CN108150317B - Egr调节装置及内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种EGR调节装置，包括连通进气管和燃烧室的EGR混合管，EGR混合管的进气管入口段设置EGR混合腔，EGR混合管的侧壁开设连通EGR混合腔的废气进口；EGR混合腔内设置沿废气进口的进气方向设置的导向管，导向管的导向端设置沿废气进口的进气方向伸出的导向杆，导向杆的伸出端设置对废气进口进行封堵的升降阀片；升降阀片包括由进气管中进气推动上移的第一闭合侧，和由废气进口的进气推动下移的第二张开侧。由升降阀片对废气进口的封堵或打开，实现EGR气体输入和避免回流，简化了结构，利用新鲜空气和废气的压差进行废气进口的封堵，EGR管路压阻较小，提高了EGR率，本发明还提供了一种内燃机。

Description

EGR调节装置及内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，更具体地说，涉及一种EGR调节装置及内燃机。

背景技术

EGR，Exhaust Gas Recirculation，是废气再循环的简称，即将一定量的废气从排气管引出，引入到进气管中与新鲜空气混合，再进入燃烧室参与燃烧，从而达到降低燃烧过程污染物NOx生成量的目的。

一般在EGR管路中单独设置单向阀部件来防止EGR废气倒流，采用结构复杂的混合器来改善EGR混合均匀性。

EGR单向阀作为独立部件，占用空间，不利于整机布置。同时，EGR单向阀压阻较大，不利于EGR率的提升。在利用混合器对EGR废气和空气混合时，EGR废气与新鲜空气混合效果不佳，尤其是混合距离较短的管路布置，混合均匀性难以保证。且混合器结构复杂压力损失高、进气阻力大。

因此，如何优化EGR的调节结构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种EGR调节装置，以优化EGR的调节结构；本发明还提供了一种内燃机。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种EGR调节装置，包括连通进气管和燃烧室的EGR混合管，所述EGR混合管的进气管入口段设置EGR混合腔，所述EGR混合管的侧壁开设连通所述EGR混合腔的废气进口；

所述EGR混合腔内设置沿所述废气进口的进气方向设置的导向管，所述导向管的导向端设置沿所述废气进口的进气方向伸出的导向杆，所述导向杆的伸出端设置对所述废气进口进行封堵的升降阀片；

所述升降阀片包括由所述进气管中进气推动上移的第一闭合侧，和由所述废气进口的进气推动下移的第二张开侧。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述导向杆包括滑动伸缩布置于所述导向管内的导向块，和伸出于所述导向块的支撑端的支撑杆，所述升降阀片架撑于所述支撑杆的支撑端。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述升降阀片包括与所述废气进口的内壁封堵配合的弧形挡板，设置于所述弧形挡板内壁的支撑轴座，所述支撑轴座内套装有支撑轴；所述支撑杆的支撑端设置与所述支撑轴套装配合的第一轴套，和沿所述支撑杆的径向伸出，对所述升降阀片的翻转进行限位的定位板。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述导向管为空心管，所述空心管的管壁上开设有多个贯穿其管壁的导气孔。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述EGR混合腔的内壁环绕所述EGR混合管的周向开设有废气导向槽，所述废气导向槽内布置有多个搭接配合，并随所述升降阀片的上升从动关闭，或随所述升降阀片的下降从动开启的旋转阀片。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述废气导向槽内架撑有驱动多个所述旋转阀片同步转动的驱动盘；

所述升降阀片和所述驱动盘之间架撑有驱动所述驱动盘动作的驱动杆，所述驱动杆的第一端设置有与所述支撑轴套装配合的第二轴套；

所述驱动盘的轴向一端伸出有连接柱，所述驱动杆的第二端设置有与所述连接柱套装配合的第三轴套。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述旋转阀片包括旋转轴和沿所述旋转轴的径向伸出的导向阀板，所述旋转轴的一端沿其径向伸出有驱动拨片，所述驱动盘的内圈开设有与所述驱动拨片的端部卡装配合的驱动卡槽。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述驱动拨片的端部为球面驱动头，所述驱动卡槽为与所述球面驱动头卡装配合的球面驱动卡槽。

优选地，在上述EGR调节装置中，所述废气导向槽内还设置有远离所述废气进口的一端，架撑所述导向管的下阀片；和靠近所述废气进口的一端，沿所述导向管伸出端的径向伸出的上阀片；所述下阀片和所述下阀片均与所述旋转阀片搭接配合。

