[发明专利]将混合器和微粒分离器整合在一个共用壳体中的模块以及具有该模块的一种发动机换气系统

说明书

本申请要求于2008年10月16日提交的美国临时申请序列号61/105,893的权益。

技术领域

本披露总体上涉及发动机换气系统、发动机换气系统的组件、以及制造和使用它们的方法。

背景技术

在欧洲、美国以及大多数国外市场中，柴油和汽油发动机的当前和未来排放需要将要求能够实现低NO_x和小微粒状物质排放的发动机概念，而这类概念同时满足低成本系统的要求和封装需要。

图1是使用一个单级涡轮增压器的一种现有技术柴油发动机换气系统64的一个示意图。这一系统64包括一个低压排气再循环(EGR)回路66，该回路包括一个第一EGR通道7、一个第一EGR阀门8、以及一个第一冷却器9。

系统64包括一个高压回路68，该回路具有一个第二EGR通道15、一个第二EGR阀门16以及一个第二冷却器17。排气是由一台发动机1产生并且通过一个排气歧管2排出。可以在两个方向上引导来自排气歧管2的排气。

在第一方向上，该气体可以流经高压回路68并且流入进气歧管14中。为了产生足够的通过第二EGR通道15和第二EGR冷却器17的EGR流量，可以相应地调节第二EGR阀门16。如果第二EGR阀门16被完全打开并且要求更多地流经第二EGR通道15和第二EGR冷却器17，可以逐渐地关闭通常是一个挡板型阀门的进气第一节流阀13。

可替代地，在第二方向上，该排气可以通过可变涡轮3并且被引入一个柴油微粒过滤器4中，其中该气体可以被清除不同的成分，这些成分可以包括碳烟、一氧化碳或碳氢化合物。在流经柴油微粒过滤器4和排气节流器5之后，该排气然后通过排气管6退出。第一EGR阀门8可以被打开以便允许通过低压回路66流到进气道10并且朝向涡轮增压器的压缩机11。沿着这个第二方向，微粒可以收集在柴油微粒过滤器4上，该柴油微粒过滤器可以释放通过EGR通道7流到压缩机11的小微粒。微粒可以在压缩机叶片上形成未燃烧的碳氢化合物的树脂状沉积物。此外，来自排气的冷凝物或液滴可以通过EGR通道7流到压缩机11。

本发明的示例性实施方案的概述

本发明的一个实施方案是一种产品，该产品包括一个壳体，该壳体具有一个混合器部分以及第一、第二和第三开口。该第一开口被配置为接收至少一部分由一个内燃发动机产生的排气，而该第二开口被配置为接收进气。该混合器部分与该第一和第二开口处于连通以便将排气和进气混合成一种气体混合物。该第三开口与该混合器部分处于连通以便使气体混合物通过其流动。本发明进一步包括安置在该壳体内的一个微粒分离器。该微粒分离器被配置为从排气中去除微粒。该产品可以被包括在一个低压EGR通道和/或一个高压EGR通道中。

本发明的其他示例性实施方案将从以下提供的详细说明中变得清楚。应该理解，虽然这些详细的说明和具体的实例披露了本发明的多个示例性实施方案，但它们是旨在用于说明的目的而并非旨在限定本发明的范围。

附图简要说明

从以下详细的说明以及这些附图中将会对本发明的示例性实施方案得到更加全面地理解，在附图中：

图1是现有技术发动机换气系统的一个示意图。

图2是根据本发明的一个实施方案的发动机换气系统的一个示意图。

图3是一个混合器模块的一个透视图，该混合器模块包括一个混合器部分以及根据本发明的一个实施方案的一个微粒分离器。

图4是沿线4-4截取的图3的混合器模块的一个截面视图。

图5是图3的混合器模块的一个局部切开视图。

图6是根据本发明的另一个实施方案的一个混合器模块的一个截面视图。

图7是图6的混合器模块的另一个截面视图。

示例性实施方案的详细说明

以下对这种或这些实施方案的说明在本质上仅是示例性的而决非旨在限制本发明、其应用或用途。

诸位发明人已经认识到对于一种紧凑装置的需要，该紧凑装置从再循环的排气中去除微粒并且可以被很容易地封装在EGR通道内。

本发明的一个实施方案包括一种产品，该产品将多个发动机换气系统组件整合在一个共用壳体中，这些发动机换气系统组件包括至少一个EGR混合器以及一个微粒分离器。该模块可以被包括在一个低压EGR通道和/或一个高压EGR通道中。