CN103352774A - 一种气体充分混合结构以及废气再循环系统 - Google Patents

一种气体充分混合结构以及废气再循环系统 Download PDF

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高巧
孟祥山
黄宝科
胡必谦
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Abstract

本发明公开了一种气体充分混合结构以及废气再循环系统，气体充分混合结合包括第一管体和第二管体，第一管体包括外部段以及插入至第二管体内腔中的内部段，第一管体与第二管体密封固连；内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°；内部段的长度L在1/4第二管体内径和3/4第二管体内径之间；内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口。本发明通过设置EGR废气引入方向与EGR废气出口处的新鲜空气流入方向的夹角，废气导向管插入进气歧管内的深度，以及废气导向管出口处的斜切口形状，使得EGR废气与新鲜空气可以充分混合，充分混合的气体进入各个气缸，可以保证发动机正常工作。

Description

一种气体充分混合结构以及废气再循环系统
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气体充分混合结构以及废气再循环系统。
背景技术
随着汽车尾气排放要求的日益提高，EGR（Exhaust Gas Recycle，废气再循环）方案是降低发动机NOx排放的有效途径，其工作原理是将一部分废气通过进气歧管引入到气缸，由于废气成分中含有H2O、CO2，使混合气热容量提高，从而使燃烧最高温度下降，NOx排出浓度减小。为了促进废气和新鲜空气的混合，达到良好的净化效果，各种EGR进气管路应运而生，常见的方式如图1和图2所示，在所述进气歧管100的进口部管体101处开设有一个与进口部管体101内腔相连通的接头102，EGR废气导向管1的一端连接EGR废气排放通道，另一端通过法兰盘300与所述接头102固连，直接将来自发动机排气管的废气引入进气歧管100内，与来自进气歧管100的进口部管体101的新鲜空气混合。此种EGR进气管路虽然结构简单，容易操作，但这种结构的缺陷是，不利于新鲜空气与废气的充分混合，尤其是当进气流速较快时，废气直接进入某个气缸，从而导致此缸新鲜空气量不足，影响发动机正常工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种气体充分混合结构以及废气再循环系统。
为实现上述目的，所述气体充分混合结构，包括第一管体和第二管体，其特点是，所述第一管体包括外部段以及插入至所述第二管体内腔中的内部段，所述第一管体与第二管体密封固连；其中，
所述内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°；
所述内部段的长度L满足：1/4d＜L＜3/4d，其中，d为所述第二管体的内径；
所述内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口。
优选的是，所述内部段为直管体。
优选的是，所述内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为90°。
优选的是，所述内部段的长度L为1/2d。
所述废气再循环系统，包括废气导向管和进气歧管，其特点是，所述废气导向管包括外部段以及插入至所述进气歧管的进口部管体内腔中的内部段，所述废气导向管与进气歧管的进口部管体密封固连；其中，
所述内部段的端口的进气方向与进气歧管的进口部管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°；
所述内部段的长度L满足：1/4d＜L＜3/4d，其中，d为所述进气歧管的进口部管体的内径；
所述内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口。
优选的是，所述内部段为直管体。
优选的是，所述内部段的端口的进气方向与进气歧管的进口部管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为90°。
优选的是，所述内部段的长度L为1/2d。
优选的是，所述进气歧管的进口部管体的外侧壁上设置有法兰面，所述废气导向管通过套设并固装在其外侧壁上的法兰盘以及所述法兰面与所述进气歧管的进口部管体密封固连。
优选的是，所述废气导向管通过压装方式与进气歧管的进口部管体密封固连。
优选的是，所述进气歧管的进口部管体上插入有废气导向管的位置与进气歧管沿进气方向的第一个拐弯处间隔一定距离。
本发明的有益效果在于，本发明通过设置EGR废气引入方向与EGR废气出口处的新鲜空气流入方向的夹角，废气导向管插入进气歧管内的深度，以及废气导向管出口处的斜切口形状，使得EGR废气与新鲜空气可以充分混合，充分混合的气体进入各个气缸，可以保证发动机正常工作。
附图说明
图1示出了现有技术中EGR进气管路的结构示意图。
图2示出了图1中所示的废气导向管与进气歧管的进口部管体配合连接的结构示意图。
图3为本发明所述的废气再循环系统的结构剖面示意图。
图4示出了图3中所示的废气导向管的结构剖面示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的一个实施例中，所述气体充分混合结构，包括第一管体和第二管体，所述第一管体包括外部段以及插入至所述第二管体内腔中的内部段，所述内部段优选为直管。所述第一管体与第二管体密封固连。
特别地，所述内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°，从而，第一管体内的气体与第二管体内的气体在交会处形成对冲气流，使两种气体尽可能地混合在一起，上述两进气方向的夹角优选为90°。
