CN205190068U - 用于发动机的进气系统的排气再循环适配器及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于发动机的进气系统的排气再循环适配器及发动机系统。排气再循环适配器包括限定其中的内部空间的管部分。排气再循环适配器还包括突出到管部分的内部空间中的突出部。突出部配置成为提供用于在其上冲击排气的表面。本实用新型的突出部可控制、阻挡或减少随排气一起行进的烟尘颗粒接触位于排气下游的发动机部件，部件的可靠性和使用寿命得以提高，减少了与发动机系统的工作相关成本。

Description

用于发动机的进气系统的排气再循环适配器及发动机系统

技术领域

本实用新型涉及一种适配器，且更具体地涉及一种用于发动机的进气系统的排气再循环适配器。

背景技术

发动机系统通常包括与其相关联的排气再循环（EGR）回路。排气再循环（EGR）回路配置成通过使排气的一部分再循环到发动机的进气系统而减少NOx的产生并增加发动机系统的效率。再循环排气通常被引入进气系统的进气增压室中且与其中的未燃烧进气混合。

再循环排气通常具有非常高的流速。在一些情况下，高速排气趋于从进气歧管和排气管道的接合点在与进入的空气流方向相反的方向上向上游行进。排气可继续朝向发动机系统的其它部件（例如，与进气系统相关联的后冷却器）向上游流动，或者可进入曲轴箱通风装置的增压管道。此外，存在于排气中的烟尘颗粒可沉积在发动机部件上且影响发动机部件的使用寿命。

美国专利第8,430,083号描述了一种适用于在燃烧发动机的混合室中混合进气流和排气流的混合设备，所述燃烧发动机包括壳体，所述壳体具有贯穿其形成且在第一开口端和第二开端之间延伸的孔。所述壳体包括邻近第一开口端形成在其侧壁中的多个孔隙。保持构件邻近第二开口端形成在侧壁中且适用于将混合设备固定在混合室内。混合设备包括设置在壳体的孔中的偏流器。偏流器包括形成在其中的多个弯曲偏流器表面，其与多个孔隙的数量对应且与多个孔隙对准。端盖在壳体的第一开口端处被固定于壳体，用于在第一开口端处关闭所述孔。

实用新型内容

在本实用新型的一个方面，公开了一种用于发动机的进气系统的排气再循环适配器。该排气再循环适配器包括限定其中内部空间的管部分。排气再循环适配器还包括突出到管部分的内部空间中的突出部。突出部配置成提供受排气冲击的表面。

所述突出部设置在所述管部分的底部区段的内表面上。

所述突出部具有倾斜几何形状。

所述突出部包括第一壁和第二壁，所述第一壁具有配置成面向所述排气的凹形表面。

所述突出部附接于所述管部分的内表面。

所述突出部与所述管部分的内表面的一部分一体形成。

进一步包括设置在所述管部分的外表面上的密封环。

所述突出部的高度小于所述管部分的半径。

所述突出部的宽度小于所述管部分的直径。

在实用新型的另一个方面，公开了一种发动机系统。发动机系统包括排气管道。发动机系统还包括与排气管道流体连通的连接器部分。发动机系统进一步包括与连接器部分流体连通的流罩。发动机系统包括与排气管道流体连通的进气系统。进气系统包括与流罩流体连通的进气歧管。进气系统还包括连接到进气歧管的排气再循环适配器，该排气再循环适配器相对于进气流位于流罩的上游。排气再循环适配器包括限定其中内部空间的管部分。排气再循环适配器还包括突出到管部分的内部空间中的突出部。突出部配置成提供受从流罩进入管部分的排气冲击的表面。突出部还配置成控制排气在与进气流的方向相反的方向上的流动。

在本实用新型的又一个方面，公开了一种用于控制进气系统中排气流动方向的方法。所述方法包括提供突出到排气再循环适配器的管部分的内部空间中的突出部。所述方法还包括将排气引入到排气再循环适配器的管部分中。所述方法进一步包括在排气再循环适配器的突出部上冲击排气。所述方法包括基于所述冲击阻挡排气在朝向后冷却器的方向上的流动。所述方法还包括基于所述阻挡将排气引入进气歧管。

