阅读说明：本技术 排出气体再循环鼓风机和内燃发动机 (Exhaust gas recirculation blower and internal combustion engine ) 是由 S·罗斯特 S·迈尔 M·冯诺厄 M·施托克 P·施特法纳克 于 2020-08-21 设计创作，主要内容包括：一种内燃发动机的排出气体再循环鼓风机(8),具有鼓风机壳体(13),具有鼓风机轴(11),并且具有连接于鼓风机轴(11)的鼓风机叶轮(12),具有用于鼓风机轴(11)和鼓风机叶轮(11)的驱动器(9),其中驱动器(9)设计为液压马达。(An exhaust gas recirculation blower (8) of an internal combustion engine has a blower housing (13), has a blower shaft (11), and has a blower wheel (12) connected to the blower shaft (11), has a drive (9) for the blower shaft (11) and the blower wheel (11), wherein the drive (9) is designed as a hydraulic motor.)

排出气体再循环鼓风机和内燃发动机

技术领域

本发明涉及排出气体再循环鼓风机和内燃发动机。

背景技术

具有排出气体再循环部的内燃发动机对致力于此的本领域技术人员而言为熟悉的。在此类内燃发动机中，已知的是，使排出气体(离开内燃发动机)从内燃发动机的排出支路抽取，并且经由排出气体再循环部的所谓排出气体再循环鼓风机(也被称为EGR鼓风机)将其沿内燃发动机的增压空气系统的方向引导，并且接着将排出气体与待供给至内燃发动机的汽缸的增压空气混合。

排出气体再循环鼓风机或EGR鼓风机典型地实施为涡轮压缩机，其将排出气体压缩至限定的压力。内燃发动机的排出气体再循环部的排出气体再循环鼓风机包括定子和转子，该定子包括鼓风机壳体，该转子包括鼓风机轴和鼓风机叶轮。在此处，电动机典型地承担鼓风机轴的驱动和(经由鼓风机轴)排出气体再循环鼓风机的鼓风机叶轮的驱动。

在电动机的帮助下驱动鼓风机轴需要高频电动机和用于致动电动机的变频器。变频器容纳在单独的开关柜中，其中变频器必须在高环境温度下冷却。这导致相当大的空间要求和冷却要求。在超过变频器的可靠的极限温度的情况下，电动机以及因此排出气体再循环鼓风机的功率必须降低。

如果需要，此外必要的是，经由精心的措施来提供EMC屏蔽。所有这一起使使用电动机来驱动排出气体再循环鼓风机的鼓风机轴为成问题的。

从这出发，本发明基于创造新类型的排出气体再循环鼓风机和具有此类排出气体再循环鼓风机的内燃发动机的目的。

发明内容

该目的通过根据权利要求1的排出气体再循环鼓风机来解决。基于经验，驱动器设计为液压马达。关于本发明，提出的是，使用液压马达(也被称为水力发电马达)作为用于鼓风机轴并且因此用于排出气体再循环鼓风机的鼓风机叶轮的驱动器。经由这一切，多种优点可与电动机相比被实现。因此，不需要变频器，不需要冷却变频器，并且不需要EMC屏蔽。通过使用液压马达或水力发电马达作为用于排出气体再循环鼓风机的鼓风机轴的驱动器，可提供排出气体再循环鼓风机的更紧凑、更坚固且更简单的设计。此外，可提高负载性能、加速性能以及有效性。

根据有利的又一发展，液压马达经由正齿轮级间接地联接于鼓风机轴。作为备选，液压马达直接地联接于鼓风机轴。液压马达经由正齿轮级至鼓风机轴的联接，特别地在排出气体再循环鼓风机以相对高的旋转速度旋转的情况下为优选的。在排出气体再循环鼓风机以相对低的旋转速度旋转的情况下，将液压马达直接地联接于鼓风机轴为有利的。

特别地，当液压马达经由正齿轮级间接地联接于鼓风机轴时，这在正齿轮级的相互啮合的大齿轮为螺旋切型时为特别有利的。在该情况下，轴向力的一部分可接着已经通过液压马达的安装来吸收，以使单个轴向轴承接着在鼓风机轴的区域中为足够的，该单个轴向轴承可特别地优选地与鼓风机轴的径向轴承一起实施为组合的轴向-径向轴承，用于增加紧凑性。

具有排出气体再循环鼓风机的内燃发动机限定在权利要求7中。

附图说明

本发明的优选的另外发展从从属权利要求和下面的描述获得。本发明的示例性实施例经由附图更详细地说明，而不限于此。在那里该附图示出：

图1为具有排出气体再循环部和排出气体再循环鼓风机的内燃发动机的框图；

图2为根据本发明的排出气体再循环鼓风机的第一实施例；

图3为根据本发明的排出气体再循环鼓风机的第二实施例；以及

图4为根据本发明的排出气体再循环鼓风机的第三实施例。

具体实施方式

本发明涉及内燃发动机的排出气体再循环部的排出气体再循环鼓风机。

此类排出气体再循环鼓风机用于输送和压缩排出气体，该排出气体从内燃发动机的排出系统抽取，并且在排出气体再循环鼓风机的帮助下沿内燃发动机的增压空气系统的方向输送。此外，本发明涉及具有排出气体再循环部的内燃发动机。

图1示出具有多个汽缸2的内燃发动机1的框图。在内燃发动机1的操作期间，产生排出气体，其离开内燃发动机1的汽缸2，并且沿内燃发动机1的排出气体涡轮增压器3的涡轮4的方向引导。离开内燃发动机1的汽缸2的排出气体(经由排出气体涡轮增压器3的涡轮4引导)在涡轮4中膨胀，其中在过程中抽取的能量用于在排出气体涡轮增压器3的压缩机5中压缩待供给至内燃发动机1的汽缸2的增压空气。