一种内燃机，包括连通其燃烧室的进气管路和EGR管路，所述进气管路和所述EGR管路交汇于所述燃烧室的进气口，所述进气管路和所述EGR管路的交汇处设置有如上任意一项所述的EGR调节装置。

本发明提供的EGR调节装置，包括连通进气管和燃烧室的EGR混合管，EGR混合管的进气管入口段设置EGR混合腔， EGR混合管的侧壁开设连通EGR混合腔的废气进口；EGR混合腔内设置沿废气进口的进气方向设置的导向管，导向管的导向端设置沿废气进口的进气方向伸出的导向杆，导向杆的伸出端设置对废气进口进行封堵的升降阀片；升降阀片包括由进气管中进气推动上移的第一闭合侧，和由废气进口的进气推动下移的第二张开侧。新鲜空气由进气管，废气由废气进口可同时送入到EGR混合管中，在其内混合后送入燃烧室，在升降阀片下移的张开状态，废气经升降阀片的阻挡分散与新鲜空气混合，当进气管中气压大于废气进口的压力时，可推动升降阀片上移，对废气进口进行封堵，避免回流，从而使得EGR混合管同时起到了防止回流和对废气、新鲜空气混合的功能，通过将废气与新鲜空气的混合，以及防止回流的功能集中到EGR调节装置中，简化了结构，利用新鲜空气和废气的压差进行废气进口的封堵，EGR管路压阻较小，提高了EGR率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的EGR调节装置的管路连接结构示意图；

图2为本发明提供的EGR调节装置的主视图；

图3为图2进气口方向的剖视正视图；

图4为图2中EGR混合腔的横向剖视图；

图5为图2的纵向剖视图；

图6为本发明提供的EGR调节装置中升降阀片的装配图；

图7为图6中导向杆的结构图；

图8为图6中驱动杆的结构图；

图9为旋转阀片的结构示意图；

图10为驱动盘的结构示意图；

图11为旋转阀片和驱动盘的装配结构示意图；

图12为驱动杆与驱动盘的装配结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种EGR调节装置，优化了EGR的调节结构；本发明还提供了一种内燃机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，图1为本发明提供的EGR调节装置的管路连接结构示意图；图2为本发明提供的EGR调节装置的主视图；图3为图2进气口方向的剖视正视图；图4为图2中EGR混合腔的横向剖视图；图5为图2的纵向剖视图。

本案提供了一种EGR调节装置，包括连通进气管101和燃烧室103的EGR混合管102，EGR混合管102的进气管1入口段设置EGR混合腔2， EGR混合管102的侧壁开设连通EGR混合腔2的废气进口3；EGR混合腔2内设置沿废气进口3的进气方向设置的导向管8，导向管8的导向端设置沿废气进口3的进气方向伸出的导向杆81，导向杆81的伸出端设置对废气进口3进行封堵的升降阀片5；升降阀片5包括由进气管1中进气推动上移的第一闭合侧，和由废气进口3的进气推动下移的第二张开侧。新鲜空气由进气管，废气由废气进口3可同时送入到EGR混合管102中，在其内混合后送入燃烧室103，在升降阀片5下移的张开状态，废气经升降阀片5的阻挡分散与新鲜空气混合，当进气管1中气压大于废气进口3的压力时，可推动升降阀片5上移，对废气进口3进行封堵，避免回流，从而使得EGR混合管102同时起到了防止回流和对废气、新鲜空气混合的功能，通过将废气与新鲜空气的混合，以及防止回流的功能集中到EGR调节装置中，简化了结构，利用新鲜空气和废气的压差进行废气进口的封堵，EGR管路压阻较小，提高了EGR率。

导向管8架撑于EGR混合腔2内，导向杆81伸入导向管8内，沿其轴向滑移对升降阀片5的滑移方向进行导向，由于升降阀片5通过新鲜空气和废气作用到其内侧和外侧的压差推动其上下滑移，通过导向管8，避免进气口1进入的空气吹动导向杆81导致其发生侧偏，影响升降阀片5的正常闭合或开启动作。

在本案一具体实施例中，导向杆81包括滑动伸缩布置于导向管8内的导向块13，和伸出于导向块13的支撑端的支撑杆131，升降阀片5架撑于支撑杆131的支撑端。导向杆81在导向管8内滑移，将导向杆13设置包括导向块13和支撑杆131，导向块13伸入到导向管8内，其与导向管8的内径大小接近，保证滑移方向，并避免导向块13在导向管8内卡死。支撑杆131的内径小于导向块13，从而减少导向杆131与新鲜空气的接触面积，降低导向杆131受到的风阻，从而保证升降阀片5上下滑移过程中受到的阻力。

