CN206071759U - 一种车辆及其egr系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的EGR系统，包括用以引出发动机废气的废气管，与所述废气管连接有用以引入外界空气的空气管；所述废气管与所述空气管之间的角度大于90°，所述废气管与所述空气管的连接处还设置有混合后管路，以实现所述发动机废气与所述外界空气以大于90°的角度对撞后流入所述混合后管路。本实用新型还公开了一种包括上述EGR系统的车辆。上述EGR系统，使得发动机废气和外界空气进行均匀混合，以达到同时降低发动机氮氧和颗粒排放水平的目的。

Description

一种车辆及其EGR系统

技术领域

本实用新型涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种EGR系统。本实用新型还涉及一种具有该EGR系统的车辆。

背景技术

随着车辆行业的快速发展，市场对于具有EGR系统的车辆的需求日益增大。

众所周知，EGR系统是指车辆的排气再循环系统；其中EGR是英文Exhaust GasRecirculation的缩写，内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术(手法或方法)。主要目的为降低排出气体中的氮氧化物(NO_X)与分担部分负荷时可提高燃料消耗率。简单来说，EGR系统是将柴油机或汽油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。由于废气再循环量的改变会对不同的污染成份可能产生截然相反的影响，因此所谓的最佳状况往往是一种折衷的，使相关污染物总的排放达到最佳的方案。比方说，尽管提高废气再循环率对减少氮氧化物(NO_X)的排放有积极的影响,但同时这也会对颗粒物和其他污染成份的增加产生消极的影响。

在现有技术中，EGR系统往往成本较高，并且内燃机在燃烧后排出气体与新鲜空气混合不均匀，从而造成发动机所排出的氮氧和颗粒不均衡或者较高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种EGR系统，该EGR系统可以解决发动机氮氧和颗粒排放较高的问题。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述EGR系统的车辆。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于车辆的EGR系统，包括用以引出发动机废气的废气管，与所述废气管连接有用以引入外界空气的空气管；所述废气管与所述空气管之间的角度大于90°，所述废气管与所述空气管的连接处还设置有混合后管路，以实现所述发动机废气与所述外界空气以大于90°的角度对撞后流入所述混合后管路。

相对于上述背景技术，本实用新型提供的用于车辆的EGR系统，使得经空气管流入的外界空气与经废气管引出的发动机废气在废气管与空气管的连接处汇合，并且以大于90°的角度正面对撞；上述两股气流由于存在相对速度破坏了表面张力，使气流各自破裂形成若干紊流。紊流在后续的混合后管路中得到延续，从而使得混合更加均匀。即，本实用新型将发动机废气和外界空气进行均匀混合，以达到同时降低发动机氮氧和颗粒排放水平的目的。通过试验可知，本实用新型提供的EGR系统，EGR率的波动范围从±2％降低至±0.5％。进而使得发动机NO_X排放由3.55g/kw.h降低为2.958g/kw.h，同时颗粒物排放由0.193g/kw·h降低为0.139g/kw·h；并且在成本方面无任何上涨。

优选地，所述混合后管路内设置有用以供混合后气体经过的S形流道。

优选地，所述S形流道与水平面呈夹角设置。

优选地，所述废气管的口径大于所述空气管的口径。

优选地，所述废气管与所述混合后管路为一体设置的折弯管。

本实用新型还提供一种车辆，包括上述任一项所述的EGR系统。

相对于上述背景技术，本实用新型提供的车辆，具备上述技术效果，此处将不再赘述。

优选地，所述车辆具体为工程车辆。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的EGR系统工作过程的示意图。

其中：

1-废气管、2-空气管、3-混合后管路。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种EGR系统，该EGR系统可以使得废气与空气混合均匀；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述EGR系统的车辆。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的EGR系统工作过程的示意图。

本实用新型提供的用于车辆的EGR系统，包括废气管1、空气管2和混合后管路3；废气管1与空气管2相连通，并且混合后管路3位于废气管1与空气管2的连通处，如说明书附图1所示。

显而易见地，经柴油机或汽油机所产生的废气，废气中的一小部分再送回气缸了，而废气管1所起的作用即为引出发动机废气，利用空气管2将发动机甚至是车体外部的外界空气引入其中。由于废气管1与空气管2连通，因而发动机废气与外界空气相混合，并通过混合后管路3的导引，流至所需部件。

废气管1引出发动机废气这一技术效果可以采用涡轮实现；对于本领域技术人员来说，将发动机废气通过废气管1引出属于现有技术，本文此处将不作出具体限制。除此之外，利用空气管2将外界空气同样有多种技术手段可以实现；例如采用压缩机或者其他吸气装置使得外界空气经空气管2吸入，此处同样不作赘述。

