[发明专利]用于抽出部分排气流的设备以及包括所述设备的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及用于抽出部分排气流的设备和包括所述设备的内燃机。特别是，本发明 涉及用于从内燃机的排气管抽出部分排气流的设备，以及涉及包括排气再循环系统的内 燃机。

背景技术

在内燃机中，排气再循环被用于减少氧化氮的排放量(Nox的排放)。排气再循环 包括从内燃机的排气管抽出部分排气流，以及将所述部分排气流再循环到内燃机的进口 通道中。被引入内燃机的进口的排气充当将氮的氧化物还原到氧化氮的惰性气体。

必须提供特定的压力比，以获得部分排气流的流量。尤其基本的是，在进口位置处 的部分排气流至少等于流入进口通道的空气的压力。然而，为了克服流动阻力并提高排 气对再循环的控制的行为响应，部分排气流的压力应比在进口通道中占优势的部分排气 流的压力高一定的程度。

在被称为自然进气引擎的内燃机中，在进口通道中占优势的压力与环境压力相比是 减小的。此外，在出口通道处的排气的压力与环境压力相比是增加的。因此，在所述吸 气引擎中，可通过提供连接并控制所述连接中的阀来将部分排气流引入进口通道中。

然而内燃机系统是已知的，其中进口通道中的压力与环境压力相比是增加的。这样 的内燃机包括例如二冲程发动机，特别是通过涡轮增压器或压缩机增压的二冲程柴油发 动机和全内燃机。在这样的内燃机中，压力比在进口通道处占优势的压力和在出口通道 处占优势的压力之间产生，这基于从出口通道到进口通道的压力差使流动成为不可能 的。为此，在现有技术中已知了用于将部分排气流引入进口通道的各种技术。特别是吹 风机或压缩机被用于提高部分排气流的压力以使其超过在进口通道中占优势的压力。

发明内容

本发明的目的是提供用于从内燃机的排气管抽出部分排气流的设备，部分排气流可 通过简单的手段由该排气管引入到内燃机的进口通道中。本发明的目的特别是提供包括 排气再循环系统的内燃机，该排气再循环系统适应于通过简单的手段克服上述出口通道 和进口通道之间不宜的压力比的问题。而且，本发明的目的是提供有利地利用被用于抽 出部分排气流的设备的内燃机。

根据本发明，发明目的由按照权利要求1中的用于从内燃机的排气管抽出部分排气 流的设备而实现。发明目的进一步由按照权利要求27、30或33中的内燃机而实现。在 从属权利要求中限定了本发明的有利的进一步的改善。

根据本发明的第一方面，提供了用于通过敞开到排气管内的部分排气管，从内燃机 的排气管抽出部分排气流的设备，其中部分排气管的进口部分被布置成实质上与排气流 相对，以便在利用排气流的动态压力的同时，部分排气流可进入部分排气管的口。

根据本发明的优选实施例，进口部分被布置在排气管的截面部分中，其中至少在内 燃机的预定工作范围内，被部分横截面均分的排气流的流速高于被总横截面均分的整个 排气流的流速。

根据本发明的优选实施例，部分排气管的进口部分被布置在流量控制构件直接下游 的流动方向上。

根据本发明的优选实施例，进口部分被布置在排气管的一部分中，其中与排气管的 总横截面有关的流速的峰值出现在至少在内燃机的预定工作范围内的流量控制构件的 开放循环的过程中。

根据本发明的优选实施例，部分排气管中的压力，在抽出部分排气流时，在至少在 内燃机的预定工作范围内，高于没有抽出部分排气流的排气管中的压力。

根据本发明的优选实施例，流量控制构件是内燃机的排出阀。

根据本发明的优选实施例，流量控制构件是包括阀头和阀杆的提升阀(poppet valve)，阀杆由部分排气管的进口部分包围。

根据本发明的优选实施例，部分排气管和/或部分排气管的进口部分被同轴地布置 在排气管中。

根据本发明的优选实施例，部分排气管的内部轮廓在进口部分的区域中形成扩散 器。

根据本发明的优选实施例，部分排气管是在进口部分的区域中的皮托管。

根据本发明的优选实施例，部分排气管被配置有用于控制部分排气管中的流量的流 量控制装置。

根据本发明的优选实施例，部分排气管中的流量由响应于排气管中的流量特征的流 量控制装置和/或通过内燃机的工作条件来控制。

根据本发明的优选实施例，流量控制装置是设置在部分排气管中的阀，该阀被启动 以容许和禁止在部分排气管与排气管之间的流动。