CN109072824A - 用于内燃发动机的进气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：压缩机(9)，其包括转子(907)，以及空气引导器(901)，其被布置成将空气流从空气入口(902)经由压缩机(9)引导到发动机的至少一个气缸(301)，其特征在于，所述进气系统包括至少两个流体源(2,5,502,6,11)和至少两个流体引导元件(4,12,101,501,6011,10)，每个流体引导元件被布置成将流体从相应的流体源(2,5,502,6,11)在空气入口(902)和压缩机(9)的出口(906)之间引导到空气引导器(901)，所述流体引导元件呈现为第一导管(4)和第二导管(12)，第一导管(4)用于引导来自第一流体源的流体，第二导管(12)用于引导来自第二流体源的流体，并且，针对来自第一流体源的流体的流动的限制部(421)由第一导管(4)的下游端(411)和转子(907)提供，由此，第二导管(12)的下游端(1211)被布置成使得由所述限制部(421)提供的压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。

Description

用于内燃发动机的进气系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的进气系统、以及内燃发动机系统和车辆。
本发明能够应用于重型车辆中，例如卡车、公共汽车和建筑设备。虽然将针对重型车辆来描述本发明，但本发明不限于这种特定的车辆，而是还可用在其他车辆中，例如轿车。
背景技术
在内燃发动机系统中，例如对于重型车辆，可能由于冷凝而形成水，该水可能会积聚并对系统的运行造成问题。EP 1391677描述了一种带有冷凝物出口开口的增压空气冷却器，该冷凝物出口开口连接到空气增压器的上游侧。然而，希望进一步降低由内燃发动机系统中形成液体而造成的问题的可能性。
发明内容
本发明的目的是降低在内燃发动机系统中由于形成液体而产生问题的风险。本发明的目的还在于改进内燃发动机进气系统的功能，其中流体导管通向该系统的空气入口。
上述目的通过根据权利要求1所述的进气系统来实现。因此，本发明提供一种用于内燃发动机的进气系统，该进气系统包括：
-压缩机，该压缩机包括转子，和
-空气引导器，所述空气引导器被布置成将空气流从空气入口经由压缩机引导到发动机的至少一个气缸，
-其特征在于，所述进气系统包括至少两个流体源和至少两个流体引导元件，每个流体引导元件被布置成将流体从相应的所述流体源在空气入口与压缩机的出口之间引导到所述空气引导器，
-所述流体引导元件呈现为第一导管和第二导管，该第一导管用于引导来自所述流体源中的第一流体源的流体，该第二导管用于引导来自所述流体源中的第二流体源的流体，
-并且，针对来自第一流体源的流体的流动的限制部由第一导管的下游端和转子提供，由此，第二导管的下游端被布置成使得由所述限制部提供的压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。
通过提供被布置成引导来自至少两个流体源中的相应流体源的流体的至少两个流体引导元件，大大降低了例如由于冷凝形成液体而导致运行问题的风险。通过将流体引导元件布置成将流体引导到空气引导器中，水可以用于在发动机运行期间抑制NOx的形成。在发动机系统包括多气缸发动机的情况下，流体在压缩机的上游或至少在压缩机的出口上游的分布可以提供来自各种流体源的冷凝液体的有利雾化，以便在发动机气缸之间更好地分配。
应当理解，第一流体引导元件可以呈现为第一导管，并且第二流体引导元件可以呈现为第二导管。
所述限制部将增加局部流体速度并降低第一导管的端部处的压力。该压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。这在第一流体源处的压力相对较高而第二流体源处的压力相对较低的情况下特别有利。因此，在第二流体源中的压力不足以将流体从第二流体源驱动到空气引导器的情况下，来自第一流体源的流可以用于驱动来自第二流体源的流。
第二导管的下游端被布置成使得由所述限制部提供的压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管，不排除该流体也同时被其他现象推动通过第二导管，例如压缩机的抽吸或第二流体源处的相对高的压力。由此，由所述限制部提供的压降有助于将流体朝向第二导管的下游端推动通过第二导管。然而，该流体可以仅由于所述限制部提供的压降而被推动通过第二导管。
由此，可以提供一种简单而可靠的驱动来自两个源的流体的方式。这将降低由于形成液体而导致发动机中出现问题的风险。
优选地，所述限制部是通过使第一导管的下游端位于转子附近而产生的。由此，可以确保减小从第一导管流出的流的横截面积，从而可以确保压降。所述限制部可以布置成使得通过所述限制部的流的横截面积小于第一导管中的位于第一导管的下游端上游的流的横截面积。这将确保流动速度的局部增加，从而提供用于将所述流驱动通过第二导管的压降。