如图6-图12所示，图6为本发明提供的EGR调节装置中升降阀片的装配图；图7为图6中导向杆的结构图；图8为图6中驱动杆的结构图；图9为旋转阀片的结构示意图；图10为驱动盘的结构示意图；图11为旋转阀片和驱动盘的装配结构示意图；图12为驱动杆与驱动盘的装配结构示意图。

在本案一具体实施例中，升降阀片5包括与废气进口3的内壁封堵配合的弧形挡板11，设置于弧形挡板11内壁的支撑轴座51，支撑轴座51内套装有支撑轴10；支撑杆13的支撑端设置与支撑轴10套装配合的第一轴套132，和沿支撑杆131的径向伸出，对升降阀片5的翻转进行限位的定位板14。废气经废气进口3吹送到升降阀片5的外壁，为了提高升降阀片5对废气导流的分散性，将升降阀片5设置为弧形挡板11，同时，弧形挡板11的弧度与EGR混合腔的内壁弧度一致，保证其对废气进口3内壁的封堵密封性。

弧形挡板11的内壁设置支撑轴座51，其内套装支撑轴10，支撑杆131的端部设置第一轴套132，通过支撑杆131与支撑轴10的套装结构，使得升降阀片5与导向杆81之间可发生一定角度的扭转，降低二者之间的硬性接触作用于导向杆131上的弯折应力。支撑轴10的轴向与EGR混合腔的轴向同向，升降阀片5的翻转方向在EGR混合腔的径向平面内。同时，为了避免升降阀片5的翻转过度造成其不能正常上升对废气进口进行封堵，在支撑杆131的支撑端设置一定位板14，定位板14沿支撑杆131的径向伸出，则升降阀片5翻转一定角度后受定位板14的限位阻挡，保证上升过程中可与EGR混合腔的内壁顺利贴合。

在本案一具体实施例中，导向管8为空心管，空心管8的管壁上开设有多个贯穿其管壁的导气孔82。升降阀片5通过进气口1中新鲜空气和废气进口3的废气压差推动，上下滑移。通过在导向管8的空心结构的管壁上开设导气孔82，当新鲜空气的压力大时，新鲜空气同时通过导气孔82进入到导向管8内，提供推动支撑块13的底部的作用力，与作用于升降阀片5内侧的气压共同作用，降低升降阀片5的升降难度。

在本案一具体实施例中，EGR混合腔的内壁环绕EGR混合管的周向开设有废气导向槽31，废气导向槽31内布置有多个搭接配合，并随升降阀片5的上升从动关闭，或随升降阀片5的下降从动开启的旋转阀片7。废气通过升降阀片5的外壁的导向，分散后进入到EGR混合腔2，单独的升降阀片5使得废气仅在EGR混合腔2靠近升降阀片5的位置进行混合，难以保证废气与新鲜空气的混合效果。

在EGR混合管102的内壁环绕其周向开设一圈废气导向槽31，并在废气导向槽31内架设多个旋转阀片7，旋转阀片7闭合时，其内径与EGR混合管102的内径一致，避免产生局部压力损失。当废气与新鲜空气产生压差时，升降阀片5下降带动旋转阀片7转动张开，废气充满废气导向槽31内，由EGR混合腔2的周向的各个方向进入EGR混合腔2，从而提高废气和新鲜空气混合均匀性。

在本案一具体实施例中，废气导向槽31内架撑有驱动多个旋转阀片7同步转动的驱动盘9；升降阀片5和驱动盘9之间架撑有驱动驱动盘9动作的驱动杆12，驱动杆12的第一端设置有与支撑轴10套装配合的第二轴套121；驱动盘9的轴向一端伸出有连接柱19，驱动杆12的第二端设置有与连接柱19套装配合的第三轴套122。废气导向槽31内架撑多个旋转阀片7，通过设置驱动盘9，驱动盘9上设置带动每个旋转阀片7转动的驱动结构。

驱动盘9自身的转动通过升降阀片5的上升或下降实现。驱动盘9和升降阀片5之间设置驱动杆12，驱动杆12的两端分别设置第二轴套121和第三轴套122，第二轴套122与升降阀片5上的支撑轴10套装配合，驱动盘9厚度方向的一侧伸出连接柱19，第三轴套122与连接柱19套装配合。

