CN114352443B

CN114352443B - Egr混合器

Info

Publication number: CN114352443B
Application number: CN202210267387.1A
Authority: CN
Inventors: 李卫; 李斌; 朱涛
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2042-03-18
Also published as: CN114352443A

Abstract

本发明提供了一种EGR混合器，包括：壳体，具有空气通道；EGR管，穿设于壳体并伸入至空气通道内；第一阀片，沿EGR管的轴向可移动地套设于EGR管上；第二阀片，设置于空气通道内，并与第一阀片相对设置，其中，第一阀片具有与第二阀片扣合的第一扣合位置和与第二阀片分离的第一打开位置；第一弹性件，套设于EGR管上并能够向第一阀片施加朝向第二阀片的第一弹性力。应用本发明的技术方案能够有效地解决相关技术中的EGR混合器无法适应发动机的多种工况的问题。

Description

EGR混合器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种EGR混合器。

背景技术

新鲜空气与EGR的混合均匀性对柴油发动机的动力性、经济性、排放等有显著的影响。在发动机的进气过程中，如果混合气分布不均匀，经进气管分配到各缸的燃气量不一致，必然导致发动机各缸工作一致性差、燃烧效果不好等问题。因此，混合气的均匀性是评价混合器的重要指标之一。

EGR管路的节流损失作为进气系统的评价指标之一，主要是因为EGR管路的节流损失直接影响混合气的各组分占比，进而影响发动机各气缸内部的燃烧效果及污染物的排放。在发动机进气过程中，如果EGR管节流损失过大，会导致EGR率的降低，进而导致排放物中氮氧化合物的增加。因此在评价混合器的效果时，EGR管路的节流损失也是关注的环节之一。

相关技术中的EGR混合器一般包括两个通道，一条用于流通空气，另一条用于流通EGR气体，EGR混合器的作用使二者混合均匀。但相关技术中流通EGR气体的出口面积往往不可调节，无法适应发动机各种转速下对不同EGR率的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种EGR混合器，以解决相关技术中的EGR混合器无法适应发动机的多种工况的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种EGR混合器，包括：壳体，具有空气通道；EGR管，穿设于壳体并伸入至空气通道内；第一阀片，沿EGR管的轴向可移动地套设于EGR管上；第二阀片，设置于空气通道内，并与第一阀片相对设置，其中，第一阀片具有与第二阀片扣合的第一扣合位置和与第二阀片分离的第一打开位置；第一弹性件，套设于EGR管上并能够向第一阀片施加朝向第二阀片的第一弹性力。

进一步地，EGR混合器还包括：连接件，设置于壳体并伸入至空气通道内，第二阀片套设于连接件上并能沿连接件移动；第二弹性件，套设于连接件上并能够向第二阀片施加朝向第一阀片的第二弹性力；其中，第二阀片具有与第一阀片扣合的第二扣合位置和远离第一阀片的第二打开位置。

进一步地，第一弹性件和第二弹性件的弹性强度不同。

进一步地，第一弹性件和第二弹性件的弹性强度相同。

进一步地，空气通道沿壳体的轴线方向设置，EGR管沿垂直于壳体的轴线方向设置。

进一步地，第一阀片包括与EGR管连接的第一凸板结构，第一凸板结构上设置有多个第一通孔。

进一步地，第二阀片包括与EGR管连接的第二凸板结构，第二凸板结构与第一凸板结构相对设置，第二凸板结构上设置有多个第二通孔。

进一步地，第一阀片还包括设置于第一凸板结构周向外侧的第一环形板段，第二阀片还包括设置于第二凸板结构周向外侧的第二环形板段，当第一阀片位于第一扣合位置且第二阀片位于第二扣合位置时，第一环形板段和第二环形板段抵接。

进一步地，EGR混合器还包括：第一止转结构，设置于第一阀片与EGR管之间以使第一阀片与EGR管止转配合；第二止转结构，设置于第二阀片与连接件之间以使第一阀片与连接件止转配合。

进一步地，EGR管路包括第一管体和设置于第一管体上的第一法兰，第一阀片和第一弹性件设置于第一管体上，壳体的顶部开设有第一安装孔，第一管体穿过第一安装孔伸入空气通道内，第一法兰与壳体密封连接。

