[发明专利]一种控制发动机排气气流的方法和装置

说明书

一种控制发动机排气气流的方法，利用流体喷射机构向发动机排气歧管下游的排气流道内喷射流体,利用所喷射的流体在排气流道内形成屏障，利用屏障阻碍排气流道内的排气气流、或者减缓排气流道内的排气气流速度，从而提高屏障上游的发动机排气压力。一种实现该方法的装置，包括流体喷射机构，流体喷射机构包括喷嘴。本发明不需要在发动机的排气流道内设置任何金属阀体或实体障碍，而是通过流体喷射机构喷射的流体，在排气流道内形成流体屏障，阻碍或减缓所述的排气流道内的排气气流，提高屏障上游的发动机排气压力，改善发动机的废气再循环，减少发动机的排放，增加发动机的制动功率。

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及发动机领域，特别是一种控制发动机排气气流的方法和装置。

背景技术

已有技术中，车辆发动机的应用已有悠久的历史，发动机的排气气流的控制广为人知。举例来说，在柴油发动机中普遍使用的涡轮增压器，包括可变涡轮增压器，利用发动机排放的气体驱动涡轮增压器的涡轮，涡轮带动与之同轴相连的压缩机，将空气压入进气歧管和汽缸。涡轮增压器可以通过废气门或可变涡片控制排气气流和压力。还有排气背压装置，如排气蝶阀，可以将整个排气流道（排气管）部分关闭或完全密封，减小或截断排气气流，提高发动机的排气压力。

发动机排气气流或气压的控制有着广泛的应用。在发动机点火运作时，为了减少排放，需要废气再循环（EGR），也就是将发动机燃烧排放的废气的一部分返回到发动机的汽缸内。废气再循环的实现要求排气压力高于进气气压或缸压，需要对发动机排气气流或气压的控制。在发动机制动运作时，提高排气压力将有助于增加制动功率，减少制动载荷。

现有的发动机排气气流或压力控制技术有其缺点或局限性。比如说涡轮增压器的废气门，一般只在发动机高转速时工作。可变涡轮增压器成本昂贵，可靠性差。其它可控的排气背压装置，如沃尔沃的背压调节器（EPR），机构复杂，成本高，体积大。一般通用的排气蝶阀，只能安装在涡轮增压器的下游，蝶阀关闭时完全取消了涡轮增压器的功能，发动机失去了进气增压，导致排气温度过高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制发动机排气气流的方法，所述的方法要解决现有技术中发动机背压控制装置的机构复杂、成本高、体积大、控制难、发动机在高转速时排气温度太高、燃油喷嘴嘴尖过热的技术问题。

本发明的这种控制发动机排气气流的方法，包括：利用一个流体喷射机构，向发动机排气歧管下游的排气流道内喷射流体, 利用所喷射的流体在排气流道内形成屏障，利用所述的屏障阻碍排气流道内的排气气流、或者减缓排气流道内的排气气流速度，从而提高屏障上游的发动机排气压力, 所述的流体喷射机构包括喷嘴，所述的流体通过所述的喷嘴喷射。

进一步的，喷嘴所喷射流体的流动方向与排气流道内的排气气流的流动方向垂直、或者接近垂直、或者成钝角。

进一步的，利用喷嘴将流体以一个平面形状喷射，平面内的流体形成一个流体门帘，利用所述的流体门帘覆盖排气流道的部分或者全部横截面。

或者，利用喷嘴将流体以一个锥面形状喷射，流体在锥面上的流线方向和排气流道内的排气气流的流动方向的夹角呈钝角。

进一步的，所述的喷嘴设置在排气流道的局部周边地区或整个周边上。

进一步的，所喷射的流体包括液体和气体，所述的液体包括水，所述的气体包括空气。

进一步的，所述的发动机包括涡轮增压器和排气歧管，所述的涡轮增压器包括两个排气进口，所述的排气歧管包括两个出口，涡轮增压器的排气进口各自与一个排气歧管的出口相通，形成两个独立的排气流道，利用流体喷射机构的喷嘴向其中一个排气流道内喷射流体并形成屏障，利用所述的屏障改变该排气流道内的排气气流的流量或者速度。

本发明还提供了一种实现上述控制发动机排气气流的方法的装置，所述的装置包括一个流体喷射机构，其中，所述的流体喷射机构包括喷嘴。