CN114060184A - 一种水气混合装置及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水气混合装置及发动机，该水气混合装置包括：用于与供水装置相连的喷水嘴和用于供废气流入的混合管，所述混合管包括外管和设置在外管内的内管，所述内管与外管间隔设置以形成废气流通通道，所述内管管壁上设有至少一个供废气流入内管的通孔，所述喷水嘴安装在内管内。该发动机包括进气管、供水装置、排气管及所述的水气混合装置，所述混合管安装在进气管上且其一端伸入进气管内，所述喷水嘴与供水装置相连，所述混合管与排气管相连。该水气混合装置及发动机可使水与废气充分接触混合，混合效果好。

Description

一种水气混合装置及发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种水气混合装置及发动机。
背景技术
废气再循环(EGR)技术是把发动机排出的部分废气引入到进气歧管，并与新鲜空气混合后再次进入发动机气缸。由于废气中含有大量的CO2、H2O等多原子气体，其比热容比较高，可以吸收大量的热，使发动机温度降低，同时废气对新鲜空气有一定的稀释作用，降低了发动机缸内氧的浓度，从而减少了氮氧化物（NOx）的生成。喷水技术主要有进气歧管喷水、进气道喷水和缸内喷水三种,进气歧管喷水成本最低。
单独的EGR技术和进气歧管喷水技术各有不足之处。中国专利CN207513705公开了一种EGR与水蒸气集成降排装置，将EGR技术和进气歧管喷水技术结合在一起，该专利中设有混合器以将水和废气混合，该专利主要是提出一种混合系统，并未公开混合器的具体结构。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种水气混合装置，可使水与废气充分接触混合，混合效果好。
本发明的水气混合装置，包括：用于与供水装置相连的喷水嘴和用于供废气流入的混合管，所述混合管包括外管和设置在外管内的内管，所述内管与外管间隔设置以形成废气流通通道，所述内管管壁上设有至少一个供废气流入内管的通孔，所述喷水嘴安装在内管内。
进一步地，所述内管包括相互连接的内圆筒段和内喇叭段，所述外管包括相互连接的外圆筒段和外喇叭段，所述内圆筒段设置在外圆筒段内，所述内喇叭段设置在外喇叭段内，所述通孔设置在内喇叭段，所述喷水嘴位于内圆筒段内且与内圆筒段密封连接。
进一步地，所述内圆筒段和外圆筒段同轴设置，所述内喇叭段和外喇叭段同轴设置。
进一步地，所述混合管还包括第一环形连接板和第二环形连接板，所述第一环形连接板分别与内喇叭段和外喇叭段的远离内圆筒段的端部密封连接，所述第二环形连接板分别与内圆筒段和外圆筒段的远离内喇叭段的端部密封连接，所述外圆筒段上设有供废气流入的进气孔。
进一步地，所述通孔为多个，所述多个通孔排列成多排，多排排列的通孔沿内喇叭段的周向均匀分布。
本发明还提供一种发动机，包括进气管、供水装置、排气管及所述的水气混合装置，所述混合管安装在进气管上且其一端伸入进气管内，所述喷水嘴与供水装置相连，所述混合管与排气管相连。
进一步地，所述进气管包括主管部和侧管部，所述侧管部的一端封闭，另一端与主管部相连，所述混合管安装在侧管部上且其一端伸入侧管部内。
进一步地，所述主管部和侧管部相互垂直，所述混合管相对主管部倾斜设置。
进一步地，所述进气管还包括斜管部，所述斜管部设置在主管部和侧管部之间且与主管部和侧管部相连，所述斜管部与混合管相对且位于混合管的斜下方。
进一步地，所述斜管部与内管的轴线重合。
有益效果：
本发明的水气混合装置，通过设置喷水嘴和混合管，喷水嘴安装在混合管的内管内，内管设有通孔，可使水和废气在内管内充分接触混合，混合效果好。
本发明的发动机，通过设置水气混合装置，水和废气可进行充分的混合，混合效果好。
附图说明
图1是本发明一个实施例的水气混合装置的示意图；
图2是本发明一个实施例的发动机的示意图；
