帶有egr-氣流分配的發動機進氣歧管的製作方法
2023-09-21 20:20:20
帶有egr-氣流分配的發動機進氣歧管的製作方法
【專利摘要】本發明涉及帶有EGR-氣流分配的發動機進氣歧管。公開了進氣歧管，其具有EGR-氣流分配器以用於分配所需氣流和EGR-空氣混合物經過進氣歧管至每個氣缸。EGR-氣流分配器包括一組在進氣歧管的充氣室區域中限定多個流動通道的導流葉片。EGR-氣流分配器也包括的EGR管，其部分延伸進入進氣歧管並且具有形成在其中的槽，以用於將EGR引入充氣室區域中在發動機節流閥和導流葉片之間的單個位置。
【專利說明】帶有EGR-氣流分配的發動機進氣歧管
【技術領域】
[0001]本公開涉及用於多氣缸的內燃發動機的排氣再循環或EGR，且特別地指具有EGR供給管和用於實現所需的EGR-氣流分配的進氣導流葉片構型的進氣歧管。
【背景技術】
[0002]此部分提供與本公開相關的背景信息，其並不一定為現有技術。
[0003]典型的機動車的發動機為四循環內燃裝置，其包括具有多個氣缸的發動機缸體。每個氣缸支撐用於往復運動的活塞。氣缸蓋被聯接至發動機缸體的頂部表面，使得缸體、蓋和活塞頂部限定燃燒室。該氣缸蓋對於每個氣缸包括一組進氣口和一組排氣口，其與進氣閥和排氣閥結合允許燃燒氣體進入燃燒室以及排氣從燃燒室排出。進氣歧管與排氣歧管都典型地被聯接至氣缸蓋用於弓I導燃燒和排氣從進氣口進入和從排氣口排出。
[0004]常見的是排氣中的一部分離開燃燒室以經過排氣再循環或EGR迴路被再循環至進氣歧管。雖然EGR對減少在一定的駕駛條件下的不需要的發動機排放是有效的，但是其會負面地影響發動機性能，包括燃油效率和功率輸出。當EGR與進氣空氣充分地混合併且該EGR/空氣混合物被按比例分配給內燃發動機的每個氣缸時，這些影響能夠被最小化。因此，需要改進的EGR-氣流分配系統，其能夠以成本有效的方式容易地被併入現有發動機結構。
【發明內容】
[0005]此部分提供本公開的綜合概述，且其並不是本公開整個範圍的或其所有特徵的全面的公開。
[0006]用於內燃發動機的進氣系統被提供。該進氣系統包括具有空氣入口的進氣歧管用於允許燃燒氣體進入進氣歧管的充氣室。該歧管也具有多個流道，每個流道從充氣室延伸，止於燃燒氣體通過其從歧管流向各氣缸經過的出口處。該進氣歧管具有EGR入口用於允許從發動機的排氣側經過EGR閥的已經被再循環的排氣進入。EGR管位於進氣系統中且部分延伸至鄰近空氣入口的充氣室中。EGR管具有形成在其中的槽，其背對空氣入口且進入充氣室。一組導流葉片被布置在充氣室中，其上遊端靠近EGR管。這些導流葉片從EGR管朝向流道彎曲和分叉以形成充氣室中的流動通道。每個葉片具有的葉片間隙允許在流動通道上和在流動通道之間的一定程度的流體連通。
[0007]進一步的適用性的範圍將會在此處提供的描述中變得更明顯。在此概述中的描述和特定的示例僅為了說明的目的，且並不在於限制本公開的範圍。
[0008]本發明還提供了以下方案:
1.一種用於內燃發動機的進氣系統，其包括:
進氣歧管，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的至少兩個流道，其中每個流道止於出口處，所述燃燒氣體通過所述出口從歧管流出； EGR入口，所述EGR入口用於允許由EGR迴路從發動機的排氣側再循環的排氣進入；EGR管，所述EGR管被設置在EGR入口中並且部分地延伸進入鄰近空氣入口的充氣室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室；以及
導流葉片，所述導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端，其中導流葉片從EGR管在至少兩個流道之間分叉，以形成充氣室中的多個流動通道。
[0009]2.根據方案I所述的進氣系統，其中所述導流葉片具有在其中形成的葉片間隙，以允許在多個流動通道上和其之間的流體連通。
[0010]3.根據方案2所述的進氣系統，其中形成在導流葉片中的葉片間隙與在EGR管中形成的槽對齊。
[0011]4.根據方案2所述的進氣系統，其中所述導流葉片包括從進氣歧管的第一側延伸的第一壁部分以及從進氣歧管的第二側延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止於所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之間的葉片間隙。
