CN104145110A - 用于内燃机的废气引入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的废气引入设备，该废气引入设备带有废气返回通道(12)、废气返回通道(12)通入其中的空气抽吸通道(10)和在废气返回通道(12)的一端部(42)布置在废气返回通道(12)内的流动引导元件(44)。带有紊流的废气流的流量调节不是已知的。因此建议在废气返回通道(12)的其中布置了流动引导元件(44)的端部(42)的开口(24)处形成限制了废气返回通道(12)的流出横截面(38)的阀座(40)，该阀座(40)通过废气返回阀(14)的调节体(16)调节。

Description

用于内燃机的废气引入装置
技术领域
本发明涉及用于内燃机的废气引入设备，带有废气返回通道、废气返回通道通入其中的空气抽吸通道和在废气返回通道的一个端部布置在废气返回通道内的流动引导元件。
背景技术
此类废气引入设备是已知的且在多个申请中描述。此引入设备的目的是保证废气流与空气流的良好的混合。但应注意到在此在废气返回通道内也应保持足够的压力降，以便可使足够大的废气量返回。相应地，避免更大的压力损失。
除例如通过带有狭缝的通道壁形成的此引入设备外——废气可通过所述通道壁径向地从周围的环形通道流入到空气抽吸通道内，例如在DE 44 20247 A1中描述——也已知了静态混合器，所述静态混合器负责在废气引入到空气流内之后保证充分的混合。板形的静态混合器例如在DE 10 2004 025184 A1中描述。
另外的静态混合器从US 7,743,756 B2中已知。此混合器具有带有径向流出开口的内部废气返回通道，在其后形成了产生涡旋的翼片，混合的废气空气流动流过所述翼片，使得形成了涡旋涡流，所述涡流导致混合物的刚好在节流阀片前的均匀化。
在此类通过静态混合器的混合中，可能发生的是先前存在的气体混合物内的气体的流束以与周围气体相同的方式反转，使得此后不发生良好的混合。而在通过径向引入进行混合时，一方面存在相对好的混合，但另一方面压力损失高。
此外，引入的废气流的流量调节装置远离引入点布置，使得在随后的废气管路内的脉动和压力差难于得到精确的调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是保证在低压力损失和返回的废气量的精确可调节性下的废气流和空气流的良好的混合。在此，需要尽可能小的结构空间且实现了简单的安装。随后的部件的热负荷应通过废气在空气流内的均匀分布通过降低温度尖峰而降低。
此技术问题通过带有主权利要求的特征的废气引入设备解决。通过在废气返回通道的其中布置了流动引导元件的端部的开口上形成限制了废气返回通道的流出横截面的、通过废气返回阀的调节体调节的阀座，使得仅在刚好在进入到空气流内之前为废气流施加例如涡旋以改进混合且保证了返回的废气量的精确可调节性。这明显地改进了混合且防止随后的部件由于温度尖峰的热过载。此外，所需的结构空间和所出现的压力损失低。
优选地，废气返回通道的流出横截面与空气抽吸通道的通流横截面形成30°至90°的角度。相应地，进入的废气流与空气流至少具有30°的角度，以此避免了平行的层流。
在优选的构造中，调节体是偏心地支承的板，其旋转轴相对于空气流布置在废气返回通道的流出横截面上游。相应地，通过部分打开的板形成了在空气流动的方向上的反转，以此避免了高的流动阻力且因此避免了压力损失。
废气返回通道的其中布置了流动引导元件的端部构造为朝开口的方向增大的截锥形。此种横截面缩窄导致流速的升高且因此导致紊流的流动，这导致在流入到空气通道内时的混合的改进。
特别有利的是将流动引导元件构造为涡旋生成器，因为带有涡旋的废气流在直线的空气流动中产生了特别好的紊流，这又改进了均匀化。
在对此进一步有利的构造中，涡旋生成器具有翼片，所述翼片在向着周围的废气返回通道的侧壁的方向上径向延伸，且在废气的主流动方向上具有在周向方向上递增的部分。因此，可在尽可能低的压力损失下对流动施加高的涡旋。
在又进一步的实施形式中，涡旋生成器具有中心轴，翼片布置在所述中心轴上，所述翼片在径向方向上延伸直至废气返回通道的端部的周围的侧壁。此类涡旋生成器可简单地制造和安装。避免了在流动中形成中间的不带有涡旋的流束。
当涡旋生成器固定在以涡旋生成器安装在废气返回通道的端部内的通道部分内时，由于在废气通道外部的预安装的可能性得到了特别简单的可安装性。
由于将涡旋生成器与周围的通道部分制成一体，实现了安装费用的进一步降低。
因此完成了废气引入设备，所述废气引入设备在低压力损失下保证了废气空气混合物的很好的均匀化。这导致在随后的部件上的温度尖峰的降低。结构是简单的且是成本廉价的。由于保证充分混合所需的结构空间降低。
附图说明
根据本发明的废气引入设备的实施例在附图中图示且在下文中描述。
图1在截面图示中示出了根据本发明的废气引入设备的侧视图。
图2在三维图示中示出了图1的根据本发明的废气引入设备的涡旋生成器。
具体实施方式
根据本发明的废气引入设备包括空气抽吸通道10，其中通过未示出的流动上游侧的过滤器将用于在内燃机中的燃烧的空气在涡轮增压器的压缩机的方向上抽吸。返回的废气在压缩机前的低压废气返回部分中被导入到空气抽吸通道10内。
这通过废气返回通道12进行，所述废气返回通道12在本实施例中与空气抽吸通道10成直角通入到空气抽吸通道10内。返回的废气量通过废气返回阀14调节，所述废气返回阀14的调节体在本实施例中通过偏心支承的板16形成。
废气返回阀14具有促动器18，所述促动器18具有后接以传动装置的电动马达的形式，通过所述传动装置使用作旋转轴的轴20旋转。此轴20在空气抽吸通道10的壳体22内在两侧支承在废气返回通道22的开口24的上游，且单侧穿过壳体22连接在促动器18的传动装置上。在轴20上固定了杠杆26，所述杠杆26可构造为用于调节空气抽吸通道10的通流横截面且因此用于将空气流动节流的板体。
