CN108317023B - Egr混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EGR混合装置，其包括EGR混合器、EGR阀和EGR注入管；所述EGR混合器的左端形成进气接管；在所述EGR混合器的右端形成有EGR进气管，在所述EGR混合器的右端还形成EGR阀壳体，所述进气接管和EGR阀壳体之间的EGR混合器形成有EGR出气管，所述EGR出气管和EGR进气管均与所述EGR阀壳体连通；所述EGR混合器上形成有EGR注入管腔；所述EGR注入管设置于所述EGR注入管腔内。本发明的EGR混合装置，通过功能集成方案，减少了零部件数量，降低成本，提高可靠性；在结构上紧凑，节约了布置空间，为发动机和整车布置提供了足够的设计空间；EGR注入管极大地提高了EGR混合均匀性，满足了整机对EGR混合系统的性能要求。
Description
技术领域
本发明属于发动机设计领域，应用在中重型柴油机上，涉及一种功能集成EGR混合装置。
背景技术
随着排放法规和油耗法规的升级，发动机需要增加EGR系统，以满足发动机低排放和低油耗的要求。废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculation)简称EGR，是将柴油机或汽油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。
EGR混合装置由进气系统和废气系统两大部分组成。进气系统主要由进气接管组成，其功能包括导入空气，包容并保持新鲜空气的稳定，废气与新鲜空气混合，将混合好的进气导入进气歧管参与发动机系统的燃烧。废气系统主要由EGR阀和EGR进出气管组成，其功能包括导入废气，包容并保持废气的稳定，由EGR阀控制并导出废气，将废气导入进气系统与新鲜空气混合。
传统的EGR混合方式是进气系统和废气系统完全独立，进气系统由进气接管、接管螺栓及密封垫组成。废气系统由EGR导入管，EGR阀壳体，EGR阀壳体支架，EGR阀导出管，以及废气系统连接必须有的螺栓、卡箍和密封垫等组成。
传统的EGR混合方式主要缺点是组成零件太多，成本高，可靠性差，EGR 混合效果不好等缺点。同时各个功能零件的连接和密封需要增加一些标准件，也带来了成本的提升。
随着EGR系统的引入给整个发动机的布置带来了困难，EGR系统组成零件众多，每个零件都有位置、强度和工作温度的要求，在有限的布置空间内和诸多布置要求，使传统的EGR混合方式在整机的布置变得极为困难。
在EGR导入方式传统上一般采用EGR系统与进气系统直连的方式，这导致 EGR进入进气系统后贴着进气管壁面流动，EGR与新鲜空气混合效果不佳，EGR 均匀性差，影响发动机的排放。
发明内容
本发明目的是提供一种EGR混合装置，其将EGR阀壳体、EGR进气管、EGR 出气管及进气接管全部集成在一起，同时为了提高EGR混合均匀性，满足发动机排放需求，增加了EGR注入管的设计，极大地提高了EGR混合的均匀性。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种EGR混合装置，其包括EGR 混合器、EGR阀和EGR注入管；
所述EGR混合器的左端形成进气接管，所述进气接管的一端为空气进入口，所述进气接管的另一端为混合气体排出口；
在所述EGR混合器的右端形成有EGR进气管，在所述EGR混合器的右端还形成EGR阀壳体，所述进气接管和EGR阀壳体之间的EGR混合器形成有EGR出气管，所述EGR出气管和EGR进气管均与所述EGR阀壳体连通，当所述EGR阀壳体内设置有EGR阀时，所述EGR阀设置于所述EGR出气管和EGR进气管之间，从而通过EGR阀调节从EGR进气管进入到EGR出气管中的EGR废气的流量；
所述EGR混合器上形成有EGR注入管腔；
所述EGR注入管设置于所述EGR注入管腔内，并且所述EGR注入管包括连接管和端盖，所述连接管固定于端盖上，并且所述端盖固定于所述EGR混合器上，并且可以密封所述EGR注入管腔的一端开口；所述连接管的侧壁上形成有通孔，以通过所述通孔将所述连接管与所述EGR注入管连通；所述连接管远离所述端盖的一端插入所述进气接管内。
可选的，所述进气接管包括水平段部和圆弧段部，沿所述进气接管内的气体流动方向，所述水平段部位于所述圆弧段部的上游侧。
可选的，所述进气接管的空气进入口开口方向向左，所述混合气体排出口的开口方向向下。
可选的，所述EGR出气管7与所述进气接管的圆弧段部的走向大致相同。
可选的，所述EGR注入管腔分别于所述EGR出气管与所述进气接管的圆弧段部连通。
