[發明專利]排氣驅動的輔助空氣泵以及使用它的產品和方法

有效

• 申請號: 200980115798.1
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN102084101A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: T·A·格里索姆;V·喬爾格
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F02B37/013
• 分類號: F02B37/013;F01N3/32;F02B39/16;F01N5/04;F01N3/10;F02B33/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華

本申請要求于2008年5月23日提交的美國臨時申請號61/055,739的權益。

技術領域

本披露總體上涉及的領域包括內燃發動機的換氣系統、其部件、渦輪增壓器系統和部件、以及制造和使用它們的方法。

背景技術

圖1是包括用于一個單級渦輪增壓器的現代換氣系統的一種產品或系統10的示意圖。這樣一種系統可以包括一臺內燃發動機12，該內燃發動機被構造和安排為燃燒一種燃料，如(但不限于)在氧氣存在的情況下的汽油或柴油燃料。該系統可以進一步包括一個換氣系統，該換氣系統包括一個空氣進氣側14以及一個燃燒氣體排氣側16。空氣進氣側14可以包括連接到該內燃發動機上的一個歧管以便將空氣送入內燃發動機12的這些汽缸中。可以將一個主空氣進氣管道20提供和連接在空氣進氣歧管18的一端(或者制成其一部分)并且該主空氣進氣管道可以包括一個開放端24用于通過其中吸取空氣。一個空氣過濾器26可以被定位于空氣進氣管道20的開放端24處或在其附近。

燃燒氣體排氣側16可以包括連接到內燃發動機12的一個排氣歧管28以便從其中排出燃燒氣體。排氣側16可以進一步包括一個主排氣管道30，該主排氣管道具有連接到排氣歧管28上(或者制成其一部分)的一個第一端32、并且可以具有一個開放端34用于將排氣排放到大氣中。

這樣一個系統10可以進一步包括從燃燒氣體排氣側16延伸到空氣進氣側14的一個第一排氣再循環(EGR)組件40。一個第一EGR閥46可以被提供為與主排氣管道30處于流體聯通并且被構造和安排為使排氣從排氣側16流到空氣進氣側14并且流入內燃發動機12。第一EGR組件40可以進一步包括一個主EGR管線42，該管線具有連接到主排氣管道30上的一個第一端41以及連接到空氣進氣管道20上的一個第二端43。一個冷卻器44可以被提供為與主EGR管線42處于流體聯通用于冷卻通過其中流動的排氣。

系統10可以進一步包括一臺渦輪增壓器48，該渦輪增壓器具有與主排氣管道30處于流體聯通的一臺渦輪機50并且具有與主空氣進氣管道20處于流體聯通用于壓縮氣體(如，但不限于通過其中流動的空氣)的一臺壓縮機52。可以在壓縮機52下游的主空氣進氣管道20中提供一個空氣充氣冷卻器56。可以在主空氣進氣管道20中流出壓縮機52的下游并且在主EGR管線42的第二端43到主空氣進氣管道20的接點的上游處提供一個節流閥58。

典型地在渦輪機50下游的一個主排氣管道30中可以提供多個排放物控制部件。例如，在渦輪機50下游可以提供一個微粒過濾器54。在渦輪機50下游還可以提供其他排放物控制部件，如(但不限于)一個催化轉化器36以及一個消聲器38。還可以提供另外的排氣后處理裝置，如稀NO_X收集器。

可任選地，可以提供從渦輪機50下游的一個位置處的燃燒排氣側16延伸到空氣進氣側14的一個第二排氣再循環(EGR)組件70。第二EGR組件70可以包括一個第二EGR管線71，該管線具有連接到主排氣管道30上的一個第一端72以及連接到空氣進氣管道20上的一個第二端74。可以提供一個與第二EGR管線71處于流體聯通的冷卻器78用于冷卻通過其中流動的排氣。可以提供一個第二EGR閥76并且將其構造和安排為控制通過第二EGR管線71流動的排氣量。在第二EGR管線的第一端到主排氣管道30的接點下游的主排氣管道30中可以提供一個排氣節流閥120。排氣節流閥120可以用來控制進入第二EGR管線71中的排氣量。

當這樣一個系統10包括一個微粒過濾器54時，微粒物質(如，但不限于碳煙)被收集在微粒過濾器54中。如果允許太多的微粒物質積聚在微粒過濾器54中，這樣可能有害地影響系統10或者其不同部件的工作或者可能有害地影響排放物。微粒過濾器54可以被再生以燃盡微粒物質從而允許將微粒過濾器54用于更有效地收集更多的微粒物質而不會有害地影響系統10的工作。

現在參見圖2，在類似于圖1所展示的一個系統10中，可以提供一個第二空氣進氣管線122并且該管線可以具有一個連接到主排氣管道30上的第一端124以及一個用來從大氣吸取空氣的第二開放端126。在第二空氣進氣管線122中可以提供一個鼓風機127以迫使空氣在微粒過濾器54上游的一個位置處進入主排氣管道30之中。還可以提供一個燃燒器128來加熱流過第二空氣進氣管線122的空氣從而協助微粒過濾器54的再生。這類鼓風機127被典型地構造和安排為提供了絕對出口壓力與入口壓力的小于或等于1.1的壓力比。

發明內容