CN104329195A - 带有egr-气流分配的发动机进气歧管 - Google Patents

带有egr-气流分配的发动机进气歧管 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有EGR-气流分配的发动机进气歧管。公开了进气歧管，其具有EGR-气流分配器以用于分配所需气流和EGR-空气混合物经过进气歧管至每个气缸。EGR-气流分配器包括一组在进气歧管的充气室区域中限定多个流动通道的导流叶片。EGR-气流分配器也包括的EGR管，其部分延伸进入进气歧管并且具有形成在其中的槽，以用于将EGR引入充气室区域中在发动机节流阀和导流叶片之间的单个位置。

Description

带有EGR-气流分配的发动机进气歧管
技术领域
本公开涉及用于多气缸的内燃发动机的排气再循环或EGR，且特别地指具有EGR供给管和用于实现所需的EGR-气流分配的进气导流叶片构型的进气歧管。
背景技术
此部分提供与本公开相关的背景信息，其并不一定为现有技术。
典型的机动车的发动机为四循环内燃装置，其包括具有多个气缸的发动机缸体。每个气缸支撑用于往复运动的活塞。气缸盖被联接至发动机缸体的顶部表面，使得缸体、盖和活塞顶部限定燃烧室。该气缸盖对于每个气缸包括一组进气口和一组排气口，其与进气阀和排气阀结合允许燃烧气体进入燃烧室以及排气从燃烧室排出。进气歧管与排气歧管都典型地被联接至气缸盖用于引导燃烧和排气从进气口进入和从排气口排出。
常见的是排气中的一部分离开燃烧室以经过排气再循环或EGR回路被再循环至进气歧管。虽然EGR对减少在一定的驾驶条件下的不需要的发动机排放是有效的，但是其会负面地影响发动机性能，包括燃油效率和功率输出。当EGR与进气空气充分地混合并且该EGR/空气混合物被按比例分配给内燃发动机的每个气缸时，这些影响能够被最小化。因此，需要改进的EGR-气流分配系统，其能够以成本有效的方式容易地被并入现有发动机结构。
发明内容
此部分提供本公开的综合概述，且其并不是本公开整个范围的或其所有特征的全面的公开。
用于内燃发动机的进气系统被提供。该进气系统包括具有空气入口的进气歧管用于允许燃烧气体进入进气歧管的充气室。该歧管也具有多个流道，每个流道从充气室延伸，止于燃烧气体通过其从歧管流向各气缸经过的出口处。该进气歧管具有EGR入口用于允许从发动机的排气侧经过EGR阀的已经被再循环的排气进入。EGR管位于进气系统中且部分延伸至邻近空气入口的充气室中。EGR管具有形成在其中的槽，其背对空气入口且进入充气室。一组导流叶片被布置在充气室中，其上游端靠近EGR管。这些导流叶片从EGR管朝向流道弯曲和分叉以形成充气室中的流动通道。每个叶片具有的叶片间隙允许在流动通道上和在流动通道之间的一定程度的流体连通。
进一步的适用性的范围将会在此处提供的描述中变得更明显。在此概述中的描述和特定的示例仅为了说明的目的，且并不在于限制本公开的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：
进气歧管，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的至少两个流道，其中每个流道止于出口处，所述燃烧气体通过所述出口从歧管流出；
EGR入口，所述EGR入口用于允许由EGR回路从发动机的排气侧再循环的排气进入；
EGR管，所述EGR管被设置在EGR入口中并且部分地延伸进入邻近空气入口的充气室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室；以及
导流叶片，所述导流叶片被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端，其中导流叶片从EGR管在至少两个流道之间分叉，以形成充气室中的多个流动通道。
2. 根据方案1所述的进气系统，其中所述导流叶片具有在其中形成的叶片间隙，以允许在多个流动通道上和其之间的流体连通。
3. 根据方案2所述的进气系统，其中形成在导流叶片中的叶片间隙与在EGR管中形成的槽对齐。
4. 根据方案2所述的进气系统，其中所述导流叶片包括从进气歧管的第一侧延伸的第一壁部分以及从进气歧管的第二侧延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止于所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之间的叶片间隙。
