[发明专利]内燃发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2011年4月13日提交的美国专利申请序列号61/474,972的优先权，该专利申请的全部内容特此以参考的方式并入本文中。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及具有排气再循环系统的内燃发动机，更具体地，涉及一种具有专用于产生再循环排气并将其提供给发动机另一个气缸的发动机气缸、以及用于将排气传输给所述另一个气缸的装置的内燃发动机。

背景技术

随着对车辆经济学关注程度的增加，汽车制造商正把目光转向更小、更轻的车辆以及独特的车辆动力系统，以提高效率。在最常规的内燃发动机中，利用再循环排气(EGR)来在低负荷下协助降低节流损失并且改善爆震耐受性和降低排气中的氮氧化物(NO_x)水平。EGR作为一种排放减少手段对于在化学计量比的稀侧下运行因而易于放出较高水平NO_x排放物的内燃发动机而言尤其重要。

在内燃发动机系统构造方面已考虑的一个提议是采用一个或多个气缸作为专用的EGR源。具体地，例如在四气缸发动机中，四个气缸中的两个或三个气缸将以正常的空气、燃料和EGR的混合物工作(工作气缸)。由这些气缸所产生的废气将以排气的形式排出内燃发动机，并且在释放到大气中之前在排气处理系统中对其进行处理。四个气缸中的一个或两个气缸以定制的水平的空气和燃料工作(EGR气缸)；如可由与各种发动机、车辆和排气系统传感器进行信号通信的发动机控制器所决定的。这些气缸中所产生的废气被转移到其它气缸的进气口，从而提供EGR。这种构造允许含有更高水平氢气的更浓的EGR，由此改善抗爆震性能、燃料消耗和燃烧稳定性，同时仍然能够在排气处理系统中维持化学计量比燃烧的排气以与催化处理装置相兼容。

一种挑战是：将均匀体积的EGR传输给位于压缩机(例如发动机驱动的增压器、或者排气驱动的涡轮增压器)上游的进气歧管，由此促进排气与燃烧空气的均匀分布及混合，从而在大范围的工作条件下将均匀的燃烧充量输送给工作气缸。

发明内容

在一个示例性实施例中，内燃发动机包括：工作气缸、EGR气缸、用于将燃烧空气提供给气缸的进气系统、用于将废气从工作气缸排放到大气中的第一排气系统、用于将废气从EGR气缸中移去并将其经过EGR供给管道提供给进气系统的第二排气系统、设置在进气系统中并且被构造成压缩燃烧空气并将其传输给工作气缸和EGR气缸的压缩机、具有与进气系统流体连通并且被构造成接收来自进气系统的燃烧空气的燃烧空气进气孔的压缩机进口组件、延伸经过压缩机进口组件到达位于燃烧空气进气孔下游的燃烧空气出口并且被构成与压缩机相流体连通的燃烧空气通道、设置在压缩机进口组件内并且具有被构造成与EGR供给管道相流体连通并接收来EGR供给管道的EGR的EGR入口的EGR混合管道、从EGR入口延伸到设置在燃烧空气进气孔周围的EGR供给环的EGR通道、以及在EGR供给环与燃烧空气通道之间延伸由此使EGR供给环与燃烧空气通道流体地相连从而将EGR传输给燃烧空气通道的多个EGR口，其中传送给各气缸的燃烧空气充量是燃烧空气与EGR的混合物。

本发明提供以下技术方案：

方案1. 一种内燃发动机，包括：

工作气缸；

再循环排气气缸；

进气系统，用于将燃烧空气提供给所述气缸；

第一排气系统，用于将废气从所述工作气缸排除到大气；

第二排气系统，用于将废气从所述再循环排气气缸中排除并将所述废气经过再循环排气供给管道提供给所述进气系统；

压缩机，所述压缩机设置在所述进气系统中并且被构造成压缩所述燃烧空气并将其输送给所述工作气缸和所述再循环排气气缸；

压缩机进口组件，所述压缩机进口组件具有燃烧空气进气孔，该燃烧空气进气孔与所述进气系统流体连通并且被构造成接收来自所述进气系统的燃烧空气；

燃烧空气通道，所述燃烧空气通道经过所述压缩机进口组件延伸到位于所述燃烧空气进气孔下游的燃烧空气充量出口并且被构造成与所述压缩机流体连通；

再循环排气混合管道，所述再循环排气混合管道设置在所述压缩机进口组件内并且具有再循环排气入口和再循环排气通道，所述再循环排气入口被构造成与所述再循环排气供给管道流体连通并接收来自所述再循环排气供给管道的再循环排气，所述再循环排气通道从所述再循环排气入口延伸到设置在所述燃烧空气进气孔周围的再循环排气供给环；以及