优选地，与第一导管相比，第二导管在空气引导器中进一步向下游延伸。由此，与第一导管的下游端相比，第二导管的下游端可以在空气引导器中处于更下游。优选地，第二导管的下游端在所述限制部附近。由此，可以确保第二导管的下游端被布置成使得由所述限制部提供的压降将流体驱动通过第二导管。
优选地，第二导管的下游端与第一导管的下游端之间的距离在0-30mm以内，更优选在0-20mm，例如0-10mm或0-5mm。由此，第一导管的下游端与第二导管的下游端之间的距离可适用于各种车辆内燃发动机，例如用于重型车辆(例如卡车)的发动机。发动机的尺寸例如可以在从2、4、7或10升至20、17或15升的范围内。有利地，第二导管的下游端尽可能靠近所述限制部。应当注意，第二导管的下游端可以在第一导管的下游端的下游或上游，或者在空气引导器中的相同纵向位置。第二导管的下游端可以在空气引导器中相对于第一导管的下游端侧向移位。
至少两个流体引导元件可以形成导管出口装置，该导管出口装置用于在压缩机的出口上游将流体喷射到空气引导器中。更具体地，第一导管的下游端和第二导管的下游端可以形成用于将流体喷射到空气引导器中的导管出口装置。在特别有利的实施例中，在空气引导器的横截面中看，该导管出口装置被居中布置在空气引导器中。该导管出口装置优选被布置成将由所述至少两个流体引导元件引导的流体朝向转子的中心喷射。更具体地，该导管出口装置优选被布置成将由所述第一导管和第二导管引导的流体朝向转子的中心喷射。应当理解，转子的旋转轴线可以平行于压缩机上游的局部空气流，例如，如离心式压缩机中一样。转子的旋转轴线有利地延伸穿过第一导管的下游端。
该导管出口装置可包括一个或多个喷嘴、喷射器或扩散装置。例如，第一导管的下游端和第二导管的下游端中的一者或二者可包括喷嘴、喷射器或扩散装置。通过朝向转子的中心喷射，来自所述流体源的水将损坏转子的风险被最小化。更具体地，因为内转子部分的线速度由于离旋转中心的较小径向距离而小于外转子部分的速度，所以越靠近转子的中心，水滴的冲击速度将越小。
在一些实施例中，该导管出口装置和转子被部分地整合。由此，转子的一部分可以延伸到该导管出口装置中。优选地，该导管出口装置位于压缩机的高压部分的上游。优选地，该导管出口装置位于压缩机的如下部分的上游：在该部分中，流体被充分压缩。该压缩机可以是离心式压缩机，其包括上面安装有叶片的转子。优选地，该导管出口装置位于叶片的上游。通过这种整合，例如通过使转子的一部分延伸到导管出口装置中，可以在第一导管的端部与转子之间产生所述限制部。
在替代实施例中，第一导管可以终止于压缩机转子的上游。由此，转子的一部分可以具有接近于第一导管的内径的直径。如所提出的，第一导管的下游端可以相对靠近转子的该部分。由此，在第一导管的下游端与转子之间产生所述限制部。类似于上述实施例，这将增加局部流体速度并降低流体引导元件的端部处的压力，由此，由流体引导元件输送的流体可以被从其输送流体的一个或多个流体源与流体引导元件的所述端部之间的压差驱动，该压差用于将流体朝向流体引导元件的所述端部驱动。
优选地，第一导管之一的至少一部分被与第二导管的至少一部分整合，以便形成整合式流体引导元件。该整合式流体引导元件可以终止于空气引导器处。该整合式流体引导元件可以呈现为用于引导来自一个流体源的流体以及来自另一个流体源的流体的导管。由此，来自多个源的流体可以被有利地朝向压缩机的转子的中心喷射。
第一导管和第二导管优选被同心布置。有利地，所述第一导管和第二导管被同心布置在导管出口装置处。由此，来自两个或更多个流体源的流体可以被分开地引导到导管出口装置，但二者都被朝着压缩机的转子的中心喷射。在垂直于流体流动方向的横截面中看，第二导管可以围绕第一导管。通过使转子的一部分延伸到第二导管中，可以容易地在第一导管的下游端与转子之间产生所述限制部。
所述目的还通过一种用于内燃发动机的进气系统来实现，该进气系统包括：
-压缩机，和
-空气引导器，该空气引导器被布置成将空气流从空气入口经由压缩机引导到发动机的至少一个气缸，
-其特征在于，该进气系统包括至少两个流体源和至少两个流体引导元件，每个流体引导元件被布置成将流体从相应的流体源在空气入口与压缩机的出口之间引导到空气引导器，
-并且所述流体源是液体源，且所述流体引导元件均被布置成将液体从相应的液体源在空气入口与压缩机的出口之间引导到空气引导器。
因此，所述流体引导元件均可以布置成将液体从相应的液体源引导到空气引导器。由此，可以以有效的方式去除液体，例如由于冷凝而提供的液体。从而，大大降低了运行问题的风险。
该进气系统可包括阀，该阀被布置成基于该阀上游的液体量来控制所述液体源中的一个液体源与空气引导器之间经由所述流体引导元件中的一个流体引导元件的连通。在一些实施例中，如下面举例说明的，所述阀可以是浮阀，或者是电致动的电子控制阀。
