[发明专利]用于内燃发动机的EGR系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机，尤其涉及此类发动机中的废气再循环系统。

背景技术

内燃(IC)发动机可包括用于控制IC发动机运行中不合需要的废气和颗粒物质的产生的废气再循环(EGR)系统。EGR系统主要用于将循环废气副产物循环进入内燃发动机供气入口，引入发动机汽缸内的废气减少了其中的氧气浓度，相应地降低汽缸内的最高燃烧温度和减慢燃烧过程化学反应，减少氮氧化物(NO_x)的形成。此外，废气通常含有未完全燃烧的碳氢化合物，其在被再引入发动机汽缸时燃烧，从而进一步减少那些作为内燃发动机的不合需要的污染物的废气副产物的排放。

内燃发动机也可包括用于压缩流体的一个或多个涡轮增压器，所述流体被提供给相应的燃烧汽缸内的一个或多个燃烧室。每个涡轮增压器通常包括由发动机的废气驱动的涡轮和由所述涡轮驱动的压缩机。所述压缩机接收要被压缩的流体并将所述流体供应至燃烧室。被压缩机压缩的流体可为助燃空气或燃料与空气混合物的形式。

当利用涡轮增压柴油发动机内的EGR时，要再循环的废气优选地在与涡轮增压器相关的涡轮驱动的废气上游被去除。在许多EGR应用中，废气通过提升式EGR阀直接从排气歧管转移。被转移再引入内燃发动机的进气歧管的总排气流量的百分比被称作发动机的EGR率。

经证明EGR在减少新式柴油机中NO_x排放量方面是非常有效的，如果除去选择性催化还原(SCR)，达到50％的EGR率可能需要组合四个发动机。为了驱动排放的废气进入高压回路EGR系统，需要用可变几何形状涡轮增压器来增加排气压力以驱动排气进入高压回路EGR系统的进气系统。较高的排气压力的作用显著增加了泵吸损失，并且提升了峰值点火压力。进一步提高EGR水平以至于能够满足NOx标准而无再处理也有很大的难度。冷却负载也会随着高EGR水平而显著增加。

本领域所需要的是一种在高压回路EGR系统中在高EGR水平下工作的EGR系统。

发明内容

本发明的一种形式涉及一种内燃(IC)发动机，包括限定多个燃烧汽缸的部件；多个多气门头分别与相应的燃烧汽缸相关联，每个多气门头具有进气阀、EGR进气阀、排气阀和EGR排气阀；排气歧管与每个排气阀流体连接，以及EGR排气歧管与每个EGR排气阀流体连接；进气歧管流体连接在排气歧管与每个进气阀之间，以及EGR进气歧管流体连接在EGR排气歧管与每个EGR进气阀之间。

本发明的另一种形式涉及一种用于内燃发动机的EGR系统，其中，内燃发动机包括限定多个燃烧汽缸的部件，多个多气门头，每个多气门头与各自的燃气汽缸相关联并包括进气阀和排气阀，与每个排气阀流体相连的排气歧管，以及流体连接在所述排气歧管和每个进气阀之间的进气歧管。所述EGR系统包括：

多个EGR进气阀和多个EGR排气阀，其中每个多气门头包括至少一个EGR进气阀和至少一个EGR排气阀；

EGR排气歧管，其与每个所述的EGR排气阀流体相连；以及

EGR进气歧管，其流体连接于所述EGR排气歧管与每个EGR进气阀之间。

附图说明

图1是包括具有本发明的EGR系统的例子的内燃发动机的示意图。

具体实施方式

现参考上述附图1，表示本发明的内燃发动机10的实施例，其通常包括具有多个燃烧汽缸14的部件12、进气歧管16A、EGR进气歧管16B、排气歧管18A、EGR排气歧管18B、增压空气冷却器20、涡轮增压器22和EGR冷却器24。在所示的实施例中，内燃发动机10是柴油发动机，其装入诸如农用拖拉机或联合收割机的作业机械中，但根据实际应用配置可能会不同。

部件12通常是铸造金属部件，其被制成以限定燃烧汽缸14。在所示实施例中，部件12包括3个燃烧汽缸14，但根据实际应用可包括不同的气缸数目。进气歧管16A和排气歧管18A也通常也由铸造金属制成，并用常规方式与部件12连接，例如使用螺栓和垫圈。进气歧管16A和排气歧管18A各与燃烧汽缸14流体相连接。进气歧管16A接收来自增压空气气冷却器20的增压空气，并向燃烧汽缸14提供增压空气(其可以是空气或燃料/空气混合物)，例如通过使用燃料喷射器(未显示)。同样地，排气歧管18A与燃烧汽缸14流体相连，并从燃烧汽缸14向涡轮增压器22供应排放气体。