图3是本发明另一个实施例的发动机的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参考图1至图3描述本发明实施例的水气混合装置及发动机。
该水气混合装置包括：用于与供水装置40相连的喷水嘴10和用于供废气流入的混合管20，混合管20包括外管21和设置在外管21内的内管22，内管22与外管21间隔设置以形成废气流通通道，内管22管壁上设有至少一个供废气流入内管22的通孔23，喷水嘴10安装在内管22内。
本发明实施例的水气混合装置，通过设置喷水嘴10和混合管20，喷水嘴10安装在内管22，工作时喷水嘴10在内管22内喷水，废气流入混合管20后，沿内管22与外管21之间的废气流通通道流动，然后从通孔23进入内管22内，水和废气在内管22内充分接触混合，混合效果好，既可以让水充分蒸发，又可以降低废气温度。
在一个具体实施例中，内管22包括相互连接的内圆筒段22a和内喇叭段22b，外管21包括相互连接的外圆筒段21a和外喇叭段21b，内圆筒段22a设置在外圆筒段21a内，内喇叭段22b设置在外喇叭段21b内，通孔23设置在内喇叭段22b，喷水嘴10位于内圆筒段22a内且与内圆筒段22a密封连接。通过设置内喇叭段22b和外喇叭段21b，增大水和废气的混合区域，使二者的混合更充分。具体地，内圆筒段22a和外圆筒段21a同轴设置，内喇叭段22b和外喇叭段21b同轴设置，当然，内圆筒段22a和内喇叭段22b也是同轴设置，外圆筒段21a和外喇叭段21b也是同轴设置。
在一个具体实施例中，混合管20还包括第一环形连接板24和第二环形连接板25，第一环形连接板24分别与内喇叭段22b和外喇叭段21b的远离内圆筒段22a的端部密封连接，第二环形连接板25分别与内圆筒段22a和外圆筒段21a的远离内喇叭段22b的端部密封连接，外圆筒段21a上设有供废气流入的进气孔26。即第一环形连接板24和第二环形连接板25分别封闭混合管20的上下两个端部，防止废气从两个端部流出，密封连接的方式有很多，比如，可通过焊接实现二者之间的密封连接，或者通过螺纹连接配合密封圈实现密封连接，本发明对此不作限制。进气孔26可通过管路与发动机的排气管50相连，以将发动机排出的废气引入混合管20。
在一个具体实施例中，通孔23为多个，多个通孔23排列成多排，多排排列的通孔23沿内喇叭段22b的周向均匀排列。通过设置多排通孔23，使废气从多个方向进入内喇叭段22b，使废气与水的混合更充分。
本发明实施例的发动机，包括：进气管、供水装置40、排气管50及上述的水气混合装置。混合管20安装在进气管上且其一端伸入进气管内，即混合管20的一端位于进气管内，另一端位于进气管外，具体地，混合管20的靠近内喇叭段22b或外喇叭段21b的端部位于进气管内，混合管20的靠近内圆筒段22a或外圆筒段21a的端部位于进气管外。喷水嘴10与供水装置40通过管道相连，供水装置40是能够向喷水嘴10供应带有一定压力的水的装置，可以是车辆上现有的供水的装置，也可以设置专用的供水装置40。在一个具体实施例中，供水装置40包括水箱和水泵，通过水箱和水泵向喷水嘴10供应带有一定压力的水，喷水嘴10将水喷出。混合管20与排气管50相连以供废气流入，具体地，进气孔26位于进气管外，进气孔26与排气管50之间通过管道相连，以将排气管50内的废气引入。
在一个具体实施例中，进气管包括主管部31和侧管部32，侧管部32的一端封闭，另一端与主管部31相连，混合管20安装在侧管部32上且其一端伸入侧管部32内。具体地，主管部31和侧管部32相互垂直，混合管20相对主管部31倾斜设置，混合管20相对主管部31的倾斜角度范围在20度至50度之间。
在一个具体实施例中，进气管还包括斜管部33，斜管部33设置在主管部31和侧管部32之间且与主管部31和侧管部32相连，斜管部33与混合管20相对设置，具体地，斜管部33与内喇叭段22b相对且位于内喇叭段22b的斜下方。通过设置斜管部33，在内喇叭段22b内进行混合的水和废气的混合物向前流动，即到达斜管部33，在斜管部33再次进行混合，然后流入主管部31。具体地，斜管部33与内喇叭段22b的轴线重合。
