CN115596578A - 一种废气进气管及废气再循环系统 - Google Patents

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CN115596578A CN202211364462.2A CN202211364462A CN115596578A CN 115596578 A CN115596578 A CN 115596578A CN 202211364462 A CN202211364462 A CN 202211364462A CN 115596578 A CN115596578 A CN 115596578A
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Abstract

本发明公开了一种废气进气管及废气再循环系统，废气进气管包括管体和第一接头，还包括第二接头，第二接头设置在所述管体的另一端，第二接头包括排气机构，所述排气机构插入所述主管，将通过所述管体的废气与新鲜空气在所述主管内混合；所述排气机构包括混合管，所述混合管的一端与所述管体连通，另一端封堵，所述混合管的侧壁开设有出气孔。废气再循环系统包括废气再循环阀和进气歧管，还包括上述的废气进气管，所述第一接头与所述废气再循环阀连接，所述第二接头与所述主管连接，所述排气机构插入所述主管。本发明涉及发动机技术领域，提供了一种废气进气管及废气再循环系统，压损小，节省原材料，同时设计简单，制造难度低，可靠性好。

Description

一种废气进气管及废气再循环系统
技术领域
本文涉及发动机技术领域，尤指一种废气进气管及废气再循环系统。
背景技术
随着国家对碳排放预测和布局，越来越多的主机厂开始着手提升发动机的排放及热效率，其中行至有效的方案就是使用EGR(即Exhaust Gas Recirculation，是废气再循环系统的英文简称)，早期在柴油机上的EGR布局及使用已经趋向成熟，目前更多的汽油机为了提升发动机热效率降低也开始运用EGR技术。对于TGDI(即Turbo Gasoline Direct-Injection，涡轮增压缸内燃油直喷发动机)，也增加EGR相关技术，与柴油机类似。
目前的废气再循环系统，包括废气再循环阀200、进气歧管300和废气进气管100，其中，废气进气管100为1分2分4结构，连接到进气歧管300的各个支管302。该结构的废气进气管100管路长，压损较大，混合效率不是很理想，另外，该进气歧管300的设计也更复杂，模具费用较高，制造工艺性差。
发明内容
本申请提供了一种废气进气管，用以连通废气再循环阀和进气歧管，包括管体和用以与所述废气再循环阀连接的第一接头，所述第一接头设置在所述管体的一端，还包括与所述进气歧管的主管连接的第二接头，所述第二接头设置在所述管体的另一端，所述第二接头包括排气机构，所述排气机构插入所述主管，将通过所述管体的废气与新鲜空气在所述主管内混合；
所述排气机构包括混合管，所述混合管的一端与所述管体连通，另一端封堵，所述混合管的侧壁开设有出气孔。
在一种示例性实施例中，所述出气孔设有一个；或者所述出气孔设有多个，多个所述出气孔绕所述混合管的周向布置。
在一种示例性实施例中，所述出气孔设有两个，两个所述出气孔设置在所述混合管相对的两侧。
在一种示例性实施例中，所述第一接头包括第一法兰；所述第二接头还包括第二法兰，所述第二法兰设置在所述混合管用以与所述管体连通的一端。
在一种示例性实施例中，所述管体包括相接的波纹管和直管，所述波纹管设有至少一个。
在一种示例性实施例中，所述混合管设置为直管，所述混合管设置为插入所述主管且垂直于所述主管，所述出气孔设置为处于所述主管内。
本申请提供了一种废气再循环系统，包括废气再循环阀和进气歧管，还包括上述的废气进气管，所述第一接头与所述废气再循环阀连接，所述第二接头与所述主管连接，所述排气机构插入所述主管，用以废气与新鲜空气在所述主管内混合。
在一种示例性实施例中，所述主管的侧壁设有连接管，所述连接管的一端与所述第二接头连接，所述排气机构插入所述连接管。
在一种示例性实施例中，所述第二接头包括第二法兰，所述连接管上设有与所述第二法兰匹配的第三法兰。
在一种示例性实施例中，所述废气再循环阀设置在所述进气歧管设有所述主管的一侧，且所述废气再循环阀的输出口朝向所述主管。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为相关技术中的废气再循环系统示意图；
图2为本申请实施例的废气进气管示意图；
图3为本申请实施例的废气再循环系统示意图；
图4为图3中的废气再循环阀示意图；
图5为图3中的进气歧管示意图；
图6为图3中的废气再循环系统截面示意图；
图7为本申请另一实施例的废气再循环系统示意图。
附图标号说明：
