用于将EGR与进气汇合的方法和系统与流程


用于将egr与进气汇合的方法和系统
技术领域
1.本说明书总体上涉及用于将再循环排气与进气通道中的新鲜进气汇合的方法和系统。


背景技术:



2.发动机系统可以利用排气从发动机排气系统到发动机进气系统的再循环(被称为排气再循环(egr)的过程)以减少常规排放。可以控制egr阀以实现给定发动机工况下的所需进气稀释。传统上,测量被引导通过egr系统的低压egr(lp-egr)和/或高压egr(hp-egr)的量并基于发动机操作期间的发动机转速、发动机温度和负荷来调整所述量,以维持发动机的所需燃烧稳定性,同时提供排放和燃料经济性益处。egr有效地冷却燃烧室温度,由此减少nox的形成。而且,egr减少了发动机的泵气功,从而致使提高燃料经济性。在将egr与(进入发动机进气系统的)新鲜空气一起引入燃烧室之前,期望将egr与新鲜空气均匀地混合。
3.将lp-egr与新鲜空气混合的一种方式是将egr引入到进气压缩机上游的承载新鲜空气的进气通道。atz等人在美国专利号us9228488b中提供了这种混合系统的一个示例。其中,为了促进再循环排气与进气的混合,以一定角度将承载egr的管道引入到进气压缩机上游的进气通道。进气和egr在压缩机的上游混合,并且流体混合物流过压缩机。
4.然而,本文的发明人已经认识到此系统的潜在问题。作为一个示例,由于egr和新鲜空气的密度差异,egr在引入压缩机上游时可能不会均匀混合。当egr和新鲜空气(流体的组合)通过压缩机的叶片时,不同密度和温度的流体可以通过叶片的不同区域。由于不均匀混合,通过叶片的每个区域的流体的密度和温度可能不断变化。当叶片经受连续变化的条件(诸如密度和温度)时,压缩机的操作可能受到不利影响,从而导致压缩机效率降低。由于封装约束,压缩机上游可能没有足够的空间来包括用于在混合物进入压缩机之前改善egr和新鲜空气混合的混合器。此外,向进气通道添加混合器可能导致进气通道中的压力损失。


技术实现要素:



