CN102146860A - 一种塑料进气歧管与egr管连接结构 - Google Patents

一种塑料进气歧管与egr管连接结构 Download PDF

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薛亚飞
张洋
王万云
何佳佳
刘庆
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Abstract

本发明提出一种塑料进气歧管与EGR管连接结构，包括塑料进气歧管和EGR管，EGR管通过连接法兰盘由螺栓连接在塑料进气歧管的EGR废气进入接口处，所述EGR废气进入接口布置在塑料进气歧管的冷空气进气通道的正后方；在所述EGR废气进入接口处设置有密封圈。在EGR管的连接端焊接有隔热套，隔热套为一喇叭形，小端口与连接端焊接，大端口通过翻边搭在塑料进气歧管的EGR废气进入接口上，由连接法兰盘压住。本发明能有效降低废气进入塑料进气歧管后的温度以及有效的隔离废气传导到塑料进气歧管上的温度并保证进气歧管的密封性。

Description

一种塑料进气歧管与EGR管连接结构
技术领域
本发明涉及一种汽车汽油机进气系统，具体涉及一种进气系统塑料进气歧管用EGR废气冷却、隔热及密封结构。
背景技术
随着汽车技术的发展，塑料进气歧管凭借重量轻、气道光滑、进气效率高、结构设计灵活、成本低等特点，已被大量应用于各种高低档汽油机上，逐渐呈现取代铝合金进气歧管的趋势。
随着人们的环保意识的加强以及越来越严格的排放法规要求，如何净化排气是当前发动机设计与制造的一个难题。废气再循环技术（EGR）是目前一个较为成熟的净化排气技术，已得到了广泛的应用。近年研究发现，EGR技术不但能净化排气同时能降低发动机泵气损失，达到提高功率降低油耗的效果，由于以上原因，越来越多的EGR技术被应用于汽油机上。
但是，在塑料进气歧管与EGR技术被应用于同一台汽油机上就遇到了难题。塑料进气歧管目前生产主要使用的材料是PA6-30GF或者PA66-30GF，这两种材料的长期使用温度应不大于130℃，如使用温度长期高于130℃，则塑料进气歧管会出现变形、加剧老化的问题，从而影响发动机的正常工作及可靠性。目前，四缸汽油机排气温度（排气歧管总管处）一般在850℃左右，在EGR使用的部分负荷工况下排气温度最高可达到750℃，废气通过EGR阀及EGR管路进入进气歧管的温度最高可到达400℃，远远高出了塑料进气歧管的可承受的最高使用温度。如果对进入塑料进气歧管的高温废气没有有效的冷却及隔热措施，则会影响塑料进气歧管的使用可靠性。因此，有效降低废气进入塑料进气歧管后的温度以及有效隔离废气传导到塑料进气歧管上的温度并保证进气歧管的密封性，成为EGR技术运用于塑料进气歧管汽油机上的一项关键技术。
发明内容
本发明为了解决EGR技术用于塑料进气歧发动机或者是塑料进气歧管用于带EGR技术的发动机上，由于从EGR阀导入到塑料进气歧管内的废气温度过高，而导致塑料进气歧管在长期使用过程中发生失效现象这一技术难题，提供一种可同时对通过EGR阀导入到塑料进气歧管内的高温废气进行冷却、隔热及密封的结构。有效降低废气进入塑料进气歧管后的温度以及有效的隔离废气传导到塑料进气歧管上的温度并保证进气歧管的密封性。
本发明提出的塑料进气歧管与EGR管连接结构包括塑料进气歧管和EGR管，EGR管通过连接法兰盘由螺栓连接在塑料进气歧管的EGR废气进入接口处，所述EGR废气进入接口布置在塑料进气歧管的冷空气进气通道的正后方；在所述EGR废气进入接口处设置有密封圈。
在所述EGR管的连接端焊接有隔热套，隔热套为一喇叭形，小端口与连接端焊接，大端口通过翻边搭在塑料进气歧管的EGR废气进入接口上，由连接法兰盘压住。所述隔热套的表面为波浪形。
所述密封圈安装在隔热套的大端口的翻边外侧，或安装在翻边内侧并落入EGR废气进入接口上的密封槽内。
所述EGR管和隔热套均采用金属材料。
本非买哪个有效降低废气进入塑料进气歧管后的温度，以及有效的隔离废气传导到塑料进气歧管上的温度，并保证进气歧管的密封性。可使用于通过EGR阀导入到塑料进气歧管的废气温度低于400℃以下的所有汽油机上，使用范围较广、成本低且可靠性较高。
本发明的EGR管、密封圈及连接法兰盘与进气歧管可在生产线上进行装配，也可集成在塑料进气歧管上进行总成供货，装配简单灵活且易于拆卸与维修。
使用本发明不需要用较长的EGR阀出管及外接专用冷却设备即可有效地解决EGR技术与塑料进气歧管技术同时使用在同一台发动机上的技术难题。
附图说明
图1塑料进气歧管用EGR废气冷却、隔热及密封结构与进气歧管装配爆炸图；
图2塑料进气歧管EGR废气冷却、隔热及密封结构工作原理示意图；
图3 EGR管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明：
如图1所示，塑料进气歧管与EGR管连接结构包括有塑料进气歧管4、EGR管2、连接法兰盘1、橡胶密封圈3等，它们的装配顺序为：先将橡胶密封圈3装配到塑料进气歧管4上的EGR接口密封槽42内，再将EGR管2插入到塑料进气歧管4上的EGR废气进入接口43内，最后通过螺栓5将连接法兰盘1与塑料进气歧管4进行固定。
具体工作原理如图2所示：
1、冷却功能的实现：通过合理的布置EGR废气进入接口43的位置来实现冷却进入到塑料进气歧管4内的高温废气的作用。
本发明中塑料进气歧管4上的EGR废气进入接口43布置在冷空气进气通道41正后方，高温废气（如图中粗线箭头所示）通过EGR管2进入塑料进气歧管4内，与通过冷空气进气通道41进入塑料进气歧管4内的大量新鲜冷空气（如图中细线箭头所示）混合，混合后的气体温度可由之前的150℃-400℃（EGR率按照2%-10%计算）降至40℃-80℃之间，从而起到了对进入塑料进气歧管4内的高温废气冷却作用，避免了塑料进气歧管4长期与高温气体接触而失效。
2、隔热功能的实现：使用特殊结构的EGR管2来降低高温废气通过EGR管2辐射及传导到塑料进气歧管4上的温度。
本发明的EGR管2由连接端21（材料：钢）与隔热套22（材料：钢）两部分通过焊接而成，如图3所示。隔热套22为一喇叭形，小端口与连接端21焊接，大端口通过翻边搭在塑料进气歧管的EGR废气进入接口43上，由连接法兰盘1压住。这样，连接端21与隔热套22之间有一空腔23，由此增大了连接端21在空气中的冷却面积可有效降低高温废气通过EGR管2的热辐射而传递到塑料进气歧管4上的EGR废气进入接口43壁面的温度。隔热套22设计为表面为波浪形的曲折结构，增大热传导距离，可很大程度上降低高温废气通过隔热套与塑料进气歧管接触面24传导到塑料进气歧管4上的温度。经过CAE分析得知，高温废气（一般在150℃-400℃之间，EGR率按照2%-10%计算）通过EGR管2传导到塑料进气歧管4的温度低于60℃，可满足塑料进气歧管4的长期正常使用要求。
3、密封功能的实现：本发明通过橡胶密封圈3来实现EGR管2与塑料进气歧管4的密封，如图2所示。EGR管2通过连接法兰盘1被固定在塑料进气歧管4上，EGR管2与塑料进气歧管4之间安装有橡胶密封圈3，通过保证橡胶密封圈3的有效压缩量（一般设计为1.2mm到1.5mm之间）即可实现密封功能。