进一步地，连接件包括第二管体和设置于第二管体上的第二法兰，第二阀片和第二弹性件设置于第二管体上，壳体的底部开设有第二安装孔，第二管体穿过第二安装孔伸入空气通道内，第二法兰与壳体密封连接。

进一步地，EGR混合器还包括：引入管，包括第三管体和设置在第三管体上的第三法兰，第三管体与第一管体连通，第三法兰与第一法兰相对设置，EGR混合器还包括紧固件，紧固件穿设于第三法兰、第一法兰以及壳体内。

应用本发明的技术方案，当发动机工作时，新鲜空气从空气通道内进入到壳体内部，EGR气体从EGR管进入，EGR气体的进气压力随着发动机的不同转速而呈现不同的压力。当发动机在中等转速时，新鲜空气流速增大，EGR气体的进气压力增大，当EGR气体的进气压力达到一定阈值时，EGR气体进入到第一阀片和第二阀片之间，并将第一阀片从第一扣合位置朝向第一打开位置推顶（克服第一弹性件的弹性回复力），使第一阀片和第二阀片之间形成供EGR气体流动的间隙，新鲜空气流动的过程中也能够流经第一阀片和第二阀片之间的间隙，从而使EGR气体能够与新鲜空气进行充分混合，使EGR混合器具有良好的混合效果。当发动机在中等转速时，新鲜空气流速进一步增大，EGR气体的进气压力也同样增大，EGR气体能够将第一阀片和第二阀片之间的间隙进一步增大，此时更高速度的新鲜空气能够与EGR气体进行充分混合，进一步提升了EGR混合器的混合效果。另外，第一阀片和第二阀片之间的间隙能够随着EGR气体的压力而改变，当EGR气体压力增大时，第一阀片和第二阀片之间的间隙也能够增大，从而降低了EGR气体的节流损失。因此，本实施例的EGR混合器能够满足发动机在不同转速下均能实现EGR气体与新鲜空气良好的混合效果的同时，还能兼具较低的EGR管路节流损失。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的EGR混合器的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的EGR混合器的内部结构示意图；

图3示出了图1的EGR混合器的剖视图，其中，图3示出了第一阀片处于第一打开位置且第二阀片处于第二打开位置时的结构示意图；以及

图4示出了图1的EGR混合器的剖视图，其中，图4示出了第一阀片处于第一扣合位置且第二阀片处于第二扣合位置时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、空气通道；20、EGR管；21、第一管体；22、第一法兰；30、第一阀片；31、第一凸板结构；32、第一通孔；33、第一环形板段；40、第二阀片；41、第二凸板结构；42、第二通孔；43、第二环形板段；50、第一弹性件；60、连接件；61、第二管体；62、第二法兰；70、第二弹性件；80、引入管；81、第三管体；82、第三法兰；90、第一固定销；100、第二固定销。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图4所示，本实施例的EGR混合器包括：壳体10、第一阀片30、第二阀片40、第一弹性件50。其中，壳体10具有空气通道11；EGR管20，穿设于壳体10并伸入至空气通道11内；第一阀片30沿EGR管20的轴向可移动地套设于EGR管20上；第二阀片40设置于空气通道11内，并与第一阀片30相对设置，其中，第一阀片30具有与第二阀片40扣合的第一扣合位置和与第二阀片40分离的第一打开位置；第一弹性件50套设于EGR管20上并能够向第一阀片30施加朝向第二阀片40的第一弹性力。

