[发明专利]进气层化的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的柴油型内燃机中的燃烧，更具体地说是压燃式内燃机中的燃烧。 

在此类内燃机中，通常是利用空气和再循环排气(因此它们已耗尽氧气)的混合物进入燃烧室。这种混合物是用来减小污染物排放的，或者(根据要求)控制燃烧过程。当这些再循环排气从燃烧室流出并通过燃烧室外回路重新引进入口时，它们称为排气再循环(EGR)。当这些气体是燃烧产生的废气并仍然被限制在燃烧室内时，它们称作“内部气体”或燃尽气体再循环(BGR)。 

本发明本质上涉及外部再循环排气(EGR)的管理，以及将这些气体引入燃烧室以便获得所希望效果，特别是进入燃烧室的气体的层化。 

背景技术

专利申请GB-A-2328716(福特)试图通过经特定管道引入气体而获得围绕汽缸轴的燃烧室内的EGR气体的层化，该管道将EGR气体输送到进气阀的位置。新鲜空气进气管道包括旋转瓣，用于调节新鲜空气在进气管道中的流量。该现有技术文件的目的本质上是为了将再循环排气保持在燃烧室的中心。 

专利US-A-5918577描述了一种在内燃机燃烧室内用于燃尽气体的径向层化的系统，它是通过经排气阀重新抽取在排气阶段先前被去除的气体。因此，这些考虑中的排气是废气，就是说再循环的排气称为“内部气体”。这些燃尽气体围绕汽缸轴的层化是通过控制在燃烧室的特定区域内的排气流量而获得的。 

专利US-A-6 318 348(Visteon)也讨论了进入燃烧室的气体的径向层化，使整个进气沿汽缸轴旋转并且废弃的燃尽气体优选地被保持在汽缸的外周上。这个专利还涉及称为“内部气体”的再循环排气的层化，它们优选地被保持在汽缸的外周上。 

英国专利申请GB-A-2 298 896(福特)采用两个进气管道，其中一个被隔板分成两部分，以便通过相应的进气阀引入空气和EGR气体的混合物。通过控制流入EGR气体的流量来获得径向的或垂直的层化。 

法国专利申请FR-A-2 860 555(雷诺)中描述了一种类似的安排，其中一个进气管道被移动壁分成两部分，它用于更改用于EGR气体和进入的空气与燃料混合物的通过截面。 

法国专利申请FR-A-2 859 765(雷诺)描述了采用两个进气管道接收空气和EGR气体混合物，其中也可以为每个入口提供空气或额外的EGR气体。 

英国专利申请GB-A-2 328 980(IFP)描述了在汽缸内空气进气管道中的EGR气体旁路管道的分支，还描述了附加的用于导引进气的装置，其通过将所述进气压到燃烧室壁上而获得径向层化。 

在所有这些已知的装置中，当提供了EGR气体的引入时，这是通过经由排气管道上的穿孔来均匀混合EGR气体与入口空气来完成的，该支路在入口处将EGR气体重新注入。 

还应当指出，这些废气(即内部排气)比外部再循环排气更热，所以，根据这些气体是废气还是外部气体，这些气体的层化所产生的问题是不同的。 

发明内容

与一些现有技术文件中描述的内容相反，本发明的目的是以一种特别简单且有效的方式实现外部再循环排气(EGR)在燃烧室内围绕汽缸轴线的层化。 

在一个实施例中，用于机动车辆的内燃机的类型包括多个汽缸，每个 汽缸配置了用于空气和再循环排气(EGR)的至少一个进气管道，以及至少一个排气管道，带有用于调节再循环排气(EGR)流量的阀门的旁路管道在接点处将该排气管道连接到进气管道。该空气进气管道包括空气流量调节阀，它被置于该接点上游的空气进气管道内部。该种控制装置能够作用于再循环排气(EGR)流量调节阀和空气流量调节阀以交替地通过该进气管道引进空气或再循环排气(EGR)。例如，这种控制装置可以包括安装在机动车辆上并适当地编程的电子控制单元，或者可以包括能够为调节阀发送控制信号的电子电路。 

空气和再循环排气(EGR)的交替输入用来顺序地为在汽缸内的燃烧室供气，并因此而获得再循环排气在燃烧室内围绕汽缸轴线的层化。事实上，空气进入的速度取决于同发动机的运行相关联的不同因素，特别是在汽缸内移动的活塞的速度和位置。由于不同气体被顺序地吸入燃烧室，它们具有不同的速度，导致这些气体在燃烧室内的层化。 

优选地，提供了用于调节进入汽缸的气体的速度的装置。 

例如，这种装置可以包括安装在接点下游的空气进气管道内的旋转瓣。这种瓣的位置可以通过电子控制单元生成的信号来控制。