为增加混合效果，所述内部段的长度L（即第一管体插入至第二管体内的长度）满足：1/4d＜L＜3/4d，d为所述第二管体的内径，优选为1/2L。
另外，所述内部段的端口设计成斜切口，增加了两种气体的对冲面积。特别地，所述内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口，此种设计使得内部段内的气体进入第二管体后即可与第二管体内的气体进行混合，另外此种设计可最大化两种气体的对冲面积，增加了气体混合均匀度。
所述气体充分混合结构可用于例如氧乙炔焊接等需要使两种气体充分混合的场合。下面描述该气体充分混合结构用于发动机废气再循环场合。
图3为本发明所述的废气再循环系统的结构剖面示意图，如图3所示，所述废气再循环系统，包括废气导向管200和进气歧管100，所述废气导向管200包括外部段201以及插入至所述进气歧管100的进口部管体101内腔中的内部段202，所述内部段202优选为直管，所述外部段201的部分管体为波纹管。所述废气导向管200与进气歧管100的进口部管体101密封固连。新鲜空气通过进气歧管100的进口部管体101流入发动机汽缸中，EGR废气通过废气导向管200引入进气歧管100中与新鲜空气进行混合。
特别地，所述内部段202的端口的进气方向P2与进气歧管100的进口部管体101内流经该端口的气体的进气方向P1的夹角α为80°～110°，从而EGR废气与新鲜空气在交会处形成对冲气流，两种气体尽可能地混合在一起，上述两进气方向的夹角α优选为90°。
为增加混合效果，所述内部段202的长度L（即废气导向管200插入至进口部管体101的腔体内的长度）满足：1/4d＜L＜3/4d，其中，d为所述进气歧管100的进口部管体101的内径，优选为1/2L。值得注意的是，本实施例中的内部段202的长度L如图4所示，指的是内部段202与进口部管体101相触接处的切线103与内部段202末端的距离。
另外，如图4所示，所述内部段202的端口设计成斜切口203，增加了两种气体的对冲面积。特别地，所述内部段202的端口为自内部段202的始端延伸至内部段202的末端的斜切口203，此种设计使得EGR废气通过内部段202进入进气歧管100的进口部管体101后即可与新鲜空气进行混合，另外可最大化两种气体的对冲面积，增加了气体混合均匀度。
进一步地，所述废气导向管200与进气歧管100的进口部管体101密封固连，可通过两种方式实现，第一：所述进气歧管100的进口部管体101的外侧壁上设置有法兰面，所述废气导向管200通过套设并固装在其外侧壁上的法兰盘300以及所述法兰面与所述进气歧管100的进口部管体101密封固连。第二：所述废气导向管200通过压装方式与进气歧管100的进口部管体101密封固连。
更进一步地，如图3所示，所述进气歧管100的进口部管体上插入有废气导向管200的位置与进气歧管100沿进气方向的第一个拐弯处间隔一定距离L1，此段距离L1在实际允许范围内越长越好，可以保证EGR废气与新鲜空气继续混合，避免未混合充分的气体直接分配进入各汽缸。在本发明的一个优选实施例中距离L1设为65mm。
另外，废气导向管200的内径、进气歧管100的进口部管体101的内径，以及所述距离L1可以根据实际情况进行设定，以达到最佳混合效果。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种气体充分混合结构，包括第一管体和第二管体，其特征在于：所述第一管体包括外部段以及插入至所述第二管体内腔中的内部段，所述第一管体与第二管体密封固连；其中，
所述内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°；
所述内部段的长度L满足：1/4d＜L＜3/4d，其中，d为所述第二管体的内径；
所述内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口。
2.根据权利要求1所述的气体充分混合结构，其特征在于：所述内部段为直管体。
3.根据权利要求1或2所述的气体充分混合结构，其特征在于：所述内部段的端口的进气方向与第二管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为90°。
4.根据权利要求1或2所述的气体充分混合结构，其特征在于：所述内部段的长度L为1/2d。
5.一种废气再循环系统，包括废气导向管和进气歧管，其特征在于：所述废气导向管包括外部段以及插入至所述进气歧管的进口部管体内腔中的内部段，所述废气导向管与进气歧管的进口部管体密封固连；其中，
所述内部段的端口的进气方向与进气歧管的进口部管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为80°～110°；
所述内部段的长度L满足：1/4d＜L＜3/4d，其中，d为所述进气歧管的进口部管体的内径；
所述内部段的端口为自内部段的始端延伸至内部段的末端的斜切口。
6.根据权利要求5所述的废气再循环系统，其特征在于：所述内部段为直管体。
7.根据权利要求5所述的废气再循环系统，其特征在于：所述内部段的端口的进气方向与进气歧管的进口部管体内流经该端口的气体的进气方向的夹角为90°。
8.根据权利要求5所述的废气再循环系统，其特征在于：所述内部段的长度L为1/2d。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的废气再循环系统，其特征在于：所述进气歧管的进口部管体的外侧壁上设置有法兰面，所述废气导向管通过套设并固装在其外侧壁上的法兰盘以及所述法兰面与所述进气歧管的进口部管体密封固连。
10.根据权利要求5至8中任意一项所述的废气再循环系统，其特征在于：所述废气导向管通过压装方式与进气歧管的进口部管体密封固连。
11.根据权利要求5至8中任意一项所述的废气再循环系统，其特征在于：所述进气歧管的进口部管体上插入有废气导向管的位置与进气歧管沿进气方向的第一个拐弯处间隔一定距离。
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