具有双流废气再循环系统的船用马达的制作方法

1.本发明涉及一种具有内燃机的船用马达，该内燃机具有配置成将废气流的一部分从排气导管再循环到内燃机的进气口的废气再循环系统。虽然本技术涉及船用电动机，但该教导也可以适用于任何其他内燃机。


背景技术：

2.目前，由汽油发动机主导舷外发动机市场。汽油发动机通常比其等效柴油发动机更轻。然而，由于柴油燃料的挥发性更低，其安全性提高，并且允许燃料与母船兼容，因此从军事操作员到超级游艇所有者的一系列用户已经开始青睐柴油舷外马达。此外，柴油是一种具有用于船用应用领域的更易使用的基础设施的更经济的燃料来源。
3.为了满足当前的排放标准，用于汽车应用领域的现代柴油发动机通常使用复杂的增压系统(例如缸内直喷和涡轮增压)以提高相对于自然吸气柴油发动机的功率输出和效率。在直喷的情况下，加压燃料直接喷射到燃烧室中。这使得实现更完全的燃烧成为可能，从而导致更好的发动机经济性和排放控制。众所周知，与正常吸气的柴油发动机相比，涡轮增压可产生更高的功率输出、更低的排放水平和提高的效率。在涡轮增压发动机中，加压的进气空气被引入到进气歧管中，以通过迫使额外的空气量进入到燃烧室中来提高效率和功率输出。
4.用于汽车应用领域的现代柴油发动机通常还采用废气再循环(egr)以减少氮氧化物(nox)的气体排放。nox气体由燃烧期间的氮和氧的反应产生，尤其是在气缸温度和压力较高的情况下产生。为了抑制nox气体的生成，egr系统将一部分废气重新引导回发动机的进气口以减少供应给气缸的氧气量。重新引导的废气对燃烧是惰性的并且作为燃烧热的吸收剂。因此，egr的使用能够降低气缸中的峰值温度和峰值压力，从而减少nox排放。由于废气比环境空气热得多，因此应采取措施确保进气增压温度不会因包含热废气而过度地升高，否则这可能会降低充气效率并因此降低性能。在汽车egr系统中，egr冷却器(以热交换器的形式连接到冷却剂回路)通常用来在输送到进气口之前冷却再循环的废气。虽然这种方法对于汽车应用领域而言效果良好，但很难提供非常适合于船用应用领域的有效egr系统。这主要是因为汽车发动机与船用发动机之间的典型工作周期不同，据此至少在某种程度上由于当前的排放法规，船用发动机中的egr系统必须在广泛的发动机转速和载荷条件下操作。此外，在一个相对较小的发动机转速范围内，船用发动机对废气再循环流率的要求可能存在显著差异，特别是当发动机以额定功率或接近额定功率操作时。
5.本发明试图提供一种改进的船用马达，其克服或减轻与现有技术相关联的一个或更多个问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的第一方面，提供一种具有内燃机的船用马达，该内燃机包括：发动机体；至少一个气缸；进气口，其配置成向至少一个气缸输送空气流；排气导管，其配置成引导
来自至少一个气缸的废气流；以及废气再循环系统，其配置成将废气流的一部分从排气导管再循环到进气口，该废气再循环系统包括：第一废气再循环回路，其包括用于冷却再循环废气并具有第一总传导率的至少一个第一egr冷却器；第二废气再循环回路，其包括用于冷却再循环废气并具有大于第一总传导率的第二总传导率的至少一个第二egr冷却器；以及流控制装置，其配置为选择性地改变被引导穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的第一再循环废气流和第二再循环废气流的相对比例。例如，根据所需的废气冷却量。