[0012]5.根據方案I所述的進氣系統，其進一步包括入口蓋，所述入口蓋被設置在EGR入口上並且與EGR管流體連通。
[0013]6.一種用於內燃發動機的進氣系統,其包括:
進氣歧管，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的至少四個流道，其中每個流道止於出口處，所述燃燒氣體通過所述出口從歧管流出；
EGR入口，所述EGR入口用於允許由EGR迴路從發動機的排氣側再循環的排氣進入；EGR管，所述EGR管被設置在EGR入口中並且部分地延伸進入鄰近空氣入口的充氣室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室；
第一導流葉片，所述第一導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端，其中第一導流葉片從EGR管分叉，以在充氣室中形成第一和第二流動通道；以及
第二導流葉片，所述第二導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於第一導流葉片的上遊端附近的上遊端，其中第二導流葉片劃分第二流動通道並且從第一導流葉片分叉，以在充氣室中形成第三流動通道。
[0014]7.根據方案6所述的進氣系統，其中第一導流葉片的下遊端止於第一流道和第二流道的交叉點附近。
[0015]8.根據方案7所述的進氣系統，其中第二導流葉片的下遊端止於第二流道和第三流道的交叉點附近。
[0016]9.根據方案6所述的進氣系統，其中第一和第二導流葉片中的至少一個具有在其中形成的葉片間隙，以允許在鄰近的流動通道上和其之間的流體連通。
[0017]10.根據方案9所述的進氣系統，其中在導流葉片中形成的葉片間隙與在EGR管中形成的槽對齊。
[0018]11.根據方案9所述的進氣系統，其中第一和第二導流葉片中的至少一個包括從進氣歧管的第一側延伸的第一壁部分和從進氣歧管的第二側延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止於所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之間的葉片間隙。
[0019]12.根據方案6所述的進氣系統，其進一步包括入口蓋，所述入口蓋被設置在EGR入口上並且與EGR管流體連通。
[0020]13.一種內燃發動機，其包括:
發動機，所述發動機包括具有多個氣缸的發動機缸體以及被固定至發動機缸體以蓋住氣缸的氣缸蓋，所述氣缸蓋具有與多個氣缸的每個相關聯的進氣口和出氣口 ；
進氣歧管，所述進氣歧管被固定至發動機的進氣側並且與每個進氣口流體連通，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的多個流道，其中每個流道止於與每個氣缸相關聯的進氣口處；
排氣歧管，所述排氣歧管被固定至發動機的排氣側，與每個排氣口流體連通並且具有排氣出口以從排氣歧管將排氣排出；
排氣再循環(EGR)迴路，所述排氣再循環(EGR)迴路包括從發動機的排氣側至在進氣歧管中形成的EGR入口的返回線路，被設置在返回線路中的EGR閥以選擇性地控制被再循環至進氣歧管的排氣的正時和量，被設置在EGR入口中並且部分地延伸至鄰近空氣入口的充氣室中的EGR管，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室，被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端的第一導流葉片，其中第一導流葉片從EGR管在多個流道之間分叉，以在充氣室中形成第一和第二流動通道。
[0021]14.根據方案13所述的內燃發動機，其進一步包括被布置在充氣室中並且具有置於第一導流葉片的上遊端附近的上遊端的第二導流葉片，其中第二導流葉片劃分第二流動通道，並且從第一導流葉片分叉，以形成充氣室中的第三流動通道。
[0022]15.根據方案13所述的內燃發動機，其中所述導流葉片具有在其中形成的葉片間隙，以允許在第一和第二流動通道上以及其之間的流體連通。
[0023]16.根據方案15所述的進氣系統，其中在導流葉片中形成的葉片間隙與在EGR管中形成的槽對齊。
[0024]17.根據方案16所述的進氣系統，其中所述導流葉片包括從進氣歧管的第一側延伸的第一壁部分和從進氣歧管的第二側延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止於所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之間的葉片間隙。
