间的可测量的压力差。此外，控制器40可以配置成基于来自EGR流量传感器26的信息以与上述不同的方式估计EGR系统16内的废气的流率。0037 工业适用性0038 所公开的发动机10可在任何需要动力来执行一个或多个任务的应用中使用，并且所公开的EGR流量传感器26可以与采用废气再循环的任何发动机一起使用。EGR流量传感器26的所公开的配置可通过抑制通路48、54、60的堵塞而促进EGR流量传感器26的可靠运行。EGR流量传感器26的设计的各个上述方面可以有。

39、助于这种有利的结果。说明书CN 104024621 A7/7页100039 例如，给定通路48、54、60相对较小的横截面面积，例如小于EGR管道28的毗连部分的横截面面积的约10，可能趋向于抑制通道的堵塞。因为发动机10典型地以脉冲形式释放废气到排气系统12内，排气系统12和EGR系统16中的气体压力也趋向于脉动。EGR流量传感器26的EGR管道28中的压力脉冲可能趋向于驱动气体和颗粒物质进入通路48、54、60。给定通路48、54、60相对较小的横截面面积可以倾向于限制较大的压力脉冲传入通路48、54、60，从而抑制颗粒物质流进通路48、54、60。对颗粒物质流进通路48、54、60的。

40、抑制可以减少颗粒物质堵塞通路的可能性。0040 同时，确保通路48、54、60不具有过小的横截面面积也可倾向于抑制通路的堵塞。例如，给定每个通路48、54、60的横截面面积为EGR管道28的相应部分的至少约2可以通过降低极少量的颗粒物质堵塞通路的可能性而抑制堵塞。确保通路48、54、60不是过小也可允许凝结在通路48、54、60中的流体从通路48、54、60排放，而不会由于液体的表面张力桥接通路48、54、60的壁部。0041 此外，提供具有平滑的、直的、不间断的壁部的通路48、54、60可以减少堵塞的可能性。减少通路48、54、60中的颗粒物质可能遇到的障碍物的数量也倾向于降低通路48、54。

41、、60中颗粒阻塞的可能性。0042 给定通路48、54、60的长度以抑制通路的整个长度上的温度下降也可以抑制堵塞。保持通路48、54、60的第二端52、58、64中的气体的温度接近EGR管道28中的气体温度可以有助于防止已进入通路48、54、60的颗粒物质由于热迁移和气体中的烃的冷凝而集聚在通路的壁部上。0043 同时，保持差压传感器36和绝对压力传感器38的内部通路和腔室中的气体的温度而不会变得过高也可以提供某些益处。例如，维持差压传感器36和绝对压力传感器38的内部腔室中的气体温度在某水平之下可以有助于防止对差压传感器36和绝对压力传感器38的热损伤。0044 抑制通路48、54、60的堵塞和对差压传感器36和绝对压力传感器38的损伤可有助于确保控制器40接收关于EGR管道28中的压力的精确的信息。这可有助于控制器40精确地确定和控制通过EGR系统16的废气再循环的速率，这可促使发动机10的有效、高效的运行。0045 显然本领域技术人员对本发明的系统和方法进行各种修改和变型而不脱离本发明的范围。本发明的系统和方法的其它实施例对本领域技术人员在考虑本文公开的系统和方法的说明书和实践后是显而易见的。说明书和实施例意在仅被视为示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同方案限定。说明书CN 104024621 A10。

展开阅读全文