CN108691703B - 进气歧管和发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进气歧管，其包括：下部主体，具有空气流动通过的空气入口、EGR气体流动通过的EGR气体入口以及分别设置在多个燃烧室处以将通过空气入口流入的空气和通过EGR气体入口流入的EGR气体供应至多个燃烧室中的每个的多个下部气道；以及上部主体，与下部主体结合，并且上部主体的一侧连接至多个下部气道，且上部主体的另一侧具有连接至进气端口的上部气道。下部主体还包括临时存储由空气与EGR气体的混合物产生的冷凝水的冷凝水存储设备。本发明还提供了一种发动机系统。

Description

进气歧管和发动机系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0044605号的优先权，其全部内容通过引证结合于本文中。

技术领域

本公开涉及一种进气歧管以及包括该进气歧管的发动机系统。更具体地，本公开涉及一种防止当废气再循环(EGR)气体与新鲜空气混合时产生的冷凝水流入燃烧室内部的进气歧管以及包括该进气歧管的发动机系统。

背景技术

在车辆的发动机中，从外部流入的空气与燃料的混合物以合适的比例燃烧产生动力。

在通过驱动发动机产生动力的过程，必须适当地供应用于燃烧的外部空气以获得期望的输出和燃烧效率。在用于发动机产生动力的燃烧之后会产生废气，然后该废气被排放至外部。

进一步地，废气中包含的氮氧化物(NOx)被认为是大气污染源，且一直致力于减少NOx的排放。

已为车辆设置了废气再循环(EGR)系统来减少有害废气。一般而言，在空燃混合物的空燃比较高的情况下，NOx增加，然而高空燃比对于充分燃烧是必要的。因此，废气再循环系统将来自发动机的废气与空燃混合物以例如5％至20％的比例混合，从而减少了空燃混合物中氧气的量并阻碍燃烧，并因此减少了NOx的产生。

对于现有技术中的代表性废气再循环系统，存在低压废气再循环(LP-EGR)装置。低压EGR装置使废气再循环到进气路径中。

然而，通过废气再循环系统再循环的废气通常具有较高的温度和湿度。因此，当高温再循环废气与流入的低温新鲜空气混合时，在进气歧管中产生冷凝水。在这种情况下，所产生的冷凝水由于废气中含有的各种有害成分而具有非常高的酸度。

进一步地，存在废气流动所至的周边部分被高酸度冷凝水腐蚀的问题，如果冷凝水流入发动机的燃烧室，则会产生燃烧变得不稳定的问题。

此外，在低温区域内，当所产生的冷凝水在进气歧管中冻结时，可能存在与每个燃烧室连接的每个进气路径被堵塞的问题。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对背景技术的理解，因此可包括不构成对本国的本领域普通技术人员而言已公知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种防止当废气再循环(EGR)气体与新鲜空气混合时产生的冷凝水流入燃烧室内部的进气歧管以及包括该进气歧管的发动机系统。

根据本公开的示例性实施方式的进气歧管包括：下部主体，具有空气入口，空气流动通过所述空气入口；废气再循环(EGR)气体入口，EGR气体通过废气再循环气体入口流入；以及多个下部气道，分别设置在多个燃烧室处以将通过空气入口流入的空气和通过EGR气体入口流入的EGR气体供应至多个燃烧室中的每个中；以及上部主体，与下部主体结合，并且上部主体的一侧连接至多个下部气道且上部主体的另一侧具有连接至进气端口的上部气道。下部主体还包括冷凝水存储装置，该冷凝水存储装置临时存储由空气与EGR气体的混合产生的冷凝水。冷凝水存储装置可包括：凹入部分，形成在下部气道的上部进口处；第一排放孔，形成在凹入部分处且与每个下部气道连通；以及第二排放孔，形成在下部气道的下部进口处；以及室主体，其中，在第二排放孔下方形成有存储冷凝水的存储空间。