5.在一个示例中,上述问题可以通过一种用于发动机的方法来解决,所述方法包括:使未混合的再循环排气(egr)和环境空气流入进气压缩机,其中环境空气流到进气压缩机的中心并且egr沿着所述进气压缩机入口的周边流动。以这种方式,通过在egr和新鲜空气进入压缩机时维持它们分离,可以改善通过压缩机的流体流的均匀性。
6.作为一个示例,承载再循环排气(在本文中称为egr)的egr通道的端部可以包围压缩机上游的进气通道。egr通道可以被配置有不对称壁以经由环形槽将egr引入到进气通道。该成角度槽可以被配置为与水平面形成非零角度,并且可以在进气通道的壁(周边)附近输送egr。egr可以进入进气通道并沿着通道的周边(沿着壁)流动,而流过进气通道的新鲜空气可以流过进气通道的中心部分。当流体进入压缩机时,egr流保持基本上平行于新鲜空气流。在压缩机处,压缩机叶片的每个区域在操作过程中经受特定流体(egr或新鲜空
气)。叶片的靠近压缩机中心的部分(流体流场的中心)可以暴露于较冷的新鲜空气,而压缩机的外部部分(流体流场的周边)可以暴露于较热的egr。当流体离开压缩机并流过增压空气冷却器和进气节气门时,egr可以与新鲜空气彻底混合。
7.以这种方式,通过减少通过压缩机叶片的任何单个部分的流体的密度和温度的变化,可以改善压缩机操作和效率。流过每个区域的流体的性质的一致性可以减少对压缩机叶片的任何磨损并提高系统的稳健性。以靠近进气通道的壁的角度引入egr的技术效果是可以维持egr和新鲜空气的分层流,而不会在流体流流入压缩机时对其进行混合。总之,通过维持压缩机入口内的流体分离,然后混合流体,可以在不添加任何单独的混合器部件的情况下提高压缩机效率。
8.应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
9.图1示出了包括排气再循环(egr)系统的发动机系统的示意图。
10.图2示出了示出与图1的发动机的进气通道汇合的egr通道的细节的示意图。
11.图3示出了紧接在进气压缩机上游的进气通道内的温度变化的映射图。
12.图2大致按比例示出。
具体实施方式
13.以下描述涉及用于将再循环排气与发动机系统(诸如图1所示的发动机系统)的进气通道中的新鲜进气汇合的系统和方法。图2中示出了egr通道和进气通道的几何形状的细节,其在egr和新鲜空气汇合时允许两种流体的分层流。由于egr和新鲜空气的分层流,在进气通道内在egr通道与进气通道的汇合点与进气压缩机之间生成温度梯度。图3中示意性地示出了进气通道内的温度梯度。
14.图1示出了车辆系统102的示意图101,该车辆系统具有包括发动机10的示例发动机系统100。在一个示例中,发动机系统100可以是柴油发动机系统。在另一个示例中,发动机系统100可以是汽油发动机系统。在描绘的实施例中,发动机10是联接到涡轮增压器的增压发动机,所述涡轮增压器包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地,新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器112引入发动机10,并且流到压缩机114。压缩机114可以是任何合适的进气压缩机,诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中,压缩机114是经由轴29机械地联接到涡轮116的涡轮增压器压缩机,涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。
15.压缩机114通过增压空气冷却器(cac)118联接到节气门20。节气门20联接到发动机进气歧管122。压缩的空气充气从压缩机流过增压空气冷却器118和节气门20到达进气歧管122。在图1中所示的实施例中,歧管空气压力(map)传感器124感测进气歧管122内的空气充气的压力。可以经由进气温度(iat)传感器154估计进入进气通道42的环境空气的温度。
16.一个或多个传感器(未示出)可以联接到压缩机114的入口。例如,温度传感器可以
联接到入口以估计压缩机入口温度,而压力传感器可以联接到入口以估计压缩机入口压力。作为另一个示例,环境湿度传感器可以联接到所述入口以估计进入进气歧管的空气充气的湿度。再一些其他传感器可以包括例如空燃比传感器等。在其他示例中,可以基于发动机工况来推断压缩机入口状况(诸如湿度、温度、压力等)中的一者或多者。另外,传感器可以估计包括新鲜空气、再循环压缩空气和在压缩机入口处接收的排气残余物的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃比。
17.废气门致动器92可以被致动打开,以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮机上游排放到涡轮机下游的位置。通过减少涡轮上游的排气压力,可以降低涡轮转速,这继而帮助减少压缩机喘振。
18.进气歧管122通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所示实施例中,示出了单个排气歧管36。然而,在其他实施例中,排气歧管可以包括多个排气歧管段。具有多个排气歧管段的配置可以使来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。
19.在一个实施例中,排气门和进气门中的每一者都可以是电子致动或控制的。在另一个实施例中,排气门和进气门中的每一者可以是凸轮致动或控制的。无论是电子致动的还是凸轮致动的,排气门和进气门打开和关闭的正时都可以根据需要调整以达到期望的燃烧和排放控制性能。
