廢氣再循環(huán)裝置和具有這種廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種實施形式涉及一種用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其具有用于引導(dǎo)新鮮混合氣流的新鮮混合氣管(30)和至少一個用于將廢氣輸入所述新鮮混合氣管(30)中的廢氣輸入管(24)，其中，在所述新鮮混合氣管(30)中設(shè)置至少兩個沿所述新鮮混合氣管(30)的周向(16、18)相互錯開布置的匯入口(38)，廢氣通過所述匯入口(38)可輸入或被輸入到所述新鮮混合氣管(30)中。
【專利說明】廢氣再循環(huán)裝置和具有這種廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本【技術(shù)領(lǐng)域】涉及用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置，其具有用于引導(dǎo)新鮮混合氣流的新鮮混合氣管和至少一個用于將廢氣輸入新鮮混合氣管中的廢氣輸入管。此外，本【技術(shù)領(lǐng)域】還涉及具有這種廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]由實踐已知一種廢氣再循環(huán)裝置，其具有用于將用于內(nèi)燃機的新鮮混合氣和內(nèi)燃機的廢氣混合的混合單元，該混合單元連接在渦輪增壓機或渦輪增壓機的壓氣機空間的前面。在已知的廢氣再循環(huán)裝置中，延伸至渦輪機的壓氣機空間的新鮮混合氣管設(shè)置用于引導(dǎo)新鮮混合氣流。為了將廢氣與新鮮混合氣混合，還設(shè)置至少一個用于將廢氣輸入至新鮮混合氣管中的廢氣輸入管。廢氣輸入管在側(cè)面接通新鮮混合氣管，其中廢氣在新鮮混合氣管內(nèi)與新鮮混合氣混合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施形式所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置，借助其可以將廢氣與新鮮混合氣更好的混合，用于避免局部的溫度峰值，并且進而避免在沿流動方向后續(xù)的構(gòu)件、如渦輪增壓機的壓氣機葉輪上的積碳和可能的材料損壞。按照本發(fā)明的另一方面所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有這種廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動機，借助其可以實現(xiàn)前述的優(yōu)點。
[0004]所述技術(shù)問題通過一種按照本發(fā)明的用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置和一種具有這種廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動機得以解決。所述廢氣再循環(huán)裝置具有用于引導(dǎo)新鮮混合氣流的新鮮混合氣管和至少一個用于將廢氣輸入所述新鮮混合氣管中的廢氣輸入管，其中，在所述新鮮混合氣管中設(shè)置至少兩個沿所述新鮮混合氣管的周向相互錯開布置的匯入口，廢氣能夠通過所述匯入口輸入所述新鮮混合氣管中，所述新鮮混合氣管具有與所述廢氣輸入管對齊布置的第一圓周部段，并且在所述新鮮混合氣管的第二圓周部段中的至少一個匯入口的流動截面比第三圓周部段中的至少一個匯入口的流動截面更小，所述第二圓周部段比所述新鮮混合氣管的第三圓周部段沿周向更靠近所述第一圓周部段地布置。
[0005]本發(fā)明的一個實施形式涉及一種用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置。該廢氣再循環(huán)裝置具有用 于引導(dǎo)新鮮混合氣流的新鮮混合氣管。此外，為新鮮混合氣管配設(shè)至少一個用于將廢氣輸入新鮮混合氣管中的廢氣輸入管。由此，通過廢氣輸入管輸入到新鮮混合氣管中的廢氣與新鮮混合氣在新鮮混合氣管內(nèi)混合。通過廢氣再循環(huán)裝置實現(xiàn)的廢氣再循環(huán)優(yōu)選涉及所謂的低壓廢氣再循環(huán)。在新鮮混合氣管或新鮮混合氣管的壁中設(shè)置至少兩個、優(yōu)選三個匯入口。至少兩個或三個匯入口沿新鮮混合氣管的周向相互錯開地布置。其中，匯入口例如沿周向相互對齊和/或沿新鮮混合氣管的縱向相互錯開地布置。但是同樣可行的是，匯入口這樣沿新鮮混合氣管的縱向相互錯開，使得它們不會沿周向相互對齊地布置。所述至少兩個或三個匯入口優(yōu)選涉及相互分離構(gòu)造的匯入口。通過廢氣輸入管輸入的廢氣通過所述匯入口可輸入或被輸入至新鮮混合氣管中，因此廢氣在新鮮混合氣管內(nèi)部與新鮮混合氣混合。