应用本实施例的技术方案，当发动机工作时，新鲜空气从空气通道11内进入到壳体10内部，EGR气体从EGR管进入，EGR气体的进气压力随着发动机的不同转速而呈现不同的压力。当发动机在中等转速时，新鲜空气流速增大，EGR气体的进气压力增大，当EGR气体的进气压力达到一定阈值时，EGR气体进入到第一阀片30和第二阀片40之间，并将第一阀片30从第一扣合位置朝向第一打开位置推顶（克服第一弹性件的弹性回复力），使第一阀片30和第二阀片40之间形成供EGR气体流动的间隙，新鲜空气流动的过程中也能够流经第一阀片30和第二阀片40之间的间隙，从而使EGR气体能够与新鲜空气进行充分混合，使EGR混合器具有良好的混合效果。当发动机在中等转速时，新鲜空气流速进一步增大，EGR气体的进气压力也同样增大，EGR气体能够将第一阀片30和第二阀片40之间的间隙进一步增大，此时更高速度的新鲜空气能够与EGR气体进行充分混合，进一步提升了EGR混合器的混合效果。另外，第一阀片30和第二阀片40之间的间隙能够随着EGR气体的压力而改变，当EGR气体压力增大时，第一阀片30和第二阀片40之间的间隙也能够增大，从而降低了EGR气体的节流损失。因此，本实施例的EGR混合器能够满足发动机在不同转速下均能实现EGR气体与新鲜空气良好的混合效果的同时，还能兼具较低的EGR管路节流损失。

为了进一步提升第一阀片30和第二阀片40对EGR气体压力反应的灵敏度，如图1至图4所示，在本实施例中，EGR混合器还包括连接件60和第二弹性件70。其中，连接件60设置于壳体10并伸入至空气通道11内，第二阀片40套设于连接件60上并能沿连接件60移动；第二弹性件70套设于连接件60上并能够向第二阀片40施加朝向第一阀片30的第二弹性力；第二阀片40具有与第一阀片30扣合的第二扣合位置和远离第一阀片30的第二打开位置。上述结构中，第一阀片30和第二阀片40均在弹性件的作用下处于扣合的状态，当发动机的转速增大时，EGR气体的进气压力也相应增大，第一阀片30和第二阀片40均能够朝相互远离的方向移动，从而提升了第一阀片30和第二阀片40对EGR气体压力反应的灵敏度，使得新鲜空气与EGR气体的混合效果更好，同时也进一步降低了EGR管路的节流损失。

如图1至图4所示，在本实施例中，第一弹性件50和第二弹性件70的弹性强度不同。上述结构中，如果第一弹性件50的弹性强度大于第二弹性件70，则当EGR气体进入时，第二弹性件70更容易被压缩，此时当第一阀片30和第二阀片40被EGR气体撑开时，第一阀片30和第二阀片40之间的间隙会更靠近连接管的一侧，有助于配合发动机的其他工况。相应地，如果第一弹性件50的弹性强度小于第二弹性件70，则当EGR气体进入时，第一弹性件50更容易被压缩，此时当第一阀片30和第二阀片40被EGR气体撑开时，第一阀片30和第二阀片40之间的间隙会更靠近EGR的一侧。上述结构能够使EGR混合器适应更多的工况，从而提升了EGR混合器的通用性。

当然在其他实施例中，第一弹性件50和第二弹性件70的弹性强度也可以相同。

如图1至图4所示，在本实施例中，空气通道11沿壳体10的轴线方向设置，EGR管20沿垂直于壳体10的轴线方向设置。上述结构中，新鲜空气的流动方向与EGR气体的流动方向垂直设置，有利于提升新鲜空气与EGR气体的混合效果。

如图1至图4所示，在本实施例中，第一阀片30包括与EGR管20连接的第一凸板结构31，第一凸板结构31上设置有多个第一通孔32。上述结构中，当发动机在较低转速时，新鲜空气流速偏低，EGR气体的进气压力较小，此时第一阀片30在第一弹性件的作用下位于与第二阀片40扣合的第一扣合位置。EGR气体能够从多个第一通孔32内流出，上述结构使得发动机在较低转速时，新鲜空气和EGR气体混合均匀性受EGR气体脉冲影响较小，确保EGR混合器在各个转速下均具有较好的混合效果。

相应地，如图1至图4所示，在本实施例中，第二阀片40包括与EGR管20连接的第二凸板结构41，第二凸板结构41与第一凸板结构31相对设置，第二凸板结构41上设置有多个第二通孔42。上述结构使得发动机在较低转速时，新鲜空气和EGR气体混合均匀性受EGR气体脉冲影响较小，确保EGR混合器在各个转速下均具有较好的混合效果。

