具有压缩机、排气再循环装置和可枢转翻板的内燃发动机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有压缩机、排气再循环装置和可枢转翻板的内燃发动机。提供用于具有密封元件的翻板阀的方法和系统。在一个示例中，一种系统包括翻板阀的具有第一密封元件的前侧和翻板阀的具有第二密封元件的后侧，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件沿着所述翻板阀的周向边缘设置并与翻板阀的几何中心间隔开。

Internal combustion engine with compressor, exhaust recirculation device and pivot turn board

【技术实现步骤摘要】
具有压缩机、排气再循环装置和可枢转翻板的内燃发动机相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月24日提交的德国专利申请No.102016215880.5的优先权。上述引用的申请的全部内容通过引用以其整体被合并于此用于所有目的。
本说明书总体上涉及具有密封元件的可枢转翻板。
技术介绍
在介绍中提到的该类型的内燃发动机被用作机动车辆驱动单元。在本公开的上下文中，词语“内燃发动机”涵盖柴油发动机和奥托循环发动机以及利用混合燃烧过程和混合驱动器的混合内燃发动机(hybridinternalcombustionengine)，该混合内燃发动机不仅包括内燃发动机而且包括电机，该电机在驱动方面可以被连接到内燃发动机并且从内燃发动机接收动力或者作为可切换的辅助驱动器而额外地输出动力。近年来，已经存在朝向机械增压的发动机发展的趋势，其中所述发动机对于汽车工业的经济意义继续稳步增长。机械增压主要是用于增加发动机的燃烧过程所需的空气被压缩的性能的方法，其结果是可以在每个工作循环中向每个汽缸供给更大的空气质量。以这种方式，可以增加燃料质量并且因此增加平均压力。机械增压是用于保持排量不变的同时增加内燃发动机的功率或者用于保持相同功率的同时减小活塞排量(sweptvolume)的合适方式。在任何情况下，机械增压导致体积功率输出的增加和更有利的功率-重量比。如果减小活塞排量，则因此有可能将载荷集中朝着燃料消耗率较低的较高负载移动。通过将机械增压与适当的变速器配置相结合，还可以实现所谓的降速，通过降速同样可以实现较低的燃料消耗率。因此，机械增压有助于不断努力开发内燃发动机，以使燃料消耗最小化，也就是说提高内燃发动机的效率。对于机械增压而言，通常使用排气涡轮增压器，其中，压缩机和涡轮布置在同一轴上。热的排气流被供给到涡轮并且在涡轮中膨胀同时释放能量，其结果是轴被置于旋转。由排气流供应至涡轮并最终供应至轴的能量用于驱动同样布置在该轴上的压缩机。压缩机输送并压缩供给到其的充气，由此获得汽缸的机械增压。充气冷却器有利地设置在压缩机下游的进气系统中，在压缩的充气进入至少一个汽缸之前通过充气冷却器被冷却。该冷却器降低温度，从而增加充气的密度，使得所述冷却器也有助于改善汽缸的充气，也就是说有助于更大的空气质量。通过冷却发生压缩。排气涡轮增压器相对于可以借助辅助驱动器驱动的机械增压器的优点在于排气涡轮增压器利用热排气的排气能量，而机械增压器从内燃发动机直接或间接地汲取驱动它所需的能量，从而至少是因为只要驱动能量不是源于能量回收源就不利地影响效率，也就是说降低效率。如果机械增压器不是能够通过电机驱动(也就是电气地驱动)的增压器，则通常在机械增压器和内燃发动机之间需要用于动力传输的机械连接或运动学连接，这也影响了发动机舱中的封装。机械增压器相对于排气涡轮增压器的优点在于，机械增压器可以一直产生所需的充气压力并使所需的充气压力可用，特别是不考虑内燃发动机的运行状态。这特别适用于能够通过电机电气地驱动的机械增压器、因此与曲轴的旋转转速无关。在之前的尝试中，具体的情况是通过排气涡轮增压在所有发动机转速范围内实现功率增加时遇到困难。在某些发动机转速下冲(undershot的情况下，观察到相对严重的扭矩下降。如果考虑到充气压力比取决于涡轮压力比或涡轮功率，则所述扭矩下降是可以理解的。如果发动机转速降低，则导致较小的排气质量流量，因此导致较低的涡轮压力比或较低的涡轮功率。因此，对于较低的发动机转速，充气压力比同样降低。这相当于扭矩下降。
