CN114542335A - 一种汽油增压发动机的低压egr混合结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构，包括废气进气管和与之连接的新鲜空气进气管；废气进气管由圆筒进气段和与之连接的扩张混合部构成，废气进气管的圆筒进气段的直径为D1，新鲜空气进气管的直径为D2；扩张混合部由月牙形曲面、底面和两个结构相同的棱台构成；扩张混合部的底面与圆筒进气段的另一端连接；扩张混合部的月牙形曲面和两个棱台的上边与新鲜空气进气管连接，形成废气进气管在新鲜空气进气管上的废气喷射出口，喷射出的废气与新鲜空气混合；新鲜空气进气管的另一端为混合气体出口，与增压器连接并与增压器压气机叶轮的中心对应。其能够提高新鲜空气和排气废气气体混合均匀度，满足增压器对进气气体均匀度的要求。

Description

一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构

技术领域

本发明涉及汽车发动机排气系统，具体涉及一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构。

背景技术

废气再循环(EGR，Exhaust Gas Recirculation)是减少发动机缸内的NOx气体产生的有效措施。其工作原理是：将发动机的一部分排气废气冷却后经进气系统再送回发动机气缸，参与燃烧的过程。按排气废气取气位置可分为低压EGR和高压EGR，催化器前取气为高压EGR，催化器后取气为低压EGR。低压EGR燃烧室中气体组成来自两部分，一部分是空滤器引入的新鲜空气，另一部分是从催化器取气并经EGR冷却器冷却的废气，两部分气体在增压器压气机前混合后，经增压器、中冷器和进气歧管后进入燃烧室参与燃烧。低压EGR混合结构的作用是使排气废气和新鲜空气充分混合，满足增压器对进气气流均匀度的要求，如混合气体均匀度不满足要求将导致增压器异响和压气机效率降低，进而影响发动机性能。

CN 213392430U公开了“一种提高混合均匀性的EGR混合器”，主要解决自然空气会倒灌入EGR管内的技术问题。其包括混合器本体，混合器本体内设有混合腔，混合腔的一端设有空气进气口，另一端设有混合气出口，还包括穿过混合器本体并延伸至混合腔内的EGR进气管，EGR进气管面向混合气出口的一侧设有多个均匀布置的通气孔，EGR进气管的底部设有面向混合气出口的斜切口。通过在EGR进气管面向混合气出口的一侧设置通气孔、斜切口，由于通气孔、斜切口背向高压的空气进气口，会形成低压区，有助于废气流入混合腔，防止自然空气会倒灌入EGR进气管，进而提高混合均匀性。但未考虑增压发动机的应用场景，该混合器应用在增压发动机上将对进气形成扰流，影响增压器压气机效率。因此，需要开发新结构的低压EGR混合结构。

CN106837617A公开了“一种高均匀性EGR混合装置”,该EGR混合装置包括EGR气体引导部、连接部和头部，EGR气体引导部包括一个引导管，引导管上均匀设置有多个引导出气孔，头部和连接部分别设置于引导管的前端和后端，连接部包括一个连接板，EGR管上设有后端连接底座，进气弯管上设有前端连接底座，EGR混合装置的EGR气体引导部和头部穿入前端连接底座的安装孔并位于进气弯管内部，通过固定螺栓依次穿过后端连接底座、连接板后旋入前端连接底座并压紧，从而将EGR混合装置分别与EGR管和进气弯管固定连接。其能将EGR气体引导至进气弯管内并使EGR气体与空气充分均匀混合。

CN210483916U公开了“一种EGR废气混合器”，可以使低压EGR系统的发动机的EGR废气与新鲜空气充分混合，提升增压器的压气机效率，最终提升发动机动力性能。该EGR废气混合器包括集成式压壳和混合器壳体，所述集成式压壳的进气口处设有进气套管，所述进气套管从内到外包括内连接段、混合段和外连接段，所述混合段的直径小于所述内连接段和外连接段的直径，所述混合段的周壁设有若干镂空窗口，所述混合器壳体呈套管状，所述混合器壳体的两端分别与内连接段和外连接段密封连接，所述混合器壳体的侧壁设有EGR废气进气口。