升降阀片5上下滑移，通过驱动杆12带动驱动盘9发生转动，三者构成曲柄滑块结构，升降阀片5上升过程中，通过第二轴套121带动驱动杆12平移，驱动杆12通过第三轴套122带动驱动盘9转动，驱动盘9转动带动各个旋转阀片7转动闭合；同理，当升降阀片5下降时，推动驱动杆12下移，驱动杆12推动驱动盘9反向转动，转动过程中带动旋转阀片7转动开启。

在本案一具体实施例中，旋转阀片7包括旋转轴17和沿旋转轴17的径向伸出的导向阀板15，旋转轴17的一端沿其径向伸出有驱动拨片16，驱动盘9的内圈开设有与驱动拨片16的端部卡装配合的驱动卡槽18。旋转阀片7通过旋转轴17架撑于废气导向槽31的两侧壁上，驱动盘9架撑于废气导向槽31内，位于旋转阀片7的外侧，旋转轴17对应驱动盘9的安装位置，沿其轴向伸出驱动拨片16，驱动盘9的内圈开设与驱动拨片16的端部卡装配合的驱动卡槽18，驱动盘9转动过程中，通过驱动卡槽18带动驱动拨片16摆动，驱动拨片16的摆动带动旋转轴17转动，进而带动导向阀板15的转动张开或闭合。

优选地，驱动拨片16的端部为球面驱动头，驱动卡槽18为与球面驱动头卡装配合的球面驱动卡槽。为了避免驱动盘9的转动过量造成驱动拨片16由驱动卡槽18内脱出，导致旋转阀片7不能正常关闭，设置驱动拨片16的端部为球面驱动头，对应驱动卡槽18为与球面驱动头卡装配合的球面驱动卡槽，可通过球面驱动卡槽的开度对驱动卡槽18和驱动拨片16的转动进行限位，通过对升降阀片5的上升和下降的高度进行控制，以及驱动拨片16和驱动卡槽18的转动角度进行控制，二者协同保证旋转阀片动作统一，保证工作结构稳定性。

优选地，导向管8的内壁伸出有对导向杆81的下降进行限位的定位凸台6，通过定位凸台6对升降阀片5的下降距离进行控制，避免废气进气气压大于新鲜空气时，作用于升降阀片5外侧气压过大导致驱动盘9转向过度，造成驱动拨片16与驱动卡槽18之间受到较大的转动应力而分离，提高安全性。

在本案一具体实施例中，废气导向槽31内还设置有远离废气进口3的一端，架撑导向管8的下阀片71；和靠近废气进口3的一端，沿导向管8伸出端的径向伸出的上阀片72；下阀片71和上阀片72均与旋转阀片7搭接配合。旋转阀片7由驱动盘9带动转动过程中，升降阀片5由导向管8的导向上下滑移，为保证升降阀片升降方向的稳定性，需要保证导向管安装结构的稳定性。由于废气导向槽31环绕EGR混合腔2的周向开设一圈，导向管8架撑于废气导向槽31的上方，通过设置下阀片71对导向管进行安装支撑，通过设置上阀片72与旋转阀片7搭接配合，使得旋转阀片7转动闭合时，对EGR混合腔2形成密封的进气管路。导向管8与废气导向槽31连通，保证导向杆81沿导向管8轴向两端气压平衡，通过导气孔通入导气管中的新鲜空气或废气具有较小的压差时，即可推动导向杆81产生滑移。

进气管101输送新鲜空气，与EGR管路104中的废气在EGR调节装置105处混合后，通入发动机燃烧室103内。设定进气管101中气压P1，EGR管路104中气压P2，通过P1和P2的压差，当EGR管路104的压力P2大于进气管101压力P1时，EGR调节装置内、外形成一个压力差，EGR气体通过作用在升降阀片5上表面的力推动升降阀体结构下行（升降阀体下部设计有导向块13结构，保证沿导向管8运动，同时设计有定位凸台6和定位板14结构，保证升降阀体限位运动），升降阀片5下行带动驱动盘9旋转，驱动盘5旋转带动与之相连的旋转阀体7旋转（升降阀体通过驱动杆12与驱动盘9相连，驱动盘9通过驱动卡槽18与旋转阀体驱动拨片16相连），旋转阀片旋转打开一定角度，进而EGR气体从废气导向槽31周向以旋转气流的形式进入进气管，改善EGR气体与新鲜空气的混合效果.

