CN111561409B - Egr管及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EGR管及发动机，其中EGR管包括管体和第一挡板，管体包括进气管段、出气管段及连接进气管段和出气管段的中间稳压管段，沿垂直于气流方向，中间稳压管段的气流横截面积大于进气管段的气流横截面积。第一挡板设置于中间稳压管段内，第一挡板铰接于中间稳压管段，第一挡板上设有供气体通过的第一通气孔，第一挡板和中间稳压管段铰接位置设有供第一挡板复位的弹性复位件，当气体流速超过预设值时，第一挡板旋转打开。通过在中间稳压管段形成扩腔，且设置第一挡板，可以根据不同工况下的EGR进气脉冲形式，自动调整降脉冲方式，减小不同工况下EGR进气脉冲对进气混合效果的影响，实现更良好的进气混合，提高发动机进气混合均匀性。

Description

EGR管及发动机

技术领域

本发明涉及进气系统技术领域，特别涉及一种EGR管。本发明还涉及一种包括上述EGR管的发动机。

背景技术

EGR由于可以有效的降低排放，因此采用EGR技术成为目前发动机的常规技术手段。

发动机中各缸进气的混合均匀性是评估发动机型性能及排放的重要指标。各缸进气混合均匀性导致了各缸缸内燃油与进气混合程度的差异，进而影响着各缸的燃烧一致性，最终影响着发动机的性能与排放。

传统的发动机进气是脉冲形式，不同工况下，新鲜进气与EGR的脉冲形式是不同的，进而导致不同工况下新鲜进气与EGR的混合形式及混合程度不同。

传统的混合器形式为将EGR管的末端插入进气管中，一种是在EGR与新鲜进气交接部分设置一混合器。受EGR脉冲的影响，不同工况下混合效果差异较大，存在个别工况不满足混合均匀性的要求。

因此，如何提高发动机进气混合均匀性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种EGR管，以提高发动机进气混合均匀性。本发明的另一目的是提供一种包括上述EGR管的发动机。

为实现上述目的，本发明提供一种EGR管，包括：

管体，所述管体包括进气管段、出气管段及连接所述进气管段和所述出气管段的中间稳压管段，沿垂直于气流方向，所述中间稳压管段的气流横截面积大于所述进气管段的气流横截面积；

设置于所述中间稳压管段内的第一挡板，所述第一挡板铰接于所述中间稳压管段，所述第一挡板上设有供气体通过的第一通气孔，所述第一挡板和所述中间稳压管段铰接位置设有供所述第一挡板复位的弹性复位件，当气体流速超过预设值时，所述第一挡板旋转打开。

优选地，所述第一挡板为两个，两个所述第一挡板相对远离的两侧分别均与所述中间稳压管段铰接。

优选地，所述中间稳压管段包括形成稳压腔体的主体管段及用于封堵所述主体管段上端开口的盖板，所述盖板与所述主体管段可拆卸连接。

优选地，还包括安装轴，所述第一挡板和所述弹性复位件均套设在所述安装轴上，所述安装轴一端与所述主体管段连接，另一端与所述盖板连接，所述中间稳压管段内部设有用于限位所述第一挡板初始位置的第一限位块及用于限位所述第一挡板打开极限位置的第三限位块，所述盖板上设有用于限位所述第一挡板初始位置的第二限位块。

优选地，还包括设置在所述中间稳压管段内，且位于所述第一挡板上游的整流体，所述整流体的侧部与所述中间稳压管段周向侧壁连接。

优选地，还包括设置在所述中间稳压管段内，位于整流体上游的撞击筛板，所述撞击筛板上设有供气体通过的第二通气孔，所述撞击筛板为中心位置向远离所述整流体外凸的弧形结构。

优选地，还包括设置在所述中间稳压管段内，且位于所述撞击筛板上游的第二挡板，所述第二挡板为弧形挡板，所述两个所述弧形挡板边缘分别与所述中间稳压管段相对的两个侧壁连接，且中间形成供气体通过的通道，两个所述第一挡板的外凸弧形面正对设置。

优选地，所述撞击筛板位于所述中间稳压管段的稳压腔体的中间位置，沿气流方向与所述通道正对，且撞击筛板的相对两端与所述中间稳压管段的侧壁间隔设置。

优选地，还包括控制组件、温度传感器、加热件、设置在所述中间稳压管段底端的集水腔及设置在所述集水腔底端的伞阀，所述中间稳压管段底端设有与所述集水腔连通的过水孔，所述加热件用于加热所述集水腔，所述温度传感器测量所述集水腔内温度，所述温度传感器和所述加热件均与所述控制组件连接。