上述两份专利文献公开的技术方案都是所属技术领域的一种有益的尝试。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构，其能够提高新鲜空气和排气废气气体混合均匀度，满足增压器对进气气体均匀度的要求。

本发明所述的一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构，包括废气进气管和与之连接的新鲜空气进气管，其特征是：所述废气进气管由圆筒进气段和与之连接的扩张混合部构成，所述废气进气管的圆筒进气段的直径为D1，所述新鲜空气进气管的直径为D2，D2大于D1；所述圆筒进气段的一端为废气进口、另一端与扩张混合部连接；所述扩张混合部由月牙形曲面、底面和两个结构相同的棱台构成；所述扩张混合部的底面与圆筒进气段的另一端连接；所述扩张混合部的月牙形曲面和两个棱台的上边与新鲜空气进气管连接，形成废气进气管在新鲜空气进气管上的废气喷射出口，喷射出的废气与新鲜空气混合；所述新鲜空气进气管的一端为新鲜空气进口、另一端为混合气体出口，与增压器连接并与增压器压气机叶轮的中心对应。

进一步，所述废气进气管的中心线与所述新鲜空气进气管中心线的夹角γ在30°—90°之间。

进一步，所述废气进气管的中心线与新鲜空气进气管管壁的交点到增压器压气机叶轮中心的距离为L1，L1大于新鲜空气进气管直径D2的1.5倍。

进一步，所述扩张混合部的底面的前边平直，其宽度为L2、长度为L4，宽度L2在1.2-1.6倍D1之间，长度L4在0.6*D1/sinγ-0.8*D1/sinγ之间；扩张混合部的底面与新鲜空气进气管外壁面之间的最小距离为L5，最小距离L5在0-0.2倍D1之间。

进一步，两个所述棱台之间的距离为L3，L3在0.5-1.0倍D1之间；所述棱台具有一个短斜棱和一个长斜棱，；所述棱台的短斜棱与底面前边之间的夹角α在30°-90°之间、长斜棱与底面侧边之间的夹角β在90°～150°之间。

本发明的有益效果：

由于废气进气管采用圆柱结构，便于制造，废气进气管两侧进入，从而改变废气气流的方向，进而使从新鲜空气进气端流入的空气与废气进气管喷出的废气充分混合，提高了废气与新鲜空气混合的均匀度，混合后的气体经发动机进气系统进入燃烧室参与燃烧，能够避免增压器异响和压气机效率降低，进而保证发动机的性能。

附图说明

图1为本发明的使用状态示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2的仰视示意图；

图4为本发明的轴测图；

图5为图2的A—A剖视图。

图中（技术特征标记）：

1—废气进气管，11——圆筒进气段，12—扩张混合部；

121—月牙形曲面，122—底面，123—棱台；

2—新鲜空气进气管；

3—增压器，31—增压器压气机叶轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，但应当理解不是对本发明的保护范围的限制。

参见图1至图5所示的一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构，包括废气进气管1和与之连接的新鲜空气进气管2，其特征是：废气进气管1由圆筒进气段11和与之连接的扩张混合部12构成，废气进气管1的圆筒进气段11的直径为D1，新鲜空气进气管2的直径为D2，D2大于D1；圆筒进气段11的一端为废气进口、另一端与扩张混合部12连接；扩张混合部12由月牙形曲面121、底面122和两个结构相同的棱台123构成，设置两个棱台，以使废气从两侧进入，改变废气气流的方向；扩张混合部12的底面122与圆筒进气段11的另一端连接；扩张混合部12的月牙形曲面121和两个棱台123的上边与新鲜空气进气管2连接，形成废气进气管1在新鲜空气进气管2上的废气喷射出口，喷射出的废气与新鲜空气混合；新鲜空气进气管2的一端为新鲜空气进口、另一端为混合气体出口，与增压器3连接并与增压器压气机叶轮31的中心对应。