凹入部分可形成为从下部气道的上部进口朝向下部部分凹入。

在存储空间中可设置有吸收冷凝水的吸收构件。

吸收构件可在层压金属纤维之后通过高温烧结工艺形成。

在吸收构件处形成的网的尺寸可小于水分子的尺寸并且可大于水蒸汽的尺寸。

根据本公开的另一个示例性实施方式的发动机系统包括：发动机，具有用于通过燃料燃烧产生驱动转矩的多个燃烧室；废气再循环(EGR)装置，使废气的一部分在多个燃烧室之间再循环；以及进气歧管，将通过进气管线从外部流入的空气和通过废气再循环装置再循环的EGR气体分配至燃烧室。进气歧管包括：下部主体，具有空气入口，空气流动通过该空气入口；EGR气体入口，EGR气体通过EGR气体入口流入；以及多个下部气道，分别设置在多个燃烧室处以将通过空气入口流入的空气和通过EGR气体入口流入的EGR气体供应至多个燃烧室；上部主体，与下部主体结合，并且上部主体的一侧连接至多个下部气道且上部主体的另一侧具有连接至进气端口的上部气道；以及冷凝水存储装置，在下部主体中临时存储由空气与EGR气体的混合产生的冷凝水。

冷凝水存储装置可包括：凹入部分，形成在下部气道的上部进口处；第一排放孔，形成在凹入部分处并与每个下部气道连通；在第二排放孔，形成下部气道的下部进口处；以及室主体，其中，在第二排放孔下方形成有存储冷凝水的存储空间。

凹入部分可形成为从下部气道的上部进口朝向下部部分凹入。

在存储空间中可设置有吸收冷凝水的吸收构件。

吸收构件可在层压金属纤维之后通过高温烧结工艺形成。

在吸收构件处形成的网的尺寸可小于水分子的尺寸并且可大于水蒸汽的尺寸。

如上所述，依据根据本公开的示例性实施方式的进气歧管和包括该进气歧管的发动机系统，由于当低温空气与高温高湿度EGR气体在进气歧管内部混合时产生的冷凝水被吸收至设置在室主体的存储空间中的吸收构件，所以可防止冷凝水在进气歧管内部流动，从而可防止冷凝水流入燃烧室。

因此，可防止冷凝水流入燃烧室内部使得燃烧变得不稳定或进气路径被冷凝水的结冰堵塞。

附图说明

提供附图是为了供参考以解释本公开的说明性示例实施方式，但本公开的技术精神不应理解为局限于附图。

图1是根据本公开的示例性实施方式的应用有进气歧管的发动机系统的示意图。

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的侧视图。

图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的前视图。

图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的截面图。

图5是根据本公开的示例性实施方式的应用于进气歧管的下部主体的内部立体图。

图6是根据本公开的示例性实施方式的应用于进气歧管的下部主体的立体图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本公开，附图示出了本发明的一些示例性实施方式。本领域的技术人员将意识到，在不脱离本公开构思的精神或范围的情况下，可以各种不同的方式修改描述的实施方式。

描述本公开时，将省略与本描述无关的部分。在整个说明书中，相同附图标记通常表示相同元件。

进一步地，在附图中，随意示出的每个元件的尺寸和厚度是为了更好地理解和便于描述，但本公开并不局限于此。

在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施方式的纤维丛进气歧管。为此，将首先描述根据本公开的示例性实施方式的应用有进气歧管的发动机系统的结构。

图1是根据本公开的示例性实施方式的应用有进气歧管的发动机系统的示意图。

如图1所示，根据本公开的示例性实施方式的应用有进气歧管的发动机系统包括：进气管线10，新鲜空气流入该进气管线；发动机20，包括通过燃料燃烧产生驱动转矩的多个燃烧室21；排放管线30，从每个燃烧室21排放的废气流动至该排放管线；以及废气再循环(EGR)装置40，使通过排放管线30排放的废气的一部分再循环至每个燃烧室21。

EGR装置40可包括：EGR管线41，从排放管线30分支并接合进气管线10；EGR阀43，设置在EGR管线41上；以及EGR冷却器45，安装至EGR管线41。

如果EGR阀43的打开被控制，则供应至燃烧室21的EGR气体的量被控制。EGR冷却器45冷却流动至EGR管线的EGR气体。在本公开的示例性实施方式中，以低压EGR装置为例进行描述，但本发明的范围并不局限于此，并且可应用EGR装置的其它结构。