5. 根据方案1所述的进气系统，其进一步包括入口盖，所述入口盖被设置在EGR入口上并且与EGR管流体连通。
6. 一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：
进气歧管，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的至少四个流道，其中每个流道止于出口处，所述燃烧气体通过所述出口从歧管流出；
EGR入口，所述EGR入口用于允许由EGR回路从发动机的排气侧再循环的排气进入；
EGR管，所述EGR管被设置在EGR入口中并且部分地延伸进入邻近空气入口的充气室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室；
第一导流叶片，所述第一导流叶片被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端，其中第一导流叶片从EGR管分叉，以在充气室中形成第一和第二流动通道；以及
第二导流叶片，所述第二导流叶片被布置在充气室中并且具有置于第一导流叶片的上游端附近的上游端，其中第二导流叶片划分第二流动通道并且从第一导流叶片分叉，以在充气室中形成第三流动通道。
7. 根据方案6所述的进气系统，其中第一导流叶片的下游端止于第一流道和第二流道的交叉点附近。
8. 根据方案7所述的进气系统，其中第二导流叶片的下游端止于第二流道和第三流道的交叉点附近。
9. 根据方案6所述的进气系统，其中第一和第二导流叶片中的至少一个具有在其中形成的叶片间隙，以允许在邻近的流动通道上和其之间的流体连通。
10. 根据方案9所述的进气系统，其中在导流叶片中形成的叶片间隙与在EGR管中形成的槽对齐。
11. 根据方案9所述的进气系统，其中第一和第二导流叶片中的至少一个包括从进气歧管的第一侧延伸的第一壁部分和从进气歧管的第二侧延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止于所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之间的叶片间隙。
12. 根据方案6所述的进气系统，其进一步包括入口盖，所述入口盖被设置在EGR入口上并且与EGR管流体连通。
13. 一种内燃发动机，其包括：
发动机，所述发动机包括具有多个气缸的发动机缸体以及被固定至发动机缸体以盖住气缸的气缸盖，所述气缸盖具有与多个气缸的每个相关联的进气口和出气口；
进气歧管，所述进气歧管被固定至发动机的进气侧并且与每个进气口流体连通，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的多个流道，其中每个流道止于与每个气缸相关联的进气口处；
排气歧管，所述排气歧管被固定至发动机的排气侧，与每个排气口流体连通并且具有排气出口以从排气歧管将排气排出；
排气再循环（EGR）回路，所述排气再循环（EGR）回路包括从发动机的排气侧至在进气歧管中形成的EGR入口的返回线路，被设置在返回线路中的EGR阀以选择性地控制被再循环至进气歧管的排气的正时和量，被设置在EGR入口中并且部分地延伸至邻近空气入口的充气室中的EGR管，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室，被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端的第一导流叶片，其中第一导流叶片从EGR管在多个流道之间分叉，以在充气室中形成第一和第二流动通道。
14. 根据方案13所述的内燃发动机，其进一步包括被布置在充气室中并且具有置于第一导流叶片的上游端附近的上游端的第二导流叶片，其中第二导流叶片划分第二流动通道，并且从第一导流叶片分叉，以形成充气室中的第三流动通道。
15. 根据方案13所述的内燃发动机，其中所述导流叶片具有在其中形成的叶片间隙，以允许在第一和第二流动通道上以及其之间的流体连通。
16. 根据方案15所述的进气系统，其中在导流叶片中形成的叶片间隙与在EGR管中形成的槽对齐。
17. 根据方案16所述的进气系统，其中所述导流叶片包括从进气歧管的第一侧延伸的第一壁部分和从进气歧管的第二侧延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止于所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之间的叶片间隙。