[0025]18.根據方案13所述的進氣系統，其進一步包括入口蓋，所述入口蓋被設置在EGR入口上並且與EGR管流體連通。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]此處描述的附圖是僅用於選定的實施例的說明性的目的且不是所有可能的應用，以及並不在於限制本公開的範圍。
[0027]圖1是帶有EGR的四缸內燃發動機的示意性視圖；
圖2為帶有局部剖面圖的進氣歧管的正視圖，其顯示穿過其中的充氣室區域的橫截面；
圖3為圖2中所示的帶有局部剖面圖的進氣歧管的透視圖，其顯示該管和導流葉片；以及
圖4為圖2中所示的帶有局部剖面圖的進氣歧管的端視圖，其顯示該管和導流葉片。
[0028]相應的附圖標記指示貫穿附圖的若干視圖的相應的部件。
【具體實施方式】
[0029]示例的實施例現在將會參照附圖更全面地被描述，其中同樣的附圖標記指示貫穿若干視圖的同樣的部件。
[0030]示例的實施例被提供使得本公開將會是透徹的，並且將會向本領域技術人員完全傳達本公開的範圍。特定的細節可被闡明以提供對本公開的實施例的透徹的理解。對於本領域技術人員而言將會顯然的是特定的細節不必被使用，示例的實施例可以多種不同的形式被實施，且都不應該被解釋為限制本公開的範圍。在某些示例的實施例中，眾所周知的過程、眾所周知的結構以及眾所周知的技術並未被詳細描述。
[0031]此處所使用的術語僅為了描述特定的示例的實施例的目的且並不是為了作為限制性的。如此處所用的，單數形式「一」、「一個」和「該」也可包括複數形式，除非本文清楚地另外指明。術語「包括」、「包含」、「含有」和「具有」是包括性的且因此指定所述結構(一個或多個)或步驟(一個或多個)的存在；例如，所陳述的特徵、整體、步驟、操作、組元件、和/或元件，但並不排除其另外的結構(一個或多個)或步驟(一個或多個)的存在或添加。此處所描述的方法、步驟、過程以及操作並不一定被解釋為需要在所陳述的執行或所討論或說明的任何特定的順序，除非特定地指定了執行的順序。也需要理解到額外的、替代的或等同的步驟可被使用。
[0032]當結構被稱作為「在……上」、「接合至」、「連接至」、或「聯接至」其它的結構時，其可以是直接地或間接地(即通過中間結構)在其上、接合、連接或聯接至其它的結構。相反地，當結構被稱作為「直接在……上」、「直接接合至」、「直接連接至」或「直接聯接至」其它的結構，其可以是沒有中間結構存在。其它被使用來描述元件之間的關係的詞語應該以相同的方式被解釋(例如「之間」相對於「直接之間」、「鄰近的」相對於「直接鄰近的」)。如此處所採用的，詞語「和/或」包括一個或多個相關的引用的項目的任意和所有的結合。
[0033]此處所使用的以描述不同的結構或步驟的程度的術語(例如第一、第二、第三)並不是要作為限制性的。這些術語被用來從其它的結構或步驟中區分一個結構或步驟，且並不意味著次序或順序，除非其使用的上下文明確指明。因此，第一結構或步驟同樣地可以被命名為第二結構或步驟而不背離本示例的實施例的教導。同樣地，此處所使用的空間相關的術語(例如「內部的」、「外部的」、「在……之下」、「在……下面」、「下部的」、「上方的」、「上部的」)以描述一個結構或步驟至其它的結構或步驟的相對特定的關係可以包括不同於圖中所示的裝置的方向或其操作。例如，如果圖被翻轉，所述的位於其它結構「之下」或「下面」的結構可因此被轉換為在其它結構「之上」而並不本質上影響其特定的關係或操作。結構可被另外轉向(例如被旋轉90度或其它的方位)且此處所採用的空間相關的描述詞相應地被解釋。
[0034]參照圖1，進氣歧管10和多缸內燃發動機12的部分被示意性地示出。發動機12包括具有多個氣缸14形成在其中的發動機缸體，以及被聯接至在氣缸14上方的發動機缸體頂部的氣缸蓋16。該氣缸蓋16被固定至發動機缸體且具有一組進氣口 18以及一組排氣口 20，其與氣缸14流體連通。圖1中示出的實施例包括四個氣缸14.1、14.2、14.3、14.4(統稱為14)，具有與每個氣缸14相關的兩個進氣口 18.1、18.2 (統稱為18)以及兩個排氣口 20.1,20.2 (統稱為 20)。
[0035]進氣歧管10被固定至氣缸蓋16的進氣側用於供應燃燒氣體(形式為氣體或氣體/燃料混合物以及其它氣體或可成為燃燒過程的部分的稀釋劑)通過進氣口 18至氣缸14。進氣歧管10具有空氣入口 22用於允許燃燒氣體進入充氣室區域24以及從充氣室區域24延伸的多個入口流道26。每個入口流道26.1-26.4止於相關的氣缸14.1-14.4的進氣口18.1-18.4。一組進氣閥(未示出)被支撐在氣缸蓋16上且操作來選擇性地打開以及閉合進氣口 18。節流閥28與空氣入口 22流體連通且控制進入進氣歧管10的燃燒氣體量。