[0006]由于至少兩個或三個沿新鮮混合氣管的周向相互錯開布置的新鮮混合氣管中的匯入口，可以實現(xiàn)廢氣與新鮮混合氣在新鮮混合氣管內(nèi)很好和均勻的混合。通過這種方式可以避免在廢氣再循環(huán)裝置的后續(xù)構(gòu)件中或之上出現(xiàn)的不允許的很高的局部溫度。因此可以特別可靠地阻止在后續(xù)構(gòu)件、例如渦輪發(fā)動機的后續(xù)的壓氣機的葉輪或壓氣機葉輪上積存油積碳和燒蝕。由于廢氣與新鮮混合氣在新鮮混合氣管內(nèi)很好和均勻的混合可以實現(xiàn)特別高的廢氣再循環(huán)率。由于在新鮮混合氣管中使用了簡單的匯入口，從而相對于廢氣輸入管延伸到新鮮混合氣內(nèi)的新鮮混合氣流中的解決方案，使新鮮混合氣在新鮮混合氣管中的流動僅受到微弱的影響，因此在廢氣再循環(huán)裝置內(nèi)的后續(xù)構(gòu)件、例如渦輪發(fā)動機的壓氣機的壓氣機葉輪可以被均勻地和很大程度上無擾流地流過。
[0007]在廢氣再循環(huán)裝置的實施形式中，新鮮混合氣管設(shè)置在殼體中以構(gòu)成環(huán)繞新鮮混合氣管的環(huán)形空間或環(huán)段式空間，其中廢氣輸入管接通殼體并且通過其環(huán)形空間或環(huán)段式空間與匯入口建立流動連接。一方面由此簡化了廢氣再循環(huán)裝置的構(gòu)造和制造。因此不必每個匯入口配設(shè)分離的廢氣輸入管，反而通過廢氣輸入管輸入的廢氣通過環(huán)形空間或環(huán)段式空間分布在匯入口上。在此例如涉及沿周向連續(xù)的空間，也就是環(huán)形空間，由此這種環(huán)形空間僅配設(shè)一個廢氣輸入管。相反對于沿周向斷開的空間，也就是環(huán)段式空間，則該環(huán)段式空間僅配設(shè)一個廢氣輸入管。對于兩個或多個沿周向相繼的、但是相互分離的環(huán)段式空間，則每個單獨的換環(huán)段式空間必須配設(shè)一個廢氣輸入管。另一方面示出，尤其在較低運行溫度或外部溫度下，在新鮮混合氣流或廢氣中所含有的液體僅較低程度地在新鮮混合氣管中液化，反而會在新鮮混合氣管外部、即在環(huán)形空間或環(huán)段式空間內(nèi)液化。由此降低了冷凝物進入后續(xù)構(gòu)件、即例如渦輪增壓機的壓氣機中的危險，由此可以避免在壓氣機葉輪或類似裝置上的所謂的水沖擊。在這種關(guān)聯(lián)中被證實有利的是，在殼體中設(shè)置用于將冷凝物從環(huán)形空間或環(huán)段式空間中排出的器件。
[0008]在廢氣再循環(huán)裝置的實施形式中，在使用至少一個環(huán)段式空間時，提供至少兩個沿軸向相繼的、但是相互隔開的環(huán)段式空間。通過這種方式，通過廢氣輸入管輸入的廢氣在幾乎新鮮混合氣管的整個圓周上分布，用于與新鮮混合氣特別好地混合。
[0009]若取代設(shè)置沿周向連續(xù)的空間、即環(huán)形空間，而設(shè)置環(huán)段式空間，則在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中這種環(huán)段式空間相對新鮮混合氣管具有大于90°、優(yōu)選至少120°的環(huán)包角，以便廢氣在新鮮混合氣管的圓周上可靠地分布，并且因此實現(xiàn)廢氣通過配屬環(huán)段式空間的匯入口與新鮮混合氣特別好地混合。
[0010]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，新鮮混合氣管具有第一圓周部段，其與廢氣輸入管對齊地布置。因此使得通過廢氣輸入管進入環(huán)形空間或環(huán)段式空間中的廢氣遇到第一圓周部段，并且因此可靠地在環(huán)形空間或環(huán)段式空間中沿周向分布。在這種實施形式中也可以認為，新鮮混合氣管的第一圓周部段與廢氣輸入管的出口對置地布置，用于使廢氣在環(huán)形空間或環(huán)段式空間內(nèi)對應(yīng)地分布。廢氣在環(huán)形空間或環(huán)段式空間內(nèi)很好的分布導(dǎo)致廢氣通過配屬環(huán)形空間或環(huán)段式空間的匯入口與新鮮混合氣在新鮮混合氣管中很好的混合。在這種實施形式中還證實有利的是，廢氣輸入管沿徑向、必要時與新鮮混合氣管對中地延伸。備選地，廢氣輸入管還相切地與環(huán)形空間或環(huán)段式空間接通，使得廢氣在環(huán)形空間或環(huán)段式空間內(nèi)對應(yīng)地可靠地分布，并且因此促使廢氣與新鮮混合氣很好的混合。
[0011]為了避免由廢氣輸出管流出的和進入環(huán)形空間或環(huán)段式空間的廢氣立刻進入新鮮混合氣流中，而廢氣不能在環(huán)形空間或環(huán)段式空間內(nèi)均勻地分布，則在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中在對應(yīng)廢氣輸入管的廢氣輸出口的新鮮混合氣管的第一圓周部段中不設(shè)匯入口，或者至多設(shè)置具有流動截面的匯入口，其流動截面小于在新鮮混合氣管的其他圓周部段中的至少一個、優(yōu)選所有匯入口的流動截面。