100-废气进气管、101-管体、102-第一法兰、103-第二法兰、104-排气机构、105-混合管、106-出气孔、107-堵板、108-波纹管、109-直管、200-废气再循环阀、201-阀体、202-控制模块、203-压差传感器、204-输出口、205-第四法兰、206-连接孔、300-进气歧管、301-主管、302-支管、303-进气口、304-连接管、305-第三法兰。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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。
现有的废气进气管100为一分二且二又分多的结构，需要连接到进气歧管300的各个支管302，该结构的管路长，压损较大，混合效率也不理想。
请参照图2、图3和图6，本发明一实施例的废气进气管100，该废气进气管100可连通废气再循环阀200和进气歧管300，其中，该废气进气管100包括管体101和第一接头，该第一接头设置在管体101的一端，另外，该废气进气管100还包括第二接头，该第二接头设置在管体101的另一端，而第二接头又包括排气机构104，该排气机构插入主管301，将通过管体101的废气与新鲜空气在主管301内混合。由此，该废气进气管100可将废气直接引入主管301内，充分和新鲜空气混合，该废气进气管100长度较短，压损小，节省材料，制造成本低，制造难度也相对较低，可靠性也有保证。
又如图2和图3所示，该管体101非一分多结构，为一根弯曲的圆管结构，其构成了一条弯曲的通道。其中，管体101由两段波纹管108和三段直管109构成，两者交替设置，而且连接第一接头处和连接第二接头处都采用直管109。该波纹管108可减少振动、减小噪音，还具有抗疲劳、耐高低温等优点。另外，该管体101的整体造型可根据废气再循环阀200和主管301位置进行设计，满足连通两者即可，而波纹管108和直管109的具体数量和位置也可根据情况进行适应性设计。
又如图3和图4所示，该第一接头为第一法兰102，相对应地，上述废气再循环阀200的输出口204设有第四法兰205，该第一法兰102和第四法兰205都设有相匹配的连接孔204，可通过紧固件紧密连接，形成废气进气管100与废气再循环阀200的相对固定。
又如图3和图6所示，上述第二接头包括第二法兰103和混合管105，其中，第二法兰103处于混合管105的一端，混合管105设有第二法兰103的端部与管体101连通，使得管体101内的废气可流入混合管105。而该混合管105的另一端被堵板107封堵，使得废气无法从该端流出，同时，该混合管105的侧壁开设于出气孔106，使得废气只能从出气孔106流出。该出气孔106设有两个，两个出气孔106尺寸相同且分别处于混合管105相对的两侧，使得废气可沿相对的两个方向均匀流出。
由上述可知，该废气进气管100由管体101和混合管105构成了一条无分流的气体通道，该废气可由管体101设有第一法兰102的一端进入该废气进气管100，经管体101流至混合管105内，再由出气孔106排出该废气进气管100。另外，相对于现有的一分二且二又分多的结构，该废气进气管100可节材料约0.95kg，而且可节省两片模具开发，模具成本降低。
在一种示例性实施例中，混合管105上仅设有一个出气孔106，又可完成排出废气的功能。但不限于此，例如出气孔106的数量可为三个或三个以上，全部出气孔106优选绕混合管105的周向均匀布置。
在一种示例性实施例中，混合管105未设有堵板107和出气孔106，使得废气直接由混合管105省去堵板107的端部流入主管301内。
在一种示例性实施例中，该混合管105采用直管，其上的出气孔106为圆孔，该混合管105插入到主管内，该混合管105垂直于主管301，且混合管105沿该主管301的径向延伸且未及该主管301的轴线位置，使得混合管105居中插入而其上的出气孔106处于主管301内且靠近顶部。另外，如图6所示，该出气孔106未处于新鲜空气气流方向的迎风侧或背风侧，而是处于新鲜空气气流方向的侧面。在一种示例性实施例中，如图2和图6所示，废气再循环系统包括废气再循环阀200、进气歧管300、废气进气管100和排气歧管(图中未示出)，其中，排气歧管通过管线连接至废气再循环阀200，将废气引向废气再循环阀200，上述第一接头与废气再循环阀200连接，而第二接头与主管301连接，而且排气机构104插入主管301，使得废气与新鲜空气在主管301内混合。
如图4所示，废气再循环阀200包括阀体201、控制模块202和压差传感器203，其中，控制模块202和压差传感器203设置在阀体201上，阀体201内具有管路和阀门，该管路的两端形成输出口204和输入口(图中未示出)，该输入口可通过管线连接排气歧管，上述输出口202设有上述第四法兰205；压差传感器203可反馈压差，而控制模块202可根据反馈的压差进行阀门的开启和关闭。
如图5和图6所示，该进气歧管300具有主管301和支管302，该主管301的一端形成进气口303，另一端连接支管302，使得新鲜空气可由进气口303进入主管301并分流后进入各个支管302。另外，该主管301的侧壁设有连接管304，该连接管304向外伸出，其自由端设有第三法兰305，该第三法兰305与第二法兰103相匹配，以固定进气歧管300和废气再循环阀200。