7.在现有的egr系统下，提供单个热交换器或“egr冷却器”，其必须合适地配置成或“尺寸设计成”用于所有egr条件。然而，在船用应用领域中，至少在某种程度上由于当前的排放法规，egr系统必须在广泛的发动机转速和载荷条件下操作。这能够是有问题的，因为当发动机以额定功率操作时，具有足够散热能力来充分冷却大量再循环废气(例如废气流的18％)的冷却器，将会当发动机以较低功率操作时过度冷却较少量的再循环废气(例如废气流的5％)。相反，当发动机以低于额定功率操作时，尺寸设计成使得再循环废气不会过度冷却的冷却器，将会当发动机以其额定功率操作时不能充分冷却再循环废气。壳管式或板翅式热交换器的效能随着穿过它们的废气流率的增加而降低的这一事实能够加剧这种情况。如果再循环废气被过度冷却，则由于从废气中形成腐蚀性冷凝物，这能够导致热交换器和其他部件的污染。这能够影响发动机的耐用性和性能。如果再循环废气冷却不足，则进气温度将会升高。这能够降低充气效率和发动机性能，并且能够增加气缸中的峰值压力和nox排放。在发动机采用一个或更多个涡轮增压器的情况下，再循环废气的冷却不足也能够导致涡轮增压器过高的增压压力需求。
8.在本发明要求保护的布置下，当发动机在不同的操作条件下操作时，废气再循环系统能够提供不同水平的再循环废气冷却。换句话说，两个不同egr回路的选择性使用允许对通过egr系统提供的冷却进行定制以适应不同发动机操作条件，在这些条件下需要不同的散热量。这意味着通过合适地设计第一egr冷却器和第二egr冷却器的尺寸并且选择性地限制穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路之一或两者的再循环废气流能够避免在低egr流率下的过度冷却和在高egr流率下的冷却不足。
9.第一总传导率可以小于第二总传导率的80％。优选地，第一总传导率小于第二总传导率的60％。更优选地，第一总传导率小于第二总传导率的50％。最优选地，第一总传导率约为第二总传导率的三分之一。
10.至少一个第一egr冷却器可以包括沿第一废气再循环回路间隔开的多个分离的第一egr冷却器。优选地，至少一个第一egr冷却器是单个第一egr冷却器。至少一个第二egr冷却器可以包括沿第二废气再循环回路间隔开的多个分离的第二egr冷却器。优选地，至少一个第二egr冷却器是单个第二egr冷却器。
11.如本文所用，术语“总传导率”是指至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器在每单位温差的传热率“q”方面的效能。对于具有单个egr冷却器的废气再循环回路，总传导率通常等于u
·
a的乘积，其中“u”是热交换器的总传热系数，并且“a”是该热交换器的有效传热面积。对于具有多个热交换器的废气再循环回路，总传导率通常等于每个热交换器的u
·
a的单独乘积之和，例如u1·
a1 u2·
a2。
12.内燃机还可以包括至少一个涡轮增压器。在这种实施例中，第一气体再循环回路和第二气体再循环回路可以各自从位于至少一个涡轮增压器的上游位置处的排气导管延
伸。
13.流控制装置可以包括任何合适的机构。优选地，流控制装置包括至少一个控制阀，该至少一个控制阀配置成选择性地限制穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路中的之一或两者的再循环废气流。至少一个控制阀可以配置成选择性地限制穿过第一废气再循环回路的第一再循环废气流。至少一个控制阀可以配置成选择性地限制穿过第二废气再循环回路的第二再循环废气流。至少一个控制阀可以配置成选择性地限制穿过第一废气再循环回路的第一再循环废气流和穿过第二废气再循环回路的第二再循环废气流。
14.至少一个控制阀优选地包括至少一个比例阀。在其他示例中，流控制装置可以包括一个或更多个阀瓣，该一个或更多个阀瓣可以选择性地关闭以防止再循环废气流穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路中之一或两者。
15.至少一个控制阀优选地包括第一控制阀和第二控制阀，该第一控制阀配置成选择性地限制第一废气再循环回路的流道，该第二控制阀配置成选择性地限制第二废气再循环回路的流道。这允许独立地改变穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的再循环废气流。第一控制阀和第二控制阀可以沿第一废气再循环回路和第二废气再循环回路定位在任何合适的位置处。优选地，第一控制阀和第二控制阀位于至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器的上游，即在每个废气再循环回路的“热侧”上。在其他示例中，至少一个控制阀可以包括单个控制阀，该单个控制阀配置成选择性地限制第一废气再循环回路和第二废气再循环回路中的每一个的流道和/或选择性地引导第一废气再循环回路与第二废气再循环回路之间的废气流。