在一个具体实施例中，进气管为进气歧管，进气管还包括稳压管部34和多个支管部35，主管部31与稳压管部34相连，稳压管部34与多个支管部35相连，主管部31和支管部35分别位于稳压管部34的上下两侧。支管部35的数量与发动机的汽缸数量相同，即三缸发动机是三个支管部35，四缸发动机是四个支管部35。排气管50为排气歧管。
本发明实施例的水气混合装置及发动机，工作过程中，空气从主管部31流入，依次经过稳压管部34和多个支管部35，然后进入发动机的各汽缸，在发动机的汽缸内与燃油发生燃烧，燃烧后的废气从排气歧管排出。排气歧管与混合管20相连，因此部分废气进入混合管20，具体来说是进入内管22与外管21之间的废气流通通道，然后从多个通孔23进入内喇叭段22b，同时，喷水嘴10持续向内喇叭段22b喷水，水和废气在内喇叭段22b内充分混合，然后水和废气的混合物继续向前流动，进入斜管部33并继续混合，然后流入主管部31，与主管部31内的空气混合并一起进入稳压管部34。水和废气在内喇叭段22b内第一次混合，在斜管部33再次混合，通过两次混合，达到较好的混合效果，既可以让水充分蒸发，又可以降低废气温度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“安装”、“连接”、“设置”等应作广义的理解，可以是直接的安装、连接或设置，也可以是间接的安装、连接或设置。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水气混合装置，其特征在于，包括：用于与供水装置相连的喷水嘴和用于供废气流入的混合管，所述混合管包括外管和设置在外管内的内管，所述内管与外管间隔设置以形成废气流通通道，所述内管管壁上设有至少一个供废气流入内管的通孔，所述喷水嘴安装在内管内。
2.如权利要求1所述的水气混合装置，其特征在于，所述内管包括相互连接的内圆筒段和内喇叭段，所述外管包括相互连接的外圆筒段和外喇叭段，所述内圆筒段设置在外圆筒段内，所述内喇叭段设置在外喇叭段内，所述通孔设置在内喇叭段，所述喷水嘴位于内圆筒段内且与内圆筒段密封连接。
3.如权利要求2所述的水气混合装置，其特征在于，所述内圆筒段和外圆筒段同轴设置，所述内喇叭段和外喇叭段同轴设置。
4.如权利要求2所述的水气混合装置，其特征在于，所述混合管还包括第一环形连接板和第二环形连接板，所述第一环形连接板分别与内喇叭段和外喇叭段的远离内圆筒段的端部密封连接，所述第二环形连接板分别与内圆筒段和外圆筒段的远离内喇叭段的端部密封连接，所述外圆筒段上设有供废气流入的进气孔。
5.如权利要求2所述的水气混合装置，其特征在于，所述通孔为多个，所述多个通孔排列成多排，多排排列的通孔沿内喇叭段的周向均匀分布。
6.一种发动机，其特征在于，包括进气管、供水装置、排气管及权利要求1-5中任一项所述的水气混合装置，所述混合管安装在进气管上且其一端伸入进气管内，所述喷水嘴与供水装置相连，所述混合管与排气管相连。
7.如权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述进气管包括主管部和侧管部，所述侧管部的一端封闭，另一端与主管部相连，所述混合管安装在侧管部上且其一端伸入侧管部内。
8.如权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述主管部和侧管部相互垂直，所述混合管相对主管部倾斜设置。
9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述进气管还包括斜管部，所述斜管部设置在主管部和侧管部之间且与主管部和侧管部相连，所述斜管部与混合管相对且位于混合管的斜下方。
10.如权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述斜管部与内管的轴线重合。
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