[實用新型]用于發動機的排氣再循環設備、發動機系統

有效

• 申請號: 201520105099.1
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN204552988U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 威廉·杰拉爾德·巴爾
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02M25/07
• 分類號: F02M25/07
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

技術領域

本實用新型涉及排氣再循環設備，特別是低壓排氣再循環設備。該排氣再循環設備構造成在再循環排氣穿過發動機系統的部件、特別是壓縮機和后續的部件時減少再循環排氣中存在的物質的凝結或去升華(desublimation)。這提高了排氣再循環系統的效率和壽命。

背景技術

排氣再循環是用于減少污染物、諸如內燃發動機(諸如汽油機或柴油機)排放的一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的量的已知技術。在排氣再循環中，在燃燒之后已經從發動機排出的排氣的一部分在排氣通過排氣裝置離開發動機系統之前被抽取。抽取的排氣然后與空氣混合并且朝向發動機的氣缸被往回引導。

用于汽油機和柴油機的一般的排氣再循環系統使用高壓排氣再循環，在高壓排氣再循環中，在排氣離開發動機的氣缸之后立即抽取排氣的一部分。在圖1中示出了高壓排氣再循環系統的一個示例。高壓排氣再循環系統是簡單的，僅僅需要發動機排氣歧管與進氣歧管之間的連接(通常由排氣再循環閥門調節抽取的排氣的流量)。然而，高壓排氣再循環系統使未經過濾的排氣再循環，這會導致發動機被污染。另外，由于發動機排氣歧管與進氣歧管之間的壓差，高壓排氣再循環系統會出現問題，這些問題能夠降低系統的效率。

由于上述問題，在一些內燃系統中使用低壓排氣再循環。在低壓排氣再循環中，在排氣經過顆粒過濾器之后從排氣系統抽取排氣。抽取的排氣然后再循環并且混合到進入發動機系統的空氣中，排氣與空氣的混合物然后經過機械增壓器以增大排氣與空氣的混合物的壓力。排氣與空氣的混合物也可以在排氣與空氣的混合物進入發動機的氣缸中之前經過諸如中冷器的冷卻元件。

由于排氣的一部分是在排氣經過顆粒過濾器之后被抽取的，所以與利用高壓排氣再循環系統所抽取的排氣相比，抽取的排氣含有較低水平的顆粒物質。因此，減小了進入發動機的污染物的量。另外，由于抽取的排氣經過顆粒過濾器至少兩次，所以也減小了發動機排出的污染物的總量。另外，由于在低壓排氣再循環系統中抽取的排氣在機械增壓器之前被重新引入進氣系統中(其中機械增壓器至少部分地用于調節進入發動機的氣體的壓力)，所以低壓排氣再循環系統不會出現與高壓排氣再循環系統相同程度的壓差問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決如下問題，即：由于低壓排氣再循環系統中的排氣的一部分是在排氣已經經過顆粒過濾器之后被抽取的，所以與在高壓排氣再循環系統中抽取的排氣相比，抽取的排氣壓力較低并且較冷。低壓和低溫能夠導致排氣中存在的物質在發動機系統中凝結或去升華。在機械增壓器的壓縮機入口周圍的區域中，該問題特別普遍，這是因為抽取的排氣趨向于在到達使所述物質凝結或去升華的點時的時間為止被充分地冷卻。

凝結或去升華的物質會與發動機系統的機械增壓器、發動機和其他部件的運行相干涉，并且還會堵塞系統的通道，使閥堵塞，并且限制氣體的流動。所有這些影響導致了低壓排氣再循環系統以及發動機整體的效率的降低。抽取的排氣中的物質的凝結和去升華還能夠增加排氣再循環系統和發動機系統整體的磨損，從而需要更頻繁地維護發動機系統并更換部件。

本實用新型旨在通過提供一種系統而解決這些問題，該系統對在低壓排氣再循環系統中的抽取的排氣進行加熱，特別地在抽取的排氣進入機械增壓器的壓縮機入口之前對抽取的排氣進行加熱。通過對抽取的排氣進行加熱，能夠減小排氣中的物質的凝結和去升華率，從而防止這些物質與發動機系統的發動機、機械增壓器、通道、閥門和其他部件的運行相干涉。因此，低壓排氣再循環系統的效率較高。另外，減小了低壓排氣再循環系統的部件和發動機系統整體的部件的損壞，從而減小了維護和部件更換的必要頻率并且延長了發動機系統的壽命。

根據本實用新型的一方面，提供了一種用于發動機的排氣再循環設備，該設備包括：機械增壓器，其中該機械增壓器包括壓縮機，該壓縮機具有允許氣體通過而進入壓縮機中的排氣入口；以及與壓縮機相鄰的加熱器，其中該加熱器構造成減小氣體中的物質的凝結或去升華。

該排氣再循環設備可以包括連接于壓縮機的排氣入口的排氣通道，并且加熱器可以至少部分地位于排氣通道上或排氣通道中。

該排氣再循環設備可以包括連接于壓縮機的排氣入口的空氣通道，其中加熱器至少部分地位于空氣通道上或空氣通道中。

該排氣再循環設備可以包括流量閥。

流量閥可以被加熱。

加熱器可以包括環形套環或部分環形的套環。

壓縮機的排氣入口可以包括一體的加熱器。

壓縮機可以包括空氣入口，其中加熱器構造成在空氣進入壓縮機之前對經過空氣入口的空氣進行加熱。