[發明專利]用于再循環的廢氣與空氣的混合管

有效

• 申請號: 201080061371.0
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN102713231A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: U·施萊默-克林
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒發動機有限責任兩合公司
• 主分類號: F02M35/10
• 分類號: F02M35/10;F02M25/07
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術領域

本發明整體涉及用于將再循環的廢氣與空氣混合并將廢氣與空氣的混合物供給至內燃機的多個燃燒室的混合管，內燃機例如是能夠燃燒重質燃料油的大型內燃機。本發明還涉及一種混合管段，其能夠連接至另一混合管段以形成這里所述的類型的混合管。此外，本發明涉及一種用于將再循環廢氣與空氣混合并且將廢氣與空氣的混合物供給至內燃機的多個燃燒室的方法。最后，本發明涉及一種用于維修包括多個混合管段的混合管的方法。

背景技術

廢氣再循環系統(又稱為EGR系統)被用于內燃機以幫助減少多種發動機排放物。常見的EGR系統可以包括將發動機的廢氣通路的某個部分與發動機的空氣吸入系統的某個部分流體連接從而形成EGR通路的導管或其他結構。在不同的發動機操作狀況下可能希望不同的廢氣再循環量。為了調節廢氣再循環的量，這種系統通常使用設置在EGR通路的某個點處的EGR閥。

已經開發了通過在不同的操作狀況下調節被再循環的廢氣的量、例如通過控制EGR閥的位置來控制EGR流的系統。一些系統包括用于打開和關閉EGR閥的致動器，其中致動器由軟件執行的控制邏輯來控制。根據發動機的操作狀況，控制邏輯可以對EGR閥進行定位以允許不同量的廢氣進行再循環。

雖然更大的廢氣再循環量(即更高的EGR流率)可以在一定的發動機操作狀況下降低排放，但多種部件可能受到EGR流率的影響并且因此如果EGR流率過高的話這些部件的負擔可能超過其操作限制。可以被EGR流率影響的示例性的部件和/或發動機操作參數可以包括渦輪增壓器、發動機溫度、廢氣溫度、廢氣壓力、催化轉化器、微粒捕集器、空氣-空氣后冷器(ATAAC)、EGR冷卻器等。此外，在較高的EGR流率下發動機的空氣吸入軌道中氣體的冷凝也可能會有問題。

已經開發了能夠改進EGR系統的效率的EGR系統，參見例如US7389770B2、AT504179B1、DE10054604A1、US5957116A、US6523529B1、US7278412B2、DE10054604A1、DE102005052708A1和DE112007002869T5。

特別地，已經開發了能夠改進再循環廢氣和空氣的混合程度的EGR系統。空氣可以通過諸如高壓壓縮機的壓縮機供給。

例如，DE102005019776A1公開了一種能夠將廢氣從廢氣管道再循環到抽吸管道的廢氣再循環裝置。再循環廢氣排出區域設置在新鮮空氣的流動方向上的空氣歧管之前的混合管中。該管在空氣歧管的入口之前相對于設置成平行于發動機縱向軸線的軸線具有范圍在215°到340°之間的曲度。這種設置改進了廢氣和新鮮空氣的混合率，使得再循環廢氣和新鮮空氣的混合物及其混合率在混合物進入內燃機的多個燃燒室之前對于內燃機的所有氣缸來說都是一樣的。公開的廢氣再循環裝置用于被構造成用于機動車中的內燃機，且廢氣再循環裝置可能需要特別是在被構造成燃燒重質燃料油的大型內燃機中可能無法提供的相當大的空間。

本發明至少部分地旨在改進或克服現有系統的一個或多個方面。

發明內容

在本發明的第一示例性的方面中，提供一種混合管。該混合管能夠將再循環的廢氣與空氣混合并且將混合物供給至內燃機的多個燃燒室。所述混合管可以包括第一混合管區段，其具有混合管入口和混合管出口。所述混合管入口和混合管出口之間的距離可以具有預定長度。所述第一混合管區段的預定長度能夠在混合管出口處實現廢氣和空氣的限定的混合比。混合管還可以包括第二混合管區段，其聯接至第一混合管區段的混合管出口。所述第二混合管區段可以設置有多個出口，每個出口能夠聯接至導管，所述導管將一部分的氣體混合物供給至多個燃燒室中的相關聯的燃燒室。此外，所述第一混合管區段和第二混合管區段可以彼此大致平行地延伸。再循環的廢氣和空氣的混合物的限定的混合比可以被設置成使得它在進入第二混合管區段之后基本不會變化，因此在混合物進入多個燃燒室之前混合比可以大致相同。

因此，在根據本發明的混合管中，再循環的廢氣和新鮮空氣的混合可以主要在第一混合管區段中實現，因此再循環的廢氣與空氣的混合物的混合比在進入第二混合管區段之后不會顯著變化，且因此在混合物進入多個燃燒室之前混合比可以大致相同。同時可以將所占據的空間最小化。

在本發明的另一個示例性方面中，一種用于形成混合管的混合管段可以被構造成連接至另一混合管段。因此，多個混合管段可以形成這里所公開的類型的混合管，并且對例如有缺陷的混合管段的容易和簡單的替換是可能的。