18. 根据方案13所述的进气系统，其进一步包括入口盖，所述入口盖被设置在EGR入口上并且与EGR管流体连通。
附图说明
此处描述的附图是仅用于选定的实施例的说明性的目的且不是所有可能的应用，以及并不在于限制本公开的范围。
图1是带有EGR的四缸内燃发动机的示意性视图；
图2为带有局部剖面图的进气歧管的正视图，其显示穿过其中的充气室区域的横截面；
图3为图2中所示的带有局部剖面图的进气歧管的透视图，其显示该管和导流叶片；以及
图4为图2中所示的带有局部剖面图的进气歧管的端视图，其显示该管和导流叶片。
相应的附图标记指示贯穿附图的若干视图的相应的部件。
具体实施方式
示例的实施例现在将会参照附图更全面地被描述，其中同样的附图标记指示贯穿若干视图的同样的部件。
示例的实施例被提供使得本公开将会是透彻的，并且将会向本领域技术人员完全传达本公开的范围。特定的细节可被阐明以提供对本公开的实施例的透彻的理解。对于本领域技术人员而言将会显然的是特定的细节不必被使用，示例的实施例可以多种不同的形式被实施，且都不应该被解释为限制本公开的范围。在某些示例的实施例中，众所周知的过程、众所周知的结构以及众所周知的技术并未被详细描述。
此处所使用的术语仅为了描述特定的示例的实施例的目的且并不是为了作为限制性的。如此处所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式，除非本文清楚地另外指明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括性的且因此指定所述结构（一个或多个）或步骤（一个或多个）的存在；例如，所陈述的特征、整体、步骤、操作、组元件、和/或元件，但并不排除其另外的结构（一个或多个）或步骤（一个或多个）的存在或添加。此处所描述的方法、步骤、过程以及操作并不一定被解释为需要在所陈述的执行或所讨论或说明的任何特定的顺序，除非特定地指定了执行的顺序。也需要理解到额外的、替代的或等同的步骤可被使用。
当结构被称作为“在……上”、“接合至”、“连接至”、或“联接至”其它的结构时，其可以是直接地或间接地（即通过中间结构）在其上、接合、连接或联接至其它的结构。相反地，当结构被称作为“直接在……上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”其它的结构，其可以是没有中间结构存在。其它被使用来描述元件之间的关系的词语应该以相同的方式被解释（例如“之间”相对于“直接之间”、“邻近的”相对于“直接邻近的”）。如此处所采用的，词语“和/或”包括一个或多个相关的引用的项目的任意和所有的结合。
此处所使用的以描述不同的结构或步骤的程度的术语（例如第一、第二、第三）并不是要作为限制性的。这些术语被用来从其它的结构或步骤中区分一个结构或步骤，且并不意味着次序或顺序，除非其使用的上下文明确指明。因此，第一结构或步骤同样地可以被命名为第二结构或步骤而不背离本示例的实施例的教导。同样地，此处所使用的空间相关的术语（例如“内部的”、“外部的”、“在……之下”、“在……下面”、“下部的”、“上方的”、“上部的”）以描述一个结构或步骤至其它的结构或步骤的相对特定的关系可以包括不同于图中所示的装置的方向或其操作。例如，如果图被翻转，所述的位于其它结构“之下”或“下面”的结构可因此被转换为在其它结构“之上”而并不本质上影响其特定的关系或操作。结构可被另外转向（例如被旋转90度或其它的方位）且此处所采用的空间相关的描述词相应地被解释。
参照图1，进气歧管10和多缸内燃发动机12的部分被示意性地示出。发动机12包括具有多个气缸14形成在其中的发动机缸体，以及被联接至在气缸14上方的发动机缸体顶部的气缸盖16。该气缸盖16被固定至发动机缸体且具有一组进气口18以及一组排气口20，其与气缸14流体连通。图1中示出的实施例包括四个气缸14.1、14.2、14.3、14.4（统称为14），具有与每个气缸14相关的两个进气口18.1、18.2（统称为18）以及两个排气口20.1、20.2（统称为20）。
进气歧管10被固定至气缸盖16的进气侧用于供应燃烧气体（形式为气体或气体/燃料混合物以及其它气体或可成为燃烧过程的部分的稀释剂）通过进气口18至气缸14。进气歧管10具有空气入口22用于允许燃烧气体进入充气室区域24以及从充气室区域24延伸的多个入口流道26。每个入口流道26.1-26.4止于相关的气缸14.1-14.4的进气口18.1-18.4。一组进气阀（未示出）被支撑在气缸盖16上且操作来选择性地打开以及闭合进气口18。节流阀28与空气入口22流体连通且控制进入进气歧管10的燃烧气体量。
