(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの排気ガス再循環ライン（３）と、さらにタービン（４）およびコンプレッサ（５）とを含む内燃機関（２）用のターボチャージャ（１）に関する。この排気ガス再循環ライン（３）は、排気ガス混合流入開口（１２）を経由して内燃機関（２）の吸気ライン（１０）に入り、コンプレッサ（５）は、タービン（４）に駆動連結され、かつ、コンプレッサハウジング（７）内に配備されるコンプレッサインペラ（６）を有する。コンプレッサハウジング（７）内には、吸気ライン（１０）がコンプレッサ入口（１１）を介して接続される。さらに、吸気ライン（１０）内の排気ガス混合流入開口（１２）とコンプレッサ入口（１１）との間に、混合装置（１８）が配備される。
2010518298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−排気ガス混合流入開口（１２）から内燃機関（２）の吸気ライン（１０）に入る少なくとも１つの排気ガス再循環ライン（３）を有し、
−タービン（４）を有し、かつ、
−コンプレッサ（５）を有する、
内燃機関（２）用のターボチャージャ（１）であって、
・前記コンプレッサ（５）は前記タービン（４）に駆動連結され、かつ、
・前記コンプレッサ（５）は、コンプレッサハウジング（７）内に配置されるコンプレッサホイール（６）を有し、前記コンプレッサハウジング（７）内には、前記吸気ライン（１０）がコンプレッサ入口（１１）を介して接続される、
ターボチャージャ（１）において、
−前記吸気ライン（１０）内の前記排気ガス混合流入開口（１２）と前記コンプレッサ入口（１１）との間に、混合装置（１８）が配置される、
ことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記混合装置（１８）が、芯部の流れを加速するための中心流れ体（２５）を有することを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記混合装置（１８）が、内部の前記芯部の流れを半径方向の外側に導くことを特徴とする請求項２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記混合装置（１８）が、外側の２次流れを半径方向の内側に導くための波形のガイドプレートを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記混合装置（１８）が、前記芯部の流れを外側に導き、前記２次流れを内側に導くことを特徴とする請求項４に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記混合装置（１８）が、ガイドプレートの外側領域（２７）によって、および／または前記環状の混合器本体（２１）に取り付けられるウェブ（２６）によって、前記吸気ライン（１０）内において固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記混合装置（１８）が花形の混合器として具現化されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部分によるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種類のターボチャージャは、独国特許第４２  １３  ０４７号明細書から知られる。
【０００３】
このタイプのターボチャージャは、法的に規定される排気ガスの限界値を遵守するために大量の排気ガスをエンジンの吸気径路に広範囲にわたって再循環する内燃機関において用いられる。これは、現行技術においては、いわゆる高圧排気ガス再循環によって行われる。これに対して、低圧側の排気ガス再循環は大きな可能性を有する。この場合、排気ガスは、タービンの下流側において、ディーゼルパティキュレートフィルタから出た後抽出され、調節弁および場合によっては冷却器を経由して、排気ガスターボチャージャのコンプレッサの上流側の新鮮空気径路の中に再循環される。この場合、コンプレッサに可能最大限の均一な流れを送り込むという観点から見ると、再循環される排気ガスを新鮮空気とできるだけ完全に混合することが有利であるが、特別な手段なしに注入する場合は、これは、吸気ダクトにおいて非常に長い混合区間を必要とすることになるであろう。これによって、流入径路に必要な搭載空間が増大するが、このような空間は、現代の車両のエンジン区画には設けることができない場合が多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、請求項１の前段部分による内燃機関用のターボチャージャであって、上記の不利な点を克服するターボチャージャを創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は請求項１の特徴によって達成される。
【０００６】
すなわち、本発明によるターボチャージャの構成においては、再循環される排気ガスと新鮮空気との可能最大限に完全な混合物を得るために、ある種の混合装置を吸気ラインの中に組み込むことが提案される。この混合装置は、吸気ラインにおいて、新鮮空気の流れの方向に見て、排気ガス混合流入開口の下流側で、かつ、コンプレッサ入口の上流側に配置される。
