CN104712465B - 具有涡轮增压器的发动机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有涡轮增压器的发动机系统，进气歧管在其中整体形成，所述具有涡轮增压器的发动机系统可包括：中冷器，所述中冷器对从涡轮增压器供应的进入空气进行冷却；EGR冷却器，所述EGR冷却器对从排气歧管供应的EGR气体进行冷却；进气歧管，从所述中冷器和所述EGR冷却器供应的进入空气和EGR气体在所述进气歧管中混合，并向燃烧室供应混合的气体；以及分配单元，所述分配单元安装在所述进气歧管上并包括分配管，其中一个分配管或每个分配管从连接孔接收EGR气体并通过出口将EGR气体朝着进气端口排出，EGR气体通过所述连接孔供应。

Description

具有涡轮增压器的发动机系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0157589号的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用合并于此并用于所有目的。
技术领域
本发明涉及一种具有涡轮增压器的发动机，其在低速区域期间通过使用涡轮增压器提升输出功率，改善燃烧效率，并改进废气质量。
背景技术
通常，与汽油发动机相比，已知柴油发动机燃料消耗较低并且其效率优良。其效率大约为40％，这可通过较高的压缩比来实现。
近来，在发动机上安装涡轮增压器和中冷器，从而进一步获得更大的输出功率。这样，具有涡轮增压器的发动机吸入外部空气或者废气以将其压缩，并且将压缩的空气供应至发动机侧的燃烧室。
然而，被快速压缩的空气吸收在压缩过程期间产生的热或者涡轮增压器的热，从而其密度降低，因此在发动机燃烧室内部的增压效率劣化。
因此，使用中冷器以冷却压缩空气，从而增加压缩的空气的密度，并因此大量的空气供应至发动机燃烧室，从而提供较大的输出功率。
同时，已经使用进气歧管整体形成在其中的水冷中冷器方法，用以通过减少流动通道来实现紧凑的发动机布置并将流动阻力最小化，但高压废气再循环(HP-EGR)管与进气歧管整体铸造，因此HP-EGR的分配效率会被劣化。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种具有涡轮增压器的发动机系统，其优点在于通过加强与进气歧管接合的结构而改善中冷器和EGR冷却器的效率，并且改善EGR气体在进气歧管中分布的分配特性。
根据本发明的各个方面的具有涡轮增压器的发动机系统可包括中冷器，所述中冷器对从涡轮增压器供应的进入空气进行冷却；EGR冷却器，所述EGR冷却器对从排气歧管供应的EGR气体进行冷却；进气歧管，从中冷器和EGR冷却器供应的进入空气和EGR气体在所述进气歧管中混合，并向燃烧室供应混合的气体；以及分配单元，所述分配单元安装在进气歧管中并包括分配管，其中一个分配管或每个分配管从连接孔接收EGR气体并通过出口将EGR气体朝着进气端口排出，EGR气体通过所述连接孔供应。
分配管可固定在固定支架上，所述固定支架固定在进气歧管的内侧表面上。出口可形成在一个分配管或每个分配管的侧表面处，从而EGR气体朝着进气端口排出。一个分配管或每个分配管可具有弯曲的管路形状，从而EGR气体朝着进气端口排出。
接收EGR气体的EGR通道可整体形成在进气歧管中，并且冷却剂通道可整体形成在EGR通道的外侧处。通过冷却剂通道的低温冷却剂可通过中冷器，所述冷却剂通道形成在EGR通道的外侧处。中冷器可直接连接至进气歧管。
根据本发明，中冷器与进气歧管整体形成，EGR冷却器与进气歧管整体形成，并且中冷器和EGR冷却器通过低温冷却剂运行以提升整体冷却效率。
此外，分配单元安装在进气歧管中以朝着进气端口喷射EGR气体，从而改善EGR气体和进入空气的混合效率，并改善发动机效率。
在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
附图说明
图1为根据本发明示例性的具有涡轮增压器的发动机系统的局部立体图。
图2为根据本发明示例性的具有涡轮增压器的发动机系统的进气歧管的局部截面立体图。
图3为在根据本发明示例性的具有涡轮增压器的发动机系统中的低温冷却剂流动的流程图。
图4为在根据本发明示例性的具有涡轮增压器的发动机系统中的进气歧管的局部分解立体图。
图5为在根据本发明示例性的具有涡轮增压器的发动机系统中的分配单元的立体图。
图6为在根据本发明另一个示例性的具有涡轮增压器的发动机系统中的进气歧管的局部分解立体图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。
图1为根据本发明各个实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统的局部立体图。参考图1，发动机系统包括进气管路100、中冷器110、进气歧管120、EGR管路140和冷却剂入口/出口130。
中冷器110设置在进气管路100上，并且中冷器110与进气歧管120直接结合。EGR管路140连接至进气歧管120的一侧，并且冷却剂入口/出口130形成在进气歧管120上，低温冷却剂通过冷却剂入口/出口130供应或排出。
压缩空气从涡轮增压器供应，压缩空气通过进气管路100、中冷器110和进气歧管120传输至燃烧室。
并且，在燃烧室中燃烧的废气通过排气歧管排出，废气的一部分通过EGR管路140再循环至进气歧管120。
在进气歧管120的冷却剂入口/出口130流动的低温冷却剂对在EGR管路140流动的EGR气体进行冷却，并且冷却的EGR气体与进入空气在进气歧管120中混合，以通过进气端口供应至气缸。