在杠杆26上在中心固定了保持轴28，所述保持轴28垂直于杠杆26延伸且在中心穿过偏心支承的板16。杠杆26具有***30，板16通过螺旋弹簧32压靠所述***30。为此，在保持轴28的端部上布置了环形体34，所述螺旋弹簧32以其与板16对置的端部靠着所述环形体34靠放。此环形体34在保持轴28上的固定通过固定环36实现，所述固定环36固定在保持轴28上的槽内。由于此构造，板16可相对于平行的杠杆26倾斜以小量，以此保证板16在围绕废气返回通道12的流出横截面38的阀座40上的尽可能环绕封闭的安放。
阀座40处在废气返回通道12的开口24上。废气返回通道12的端部42具有截锥形形状或向着开口24定向的收缩，以此提高了在流出横截面上的废气流动的离开速度。
根据本发明，在废气通道的端部42上布置了具有涡旋生成器44的形式的流动引导元件，如在图2中所图示。此流动引导元件包括中心封闭的与废气返回通道12的端部42同心布置的轴46，翼片48从所述轴46径向向外且沿轴46延伸，其中翼片此外具有在轴46的方向上持续增加的弯曲，即在周向方向上的部分。在本实施例中，在轴46上固定了六个此翼片48。根据废气返回通道12的端部42的收缩，翼片48在径向方向上的延伸也在轴46的方向上缩小，使得翼片48分别延伸直至形成了废气返回通道12的端部42的周围的通道部分52的环绕的侧壁50，所述通道部分52在本实施例中作为分开的部件***在壳体22的相应地成形的开口54内且然后与延续的废气返回通道12连接。通道部分52在壳体22内的固定可例如通过焊接进行。涡旋生成器44在通道部分52内的固定也可事先在翼片48的端部上的突起56上通过焊接进行。也可构思另外的例如仅形状配合的固定，例如通过延续的废气返回通道12的凸缘的固定。
取决于板16的位置流入到废气返回通道12的废气流在涡旋生成器44内被施加以切向分量，这意味着形成了旋转的废气流。通过翼片的持续形成，仅产生了低的压力损失。此废气流然后根据板16的位置在抽吸的空气流的主流动方向上被不同强度地偏转，其中通过也为降低压力损失而持续降低的废气返回通道16的横截面，使流入速度明显升高。相应地涉及紊流流动，所述紊流流动在流入时在空气抽吸通道10内产生紊流，以此实现废气流动与空气流动的很好的混合而不形成废气流束。这明显降低了随后的部件的热负荷，因为避免了局部温度尖峰。
因此，在很小的结构空间的情况下实现了用于紊流生成的良好的混合，因为紊流不通过部件施加到整个气体流动而是仅施加到废气流。此外，实现了简单的安装。
应显见的是主权利要求的保护范围不限制于所述的实施例。除所述的涡旋生成器外，也可使用另外的在空气抽吸部分内生成紊流的流动引导元件。流动引导元件的固定也可通过另外的方式进行，特别是流动引导元件可与周围的通道壁制成一体。此外，废气返回通道可在空气抽吸通道内以另外的角度开口，且废气返回阀可布置为使得通过阀对于空气流动的影响尽可能低，开口因此仍在废气返回通道的端部处进行。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的废气引入设备，该废气引入设备带有：
废气返回通道(12)，
空气抽吸通道(10)，所述废气返回通道(12)通入该空气抽吸通道中，和
流动引导元件(44)，该流动引导元件在废气返回通道(12)的一个端部(42)布置在废气返回通道(12)内，
其特征在于，
在废气返回通道(12)的其中布置了流动引导元件(44)的端部(42)处的开口(24)上形成限制了废气返回通道(12)的流出横截面(38)的阀座(40)，所述阀座(40)通过废气返回阀(14)的调节体(16)调节。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，所述废气返回通道(12)的流出横截面(38)与所述空气抽吸通道(10)的通流横截面形成30°至90°的角度。
3.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，调节体是偏心地支承的板(16)，其旋转轴(20)相对于空气流布置在废气返回通道(12)的流出横截面(38)上游。
4.根据前述权利要求中一项所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，废气返回通道(12)的其中布置了流动引导元件(44)的端部(42)构造为朝开口(24)的方向增大的截锥形。
5.根据前述权利要求中一项所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，所述流动引导元件构造为涡旋生成器(44)。
6.根据权利要求5所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，所述涡旋生成器(44)具有翼片(48)，所述翼片(48)在向着周围的废气返回通道(12)的侧壁(50)的方向上径向延伸，且在废气的主流动方向上具有在周向方向上的增大的部分。
7.根据权利要求5或6所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，涡旋生成器(44)具有中心轴(46)，翼片(48)布置在所述中心轴(46)上，所述翼片(48)在径向方向上延伸直至废气返回通道(12)的端部(42)的周围的侧壁(50)。
8.根据前述权利要求中一项所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，涡旋生成器(44)固定在通道部分(52)内，所述通道部分(52)以涡旋生成器(44)安装在废气返回通道(10)的壳体(22)的开口(54)内。
9.根据前述权利要求中一项所述的用于内燃机的废气引入设备，其特征在于，涡旋生成器(44)与周围的通道部分(52)制成一体。
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