Claims (5)

1.一种塑料进气歧管与EGR管连接结构，其包括塑料进气歧管（4）和EGR管（2），其特征在于：所述EGR管（2）通过连接法兰盘（1）由螺栓连接在塑料进气歧管（4）的EGR废气进入接口（43）处，所述EGR废气进入接口（43）布置在塑料进气歧管（4）的冷空气进气通道（41）的正后方；在所述EGR废气进入接口（43）处设置有密封圈（3）。
2.根据权利要求1所述的塑料进气歧管与EGR管连接结构，其特征在于：在所述EGR管（2）的连接端（21）焊接有隔热套（22），隔热套（22）为一喇叭形，小端口与连接端（21）焊接，大端口通过翻边搭在塑料进气歧管的EGR废气进入接口（43）上，由连接法兰盘（1）压住。
3.根据权利要求2所述的塑料进气歧管与EGR管连接结构，其特征在于：所述隔热套（22）的表面为波浪形。
4.根据权利要求2或3所述的塑料进气歧管与EGR管连接结构，其特征在于：所述密封圈（3）安装在隔热套（22）的大端口的翻边外侧，或安装在翻边内侧并落入EGR废气进入接口上的密封槽（42）内。
5.根据权利要求1、2或3所述的塑料进气歧管与EGR管连接结构，其特征在于：所述EGR管（2）和隔热套（22）均采用金属材料。
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