这种阀提供了以受控方式从流体源可靠地排空液体的装置。例如，在流体源是增压空气冷却器的情况下，该阀提供了用于禁止压缩气体(而不是水)离开增压空气冷却器的装置，并且这将防止由于流体引导元件提供增压空气冷却器与压缩机出口上游的空气引导器之间的连通而导致的压缩机功率的损失。而且，压缩机上的压差可能会变化，并且在某些运行状况下变得不足以将水从该冷却器驱动到压缩机上游的空气引导器。当这种情况发生时，相对大量的水可能积聚在冷却器中，然后，当发动机的运行状况突然改变时，在冷却器和空气引导器之间没有经由流体引导元件的连通且没有用于控制该连通的阀的系统中，所积聚的水可能冲进发动机中并造成不期望的影响。利用所述流体引导元件和阀，能够避免这种大的水积聚。
优选地，所述流体源中的一个流体源是增压空气冷却器，空气引导器被布置成将空气流经由增压空气冷却器引导到至少一个气缸，该增压空气冷却器位于压缩机的下游。由此，可以有利地提供冷凝水输送系统，从而将增压空气冷却器中冷凝的水输送到发动机进气口以抑制NOx的形成。该实施例通过利用可用的空气压力差将水从增压空气冷却器驱动到压缩机出口上游的空气引导器而提供了向发动机进气口输送水的简单方式。
在一些实施例中，所述流体源中的一个流体源是发动机的曲轴箱，或者适于与发动机的曲轴箱连通。所述流体引导元件中的一个流体引导元件可以是是用于对发动机的曲轴箱通风的曲轴箱通风导管。在另外的实施例中，所述流体源中的一个流体源可以是适于对发动机的曲轴箱气体进行清洁的机油分离器。曲轴箱气体可以包括窜漏气体(blow-bygases)，这些窜漏气体在发动机运行期间从发动机的燃烧室进入曲轴箱。当发动机在燃烧过程中具有相对大量的水时，所述窜漏气体可能呈现相对高的湿度。由此，通过曲轴箱通风导管输送到空气管道的气体将含有水，该水将被输送到空气管道。因此，实现了从曲轴箱有效去除水，而所述水可由于输送到空气引导器而有利地用于减少气缸中的NOx的形成。
在一些实施例中，所述流体源中的一个流体源是冷凝水捕集器，该冷凝水捕集器可以将冷凝水捕集在发动机的排气再循环导管中。所述流体引导元件中的一个流体引导元件可以形成发动机的排气再循环导管的一部分。该流体源可以是布置成冷却排气再循环导管中的排气的排气冷却器，所述一个流体引导元件被布置成从该流体源引导流体。通过以所述方式在进气系统中包括这种水捕集器和/或排气冷却器，排气再循环导管中的冷凝水可以被有效地捕集和去除，并在发动机运行中用于减少NOx的形成。该冷凝水捕集器可以布置成将冷凝水捕集在排气再循环导管中。例如，该捕集器可以设置为导管中的凹坑，适于收集或捕集冷凝水。替代地，该冷凝水捕集器可以是排气再循环导管的一个区域，冷凝水倾向于积聚在该区域，而所述区域不是为其特别设计的。例如，该冷凝水捕集器可以是由于重力而聚集冷凝水的导管转弯部或弯曲部。
优选地，该冷凝水捕集器位于排气冷却器的下游。被布置成引导来自冷凝水捕集器的流体的流体引导元件可以布置成将该流体引导到如上所述的导管出口装置。由此，可以提供压力差来实现这种流体输送。
除了所述一个流体引导元件之外，该进气系统还可以包括排气再循环旁通导管，该排气再循环旁通导管被布置成将排气从排气再循环导管引导到空气引导器，同时绕过(bypassing)所述一个流体引导元件的一部分并终止于空气引导器。该排气再循环旁通导管优选比所述一个流体引导元件的被绕过部分(bypassed part)具有更少的限流性(restrictive)。该进气系统优选包括用于控制通过排气再循环旁通导管的流的阀。
在排气再循环导管中很少或没有水冷凝且其中的任何水都以汽化形式被提供的运行环境中，所述阀可以打开，以允许再循环的排气通过该旁通导管。然而，当存在大量水冷凝的风险时，例如在发动机冷运行期间，所述阀可以关闭，以迫使再循环排气流向导管出口装置，从而将冷凝水引导到压缩机转子的中心。在排气再循环导管的一部分(包括排气冷却器)例如由于空间限制而位于压缩机下方的系统中，特别大量的水可能积聚在冷却器中以及各种导管凹坑(凹坑)和转弯部中，从而，以根据本发明的实施例的所述方式将水引导到压缩机转子的中心将是特别有利的。如所提出的，所述一个流体引导元件的被绕过部分可以比排气再循环旁通导管具有更多的限流性。这将便于允许导管出口装置将流体朝向转子的中心喷射。更具体地，相对有限流性的导管出口装置将有助于使所喷射的流体朝向转子中心集中。
应当理解，在本发明的范围内，流体源的各种组合是可能的。在特别有利的实施例中，所述流体源中的一个流体源是增压空气冷却器，空气引导器被布置成将空气流经由增压空气冷却器引导到至少一个气缸，该增压空气冷却器位于压缩机的下游，并且所述流体源中的一个流体源是发动机的曲轴箱，适于与发动机的曲轴箱连通，或者是适于对发动机的曲轴箱气体进行清洁的机油分离器。在进一步有利的实施例中，所述流体源中的一个流体源是增压空气冷却器，并且所述流体源中的一个流体源形成发动机的排气再循环导管的一部分。在一些实施例中，所述流体源中的一个流体源是增压空气冷却器，并且所述流体源中的一个流体源是冷凝水捕集器，该冷凝水捕集器可以将冷凝水捕集在发动机的排气再循环导管中。
优选地，一个流体引导元件的至少一部分被与另一个流体引导元件的至少一部分整合，以便形成整合式流体引导元件。该整合式流体引导元件可以终止于空气引导器处。该整合式流体引导元件可以呈现为用于引导来自一个流体源的流体以及来自另一个流体源的流体的导管。由此，来自多个源的流体可以被有利地朝向压缩机的转子的中心喷射。