技术实现思路
本公开涉及的内燃发动机具有用于机械增压目的的压缩机，其中，在本公开的上下文中，可以通过辅助驱动器驱动的机械增压器和排气涡轮增压器的压缩机都可以被归入到表达“压缩机”下。进一步的基本目的是减少污染物排放。机械增压同样可以有利地解决这个问题。通过机械增压的目标配置，有可能具体地获得关于效率和关于排气排放的优点。然而，为了坚持未来的污染物排放极限值，除了机械增压装置外，进一步的措施是必需的。例如，排气再循环用于减少未处理的氮氧化物排放。此处，再循环率xEGR按照xEGR＝mEGR/(mEGR+mfreshair)来确定，其中mEGR表示再循环排气的质量，mfreshair表示供应的新鲜空气。可以考虑经由排气再循环装置再循环的任何氧气或空气。根据本公开的通过压缩机机械增压的内燃发动机还被配备有至少一个排气再循环装置，其中，如通常在低压EGR装置中的情况，从排气排放系统分支的再循环管路开口到进气系统中，以便在压缩机的上游形成接合点，其中，已经穿过布置在排气排放系统中的涡轮的排气被再循环到入口侧。为此目的，低压EGR装置包括再循环管路，再循环管路在涡轮的下游从排气排放系统分支并优选地在压缩机上游的开口到进气系统中。本公开涉及的内燃发动机还具有在接合点处被布置在进气系统中的阀单元。阀单元包括阀壳体和布置在阀壳体中的翻板。通过边缘周向界定的翻板可以用于调节经由进气系统供应的新鲜气流速率，并且同时用于计量经由排气再循环装置再循环的排气流速率，并且该翻板可以以这样的方式围绕相对于新鲜气流横向延伸的轴线枢转，即在第一端部位置，翻板的前侧阻挡进气系统并且同时再循环管路被打开，并且在第二端部位置，翻板的后侧遮盖再循环管路并且同时进气系统被打开。在上述背景下，“阻挡”和“遮盖”两者并不一定也意味着“关闭”或完全阻挡和遮盖。翻板可围绕其枢转的相对于新鲜气流横向和/或垂直延伸的轴线不需要是物理轴线。相反，该轴线可以是虚拟轴线，其相对于进气系统的其余部分的位置可以进一步呈现一定的间隙(play)，其中安装或紧固以其它某种方式实现。如果排气被引入到压缩机上游的进气系统中，当排气再循环装置激活时，则可能会出现问题。具体地，可能形成冷凝物。在这种背景下，几种情况是相关的。首先，如果再循环的热排气与冷新鲜空气相遇并与冷新鲜空气混合，则会形成冷凝物。排气冷却，而新鲜空气的温度升高。新鲜空气和再循环排气的混合物的温度(即充气温度)低于再循环排气的排气温度。在排气冷却的过程期间，如果气态充气流的组分的露点温度未达到，则先前包含在排气中的仍然是气体形式的液体(特别是水)可能冷凝。在自由充气流中发生冷凝物形成，充气中的污染物通常形成冷凝液滴形成的起点。其次，当热排气和/或充气冲击进气系统的内壁或者阀壳体的内壁或翻板时，可能形成冷凝物，这是因为壁的温度通常低于相关气体组分的露点温度。在这种背景下，作为进气系统的一部分的阀壳体是特别重要的，因为即使当排气再循环装置未激活时，排气通常也冲击阀壳体。位于阀壳体中或在阀壳体中静止的排气由于热传导而冷却，其结果是可能在壳体的排气冲击的内侧上形成冷凝物，该冷凝物在阀壳体中收集并且在接通或激活排气再循环装置时被突然引入进气系统中。冷凝物形成的问题随着再循环率的增加而愈演愈烈，这是因为随着再循环排气流速率的增加，充气中各个排气组分的百分数(特别是排气中所包含的水分的百分数)不可避免地增加。因此，在现有技术中，经由低压EGR装置再循环的排气流速率通常受到限制，以便防止或减少冷凝物的发生。一方面的低压EGR的所需限制和另一方面的氮氧化物排放的显著降低所需的高排气再循环速率导致再循环排气流速率多少的不同目的。