增压流体吸入模块和内燃机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机的增压流体吸入模块（１０，２０），包括一个壳体（１、２），所述壳体形成气态的包括空气、气体和／或空气－气体混合物的增压流体（５）的流路；其中，在壳体（１、２）中布置着一个气态增压流体（５）的热交换器（１１）。为实现改良的废气循环的目的，按照本发明专利技术的技术方案，壳体（１、２）具有一个废气（１５）的进气道（１３），进气道（１３）在气态增压流体（５）的热交换器（１１）的下游接入到流路中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃机的增压流体吸入模块，包括一个作为气态增 压流体流路的壳体，而在壳体中布置着一个用于气态增压流体的热交换器。
技术介绍
这种前面所述的气态增压流体吸入模块用于输送内燃机燃烧过程中必需 的气态增压流体，它特别是以增压空气或者以优选地经过压縮的增压空气一 气体混合物的形式出现。此外，增压空气冷却的概念有助于减少废气中的有害物质，特别是氮氧化物。US 5,269,143对这个概念进行了描述，其中设有一个以增压空气冷却 器为形式的、作为单独部件的热交换器，用于对增压空气进行冷却。另外， 一种特别节省空间的变型可通过以下方式实现，即-如在前面所 述的增压流体吸入模块上-在总进气道中为气态增压流体、特别是增压空气 布置了一个热交换器。这种增压流体吸入模块在例如DE 10 2004 025 187 B3 中公开。在另一个减少内燃机-如柴油机或汽油机-的燃料消耗和废物排放的概念 中，例如在US 2006/006 Al中，采用了一种废气再循环系统。在这里，废气 通常由一个以再循环废气冷却器为形式的、单独的外部热交换器冷却。在这 种情况下，根据发动机正常工作点，废气的一个分流在发动机之后被抽出， 并在一个以废气再循环冷却器为形式的热交换器中冷却，然后再混入到吸入 空气中。再循环的废气量取决于废气侧和新鲜空气侧的压差以及发动机的运 转特性。而废气再循环可分为高压废气再循环和低压废气再循环。在高压废气再 循环中，处于相对高压下的管路段之间的废气再循环，通过例如一条废气再 循环管路进行，这条管路在废气涡轮机之前从发动机出口侧引出，并在压縮 机之后从发动机的进口侧进入。与此不同的是，低压废气再循环通常为处于 相对低压下的管路段之间的废气再循环，它通过例如一条废气再循环管路进行，这条管路在废气涡轮机之后从发动机出口侧引出，并在压縮机之前从发 动机进口侧进入。废气再循环的效率或流量通常由再循环废气的可输送体积 (量)及可利用的压差决定。在低压废气再循环的情况中，压縮机上的压差-也被称为扫气压差-通常起决定作用，并可针对通过废气冷却器再循环的废 气量，在需要的情况下予以提高。在高压废气再循环的情况中，通常只利用 到发动机废气侧和发动机新鲜空气侧之间的压差。因此，如同在DE 10 2004 025 187 B3中所述，在高压废气再循环的情况 中，废气通常在吸入管和增压空气冷却器之间的区域混入到经过压縮的增压 空气中。
技术实现思路
但废气再循环的效率还有待改善。在这种情况下，本专利技术的目的是提供 一种装置，它可以节省空间，还可以提高废气再循环的效率。本专利技术的目的通过一种前面所述的增压流体吸入模块实现。按照本专利技术， 在这个模块上，壳体具有一个废气进入通道，并且这个进入通道在为气态增 压流体所设的热交换器的下游接入到流路中。本专利技术以下面的设想为出发点，即废气混入的位置也对前面所述的增压 流体吸入模块上的扫气压差起决定作用，在所述增压流体吸入模块上，在壳 体中、特别是在总进气道中为气态的增压流体布置了一个热交换器，特别是 增压空气冷却器，或者将一个热交换器集成到一个空气吸入管中。在这里已 明确，在热交换器之前将废气输入是具有缺点的，因为在这种情况下，扫气 压差将减少，减少的幅度相当于气态增压流体、特别是增压空气的热交换器 的增压流体侧即空气侧的压差。在本专利技术中已提到，在这种情况下，可再循 环的废气量将受到不必要的限制，这样，降低消耗方面的优势还有待提高。在第一步中，专利技术以特别紧凑并靠近发动机、空气路程短的单元为出发 点，在这个单元中，布置着壳体，特别是在总进气道中，布置着气态增压流 体、特别是增压空气或增压空气混合物的热交换器。