16.内燃机还可以包括用于产生发动机转速测量和/或发动机负载测量的至少一个传感器。在这种实施例中，流控制装置优选地包括控制器，该控制器配置成基于发动机转速测量和/或发动机负载测量来确定穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的再循环废气的所需的总流率并且基于该所需的总流率来操作至少一个控制阀。例如，控制器可以配置成基于发动机转速测量、或发动机负载测量、或发动机转速测量和发动机负载测量来计算再循环废气的所需的流率。在其他示例中，至少一个控制阀可以由远程单元提供的控制信号来操作或根据一组预定义的操作条件(例如其中包含有关再循环废气所需总流率与发动机转速和发动机负载的数据的查询表)来自动操作。
17.控制器优选地配置成操作至少一个控制阀，使得当所需的总流率低于第一阈值时，第一废气再循环回路至少部分地打开并且第二废气再循环回路基本上关闭，以及当总所需流率等于或高于第二阈值时，第一废气再循环回路和第二废气再循环回路都至少部分地打开。在这种示例中，egr系统以低于第一阈值的低流率、低冷却模式和高于第二阈值的高流率、高冷却模式操作。至少一个控制阀打开第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的程度将取决于再循环废气的所需的总流率。
18.第一阈值可以与第二阈值基本相同。在其他示例中，第一阈值可以低于第二阈值。
19.控制器还可以配置成操作至少一个控制阀，使得当所需的总流率等于或高于第一阈值并且低于第二阈值时，第一废气再循环回路基本上关闭并且第二废气再循环回路至少部分地打开，以及当总所需流率等于或高于第二阈值时，第一废气再循环回路和第二废气再循环回路都至少部分地打开。在这种示例中，egr系统以低于第一阈值的低冷却模式、在第一阈值与第二阈值之间的中间冷却模式和高于第二阈值的高冷却模式操作。
20.控制器可以配置成基于发动机转速测量和/或发动机负载测量来确定穿过第一废气再循环回路的再循环废气的第一所需流率和穿过第二废气再循环回路的再循环废气的第二所需流率，并且基于第一所需流率和第二所需流率操作至少一个控制阀。
21.优选地，每个egr冷却器形成内燃机的冷却回路的一部分，冷却回路在发动机体内具有多个冷却剂通道以用于冷却至少一个气缸。在该布置下，不必提供单独的egr冷却回路。这能够减少egr系统的重量和egr系统在整流罩中占用的空间。
22.冷却回路可以配置成使得至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器位于发动机体内的多个冷却剂通道的下游。在这种布置中，冷却剂在沿冷却回路移动到至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器以冷却再循环废气之前首先冷却至少一个气缸。至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器可以布置成与发动机体内的多个冷却剂通道中的一个或更多个平行。至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器可以位于发动机体内的多个冷却剂通道中的一个或更多个的上游和位于发动机体内的多个冷却剂通道中的一个或更多个的下游。
23.冷却回路可以配置成使得egr系统的至少一个第一egr冷却器和至少一个第二egr冷却器位于发动机体内的多个冷却剂通道的上游。在这种布置中，冷却剂在沿发动机体内的多个冷却剂通道移动以冷却至少一个气缸之前首先进入egr冷却器以冷却废气。这能够提供特别有效的废气冷却。
24.发动机体可以包括单个气缸。优选地，发动机体包括多个气缸。
