[发明专利]具有脉冲抑制的专用排气再循环的发动机

说明书

技术领域

本发明总体涉及具有专用排气再循环的涡轮增压内燃发动机机。

背景技术

内燃发动机(ICE)可以在一个或多个燃烧腔室内燃烧空气和燃料的混合物以产生机械输出。在燃烧期间，各种排气被产生并且排放至大气。在一些情况下，排气的一部分可以被再循环回到发动机汽缸中(通过排气再循环系统)。在汽油发动机中，该惰性排气取代了发动机内大量的可燃烧混合物，导致提高的发动机效率。在柴油发动机中，排气可代替预燃混合物中的一些过多的氧气。在任何一种情况下，再循环的排气可以降低汽缸中的燃烧温度和/或减少某些气态副产物的形成。

内燃发动机通常被要求在可靠的基础上在长时间内产生相当水平的功率。许多这样的ICE组件采用增压装置，比如排气涡轮驱动的涡轮增压器，以在气流进入发动机的进气歧管前压缩气流从而提高功率和效率。

具体地，涡轮增压器是离心式气体压缩机，其强制比在环境气体压力下可实现的更多的空气，因此更多的氧气进入ICE的燃烧腔室。被强制进入ICE的额外的含氧空气量提高了发动机的容积效率，允许该额外的含氧空气量在给定的循环中燃烧更多的燃料，并由此产生更多的功率。

典型的涡轮增压器包括中央轴，该中央轴由一个或多个轴承支撑并且在排气驱动涡轮机叶轮与空气压缩机叶轮之间传递转动运动。涡轮机叶轮和压缩机叶轮两者都被固定到轴，该轴与多个轴承部件组合构成涡轮增压器的转动组件。

发明内容

发动机组件包括进气组件、火花点火内燃发动机和排气组件。进气组件包括布置在排气再循环(EGR)混合器与背压阀的增压空气冷却器。增压空气冷却器具有入口和出口，背压阀被构造为保持增压空气冷却器的入口和背压阀的出口之间的最小压差。

专用的排气再循环系统设置为与至少一个汽缸和EGR混合器流体连通。专用的排气再循环系统被构造为将来自至少一个汽缸的所有排气引导到EGR混合器以再循环回到发动机。

进气组件可以期望的流速将空气提供到多个汽缸中的每一个。提供的空气可包括大气和来自专用的排气再循环系统的再循环排气。排气可包括压力脉冲，该压力脉冲是由内燃发动机的顺次点火的本质引起的。增压空气冷却器可以被构造为如果流速高于预定速率，则缓冲排气脉冲，同时背压阀可以被构造为如果流速低于预定速率，则缓冲脉冲。

发动机组件还可包括涡轮增压器，该涡轮增压器具有与进气组件流体连通的压缩机和与排气组件流体连通的涡轮机。压缩机和涡轮机可以通过轴操作地连接，使得涡轮机可驱动压缩机以在与再循环排气混合之前压缩大气。

当结合附图和所附的权利要求时，本发明的上述特征和优势，以及其他特征和优势从下面对用于实现本发明的优选实施例和最佳模式的详细描述中变得显见。

附图说明

图1是具有专用的排气再循环的内燃发动机组件的示意图；

图2是包括排气再循环混合器、增压空气冷却器和背压阀的进气系统的示意图。

具体实施方式

参见附图，其中各个视图中相似的附图标记用于表示类似或相同的部件，图1示意性地示出了包括内燃发动机12、空气进气系统14和排气系统16的发动机组件10。空气进气系统14和排气系统16可每一个分别与发动机12流体连通，并且可通过涡轮增压器18彼此机械连通。

内燃发动机12(即，发动机12)可以是火花点火内燃发动机或压燃柴油发动机，并且可限定多个汽缸20(标记为汽缸1-4)。相应的汽缸20中的每一个可包括一个或多个燃料喷射器22，该燃料喷射器22可选择地将液体燃料(如气雾)引入用于燃烧的每一个汽缸。每一个汽缸20可以与空气进气系统14选择地流体连通以接收新鲜的/充氧的空气，并且所述汽缸20中的几个可与排气系统16选择地流体连通以排出燃烧的副产品。虽然示出的发动机12描绘的是4缸发动机，但是本技术能够同等地应用到直列三缸和六缸发动机、V-8、V-10、V-12构造的发动机等。

空气进气系统14一般可以包括新鲜空气入口24、排气再循环(EGR)混合器26、增压空气冷却器28、节流阀30和进气歧管32。如在发动机12的操作期间可意识到的，新鲜空气34可通过空气进气系统14从大气(或从关联的空气净化器组件)经由新鲜空气入口24获取。节流阀30可包括可控挡板，该可控挡板被构造为选择地调节通过进气系统14，并最终进入汽缸20(经由进气歧管32)的空气的总流动。