本公开提供了“用于改善混合的EGR预混合器”。一种用于发动机的排气再循环系统包括导管和U形排气混合器。导管被配置为引导排气远离排气歧管。U形排气混合器被配置为从导管引导排气并且将其引导到发动机进气系统中。U形排气混合器布置有预混合腔，所述预混合腔被配置为分散排气并且将排气夹带到进气流中，然后再分配到发动机的进气歧管中。再分配到发动机的进气歧管中。再分配到发动机的进气歧管中。
【技术实现步骤摘要】
用于改善混合的EGR预混合器
[0001]本公开涉及用于内燃发动机的排气再循环系统。
技术介绍
[0002]内燃发动机可以包括排气再循环系统，所述排气再循环系统被配置为将排气重新引导到发动机的进气系统中以减少排放。
技术实现思路
[0003]一种车辆包括内燃发动机、进气系统、排气系统和排气再循环系统。内燃发动机具有至少一个气缸。进气系统被配置为将空气输送到至少一个气缸。排气系统具有至少一个导管，所述至少一个导管被配置为引导排气远离至少一个气缸。排气再循环系统具有至少一个管道和U形排气混合器。至少一个管道被配置为引导排气远离至少一个导管。U形排气混合器被配置为将来自至少一个管到的排气引导到进气系统中。U形排气混合器形成预混合腔，所述预混合腔被配置为在将进气和排气输送到至少一个气缸之前，在进气流过U形排气混合器时在分散排气以及用进气夹带排气期间维持排气流动压力。
[0004]一种用于发动机的排气再循环系统包括导管和U形排气混合器。导管被配置为引导排气远离排气歧管。U形排气混合器被配置为将排气从导管引导到发动机进气系统中。U形排气混合器布置有预混合腔，所述预混合腔被配置为分散排气并且将排气夹带到进气流中，然后再分配到发动机的进气歧管中。
[0005]一种用于发动机排气系统的排气再循环混合器包括壳体，所述壳体具有排气入口、进气入口以及被配置在排气入口与进气入口之间的至少一个预混合导管。预混合导管被配置为在将一定体积的排气夹带在进气主流的至少一部分中之前并且在分配到发动机中之前分配和分散所述排气。
附图说明
[0006]图1是具有内燃发动机的示例性车辆的示意图；
[0007]图2是具有连接到用于排气再循环系统的U形排气混合腔的进气管道的示例性排气再循环混合器系统的示意图；
[0008]图3是图2的排气再循环系统中的进气和夹带的排气的示例性计算流体动力学流的示意图；
[0009]图4是图2的U形排气混合器的第一半部的局部剖视图；
[0010]图5是图2的U形排气混合器的后半部的局部剖视图；
[0011]图6是图2的U形排气混合器的下部分的局部剖视图；
[0012]图7是示例性预混合头的后侧透视图；以及
[0013]图8是图7的示例性预混合头的前侧透视图。
具体实施方式
[0014]本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可以采用不同和替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以不同方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式来说可能是希望的。
[0015]排气再循环(EGR)用于柴油和汽油内燃发动机，并且是经由峰值燃烧温度降低来减少NOx排放以及在汽油发动机上经由减少的泵功和爆震减轻来减少CO2的重要方法。EGR从排气系统中取出并且重新引入进气系统中，其中EGR在进入发动机气缸之前需要进行混合。由于发动机气缸的离散数量和不对称的分支(takeoff)位置，EGR的流量通常是不稳定的，其中一个气缸比其他气缸向EGR系统贡献更多的排气流量。
[0016]随着更严格的排放标准的建立，特别是在低NOx和CO2排放要求的情况下，强烈需要改善发动机排气再循环分布均匀性。然而，由于不稳定的EGR流量，当前的EGR系统需要很长的混合时间、非常复杂的EGR混合器和/或修改后的EGR分支(诸如双排EGR提取)，这都增加了成本、消耗了封装空间，并且在EGR混合长度的情况下，复杂的EGR混合器增加了压力损失并且降低了排气和进气/增压空气的流动能力。因此，为了满足低NOx和CO2排放并且避免复杂的EGR混合器的这些系统挑战，需要低压降EGR预混合器来为不稳定的EGR气体提供初始腔以在被夹带到主流中之前进行混合并且扩散到一定体积中以用于EGR与进气或增压空气的进一步微混合。该EGR预混合器可以在很大程度上减少EGR作为离散的EGR块被夹带到主增压空气流中的问题，所述问题导致主进气流中必须随时间扩散的稀EGR区或浓EGR区。因此，本文公开的创新的简单EGR预混合器提供了低压损失混合器，所述低压损失混合器消除了由当前复杂的EGR混合器引起的非常长的混合长度、高压损失和不均匀混合的EGR。