本实用新型的突出部可控制、阻挡或减少随排气一起行进的烟尘颗粒接触位于排气下游的发动机部件，部件的可靠性和使用寿命得以提高，减少了与发动机系统的工作相关成本。此外，排气再循环（EGR）适配器的突出部可促使再循环排气与进气流的进一步均匀的混合，从而可提高发动机系统的效率。

通过以下的说明和附图，本实用新型的其它特征和方面将显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的示例性发动机系统的示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的具有与其相关联的排气再循环（EGR）适配器的发动机系统的一部分的横截面透视图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的具有平面A-A'的排气再循环（EGR）适配器的透视图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的图3的排气再循环（EGR）适配器沿平面A-A'的横截面图；和

图5是根据本实用新型的一个实施例的用于控制进气系统中排气流动方向的方法的流程图。

具体实施方式

在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的参考编号表示相同或类似的部件。根据本实用新型的一个实施例，图1示出了示例性发动机系统100。发动机系统100可包括发动机102。在一个实施例中，发动机102可包括例如柴油机、汽油机、气体燃料动力发动机（例如天然气发动机）、已知动力源的组合、或本领域技术人员已知的任何其它类型的动力源。如图1所示，发动机102可包括进气歧管104和排气歧管106。进气歧管104配置成通过进气系统116接收进气，其中可能包括微量的再循环排气。燃烧产物可经由排气歧管106从发动机102排出。

环境空气可通过进气系统116的空气过滤器120被吸入发动机102内。发动机系统100的进气系统116可包括涡轮增压器118。进气可经由管道119被引入涡轮增压器118内，用于压缩目的以实现更高气压。然后，压缩的进气可经由管道125流向后冷却器122。后冷却器122配置成降低流经其中的进气的温度。在所示实施例中，后冷却器122体现为空气-空气后冷却器。可选地，后冷却器122可体现为空气-液体后冷却器。然后，进气在被引入进气歧管104之前，可进入进气管道127并进一步流向进气系统116的进气增压室123。进气增压室123可流体连接至进气歧管104和进气管道127。

发动机系统100还包括排气系统124。排气系统124与排气歧管106流体连通。本领域普通技术人员将认识到，当燃烧温度可能超过大约1372°C时，大气中的氮气会和氧气发生反应形成各种氮氧化物（NOx）。为了减少NOx的形成，可利用排气再循环（EGR）过程来保持燃烧温度低于形成NOx的温度阈值。因此，一部分排出气体可被再循环至发动机102的进气歧管104内。

因此，排气系统124可包括排气管道126。排气管道126配置成用于接收来自排气歧管106的排气。如附图1所示，排气系统124可包括排气再循环（EGR）阀110。更具体地，排气再循环（EGR）阀110可设置在排气管道126上，并可配置成控制排气管道126内的排气流速。排气再循环（EGR）阀110通常在真空或一定压力下运行，但是也可由与发动机系统100相关联的控制器（未示出）控制。

排气系统124还可包括设置在排气管道126上的排气再循环（EGR）冷却器114。排气再循环（EGR）冷却器114可配置成利用冷却剂通过热交换来冷却排出发动机102的高温排气。本领域普通技术人员将认识到，排气再循环（EGR）冷却器114可包括本领域普通技术人员已知的任何空气/冷却剂热交换器。排气可进一步经由排气管道126流向进气歧管104用于排气的再循环。排气在经由进气增压室123流向进气歧管104时可与来自进气管道127的进气流相混合。发动机系统100还可包括排气限制阀129。排气限制阀129配置成经由管道132将排气歧管106和与发动机系统100相关联的后处理装置131相连接。排气限制阀129可配置成迫使排气通过排气再循环（EGR）阀110，从而重新定向排气远离涡轮增压器118。本实用新型涉及在排气管道126与进气管道127和进气增压室123的接合点处进行排气流动方向的控制，并将结合图2进行详细说明。

参考图2，来自排气管道126的排气可被引入至排气系统124的连接器部分128。连接器部分128可具有弯曲形状。在一个实施例中，连接器部分128可体现为弯头。排气系统124可进一步包括流罩130。流罩130的上游侧与连接器部分128流体连通。进一步，流罩130的下游侧与进气增压室123流体连通。流罩130可包括弯管设计。在一些实施例中，流罩130可体现为排气再循环（EGR）混合器，所述排气再循环（EGR）混合器促进了排气再循环（EGR）气体的混合且增加了混合速度。

