高效排气气体返回系统技术方案

一种气体混合器，包括：会聚－发散喷嘴(206)，其包括会聚部分(208a)和发散部分(208b)并限定第一气体流路；空气壳体，其包括空气入口(212)，该空气入口构造成在会聚－发散喷嘴上游将空气供应到第一气体流路；气体壳体，其限定第二气体流路并包括第一气体入口(222)和气体喷嘴(220)，第一气体入口构造成接收次气体并允许该次气体进入第二气体流路，气体喷嘴在会聚－发散喷嘴的会聚部分中定位成与第一气体流路平行并在第一气体流路内居中，气体喷嘴构造成在发散部分的上游将次气体供应到第一气体流路。应到第一气体流路。应到第一气体流路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效排气气体返回系统
优先权声明
[0001]本申请要求于2020年10月30提交的美国临时专利申请第63/107,706号的优先权，其全部内容以参见的方式纳入本文。


[0002]本公开涉及用于内燃机的排气再循环(EGR)系统。

技术介绍

[0003]排气气体再循环、特别是冷却的EGR(cEGR)可以被添加到内燃机系统中以减少NOx排放并降低爆震倾向。在这种系统中，一定量的排气气体被添加到发动机的进气歧管内的空气和/或燃料混合物中。挑战在于，输送cEGR需要成本，特别是对于效率高的发动机而言，当排气歧管压力低于进气歧管压力时，该发动机通常效率最高。压差在整个发动机上产生了正扫气压差，该正扫气压差从气缸井中扫出燃烧气体，并且提供良好的压力－体积泵送回路作业。特别具有挑战性的是，要在不经由泵送回路对残余气体扫气和发动机循环的效率产生负面影响的情况下，将cEGR从排气歧管处的源输送到进气歧管。“经典”的高压回路cEGR系统将排气气体直接引导到进气歧管，这需要设计或者需要可变的涡轮增压来迫使发动机排气歧管压力高于进气歧管，这又会不利地减少热的已燃烧气体的扫气和发动机的P－V循环，并且损失效率。由于cEGR的目的是减少爆震趋势以提高效率和功率密度，因此，会尤其适得其反。然而，这种驱动EGR的经典方法实际上通过残留气体的保留来增加爆震趋势，并且通过发动机上的负压力做功以减少收益的方式来降低效率、即向前两步以减少cEGR的爆震，但是由于其泵送方式而向后一步，导致出现驱动cEGR的成本与输送cEGR的益处抵消的零增益点。