在一些实施例中，该整合式流体引导元件呈现为第一导管和第二导管，该第一导管用于引导来自一个流体源的流体，该第二导管用于引导来自另一个流体源的流体。第一导管和第二导管优选被同心布置。有利地，所述至少两个流体引导元件被同心布置在导管出口装置处。由此，来自两个或更多个流体源的流体可以被分开地引导到导管出口装置，但二者都被朝着压缩机的转子的中心喷射。
本发明的一个方面提供了一种用于内燃发动机的进气系统，其包括：
-压缩机，和
-空气引导器，该空气引导器被布置成将空气流从空气入口经由压缩机引导到发动机的至少一个气缸，
-其特征在于，该进气系统包括流体源和流体引导元件，该流体引导元件被布置成将流体从流体源引导到空气引导器，压缩机包括转子，该进气系统包括用于将由流体引导元件引导的流体朝向转子的中心喷射到空气引导器中的导管出口装置，并且该导管出口装置和转子提供针对所喷射的流体的流动的限制部。
因此，可以通过该导管出口装置和转子或转子的一部分来提供针对所喷射的流体的流动的限制部。该限制部可以在流体引导元件的端部与转子之间产生。该限制部可有助于流动横截面积在流体引导元件的端部处或在流体离开流体引导元件时减小。这将增加局部流体速度并降低流体引导元件的端部处的压力。
本发明的所述方面可以在本文描述的任何实施例中提供。优选地，转子的一部分延伸到导管出口装置中。优选地，在空气引导器的横截面中看，该导管出口装置被居中地布置在空气引导器中。应当理解，如所述的，其中通过导管出口装置和转子提供针对所喷射的流体的流动的限制部的该进气系统可以与本文所述的任何合适的方面或实施例相结合。
所述目的还通过根据权利要求28的内燃发动机系统和根据权利要求29的车辆来达到。
在以下描述和从属权利要求中，公开了本发明的进一步的优点和有利特征。
附图说明
参照附图，下面是作为示例给出的本发明的实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1是卡车形式的车辆的侧视图。
图2是用于内燃发动机的进气系统的示意图。
图3是图1中的车辆中的内燃发动机系统的示意图。
图4示出了图3中的细节的剖视图。
图5示出了根据本发明的替代实施例的、用于内燃发动机的进气系统。
图6示出了图5中的细节的剖视图。
图7和图8示出了根据本发明的其他实施例的进气系统中的空气引导器的纵向剖视图。
具体实施方式
图1示出了一种车辆，该车辆为卡车或用于半挂车的牵引车的形式。应当注意，该车辆可以是各种替代类型的，例如，它可以是轿车、公共汽车或诸如轮式装载机的工程机械。该车辆包括具有内燃发动机1的内燃发动机系统，该内燃发动机1具有多个气缸。应当注意，本发明适用于具有任意数量气缸的发动机，甚至是具有单个气缸的发动机。而且，本发明适用于具有任何气缸构造的发动机，例如直列构造或V形构造。
图2示意性地描绘了根据本发明的实施例的、用于内燃系统的进气系统。该进气系统包括压缩机9和空气引导器901，该空气引导器901被布置成将空气流从空气入口902经由压缩机9引导到发动机的至少一个气缸301。该进气系统还包括两个流体源2、5和两个流体引导元件101、501，每个流体引导元件101、501被布置成将流体从相应的流体源2、5在空气入口902与压缩机9的出口906之间引导到空气引导器901。
图3中示意性地描绘了图1中的车辆中的内燃发动机系统。在图3中，仅描绘了发动机的一个气缸301。每个气缸都具有连接到曲轴的活塞，曲轴位于发动机的曲轴箱502中。
该内燃发动机系统包括用于发动机的进气系统。该进气系统包括压缩机9和空气引导器901，该空气引导器901被布置成将空气流从空气入口902经由压缩机9引导到发动机1的气缸301。
压缩机9是涡轮增压器的一部分，该涡轮增压器还包括涡轮机911，涡轮机911被固定地连接到压缩机，并且被布置成由来自气缸301的排气驱动，该排气由排气引导器912引导，这本身是已知的。由此，压缩机9被布置成压缩空气引导器901中的空气。替代地，压缩机9可以以某种其他合适的方式被驱动，例如由发动机凸轮轴(例如经由皮带)或者由电动马达驱动。
该进气系统还包括呈增压空气冷却器形式的第一流体源2，该第一流体源2位于空气引导器901中，在压缩机9的下游。该增压空气冷却器包括底部部分201，该底部部分201被布置成收集在增压空气冷却器2中形成的冷凝水形式的流体。呈水导管形式的第一流体引导元件4、101被布置成将水从底部部分201在空气入口902与压缩机9的出口906之间(更具体地，在空气入口902与压缩机的转子之间)引导到空气引导器901中的稍后描述的导管出口装置401。
该进气系统还包括阀3，该阀3被布置成基于底部部分201中的水量来控制增压空气冷却器2和空气引导器901之间的连通。在本实施例中，该阀是在底部部分201中具有浮子的浮阀3，该浮阀固定到被布置成阻塞水导管101的闸板(shutter)。由此，从增压空气冷却器逸出的气体被减到最少。替代地，可以使用更简单的布置，其中通过相对小的节流孔口来实现增压空气冷却器2的底部部分201与第一流体引导元件4、101之间的连接，该节流孔口足够大以允许除水，但又足够小以限制由于将气体泵入和泵出压缩机而导致的能量损失。