25.如本文所用，术语“发动机体”是指其中提供发动机的至少一个气缸的实心结构。该术语可以指气缸体与气缸盖和曲轴箱的组合，或仅指气缸体。发动机体可以由单个发动机体铸件形成。发动机体可由例如使用螺栓连接在一起的多个单独的发动机体铸件形成。
26.发动机体可以包括单个气缸组。
27.发动机体可以包括第一气缸组和第二气缸组。第一和第二气缸组可以布置成v型配置。发动机体可以包括三个气缸组。三个气缸组可以布置成宽箭头型配置。发动机缸体可以包括四个气缸组。四个气缸组可以布置成w型或双v型配置。
28.在发动机体包括第一气缸组和第二气缸组的情况下，第一废气再循环回路可以连接到第一气缸组的第一排气导管并且配置成将废气流的一部分从第一排气导管再循环到进气口，以及第二废气再循环回路可以连接到第二气缸组的第二排气导管并且配置成将废气流的一部分从第二排气导管再循环到进气口。以该方式，第一废气再循环回路与第一气缸组相关联并且第二废气再循环回路与第二气缸组相关联。
29.内燃机可以以任何合适的定向布置。优选地，内燃机是垂直轴内燃机。在这种发动机中，内燃机包括垂直地安装在发动机中的曲轴。
30.内燃机可以是汽油发动机。
31.优选地，内燃机是柴油发动机。内燃机可以是涡轮增压柴油发动机。
32.船用马达可以是舷内马达。优选地，船用马达是船用舷外马达。
33.根据本发明的第二方面，提供了一种包括本发明第一方面的船用马达的船舶。
34.根据本发明的第三方面，提供一种内燃机，其包括：发动机体、至少一个气缸、配置成向至少一个气缸输送空气流的进气口、配置成引导来自至少一个气缸的废气流的排气导管以及配置成将废气流的一部分从排气导管再循环到进气口的废气再循环系统，该废气再
循环系统包括：包括用于冷却第一再循环废气流并具有第一总传导率的至少一个第一egr冷却器的第一废气再循环回路，包括用于冷却第二再循环废气流并具有大于第一总传导率的第二总传导率的至少一个第二egr冷却器的第二废气再循环回路以及配置为选择性地改变穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的第一再循环废气流和第二再循环废气流的相对比例的流控制装置。例如，根据所需的废气冷却量。
35.还公开了一种用于内燃机的废气再循环系统，该内燃机具有发动机体、至少一个气缸、配置成向至少一个气缸输送空气流的进气口、配置成引导来自至少一个气缸的废气流的排气导管以及配置成将废气流的一部分从排气导管再循环到进气口的废气再循环系统，该废气再循环系统包括：包括用于冷却第一再循环废气流并具有第一总传导率的至少一个第一egr冷却器的第一废气再循环回路；包括用于冷却第二再循环废气流并具有大于第一总传导率的第二总传导率的至少一个第二egr冷却器的第二废气再循环回路；以及配置为选择性地改变穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的第一再循环废气流和第二再循环废气流的相对比例的流控制装置。例如，根据所需的废气冷却量。
36.在本技术的范围内，明确指出的是，在前述段落、权利要求和/或下文描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和替换方案，尤其是其中的各个特征可以是独立地或任意组合使用。即，所有实施例和/或任何实施例的特征能够以任何方式和/或任何组合进行组合，除非这些特征不兼容。尤其是，本发明的第一方面的船用发动机的特征同样适用于本发明的第二方面的船舶和/或同样适用于本发明的第三方面的内燃机。申请人相应地保留修改任何最初提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，其包括修改任何最初提交的权利要求以从属和/或合并任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初未以这种方式提出权利要求。
附图说明
37.本发明的进一步特征和优点将在下文中仅以举例的方式并参考附图进行进一步描述，其中：
