CN110425059A - 一种egr混合器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种EGR混合器，包括尾部组件，所述尾部组件包括：尾部壳体，所述尾部壳体具有流通孔；转动叶片，转动连接于所述尾部壳体的流通孔中。当混合气体进入EGR混合器中，转动叶片随混合气体的流速配合转动，特别是高速气流，减小了对高速气流的阻碍，提高了混合效果。

Description

一种EGR混合器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种EGR混合器。

背景技术

EGR(Exhaust Gas Recirculation的英文简称，中文含义为废气再循环)，是将发动机排出的废气重新引入进气管和新鲜气体混合后进入燃烧室进行燃烧，此举有效可降低发动机NOx排放。EGR混合器是一种用于发动机排出的废气与新鲜空气混合的装置。

现有的EGR混合器的尾部结构为固定式叶片结构，单纯通过气流流经EGR混合器的尾部结构使气流混合。在发动机运行时，若过量空气系数高，EGR废气流量大，流速高，在经过EGR混合器的尾部结构时，会对气流产生显著地阻碍效果，导致气流紊乱加剧，混合效果变差。

综上所述，如何解决EGR混合器的尾部结构阻碍高速气流，导致混合效果较差的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种EGR混合器，以减小对高速气流的阻碍，提高混合效果。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种EGR混合器，包括尾部组件，所述尾部组件包括：

尾部壳体，所述尾部壳体具有流通孔；

转动叶片，转动连接于所述尾部壳体的流通孔中。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述尾部组件还包括动力部件和传动部件，所述动力部件与尾部壳体固定，所述动力部件与所述转动叶片通过所述传动部件传动连接，所述动力部件根据进气参数和发动机工况驱动所述转动叶片转动。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述转动叶片为无轴转动叶片。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述传动部件包括：

外齿圈，转动设置于所述尾部壳体的齿轮室中，所述转动叶片固定于所述外齿圈的内圈中；

主动齿轮，与所述动力部件的输出端连接，所述主动齿轮与所述外齿圈啮合；

支撑齿轮，转动设置于所述齿轮室中，所述支撑齿轮与所述外齿圈啮合。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述外齿圈为锥齿圈，所述主动齿轮和所述支撑齿轮均为锥齿轮，所述锥齿轮的小径端朝向气流进气方向。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述支撑齿轮为多个，且所述支撑齿轮和所述主动齿轮沿所述外齿圈的圆周均布。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述转动叶片具有转动轴，所述转动轴与所述动力部件通过所述传动部件传动连接。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述动力部件为无极变速电机。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述转动叶片的圆周侧设置有挡板，所述挡板的轴向尺寸大于所述转动叶片的轴向尺寸。

优选地，在上述的EGR混合器中，所述尾部壳体的位于所述转动叶片的前部设置有导流结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的EGR混合器的尾部组件包括尾部壳体和转动叶片，转动叶片转动连接于尾部壳体的流通孔中。因此，当混合气体进入EGR混合器中，转动叶片随混合气体的流速配合转动，特别是高速气流，减小了对高速气流的阻碍，提高了混合效果。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种EGR混合器的尾部组件的主视示意图；

图2为图1中的尾部组件的侧视示意图；

图3为图1中的尾部组件的立体结构示意图；

图4为图1中的尾部组件的内部传动部件的结构示意图；

图5为图1中的尾部组件的轴向截面的结构示意图；

图6为图1中的尾部组件的分解结构示意图。

其中，1为尾部壳体、11为壳体主体、12为法兰端、13为齿轮室、2为转动叶片、21为挡板、3为动力部件、4为传动部件、41为主动齿轮、42为外齿圈、43为支撑齿轮。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种EGR混合器，减小了对高速气流的阻碍，提高了混合效果。

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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，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。

请参考图1，本发明实施例提供了一种EGR混合器，包括尾部组件，其中，尾部组件包括尾部壳体1和转动叶片2，尾部壳体1具有流通孔；转动叶片2转动连接于尾部壳体1的流通孔中。

当混合气体进入EGR混合器中，混合气体经流通孔经过转动叶片2时，转动叶片2随混合气体的流速配合转动，与现有的固定式叶片相比，减小了对气流的阻碍，特别是减小了对高速气流的阻碍，提高了混合效果。