该进气系统还包括机油分离器5形式的第二流体源5，该机油分离器5被布置成与发动机的曲轴箱502连通。分离器5适于对发动机的曲轴箱气体进行清洁以去除机油，这本身是已知的。曲轴箱通风导管形式的第二流体引导元件4、501被布置成将已清洁的曲轴箱气体形式的流体从机油分离器5在空气入口902与压缩机9的出口906之间(更具体地，在空气入口902与压缩机9的转子之间)引导到空气引导器901。
第二流体引导元件501的一部分与第一流体引导元件101的一部分整合，从而形成整合式流体引导元件4。该整合式流体引导元件呈现为用于引导来自增压空气冷却器2的流体以及来自机油分离器5的流体的导管4。整合式流体引导元件4终止于空气引导器901处，更具体地，终止于稍后描述的导管出口装置401处。
曲轴箱通风导管501、4被布置成对曲轴箱502通风。曲轴箱气体可以包括窜漏气体，该窜漏气体在发动机运行期间从气缸301内的燃烧室进入曲轴箱。当发动机在燃烧过程中具有相对大量的水时，该窜漏气体可能呈现相对高的湿度。由此，通过曲轴箱通风导管501、4输送到所述空气管道的气体将含有水，该水将被输送到空气管道901。
该发动机系统包括排气再循环导管601，该排气再循环导管601被布置成将排气从排气引导器912中的位于涡轮机911下游的位置、在空气入口902和压缩机9之间引导到空气管道901。排气冷却器6被布置成冷却排气再循环导管601中的排气。由此，排气再循环导管601的在排气冷却器6和所述空气管道之间延伸的部分形成了在本文中被称为第三流体引导元件6011的部分。因此，该发动机系统包括所谓的长程EGR系统。然而，本发明也适用于具有所谓的短程EGR系统的发动机系统，在短程EGR系统中，EGR回路从涡轮机的上游被供给。
第三流体引导元件6011的一部分形成整合式流体引导元件4的一部分。因此，第三流体引导元件6011的所述部分与第一流体引导元件101的一部分及第二流体引导元件501的一部分整合。该整合式流体引导元件因此被布置成引导来自排气冷却器6的流体以及来自增压空气冷却器2的流体和来自机油分离器5的流体。
在发动机运行期间，在排气冷却器6中可能形成相对大量的冷凝水。通过第三流体引导元件6011，该水可以被输送到下文描述的导管出口装置401。
导管出口装置401被设置用于将来自增压空气冷却器2、机油分离器5和排气冷却器6的含水流体在压缩机9的上游喷射到空气引导器901中。在空气引导器901的横截面中看，导管出口装置401被居中地布置在空气引导器901中。更具体地，在空气引导器901的横截面中看，导管出口装置401的喷嘴被居中地布置在空气引导器901中。
压缩机9是离心式压缩机，如所提出的，其包括转子。导管出口装置401被布置成将来自增压空气冷却器2、机油分离器5和排气冷却器6的流体朝向转子的中心输送。由此，来自所述流体源2、5、6的水将损坏转子的风险被最小化。更具体地，由于距旋转中心的较小径向距离，内转子部分的线速度小于外转子部分的速度，水滴的冲击速度在转子中心处将较小。
如图4所示，压缩机9的转子907包括转子主体903以及转子轴904，该转子主体903具有用于对空气进行压缩的叶片908。在叶片908的下游和压缩机出口906的上游，压缩机9具有高压部分，在该高压部分中，进入压缩机的流体被充分压缩，即根据压缩机在运行环境中的容量被压缩。在转子907的中心处，转子主体903通过带有头部905的螺栓904安装在转子轴上。整合式流体引导元件4终止于转子907的上游。
螺栓头部905的直径接近于整合式流体引导元件4的内径，并且整合式流体引导元件4的端部相对接近于螺栓头部905。由此，在第一导管4的端部与转子907之间产生限制部。这将增加局部流体速度并降低压力，或者保持由转子产生的负压，整合式流体引导元件4的端部暴露于该负压。由此，由整合式流体引导元件4输送的流体可以被从其输送流体的流体源2、5、6与整合式流体引导元件4的端部之间的压差驱动，该压差用于将流体朝向导管出口装置401驱动。
再次参考图3。该进气系统还包括排气再循环旁通导管8，该排气再循环旁通导管8被布置成将排气从排气再循环导管601的形成第三流体引导元件6011的部分引导到空气引导器901，同时绕过第三流体引导元件6011的一部分。在本实施例中，排气再循环旁通导管8绕过整合式流体引导元件4，并在空气入口902与导管出口装置401之间终止于空气引导器901中。
排气再循环旁通导管8比整合式流体引导元件401具有更少的限流性。该进气系统还包括用于控制通过排气再循环旁通导管8的流量的阀7。在排气冷却器6下游的温度足够高而阻止形成任何冷凝水的运行状况下，阀7例如可以通过电子控制单元(未示出)的控制而被打开。对阀7的控制可以基于来自排气冷却器6下游的温度传感器的信号。
参考图5，图5描绘了根据替代实施例的进气系统。该实施例与上文参考图3描述的实施例共享一些特征，但存在以下差异：
