用于再循环废气的被动泵送制造技术

废气再循环混合器包括位于从混合器的空气入口至混合器的出口的流动路径中的会聚喷嘴。会聚喷嘴定向成朝向混合器的出口会聚。喷嘴将流动加速至高速，从而作为自由射流释放。混合器包括废气壳体和会聚－发散喷嘴，废气壳体具有进入废气壳体内部的废气入口，会聚－发散喷嘴具有流体连通的空气－燃料－废气入口，以接纳来自会聚喷嘴(即自由射流)、废气壳体的内部和进入混合器中的燃料供应源的流体流。

Passive pumping for recirculation of exhaust gas

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于再循环废气的被动泵送优先权声明本申请要求2017年9月25日提交的美国专利申请第15/714,699号的优先权，该申请的全部内容通过参考纳入本文。
本申请涉及用于内燃机的废气再循环(EGR)系统。
技术介绍
废气再循环、尤其是冷却EGR可附加至内燃机系统，以减少NOx排放并减少暴震可能性。在该系统中，一定量的废气被添加至发动机的空气吸入歧管内的空气和/或燃料混合物。挑战在于，特别是对于一般当废气歧管压力低于进气歧管压力时最为有效的高效率发动机来说，递送冷却EGR(cEGR)存在成本。压力差产生了跨发动机的正扫气压力差，该压力差将燃烧气体从气缸腔扫出并提供良好的压力容量泵送回路功。特别有挑战的是，将cEGR从其在废气歧管处的来源递送至进气歧管而不负面地影响通过泵送回路的发动机循环的效率和残余气体的清扫。“经典的”高压回路cEGR系统将废气直接送至进气歧管，其需要设计或可变涡轮增压来迫使发动机废气歧管压力高于进气歧管，这进而不期望地减小对热的已燃烧气体的清扫和发动机P－V循环并损失效率。由于cEGR的目的是要减小暴震可能性以提高效率和功率密度，故而这是特别起反作用的。但是，驱动EGR的该经典方法实际上通过保留残余气体而增加了暴震可能性并通过发动机上的负压工作减小了效率－以减小返回量的方式，即有两个步骤向前以减小cEGR的暴震，但由于其被如何泵送而有一个步骤返回，从而导致零增益点，在该点处，驱动cEGR的成本抵消了递送cEGR的益处。
技术实现思路
本申请描述了涉及废气再循环的技术。r>本申请中所描述的主题的一种示例性实施方式是带有以下特征的废气再循环混合器。会聚喷嘴位于从混合器的空气入口至混合器的出口的流动路径中。会聚喷嘴朝向混合器的出口会聚。废气壳体包括进入废气壳体内部的废气入口。会聚－发散喷嘴包括流体连通的空气－废气入口，以接纳来自会聚喷嘴、废气壳体的内部的流体流。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。会聚－发散喷嘴的空气－废气入口是与进入混合器中的燃料供应连通的空气－燃料－废气入口。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。燃料供应管平行地且对中地定位在空气流动路径内。燃料供应管构造成沿流动方向且在会聚喷嘴的上游处将燃料供应入空气流动路径中。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。燃料供应管包括气态燃料供应管。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。燃料供应源包括在废气入口的上游的燃料供应端口。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。燃料供应端口包括气态燃料供应端口。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。会聚喷嘴和会聚－发散喷嘴对齐在同一中心轴线上。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。废气入口在会聚喷嘴的出口上游。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。会聚喷嘴至少部分地位于废气壳体内。可能与示例性实施方式单独地或组合地结合的示例性实施方式的各方面包括以下内容。会聚－发散喷嘴的入口具有比会聚喷嘴的出口更大的面积。本申请中所描述的主题的一种示例性实施方式是带有以下特征的方法。借助会聚喷嘴，增加空气流的速度且减小空气流的压力，以形成离开会聚喷嘴的自由射流。响应于自由空气射流的减小的压力而将废气流引入会聚喷嘴下游。借助在会聚喷嘴下游的第二会聚喷嘴将空气流和废气流混合以形成混合物。借助发散喷嘴，增加燃烧混合物的压力且减小燃烧混合物的速度。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。混合空气流和废气流以形成混合物包括：混合空气流、废气流和燃料流以形成燃烧混合物。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。借助与空气流动路径的中心平行且成一直线的燃料供应管将燃料流供应入空气流中。将燃料流供应至会聚喷嘴的上游。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。借助燃料供应端口将燃料流供应入废气流中。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。燃料流包括气态燃料流。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。将废气流从废气歧管引导至会聚喷嘴下游的位置。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。燃料流包括气态燃料。可能与示例性方法单独地或组合地结合的示例性方法的各方面包括以下内容。燃料流具有比空气流速度更高的喷射速度。本申请中所描述的主题的一种示例性实施方式是带有以下特征的发动机系统。进气歧管构造成接纳可燃烧混合物，可燃烧混合物构造成在燃烧腔室内燃烧。节气门定位在进气歧管上游。节气门构造成至少部分地调节进入进气歧管中的空气流。废气歧管构造成接纳来自燃烧腔室的燃烧产物。废气再循环混合器在节气门下游且在进气歧管上游。废气再循环混合器包括位于从混合器的空气入口至混合器的出口的流动路径中的会聚喷嘴。会聚喷嘴朝向混合器的出口会聚。废气壳体包括进入废气壳体内部的废气入口。会聚－发散喷嘴包括流体连通的空气－燃料－废气入口，以接纳来自会聚喷嘴、废气壳体内部和进入混合器的燃料供应源的流体流。可能与示例性系统单独地或组合地结合的示例性系统的各方面包括以下内容。压缩机位于节气门上游。压缩机构造成增加空气流动路径内的压力。可能与示例性系统单独地或组合地结合的示例性系统的各方面包括以下内容。涡轮位于废气歧管下游。涡轮联接至压缩机且构造成使压缩机转动。可能与示例性系统单独地或组合地结合的示例性系统的各方面包括以下内容。废气冷却器定位在流动路径内废气歧管与废气再循环混合器之间。废气冷却器构造成在废气再循环混合器之前降低废气的温度。在方面1中，一种废气再循环混合器，包括：会聚喷嘴，所述会聚喷嘴位于从所述混合器的空气入口至所述混合器的出口的流动路径中，所述会聚喷嘴朝向所述混合器的所述出口会聚；废气壳体，所述废气壳体包括进入所述废气壳体的内部的废气入口；以及会聚－发散喷嘴，所述会聚－发散喷嘴包括流体连通的空气－废气入口，以接纳来自所述会聚喷嘴、所述废气壳体的所述内部的流体流。在方面2中，根据方面1，所述会聚－发散喷嘴的所述空气－废气入口是与进入所述混合器中的燃料供应源连通的空气－燃料－废气入口。在方面3中，根据方面2所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述燃料供应还包括：燃料供应管，所述燃料供应管平行地且对中地定位在空气流动路径内，所述燃料供应管被构造成沿流动方向且在会聚喷嘴的上游将燃料供应入所述空气流动路径中。在方面4中，根据方面2或3中任一方面，所述燃料供应管包括气态燃料供应管。在方面5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气再循环混合器，所述混合器包括：/n会聚喷嘴，所述会聚喷嘴位于从所述混合器的空气入口至所述混合器的出口的流动路径中，所述会聚喷嘴朝向所述混合器的所述出口会聚；/n废气壳体，所述废气壳体包括进入所述废气壳体的内部的废气入口；以及/n会聚－发散喷嘴，所述会聚－发散喷嘴包括流体连通的空气－废气入口，以接纳来自所述会聚喷嘴、所述废气壳体的所述内部的流体流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170925 US 15/714,6991.一种废气再循环混合器，所述混合器包括：
会聚喷嘴，所述会聚喷嘴位于从所述混合器的空气入口至所述混合器的出口的流动路径中，所述会聚喷嘴朝向所述混合器的所述出口会聚；
废气壳体，所述废气壳体包括进入所述废气壳体的内部的废气入口；以及
会聚－发散喷嘴，所述会聚－发散喷嘴包括流体连通的空气－废气入口，以接纳来自所述会聚喷嘴、所述废气壳体的所述内部的流体流。