一种发动机，包括EGR管，所述EGR管为上述任一项所述的EGR管。

在上述技术方案中，本发明提供的EGR管包括管体和第一挡板，管体包括进气管段、出气管段及连接进气管段和出气管段的中间稳压管段，沿垂直于气流方向，中间稳压管段的气流横截面积大于进气管段的气流横截面积。第一挡板设置于中间稳压管段内，第一挡板铰接于中间稳压管段，第一挡板上设有供气体通过的第一通气孔，第一挡板和中间稳压管段铰接位置设有供第一挡板复位的弹性复位件，当气体流速超过预设值时，第一挡板旋转打开。

通过上述描述可知，在本申请提供的EGR管中，通过在中间稳压管段形成扩腔，且设置第一挡板，第一挡板的开合角度根据气流大小控制。可以根据不同工况下的EGR进气脉冲形式，自动调整降脉冲方式，减小不同工况下EGR进气脉冲对进气混合效果的影响，实现更良好的进气混合，进而提高发动机进气混合均匀性。

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为本发明实施例所提供的EGR管的外观轴测图；

图2为本发明实施例所提供的EGR管的外观结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的EGR管的外观侧视图；

图4为本发明实施例所提供的EGR管除去盖板后的轴测图；

图5为本发明实施例所提供的EGR管的剖视轴测图；

图6为本发明实施例所提供的EGR管的另一种视角剖视轴测图；

图7为本发明实施例所提供的EGR管中第一挡板处于初始状态的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的EGR管中第一挡板处于打开极限位置的结构示意图。

其中图1-8中：1-进气管段、2-中间稳压管段、3-出气管段、4-盖板、5-集水腔、6-第一挡板、7-整流体、8-撞击筛板、9-第二挡板、10-第一限位块、11-安装轴、12-螺栓、13-第二限位块、14-弹性复位件、15-伞阀、16-第三限位块。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种EGR管，以提高发动机进气混合均匀性。本发明的另一核心是提供一种包括上述EGR管的发动机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图8。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的EGR管，包括管体和第一挡板6，管体包括进气管段1、出气管段3及连接进气管段1和出气管段3的中间稳压管段2，沿垂直于气流方向，中间稳压管段2的气流横截面积大于进气管段1的气流横截面积。

第一挡板6设置于中间稳压管段2内，第一挡板6铰接于中间稳压管段2，第一挡板6上设有供气体通过的第一通气孔，第一挡板6和中间稳压管段2铰接位置设有供第一挡板6复位的弹性复位件14，弹性复位件14可以弹簧，弹簧内的两端分别与第一挡板6和中间稳压管段2内壁连接，当第一挡板6打开时，弹性复位件14处于压紧状态，为了使得弹簧压缩，优选弹簧内部设有相互套设的伸缩杆，伸缩杆的一端与第一挡板6铰接，伸缩缸的另一端与中间稳压管段2内壁连接。当气体流速超过预设值时，第一挡板6旋转打开。优选，当发动机处于初始位置（非工作状态），第一挡板6周边与第一稳压管段内腔侧壁抵接。

具体的，第一通气孔为多个，为了便于加工第一通气孔，优选，第一通气孔为圆孔，第一通气孔优选呈阵列排布。

如图7和图8所示，EGR由上端进入稳压腔体内部，经过稳压降脉冲后由下端流出。发动机在全负荷时，EGR流量大但脉冲相对较小，此时EGR管内压力大，EGR推动第一挡板6绕安装轴11向下转动，两个第一挡板6如同“门”一般打开，EGR经稳压腔减小一部分脉冲后，从下端流出。部分负荷时，EGR脉冲很大，但其流量相对较小，对应的压力也较小，此时的EGR压力不足以推动挡板绕安装轴11向下转动，第一挡板6复位，由于限位块的设置，使得挡板刚好在垂直左右两端壁面时，“门”关闭，此时EGR只能通过多个第一通气孔流出。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的EGR管中，通过在中间稳压管段2形成扩腔，且设置第一挡板6，第一挡板6的开合角度根据气流大小控制。可以根据不同工况下的EGR进气脉冲形式，自动调整降脉冲方式，减小不同工况下EGR进气脉冲对进气混合效果的影响，EGR管起到稳压、降低脉冲的作用，实现更良好的进气混合，进而提高发动机进气混合均匀性。并且整体结构紧凑，工作可靠，便于广泛推广使用。

在一种具体实施方式中，如图3至图8所示，第一挡板6为两个，两个第一挡板6相对远离的两侧分别均与中间稳压管段2铰接。具体的，第一挡板6和第二挡板9为两个能够开闭的门体结构。