除了第一流体源2、第二流体源5和第三流体源6之外，图5中的进气系统包括冷凝水捕集器11形式的第四流体源11，该冷凝水捕集器11被布置成将冷凝水捕集在排气再循环导管601中。冷凝水捕集器11被设置为导管601中的凹坑，并且位于排气冷却器6的下游。第四流体引导元件10被布置成将流体从第四流体源11引导到导管出口装置401。
第四流体引导元件10的一部分被与第一流体引导元件101的所述一部分、第二流体引导元件501的所述一部分和第三流体引导元件6011的所述一部分整合，使得第一流体引导元件101、第二流体引导元件501、第三流体引导元件6011和第四流体引导元件10形成整合式流体引导元件4、12。该整合式流体引导元件具有第一导管4，该第一导管4被布置成引导来自第一流体源2、第二流体源5和第三流体源6的流体。该整合式流体引导元件还具有第二导管12，该第二导管12被布置成引导来自第四流体源11的流体。第四流体引导元件10的分离部分从第四流体源延伸到该第二导管的上游端121。第二导管12的上游端121具有增大的径向延伸，以提供由第四流体引导元件10的所述分离部分输送的流体的有益分布。
所述第一导管和第二导管被同轴布置，其中第二导管12布置在第一导管4的外部。这种同轴布置一直延续到导管出口装置401，在导管出口装置401处，来自两个导管的流体被朝向压缩机9的转子的中心喷射，这与上文所述的类似。为此，导管出口装置401具有两个同轴的喷嘴，每个喷嘴被布置成接收由第一导管4和第二导管12中的相应一个引导的流体。这种同轴布置因此被提供为双壁管。
如图6所示，压缩机9的转子907包括转子主体903以及转子轴904，该转子主体903具有用于对空气进行压缩的叶片908。在叶片908的下游和压缩机出口906的上游，压缩机9具有高压部分，在该高压部分中，进入压缩机的流体被充分压缩，即根据压缩机在运行环境中的容量被压缩。在转子907的中心处，转子主体903通过保持螺母905安装在转子轴904上。在导管出口装置401处，轴904略微延伸到第一导管4中。应当理解，转子907的旋转轴线延伸穿过第一导管4的下游端411。此外，与第一导管4相比，第二导管12进一步朝向转子主体903延伸，即，在空气引导器901中处于更下游。由此，转子轴904和保持螺母905延伸到第二导管12中。导管4、12终止于转子907的叶片908的上游。
因此，通过使转子907的一部分延伸到导管出口装置401中，导管出口装置401和转子907被部分地整合。通过转子907的延伸到该导管出口装置中的部分，在第一导管4的下游端411与转子907之间产生限制部421。这将增加局部流体速度并降低第一导管4的端部处的压力。由此，由第一导管输送的流体可以被从其输送流体的流体源2、5、6与第一导管的端部之间的压差驱动，该压差用于将流体朝向导管出口装置401驱动。所述压缩机可有助于该压差。
此外，由于与第一导管4相比、第二导管12在空气引导器901中进一步向下游延伸，所以，因为由第一导管4和转子907提供的限制部421而产生的低压也可用于将流体朝向导管出口装置401(更具体地，朝向第二导管12的下游端1211)驱动通过第二导管。此外，延伸到第二导管12中的保持螺母905减小了转子上的冲击直径(impact diameter)。在替代实施例中，保持螺母905可以具有接近于第二导管12的内径的直径，并且，可以通过将第二导管12的开口靠近保持螺母905定位成而不使保持螺母905延伸到第二导管12中来实现限制部。
应当理解，限制部421是通过使第一导管的下游端411位于转子907附近而产生的。还应当理解，限制部421被布置成使得通过该限制部的流的横截面积小于第一导管4中的在第一导管的下游端411上游的流的横截面积。此外，应当理解，第二导管12的下游端1211在所述限制部421附近。
在图5中的实施例中，用于控制增压空气冷却器2与导管出口装置401之间的连通的阀3以电子控制的电致动阀3的形式被提供。阀3基于增压空气冷却器2的底部部分201中的传感器202而被控制，该传感器被布置成提供指示底部部分201中的水位的信号。
图7示出了根据另一实施例的进气系统的一部分。该实施例类似于参照图6描述的实施例，除了以下区别：
如图6中那样，第一导管4朝向其下游端居中地位于空气引导器901中。由此，转子907的旋转轴线延伸穿过第一导管4的下游端411。然而，第二导管12从空气引导器901的中心偏移，并且平行于第一导管4延伸。第二导管12在距第一导管4一定距离处延伸。来自第一导管的流的限制部421由第一导管4的下游端411和转子907提供。限制部421是通过使第一导管的下游端411位于转子907附近而产生的。限制部421被布置成使得通过该限制部的流的横截面积小于第一导管4中的在第一导管的下游端411上游的流的横截面积。
与第一导管4相比，第二导管12在空气引导器901中进一步向下游延伸。在限制部421处，第二导管12弯曲成径向向内指向。由此，第二导管12的下游端1211位于所述限制部421附近。因此，第二导管12的下游端1211被布置成使得由所述限制部421提供的压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。
