[发明专利]排气再循环压缩机入口热分隔系统

说明书

排气再循环(EGR)系统(10)，其利用将在相关联的涡轮增压器压缩机(22)的压缩机入口(18)上游附近的热的、潮湿的EGR气体管道(14)与冷的、干燥的进气管道(16)分隔的绝热分隔壁(24)。该绝热分隔壁(24)抑制在压缩机入口(18)的上游附近靠近EGR气体和进气的混合点的水滴的凝结和冰粒的形成，使得涡轮增压器压缩机(22)叶轮、叶片以及其它部件不会随后被凝结的水滴或形成的冰粒损坏。在该冷沉区域中添加的绝热基本上将热的、潮湿的EGR气体流动与冷的、干燥的进气流动热隔离，直到所述流动的实际混合点为止。

技术领域

本发明总体上涉及汽车领域。更特别地，本发明涉及一种排气再循环(EGR)压缩机入口热分隔系统，其被构造成减少再循环到相关联的涡轮增压器压缩机入口的排气中凝结的水平。

背景技术

随着对燃料效率和排放的关注变得越来越重要，越来越多的车辆正配备有利用排气再循环(EGR)系统的涡轮增压器。EGR系统通过将未使用的燃料和排气中的一部分再循环返回发动机以供使用而不是将其释放到环境中来增加内燃(IC)发动机的燃料效率并减少有害排气的排放。在低压(LP)EGR系统中，排气在涡轮增压器压缩机的正上游、在涡轮增压器压缩机入口处被重新引入发动机。在该位置处，即使在高发动机增压状况下，压力也较低。

如图1中所示，EGR气体刚好在进入涡轮增压器压缩机之前与常规的进气混合。EGR气体与进气的比例确定EGR系统和发动机总体的效率。然而，EGR气体的利用通常受到靠近混合点的EGR气体中水滴的凝结的限制，因为热的、潮湿的EGR气体被冷的、干燥的进气冷却。该冷却通常通过刚好在混合点之前在热的、潮湿的EGR气体中将热的、潮湿的EGR气体与冷的、干燥的进气隔开的壁发生(并且凝结通常发生在该壁上或邻近该壁发生)。在冷却开始和低温运行状况下，此问题尤其明显，有时会延迟EGR系统的正常激活。这例如可能损害排放测试结果，以及否则使发动机性能劣化。在最坏的情况中，在极端状况下，甚至可能在EGR气体中形成冰粒，加剧这些问题。

有问题地是，靠近EGR气体和进气的混合点的凝结的水滴(或冰粒)被直接馈送到涡轮增压器压缩机。这些水滴(或冰粒)可能影响涡轮增压器压缩机叶轮、叶片以及其它部件，损坏它们。如图2中所示，水滴最初垂直于部件表面施加力，该力在部件表面接触时造成冲击波，导致平行于部件表面施加的力。平行于部件表面施加的该力可撞击在表面缺陷上，造成在这样的表面缺陷处或靠近这样的表面缺陷的碎裂、裂纹等。

从而，在本领域中仍然需要一种EGR系统，其抑制靠近相关联的EGR气体和进气的混合点、并且尤其是在将EGR气体与进气分隔的壁上以及邻近该壁的水滴的凝结和冰粒的形成，使得随后的涡轮增压器压缩机叶轮、叶片以及其它部件不会被凝结的水滴或形成的冰粒损坏。

发明内容

本文中提供的排气再循环(EGR)系统利用绝热分隔壁，该绝热分隔壁在相关联的涡轮增压器压缩机的压缩机入口的上游附近将热的、潮湿的EGR气体管道与冷的、干燥的进气管道分隔。该绝热分隔壁抑制在压缩机入口的上游附近靠近EGR气体和进气的混合点的水滴的凝结和冰粒的形成，使得涡轮增压器压缩机叶轮、叶片以及其它部件不会随后被凝结的水滴或形成的冰粒损坏。在该冷沉(cold sink)区域中添加的绝热基本上将热的、潮湿的EGR气体流动与冷的、干燥的进气流动热隔离，直到所述流动的实际混合点为止。

带端口护罩(ported shroud)的绝热分隔壁可以包括例如结合有多个泡沫插入物、添加的填充有气体的塑料或泡沫壁构件或者包含捕获的气体的蜂窝结构的壁的常规铝材料。在所有情况下，重要的是EGR气体和进气的混合超出该绝热分隔壁尽可能靠近涡轮增压器压缩机发生，再次为了抑制压缩机入口中水滴的凝结和冰粒的形成。该混合甚至可以发生在涡轮增压器压缩机叶轮之后、在所述流动已经通过压缩实现更一致的温度之后。