38.图1是提供有船用舷外马达的轻型船舶的示意性侧视图；
39.图2a示出了处于倾斜位置的船用舷外马达的示意性表示；
40.图2b至2d示出了船用舷外马达的各种纵倾位置和船舶在水体内的对应定位；
41.图3示出了根据本发明第一实施例的船用舷外马达的示意性横截面；
42.图4示出了进出图3的船用马达的内燃机的进气空气流和废气流的示意性示图；
43.图5示出了根据本发明第二实施例的进出船用马达的内燃机的进气空气流和废气流的示意性示图。
具体实施方式
44.首先参考图1，示出了具有船用舷外马达2的船舶1的示意性侧视图。船舶1可以是适合与船用舷外马达一起使用的任何种类的船舶，例如小艇或水肺潜水船。图1中所示的船用舷外马达2附接到船舶1的船尾。船用舷外马达2连接到燃料箱3，该燃料箱通常容纳在船舶1的船体内。来自容器或箱3的燃料经由燃料管线4提供给船用舷外马达2。燃料管线4可以表示布置在燃料箱3与船用舷外马达2之间的一个或更多个过滤器、低压泵和分离器箱(用
于防止水进入船用舷外马达2)的集体布置。
45.如下文将更详细地描述的，船用舷外马达2通常分为三个部分：上部分21、中间部分22和下部分23。中间部分22和下部分23通常统称为腿部分，并且腿容纳排气系统。螺旋桨8可旋转地布置在船用舷外马达2的下部分23(也称为变速箱)处的螺旋桨轴上。当然，在操作时，螺旋桨8至少部分地浸没在水中并且可以以不同的旋转速度进行操作以推进船舶1。
46.通常，船用舷外马达2借助于枢轴销来枢转地连接到船舶1的船尾。围绕枢轴销的枢转运动使操作者能够以本领域已知的方式围绕水平轴线倾斜和纵倾船用舷外马达2。此外，如本领域公知的，船用舷外马达2也枢转地安装到船舶1的船尾，以便能够围绕大体上竖直的轴线枢转以使船舶1转向。
47.倾斜是将船用舷外马达2升高到足够远使得整个船用舷外马达2能够完全升出水面的运动。倾斜船用舷外马达2可以在船用舷外马达2关闭或处于空挡的情况下进行。然而，在一些情况下，船用舷外马达2可以配置为允许船用舷外马达2在倾斜范围内受限地运转，以便能够在浅水中操作。因此，船用发动机组件主要在与腿部的纵向轴线基本竖直的方向上进行操作。因此，在船用舷外马达2的正常操作期间，基本上平行于船用舷外马达2的腿部的纵向轴线的船用舷外马达2的发动机的曲轴将通常定向在竖直方向上，但是在某些操作条件下，尤其是在浅水中的船舶上操作时，也可以定向在非竖直方向上。基本上平行于发动机组件的腿部的纵向轴线定向的船用舷外马达2的曲轴也能够称为竖直曲轴布置。基本上垂直于发动机组件腿部的纵向轴线定向的船用舷外马达2的曲轴也能够称为水平曲轴布置。
48.如先前所述，为了正常工作，船用舷外马达2的下部分23需要伸入到水中。然而，在极浅的水域中，或者将船舶从拖车上放下水时，如果船用舷外马达2处于向下倾斜的位置，则其下部分23可能在海床或船坡道上拖曳。将船用舷外马达2倾斜到其向上倾斜的位置(如图2a中所示的位置)防止对下部分23和螺旋桨8的这种损坏。
49.相比之下，如图2b至2d的三个示例中所示，调整是在从完全向下位置到向上几度的较小范围内移动船用舷外马达2的机制。调整有助于将螺旋桨8的推力引向将提供船舶1的燃料效率、加速度和高速操作的最佳组合的方向。
50.当船舶1在平面上时(即，当船舶1的重量主要由流体动力升力而不是流体静力升力支撑时)，船首向上的配置导致更小的阻力、更高的稳定性和更高的效率。例如如图2b所示，这通常是当船只或船舶1的龙骨线向上大约三到五度时的情况。
51.如图2c所示的位置，过多的向外调整会使船舶1的船首在水中过高。在该配置中，因为船舶1的船体推动水，并且结果是更多的空气阻力，所以性能和经济性降低。过度的向外调整还能够导致螺旋桨通风，从而导致性能进一步降低。甚至在更严重的情况下，船舶1可以在水中跳动，这可能会将操作员和乘客抛到舷外。
52.向内调整将导致船舶1的船首向下，这将有助于从静止开始加速。如图2d所示，过多的向内调整会导致船舶1在水中“刨犁”，从而降低燃料经济性并使其难以提高速度。在高速下，向内调整甚至可以导致船舶1的不稳定。