[0036]排氣歧管30被固定至氣缸蓋16的排氣側用於將排放的排氣(以燃燒副產物的形式)從氣缸14經過排氣口 20和排氣歧管30排出至排氣系統E。排氣歧管30具有多個排氣流道32，該排氣流道與排氣口 20流體連通且延伸至與排氣系統E聯接的排氣出口 34。一組排氣閥(未示出)被支撐在氣缸蓋16上且操作來選擇性地開啟和閉合排氣口 20。發動機12包括排氣再循環或EGR迴路36，其具有從發動機12的排氣側至進氣歧管10的返迴路線38用於使排氣再循環能夠進行。被布置於返迴路線38中的EGR閥40選擇性地開啟和閉合用於控制排氣被再循環至進氣歧管10的正時和量。
[0037]現在參照圖2-4，進氣歧管10包括EGR-氣流分配器42，用於將所需的氣流和EGR-空氣混合物通過進氣歧管10分配給每個氣缸14。該EGR-氣流分配器42包括被布置在EGR入口 46上方的在進氣歧管10中形成的入口蓋44。該入口蓋44具有提供返迴路線38與EGR管50之間流體連通的通道48。EGR管50被布置於進氣歧管10中且部分地延伸至進氣歧管10的充氣室區域24中。EGR管50具有形成在其中的槽54，其背向進氣歧管10的空氣入口 22且朝向充氣室區域24。帶槽的EGR管50作用來將EGR導入進氣歧管10位於節流閥28 (圖2-4未示出)的下遊的單個點處。該EGR-氣流分配器42也包括一組一個或多個導流葉片56用於引導EGR和空氣經過進氣歧管10且至進氣口 18。如圖2_4所示，該組導流葉片56包括第一彎曲的導流葉片56.1以及第二彎曲的導流葉片56.2。
[0038]第一導流葉片56.1被布置在充氣室區域24且具有被安置在EGR管50附近的上遊端58.1。第一導流葉片56.1從EGR管50分叉至下遊端60.1，該下遊端止於入口流道26.1與入口流道26.2的交叉點附近以在充氣室區域24中形成第一和第二流動通道62.1、62.2。該組導流葉片56包括被布置在充氣室區域24中的第二彎曲的導流葉片56.2且具有被安置在第一導流葉片56.1的上遊端58.1附近的上遊端58.2。第二導流葉片56.2從第一導流葉片56.1分叉，劃分第二流動通道62.2以在充氣室區域24中形成第三流動通道62.3，且止於位於入口流道26.2和入口流道26.3的交叉點附近的下遊端62.2處。
[0039]每個導流葉片56.1,56.2具有形成在其中的葉片間隙64.1,64.2，其允許在鄰近的流動通道62.1,62.2和62.2,62.3上以及其之間的流體連通。該葉片間隙也促進允許排氣和燃燒氣體進入。在一個實施例中，導流葉片56.1、56.2包括從進氣歧管10的側壁70延伸的第一壁部分66.1、66.2以及從進氣歧管10的相對側壁72延伸的第二壁部分68.1、68.2。第一壁部分66.1,66.2具有的自由端74.1,74.2止於第二壁部分68.1,68.2的自由端76.1,76.2附近以限定葉片間隙64.1,64.2。該葉片間隙64.1,64.2可以被形成在導流葉片56.1、56.2中以便於大致與形成在EGR管50中的槽54對齊，最佳如圖4中所見。
[0040]EGR-氣流分配器42的幾何構造如此處所示出的和所描述的包括一對彎曲的導流葉片56.1,56.2，其將充氣室劃分成三個流動通道62.1,62.2,62.3，並且止於入口流道26.1,26.2與入口流道26.2,26.3的交叉點附近。本領域普通技術人員將會理解到對此幾何構造的改變和/或變化(例如導流葉片和流動通道的數量、上遊端和下遊端的位置、導流葉片的尺寸和位置[可插入其它的變量])可以被開發來實現和保持所需的氣流氣缸分配。類似地，EGR管50相對於導流葉片56的位置以及形成在EGR管50中的槽54尺寸、幾何構造和位置可以被改變和/或變化來實現和保持所需的氣流氣缸分配。