20.燃烧室30可以经由喷射器66被供应以一种或多种燃料,诸如汽油、醇类燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或者它们的任何组合来将燃料供应到燃烧室。在燃烧室中,可以经由火花点火和/或压缩点火来引发燃烧。
21.包括排气温度传感器128、排气氧传感器、排气流量传感器和排气压力传感器129的多个传感器可以联接到主排气通道126。氧传感器可以是线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或ego、hego(加热型ego)、nox、hc或co传感器。
22.排气再循环(egr)输送通道180可以在涡轮116下游联接到排气通道126以在压缩机114上游向发动机进气通道提供低压egr(lp-egr)。egr阀152可以联接到egr通道以调节通过egr通道180的egr流。egr阀152可打开以准许控制量的排气到达压缩机出口以用于实现令人期望的燃烧和排放控制性能。egr阀152可被配置为连续可变阀或开/关阀。egr冷却器156可以在egr阀152上游或下游联接到egr通道180。egr冷却器可以显著降低通过它的egr气体的温度,但是离开egr冷却器的气体仍然可能比进入进气通道42的新鲜空气热。
23.为了调节流入进气通道42中的egr的汇合,egr通道180的接合部150被配置为通过围绕进气通道的成角度的环形槽将egr引入到进气通道。egr通道180在接合部150处的端部可以包围进气通道42,并且egr可以沿着进气通道的周边被引入到进气通道42。egr通道180的端部可以包括与环形槽上游的进气通道42的第一笔直部段直接汇合的第一弯曲壁,以及经由egr通道180的成角度部段与环形槽下游的进气通道的第二笔直部段汇合的第二弯曲壁。第一弯曲壁和第二弯曲壁可以关于egr通道180的中心面不对称。环形槽可以形成在egr通道180的成角度部段与进气通道的第一笔直部段和进气通道42的第二笔直部段之间的进气通道42的成角度部段之间。
24.可以经由环形槽相对于水平面以所述角度将egr引入到进气通道42。在接合部与
进气压缩机114之间的进气通道42中以及进气压缩机114中,egr通道180中的egr流可以基本上平行于环境空气流。在接合部与压缩机114之间的进气通道42中,egr流的速度可以与环境空气流的速度不同(更高或更低)。egr流的速度可以是egr通道180(在环形槽处)的半径与进气通道42在接合部处的半径之间的差值的函数。egr速度也可以是总进气流内的egr的百分比的函数。在将egr引入到进气通道42时,egr流可以靠近进气通道的壁,而环境空气流可以通过接合部与压缩机之间的进气通道的中心区域。靠近进气通道的壁的egr流的温度可高于通过接合部与压缩机114之间的进气通道的中心区域的环境空气流的温度。egr通道180和进气通道42的接合部150的细节在图2中示出。
25.在其他实施例中,发动机系统可以包括高压egr(hp-egr)流动路径,其中排气从涡轮116的上游抽出并在压缩机114下游再循环到发动机进气歧管122。多个传感器也可以联接到egr通道180以用于提供关于egr的组成和状况的细节。例如,可以提供温度传感器以用于确定egr的温度,可以提供湿度传感器以用于确定egr的湿度或含水量,并且可以提供空燃比传感器以用于估计egr的空燃比。替代地,可以由联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度以及空燃比传感器来推断egr状况。
26.来自一个或多个排气歧管部段的排气可以被引导到涡轮116以驱动涡轮。然后,来自涡轮和废气门的组合流流过排放控制装置170。在一个示例中,排放控制装置170可以是起燃催化器。通常,排气后处理装置170被配置为催化处理排气流,且由此减少排气流中的一种或多种物质的量。例如,排气后处理装置170可以被配置为当排气流为稀时从排气流中捕集no
x
,并且当排气流为富时还原捕集的no
x
。在其他示例中,排气后处理装置170可以被配置为使no
x
歧化或者借助还原剂选择性地来还原no
x
。在其他示例中,排气后处理装置170可被配置为氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能性的不同排气后处理催化器可以单独或一起布置在涂层中或排气后处理阶段的其他地方。在一些实施例中,排气后处理阶段可以包括可再生碳烟过滤器,所述可再生碳烟过滤器被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒。以这种方式,排气后处理装置170可以是柴油微粒过滤器(dpf)、三元催化器(twc)、no
x
捕集器、no
x
催化器、选择性催化还原(scr)系统、各种其他排放控制装置或它们的组合。在一些实施例中,egr输送通道180可以在排气后处理装置170的上游联接到排气通道126,如图1所示。在其他实施例中,egr输送通道180可以在一个或多个排气后处理装置170的下游联接到排气通道126。
27.发动机系统100还可以包括控制系统24。控制系统24被示为从多个传感器26(其各种示例在本文描述)接收信息并将控制信号发送到多个致动器28(其各种示例在本文描述)。作为一个示例,传感器26可以包括map传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器、压缩机入口压力传感器、环境湿度传感器、iat传感器、发动机冷却剂温度传感器以及egr传感器。其他传感器(诸如附加的压力、温度、空燃比和成分传感器)可以联接到发动机系统100中的各个位置。