53.转向图3，示出了根据本发明的一个实施例的舷外马达2的示意性横截面。舷外马达2包括用于执行上述倾斜和纵倾操作的倾斜和纵倾机构10。在该实施例中，倾斜和纵倾机构10包括液压致动器11，经由电控制系统能够操作该液压致动器以倾斜和纵倾舷外马达2。
替换地，提供手动的倾斜和纵倾机构也是可行的，其中操作者用手而不是使用液压致动器来枢转舷外马达2。如上文所述，舷外马达2通常分为三个部分。上部分21(也称为动力头)包括为船舶1提供动力的内燃机100。整流罩25围绕发动机100设置。与上部分21或动力头相邻地并在其下方延伸地提供有中间部分22和下部分23。下部分23与中间部分22相邻并在其下方延伸，并且中间部分22将上部分21连接到下部分23。中间部分22容纳驱动轴27，该驱动轴在内燃机100与螺旋桨轴29之间延伸并且经由浮动连接器33(例如花键连接)连接到内燃机的曲轴31。在驱动轴27的下端处设置变速箱/变速器，该变速箱/变速器将驱动轴27的旋转能量供应给在水平方向上的螺旋桨8。更详细地说，驱动轴27的底端可以包括连接到一对锥齿轮37、39的锥齿轮35，该对锥齿轮旋转地连接到螺旋桨8的螺旋桨轴29。中间部分22和下部分23形成排气系统，该排气系统限定了用于将废气从内燃机100的排气出口170输送到舷外马达2之外的废气流动路径。
54.如图3中示意性地示出，内燃机100包括发动机体110、用于将空气流输送到发动机体中的气缸的进气歧管120和配置成引导来自气缸的废气流的排气歧管130。发动机100还包括废气再循环(egr)系统140，该废气再循环系统配置成将废气流的一部分从排气歧管130再循环到进气歧管120。如下文参照图4所讨论的，egr系统包括用于冷却再循环的废气的一对热交换器151、152或“egr冷却器”。内燃机100是涡轮增压的，并且因此还包括连接到排气歧管130并连接到进气歧管120的涡轮增压器160。在使用中，废气从发动机体110中的每个气缸排出并且由排气歧管130引导离开发动机体110。在需要废气再循环的情况下，一部分废气转移到热交换器151、152之一或两者。剩余的废气从排气歧管130输送到涡轮增压器160的涡轮机壳体161，其中该剩余的废气在经由发动机排气出口170离开涡轮增压器160和发动机100之前被引导穿过涡轮。由旋转的涡轮来驱动的涡轮增压器的压缩机壳体164通过进气口171吸入环境空气并将加压的进气空气流输送到进气歧管120。发动机100还包括用来润滑发动机体中的运动部件的发动机润滑流体回路和涡轮增压器润滑系统(图3中未示出)。
55.图4示出了根据船用电动机的第一实施例的进出内燃机100的空气流的示意性示图。在该第一实施例的情况下，内燃机100具有包括单个气缸组的发动机体110，egr系统140和涡轮增压器160连接到该气缸组。在发动机体外部，提供有排气管道布置以将废气从发动机体110引导到egr系统140并引导到涡轮增压器160。排气管道布置包括排气歧管管道131，排气歧管130通过该排气歧管管道连接到涡轮增压器160。如附图所示，涡轮机壳体161与压缩机壳体164通过公共轴162连接，通过该公共轴，压缩机叶轮由涡轮机叶轮的旋转来驱动。涡轮机壳体161在其入口侧上连接到排气歧管管道131并且在其出口侧上连接到涡轮增压器排气管163。压缩机壳体164在其入口侧上连接到空气入口管165并且在其出口侧上连接到增压管166。如附图所示，增压管道166在压缩机壳体164与增压空气冷却器167之间延伸，该增压空气冷却器通过进气导管121连接到进气歧管120。在发动机体110内的气缸中燃烧之后，废气传递到排气歧管130并经由排气歧管管道131输送到涡轮增压器160的涡轮机壳体161。在经由涡轮增压器排气管163流出涡轮机壳体161之前，废气使涡轮机旋转以驱动压缩机。
56.egr系统140包括第一废气再循环回路141，该第一废气再循环回路具有第一egr热排气管142、第一控制阀143、第一egr冷却器151和第一egr冷却排气管144。第一egr热排气