可选的，所述连接管远离所述端盖的一端插入所述进气接管的圆弧段部内。
可选的，所述连接管的出气口的平面与所述连接管的轴线不垂直，并且，所述通孔穿过所述连接管上的最短的母线，并且关于该母线对称。
可选的，所述连接管的出气口的平面与所述连接管的轴线成45°。
可选的，沿所述进气接管内的气体的流动方向，所述EGR注入管的连接管的最长的母线位于所述连接管最短的母线的上游侧。
可选的，所述连接管的出气口的管壁与所述进气接管的内壁之间具有一预定距离。
本发明具有如下有益效果：本发明的EGR混合装置，通过功能集成方案，减少了零部件数量，降低成本，提高可靠性；在结构上紧凑，节约了布置空间，为发动机和整车布置提供了足够的设计空间；EGR注入管极大地提高了EGR混合均匀性，满足了整机对EGR混合系统的性能要求。
附图说明
图1为本发明的EGR混合装置的结构示意图；
图2为本发明的EGR混合装置的结构示意图；
图3为图2的X-X剖视结构示意图；
图4为本发明的EGR混合装置的工作原理图；
图5为本发明的EGR注入管的结构示意图；
图中标记示意为：1-EGR混合器；2-EGR阀；3-EGR注入管；4-EGR进气管；5-EGR阀壳体；6-EGR注入管腔；7-EGR出气管；8-进气接管；9-EGR废气； 10-新鲜空气；11-混合气；12-通孔；13-出气面；14-内芯支撑芯头；15-出气面倾角；16-进气管出口；17-端盖；18-连接管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种EGR混合装置，采用功能集成和结构集成的思想，并包括EGR混合器、EGR阀和EGR注入管。
所述EGR混合器是本实施例的EGR混合装置的核心，其主要功能是导入EGR 废气9和新鲜空气10，从而形成混合气并导出，同时EGR混合器上还有安装并支撑EGR阀和EGR注入管的功能。
本实施例中，所述EGR混合器的左端形成进气接管8，所述进气接管的一端为空气进入口，所述进气接管的另一端为混合气体排出口；并且，所述进气接管包括水平段部和圆弧段部，沿所述进气接管8内的气体流动方向，所述水平段部位于所述圆弧段部的上游侧，即新鲜空气10从进气接管的水平段部进入所述进气接管，并且在所述圆弧段部内与EGR废气混合。
由于所述圆弧段部的存在，本实施例中，所述进气接管的空气进入口开口方向向左，所述混合气体排出口的开口方向向下。
在所述EGR混合器的右端形成有EGR进气管，在所述EGR混合器的右端还形成EGR阀壳体，所述进气接管8和EGR阀壳体之间的EGR混合器形成有EGR 出气管7，所述EGR出气管7和EGR进气管均与所述EGR阀壳体连通，当所述 EGR阀壳体内设置有EGR阀时，所述EGR阀设置于所述EGR出气管7和EGR进气管之间，从而通过EGR阀调节从EGR进气管4进入到EGR出气管7中的EGR 废气的流量，即EGR阀根据发动机工况精确调整EGR流量。
更优选地，所述EGR出气管7与所述进气接管的圆弧段部的走向大致相同，并且所述EGR混合器上形成有EGR注入管腔6，所述EGR注入管腔6分别于所述EGR出气管7与所述进气接管8的圆弧段部连通。
所述EGR注入管3设置于所述EGR注入管腔6内，并且所述EGR注入管包括连接管和端盖，所述连接管固定于端盖上，并且所述端盖可以通过螺钉固定于所述EGR混合器上，并且可以密封所述EGR注入管腔6的一端开口。
所述连接管的侧壁上形成有通孔，以通过所述通孔将所述连接管与所述EGR注入管连通。
所述连接管远离所述端盖的一端插入所述进气接管8的圆弧段部，并且，所述连接管远离所述端盖的一端被与所述连接管的轴线成45°(出气面倾角) 的斜面切割，形成出气面(连接管出气口的平面)，所述通孔穿过所述连接管上的最短的母线，并且关于该母线对称。
当所述EGR注入管3设置于所述EGR注入管腔6内时，沿所述进气接管内的气体的流动方向，所述EGR注入管3的连接管的最长的母线位于所述连接管最短的母线的上游侧。
所述EGR注入管在EGR混合装置中对EGR混合均匀性起到至关重要的作用。相对于传统的EGR混合方式，本实施例的EGR注入管EGR混合均匀性可以提高一倍以上，能够满足低排放高性能发动机对EGR混合的需求。EGR注入管3的出气面(连接管的出气口的平面)13深入到进气接管8内部，出气面13与进气接管8内壁没有接触(所述连接管的出气口的管壁与所述进气接管的内壁之间具有一预定距离)，保证了EGR废气9不会沿着进气接管8的壁面流动。EGR 废气9在连接管的通孔12导入，在EGR注入管3内部产生一个180°回转，通过调整出气面倾角15控制EGR废气方向，使EGR废气9和新鲜空气10的进气方向大致一致，达到提高EGR混合均匀性的目的。通过计算机仿真结果显示，EGR废气9在进气接管中部进入，混合效果达到预期。