[0012]如前所述，為環(huán)形空間或一個或多個環(huán)段式空間分別僅配置一個廢氣輸入管。在此為了保證幾乎相等的廢氣量在與沿周向至各個廢氣輸入管的出口距離無關(guān)的情況下，通過配屬環(huán)形空間或環(huán)段式空間的匯入口輸入至新鮮混合氣管中，以便實現(xiàn)廢氣與新鮮混合氣的優(yōu)良和均勻地混合，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，在新鮮混合氣管的第二圓周部段中的至少一個、優(yōu)選全部匯入口具有比第三圓周部段中的至少一個、優(yōu)選全部匯入口更小的橫截面，第二圓周部段沿周向比第三圓周部段更靠近第一圓周部段。其中，所述圓周部段例如沿周向相互對齊和/或沿新鮮混合氣管的縱向相互錯開地布置。但是也可行的是，圓周部段這樣沿新鮮混合氣管的縱向相互錯開，使得它們不沿周向相互對齊地布置。
[0013]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，其示出前述實施形式的一種特殊的變型，在新鮮混合氣管中的匯入口的流動截面沿周向離開或距離第一部段越遠則越大。
[0014]原理上前述匯入口具有任意形狀。在流通技術(shù)方面以及在制造技術(shù)方面被證實有利的是，匯入口的流動截面是圓形的，如在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中是這種情況。
[0015]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，在新鮮混合氣管中設(shè)置至少一列沿周向相互對齊地或相繼布置的匯入口。由此不僅改善了廢氣和新鮮混合氣的混合，而且新鮮混合氣管連同其中設(shè)置的匯入口的制造也得以簡化。
[0016]為了實現(xiàn)廢氣和新鮮混合氣的可靠和均勻的混合，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中設(shè)置至少兩列沿新鮮混合氣管的縱向相互間隔的前述形式的匯入口。以這種方式可以使廢氣和新鮮混合氣在新鮮混合氣管的較大的縱向部段上混合，由此增大混合。
[0017]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，其中設(shè)置至少兩列沿新鮮混合氣管的縱向相互間隔的、沿周向相互對齊布置的匯入口，則一列的匯入口沿新鮮混合氣管的縱向以與相鄰的另一列的匯入口之間的匯入口間隔相對齊，因此廢氣不僅在新鮮混合氣管的較大的縱向部段上、而且在新鮮混合氣管的組合的更大的圓周區(qū)域中與新鮮混合氣混合，這導(dǎo)致廢氣與新鮮混合氣更好或更均勻地混合。
[0018]為了更可靠地構(gòu)成環(huán)形空間或環(huán)段式空間并且在新鮮混合氣管內(nèi)實現(xiàn)新鮮混合氣的可靠的引導(dǎo)，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，新鮮混合氣管借助入口法蘭和/或出口法蘭固定在殼體上。在此優(yōu)選的是，入口法蘭和/或出口法蘭與新鮮混合氣管和/或殼體分離地構(gòu)成，用于簡化廢氣再循環(huán)裝置的制造。為了有利地合并功能并且因此也避免零件數(shù)量過多，則入口法蘭和/或出口法蘭特別優(yōu)選地這樣構(gòu)造，使得它們不僅用于將新鮮混合氣管固定在殼體上，而且用于限定和/或密封環(huán)形空間或環(huán)段式空間。因此環(huán)形空間或環(huán)段式空間優(yōu)選沿新鮮混合氣管的縱向被入口法蘭和/或出口法蘭限定和/或密封。為了密封的目的還優(yōu)選的是，通過將密封件置于在殼體一側(cè)和入口法蘭和/或出口法蘭的另一側(cè)之間進行密封。[0019]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，用于將新鮮混合氣管固定在殼體上的出口法蘭由渦輪增壓機的壓氣機側(cè)的殼體件構(gòu)成。換句話說，由渦輪增壓機的壓氣機側(cè)的殼體件構(gòu)成的出口法蘭一方面的功能在于將新鮮混合氣管固定在殼體上，并且必要時限定環(huán)形空間或環(huán)段式空間，另一方面的功能在于限定渦輪增壓機的壓氣機側(cè)的區(qū)域。由此不僅降低了零件數(shù)量并且簡化了廢氣再循環(huán)裝置的構(gòu)造，而且新鮮混合氣管相對密封地設(shè)置在渦輪增壓機的壓氣機側(cè)面上。這具有的優(yōu)點在于，減小內(nèi)燃機的吸氣系統(tǒng)的體積并且因此可以改善內(nèi)燃機的瞬時的響應(yīng)性能。
[0020]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，借助由渦輪增壓機的壓氣機側(cè)的殼體件構(gòu)成的出口法蘭可限定或限定了或可密封或密封了用于容納渦輪增壓機的壓氣機葉輪的壓氣機空間。
[0021]在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，構(gòu)成出口法蘭的壓氣機側(cè)的殼體件可固定或被固定在渦輪增壓機的其他殼體件上，優(yōu)選固定在限定渦輪增壓機的壓氣機空間的殼體的其他的殼體件上。為此例如可以設(shè)置相應(yīng)的器件，用于實現(xiàn)在壓氣機側(cè)的殼體件和渦輪增壓機的其他殼體件之間的螺栓連接，也就是例如是螺紋孔或螺栓孔。