管142从位于涡轮增压器160上游位置处的排气歧管管道131分支并且延伸到第一egr冷却器151的上游端。egr系统140还包括第二废气再循环回路145，该第二废气再循环回路具有第二egr热排气管146、第二控制阀147、第二egr冷却器152和第二egr冷却排气管148。第二egr热排气管146从位于涡轮增压器160上游位置处的排气歧管管道131分支并且延伸到第二egr冷却器152的上游端。第一egr冷却排气管144和第二egr冷却排气管148中的每一个从它们各自的egr冷却器151、152的下游端延伸到egr混合器153。egr混合器153经由从egr混合器153延伸到进气导管121的混合的egr排气管154连接到进气歧管120。
57.第一热交换器和第二热交换器各自包括一个或更多个冷却剂通道和一个或更多个废气通道，该冷却剂通道和该废气通道热接触但防止冷却剂与废气之间的流体接触。在使用期间，冷却剂流体(通常是从其中使用船用马达的水体中抽取的水)被泵入到冷却剂通道中并穿过每个热交换器以冷却流经热交换器中废气通道的任何废气。egr冷却器可以连接到其自身的一个或多个冷却剂回路。优选地，第一egr冷却器151和第二egr冷却器152形成内燃机的冷却回路(未示出)的一部分，冷却回路在发动机体内具有多个冷却剂通道(未示出)以用于冷却至少一个气缸。例如，第一egr冷却器151和第二egr冷却器152可以位于发动机体的上游，使得冷却剂在穿过发动机体内的冷却剂通道之前首先穿过egr冷却器。
58.第一热交换器151具有第一总传导率，该第一总传导率限定第一热交换器151从沿第一废气循环回路141流动的废气中吸取热量的能力。类似地，第二热交换器152具有第二总传导率，该第二总传导率限定第二热交换器152从沿第二废气循环回路145流动的废气中吸取热量的能力。如图4中第一热交换器和第二热交换器的相对尺寸所示，第一总传导率小于第二总传导率。实际上，这意味着对于给定的排气流率和温度，第二热交换器152能够比第一热交换器151从废气流中吸取更多的热量。以该方式，第二废气循环回路能够被视为高散热(“高hr”)回路，并且第一废气循环回路能够被视为低散热(“低hr”)回路。例如，第一总传导率可以小于第二总传导率的80％、小于第二总传导率的60％、或小于第二总传导率的50％。在该示例中，第一总传导率约为第二总传导率的33％。
59.第一控制阀143和第二控制阀147选择性地限制第一egr热排气管142和第二egr热排气管146以选择性地限制穿过第一废气再循环回路141和第二废气再循环回路145中的每一个的再循环废气流，从而调节从排气歧管管道131转移到egr冷却器151、152的热废气的量。第一控制阀143和第二控制阀147连接到控制器(未示出)，该控制器配置成确定穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的再循环废气所需的总流率并基于该所需的总流率来操作第一控制阀143和第二控制阀147。特别地，控制器配置成操作第一控制阀143和第二控制阀147，使得当所需的总流率低于第一阈值时，第一控制阀143至少部分打开并且第二控制阀147基本上关闭，以及当总所需流率等于或高于第二阈值时，第一控制阀143和第二控制阀147都至少部分地打开。实际上，这意味着当所需的总流率低于第一阈值时第二(高hr)废气再循环回路关闭，但当所需的总流率高于第二阈值时两个回路都打开。控制器还可以配置成操作第一控制阀143和第二控制阀147，使得当所需的总流率在第一阈值与第二阈值之间时，第二控制阀147至少部分地打开并且第一控制阀143基本上关闭。因此，在第一阈值与第二阈值之间，第二(高hr)废气再循环回路打开并且第一(低hr)回路关闭。在这种布置下，egr系统在低于第一阈值(例如，符合epa t3排放标准、满载下使用egr率5％)的低egr流条件下以低冷却模式操作，在第一阈值与第二阈值之间的条件下以中冷却模式操