28.致动器28可以包括例如节气门20、egr阀152、废气门92和燃料喷射器66。控制系统24可以包括控制器22。控制器22可以从各种传感器接收输入数据,处理输入数据,并且响应于处理后的输入数据基于与一个或多个程序相对应的指令或编程在指令中的代码来触发各种致动器。
29.在一些示例中,车辆系统102可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源
的混合动力车辆。在其他示例中,车辆系统102是仅具有发动机的常规车辆,或仅具有电机的电动车辆。在所示示例中,车辆系统102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中,在曲轴与电机52之间提供第一离合器56,并且在电机52与变速器54之间提供第二离合器56。控制器22可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器,以便将曲轴与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,包括被配置为并联、串联或混联式混合动力车辆。
30.电机52从牵引电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机52也可以充当发电机,以例如在制动操作期间提供电力以对电池58充电。
31.图2示出了egr通道180和进气通道42的接合部150的剖视图200。图2中的接合部150可以是在图1中的虚线框中示出的接合部150。在接合部150处,egr通道180的端部可以围绕(包围)进气通道。接合部150可以关于进气通道42的中心轴线250径向对称,并且在该示例中,示出了接合部150的横截面的上部的细节。包括坐标系201以示出x轴、y轴和z轴。
32.egr通道180的在接合部150处的端部282可以包括在第一侧上的第一弯曲壁216和在第二侧上的第二弯曲壁218。egr通道180在端部282处的宽度(包围在第一弯曲壁216与第二弯曲壁218之间)可以比接合部150上游的egr通道的宽度宽。egr通道的较宽端部可以包围进气通道42。第一弯曲壁216和第二弯曲壁218可以关于穿过egr通道180的中心轴线(未示出)的yz平面不对称,其中第一弯曲壁216直接延伸到进气通道42的外壁,而第二弯曲壁218可能不直接延伸到进气通道42的外壁。第一弯曲壁216可以直接与进气通道42汇合,而第二弯曲壁218可以终止于egr通道180的成角度部段226,所述成角度部段然后与进气通道42汇合。
33.进气通道42可以包括平行于进气通道的中心轴线250的第一段208、相对于中心轴线成角度的第二段209以及平行于中心轴线的第三段232,第一段208的半径大于第三段232的半径。在一个示例中,成角度的第二段209形成圆锥表面并且可以基本上平行于egr通道180的成角度部段226。环形槽224可以形成在进气通道的成角度的第二段209与egr通道180的成角度部段226之间。圆锥表面的角度可以被选择为允许环形槽224在半径改变时沿着流动路径保持恒定,或者可以被选择为增加或减小环形槽沿着流动路径的面积。此外,表面不需要是圆锥形的,而是可以在截面图中是弯曲的。环形槽224可以相对于水平面(诸如xz平面)成角度。在一个示例中,环形槽的中心轴线与水平面之间的角度可以在10
°
至45
°
的范围内。总的来说,环形槽224可以形成从egr通道180的第二弯曲壁218会聚到进气通道42的第三段232中的圆锥形。
34.环形槽224为egr通道180中的egr气体提供进入进气通道42的开口。进气通道42在将egr引入进气通道中的点处的宽度r1可以由进气通道的中心轴线250与成角度的第二段209之间的距离给出。egr通道180在将egr引入进气通道中的点处的宽度r2可以由中心轴线250与egr通道180的成角度部段226之间的距离给出。r1可以小于r2。环形槽224的宽度可由r2-r1给出。
35.较短的虚线箭头204示出了经由成角度的环形槽224进入进气通道42的进入的egr流,并且较长的虚线箭头206示出了流过进气通道42的新鲜空气。当egr被引入到进气通道
42时,由于环形槽224的角度,egr流可以基本上保持在接合部150下游的进气通道42的第三段232的壁附近。新鲜空气可以基本上保持在水平轴线250的附近。在接合部150下游的进气通道中,egr流可以保持基本上平行于新鲜空气流。egr可以在很大程度上保持与新鲜(环境)空气流分离,并且两种流体在压缩机的上游可能基本上不混合。以这种方式,在egr与进气流汇合时,egr流和新鲜空气流可以在接合部150的下游的进气通道42内保持分层。包括egr(沿着进气通道42的第三段232的壁)和新鲜空气(沿着进气通道的中心)的这种分层(未混合)的流体流可以进入压缩机(未示出)。
36.当分层的流体流过压缩机时,较热的egr可以通过叶片的靠近压缩机周边的部分,而较冷的新鲜空气可以通过叶片的在压缩机的中心处或附近的部分。以这种方式,压缩机的叶片的每个部分在压缩机的操作中暴露于类似的温度和密度的流体而没有显著变化。流过每个区域的流体的温度和密度的一致性可以增加叶片的稳定操作并提高压缩机的效率。
37.通过压缩机上游(接合部150的下游)的进气通道的新鲜空气流的速度(s1)和egr流的速度(s2)可以不同。s1和s2可以分别是通过进气通道的空气体积流量(v1)和通过进气通道的相同区域的egr体积流量(v2)的函数。作为示例,空气体积流量可以与在将egr引入到进气通道中的点处的进气通道42的半径r1成正比,并且egr体积流量可以与环形槽224的宽度r2-r1成正比。