[0022]為了實現(xiàn)新鮮混合氣或混合氣體進入新鮮混合氣管或由新鮮混合氣管出來，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，在入口法蘭和/或出口法蘭中設(shè)置與新鮮混合氣管建立流動連接的輸進口或輸出口。
[0023]為了在新鮮混合氣進入新鮮混合氣管時和/或在與廢氣混合后的新鮮混合氣從新鮮混合氣管流出時實現(xiàn)很大程度上無擾流和均勻的新鮮混合氣流和/或混合氣體流，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，新鮮混合氣管設(shè)置在入口法蘭和/或出口法蘭上，用以在新鮮混合氣管一側(cè)和入口法蘭和/或出口法蘭另一側(cè)之間的過渡區(qū)域中保持相等大小的流動截面。在此，流動截面的形狀以及其大小保持相同。備選地在新鮮混合氣管一側(cè)和輸入口和/或輸出口另一側(cè)之間的過渡區(qū)域中設(shè)置至少連續(xù)的過渡。
[0024]為了簡化廢氣再循環(huán)裝置的制造和新鮮混合氣管在入口法蘭和/或出口法蘭上的定位，在入口法蘭和/或出口法蘭上設(shè)置凹口，新鮮混合氣管沿新鮮混合氣管地縱向插入至所述凹口中，并且必要時夾緊和/或其間設(shè)置密封件。在這種情況中，密封件使得廢氣無法通過在新鮮混合氣管一側(cè)和入口法蘭和/或出口法蘭另一側(cè)之間可能留下的縫隙而與新鮮混合氣混合，而是僅僅和按目的地通過前述的匯入口進入新鮮混合氣管中。
[0025]為了簡化廢氣再循環(huán)裝置的制造，在新鮮混合氣管內(nèi)保持相同的體積并且環(huán)形空間或環(huán)段式空間保持相同的體積，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，新鮮混合氣管由必要時剛性的管道構(gòu)成。在此可行的是，匯入口設(shè)置在管壁中，其中例如匯入口設(shè)計為通過鉆孔制造的匯入口或孔，用于進一步簡化新鮮混合氣管的制造。
[0026]為了能夠控制和/或調(diào)節(jié)與新鮮混合氣混合的廢氣量，在廢氣再循環(huán)裝置的另一種實施形式中，設(shè)置至少一個閥門裝置，用于控制和/或調(diào)節(jié)通過廢氣輸入管可輸入或被輸入的廢氣量。在此被證實有利的是，閥門裝置固定在殼體上和/或至少部分地集成在殼體中，用于實現(xiàn)緊湊和模塊化的構(gòu)造。
[0027]本發(fā)明的另一種實施形式涉及一種具有前述形式的廢氣再循環(huán)裝置的發(fā)動機。
[0028]在發(fā)動機的另一種實施形式中，發(fā)動機具有低壓廢氣再循環(huán)裝置(ND-AGR)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]以下參照附圖示范性地進一步闡述廢氣再循環(huán)裝置的實施形式。在附圖中:
[0030]圖1在剖面圖中示出廢氣再循環(huán)裝置的實施形式的局部側(cè)視圖，和
[0031]圖2示出沿圖1的剖切線A-A剖切所得的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1示出廢氣再循環(huán)裝置2的實施形式的局部視圖。在圖1中尤其示出渦輪增壓機的混合裝置4和壓氣機側(cè)6。在圖1中以相應(yīng)的箭頭示出廢氣再循環(huán)裝置2或以后進一步闡述的廢氣再循環(huán)裝置2的新鮮混合氣管的彼此相反的縱向8、10、彼此相反的徑向12、14和彼此相反的周向16、18。
[0033]混合裝置4具有優(yōu)選設(shè)計為鑄件的殼體20。所述殼體20包圍著沿縱向8、10貫穿的內(nèi)部空間22。在殼體20的壁上構(gòu)造至少一個廢氣輸入管24，其一方面提供廢氣并且另一方面通過進口 26在側(cè)面接通殼體20的內(nèi)部空間22。其中廢氣輸入管24沿徑向12、14延伸并且與內(nèi)部空間22或內(nèi)部空間22中的以后進一步描述的新鮮混合氣管對中心。此外在殼體20上還固定有僅示意顯示的閥門裝置28，其用于控制和/或調(diào)節(jié)通過廢氣輸入管24和進口 26輸入內(nèi)部空間22的廢氣量。如圖1所示，閥門裝置28至少部分地集成在殼體20中或廢氣輸入管24中，用于實現(xiàn)混合裝置4的特別緊湊的構(gòu)造。
[0034]在內(nèi)部空間22的內(nèi)部設(shè)置沿縱向8、10延伸的新鮮混合氣管30用于引導(dǎo)新鮮混合氣或新鮮混合氣流。新鮮混合氣管30 —方面沿縱向8敞開并且另一方面沿縱向10敞開，因此新鮮混合氣通過新鮮混合氣管30流過。新鮮混合氣管30在所示實施形式中由剛性管32構(gòu)成，其設(shè)置在殼體20的內(nèi)部空間22中以構(gòu)成沿徑向12包繞新鮮混合氣管30的環(huán)形空間34，同時在新鮮混合氣管30內(nèi)部、即沿徑向14在管32內(nèi)部構(gòu)成混合空間36。換句話說，新鮮混合氣管30將殼體20的內(nèi)部空間22劃分成環(huán)形空間34和沿徑向位于內(nèi)部的混合空間36。廢氣輸入管24通過進口接通沿徑向12位于外部的環(huán)形空間34。此外，在新鮮混合氣管30中，更精確的說在管32的壁上設(shè)置匯入口 38，使得廢氣輸入管24通過進口 26、環(huán)形空間34和匯入口 38與新鮮混合氣管30的內(nèi)部的混合空間36建立流通連接。匯入口 38以后進一步說明。