流经排气系统124的排气可具有高速。另外，高速排气可包括烟尘和存在于其中的其它外来颗粒。倘若烟尘颗粒与发动机系统100的部件相接触则会损坏这些部件。本实用新型涉及一种与发动机102的进气系统116相关联的排气再循环（EGR）适配器200。排气再循环（EGR）适配器200配置成将进气增压室123与进气管道127流体连接。在图2中，排气的流动方向用粗实线箭头表示，而进气的流动方向用虚线箭头表示。相对于进气流，排气再循环（EGR）适配器200可设置在流罩130的上游。相对于进气流，排气再循环（EGR）适配器200的下游侧经由进气增压室123可与进气歧管104流体连通。进一步，相对于进气流，排气再循环（EGR）适配器200的上游侧可与进气管道127流体连通。

参照图2、图3和图4，排气再循环（EGR）适配器200包括管部分202。管部分202限定排气再循环（EGR）适配器的内部空间204。在所示实施例中，管部分202具有直圆柱形构造。可选地，管部分202可包括阶梯形构造（未示出）。在一个实施例中，管部分202可通过滑动接头与进气增压室123连接。在可选实施例中，管部分202与进气增压室123之间的连接可以包含凸缘（未示出）或者本领域普通技术人员所知的任何其它接头。此外，管部分202的第一端206（参见图3和图4）可包括设置在其外表面210上的密封槽208（参见图4）。密封槽208可在其中接收密封环209（参见图2）。密封环209可配置成密封排气再循环（EGR）适配器200与进气系统116的进气增压室123（参见图2）之间的接头。在一个示例中，密封环209可以具体表现为O形环。

此外，管部分202的第二端212可包括凸缘214。凸缘214可配置成附接排气再循环（EGR）适配器200与后冷却器122。可选地，第二端212可包括设置在管部分202的外表面210上的螺纹（未示出），用于排气再循环（EGR）适配器200与后冷却器122之间的螺纹连接。在可选实施例中，可使用凸缘（未示出）连接排气再循环（EGR）适配器200与后冷却器122。此外，排气再循环（EGR）适配器200的第二端212可包括O形环（未示出），用于密封排气再循环（EGR）适配器200与后冷却器122之间的接头。

如图2至图4所示，排气再循环（EGR）适配器200包括设置在其内的突出部216。突出部216可具有倾斜的几何形状。突出部216突出到管部分202的内部空间204中。突出部216配置成提供用于在其上冲击排气的表面（参见图2）。突出部216还配置为在与进气流的流动方向相反的方向上控制排气的流动方向。并且，突出部216提供用于高速排气冲击的表面，可进一步阻挡排气向进气管道127流动并使排气偏转进入进气增压室123。高速排气冲击突出部216时，排气的速度可下降，使得排气得以在进气流的方向上进入进气增压室123。

突出部216设置于管部分202的底部区段218处。更具体地，突出部216设置于管部分202的底部区段218的内表面220上。在一个实施例中，突出部216可与管部分202的内表面220的一部分构成一体并由其形成。可选地，突出部216可以作为独立单元在外部制造，并通过使用适合的紧固装置附接到管部分202的内表面220。

突出部216可包含第一壁222和第二壁224。突出部216的第一壁222配置成面向来自流罩130（参见图2）的排气。突出部216的第一壁222配置成阻挡与进气流动方向相反的排气的流动。突出部216的第一壁222提供用于偏转冲击其上的排气的表面。第一壁222可包括凹形表面，使得第一壁222的凹形表面可以使排气朝向进气增压室123偏转或改变流动方向。因此，当冲击突出部216的第一壁222时，排气的流动速度显著降低。可选地，第一壁222可包括可使排气朝向进气增压室123偏转或改变流动方向的任何其他形状。

此外，突出部216的第二壁224可配置为面向来自后冷却器122的进气流。在一个示例中，第二壁224可以具有空气动力学外形，使得第二壁224可以引导进气流朝向进气系统116的进气增压室123。此外，进气流可以在进气增压室123中与排气相混合。

排气再循环（EGR）适配器200的尺寸可以根据应用选定。确定突出部216的高度“H”（参见图4），使得突出部216不会完全阻塞或阻挡进气流。相应地，突出部216具有高度“H”，使得突出部216的高度“H”小于或等于管部分202的半径“R”（参见图4）。可选地，突出部216的高度“H”可以大于管部分202的半径“R”。在一些实施例中，突出部216的高度“H”可以大到等于管部分202的直径“D”。

