[發(fā)明專利]具有排氣再循環(huán)的機械增壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610616348.2
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106401762B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·A·薩默候夫;J·克默林;H·M·金德爾;V·斯米利亞諾夫斯基;H·弗里德里希斯;A·庫斯克
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02M26/06;F02M26/17;F02D21/08;F02C6/12;F02B37/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本發(fā)明涉及具有排氣再循環(huán)的機械增壓器。提供了用于對內(nèi)燃發(fā)動機的增壓空氣機械增壓的發(fā)動機、方法和系統(tǒng)。該發(fā)動機具有進氣口、以及鼓風機，其中，該進氣口中的至少一個葉輪安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。排氣再循環(huán)線路通向該至少一個葉輪上游的進氣系統(tǒng)，從而形成接合點。繞相對于進氣空氣流橫向走向的軸線可樞轉(zhuǎn)的擺動門具有：第一位置，其通過前側(cè)封阻該進氣口，并且打開該EGR線路；以及第二位置，其用于覆蓋該EGR線路并打開進氣系統(tǒng)，其中，該擺動門不是平面的并且至少在其前側(cè)上由于不平坦而具有至少一處變形。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2015年7月29日提交的德國專利申請?zhí)?02015214324.4的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機械增壓式內(nèi)燃發(fā)動機、系統(tǒng)和方法，其包括位于排氣排出線路和進氣線路的接合處的擺動門(flap)。

背景技術(shù)

近年來，已經(jīng)有朝機械增壓式發(fā)動機發(fā)展的趨勢，其中，所述發(fā)動機對于汽車工業(yè)的經(jīng)濟重要性繼續(xù)持續(xù)增長。

機械增壓主要是一種用于提高性能的方法，其中，發(fā)動機燃燒過程中所需的空氣被壓縮，其結(jié)果是，在每個工作周期中能夠?qū)⒏罂諝赓|(zhì)量饋送至每個汽缸。以這種方式，燃料質(zhì)量以及因此平均壓力能夠增大。

機械增壓是在保持不改變活塞排量(swept volume)的同時增大內(nèi)燃發(fā)動機的功率、或者在保持相同功率的同時減小活塞排量的合適裝置。在任何情況下，機械增壓導(dǎo)致容積功率輸出增加以及更有利的功率重量比。如果活塞排量減少，則從而可以使共同負載向更高的負載轉(zhuǎn)變，在更高的負載，燃料消耗率更低。通過結(jié)合適當?shù)淖兯倨髋渲眠M行機械增壓，還可以實現(xiàn)所謂的減速，用減速同樣可以實現(xiàn)更低的燃料消耗率。

因此，機械增壓有助于不斷努力開發(fā)內(nèi)燃發(fā)動機以將燃料消耗最小化(即，改善內(nèi)燃發(fā)動機的效率)。

對于機械增壓而言，通常使用排氣渦輪增壓器，其中，壓縮機和渦輪被設(shè)置在同一軸上。熱排氣流被饋送至渦輪并在渦輪中伴隨著能量的釋放膨脹，其結(jié)果是該軸被設(shè)定為轉(zhuǎn)動。由排氣流提供給渦輪并最終提供給該軸的能量用于驅(qū)動同樣設(shè)置在該軸上的壓縮機。該壓縮機運輸并壓縮饋送給它的增壓空氣，其結(jié)果是獲得對汽缸的機械增壓。增壓空氣冷卻器被有利地設(shè)置在壓縮機下游的進氣系統(tǒng)中，通過該增壓空氣冷卻器，經(jīng)壓縮的增壓空氣在進入至少一個汽缸之前被冷卻。該冷卻器降低增壓空氣的溫度并由此增大其密度，使得該冷卻器還有利于改善汽缸的增壓，即更大的空氣質(zhì)量。產(chǎn)生通過冷卻的壓縮。

排氣渦輪增壓器相對于機械增壓器的優(yōu)點在于：排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量，而機械增壓器從內(nèi)燃發(fā)動機取得直接或間接驅(qū)動它所需要的能量。一般地，在機械增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機之間傳輸電力需要機械連接。

機械增壓器相對于排氣渦輪增壓器的優(yōu)點在于：機械增壓器始終生成所需的增壓壓力并使其可用，具體地，不管內(nèi)燃發(fā)動機的運行狀態(tài)，具體地不管曲軸的當前轉(zhuǎn)速。這具體適用于能夠通過電機被驅(qū)動的機械增壓器。

在現(xiàn)有技術(shù)中，具體是以下情況，在通過排氣渦輪增壓實現(xiàn)在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)增大功率時遭遇許多困難。在某個發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于下沖的情況下，觀察到相對嚴重的扭矩下降。如果技術(shù)人員考慮增壓壓力比取決于渦輪壓力比或渦輪功率，則所述扭矩下降是可理解的。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小，則這導(dǎo)致更小的排氣質(zhì)量流量并因此導(dǎo)致更低的渦輪壓力比或更低的渦輪功率。所以，面對更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，增壓壓力比也降低。這等同于扭矩下降。

已經(jīng)試圖緩和在更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速條件下扭矩減小的問題。例如，美國專利6,418,719披露了一種使用發(fā)動機的排氣背壓來控制可變幾何渦輪增壓器的系統(tǒng)和方法。該控制系統(tǒng)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負載確定期望的排氣背壓，并致動渦輪增壓器噴嘴來實現(xiàn)期望的排氣背壓。