废气进气管1的中心线与所述新鲜空气进气管2中心线的夹角γ在30°—90°之间。

废气进气管1的中心线与新鲜空气进气管2管壁的交点到增压器压气机叶轮31中心的距离为L1，L1大于新鲜空气进气管2直径D2的1.5倍。

扩张混合部12的底面122的前边平直，其宽度为L2、长度为L4，宽度L2在1.2-1.6倍D1之间，长度L4在0.6*D1/sinγ-0.8*D1/sinγ之间；扩张混合部12的底面122与新鲜空气进气管2外壁面之间的最小距离为L5，最小距离L5在0-0.2倍D1之间。

两个棱台（123）之间的距离为L3，L3在0.5-1.0倍D1之间；棱台（123）具有一个短斜棱和一个长斜棱，；棱台123的短斜棱与底面122前边之间的夹角α在30°-90°之间、长斜棱与底面122侧边之间的夹角β在90°～150°之间。

月牙形曲面121的上边由弧线a向上经延伸形成，弧线a可以是椭圆线或抛物线，弧线a顶点在圆柱进气段11上。

由于改变了废气喷射出的流动状态，使新鲜空气和废气得到充分混合，提高了新鲜空气和排气废气混合均匀度，使增压器压气机叶轮前的气体压力和速度均匀度满足要求，避免出现增压器异响和压气机效率降低。

Claims (5)

1.一种汽油增压发动机的低压EGR混合结构，包括废气进气管(1)和与之连接的新鲜空气进气管(2)，其特征是：所述废气进气管(1)由圆筒进气段(11)和与之连接的扩张混合部(12)构成，所述废气进气管(1)的圆筒进气段(11)的直径为D1，所述新鲜空气进气管(2)的直径为D2，D2大于D1；所述圆筒进气段(11)的一端为废气进口、另一端与扩张混合部(12)连接；所述扩张混合部(12)由月牙形曲面(121)、底面(122)和两个结构相同的棱台(123)构成；所述扩张混合部(12)的底面(122)与圆筒进气段(11)的另一端连接；所述扩张混合部(12)的月牙形曲面(121)和两个棱台(123)的上边与新鲜空气进气管(2)连接，形成废气进气管(1)在新鲜空气进气管(2)上的废气喷射出口，喷射出的废气与新鲜空气混合；所述新鲜空气进气管(2)的一端为新鲜空气进口、另一端为混合气体出口，与增压器(3)连接并与增压器压气机叶轮(31)的中心对应。

2.根据权利要求1所述的汽油增压发动机的低压EGR混合结构，其特征是：所述废气进气管(1)的中心线与所述新鲜空气进气管(2)中心线的夹角γ在30°—90°之间。

3.根据权利要求1或2所述的汽油增压发动机的低压EGR混合结构，其特征是：所述废气进气管(1)的中心线与新鲜空气进气管(2)管壁的交点到增压器压气机叶轮(31)中心的距离为L1，L1大于新鲜空气进气管(2)直径D2的1.5倍。

4.根据权利要求1或2所述的汽油增压发动机的低压EGR混合结构，其特征是：所述扩张混合部(12)的底面(122)的前边平直，其宽度为L2、长度为L4，宽度L2在1.2-1.6倍D1之间，长度L4在0.6*D1/sinγ-0.8*D1/sinγ之间；扩张混合部(12)的底面(122)与新鲜空气进气管(2)外壁面之间的最小距离为L5，最小距离L5在0-0.2倍D1之间。

5.根据权利要求1所述的汽油增压发动机的低压EGR混合结构，其特征是：两个所述棱台(123)之间的距离为L3，L3在0.5-1.0倍D1之间；所述棱台(123)具有一个短斜棱和一个长斜棱，；所述棱台(123)的短斜棱与底面(122)前边之间的夹角α在30°-90°之间、长斜棱与底面(122)侧边之间的夹角β在90°～150°之间。

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