[0035]新鮮混合氣管30借助與新鮮混合氣管30和殼體分離構(gòu)造的入口法蘭40定位和固定在殼體20上。為此，構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32沿縱向10夾緊地并且在中間環(huán)繞有密封件42的情況下插入至入口法蘭40的朝向縱向8的側(cè)面中的凹口 44中。入口法蘭40自身相反地與殼體20的朝向縱向10的側(cè)面螺栓連接。新鮮混合氣管30借助與新鮮混合氣管30和殼體20分離構(gòu)造的出口法蘭46定位和固定在殼體20上。以相應(yīng)的方式，構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32沿縱向8夾緊地并且在中間環(huán)繞有密封件48的情況下插入至出口法蘭46的朝向縱向10的凹口 50中。出口法蘭46又與殼體20的朝向縱向8的側(cè)面螺栓連接或以其他方式與殼體20可拆卸地相連。如圖1所示，環(huán)形空間34沿縱向10通過入口法蘭40并且沿相反的縱向8通過出口法蘭46所限定。入口法蘭40和出口法蘭46在此在中間分別設(shè)置環(huán)繞的密封件52、54的情況下支承在殼體20上，因此環(huán)形空間34被安全地密封，并且在環(huán)形空間34中通過廢氣輸入管24輸入的廢氣僅通過前述的匯入口38從環(huán)形空間34漏出并且進入混合空間36中。[0036]前述出口法蘭46在所述實施形式中由壓氣機側(cè)的第一殼體件56構(gòu)成。也就是說，出口法蘭46與第一殼體件56 —體式地構(gòu)成。構(gòu)成出口法蘭46的第一殼體件56可拆卸地、在所示實施形式中通過圖1所示的螺栓連接固定在渦輪增壓機的壓氣機側(cè)6的第二殼體件58上。構(gòu)成出口法蘭46的第一殼體件56和渦輪增壓機的壓氣機側(cè)6的第二殼體件58限定出壓氣機空間60，混合氣體可以流入其中并且渦輪增壓機的未詳細顯示的壓氣機葉輪可被容納或被容納在其中。
[0037]為了使新鮮混合氣沿縱向8通過入口法蘭40流入新鮮混合氣管30的混合空間36中，在入口法蘭40中設(shè)置輸入口 62，其與新鮮空間管30內(nèi)部的混合空間36流動連通。為了使混合氣體沿縱向8從新鮮混合氣管30中的混合空間36通過出口法蘭46或第一殼體件56流入壓氣機空間60，在出口法蘭46或第一殼體件56中設(shè)置輸出口 64，其一側(cè)與新鮮空間管30中的混合空間36、另一側(cè)與壓氣機空間60流動連通。構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32在此設(shè)置在入口法蘭40上用以在一側(cè)的新鮮混合氣管30和另一側(cè)的輸入口 62之間的過渡區(qū)域66中保持相等的流動截面，同時所述管道32還設(shè)置在出口法蘭46或第一殼體件56上，用于在一側(cè)的新鮮混合氣管30和另一側(cè)的輸出口 64之間的過渡區(qū)域68中保持相等的流動截面。換句話說，在過渡區(qū)域66、68中不僅流動截面保持的相同大小，而且具有相同形狀的流動截面。但是備選地，在過渡區(qū)域66、68中也可以改變流動截面面積和/或流動截面形狀，但是在這種情況中在過渡區(qū)域66、68中設(shè)置至少一個連續(xù)的過渡結(jié)構(gòu)。
[0038]如圖1和2所示，在廢氣再循環(huán)裝置2中，在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的壁中設(shè)置至少兩個沿新鮮混合氣管30的周向16、18相互錯開布置的匯入口 38，通過廢氣輸入管24導(dǎo)入環(huán)形空間34中的廢氣通過匯入口沿徑向向內(nèi)輸入到新鮮混合氣管30的混合空間36中。構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32具有沿徑向12向外面向廢氣輸入管24的進口26的第一圓周部段70，其沿徑向12、14與廢氣輸入管24或廢氣輸入管24的進口 26對齊地布置。如圖1和2所示，在第一圓周部段70中沒有設(shè)置匯入口 38。但是備選地也可以在第一圓周部段70中設(shè)置匯入口 38，但是匯入口也具有流動截面，其小于在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的其他圓周部段中的至少一個、優(yōu)選全部匯入口 38的流動截面。