进一步地，突出部216的宽度“W”（参见图3）可以小于管部分202的直径“D”（参见图4）。应当注意的是，基于应用类型，突出部216的高度“H”和宽度“W”可能不同于附图所示。还应当注意的是，突出部216在管部分202中的位置可以有所不同，以使得进入管部分202的所有排气接触到排气再循环（EGR）适配器200的突出部216。ERG适配器200可以由本领域普通技术人员所知的金属或聚合物制成。

工业实用性

排气通常以很高的速度流动，使得排气向上游行进，并且与进气流的方向相反。进一步地，排气可包括其中的烟尘颗粒。倘若这些烟尘颗粒与发动机部件接触，则会沉积于其上。在某些情况下，发动机部件可能被完全损坏并需要更换，这可增加发动机系统的总体运行成本。

本实用新型涉及排气再循环（EGR）适配器200。排气再循环（EGR）适配器200包括突出部216。突出部216用于排气中的烟尘颗粒的挡板，使得受冲击排气内的烟尘颗粒沉积在突出部216的第一壁222的表面上。更具体地，突出部216可控制、阻挡或减少随排气一起行进的烟尘颗粒接触位于排气下游的发动机部件。例如，突出部216可阻止烟尘颗粒向上游行进进入进气流以及进入曲轴箱通风装置的增压管道，且还可防止烟尘颗粒流入后冷却器122。相应地，发动机部件无需频繁维护，从而减少与发动机系统100的工作相关的成本。此外，排气再循环（EGR）适配器200的突出部216和设计可促使再循环排气与进气流的进一步均匀的混合，从而可提高发动机系统100的效率。

图5是控制进气系统116中的排气流动方向的方法500的流程图。在步骤502中，设置突出部216使其突出到排气再循环（EGR）适配器200的管部分202的内部空间204中。在步骤504中，将排气引入排气再循环（EGR）适配器200的管部分202内。

在步骤506中，在排气再循环（EGR）适配器200的突出部216上冲击排气。进一步地，可基于排气在排气再循环（EGR）适配器200的突出部216上的冲击改变排气的流动方向。在步骤508中，基于所述冲击，阻挡排气在朝向进气管道127或后冷却器122方向上的流动方向。在步骤510中，基于所述阻挡，使排气偏转引入进气增压室123且进一步流入发动机120的进气歧管104内。进一步地，进气流与排气混合且经由进气增压室123引入进气歧管104。

尽管上述实施例具体地展示和描述了本实用新型的各个方面，但本领域的技术人员将理解的是，在不脱离所公开内容的精神和保护范围的情况下，可以对本实用新型所公开的机械、系统及方法进行修改，进而设想各种附加实施例。应当理解的是，这些实施例亦在权利要求书及其等效内容所确定的本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述排气再循环适配器包括：

限定有内部空间的管部分；和

突出到所述管部分的所述内部空间的突出部，所述突出部提供受排气冲击的表面。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部设置在所述管部分的底部区段的内表面上。

3.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部具有倾斜几何形状。

4.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部包括第一壁和第二壁，所述第一壁具有配置成面向所述排气的凹形表面。

5.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部附接于所述管部分的内表面。

6.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部与所述管部分的内表面的一部分一体形成。

7.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，进一步包括设置在所述管部分的外表面上的密封环。

8.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部的高度小于所述管部分的半径。

9.根据权利要求1所述的用于发动机的进气系统的排气再循环适配器，其特征在于，所述突出部的宽度小于所述管部分的直径。

10.一种发动机系统，其特征在于，包括：

排气管道；

与所述排气管道流体连通的连接器部分；

与所述连接器部分流体连通的流罩；和

与所述排气管道流体连通的进气系统，所述进气系统包括：

与所述流罩流体连通的进气歧管；和

连接到所述进气歧管的排气再循环适配器，其相对于进气流位于所述流罩的上游，所述排气再循环适配器包括：

限定有内部空间的管部分；和

突出到所述管部分的所述内部空间的突出部，所述突出部提供受从所述流罩进入所述管部分的排气冲击的表面，并控制所述排气在与所述进气流的方向相反的方向上的流动。