图8示出了根据又一实施例的进气系统的一部分。该实施例类似于参照图7描述的实施例，除了以下区别：
如图7中那样，第二导管12从空气引导器901的中心偏移，并且平行于第一导管4延伸。然而，第二导管12邻近或靠近第一导管4。与第一导管4相比，第二导管12在空气引导器901中进一步向下游延伸。第二导管12的下游端1211设置在限制部421处。因此，第二导管12的下游端1211被布置成使得由所述限制部421提供的压降将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。
在替代实施例中，与第一导管4相比，第二导管12没有在空气引导器901中进一步向下游延伸。而是，第一导管4和第二导管12可以在空气引导器901中延伸到基本相同的纵向位置。
在另外的实施例中，可以提供多个第二导管12。例如，代替用于引导来自第二流体源的流体的单个第二导管，可以布置多个第二导管以引导来自第二流体源的流体。由此，每个第二导管的直径可以形成得相对小，并且第二导管的出口可以围绕第一导管的出口放置，使得离开第二导管的流保持相对靠近转子中心，以减少转子中心的磨损。由此，由第一导管4的下游端和转子提供的、针对来自第一流体源的流体的流动的限制部可以提供压降，该压降用于将流体朝向第二导管的下游端驱动通过第二导管。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将意识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims (29)

1.一种用于内燃发动机的进气系统，包括：
-压缩机(9)，所述压缩机(9)包括转子(907)，和
-空气引导器(901)，所述空气引导器(901)被布置成将空气流从空气入口(902)经由所述压缩机(9)引导到所述发动机的至少一个气缸(301)，
-其特征在于，所述进气系统包括至少两个流体源(2,5,502,6,11)和至少两个流体引导元件(4,12,101,501,6011,10)，每个流体引导元件被布置成将流体从相应的所述流体源(2,5,502,6,11)在所述空气入口(902)与所述压缩机(9)的出口(906)之间引导到所述空气引导器(901)，
-所述流体引导元件呈现为第一导管(4)和第二导管(12)，所述第一导管(4)用于引导来自所述流体源中的第一流体源的流体，所述第二导管(12)用于引导来自所述流体源中的第二流体源的流体，并且
-针对来自所述第一流体源的流体的流动的限制部(421)由所述第一导管(4)的下游端(411)和所述转子(907)提供，由此，所述第二导管(12)的下游端(1211)被布置成使得由所述限制部(421)提供的压降将流体朝向所述第二导管的下游端驱动通过所述第二导管。
2.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述限制部(421)是通过使所述第一导管的下游端(411)位于所述转子(907)附近而产生的。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述限制部(421)被布置成使得通过所述限制部的流的横截面积小于所述第一导管(4)中的位于所述第一导管的下游端(411)上游的流的横截面积。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述转子的旋转轴线延伸穿过所述第一导管(4)的下游端(411)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，与所述第一导管(4)相比，所述第二导管(12)在所述空气引导器(901)中进一步向下游延伸。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第二导管(12)的下游端(1211)位于所述限制部(421)附近。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第二导管的下游端与所述第一导管的下游端之间的距离在0-30mm以内。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第一导管(4)的下游端(411)和所述第二导管(12)的下游端(1211)形成用于将流体喷射到所述空气引导器(901)中的导管出口装置(401)。
9.根据权利要求8所述的进气系统，其特征在于，在所述空气引导器(901)的横截面中看，所述导管出口装置(401)被居中地布置在所述空气引导器(901)中。