【０００７】
従属請求項は本発明の有利な改良形態に関する。
【０００８】
本発明のさらなる詳細、利点および特徴は、実施例および図面に関する以下の説明から理解できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるターボチャージャの高度に簡単化した概略断面を示す。
【図２】花形の混合器の形態の混合装置の特に好ましい実施形態の斜視図を示す。
【図３】図２の花形混合器に相当する図であり、２つの異なる材料流れの混合の数値シミュレーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示されるターボチャージャ１は、タービンハウジング１３内に配置されるタービンホイール１４を含むタービン４を有する。このタービンホイール１４は、ロータ軸１５を介して、コンプレッサハウジング７内に配置されるコンプレッサ５のコンプレッサホイール６に連結される。
【００１１】
エンジン２からの排気ガス再循環ライン３は、調節弁１９および冷却器２０を経由し、排気ガス混合流入開口１２を通ってエンジン２の吸気ライン１０に繋がっている。混合装置１８、特に花形の混合器が、コンプレッサ入口１１の上流側において、混合器ブラケット２３によって吸気ライン１０の中に取り付けられる。コンプレッサホイール６によって圧縮されるディフューザ８内の空気の流れ方向Ｓの半径方向成分は、図において矢印Ｓで示される。
【００１２】
コンプレッサ出口９からエンジン２への供給ライン１６、および、エンジン２からタービンハウジング１３への排気ライン１７も示されている。
【００１３】
本発明によるこの排気ガス再循環ライン３の配置によって、排気ガスＡＧは、排気ガス混合流入開口１２を通って吸気ライン１０の中に導かれる。この場合、排気ガスＡＧは、新鮮空気ＦＬに衝突し、この排気ガスＡＧおよび新鮮空気ＦＬは、続いて、混合装置１８、特に花形の混合器によって新鮮空気ＦＬの流れの方向において一緒に混合される。２つの材料の流れがほとんど完全に混合した後、混合物は、コンプレッサ入口１１を通ってディフューザ８に流入する。
【００１４】
図２は、混合装置１８、特に花形の混合器を示す。花形混合器は、その中心に流線形の芯体２５を有し、かつ、その芯体２５を取り巻く環状の混合器本体２１を有する。環状の混合器本体２１には流れガイドプレート／混合器プレート２２が装着される。
【００１５】
この混合器プレート２２の形状および配置は、可能最大限に完全な混合をもたらす手段になるものである。この目的のために、ラインの中心に位置する芯部の流れが半径方向の外側に導かれ、かつ、外側の端部に位置する２次流れが半径方向の内側に導かれることが必要である。混合器プレートを波形構造にした結果として、内向きおよび外向きの半径方向流れ成分が交互に発生し、それによって、この２つの流れの間の境界層部分が拡大され、従って、良好な混合が生起する。
【００１６】
図３は、２つの異なる材料流れの、吸気ライン１０内に配置される花形の混合器１８による混合の数値シミュレーションを示す。明確に分離した異なる温度の２つの気体流れが花形混合器の上流側に存在していることが分かる。約４７３Ｋの相対的に高温の再循環排気ガスの流れがラインの内部に位置しており、約２９７Ｋの相対的に低温の吸気空気の流れが外側の端部に位置している。２つの流れの温度の急速な均等化が混合器の直ぐ下流側で生起し、それによって、およそ約３５０Ｋ〜３９０Ｋの範囲の平均温度が発生する。
【００１７】
開示を補足するために、図における本発明の図解的表現を参照することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１  ターボチャージャ／排気ガスターボチャージャ
２  エンジン
３  排気ガス再循環ライン
４  タービン
５  コンプレッサ
６  コンプレッサホイール
７  コンプレッサハウジング
８  ディフューザ
９  コンプレッサ出口
１０  吸気ライン
１１  コンプレッサ入口
１２  排気ガス混合流入開口
１３  タービンハウジング
１４  タービンホイール
１５  ロータ軸
１６  供給ライン
１７  排気ライン
１８  混合装置、特に花形の混合器
１９  調節弁
２０  冷却器
２１  環状の混合器本体
２２  流れガイドプレート／混合器プレート
２３  混合器ブラケット
２４  ディーゼルパティキュレートフィルタ
２５  中心流れ体
２６  固定用ウェブ
２７  ガイドプレートの外側領域
ＡＧ  排気ガス
ＦＬ  新鮮空気
Ｓ  圧縮空気の流れ方向
【図１】
2010518298.tif 000003
【図２】
2010518298.tif 000004
【図３】
2010518298.tif 000005
【国際調査報告】
2010518298.tif 000006
2010518298.tif 000007
2010518298.tif 000008
2010518298.tif 000009
2010518298.tif 000010
2010518298.tif 000011