本发明的EGR混合装置能够使EGR进气管4、EGR阀壳体5和EGR注入管腔 6直接相连，没有中间的过渡和外部连接，减少了零件数量，节约成本；同时没有连接结构避免了泄露问题，提高了系统可靠性；在结构集成上EGR阀壳体 5与进气接管8铸造在一起，二者共用壁厚，降低重量，节约成本。同时在空间上也更为紧凑，为发动机和整车布置提供了足够的设计空间。
本实施例的EGR混合器，在功能集成的同时考虑零件的工艺性能，铸造内芯有三个内芯支撑芯头14，方便内芯支撑，降低了废品率。
当本发明的EGR混合装置在使用时，EGR废气9由EGR进气管4进入，经过EGR阀壳体5和EGR阀2，EGR阀根据发动机工况精确调整EGR流量，EGR废气9再通过EGR出气管7进入EGR注入管3。EGR注入管3将EGR废气9导入新鲜空气10，两股气流形成混合气11在进气管出口处进入发动机。
本发明的EGR混合装置，其EGR注入管EGR混合均匀性可以提高一倍以上，能够满足低排放高性能发动机对EGR混合的需求。
所述EGR阀精确调整EGR流量，与进气接管内新鲜空气混合，匹配合适的 EGR率满足发动机排放需求。
本发明是一种先进的EGR混合技术，通过功能集成方案，减少了零部件数量，降低成本，提高可靠性。高集成方案在结构上紧凑，节约了布置空间，为发动机和整车布置提供了足够的设计空间。EGR注入管极大地提高了EGR混合均匀性，满足了整机对EGR混合系统的性能要求。
本发明的EGR混合装置，运用集成化的设计理念，达到了高集成，高效能的效果。其具有体积小、重量轻、成本低、方便整机布置等优点。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种EGR混合装置，其特征在于，包括EGR混合器、EGR阀和EGR注入管；
所述EGR混合器的左端形成进气接管，所述进气接管的一端为空气进入口，所述进气接管的另一端为混合气体排出口；
在所述EGR混合器的右端形成有EGR进气管，在所述EGR混合器的右端还形成EGR阀壳体，所述进气接管和EGR阀壳体之间的EGR混合器形成有EGR出气管，所述EGR出气管和EGR进气管均与所述EGR阀壳体连通，当所述EGR阀壳体内设置有EGR阀时，所述EGR阀设置于所述EGR出气管和EGR进气管之间，从而通过EGR阀调节从EGR进气管进入到EGR出气管中的EGR废气的流量；
所述EGR混合器上形成有EGR注入管腔；
所述EGR注入管设置于所述EGR注入管腔内，并且所述EGR注入管包括连接管和端盖，所述连接管固定于端盖上，并且所述端盖固定于所述EGR混合器上，并且密封所述EGR注入管腔的一端开口；所述连接管的侧壁上形成有通孔，以通过所述通孔将所述连接管与所述EGR出气管连通；所述连接管远离所述端盖的一端插入所述进气接管内；所述连接管的出气口的管壁与所述进气接管的内壁之间具有一预定距离。
2.根据权利要求1所述的EGR混合装置，其特征在于，所述进气接管包括水平段部和圆弧段部，沿所述进气接管内的气体流动方向，所述水平段部位于所述圆弧段部的上游侧。
3.根据权利要求2所述的EGR混合装置，其特征在于，所述进气接管的空气进入口开口方向向左，所述混合气体排出口的开口方向向下。
4.根据权利要求3所述的EGR混合装置，其特征在于，所述EGR出气管与所述进气接管的圆弧段部的走向大致相同。
5.根据权利要求4所述的EGR混合装置，其特征在于，所述EGR注入管腔分别与所述EGR出气管与所述进气接管的圆弧段部连通。
6.根据权利要求2所述的EGR混合装置，其特征在于，所述连接管远离所述端盖的一端插入所述进气接管的圆弧段部内。
7.根据权利要求6所述的EGR混合装置，其特征在于，所述连接管的出气口的平面与所述连接管的轴线不垂直，并且，所述通孔穿过所述连接管上的最短的母线，并且关于该母线对称。
8.根据权利要求7所述的EGR混合装置，其特征在于，所述连接管的出气口的平面与所述连接管的轴线成45°。
9.根据权利要求8所述的EGR混合装置，其特征在于，沿所述进气接管内的气体的流动方向，所述EGR注入管的连接管的最长的母线位于所述连接管最短的母线的上游侧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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