通过进气管线10从外部流入的新鲜空气和通过废气再循环装置40再循环的EGR气体通过进气歧管100被分配至燃烧室21。

接下来，将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的结构。

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的侧视图。图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的前视图。图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的进气歧管的构造的截面图。

图5是根据本公开的示例性实施方式的应用于进气歧管的下部主体的内部立体图。

图6是根据本公开的示例性实施方式的应用于进气歧管的下部主体的立体图。

参考图2至图6，进气歧管100包括下部主体110、与下部主体110结合的上部主体120、以及临时存储在进气歧管100中产生的冷凝水的冷凝水存储装置。

在下部主体110中形成有新鲜空气入口112，使得新鲜空气流入进气歧管100内部。新鲜空气可通过新鲜空气入口112流入每个燃烧室21中。

在新鲜空气入口112中形成有与EGR管线41连通的EGR气体入口114。通过EGR气体入口114再循环的废气的一部分(EGR气体)流入进气歧管100内部。

在下部主体110中设置有与每个燃烧室21对应的多个下部气道116。

上部主体120与下部主体110结合，并且上部气道124的一端连接至下部气道116且其另一端连接至进气端口(未示出)。在上部主体120中可设置有测量进气歧管100内部的压力的歧管绝对压力(MAP)传感器150。

在下部主体110中设置有临时存储当新鲜空气与EGR气体在进气歧管100内部混合时产生的冷凝水的冷凝水存储装置。

冷凝水存储装置可包括：凹入部分118，形成在下部气道116中的每个的上部进口处；第一排放孔132，形成在凹入部分118处并与下部气道116中的每个连通；第二排放孔134，形成在下部气道116中的每个的下部进口处；以及室主体130，其中，在第二排放孔134下方形成存储冷凝水的存储空间。

凹入部分118可从下部气道116中的每个的上部进口朝向下部部分凹入。在进气歧管100内部产生的冷凝水可被暂时收集并存储在凹入部分118中。

第二排放孔134形成于第一排放孔132下方，并因此第二排放孔134可形成在与第一排放孔132对应的位置处。

在形成于室主体130处的存储空间中可设置有吸收在进气歧管100中产生的冷凝水的吸收构件140。吸收构件140吸收在进气歧管100中产生的冷凝水，从而防止冷凝水在进气歧管100内部流动。

为此，可在一层接一层地层压以微米为单位的金属纤维之后通过高温烧结工艺形成吸收构件140。在这种情况下，金属纤维可形成的网的尺寸小于水分子的尺寸并且大于水蒸汽分子的尺寸。因此，吸收构件140保持以下状态：吸收冷凝水，且如果冷凝水汽化，则可以汽态排放冷凝水。

在下文中，将详细描述根据本公开的示例性实施方式的应用进气歧管的发动机系统的操作。

如果通过进气管线从外部流入的低温新鲜空气与通过EGR管线再循环的高温高湿度EGR气体流入进气歧管100，则在进气歧管100中会产生冷凝水。

在这种情况下，所产生的冷凝水聚集并堆积于在下部气道116的上部进口处凹入地形成的凹入部分118处。

聚集在凹入部分118处的冷凝水通过第一排放孔132和第二排放孔134流入室主体130的存储空间。如上所述，流入的冷凝水被吸收至设置在存储空间中的吸收构件140。因此，由于可防止冷凝水在进气歧管100内部移动，所以可防止冷凝水流入燃烧室21内部。

此外，在不产生冷凝水的情况下，在存储室的吸收构件140处吸收的冷凝水被在进气歧管100内部流动的新鲜空气和EGR气体蒸发，并以水蒸汽的形式流入燃烧室21。

如上所述，依据根据本公开的示例性实施方式的进气歧管100和包括进气歧管的发动机系统，由于当低温新鲜空气与高温高湿度EGR气体在进气歧管100内部混合时产生的冷凝水被吸收至设置在室主体130的存储空间处的吸收构件140，所以可防止冷凝水在进气歧管100内部流动，从而可防止冷凝水流入燃烧室21。