另外，第一凸板结构31和第二凸板结构41能够使第一阀片30和第二阀片40扣合时形成腔体结构，有助于EGR气体的流通。

如图1至图4所示，在本实施例中，第一阀片30还包括设置于第一凸板结构31周向外侧的第一环形板段33，第二阀片40还包括设置于第二凸板结构41周向外侧的第二环形板段43，当第一阀片30位于第一扣合位置且第二阀片40位于第二扣合位置时，第一环形板段33和第二环形板段43抵接。上述结构中，当发动机在较低转速时，新鲜空气流速偏低，EGR气体的进气压力较小，此时第一阀片30和第二阀片40处于扣合状态，第一环形板段33和第二环形板段43能够增加第一阀片30和第二阀片40的扣合面积，避免第一阀片30和第二阀片40受到气流冲击的影响产生摩擦或者震动，提升了EGR混合器的稳定性。

如图1至图4所示，在本实施例中，EGR混合器还包括：第一止转结构，设置于第一阀片30与EGR管20之间以使第一阀片30与EGR管20止转配合；第二止转结构，设置于第二阀片40与连接件60之间以使第一阀片30与连接件60止转配合。上述结构中，第一止转结构能够防止第一阀片30相对于 EGR管20转动，从而降低了第一阀片30与 EGR管之间的摩擦，提升了第一阀片30与 EGR管的连接稳定性，从而提升了EGR混合器的可靠性。相应地，第二止转结构也能够提升第二阀片40与连接件60之间的连接稳定性。

具体地，第一止转结构凸筋和凹槽，凸筋设置在EGR管20上并沿EGR管的轴向方向延伸，第一阀片30上设置有与凸筋配合的凹槽，当第一阀片30具有相对于EGR管转动的趋势时，凸筋能够对第一阀片30上凹槽的槽壁进行止挡，从而实现第一阀片30与EGR管的止转配合。第二止转结构与第一止转结构相同，在此不再赘述。

如图1至图4所示，在本实施例中，EGR管20路包括第一管体21和设置于第一管体21上的第一法兰22，第一阀片30和第一弹性件50设置于第一管体21上，壳体10的顶部开设有第一安装孔，第一管体21穿过第一安装孔伸入空气通道11内，第一法兰22与壳体10密封连接。上述结构中，第一弹性件50和第一阀片30套设在第一管体21上，第一弹性件50设置在第一法兰22与第一阀片30之间，第一管体21的远离第一法兰22的一端设置有第一固定销90，第一固定销沿第一管体21的径向方向穿入，第一固定销的两端凸出于第一管体21的侧壁，防止第一阀片30从第一管体21上脱出。上述结构简单，安装方便且可靠性高。

相应地，如图1至图4所示，在本实施例中，连接件60包括第二管体61和设置于第二管体61上的第二法兰62，第二阀片40和第二弹性件70设置于第二管体61上，壳体10的底部开设有第二安装孔，第二管体61穿过第二安装孔伸入空气通道11内，第二法兰62与壳体10密封连接。上述结构中，第二弹性件70和第二阀片40套设在第二管体61上，第二弹性件70设置在第二法兰62与第二阀片40之间，第二管体61的远离第二法兰62的一端设置有第二固定销100，第二固定销100沿第二管体61的径向方向穿入，第二固定销100的两端凸出于第二管体61的侧壁，防止第二阀片40从第一管体21上脱出。上述结构简单，安装方便且可靠性高。

如图1至图4所示，在本实施例中，EGR混合器还包括：引入管80，包括第三管体81和设置在第三管体81上的第三法兰82，第三管体81与第一管体21连通，第三法兰82与第一法兰22相对设置，EGR混合器还包括紧固件，紧固件穿设于第三法兰82、第一法兰22以及壳体10内。上述结构中，引入管80可以根据不同的工况进行更换，使得本申请的EGR混合器更具备通用性。另外，上述的连接方式简单可靠，便于提升EGR混合器的装卸效率。

需要说明的是，安装时先将第一弹性件50与第一法兰22焊接为一体，将上述组合件通过第一安装孔装入到壳体上，将第一阀片从空气通道伸入壳体内，并套在第一管体上，保证第一止转结构的配合行。再在第一管体上安装第一固定销，并将第一固定销的端部进行弯折，放置第一固定销从第一管体上脱离，从而实现对第一阀片30的限位。第二阀片40的安装方式与第一阀片30类似，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位 ( 旋转 90 度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种EGR混合器，其特征在于，包括：