中间稳压管段2包括形成稳压腔体的主体管段及用于封堵主体管段上端开口的盖板4，盖板4与主体管段可拆卸连接。具体的，中间稳压管段2两端与进气管段1、出气管段3过度衔接，稳压腔体为矩形结构，稳压腔体上端窗口通过盖板4封堵。具体的，盖板4与主体管段通过螺纹紧固件连接固定，具体的，螺纹紧固件可以为螺钉。通过设置可拆卸的盖板4，方便第一挡板6及弹性复位件14安装。

为了便于加工EGR管，优选，进气管段1、出气管段3和主体管段为一体成型结构。

在一种具体实施方式中，该EGR管还包括安装轴11，第一挡板6和弹性复位件14均套设在安装轴11上，安装轴11一端与主体管段连接，另一端与盖板4连接，中间稳压管段2内部设有用于限位第一挡板6初始位置的第一限位块10，盖板4上设有用于限位第一挡板6初始位置的第二限位块13。中间稳压管段2内部设有用于限位第一挡板6打开极限位置的第三限位块16。具体的，第一挡板6位于初始位置时，优选，两个第一挡板6处于关闭状态，第一挡板6处于打开极限位置时，两个第一挡板6处自由端向靠近对应中间稳压管段2侧壁靠近状态，通过设置第三限位块16避免第一挡板6碰触中间稳压管段2侧壁的情况。

组装时，安装轴11一端插入到稳压腔体内部的基座上，即基座上设有用于容纳安装轴11一端的槽体，另一端通过螺栓12固定在盖板4上。第一挡板6和弹性复位件14组装在安装轴11上，弹性复位件14可以为扭簧，而扭簧两端伸出部分，一端贴合在稳压腔体内壁上，一端贴合在第一挡板6上，如此保证挡第一板的打开与复位，整体结构简单可靠，便于拆装。

具体的，第一限位块10安装在主体管段上，第二限位块13安装在盖板4上。

在一种具体实施方式中，该EGR管还包括设置在中间稳压管段2内，且位于第一挡板6上游的整流体7，整流体7的侧部与中间稳压管段2周向侧壁连接。具体的，优选，整流体7上第三通气孔的轴线与气流方向平行设置。

在一种具体实施方式中，该EGR管还包括设置在中间稳压管段2内，位于整流体7上游的撞击筛板8，撞击筛板8上设有供气体通过的第二通气孔，撞击筛板8为中心位置向远离整流体7外凸的弧形结构。具体的，第二通气孔为长度方向由上至下设置的条形结构，优选，第二通气孔的两端延伸至撞击筛板8两端。

在一种具体实施方式中，该EGR管还包括设置在中间稳压管段2内，且位于撞击筛板8上游的第二挡板9，第二挡板9为弧形挡板，两个弧形挡板边缘分别与中间稳压管段2相对的两个侧壁连接，且中间形成供气体通过的通道，两个第一挡板6的外凸弧形面正对设置。第二挡板9为中间不设置孔体的面板结构。其中。两个第二挡板9和一个撞击筛板8通过焊接方式固定在稳压腔体内。

为了便于拆装，优选，第一挡板6、整流体7、撞击筛板8和第二挡板9均可拆卸安装在中间稳压管段2上。

在一种具体实施方式中，撞击筛板8位于中间稳压管段2的稳压腔体的中间位置，沿气流方向与通道正对，且撞击筛板8的相对两端与中间稳压管段2的侧壁间隔设置。整流体7用于将上游气体流动平直化，再次撞击第一挡板6，通过第一挡板6的多个小圆孔流出。需要指出的是，两个第二挡板9不仅通过增大与EGR气体接触面积的方式来提升收集水分的效果，而且可以通过减少流通面积的方式，提高EGR流速，以加速方式冲击到撞击筛板8，完成第一次撞击分离，第一挡板6处形成第二次撞击分离。第二挡板9和撞击筛板8具有部分单向流通作用。当流动气体从进气管段1流向出气管段3时的流动阻力要低于从出气管段3流向进气管段1的流动阻力，这对于降低EGR脉冲影响也有积极作用。

在EGR流量大的工况可以将第一挡板6打开，在EGR流量小的工况，第一挡板6复位。EGR管的使用，使得EGR在管内实现稳压、降脉冲的作用，且不同工况脉冲的方式与程度不同，故而不同工况下进气混合效果受EGR进气脉冲影响较小，更好的实现新鲜空气与EGR的混合。

同时， 在上述各方案的基础上，该EGR管还包括控制组件、温度传感器、加热件、设置在中间稳压管段2底端的集水腔5及设置在集水腔5底端的伞阀15，中间稳压管段2底端设有与集水腔5连通的过水孔。加热件用于加热集水腔，温度传感器测量集水腔内温度，温度传感器和加热件均与控制组件连接，其中，加热件可以为电加热丝。具体的，过水孔为孔径较小的圆孔结构。即稳压腔体下底面设有多个圆形通孔特征的过水孔，分离后的水可以通过过水孔流入集水腔5，当集水腔5内液面产生的压力大于伞阀15的开启压力时，伞阀15打开，水从集水腔5内流出。