因此，可防止冷凝水流入燃烧室内部使得燃烧变得不稳定或进气路径被冷凝水的结冰堵塞。

虽然已结合目前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明，但应理解本发明并不限于公开的实施方式，相反，本发明构思意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (12)

1.一种进气歧管，包括：

下部主体，具有：空气入口，空气通过所述空气入口流入所述下部主体；废气再循环气体入口，废气再循环气体通过所述废气再循环气体入口流入；以及多个下部气道，分别设置在多个燃烧室处以将通过所述空气入口流入的空气和通过所述废气再循环气体入口流入的废气再循环气体供应至每个所述燃烧室；以及

上部主体，与所述下部主体结合，

其特征在于，所述上部主体的一侧连接至所述多个下部气道且所述上部主体的另一侧具有连接至进气端口的上部气道，

其中，所述下部主体还包括冷凝水存储装置，所述冷凝水存储装置临时存储由空气与废气再循环气体的混合产生的冷凝水。

2.根据权利要求1所述的进气歧管，其中，所述冷凝水存储装置包括：

凹入部分，位于所述多个下部气道的上部进口处，

第一排放孔，位于所述凹入部分处并与所述多个下部气道中的每个连通，

第二排放孔，位于所述多个下部气道的下部进口处，以及

室主体，具有位于所述第二排放孔下方的存储空间，所述存储空间存储所述冷凝水。

3.根据权利要求2所述的进气歧管，其中：

所述凹入部分从所述多个下部气道的所述上部进口朝向下部部分凹入。

4.根据权利要求2所述的进气歧管，其中：

所述存储空间包括吸收所述冷凝水的吸收构件。

5.根据权利要求4所述的进气歧管，其中：

所述吸收构件由层压的金属纤维通过高温烧结工艺形成。

6.根据权利要求5所述的进气歧管，其中：

所述吸收构件具有网，所述网的直径小于水分子的直径并大于水蒸汽的直径。

7.一种发动机系统，包括：

发动机，具有用于通过燃料燃烧产生驱动转矩的多个燃烧室；

废气再循环装置，使从所述多个燃烧室排放的废气的一部分再循环至所述多个燃烧室；以及

进气歧管，将通过进气管线从外部流入的空气和通过所述废气再循环装置再循环的废气再循环气体分配至所述多个燃烧室，

其特征在于，所述进气歧管包括：

下部主体，具有空气入口，空气流动通过所述空气入口；

废气再循环气体入口，废气再循环气体流动通过所述废气再循环气体入口，以及

多个下部气道，分别设置在所述多个燃烧室上以将通过所述空气入口流入的空气和通过所述废气再循环气体入口流入的废气再循环气体供应至所述多个燃烧室中的每个；

上部主体，与所述下部主体结合，并且所述上部主体的一侧连接至所述多个下部气道且所述上部主体的另一侧具有连接至进气端口的上部气道；以及

冷凝水存储装置，在所述下部主体中用于临时存储由空气与废气再循环气体的混合产生的冷凝水。

8.根据权利要求7所述的发动机系统，其中，所述冷凝水存储装置包括：

凹入部分，形成在所述多个下部气道的上部进口处，

第一排放孔，形成在所述凹入部分处并与所述多个下部气道中的每个连通，

第二排放孔，形成在所述多个下部气道的下部进口处，以及

室主体，具有位于所述第二排放孔下方的存储空间，所述存储空间存储所述冷凝水。

9.根据权利要求8所述的发动机系统，其中：

所述凹入部分从所述多个下部气道的所述上部进口朝向下部部分凹入。

10.根据权利要求8所述的发动机系统，其中：

所述存储空间具有吸收所述冷凝水的吸收构件。

11.根据权利要求10所述的发动机系统，其中：

所述吸收构件由层压的金属纤维通过高温烧结工艺形成。

12.根据权利要求11所述的发动机系统，其中：

所述吸收构件具有网，所述网的直径小于水分子的直径并大于水蒸汽的直径。

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