壳体（10），具有空气通道（11）；

EGR管（20），穿设于所述壳体（10）并伸入至所述空气通道（11）内；

第一阀片（30），沿所述EGR管（20）的轴向可移动地套设于所述EGR管（20）上；

第二阀片（40），设置于所述空气通道（11）内，并与所述第一阀片（30）相对设置，其中，所述第一阀片（30）具有与所述第二阀片（40）扣合的第一扣合位置和与所述第二阀片（40）分离的第一打开位置；

第一弹性件（50），套设于所述EGR管（20）上并能够向所述第一阀片（30）施加朝向所述第二阀片（40）的第一弹性力；

连接件（60），设置于所述壳体（10）并伸入至所述空气通道（11）内，所述第二阀片（40）套设于所述连接件（60）上并能沿所述连接件（60）移动；

第二弹性件（70），套设于所述连接件（60）上并能够向所述第二阀片（40）施加朝向所述第一阀片（30）的第二弹性力；

其中，所述第二阀片（40）具有与所述第一阀片（30）扣合的第二扣合位置和远离所述第一阀片（30）的第二打开位置。

2.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述第一弹性件（50）和所述第二弹性件（70）的弹性强度不同。

3.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述第一弹性件（50）和所述第二弹性件（70）的弹性强度相同。

4.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述空气通道（11）沿所述壳体（10）的轴线方向设置，所述EGR管（20）沿垂直于所述壳体（10）的轴线方向设置。

5.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，

所述第一阀片（30）包括与所述EGR管（20）连接的第一凸板结构（31），所述第一凸板结构（31）上设置有多个第一通孔（32）。

6.根据权利要求5所述的EGR混合器，其特征在于，所述第二阀片（40）包括与所述EGR管（20）连接的第二凸板结构（41），所述第二凸板结构（41）与所述第一凸板结构（31）相对设置，所述第二凸板结构（41）上设置有多个第二通孔（42）。

7.根据权利要求6所述的EGR混合器，其特征在于，所述第一阀片（30）还包括设置于所述第一凸板结构（31）周向外侧的第一环形板段（33），所述第二阀片（40）还包括设置于所述第二凸板结构（41）周向外侧的第二环形板段（43），当所述第一阀片（30）位于第一扣合位置且所述第二阀片（40）位于所述第二扣合位置时，所述第一环形板段（33）和所述第二环形板段（43）抵接。

8.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述EGR混合器还包括：

第一止转结构，设置于所述第一阀片（30）与所述EGR管（20）之间以使第一阀片（30）与所述EGR管（20）止转配合；

第二止转结构，设置于所述第二阀片（40）与所述连接件（60）之间以使第一阀片（30）与所述连接件（60）止转配合。

9.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述EGR管（20）路包括第一管体（21）和设置于所述第一管体（21）上的第一法兰（22），所述第一阀片（30）和所述第一弹性件（50）设置于所述第一管体（21）上，所述壳体（10）的顶部开设有第一安装孔，所述第一管体（21）穿过所述第一安装孔伸入所述空气通道（11）内，所述第一法兰（22）与所述壳体（10）密封连接。

10.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，所述连接件（60）包括第二管体（61）和设置于所述第二管体（61）上的第二法兰（62），所述第二阀片（40）和所述第二弹性件（70）设置于所述第二管体（61）上，所述壳体（10）的底部开设有第二安装孔，所述第二管体（61）穿过所述第二安装孔伸入所述空气通道（11）内，所述第二法兰（62）与所述壳体（10）密封连接。

11.根据权利要求9所述的EGR混合器，其特征在于，所述EGR混合器还包括：

引入管（80），包括第三管体（81）和设置在所述第三管体（81）上的第三法兰（82），所述第三管体（81）与所述第一管体（21）连通，所述第三法兰（82）与所述第一法兰（22）相对设置，所述EGR混合器还包括紧固件，所述紧固件穿设于所述第三法兰（82）、第一法兰（22）以及所述壳体（10）内。