排气歧管30被固定至气缸盖16的排气侧用于将排放的排气（以燃烧副产物的形式）从气缸14经过排气口20和排气歧管30排出至排气系统E。排气歧管30具有多个排气流道32，该排气流道与排气口20流体连通且延伸至与排气系统E联接的排气出口34。一组排气阀（未示出）被支撑在气缸盖16上且操作来选择性地开启和闭合排气口20。发动机12包括排气再循环或EGR回路36，其具有从发动机12的排气侧至进气歧管10的返回路线38用于使排气再循环能够进行。被布置于返回路线38中的EGR阀40选择性地开启和闭合用于控制排气被再循环至进气歧管10的正时和量。
现在参照图2-4，进气歧管10包括EGR-气流分配器42，用于将所需的气流和EGR-空气混合物通过进气歧管10分配给每个气缸14。该EGR-气流分配器42包括被布置在EGR入口46上方的在进气歧管10中形成的入口盖44。该入口盖44具有提供返回路线38与EGR管50之间流体连通的通道48。EGR管50被布置于进气歧管10中且部分地延伸至进气歧管10的充气室区域24中。EGR管50具有形成在其中的槽54，其背向进气歧管10的空气入口22且朝向充气室区域24。带槽的EGR管50作用来将EGR导入进气歧管10位于节流阀28（图2-4未示出）的下游的单个点处。该EGR-气流分配器42也包括一组一个或多个导流叶片56用于引导EGR和空气经过进气歧管10且至进气口18。如图2-4所示，该组导流叶片56包括第一弯曲的导流叶片56.1以及第二弯曲的导流叶片56.2。
第一导流叶片56.1被布置在充气室区域24且具有被安置在EGR管50附近的上游端58.1。第一导流叶片56.1从EGR管50分叉至下游端60.1，该下游端止于入口流道26.1与入口流道26.2的交叉点附近以在充气室区域24中形成第一和第二流动通道62.1、62.2。该组导流叶片56包括被布置在充气室区域24中的第二弯曲的导流叶片56.2且具有被安置在第一导流叶片56.1的上游端58.1附近的上游端58.2。第二导流叶片56.2从第一导流叶片56.1分叉，划分第二流动通道62.2以在充气室区域24中形成第三流动通道62.3，且止于位于入口流道26.2和入口流道26.3的交叉点附近的下游端62.2处。
每个导流叶片56.1、56.2具有形成在其中的叶片间隙64.1、64.2，其允许在邻近的流动通道62.1、62.2和62.2、62.3上以及其之间的流体连通。该叶片间隙也促进允许排气和燃烧气体进入。在一个实施例中，导流叶片56.1、56.2包括从进气歧管10的侧壁70延伸的第一壁部分66.1、66.2以及从进气歧管10的相对侧壁72延伸的第二壁部分68.1、68.2。第一壁部分66.1、66.2具有的自由端74.1、74.2止于第二壁部分68.1、68.2的自由端76.1、76.2附近以限定叶片间隙64.1、64.2。该叶片间隙64.1、64.2可以被形成在导流叶片56.1、56.2中以便于大致与形成在EGR管50中的槽54对齐，最佳如图4中所见。
EGR-气流分配器42的几何构造如此处所示出的和所描述的包括一对弯曲的导流叶片56.1、56.2，其将充气室划分成三个流动通道62.1、62.2、62.3，并且止于入口流道26.1、26.2与入口流道26.2、26.3的交叉点附近。本领域普通技术人员将会理解到对此几何构造的改变和/或变化（例如导流叶片和流动通道的数量、上游端和下游端的位置、导流叶片的尺寸和位置[可插入其它的变量]）可以被开发来实现和保持所需的气流气缸分配。类似地，EGR管50相对于导流叶片56的位置以及形成在EGR管50中的槽54尺寸、几何构造和位置可以被改变和/或变化来实现和保持所需的气流气缸分配。
前述的实施例的描述已被提供用于说明和描述的目的。其不在于要是穷尽的或是来限制本公开。特定实施例的独立的元件或特征通常不被限制于特定的实施例，但是其在可使用处，为可互换的且能够被使用在选定的实施例中，即使其并未详细地显示或描述。其同样也可以多种方式被改变。此类的变化并不被视作脱离本公开，且所有此类的改变将被包括在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：