[0017]在本公开中，低压损失预混合器将EGR引入邻近于主进气流配置的体积中，在所述体积中发生EGR扩散。更具体地，一旦引入一定体积的EGR，其就以稳定的方式被夹带到主流中而没有显著的压力损失，这避免了通常用来以必要的EGR速率流动所需要的昂贵的EGR系统元件，诸如背压阀和EGR泵。主要目标是实现改善的排气混合，同时使系统中的压力损失最小化，以促进EGR流在夹带进入主进气流中之前分散到预混合区或混合室中。排气再循环流被引入并且在分配到发动机气缸之前分散到预混区中，然后被夹带到主流中，在那里发生进一步混合。这种新的预混合器允许更短的混合长度，同时提供气缸到气缸的均匀EGR分配。因此，如所公开的，预混合器能够实现更好的EGR混合，同时允许减少EGR压力损失、减少EGR混合长度并且包括较低成本的不对称EGR分支，从而消除对昂贵的EGR系统部件的需要，诸如消除用于维持系统中所需的EGR量的EGR背压阀和EGR泵。
[0018]参考图1，示出了具有内燃发动机12的示例性车辆10的示意图。发动机12可以被配置为向车轮提供动力和扭矩以推进车辆10。发动机12可以包括任何已知的气缸配置，诸如但不限于具有单个或多个气缸的单气缸组发动机或具有多个气缸的双气缸组发动机，双气缸组的每个气缸组具有相同数量的气缸。发动机12可以包括两个气缸、三个气缸、四个气
缸、六个气缸的任何已知配置或具有产生排气66的任何已知燃料系统的其他已知的车辆发动机配置，诸如但不限于柴油、汽油、丙烷和天然气。如示例性车辆10中所示，发动机12包括第一组气缸14和第二组气缸16。
[0019]发动机12包括进气系统18。进气系统18可以包括一组管、管道或导管20，该组管、管道或导管被配置为向每个气缸输送空气供应以提供燃料燃烧所需的氧气。该组管、管道或导管20可以包括容纳节气门28的一个或多个第一进气管、管道或导管25、直接连接到一个或多个进气歧管22的一个或多个第二进气管、管道或导管26，进气歧管22直接将进气64输送到每个气缸中。该组管、管道或导管20中的第一进气管、管道或导管25可以直接从周围环境抽吸进气64，或者可以从涡轮增压器24或机械增压器的压缩机21接收空气。如果涡轮增压器24或机械增压器将进气64输送到进气系统18中，则进气64可以首先被送到增压空气冷却器60。然后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆，其包括：内燃发动机，所述内燃发动机具有至少一个气缸；进气系统，所述进气系统被配置为将进气输送到所述至少一个气缸；排气再循环系统，其具有：至少一个管道，所述至少一个管道被配置为引导排气远离所述至少一个导管，以及U形排气混合器，所述U形排气混合器被配置为将所述排气从所述至少一个管道引导到所述进气系统中，其中所述U形排气混合器包括预混合室，所述预混合室被配置为在将所述进气和排气输送到所述至少一个气缸之前，在所述进气流过所述U形排气混合器时在分散所述排气以及用所述进气夹带所述排气期间维持排气流动压力，并且其中所述U形排气混合器包括预混合导管和至少一个排气预混合头，所述至少一个排气预混合头流体连接到所述至少一个管道。2.如权利要求1所述的车辆，其中所述U形排气混合器包括第一端和第二端，所述第一端包括进气孔，所述进气孔被配置为接收所述进气并且将所述进气引导到所述预混合室并且进入混合室到混合器出口，所述混合室被配置在所述预混合室的下游和所述混合器出口的上游，所述混合器出口与所述至少一个气缸流体连通。3.如权利要求1所述的车辆，其中所述预混合头包括至少一个排气分散端口，所述至少一个排气分散端口被配置为将排气分散到所述预混合室中。4.如权利要求1所述的车辆，其中所述预混合头包括围绕预混合头基座同心地配置的多个排气分散端口。5.如权利要求4所述的车辆，其中预混合头基座至少部分地是中空的并且通过至少一个晶格构件互连到预混合头盖，所述晶格构件限定所述至少一个排气分散端口的内部流体路径。6.如权利要求1所述的车辆，其中所述U形排气混合器是限定具有第一侧和第二侧的U形腔的U形壳体，所述U形腔的所述第一侧容纳所述预混合室并且所述U形腔的所述第二侧容纳混合腔，其中所述排气和所述进气的所述夹带是由于所述排气和所述进气碰撞到所述U形腔的第一壁和第二壁中的至少一者中而引起的。7.一种用于发动机的排气再循环系统，其包括：导管，所述导管被配置为引导排气远离排气歧管；U形排气混合器，所述U形排气混合器被配置为将所述排气从所述导管引导到发动机进气系统中，其中所述U形排气混合器布置有预混合腔，所述预混合腔被配置为分散所述排气并且将所述排气夹带到进气流中，然后再分配到发动机的进气歧管中；以及预混合导管，所述预混合导管从排气进气口延伸并且穿过所述壳体的内壁，...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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