如图2-图6，进一步地，在本实施例中，尾部组件还包括动力部件3和传动部件4，动力部件3与尾部壳体1固定，动力部件3与转动叶片2通过传动部件4传动连接，动力部件3根据进气参数和发动机工况驱动转动叶片2转动。其中，进气参数为混合气体的压力和流量，发动机工况为发动机转速和扭矩。

通过动力部件3根据进气参数和发动机工况主动驱动转动叶片2的转动，能够更好地配合混合气体的流通混合以及提供辅助增压的功能。

具体工作过程和原理为：发动机进行废气再循环时，还用到了增压器，目前的增压器由于叶轮结构的限制，增压器很难兼顾到发动机低速大扭矩和高速高负荷的工况，现在以一款无法满足低速大扭矩要求的发动机机型举例进行说明。当发动机运行在低速大扭矩工况的时候，增压器难以提供足够的发动机进气量及进气压力，EGR混合器内的传感器测得现有的混合气压力值，反馈至控制器，控制器计算出目前所差的进气压力，根据压力差控制动力部件3驱动转动叶片2转动，通过控制转动叶片2的转速，实现对混合气体的优化混合及对混合气体实现辅助增压作用，以便满足发动机当前工况下的进气压力及进气量。这样就可以实现对增压器的补充增压，对该机型全转速内的运行起到了很好的补充作用。

当该款发动机运行在高速工况下时，增压器提供的本身进气压力及进气量就足够，此时控制器检验出混合气压力值已大于或等于所需的进气压力值，控制器控制动力部件3调节转动叶片2的转速，使转动叶片2的转速控制在一个既不增压又不阻碍的范围，此时的EGR混合器仅仅起到搅动气流，混流不阻流的效果，显著地提高优化混合效果的作用。

该EGR混合器的控制逻辑如下：控制器依据预设的发动机工况与进气压力、进气流量的关系作为标定条件，在确定了发动机工况的条件下，判断在该发动机工况下，增压器的增压压力和进气流量是否满足发动机工况要求，如果不满足，则根据压力差值和进气流速控制动力部件3调节转动叶片2的转速，进而起到增压混流且不阻流的效果，如果满足，则根据进气流速控制动力部件3调节转动叶片2的转速，达到单纯不阻流的效果。若运行过程中发现动力部件3的功率超载，则发动机降速报警，保护动力部件3不过载。在开始混合辅助增压时，发现工况改变，压力需改变，该闭环控制逻辑可指导EGR混合器进一步的优化进行辅助增压混合。

进一步地，在本实施例中，转动叶片2为无轴转动叶片，通过无轴转动叶片增大了混合气体的流通面积，能够保证更好地流通，减小振动。

具体地，对于无轴转动叶片的驱动，本实施例提供了一种传动部件4，其包括外齿圈42、主动齿轮41和支撑齿轮43；其中，外齿圈42转动设置于尾部壳体1的齿轮室13中，转动叶片2固定于外齿圈42的内圈中；主动齿轮41与动力部件3的输出端连接，且主动齿轮41位于齿轮室13中，并与外齿圈42啮合；支撑齿轮43转动设置于齿轮室13中，支撑齿轮43与外齿圈42啮合，用于转动支撑外齿圈42。

如此设置，动力部件3带动主动齿轮41转动，主动齿轮41带动外齿圈42转动，由于转动叶片2固定于外齿圈42的内圈中，因此，带动转动叶片2一起转动，实现了动力部件3驱动无轴转动叶片转动。动力部件3的输出功率不同，驱动转动叶片2的转速不同。

进一步地，在本实施例中，外齿圈42为锥齿圈，主动齿轮41和支撑齿轮43均为锥齿轮，锥齿轮的小径端朝向气流进气方向。通过锥齿圈和锥齿轮的配合提供了一定的轴向限位的作用力，保证了外齿圈42、主动齿轮41和支撑齿轮43的可靠啮合传动。当然，也可以采用直齿轮，通过其它轴向限位结构进行限位。

