[发明专利]增压流体吸入模块和内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的增压流体吸入模块，包括一个作为气态增压流体流路的壳体，而在壳体中布置着一个用于气态增压流体的热交换器。

背景技术

这种前面所述的气态增压流体吸入模块用于输送内燃机燃烧过程中必需的气态增压流体，它特别是以增压空气或者以优选地经过压缩的增压空气-气体混合物的形式出现。

此外，增压空气冷却的概念有助于减少废气中的有害物质，特别是氮氧化物。US 5,269,143对这个概念进行了描述，其中设有一个以增压空气冷却器为形式的、作为单独部件的热交换器，用于对增压空气进行冷却。

另外，一种特别节省空间的变型可通过以下方式实现，即-如在前面所述的增压流体吸入模块上-在总进气道中为气态增压流体、特别是增压空气布置了一个热交换器。这种增压流体吸入模块在例如DE 10 2004 025 187 B3中公开。

在另一个减少内燃机-如柴油机或汽油机-的燃料消耗和废物排放的概念中，例如在US 2006/006 A1中，采用了一种废气再循环系统。在这里，废气通常由一个以再循环废气冷却器为形式的、单独的外部热交换器冷却。在这种情况下，根据发动机正常工作点，废气的一个分流在发动机之后被抽出，并在一个以废气再循环冷却器为形式的热交换器中冷却，然后再混入到吸入空气中。再循环的废气量取决于废气侧和新鲜空气侧的压差以及发动机的运转特性。

而废气再循环可分为高压废气再循环和低压废气再循环。在高压废气再循环中，处于相对高压下的管路段之间的废气再循环，通过例如一条废气再循环管路进行，这条管路在废气涡轮机之前从发动机出口侧引出，并在压缩机之后从发动机的进口侧进入。与此不同的是，低压废气再循环通常为处于相对低压下的管路段之间的废气再循环，它通过例如一条废气再循环管路进行，这条管路在废气涡轮机之后从发动机出口侧引出，并在压缩机之前从发动机进口侧进入。废气再循环的效率或流量通常由再循环废气的可输送体积(量)及可利用的压差决定。在低压废气再循环的情况中，压缩机上的压差-也被称为扫气压差-通常起决定作用，并可针对通过废气冷却器再循环的废气量，在需要的情况下予以提高。在高压废气再循环的情况中，通常只利用到发动机废气侧和发动机新鲜空气侧之间的压差。

因此，如同在DE 10 2004 025 187 B3中所述，在高压废气再循环的情况中，废气通常在吸入管和增压空气冷却器之间的区域混入到经过压缩的增压空气中。

发明内容

但废气再循环的效率还有待改善。在这种情况下，本发明的目的是提供一种装置，它可以节省空间，还可以提高废气再循环的效率。

本发明的目的通过一种前面所述的增压流体吸入模块实现。按照本发明，在这个模块上，壳体具有一个废气进入通道，并且这个进入通道在为气态增压流体所设的热交换器的下游接入到流路中。

本发明以下面的设想为出发点，即废气混入的位置也对前面所述的增压流体吸入模块上的扫气压差起决定作用，在所述增压流体吸入模块上，在壳体中、特别是在总进气道中为气态的增压流体布置了一个热交换器，特别是增压空气冷却器，或者将一个热交换器集成到一个空气吸入管中。在这里已明确，在热交换器之前将废气输入是具有缺点的，因为在这种情况下，扫气压差将减少，减少的幅度相当于气态增压流体、特别是增压空气的热交换器的增压流体侧即空气侧的压差。在本发明中已提到，在这种情况下，可再循环的废气量将受到不必要的限制，这样，降低消耗方面的优势还有待提高。

在第一步中，发明以特别紧凑并靠近发动机、空气路程短的单元为出发点，在这个单元中，布置着壳体，特别是在总进气道中，布置着气态增压流体、特别是增压空气或增压空气混合物的热交换器。这样将使空气侧的增压空气的压力损失优选地保持在相对较低的水平。按照本发明，在壳体进口处，特别是在总进气道中，例如在增压空气吸气管中占决定地位的压力对废气再循环具有相对较大的影响，在这种情况下，本发明规定，废气的输入管在热交换器的下游接入到气态增压流体的流路中，以达到尽可能大的扫气压差，即使发动机的废气侧和新鲜空气侧之间的压差尽可能变大，从而为废气再循环提供一个尽可能大的压差。否则，如同现有技术一样，扫气压差将减少，幅度相当于气态增压流体的热交换器的空气侧的压差。

此外，本发明所提出的技术方案将大大减少散热器污染、热负荷和腐蚀的问题。