当EGR管路104压力P2小于进气管101压力P1时（即EGR气体出现倒流），气体通过作用在升降阀片5下表面的力推动升降阀体结构上行，升降阀片5将废气进口2封堵对EGR管路104密封，同时升降阀体上行拉动驱动盘9旋转，进而带动旋转阀片7旋转，将倒流气体通路密封，防止气体倒流。以此来实现防止EGR气体倒流，改善EGR气体混合均匀性的作用

基于上述实施例中提供的EGR调节装置，本发明还提供了一种内燃机，包括连通其燃烧室的进气管路和EGR管路，该进气管路和EGR管路交汇于燃烧室的进气口，进气管路和EGR管路的交汇处设置有上述实施例中提供的EGR调节装置。

由于该内燃机采用了上述实施例的EGR调节装置，所以该内燃机由EGR调节装置带来的有益效果请参考上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种EGR调节装置，其特征在于，包括连通进气管和燃烧室的EGR混合管，所述EGR混合管的进气管入口段设置EGR混合腔，所述EGR混合管的侧壁开设连通所述EGR混合腔的废气进口；

所述EGR混合腔内设置沿所述废气进口的进气方向设置的导向管，所述导向管的导向端设置沿所述废气进口的进气方向伸出的导向杆，所述导向杆的伸出端设置对所述废气进口进行封堵的升降阀片；

所述升降阀片包括由所述进气管中进气推动上移的第一闭合侧，和由所述废气进口的进气推动下移的第二张开侧;

所述导向管架撑于EGR混合腔内，所述导向杆伸入导向管内，并沿其轴向滑移对所述升降阀片的滑移方向进行导向;

所述导向管为空心管，所述空心管的管壁上开设有多个贯穿其管壁的导气孔。

2.根据权利要求1所述的EGR调节装置，其特征在于，所述导向杆包括滑动伸缩布置于所述导向管内的导向块，和伸出于所述导向块的支撑端的支撑杆，所述升降阀片架撑于所述支撑杆的支撑端。

3.根据权利要求2所述的EGR调节装置，其特征在于，所述升降阀片包括与所述废气进口的内壁封堵配合的弧形挡板，设置于所述弧形挡板内壁的支撑轴座，所述支撑轴座内套装有支撑轴；所述支撑杆的支撑端设置与所述支撑轴套装配合的第一轴套，和沿所述支撑杆的径向伸出，对所述升降阀片的翻转进行限位的定位板。

4.根据权利要求3所述的EGR调节装置，其特征在于，所述EGR混合腔的内壁环绕所述EGR混合管的周向开设有废气导向槽，所述废气导向槽内布置有多个搭接配合，并随所述升降阀片的上升从动关闭，或随所述升降阀片的下降从动开启的旋转阀片。

5.根据权利要求4所述的EGR调节装置，其特征在于，所述废气导向槽内架撑有驱动多个所述旋转阀片同步转动的驱动盘；

所述升降阀片和所述驱动盘之间架撑有驱动所述驱动盘动作的驱动杆，所述驱动杆的第一端设置有与所述支撑轴套装配合的第二轴套；

所述驱动盘的轴向一端伸出有连接柱，所述驱动杆的第二端设置有与所述连接柱套装配合的第三轴套。

6.根据权利要求5所述的EGR调节装置，其特征在于，所述旋转阀片包括旋转轴和沿所述旋转轴的径向伸出的导向阀板，所述旋转轴的一端沿其径向伸出有驱动拨片，所述驱动盘的内圈开设有与所述驱动拨片的端部卡装配合的驱动卡槽。

7.根据权利要求6所述的EGR调节装置，其特征在于，所述驱动拨片的端部为球面驱动头，所述驱动卡槽为与所述球面驱动头卡装配合的球面驱动卡槽。

8.根据权利要求4所述的EGR调节装置，其特征在于，所述废气导向槽内还设置有远离所述废气进口的一端，架撑所述导向管的下阀片；和靠近所述废气进口的一端，沿所述导向管伸出端的径向伸出的上阀片；所述下阀片和所述下阀片均与所述旋转阀片搭接配合。

9.一种内燃机，包括连通其燃烧室的进气管路和EGR管路，其特征在于，所述进气管路和所述EGR管路交汇于所述燃烧室的进气口，所述进气管路和所述EGR管路的交汇处设置有如权利要求1-8中任意一项所述的EGR调节装置。

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