在一种示例性实施例中，如图7所示，该主管301的管径为D3，本示例中D3的数值为54mm；该混合管105采用直径为D1的圆形直管，本示例中D1的数值为25mm；出气孔106的直径为D2，本示例中D2的数值为18mm；该混合管105距离进气口303的距离设置为S，本示例中S的数值为47mm；另外，上述D1、D2、D3的数值并不限于上述数值，可根据发动机的数据进行调整。特别地，该混合管105插入主管301内的长度为L，该长度略小于主管主管301直径的三分之一，本示例中，L的数值为17.6mm，但不限于此，例如该L的长度可等于主管301直径的三分之一或者略大于主管301直径的三分之一。在上述结构尺寸下，确定了废气进气管100在进气歧管300中的布置姿态，保证了废气进入气缸的均匀性，使得发动机燃烧的稳定性。另外基于上述的结构布局，进行了EGR均匀性仿真，具体数据如下表1所示，可见各缸的EDR率结果接近且与平均值的差值较小，废气均匀性良好，提升效果明显。
Figure BDA0003923352100000061
表1
又如图2至图6所示，该废气再循环阀200位于进气歧管300设有主管301的一侧，且废气再循环阀200的输出口204靠近主管301。第一法兰102和第四法兰205连接，第二法兰103和第三法兰305连接，安稳固定了该废气进气管100，同时，废气再循环阀200的输出口204与管体101连通，混合管105通过连接管304插入到主管301内，出气孔106处于主管301内，也保证了气体的流通性。特别地，该废气进气管100从主管301的深入到歧管喉口位置，形成总管进气形式，该排气机构104也形成了气体混合结构。该废气再循环系统总体结构简单，制造工艺简单、成本低，气体压降小，废气能有效混合，有效降低发动机爆震倾向，同时可有效降低发动机油耗，同时降低发动机排放。同时，该进气歧管300的模具可从原来的6片更改为4片，工艺更简单，进气歧管300的单件成本也更低。
在废气再循环系统运行时，废气依次经过排气歧管、废气再循环阀200、管体101、混合管105，如图6中双点划线的标记线所示由出气孔106进入到主管301内。同时，节气门打开后，新鲜空气如图6中虚线的标记线所述的流动方向由进气口303进入到主管301内，新鲜空气和废气能充分的混合，到达最终进入发动机燃烧的气体各缸比例均匀，燃烧稳定，各缸燃烧差异小，同时较短的整体设计能有效降低管束长度，节省原材料，同时设计简单，制造难度低，可靠性好。
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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种废气进气管，用以连通废气再循环阀和进气歧管，包括管体和用以与所述废气再循环阀连接的第一接头，所述第一接头设置在所述管体的一端，其特征在于，还包括与所述进气歧管的主管连接的第二接头，所述第二接头设置在所述管体的另一端，所述第二接头包括排气机构，所述排气机构插入所述主管，将通过所述管体的废气与新鲜空气在所述主管内混合；
所述排气机构包括混合管，所述混合管的一端与所述管体连通，另一端封堵，所述混合管的侧壁开设有出气孔。
2.根据权利要求1所述的废气进气管，其特征在于，所述出气孔设有一个；或者所述出气孔设有多个，多个所述出气孔绕所述混合管的周向布置。
3.根据权利要求1所述的废气进气管，其特征在于，所述出气孔设有两个，两个所述出气孔设置在所述混合管相对的两侧。
4.根据权利要求1所述的废气进气管，其特征在于，所述第一接头包括第一法兰；所述第二接头还包括第二法兰，所述第二法兰设置在所述混合管用以与所述管体连通的一端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的废气进气管，其特征在于，所述管体包括相接的波纹管和直管，所述波纹管设有至少一个。
6.根据权利要求1-4任一项所述的废气进气管，其特征在于，所述混合管设置为直管，所述混合管设置为插入所述主管且垂直于所述主管，所述出气孔设置为处于所述主管内。
7.一种废气再循环系统，包括废气再循环阀和进气歧管，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的废气进气管，所述第一接头与所述废气再循环阀连接，所述第二接头与所述主管连接，所述排气机构插入所述主管，用以废气与新鲜空气在所述主管内混合。
8.根据权利要求7所述的废气再循环系统，其特征在于，所述主管的侧壁设有连接管，所述连接管的一端与所述第二接头连接，所述排气机构插入所述连接管。
9.根据权利要求8所述的废气再循环系统，其特征在于，所述第二接头包括第二法兰，所述连接管上设有与所述第二法兰匹配的第三法兰。
10.根据权利要求7-9任一项所述的废气再循环系统，其特征在于，所述废气再循环阀设置在所述进气歧管设有所述主管的一侧，且所述废气再循环阀的输出口朝向所述主管。
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