[0039]此外，構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32具有第二圓周部段72，其沿周向16、18與構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的第三圓周部段74相比距離第一圓周部段70更近地布置，其中第二圓周部段72中的匯入口 38具有更小的流動截面，也就是尤其比第三圓周部段74中的匯入口 38更小。相應(yīng)地這也適用于在圖2中所示的其他圓周部段，即第四圓周部段76和第五圓周部段78。在所示的實施形式中，匯入口 38的流動截面、即尤其是橫截面大小沿圓周方向16、18離第一圓周部段70越遠則越大。
[0040]由此，所有匯入口 38的流動截面在所示實施形式中設(shè)計為圓形的、尤其是鉆孔。
[0041]為了實現(xiàn)廢氣和新鮮混合氣在新鮮廢氣管30的較大的長度區(qū)域上在新鮮混合氣管30的混合空間36中均勻地混合，在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的壁中設(shè)置三個沿縱向8、10相互間隔的列80、82、84，它們分別由在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的壁中的、沿周向16、18相互對齊的且相繼布置的匯入口 38構(gòu)成。為了在這種列布置中不僅實現(xiàn)廢氣與新鮮混合氣穿過沿縱向8、10延伸的混合區(qū)域，還實現(xiàn)廢氣與新鮮混合氣相對于新鮮混合氣管30的圓周被更好和更均勻地混合，一個孔列、如列80的匯入口 38沿縱向8、10與在相鄰的其他列(如列82)的匯入口 38之間的匯入口間隔86對齊并且相繼地布置，如其在圖1中所不。
[0042]以下參照圖1和圖2描述廢氣再循環(huán)裝置2的功能方式以及其他或備選的特征。
[0043]在未詳細示出的機動車內(nèi)燃機工作時，新鮮混合氣通過輸入口 62流入例如新鮮混合氣管30內(nèi)的混合空間36中，并且由新鮮混合氣管30開始沿縱向8作為新鮮混合氣和廢氣組成的混合空氣通過輸出口 64繼續(xù)進入渦輪增壓機的壓氣機側(cè)6的壓氣機空間60中，用于通過未詳細顯示的壓氣機葉輪在壓氣機空間60內(nèi)部被壓縮，并且為了燃燒的目的向內(nèi)燃機中輸入。同時，廢氣沿徑向14通過廢氣輸入管24在低壓廢氣輸入狀態(tài)下進入環(huán)形空間34中。在此通過廢氣輸入管24輸入進環(huán)形空間34中廢氣量通過前述的閥門裝置28控制和/或調(diào)節(jié)。廢氣在環(huán)形空間34中流過構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的壁中的匯入口 38進入新鮮混合氣管30的混合空間36中，用于在那與新鮮混合氣混合并且構(gòu)成前述的混合氣體，其繼續(xù)沿縱向8流入壓氣機空間60中。
[0044]由于混合裝置4的所述構(gòu)造，廢氣與新鮮混合氣可以在混合空間36中特別好且特別均勻地混合。由此可以避免在后續(xù)構(gòu)件上、例如在壓氣機空間60內(nèi)的壓氣機葉輪上出現(xiàn)溫度峰值，因此很大程度上排除了在后續(xù)構(gòu)件或壓氣機葉輪上積存油積碳和燒蝕。換句話說，可以避免在后續(xù)構(gòu)件或壓氣機葉輪上的材料損傷。由此，新鮮混合氣和混合氣體通過輸入口 62、混合空間36和輸出口 64的很大程度上可以無擾流地和均勻地流動，而且過渡區(qū)域66、68和匯入口 38不會對氣流產(chǎn)生負面影響。良好和均勻的混合和流動可以實現(xiàn)很高的廢氣再循環(huán)率和在壓氣機空間60內(nèi)部的后續(xù)構(gòu)件或壓氣機葉輪的可靠的功能性。
[0045]此外示出，在較低的運行溫度和環(huán)境溫度下，輸入的新鮮混合氣或廢氣中的液體在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的沿徑向12朝向外的側(cè)面上或在環(huán)形空間34中被很大程度地液化，并且因此不會或僅很少量地在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的沿徑向14朝向內(nèi)的側(cè)面上液化，這使得較少的液體到達壓氣機空間60中，其中所述液體可能導(dǎo)致在壓氣機葉輪上的不利的水沖擊。由此保證在壓氣機空間60內(nèi)的壓氣機葉輪的更安全和無損的功能。為了將在環(huán)形空間34中形成的凝結(jié)物從環(huán)形空間34輸出，還可以設(shè)置用于從環(huán)形空間34中排出凝結(jié)物或液體的相應(yīng)的器件88，如其在圖1中示意所示。這種器件88應(yīng)該這樣設(shè)計，使得在內(nèi)燃機的正常運行時凝結(jié)物或液體從環(huán)形空間34中的排出不會導(dǎo)致廢氣從環(huán)形空間34中排出，其中為此例如可以設(shè)置用于將凝結(jié)物或液體從環(huán)形空間34中排出的調(diào)節(jié)和/或控制器件88。