38.在一个示例中,r2可以是r1的120%,从而导致egr的流动面积是新鲜空气的流动面积的约44%。egr体积流量(v2)可以是空气体积流量(v1)的50%。由于体积流量百分比(50%)高于面积百分比(44%),因此当两个流汇合时,egr流速可能略高于空气速度。较高速度的egr流可以沿着进气通道的周边(壁)存在,而较低速度的空气流可以在进气通道的中心附近或中心处。流过进气通道的流体的速度可以从周边朝向进气通道的中心减小。
39.在未混合的egr和新鲜空气进入压缩机之后,流体可以均匀地混合。作为示例,当两种流体通过压缩机的压缩机叶轮导流器、扩散器和蜗壳并进入诸如增压空气冷却器(诸如图1的冷却器118)和节气门之间的下游通道中时,它们可以混合以形成基本上均匀的混合物。以这种方式,未混合的流体流被传递到压缩机中,同时egr和新鲜空气的均匀混合物被输送到发动机气缸。
40.流入压缩机的流体的温度变化在图3中示出。映射图300示出了紧接在进气压缩机的上游(和图1至图2中所示的接合部150的下游)的进气通道内的流体的温度变化。映射图300示出了跨进气通道的横截面的温度变化。在一个示例中,横截面可以在坐标系201中沿着进气通道42的第三段232的yz平面截取,如图2所示。进气通道内的流体可以包括朝向外周边的egr和朝向通道中心的新鲜空气。曲线(轮廓线)301、302、304、305、306、308、310、312、314和316示出了近似的恒温区域。
41.与每条曲线相对应的温度可以从曲线301到曲线316逐渐降低,其中曲线301处的温度最高,并且曲线316处的温度最低。作为示例,与曲线301相对应的温度可以是412k,而与曲线316相对应的温度可以是298k。在由两条曲线包围的每个区域中,温度可以从外曲线朝向内曲线降低。作为示例,在由曲线301和302界定的区域中,温度从曲线301到曲线302降低。由最内曲线316界定的区域内的温度可以是最低的。
42.从进气通道内的流体的不均匀温度曲线观察到,较热的egr尚未与较冷的新鲜空气混合。最热的流体(主要是egr)被限制到通道的最外部段,而较冷的流体(主要是新鲜空
气)被限制到通道的中心部分。
43.以这种方式,图1至图2的部件实现一种用于车辆的系统,所述系统包括:排气再循环(egr)通道,所述egr通道在所述egr通道与所述进气通道的接合部处包围进气通道;以及形成在所述进气通道与所述egr通道之间的成角度的环形槽,所述环形槽被配置为向所述进气通道供应egr。所述环形槽和所述进气通道被配置为在新鲜空气流过所述进气通道的中心区域时维持所供应的egr平行于并靠近所述进气通道的壁,所述egr不与所述新鲜空气显著混合。进一步向下游,所述egr可流过所述压缩机叶片的所述周边,而所述新鲜空气流过所述叶片的中心区域。通过将不同密度和不同温度的流体限制到压缩机叶片的不同区域,可以提高操作的均匀性和压缩机效率。
44.用于车辆中的发动机的一种示例性方法包括:使未混合的再循环排气(egr)和环境空气流入进气压缩机,其中所述环境空气流到进气压缩机的中心并且所述egr沿着所述进气压缩机入口的周边流动。在前述示例中,另外地或任选地,所述egr在所述进气压缩机的上游的egr通道和进气通道的接合部处以一定的角度被引入到所述进气通道。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述egr通道在所述egr通道与所述进气通道的所述接合部处包围所述进气通道。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,以所述角度对所述egr的所述引入是通过在所述接合部处形成于所述egr通道的壁与所述进气通道的壁之间的环形槽。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,在所述接合部与所述进气压缩机之间的所述进气通道中,所述egr流基本上平行于所述环境空气流。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,在所述接合部与所述压缩机之间的所述进气通道中,所述egr流的速度高于所述环境空气流的速度。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述egr流的所述速度是在所述接合部处所述egr通道的半径与所述进气通道的半径之间的差值的函数。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,egr流靠近进气通道的壁,而环境空气流通过接合部与压缩机之间的进气通道的中心区域。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,靠近进气通道的壁的egr流的温度高于通过接合部与压缩机之间的进气通道的中心区域的环境空气流的温度。