这样将使空气侧的增压 空气的压力损失优选地保持在相对较低的水平。按照本专利技术，在壳体进口处， 特别是在总进气道中，例如在增压空气吸气管中占决定地位的压力对废气再 循环具有相对较大的影响，在这种情况下，本专利技术规定，废气的输入管在热 交换器的下游接入到气态增压流体的流路中，以达到尽可能大的扫气压差，即使发动机的废气侧和新鲜空气侧之间的压差尽可能变大，从而为废气再循 环提供一个尽可能大的压差。否则，如同现有技术一样，扫气压差将减少， 幅度相当于气态增压流体的热交换器的空气侧的压差。此外，本专利技术所提出的技术方案将大大减少散热器污染、热负荷和腐蚀 的问题。本专利技术还涉及一种废气再循环系统，特别是高压废气再循环系统，包括 一个如本专利技术的技术方案所述的增压流体吸入模块。此外，在一个高压废气 再循环系统上采用这个增压流体吸入模块具有特别的优势，因为如前所述， 对于一个高压废气再循环系统而言，提高压差的元件并不是在任何情况下都 可使用，可供使用的压差则是由发动机出口侧的压力和发动机进口侧的压力 决定的。按照本专利技术的设想，通过上述增压流体吸入模块将使这个压差得到 尽可能优化地利用。本专利技术还涉及一种内燃机，它具有如本专利技术所述的增压流体吸入模块。本专利技术的较佳实施形式参见下述方案，并分别优选地使本专利技术的目的及 其它优点得以实现。增压流体吸入模块优选地具有一个用于气态增压流体的总进气道。作为 优选、补充或替代的方式，增压流体吸入模块具有多个与内燃机的各汽缸相 对应的进气道，气态的增压流体可通过这些进气道输送到内燃机的各汽缸中。 这种模块也被称为进气弯管。一个节气门或另一个减压元件优选地布置在用于气态增压流体吸入模块 的热交换器之前。 一个节气门尤其是布置在吸入管和总进气道之间。通过这 个节气门，该已有的扫气压差进一步增大，所述的扫气压差则由废气侧的抽 取点和新鲜空气流路之间的压差决定。这在以柴油机为形式的内燃机上特别 具有优势，此外也优选地用于汽油机。按照这个实施形式，节气门优选地布 置在空气进口处，即在气态增压流体的吸气管的端部和总进气道之前。作为 补充或替代，节气门或其它压力降低或压力调节元件集成到增压流体吸入模 块中，并布置在热交换器之前或之后。原则上，用于气态增压流体的热交换器可以是多种形式的，这既表现在 结构上也表现与冷却介质相关的设计上。例如，空气/水-热交换器特别具有 优势。但除了水之外的其它介质，例如适合的制冷剂也可被用作冷却介质。 因此，一个热交换器在结构上可按需要带有不同形式的流道-无论它是用于气态的增压流体/废气或冷却介质，典型的所述流道为管状的流道，例如扁平的或多角的，或者也可以是由板片组装而成的流道。此外，这种热交换器在较佳的布置中还具有改善流动、加大涡流或其它促进传热的元件。热交换器-用于气态增压流体或废气-可以采用I形流或U形流的结构形式。它可以是单级或双级。特别是在两级、例如低温级和高温级的形式中，热交换器可具有一个旁路，用于使流体绕过这个热交换器或者绕过这个热交换器中的某一级或者任意的一级。原则上，在本专利技术适合各种具有优势的布置，从结构上来说，只要废气进气道开口的位置布置在气态增压流体的流路中的热交换器的下游。因此，按照一个特别优选的实施形式，较佳的是，废气进气道接入到总进气道中。此外，按照本专利技术，较佳的是将混入了再循环废气的吸入空气的体积保持在尽可能低的水平。这样，即使在负荷迅速变换的情况下，发动机中的燃烧稳定性受到的影响相对较小。按照本专利技术的另一个特别优选的实施形式，废气的进气道可本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于内燃机的增压流体吸入模块（１０、２０），包括一个壳体（１、２），所述壳体形成气态的包括空气、气体和／或空气－气体混合物的增压流体（５）的流路；其中，在壳体（１、２）中布置着一个气态增压流体（５）的热交换器（１１），其特征在于，壳体（１、２）具有一个废气（１５）的进气道（１３），进气道（１３）在气态增压流体（５）的热交换器（１１）的下游接入到流路中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃伯哈德潘托，格奥尔格费尔德豪斯，
申请(专利权)人：贝洱两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[]