[0046]在廢氣再循環(huán)裝置2的前述實施形式中，設(shè)置環(huán)繞新鮮混合氣管30的環(huán)形空間34和沿周向16、18連續(xù)或閉合的空間34。這是有利的，但并非必須的。因此可以在未詳細示出的實施形式中，其通常與前述實施形式對應(yīng)，設(shè)置環(huán)段式空間取代環(huán)形空間34。在這種情況中，環(huán)段式空間相對新鮮混合氣管30具有大于90°、優(yōu)選至少120°的環(huán)包角，用于盡可能地實現(xiàn)多個沿周向16、18相互間隔的并且相互錯開的匯入口 38。也可以設(shè)置兩個或更多的沿周向16、18相互排列的、但是相互間隔的環(huán)段式空間以取代環(huán)形空間34。一個或多個環(huán)段式的、相互分隔的空間(廢氣通過該空間從廢氣輸入管24輸入?yún)R入口 38中)的使用尤其證明有利的是，作為入口法蘭40和/或出口法蘭46的補充或備選，構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32沿徑向12、14在殼體20上的支承通過在殼體20的沿徑向面向內(nèi)部空間22的側(cè)面上的突出的凸緣實現(xiàn)和/或通過在構(gòu)成新鮮混合氣管30的管道32的沿徑向12朝向外的側(cè)面上的沿徑向12向外突出的凸緣實現(xiàn)。因此例如設(shè)置沿縱向8、10延伸的、用于支承新鮮混合氣管30的支承肋片，其將前述環(huán)形空間34劃分成一個或多個前述的環(huán)段式空間。在多個環(huán)段式空間中應(yīng)該注意的是，每個環(huán)段式空間分別配置前述廢氣輸入管24形式的廢氣輸入管。
[0047]因為之前僅描述了一個或多個示范性的實施形式，需要說明的是，原則上可以實現(xiàn)大量的變型和改造。還應(yīng)說明的是，所述實施形式僅是示例，其并不限制保護范圍、應(yīng)用可行性或構(gòu)造。反而摘要和所述實施形式僅為技術(shù)人員提供一種實際的指導(dǎo)，技術(shù)人員以此為基礎(chǔ)可以實施至少一個示范性的實施形式。其中對于技術(shù)人員顯而易見的是，只要不偏離權(quán)利要求的保護范圍，便可以對在示范性的實施形式中所述的元件的功能和設(shè)置進行各種修改。
[0048]附圖標記清單
[0049]2 廢氣再循環(huán)裝置
[0050]4 混合裝置
[0051]6 壓氣機側(cè)
[0052]8 縱向
[0053]10 縱向
[0054]12 徑向
[0055]14 徑向
[0056]16 周向
[0057]18 周向
[0058]20 殼體
[0059]22 內(nèi)部空間
[0060]24 廢氣輸入管
[0061]26 進口
[0062]28 閥門裝置
[0063]30 新鮮混合氣管
[0064]32 管道
[0065]34 環(huán)形空間
[0066]36 混合空間
[0067]38 匯入 口
[0068]40 入口法蘭
[0069]42 密封件
[0070]44 凹口
[0071]46 出口法蘭
[0072]48 密封裝置
[0073]50 凹口
[0074]52 密封件
[0075]54 密封件
[0076]56 第一殼體件
[0077]58 第二殼體件[0078]60壓氣機空間
[0079]62輸入口
[0080]64輸出口
[0081]66過渡區(qū)域
[0082]68過渡區(qū)域
[0083]70第一圓周部段
[0084]72第二圓周部段
[0085]74第三圓周部段
[0086]76第四圓周部段
[0087]78第五圓周部段
[0088]80列
[0089]82列
[0090]84列
[0091]86匯入口間隔
[0092]88用于排放的器件
【權(quán)利要求】
1.一種用于機動車的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其具有用于引導(dǎo)新鮮混合氣流的新鮮混合氣管(30)和至少一個用于將廢氣輸入所述新鮮混合氣管(30)中的廢氣輸入管(24)，其中，在所述新鮮混合氣管(30)中設(shè)置至少兩個沿所述新鮮混合氣管(30)的周向(16、18)相互錯開布置的匯入口(38)，廢氣能夠通過所述匯入口(38)輸入所述新鮮混合氣管(30)中，所述新鮮混合氣管(30)具有與所述廢氣輸入管(24)對齊布置的第一圓周部段(70)，并且在所述新鮮混合氣管(30)的第二圓周部段(72)中的至少一個匯入口(38)的流動截面比所述新鮮混合氣管(30)的第三圓周部段(74)中的至少一個匯入口(38)的流動截面更小，所述第二圓周部段(72)比所述第三圓周部段(74)沿周向(16、18)更靠近所述第一圓周部段(70)地布置。