45.一种用于车辆中的发动机的另一示例性方法包括:排气再循环(egr)通道,所述egr通道在所述egr通道与所述进气通道的接合部处包围进气通道;以及形成在所述进气通道与所述egr通道之间的成角度的环形槽,所述环形槽被配置为向所述进气通道供应egr。在前述示例中,另外地或任选地,egr通道和进气通道的接合部在进气压缩机的上游。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述进气通道包括平行于所述进气通道的中心轴线的第一段、相对于所述中心轴线成角度的第二段以及平行于所述中心轴线的第三段,所述第一段的半径大于所述第三段的半径。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述egr通道包括在一侧上的弯曲壁,所述弯曲壁经由所述egr通道的成角度部段与所述进气通道的所述第三段汇合。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,在所述接合部处,所述egr通道的所述成角度部段平行于所述进气通道的所述第二段,所述中心轴线与所述egr通道的所述成角度部段之间的第一距离(r1)大于所述进气通道的所述中心轴线与所述第二段之间的第二距离(r2)。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述环形槽的宽度是所述第一距离(r1)与所述第二距离(r2)之间的差值。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述环形槽和所述进气通道的所述第三段被配置为在新鲜空气流过所述进气通道
的中心区域时维持所供应的egr平行于并靠近所述进气通道的壁,所述egr不与所述新鲜空气混合。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,所述进气压缩机包括叶片,所述egr流过所述叶片的所述周边,而所述新鲜空气流过所述叶片的中心区域。
46.用于车辆中的发动机的另一个示例包括:联接到进气通道的进气压缩机、联接到排气通道的排气涡轮、在第一端处在所述排气涡轮下游联接到所述排气通道并且在第二端处在进气压缩机的上游联接到进气通道的排气再循环(egr)通道,以及形成在所述进气通道与所述egr通道的所述第二端之间的成角度的环形槽,所述成角度的环形槽被配置为使egr以一定角度流到所述进气通道,所述egr流基本上平行于进入所述进气压缩机的新鲜空气流。在任何前述示例中,另外地或任选地,egr通道的第二端包括与环形槽上游的进气通道的第一笔直部段直接汇合的第一弯曲壁,以及经由egr通道的成角度部段与环形槽下游的进气通道的第二笔直部段汇合的第二弯曲壁,所述第一弯曲壁和所述第二弯曲壁围绕egr通道的中心面不对称。在任何或所有前述示例中,另外地或任选地,环形槽形成在egr通道的成角度部段与进气通道的第一笔直部段和进气通道的第二笔直部段之间的进气通道的成角度部段之间。
47.图2示出了关于各种部件的相对定位的示例性配置。至少在一个示例中,如果被示出为彼此直接接触或直接联接,则此类元件可分别被称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。作为示例,彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例,在至少一个示例中,仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可以被称作如此。作为又一个示例,被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。此外,如图所示,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”,并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的竖直轴线而言,并用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此,在一个示例中,被示出为在其他元件上方的元件位于其他元件的正上方。作为另一个示例,附图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如为圆形的、直线的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。此外,在至少一个示例中,被示出为相互交叉的元件可被称为交叉元件或彼此交叉。更进一步地,在一个示例中,被示出为在另一元件内或被示出为在另一元件外部的元件可被称作如此。
48.应当注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因而,示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供。可以根据所使用的特定策略而重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外,所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
49.应当理解,本文中公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义,因为众多变化是可能的。例如,以上技术可应用于v型6缸、直列4缸、直列6缸、v型12缸、对置4缸和其他发动机类型。此外,除非明确地相反指出,否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性,而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
50.如本文所使用,除非另有指定,否则术语“约”被解释为表示所述范围的
±
5%。
51.所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同,也都被视为包括在本公开的主题内。