为了提高外齿圈42的转动稳定性，在本实施例中，支撑齿轮43为多个，且支撑齿轮43和主动齿轮41沿外齿圈42的圆周均布。优选地，本实施例中的支撑齿轮43的数量为两个，与主动齿轮41呈等边三角形布置于外齿圈42的圆周上。当然，支撑齿轮43的数量还可以为一个、三个、四个等更多个。

除了采用无轴转动叶片外，转动叶片2还可以具有转动轴，转动轴与动力部件3通过传动部件4传动连接。相应地，传动部件4优选为齿轮组。与无轴转动叶片相比，有轴转动叶片的流通面积相对减小，流通效果不如无轴转动叶片。

在本实施例中，转动叶片2的变速过程可能会要求转速并非整数，因此，动力部件3优选采用无机变速电机，使用无级变速电机来保证更准确更合理的增压及混合。

如图5所示，在本实施例中，转动叶片2的圆周侧设置有挡板21，挡板21为环形，挡板21的轴向尺寸大于转动叶片2的轴向尺寸，挡板21将转动叶片2罩住，减少气流从转动叶片2的圆周侧流出。同时，由于转动叶片2部分轴向伸出尾部壳体1进入到紧邻的另一法兰连接件中，通过挡板21与法兰连接件的安装配合，提高了装配和运行的可靠性。

进一步地，在本实施例中，尾部壳体1的位于转动叶片2的前部设置有导流结构。由于转动叶片2的前部气流越紊乱，混合效果越差，因此，在设置导流结构，保证更好的混合效果，导流方式可多样，例如沿流通孔的轴向延伸设置于内壁上的导向块，流通孔的内壁沿圆周方向布置多个导向块。

在本实施例中，尾部壳体1包括壳体主体11和法兰端12，壳体主体11具有流通孔，法兰端12设置有齿轮室13，转动叶片2和传动部件4均设置于法兰端12中，通过法兰端12方便与EGR混合器的其它部件连接。优选地，在法兰端12与其它部件连接的位置设置有密封圈或密封垫片，提高密封性能。

为了提高传动部件4的运行可靠性，在齿轮室13内填充有润滑脂，减小振动和摩擦，提高使用寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (10)

1.一种EGR混合器，包括尾部组件，其特征在于，所述尾部组件包括：

尾部壳体，所述尾部壳体具有流通孔；

转动叶片，转动连接于所述尾部壳体的流通孔中。

2.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述尾部组件还包括动力部件和传动部件，所述动力部件与尾部壳体固定，所述动力部件与所述转动叶片通过所述传动部件传动连接，所述动力部件根据进气参数和发动机工况驱动所述转动叶片转动。

3.根据权利要求2所述的EGR混合器，其特征在于，所述转动叶片为无轴转动叶片。

4.根据权利要求3所述的EGR混合器，其特征在于，所述传动部件包括：

外齿圈，转动设置于所述尾部壳体的齿轮室中，所述转动叶片固定于所述外齿圈的内圈中；

主动齿轮，与所述动力部件的输出端连接，所述主动齿轮与所述外齿圈啮合；

支撑齿轮，转动设置于所述齿轮室中，所述支撑齿轮与所述外齿圈啮合。

5.根据权利要求4所述的EGR混合器，其特征在于，所述外齿圈为锥齿圈，所述主动齿轮和所述支撑齿轮均为锥齿轮，所述锥齿轮的小径端朝向气流进气方向。

6.根据权利要求4所述的EGR混合器，其特征在于，所述支撑齿轮为多个，且所述支撑齿轮和所述主动齿轮沿所述外齿圈的圆周均布。

7.根据权利要求2所述的EGR混合器，其特征在于，所述转动叶片具有转动轴，所述转动轴与所述动力部件通过所述传动部件传动连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的EGR混合器，其特征在于，所述动力部件为无极变速电机。

9.根据权利要求1-7任一项所述的EGR混合器，其特征在于，所述转动叶片的圆周侧设置有挡板，所述挡板的轴向尺寸大于所述转动叶片的轴向尺寸。

10.根据权利要求1-7任一项所述的EGR混合器，其特征在于，所述尾部壳体的位于所述转动叶片的前部设置有导流结构。