2.按照權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述新鮮混合氣管(30)安置在殼體(20)中以構(gòu)成環(huán)繞所述新鮮混合氣管(30)的環(huán)形空間(34)或環(huán)段式空間，其中，所述廢氣輸入管(24)通入所述殼體(20)中，并且通過所述殼體(20)內(nèi)的環(huán)形空間(34)或環(huán)段式空間與所述匯入口(38)建立流動連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述環(huán)段式空間相對所述新鮮混合氣管(30)具有大于90°、優(yōu)選至少120°的環(huán)包角。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，在所述第一圓周部段中不設(shè)置匯入口或者至多設(shè)置具有一個流動截面的匯入口，該流動截面小于所述新鮮混合氣管(30)的其他圓周部段(72、74、76、78)中的至少一個、優(yōu)選每個匯入口(38)的流動截面。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，在所述新鮮混合氣管(30)的第二圓周部段 (72)中的所有匯入口(38)具有比所述第三圓周部段(74)中的所有匯入口(38)更小的流動截面。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述匯入口(38)的流動截面越大，則它們分別沿周向(16、18)離所述第一圓周部段(70)越遠，和/或其中，所述匯入口(38)的流動截面是圓形的。
7.按照前述權(quán)利要求之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，在所述新鮮混合氣管(30)中設(shè)置至少一列(80)沿周向(16、18)相互對齊布置的匯入口(38)，其中，優(yōu)選設(shè)置至少兩列在所述新鮮混合氣管(30)的縱向(8、10)上相互間隔的列(80、82、84)，并且其中一列(80)的匯入口 (38)特別優(yōu)選地沿縱向(8、10)與相鄰另一列(82)的匯入口 (38)之間的匯入口間隔(86)對齊地布置。
8.按照權(quán)利要求2至7之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述新鮮混合氣管(30)借助優(yōu)選與所述新鮮混合氣管(30)和/或所述殼體(20)分離構(gòu)造的入口法蘭和/或出口法蘭(40;46)固定在所述殼體(20)上，其中，所述入口法蘭和/或出口法蘭(40; 46)特別優(yōu)選地沿所述新鮮混合氣管(30)的縱向(10;8)限定所述環(huán)形空間(34)或環(huán)段式空間，和/或必要時通過中間墊設(shè)的密封件(52;54)密封所述環(huán)形空間(34)或環(huán)段式空間。
9.按照權(quán)利要求8所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述出口法蘭(46)由渦輪增壓機的壓氣機側(cè)的殼體件(56)構(gòu)成，借助所述殼體件(56)優(yōu)選可限定或限定出用于容納渦輪增壓機的壓氣機葉輪的壓氣機空間(60)，并且所述殼體件(56)特別優(yōu)選地可固定或被固定在渦輪增壓機的其他殼體件(58)上。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，在所述入口法蘭和/或出口法蘭(40;46)中設(shè)置有與所述新鮮混合氣管(30)建立流動連接的輸入口或輸出口(62;64)，其中，所述新鮮混合氣管(30)優(yōu)選這樣地安置在所述入口法蘭和/或出口法蘭(40;46)上，即，使得在所述新鮮混合氣管(30) —側(cè)和所述輸入口或輸出口(62;64)另一側(cè)之間的過渡區(qū)域(66;68)中保持相等大小的流動截面，并且所述新鮮混合氣管(30)特別優(yōu)選地沿所述新鮮混合氣管(30)的縱向(10;8)必要時夾緊地和/或在中間墊設(shè)密封件(42;48)的情況下可插入或被插入所述入口法蘭和/或出口法蘭(40;46)的凹口(44;50)中。
11.按照權(quán)利要求10所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述新鮮混合氣管(30)由必要時剛性的管道(32)構(gòu)成，其中所述匯入口(38)優(yōu)選設(shè)置在所述管道(32)的壁中。
12.按照前述權(quán)利要求之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，設(shè)置至少一個閥門裝置(28)，用于控制和/或調(diào)節(jié)通過所述廢氣輸入管(24)可輸入或被輸入的廢氣量，其中，所述閥門裝置(28)優(yōu)選固定在所述殼體(20)上和/或至少部分地集成在所述殼體(20)中。
13.一種發(fā)動機，具有按照前述權(quán)利要求之一所述的廢氣再循環(huán)裝置(2)，其中，所述發(fā)動機優(yōu)選具有低壓廢氣再循環(huán)裝置。
【文檔編號】F02M25/07GK104018958SQ201410071929
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】L.K.克魯斯, G.蒂特斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司