10.根据权利要求8-9中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述导管出口装置(401)被布置成将由所述第一导管(4)和所述第二导管(12)引导的流体朝向所述转子(907)的中心喷射。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述转子的旋转轴线延伸穿过所述第一导管(4)的下游端(411)。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第一导管(4)的下游端(411)和所述第二导管(12)的下游端(1211)形成导管出口装置(401)，所述转子(907)的一部分延伸到所述导管出口装置(401)中。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第一导管(4)的至少一部分被与所述第二导管(12)的至少一部分整合，从而形成整合式流体引导元件(4,12)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述第一导管(4)和第二导管(12)被同心布置。
15.一种用于内燃发动机的进气系统，包括：
-压缩机(9)，和
-空气引导器(901)，所述空气引导器(901)被布置成将空气流从空气入口(902)经由所述压缩机(9)引导到所述发动机的至少一个气缸(301)，
-其特征在于，所述进气系统包括至少两个流体源(2,5,502,6,11)和至少两个流体引导元件(4,12,101,501,6011,10)，每个流体引导元件被布置成将流体从相应的所述流体源(2,5,502,6,11)在所述空气入口(902)与所述压缩机(9)的出口(906)之间引导到所述空气引导器(901)，
-并且所述流体源是液体源，并且所述流体引导元件(4,12,101,501,6011,10)均被布置成将液体从相应的所述液体源(2,5,502,6,11)在所述空气入口(902)与所述压缩机的所述出口(906)之间引导到所述空气引导器(901)。
16.根据权利要求15所述的进气系统，其特征在于，所述进气系统包括阀(3)，所述阀(3)被布置成基于所述阀上游的液体量来控制所述液体源中的一个液体源与所述空气引导器之间经由所述流体引导元件中的一个流体引导元件(101)的连通。
17.根据权利要求16所述的进气系统，其特征在于，所述阀是浮阀(3)。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述流体源中的一个流体源(2)是增压空气冷却器(2)，所述空气引导器(901)被布置成将所述空气流经由所述增压空气冷却器引导到所述至少一个气缸(301)，所述增压空气冷却器位于所述压缩机(9)的下游。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述流体源中的一个流体源是所述发动机的曲轴箱(502)，或者适于与所述发动机的曲轴箱(502)连通。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述流体引导元件中的一个流体引导元件是用于对所述发动机的曲轴箱(502)进行通风的曲轴箱通风导管(501)。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述流体源中的一个流体源是适于对所述发动机的曲轴箱气体进行清洁的机油分离器(5)。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述流体源中的一个流体源是冷凝水捕集器(11)，所述冷凝水捕集器(11)能够将冷凝水捕集在所述发动机的排气再循环导管(601)中。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统，其特征在于，其中，所述流体引导元件中的一个流体引导元件(6011)形成所述发动机的排气再循环导管(601)的一部分。
24.根据权利要求23所述的进气系统，其特征在于，所述一个流体引导元件(6011)被布置成从其引导流体的流体源是排气冷却器(6)，所述排气冷却器(6)被布置成冷却所述排气再循环导管(601)中的排气。
25.根据权利要求23-24中的任一项所述的进气系统，其特征在于，除了所述一个流体引导元件(6011)之外，所述进气系统还包括排气再循环旁通导管(8)，所述排气再循环旁通导管(8)被布置成将排气从所述排气再循环导管(601)引导到所述空气引导器(901)，同时绕过所述一个流体引导元件(6011)的一部分并终止于所述空气引导器处。
26.根据权利要求25所述的进气系统，其特征在于，所述排气再循环旁通导管(8)比所述一个流体引导元件(6011)的被绕过部分具有更少的限流性。
27.根据权利要求25-26中的任一项所述的进气系统，其特征在于，所述进气系统包括用于控制通过所述排气再循环旁通导管(8)的流的阀(7)。
28.一种内燃发动机系统，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的进气系统。
29.一种车辆，其包括根据权利要求28所述的内燃发动机系统。
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