进气歧管，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的至少两个流道，其中每个流道止于出口处，所述燃烧气体通过所述出口从歧管流出；
EGR入口，所述EGR入口用于允许由EGR回路从发动机的排气侧再循环的排气进入；
EGR管，所述EGR管被设置在EGR入口中并且部分地延伸进入邻近空气入口的充气室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室；以及
导流叶片，所述导流叶片被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端，其中导流叶片从EGR管在至少两个流道之间分叉，以形成充气室中的多个流动通道。
2.根据权利要求1所述的进气系统，其中所述导流叶片具有在其中形成的叶片间隙，以允许在多个流动通道上和其之间的流体连通。
3.根据权利要求2所述的进气系统，其中形成在导流叶片中的叶片间隙与在EGR管中形成的槽对齐。
4.根据权利要求2所述的进气系统，其中所述导流叶片包括从进气歧管的第一侧延伸的第一壁部分以及从进气歧管的第二侧延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止于所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之间的叶片间隙。
5.根据权利要求1所述的进气系统，其进一步包括入口盖，所述入口盖被设置在EGR入口上并且与EGR管流体连通。
6.一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：
进气歧管，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的至少四个流道，其中每个流道止于出口处，所述燃烧气体通过所述出口从歧管流出；
EGR入口，所述EGR入口用于允许由EGR回路从发动机的排气侧再循环的排气进入；
EGR管，所述EGR管被设置在EGR入口中并且部分地延伸进入邻近空气入口的充气室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室；
第一导流叶片，所述第一导流叶片被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端，其中第一导流叶片从EGR管分叉，以在充气室中形成第一和第二流动通道；以及
第二导流叶片，所述第二导流叶片被布置在充气室中并且具有置于第一导流叶片的上游端附近的上游端，其中第二导流叶片划分第二流动通道并且从第一导流叶片分叉，以在充气室中形成第三流动通道。
7.根据权利要求6所述的进气系统，其中第一导流叶片的下游端止于第一流道和第二流道的交叉点附近。
8.根据权利要求7所述的进气系统，其中第二导流叶片的下游端止于第二流道和第三流道的交叉点附近。
9.根据权利要求6所述的进气系统，其中第一和第二导流叶片中的至少一个具有在其中形成的叶片间隙，以允许在邻近的流动通道上和其之间的流体连通。
10.一种内燃发动机，其包括：
发动机，所述发动机包括具有多个气缸的发动机缸体以及被固定至发动机缸体以盖住气缸的气缸盖，所述气缸盖具有与多个气缸的每个相关联的进气口和出气口；
进气歧管，所述进气歧管被固定至发动机的进气侧并且与每个进气口流体连通，所述进气歧管具有空气入口以允许燃烧气体进入充气室，所述燃烧气体至少包括空气，并且所述进气歧管具有从充气室延伸的多个流道，其中每个流道止于与每个气缸相关联的进气口处；
排气歧管，所述排气歧管被固定至发动机的排气侧，与每个排气口流体连通并且具有排气出口以从排气歧管将排气排出；
排气再循环（EGR）回路，所述排气再循环（EGR）回路包括从发动机的排气侧至在进气歧管中形成的EGR入口的返回线路，被设置在返回线路中的EGR阀以选择性地控制被再循环至进气歧管的排气的正时和量，被设置在EGR入口中并且部分地延伸至邻近空气入口的充气室中的EGR管，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空气入口并且进入充气室，被布置在充气室中并且具有置于EGR管附近的上游端的第一导流叶片，其中第一导流叶片从EGR管在多个流道之间分叉，以在充气室中形成第一和第二流动通道。
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