作，以及在高于第二阈值的高egr流条件(例如，符合imo t3排放标准、额定功率下使用egr率18％)下以高冷却模式操作。以该方式，第一控制阀143和第二控制阀147以及控制器一起作为流控制装置以调节穿过第一废气再循环回路和第二废气再循环回路的第一再循环废气流和第二再循环废气流的相对比例，从而调节再循环废气的量和egr冷却发生的程度。
60.如将理解的是，当很少需要或不需要废气再循环时，egr系统也可以以无冷却模式操作，其中第一控制阀143和第二控制阀147均基本上关闭。
61.图5示出了根据船用电动机的第二实施例的进出内燃机200的空气流的示意性示图。第二实施例具有与上文参照图4所讨论的第一实施例相似的结构和操作，并且相似的附图标记用来表示相似的特征。在该实施例中，发动机体210包括布置成v型配置的第一气缸组211和第二气缸组212，并且每个气缸组都容纳多个气缸和可移动活塞，该气缸和该可移动活塞在发动机体内形成燃烧室。每个气缸组都具有其自己的进气歧管220、排气歧管230和涡轮增压器260。将理解的是，在v型气缸组中可以采用任何其他数量的气缸。还将理解的是，可以替换地使用任何其他布置，例如直列布置。在该实施例中，第一废气循环回路241和第二废气循环回路245中的每一个连接到两个气缸组211、212中的一个，使得第一热交换器251和第二热交换器252用作每个气缸组的专用冷却器。
62.排气管道布置包括第一排气歧管管道231和第二排气歧管管道231，通过该第一排气歧管管道，第一气缸组211的第一排气歧管230连接到第一涡轮增压器260，通过该第二排气歧管管道，第二气缸组212的第二排气歧管230连接到第二涡轮增压器260。第一涡轮增压器的压缩机壳体264在其入口侧上连接到第一空气入口管265并且在其出口侧上连接到第一增压管266。类似地，第二涡轮增压器260的压缩机壳体264在其入口侧上连接到第二空气入口管265并且在其出口侧上连接到第二增压管266。在每种情况下，增压管266在压缩机壳体264与增压空气冷却器267之间延伸，该增压空气冷却器通过进气导管221连接到每个气缸组的进气歧管220。
63.与第一实施例的egr系统一样，第二实施例的egr系统240包括具有第一egr冷却器251的第一废气再循环回路241，该第一egr冷却器具有第一总传导率，并且包括具有第二egr冷却器252的第二废气再循环回路245，该第二egr冷却器具有大于第一总传导率的第二总传导率。第一废气再循环回路241在来自第一气缸组211的第一排气歧管管道231与egr混合器253之间延伸，而第二废气再循环回路245在来自第二气缸组212的第二排气歧管管道231与egr混合器253之间延伸。在egr混合器253的下游，egr气体的混合流与来自增压空气冷却器267的增压空气结合，并且供给到每个气缸组的进气歧管220。
64.在本发明要求保护的布置下，当发动机在不同的操作条件下操作时，废气再循环系统能够提供不同水平的再循环废气冷却。换句话说，两个不同egr回路的选择性使用允许对通过egr系统提供的冷却进行定制以适应不同发动机操作条件，在这些条件下需要不同的散热量。这意味着根据需要通过合适地设计第一热交换器和第二热交换器的尺寸并且选择性地限制穿过第一热交换器和第二热交换器之一或两者的再循环废气流能够避免在低egr流率下的过度冷却和在高egr流率下的冷却不足。
65.尽管上文已经参考一个或更多个优选实施例对本发明进行描述，但显而易见的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以进行各种改变或修改。
66.例如，虽然第一废气再循环回路和第二废气再循环回路中的每一个示出为具有单
个egr冷却器，但实际上，一个或两个回路可以具有任意数量的egr冷却器，这些egr冷却器一起对该回路的总传导率作出贡献。举例来说，更大的第二传导率可以通过将串联或并联的两个egr冷却器用于第二废气再循环回路并且仅将单个egr冷却器用于第一废气再循环回路来实现。egr冷却器可以具有彼此相同的配置并且该配置也可以是与第一回路的单个egr冷却器相同的配置。