2.根据权利要求1所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述会聚－发散喷嘴的所述空气－废气入口是与进入所述混合器中的燃料供应源连通的空气－燃料－废气入口。


3.根据权利要求2所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述燃料供应还包括：
燃料供应管，所述燃料供应管平行地且对中地定位在空气流动路径内，所述燃料供应管被构造成沿流动方向且在会聚喷嘴的上游将燃料供应入所述空气流动路径中。


4.根据权利要求2或3中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述燃料供应管包括气态燃料供应管。


5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述燃料供应源包括位于所述废气入口上游的燃料供应端口。


6.根据权利要求5所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述燃料供应端口包括气态燃料供应端口。


7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述会聚喷嘴和所述会聚－发散喷嘴对齐在同一中心轴线上。


8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述废气入口在所述会聚喷嘴的出口上游。


9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述会聚喷嘴至少部分地位于所述废气壳体内。


10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的废气再循环混合器，其特征在于，所述会聚－发散喷嘴的入口具有比所述会聚喷嘴的出口更大的面积。


11.一种方法，包括：
借助会聚喷嘴，增加空气流的速度且减小空气流的压力，以形成离开所述会聚喷嘴的自由射流；
响应于自由空气射流的减小了的压力而将废气流引入所述会聚喷嘴下游；
借助在所述会聚喷嘴下游的第二会聚喷嘴将所述空气流和所述废气流混合以形成混合物；以及
借助发散喷嘴，增加燃烧混合物的压力并减小燃烧混合物的速度。


12.根据权利要求11所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·J·汉普森，D·切拉，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US