减少氮氧化物排放的法律要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械增压的内燃发动机，其具有：进气系统，用于供应充气流；排气排放系统，用于排放排气；至少一个压缩机，其布置在所述进气系统中，所述压缩机配备有在壳体中安装在可旋转轴上的至少一个叶轮；排气再循环装置，其包括再循环管路，所述再循环管路从所述排气排放系统分支并且开口到所述进气系统中，以便在所述至少一个叶轮的上游形成接合点；以及阀单元，其布置在所述进气系统中的所述接合点处并且包括阀壳体和布置在所述阀壳体中的翻板，由边缘周向地界定的所述翻板以这样的方式围绕相对于新鲜气流横向地延伸的轴线可枢转，即使得所述翻板在第一端部位置借助前侧阻挡所述进气系统并打开所述再循环管路并且在第二端部位置借助排气侧后侧遮盖所述再循环管路并打开所述进气系统，其中，在所述第一端部位置中，所述翻板的所述前侧与所述进气系统中的止动件相互作用以便阻挡所述进气系统，所述止动件被布置在所述翻板的上游，所述翻板至少在所述前侧被配备有至少一个密封元件，所述至少一个密封元件在所述翻板的所述第一端部位置中压靠所述止动件以用于密封所述进气系统的目的。

【技术特征摘要】
2016.08.24 DE 102016215880.51.一种机械增压的内燃发动机，其具有：进气系统，用于供应充气流；排气排放系统，用于排放排气；至少一个压缩机，其布置在所述进气系统中，所述压缩机配备有在壳体中安装在可旋转轴上的至少一个叶轮；排气再循环装置，其包括再循环管路，所述再循环管路从所述排气排放系统分支并且开口到所述进气系统中，以便在所述至少一个叶轮的上游形成接合点；以及阀单元，其布置在所述进气系统中的所述接合点处并且包括阀壳体和布置在所述阀壳体中的翻板，由边缘周向地界定的所述翻板以这样的方式围绕相对于新鲜气流横向地延伸的轴线可枢转，即使得所述翻板在第一端部位置借助前侧阻挡所述进气系统并打开所述再循环管路并且在第二端部位置借助排气侧后侧遮盖所述再循环管路并打开所述进气系统，其中，在所述第一端部位置中，所述翻板的所述前侧与所述进气系统中的止动件相互作用以便阻挡所述进气系统，所述止动件被布置在所述翻板的上游，所述翻板至少在所述前侧被配备有至少一个密封元件，所述至少一个密封元件在所述翻板的所述第一端部位置中压靠所述止动件以用于密封所述进气系统的目的。2.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述轴线靠近所述翻板的边缘部分、邻近所述进气系统的壁部分布置。3.根据权利要求1所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述翻板的所述前侧被第一密封元件遮盖，并且其中所述翻板的所述后侧被第二密封元件遮盖，所述第一密封元件与所述第二密封元件相同。4.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件具有带状形式，其中，所述第一密封元件沿着所述前侧的周向边缘布置，并且所述第二密封元件沿着所述后侧的周向边缘布置，并且所述前侧和所述后侧是平面的。5.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件中的一个或多个是珠状密封唇并且进一步包括沿着进气流方向截取的U形截面。6.根据权利要求5所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述珠状密封唇具有三角形截面。7.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件中的一个或多个是弹性可变形的。8.根据权利要求3所述的机械增压的内燃发动机，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件中的一个或多个由不可变形的托架结构组成。9.一种系统，其包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库斯克，C·W·维格德，F·A·萨默霍夫，J·克默林，V·斯米利亚诺夫斯基，H·M·金德尔，H·弗里德里希斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US