图1的内燃发动机1包括排出气体再循环部6。排出气体再循环部6包括排出气体再循环冷却器7和排出气体再循环鼓风机8。排出气体再循环冷却器7用于冷却排出气体，在图1中，该排出气体在高压下从通向涡轮4的排出系统在涡轮4的上游抽取。排出气体再循环鼓风机8用于将经由排出气体再循环冷却器7引导的排出气体沿内燃发动机的增压空气系统的方向输送，以便将排出气体再循环部的该排出气体与压缩机5下游的压缩的增压空气混合。

内燃发动机1特别地为其中燃烧重质燃料油或气体的内燃发动机，例如船舶的内燃发动机。

此类内燃发动机包括在每个汽缸2的区域中未示出的气体交换阀和燃料阀，以便将汽缸2中的燃料燃烧所需的燃料和增压空气供给至汽缸，并且此外，将排出气体从汽缸2排放。

根据本发明，排出气体再循环鼓风机8包括作为驱动器的液压马达9。液压马达9用于驱动在图1中未详细示出的排出气体再循环鼓风机8的转子的鼓风机轴，其中鼓风机轴支承鼓风机叶轮，该鼓风机叶轮经由鼓风机轴驱动。排出气体再循环鼓风机8的细节在下面参照图2至图4的示例性实施例进一步描述。

排出气体再循环鼓风机8的液压马达9也被称为水力发电马达，其中此类液压马达将液压能转换成机械功。为了向液压马达9供应液压能，液压马达9联接于内燃发动机的液压系统10，其中该液压系统10(特别地在二冲程内燃发动机中)还用于内燃发动机1的汽缸2的气体交换阀和/或燃料阀的液压促动。因此，液压马达9可容易地连接于内燃发动机1的现有液压系统10，以便经由液压系统10向液压马达9供应液压能。

图2示出排出气体再循环鼓风机8连同液压马达9的第一示例性实施例，其中液压马达9用于驱动排出气体再循环鼓风机8的转子的鼓风机轴11，其中鼓风机叶轮12布置在该鼓风机轴11上，鼓风机叶轮12用于压缩经由排出气体再循环部6引导的排出气体。因此，鼓风机轴11和鼓风机叶轮12为排出气体再循环鼓风机8的转子的部分，其中，除转子之外，排出气体再循环鼓风机8还包括定子，该定子包括鼓风机壳体13。

在图2的示出的示例性实施例中，液压马达9经由提供传动装置(gearing)的正齿轮级14间接地联接于鼓风机轴11。图2中的正齿轮级14的相互啮合的大齿轮15,16为纵切型。大齿轮15位于鼓风机轴11上，并且大齿轮16位于驱动器或液压马达9的轴19上。在具有正齿轮级14的纵切的相互啮合的大齿轮15,16的图2的示例性实施例中，鼓风机轴11优先地经由两个轴向轴承和径向轴承安装在鼓风机壳体13中。在此处，轴向轴承针对每个力方向存在，即，既针对推力方向又针对反推力方向，它们在图2中由组合的双作用轴向轴承17提供。向鼓风机轴11提供所谓悬臂安装的单个径向轴承18为足够的。然而，还可存在两个径向轴承。出于安装空间原因，两个轴向轴承由共同的双作用轴向轴承17提供。还可采用两个单独的轴向轴承。轴向轴承和径向轴承优先地为液压轴承。

图3示出图2的示例性实施例的改型，其中正齿轮级14的相互啮合的大齿轮15,16为螺旋切型。在此处，沿反推力方向的轴向力可接着已经由液压马达9吸收。在该情况下，接着足够的是，将单个轴向轴承和单个径向轴承设在鼓风机轴11的区域中，该单个轴向轴承和单个径向轴承接着优先地实施为组合的轴向-径向轴承20，用于提供特别紧凑的设计。然而，还可能的是，将轴向轴承和径向轴承实施为独立的组件。优选地，液压轴承被再次采用。在图3中，除了组合的轴向-径向轴承20之外的用于鼓风机轴11的又一径向轴承21被示出。

鼓风机轴11和液压马达9的轴19的安装优先地在鼓风机壳体13中联合地实现，鼓风机壳体13起作用为轴承壳体。这为优选的，以便在一方面提供紧凑的设计。

图4示出排出气体再循环鼓风机8的实施例(在液压马达9直接地联接于鼓风机轴11的情况下)。在图2和图3的实施例特别地关于高速的排出气体再循环鼓风机为适合的时，图4的实施例适合于相对低速的排出气体再循环鼓风机8。

鼓风机轴11的安装接着经由轴向轴承22,23和径向轴承24,25(即，优先地在液压实施例中)实现，液压马达9接着直接地联接于鼓风机轴11。轴承可实施为组合的径向和轴向轴承。

如已经说明的，根据本发明的排出气体再循环鼓风机8优先地在利用重质燃料油或气体操作的内燃发动机上使用，如例如关于二冲程大型内燃发动机，特别地为船舶的二冲程内燃发动机。

部件列表

1内燃发动机

2汽缸

3排出气体涡轮增压器

4涡轮

5压缩机

6排出气体再循环部

7排出气体再循环冷却器

8排出气体再循环鼓风机

9驱动器/液压马达

10液压系统

11鼓风机轴

12鼓风机叶轮

13鼓风机壳体

14正齿轮级

15大齿轮

16大齿轮

17轴向轴承

18径向轴承

19轴

20轴向/径向轴承

21径向轴承

22轴向轴承

23轴向轴承

24径向轴承

25径向轴承。