技术特征:


1.一种用于发动机的方法,其包括:使未混合的再循环排气(egr)和环境空气流入进气压缩机,其中所述环境空气流过进气压缩机入口的中心并且所述egr沿着所述进气压缩机入口的周边流动。2.如权利要求1所述的方法,其中所述egr在所述进气压缩机的上游的egr通道和进气通道的接合部处以一定的角度被引入到所述进气通道。3.如权利要求2所述的方法,其中所述egr通道在所述egr通道与所述进气通道的所述接合部处包围所述进气通道。4.如权利要求2所述的方法,其中以所述角度对所述egr的所述引入是通过在所述接合部处形成于所述egr通道的壁与所述进气通道的壁之间的环形槽。5.如权利要求4所述的方法,其中在所述接合部与所述进气压缩机之间的所述进气通道中,egr流基本上平行于环境空气流。6.如权利要求2所述的方法,其中在所述接合部与所述压缩机之间的所述进气通道中以及在所述压缩机中,egr流的速度不同于环境空气流的速度。7.如权利要求6所述的方法,其中所述egr流的所述速度是在所述接合部处所述egr通道的半径与所述进气通道的半径之间的差值的函数。8.如权利要求4所述的方法,其中egr流靠近所述进气通道的所述壁,而环境空气流通过所述接合部与所述压缩机之间的所述进气通道的中心区域,并且其中靠近所述进气通道的所述壁的所述egr流的温度高于通过所述接合部与所述压缩机之间的所述进气通道的所述中心区域的所述环境空气流的温度。9.一种用于车辆中的发动机的系统,其包括:排气再循环(egr)通道,所述egr通道在所述egr通道与进气通道的接合部处包围所述进气通道;以及形成在所述进气通道与所述egr通道之间的成角度的环形槽,所述环形槽被配置为向所述进气通道供应egr。10.如权利要求9所述的系统,其中所述egr通道和所述进气通道的所述接合部在进气压缩机的上游。11.如权利要求9所述的系统,其中所述进气通道包括平行于所述进气通道的中心轴线的第一段、相对于所述中心轴线成角度的第二段以及平行于所述中心轴线的第三段,所述第一段的半径大于所述第三段的半径。12.如权利要求10所述的系统,其中所述egr通道包括在一侧上的弯曲壁,所述弯曲壁经由所述egr通道的成角度部段与所述进气通道的所述第三段汇合。13.如权利要求11所述的系统,其中在所述接合部处,所述egr通道的所述成角度部段基本上平行于所述进气通道的所述第二段,所述中心轴线与所述egr通道的所述成角度部段之间的第一距离(r1)大于所述进气通道的所述中心轴线与所述第二段之间的第二距离(r2),并且其中所述环形槽的宽度为所述第一距离(r1)与所述第二距离(r2)之间的差值。14.如权利要求10所述的系统,其中所述环形槽和所述进气通道的所述第三段被配置为在新鲜空气流过所述进气通道的中心区域时维持所供应的egr平行于并靠近所述进气通道的壁,所述egr不与所述新鲜空气混合。15.如权利要求14所述的系统,其中所述进气压缩机包括叶片,所述egr流过所述叶片的周边,而所述新鲜空气流过所述叶片的中心区域。

技术总结


本公开提供了“用于将EGR与进气汇合的方法和系统”。提供了用于将再循环排气(EGR)与进气通道中的新鲜进气汇合的方法和系统。在一个示例中,一种方法可以包括经由成角度的环形槽将EGR引入到所述进气通道并使未混合的EGR和环境空气流过进气压缩机入口。环境空气可以流到进气压缩机的中心,而EGR可以沿着进气压缩机入口的周边流动。机入口的周边流动。机入口的周边流动。


技术研发人员:

格雷戈里

受保护的技术使用者:

FEV北美公司

技术研发日:

2022.08.18

技术公布日:

2023/2/27

本文发布于:2024-09-22 13:27:56,感谢您对本站的认可!

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