技术实现思路

[0004]总体上，本公开描述了与使排气气体再循环有关的技术。
[0005]在第一示例中，气体混合器包括：会聚－发散喷嘴，该会聚－发散喷嘴包括会聚部分和发散部分、并限定第一气体流路；空气壳体，其包括空气入口，该空气入口构造成在会聚－发散喷嘴上游将空气供应到第一气体流路；气体壳体，该气体壳体限定第二气体流路、并包括第一气体入口和气体喷嘴，第一气体入口构造成接收次气体并允许该次气体进入第二气体流路，气体喷嘴在会聚－发散喷嘴的会聚部分中定位成与第一气体流路平行并在第一气体流路内居中，气体喷嘴构造成在发散部分的上游将次气体供应到第一气体流路。
[0006]在根据示例1的第二示例中，气体壳体还包括第二气体入口，以允许次气体壳体的内部。
[0007]在根据示例2的第三示例中，第一气体入口构造成接收来自发动机的第一气缸的排气气体，并且第二气体入口构造成接收来自发动机的第二气缸的排气气体，其中，第一气缸和第二气缸在发动机运行期间交替提供排气气体。
[0008]在根据示例3的第四示例中，第一气体入口与第一排气歧管流体连通，第二气体入口与第二排气歧管流体连通。
[0009]在根据示例2或3的第五示例中，气体混合器还包括止回阀，该止回阀构造成防止第一气体入口和第二气体入口中的回流。
[0010]在根据示例5的第六示例中，止回阀包括构造成基于沿着第一气体入口的气体流动来阻断沿着第二气体入口的气体流动的阀，该阀还构造成根据沿着第二气体入口的气体流动来阻断沿着第一气体入口的气体流动。
[0011]在根据示例1至6中任一个的第七示例中，气体混合器还包括燃料入口，该燃料入口联接到气体混合器、并包括燃料入口管，该燃料入口管定位成平行于第二气体流路并且在第二气体流路内居中，燃料入口管构造成在气体喷嘴的上游将燃料供应到第二气体流路中。
[0012]在第八示例中，一种发动机系统包括：进气歧管，其构造成接收构造成在燃烧室内燃烧的可燃混合物；节气门，其位于进气歧管的上游，并构造成至少部分地调节进入进气歧管的空气流量；排气歧管，其构造成接收来自燃烧室的燃烧产物；以及气体混合器，其处于节气门的下游和进气歧管的上游，该气体混合器包括：会聚－发散喷嘴，其包括会聚部分和发散部分，并限定第一气体流路；空气壳体，其包括空气入口，该空气入口构造成在会聚－发散喷嘴上游将空气供应到第一气体流路；气体壳体，其限定第二气体流路，并包括：第一气体入口，其构造成接收次气体、并允许该次气体进入第二气体流路；以及气体喷嘴，其定位成在会聚－发散喷嘴的会聚部分中平行于第一气体流路并在第一气体流路内居中，气体喷嘴构造成在发散部分的上游将次气体供应到第一气体流路。
[0013]在根据示例8的第九示例中，第一气体入口构造成接收来自排气歧管的排气气体再循环气体。
[0014]在根据示例8或9的第十示例中，气体混合器还包括第二气体入口，其中，排气歧管包括与第一气体入口流体连通的第一排气气体子歧管、和与第二气体入口流体连通的第二排气气体子歧管。
[0015]在根据示例10的第十一示例中，第一排气气体子歧管构造成接收来自发动机系统的第一气缸的排气气体，并且第二排气气体子歧管构造成接收来自发动机系统的第二气缸的排气气体，其中，第一气缸和第二气缸构造成在发动机系统运行期间交替提供排气气体。
[0016]在根据示例10或11的第十二示例中，气体混合器还包括止回阀，该止回阀构造成防止第一气体入口和第二气体入口中的回流。
[0017]在根据示例12的第十三示例中，止回阀包括构造成基于沿着第一气体入口的气体流动来阻断沿着第二气体入口的气体流动的阀，该阀还构造成根据沿着第二气体入口的气体流动来阻断沿着第一气体入口的气体流动。
[0018]在根据示例8至13中任一个的第十四示例中，发动机系统还包括处于节气门的上游的压缩机，该压缩机构造成增加第一气体流路内的压力。
[0019]在根据示例14的第十五示例中，发动机系统还包括处于排气歧管的下游的涡轮，该涡轮联接到压缩机并构造成使压缩机旋转。
[0020]在根据示例8至15中任一个的第十六示例中，发动机系统还包括排气气体冷却器，该排气气体冷却器在流路内定位在排气歧管与气体混合器之间，并构造成在气体混合器之
前降低排气气体的温度。
[0021]在根据示例8至16中任一个的第十七示例中，气体混合器还包括燃料入口，该燃料入口联接到气体混合器、并包括燃料入口管，该燃料入口管定位成平行于第二气体流路并且在第二气体流路内居中，燃料入口管构造成在气体喷嘴的上游将燃料供应到第二气体流路中。
[0022]在示例实施例中，一种气体混合器包括：会聚－发散喷嘴，该会聚－发散喷嘴具有会聚部分和发散部分、并限定第一气体流路；空气壳体，其具有空气入口，该空气入口构造成在会聚－发散喷嘴上游将空气供应到第一气体流路；气体壳体，该气体壳体限定第二气体流路、并具有第一气体入口和气体喷嘴，第一气体入口构造成接收次气体并允许该次气体进入第二气体流路，气体喷嘴在会聚－发散喷嘴的会聚部分中定位成与第一气体流路平行并在第一气体流路内居中，气体喷嘴构造成在发散部分的上游将次气体供应到第一气体流路。
[0023]各种实施例可包括以下特征中的一些、全部，或不包括以下特征。气体壳体可以包括第二气体入口，用于允许次气体进入气体壳体的内部。第一气体入口可以构造成接收来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体混合器，包括：会聚－发散喷嘴，所述会聚－发散喷嘴包括会聚部分和发散部分，并限定第一气体流路；空气壳体，所述空气壳体包括空气入口，所述空气入口构造成在所述会聚－发散喷嘴上游将空气供应到所述第一气体流路；气体壳体，所述气体壳体限定第二气体流路并包括：第一气体入口，所述第一气体入口构造成接收次气体并允许所述次气体进入第二气体流路；以及气体喷嘴，所述气体喷嘴定位成在所述会聚－发散喷嘴的会聚部分中平行于所述第一气体流路并在所述第一气体流路内居中，所述气体喷嘴构造成在所述发散部分的上游将所述次气体供应到所述第一气体流路。2.根据权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述气体壳体还包括第二气体入口，以允许次气体进入所述气体壳体的内部。3.根据权利要求2所述的气体混合器，其特征在于，所述第一气体入口构造成接收来自发动机的第一气缸的排气气体，并且所述第二气体入口构造成接收来自所述发动机的第二气缸的排气气体，其中，所述第一气缸和所述第二气缸在所述发动机运行期间交替提供排气气体。4.根据权利要求3所述的气体混合器，其特征在于，所述第一气体入口与第一排气歧管流体连通，所述第二气体入口与第二排气歧管流体连通。5.根据权利要求2或3所述的气体混合器，其特征在于，还包括止回阀，所述止回阀构造成防止所述第一气体入口和所述第二气体入口中的回流。6.根据权利要求5所述的气体混合器，其特征在于，所述止回阀包括构造成基于沿着所述第一气体入口的气体流动来阻断沿着所述第二气体入口的气体流动且构造成基于沿着所述第二气体入口的气体流动来阻断沿着所述第一气体入口的气体流动的阀。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的气体混合器，其特征在于，还包括燃料入口，所述燃料入口联接到所述气体混合器，并且包括燃料入口管，所述燃料入口管定位成平行于所述第二气体流路并且在所述第二气体流路内居中，所述燃料入口管构造成在所述气体喷嘴的上游将燃料供应到所述第二气体流路中。8.一种发动机系统，包括：进气歧管，所述进气歧管构造成接收构造成在燃烧室内燃烧的可燃混合物；节气门，所述节气门位于所述进气歧管的上游，所述节气门构造成至少部分地调节进入所述进气歧管的空气流量；排气歧管，所述排气歧管构造成接收来自所述燃烧室的燃烧产物；以及气体混合器，所述气体混合器处于所述节气门的下游和所述进气歧管的上游，所述气体混合器包括：会聚－发散喷嘴，所述会聚－发散喷嘴包括会聚部分和发散部分，并限定第一气体流路；空气壳体，所述空气壳体包括空气入口，所述空气入口构造成在所述会聚－发...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：