[0041]前述的實施例的描述已被提供用於說明和描述的目的。其不在於要是窮盡的或是來限制本公開。特定實施例的獨立的元件或特徵通常不被限制於特定的實施例，但是其在可使用處，為可互換的且能夠被使用在選定的實施例中，即使其並未詳細地顯示或描述。其同樣也可以多種方式被改變。此類的變化並不被視作脫離本公開,且所有此類的改變將被包括在本公開的範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於內燃發動機的進氣系統，其包括: 進氣歧管，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的至少兩個流道，其中每個流道止於出口處，所述燃燒氣體通過所述出口從歧管流出； EGR入口，所述EGR入口用於允許由EGR迴路從發動機的排氣側再循環的排氣進入；EGR管，所述EGR管被設置在EGR入口中並且部分地延伸進入鄰近空氣入口的充氣室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室；以及 導流葉片，所述導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端，其中導流葉片從EGR管在至少兩個流道之間分叉，以形成充氣室中的多個流動通道。
2.根據權利要求1所述的進氣系統，其中所述導流葉片具有在其中形成的葉片間隙，以允許在多個流動通道上和其之間的流體連通。
3.根據權利要求2所述的進氣系統，其中形成在導流葉片中的葉片間隙與在EGR管中形成的槽對齊。
4.根據權利要求2所述的進氣系統，其中所述導流葉片包括從進氣歧管的第一側延伸的第一壁部分以及從進氣歧管的第二側延伸的第二壁部分，所述第一壁部分具有的自由端止於所述第二壁部分的自由端附近，以限定其之間的葉片間隙。
5.根據權利要求1所述的進氣系統，其進一步包括入口蓋，所述入口蓋被設置在EGR入口上並且與EGR管流體連通。
6.一種用於內燃發動機的進氣系統，其包括: 進氣歧管，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的至少四個流道，其中每個流道止於出口處，所述燃燒氣體通過所述出口從歧管流出； EGR入口，所述EGR入口用於允許由EGR迴路從發動機的排氣側再循環的排氣進入；EGR管，所述EGR管被設置在EGR入口中並且部分地延伸進入鄰近空氣入口的充氣室中，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室； 第一導流葉片，所述第一導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端，其中第一導流葉片從EGR管分叉，以在充氣室中形成第一和第二流動通道；以及 第二導流葉片，所述第二導流葉片被布置在充氣室中並且具有置於第一導流葉片的上遊端附近的上遊端，其中第二導流葉片劃分第二流動通道並且從第一導流葉片分叉，以在充氣室中形成第三流動通道。
7.根據權利要求6所述的進氣系統，其中第一導流葉片的下遊端止於第一流道和第二流道的交叉點附近。
8.根據權利要求7所述的進氣系統，其中第二導流葉片的下遊端止於第二流道和第三流道的交叉點附近。
9.根據權利要求6所述的進氣系統，其中第一和第二導流葉片中的至少一個具有在其中形成的葉片間隙，以允許在鄰近的流動通道上和其之間的流體連通。
10.一種內燃發動機，其包括: 發動機，所述發動機包括具有多個氣缸的發動機缸體以及被固定至發動機缸體以蓋住氣缸的氣缸蓋，所述氣缸蓋具有與多個氣缸的每個相關聯的進氣口和出氣口 ； 進氣歧管，所述進氣歧管被固定至發動機的進氣側並且與每個進氣口流體連通，所述進氣歧管具有空氣入口以允許燃燒氣體進入充氣室，所述燃燒氣體至少包括空氣，並且所述進氣歧管具有從充氣室延伸的多個流道，其中每個流道止於與每個氣缸相關聯的進氣口處； 排氣歧管，所述排氣歧管被固定至發動機的排氣側，與每個排氣口流體連通並且具有排氣出口以從排氣歧管將排氣排出； 排氣再循環(EGR)迴路，所述排氣再循環(EGR)迴路包括從發動機的排氣側至在進氣歧管中形成的EGR入口的返回線路，被設置在返回線路中的EGR閥以選擇性地控制被再循環至進氣歧管的排氣的正時和量，被設置在EGR入口中並且部分地延伸至鄰近空氣入口的充氣室中的EGR管，其中EGR管具有在其中形成的槽，所述槽背朝空氣入口並且進入充氣室，被布置在充氣室中並且具有置於EGR管附近的上遊端的第一導流葉片，其中第一導流葉片從EGR管在多個流道之間分叉，以在充氣室中形成第一和第二流動通道。
【文檔編號】F02M35/104GK104329195SQ201410349108
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】E.J.基廷, A.W.海曼, R.S.麥卡爾平 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司