本文的核心在于，将发动机废气与外界空气在废气管1和空气管2的连接处以大于90°的角度进行对撞；由于对撞形成持续的紊流，使得两股气流(即发动机废气与外界空气)得到充分的混合，并且两 股气流混合后流入混合后管路3中，并提高混合效果。

通过试验可知，本实用新型提供的EGR系统，EGR率的波动范围从±2％降低至±0.5％。进而使得发动机NO_X排放由3.55g/kw·h降低为2.958g/kw·h，同时颗粒物排放由0.193g/kw·h降低为0.139g/kw·h；并且在成本方面无任何上涨。其中，EGR率被是指：再循环的废气量(即本文中的发动机废气量)与吸入气缸的进气总量(即本文中的发动机废气量与外界空气量之和)之比，EGR率的合理控制对氮氧化物的净化效果和整机排放极其重要，进行标定试验时需要一种方法量化EGR率，以评判废气再循环对发动机性能的影响。可以看出，本实用新型提供的EGR系统，使得发动机氮氧(NO_X)以及颗粒排放均降低，并且采用如上设置，在成本上并没有显著提高；因此在生产成本得到有效控制的前提下，还明显提高了环保水平。

本文更为具体地，在混合后管路3内设置有用以供混合后气体经过的S形流道。如上述所述，当发动机废气与外界空气在废气管1和空气管2的连接处以大于90°的角度进行对撞之后；由于对撞形成持续的紊流，使得两股气流(即发动机废气与外界空气)得到充分的混合，并且两股气流混合后流入混合后管路3中，并且在混合后管路3内的S形流道内继续延续，从而进一步提高混合的均匀程度，使得均匀混合效果得到加强。当然，根据实际需要，S形流道可以设置为多种不同形式，无论是从S形流道的折弯角度的大小以及折弯次数来说，均可以根据实际需要而定，本文此处将不作出过多限制。

根据实际经验，本文优选将S形流道与水平面呈夹角设置。也就是说，位于混合后管路3内的S形流道并非竖直设置，而是与水平面呈一定的夹角设置，这样一来，混合后的发动机废气与外界空气能够沿着倾斜的S形流道向下流动，进而提高使用效率。如说明书附图1所示，混合后管路3以及S形流道设置为沿左下方倾斜，以实现混合气体的快速通过。

本文优选废气管1的口径大于空气管2的口径，也就是说，为了混合发动机废气与外界空气，废气管1内的发动机废气量大于空气管 2内的外界空气量；当然，根据不同发动机的型号以及工况，废气管1的口径与空气管2的口径之比可以设置为不同数值，本文将不再赘述。

针对废气管1、空气管2以及混合后管路3的设置方式，本文优选将废气管1与混合后管路3设置为一体式的折弯管；即，废气管1与混合后管路3大体呈U形的折弯管；如说明书附图1所示。U形的折弯管的开口倾斜朝向左下，并且废气管1位于混合后管路3的上方；而空气管2可以焊接在U形折弯管的折弯部，空气管2与废气管1之间呈大于90°设置，这样一来，使得废气管1、空气管2以及混合后管路3的结构可靠；由于废气管1与混合后管路3为一体式的U形折弯管，并且混合后管路3与U形折弯管焊接，从而提高了EGR系统的使用寿命，降低了使用成本。

本实用新型所提供的一种具有EGR系统的车辆，包括上述具体实施例所描述的EGR系统；车辆的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

本文优选将车辆具体设置为工程车辆；即，自卸车(运土石)、洒水车、沥青洒布车、拖车(半挂，用于拖运机械)、水泥砼泵送车、道路综合养护车以及桥梁检测车等；本实用新型的EGR系统应用于工程车辆中某型号的三阶段发动机，其成本相对于二阶段发动机来说，并无明显增加；此外，由于此类车辆所需的输出功率较大，排放较高，因而采用EGR系统能够降低排放，提高马力，从而满足相关法规所规定的排放要求。

以上对本实用新型所提供的柴油发动机及其车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于车辆的EGR系统，包括用以引出发动机废气的废气管(1)，与所述废气管(1)连接有用以引入外界空气的空气管(2)；其特征在于，所述废气管(1)与所述空气管(2)之间的角度大于90°，所述废气管(1)与所述空气管(2)的连接处还设置有混合后管路(3)，以实现所述发动机废气与所述外界空气以大于90°的角度对撞后流入所述混合后管路(3)。

2.根据权利要求1所述的EGR系统，其特征在于，所述混合后管路(3)内设置有用以供混合后气体经过的S形流道。

3.根据权利要求2所述的EGR系统，其特征在于，所述S形流道与水平面呈夹角设置。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的EGR系统，其特征在于，所述废气管(1)的口径大于所述空气管(2)的口径。

5.根据权利要求4所述的EGR系统，其特征在于，所述废气管(1)与所述混合后管路(3)为一体设置的折弯管。

6.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的EGR系统。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述车辆具体为工程车辆。