其中集水腔5通过紧固件安装在中间稳压管段2底端，具体的，紧固件顶端外凸于中间稳压管段2底端内壁，即紧固件的顶端作为第三限位块16。具体的，紧固件可以为螺纹紧固件。

EGR管工作时，EGR腔体中的水分会经过2次撞击分离后受重力作用流入集水腔5，当集水腔5内水的压力大于伞阀15压力后，水会从伞阀15处流出，避免集水腔5内水过多，影响除水效果。考虑到在寒区，停车后，集水腔5内会结冰。启车后，集水腔5内的冰块会影响集水效果。因此，在集水腔5内部会覆盖电加热丝及温度传感器，启车后，控制组件接受温度传感器中集水腔5内温度低于0℃，则启动加热件进行加热工作。控制组件接受温度传感器中集水腔5内温度高于预设温度后，其中优选预设温度大于或等于0℃，控制组件控制加热件停止加热工作。

本申请提供的发动机，包括EGR管，其中EGR管为上述任一种EGR管。前文叙述了关于EGR管的具体结构，本申请包括上述EGR管，同样具有上述技术效果。

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 (8)

1.一种EGR管，其特征在于，包括：

管体，所述管体包括进气管段（1）、出气管段（3）及连接所述进气管段（1）和所述出气管段（3）的中间稳压管段（2），沿垂直于气流方向，所述中间稳压管段（2）的气流横截面积大于所述进气管段（1）的气流横截面积；

设置于所述中间稳压管段（2）内的第一挡板（6），所述第一挡板（6）铰接于所述中间稳压管段（2），所述第一挡板（6）上设有供气体通过的第一通气孔，所述第一挡板（6）和所述中间稳压管段（2）铰接位置设有供所述第一挡板（6）复位的弹性复位件（14），当气体流速超过预设值时，所述第一挡板（6）旋转打开；

还包括设置在所述中间稳压管段（2）内，且位于所述第一挡板（6）上游的整流体（7），所述整流体（7）的侧部与所述中间稳压管段（2）周向侧壁连接；

还包括设置在所述中间稳压管段（2）内，位于所述整流体（7）上游的撞击筛板（8），所述撞击筛板（8）上设有供气体通过的第二通气孔，所述撞击筛板（8）为中心位置向远离所述整流体（7）外凸的弧形结构。

2.根据权利要求1所述的EGR管，其特征在于，所述第一挡板（6）为两个，两个所述第一挡板（6）相对远离的两侧分别均与所述中间稳压管段（2）铰接。

3.根据权利要求1所述的EGR管，其特征在于，所述中间稳压管段（2）包括形成稳压腔体的主体管段及用于封堵所述主体管段上端开口的盖板（4），所述盖板（4）与所述主体管段可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的EGR管，其特征在于，还包括安装轴（11），所述第一挡板（6）和所述弹性复位件（14）均套设在所述安装轴（11）上，所述安装轴（11）一端与所述主体管段连接，另一端与所述盖板（4）连接，所述中间稳压管段（2）内部设有用于限位所述第一挡板（6）初始位置的第一限位块（10）及用于限位所述第一挡板（6）打开极限位置的第三限位块（16），所述盖板（4）上设有用于限位所述第一挡板（6）初始位置的第二限位块（13）。

5.根据权利要求1所述的EGR管，其特征在于，还包括设置在所述中间稳压管段（2）内，且位于所述撞击筛板（8）上游的第二挡板（9），所述第二挡板（9）为弧形挡板，两个所述弧形挡板边缘分别与所述中间稳压管段（2）相对的两个侧壁连接，且中间形成供气体通过的通道，两个所述第一挡板（6）的外凸弧形面正对设置。

6.根据权利要求5所述的EGR管，其特征在于，所述撞击筛板（8）位于所述中间稳压管段（2）的稳压腔体的中间位置，沿气流方向与所述通道正对，且所述撞击筛板（8）的相对两端与所述中间稳压管段（2）的侧壁间隔设置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的EGR管，其特征在于，还包括控制组件、温度传感器、加热件、设置在所述中间稳压管段（2）底端的集水腔（5）及设置在所述集水腔（5）底端的伞阀（15），所述中间稳压管段（2）底端设有与所述集水腔（5）连通的过水孔，所述加热件用于加热所述集水腔（5），所述温度传感器测量所述集水腔（5）内温度，所述温度传感器和所述加热件均与所述控制组件连接。

8.一种发动机，包括EGR管，其特征在于，所述EGR管为权利要求1-7中任一项所述的EGR管。

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