图2为根据本发明各个实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统的进气歧管的局部截面立体图。参考图2，沿着进气歧管120的长度方向形成EGR气体通道200，EGR气体通过该EGR气体通道200流动，并且EGR气体通道200连接至EGR管路140，以从排气歧管接收EGR气体。
低温冷却剂通道210形成在EGR气体通道200的外部，低温冷却剂通过低温冷却剂通道210循环。如上所述，低温冷却剂通道210连接至冷却剂入口/出口130并且接收和排出低温冷却剂。
在本发明的一些实施方案中，EGR气体通道200与进气歧管120整体形成或单件形成，低温冷却剂通道210沿着EGR气体通道200形成，从而改善EGR气体的冷却效率，并且不需要单独的EGR冷却器，其可被略去。
并且，EGR连接孔220对应于每个气缸的进气端口，从EGR气体通道200形成至进气歧管120的内侧。EGR连接孔220的数量和大小可考虑对应于每个气缸的发动机的废气特性而设定。另外，在本发明的一些实施方案中，低温冷却剂依次循环至冷却压缩空气的中冷器110和冷却EGR气体的低温冷却剂通道210，以改善整体冷却效率。
图3为在根据本发明各个实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统中的低温冷却剂的流动的流程图。参考图3，与发动机冷却剂在发动机缸体循环相反，低温冷却剂在单独的冷却剂管路循环，更具体而言低温冷却剂在水泵310、中冷器110、用作EGR冷却器的低温冷却剂通道210和低温散热器300中循环。
在本发明的一些实施方案中，水泵310为机动化类型，并且根据发动机的驱动状况运行，以提升冷却效率并有效地控制发动机的性能。
图4为在根据本发明各个实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统中的进气歧管的局部分解立体图。参考图4，进气歧管120的EGR气体通道200从EGR管路140接收EGR气体。并且，通过EGR气体通道200供应的EGR气体通过连接孔220，通过连接孔220的EGR气体从EGR气体分配单元400朝着进气端口喷射。
图5为在根据本发明各个实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统中的分配单元的立体图。参考图5，分配单元400包括固定支架500和一个或多个分配管510，所述固定支架500固定在进气歧管120的一侧的内表面上，所述一个或多个分配管510连接至固定支架500并从连接孔220接收EGR气体以喷射EGR气体。
固定支架500与分配管510整体形成，并且出口520形成在分配管510的端部的侧表面处，以喷射EGR气体。通过出口520排出的EGR气体朝着进气端口侧喷射。
图6为在根据本发明其他实施方案的具有涡轮增压器的发动机系统中的进气歧管的局部分解立体图。参考图6，通过EGR气体通道200供应的EGR气体通过连接孔220，通过连接孔220的EGR气体从EGR气体分配单元400朝着进气端口喷射，所述EGR气体分配单元400安装在进气歧管120的内侧上。
分配单元400包括固定支架500和一个或多个分配管510，所述固定支架500固定在进气歧管120的一侧的内表面上，所述一个或多个分配管510连接至固定支架500并从连接孔220接收EGR气体。
固定支架500和一个或多个分配管510整体形成或单件形成，出口520形成在分配管510的一个端部处，并且分配管510具有弯曲形状，从而使得出口520面向进气端口。因此，通过(形成在分配管510的一个端部处的)出口520排出的EGR气体朝着进气端口喷射。
为了解释的方便和所附权利要求书中的精确限定，术语“内”、“外”、“内部”、“外部”等等被用于结合示出在附图中的部件位置而描述具体实施例中的这些部件。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种具有涡轮增压器的发动机系统，进气歧管在其中整体形成，所述发动机系统包括：
中冷器，所述中冷器对从涡轮增压器供应的进入空气进行冷却；
EGR冷却器，所述EGR冷却器对从排气歧管供应的EGR气体进行冷却；
进气歧管，从所述中冷器和所述EGR冷却器供应的进入空气和EGR气体在所述进气歧管中混合，并向燃烧室供应混合的气体；以及
分配单元，所述分配单元安装在所述进气歧管中并包括分配管，其中一个分配管或每个分配管从连接孔接收EGR气体并通过出口将EGR气体朝着进气端口排出，EGR气体通过所述连接孔供应，
其中接收EGR气体的EGR通道整体形成在所述进气歧管中，冷却剂通道整体形成在所述EGR通道的外侧处，且所述冷却剂通道沿着EGR通道形成，
通过形成在所述EGR通道的外侧处的冷却剂通道的低温冷却剂通过所述中冷器，且
所述中冷器直接连接至进气歧管。
2.根据权利要求1所述的具有涡轮增压器的发动机系统，其中所述分配管固定在固定支架上，所述固定支架固定在所述进气歧管的内侧表面上。
3.根据权利要求1所述的具有涡轮增压器的发动机系统，其中所述出口形成在所述一个分配管或每个分配管的侧表面处，从而EGR气体朝着所述进气端口排出。
4.根据权利要求1所述的具有涡轮增压器的发动机系统，其中所述一个分配管或每个分配管具有弯曲的管路形状，从而使得EGR气体朝着进气端口排出。
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