CN210660361U - 一种进气混合装置及发动机 - Google Patents

Abstract

本方案提供的一种进气混合装置，壳体上分别开设用于通入EGR废气、空气和燃气的废气进气口、空气进气口和燃气进气口，以及用于排出混合气体的出气口。通入各进气口内的EGR废气、空气和燃气在混合腔内充分混合，形成混合气体。壳体的混合腔内还设置有废气导管，废气导管端部与废气进气口连通，废气导管上开设多个通气孔。EGR废气从废气进气口进入废气导管，再通过废气导管上的通气孔中排出至混合腔内，与进入混合腔的空气和燃气充分混合。废气导管可将EGR废气气流打散，均匀的输送至混合腔，避免EGR废气从废气进气口集中进入混合腔，实现燃气、EGR废气和新鲜空气的充分混合，提高发动机性能。本方案还提供一种具有上述进气混合装置的发动机。

Description

一种进气混合装置及发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别涉及一种进气混合装置及发动机。

背景技术

为了满足日趋严格的排放法规，发动机通过缸内降低NOx的主要技术为EGR技术。EGR技术是将发动机排出的废气引入到发动机内再次参与燃烧，起到降低氧气浓度和燃烧温度的作用，从而降低氮氧化物的生成。

目前，燃气发动机上常用的混合装置采用进气管入口处设置三条管路分别通入燃气、EGR废气和新鲜空气，三种气体中进气管内进行流动混合，而无专用混合部件，混合气体均匀度较差，导致发动机燃烧效果不好，不能达到更优的动力性、经济性和排放性能。

综上所述，如何实现燃气、EGR废气和新鲜空气三种气体的充分混合，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种进气混合装置，能够实现燃气、EGR废气和新鲜空气三种气体的充分混合，提高发动机性能。本实用新型的另一核心在于提供一种具有上述进气混合装置的发动机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种进气混合装置，包括具有混合腔的壳体，所述壳体上分别开设有用于通入EGR废气、空气和燃气的废气进气口、空气进气口和燃气进气口，以及用于排出混合气体的出气口，所述废气进气口、所述空气进气口、所述燃气进气口和所述出气口均与所述混合腔连通；

其中，所述壳体的混合腔内设置有废气导管，所述废气导管上开设有多个通气孔，所述废气进气口通过所述通气孔与所述混合腔连通。

优选地，在上述进气混合装置中，所述通气孔在所述废气导管上均匀分布，或，在所述废气进气口处从近至远方向上的分布由稀变密。

优选地，在上述进气混合装置中，所述废气导管的横截面为水滴形或圆形。

优选地，在上述进气混合装置中，所述废气导管为交叉布置且相互连通的多个。

优选地，在上述进气混合装置中，所述混合腔包括相互连通的第一腔体和第二腔体，所述废气进气口和所述空气进气口与所述第一腔体连通，所述燃气进气口和所述出气口与所述第二腔体连通。

优选地，在上述进气混合装置中，所述第二腔体内还设置有用于提高所述燃气混合均匀性的燃气导管，所述燃气导管上开设有多个通气孔。

优选地，在上述进气混合装置中，所述燃气导管为设置于所述第二腔体的环形多孔管，所述环形多孔管的管壁与所述第二腔体内壁具有间隙。

优选地，在上述进气混合装置中，所述第一腔体和/或所述第二腔体沿流动方向为渐缩腔体。

优选地，在上述进气混合装置中，所述废气进气口、所述空气进气口和所述燃气进气口的进气方向相互垂直。

本方案还提供一种发动机，包括上文中所述的进气混合装置。

本方案提供的一种进气混合装置，包括壳体，壳体上分别开设用于通入EGR废气、空气和燃气的废气进气口、空气进气口和燃气进气口，以及用于排出混合气体的出气口。通入各进气口内的EGR废气、空气和燃气在混合腔内充分混合，形成混合气体。其中，壳体的混合腔内还设置有废气导管，废气导管端部与废气进气口连通，废气导管上开设若干通气孔。EGR废气从废气进气口进入废气导管，再通过废气导管上的通气孔中排出至混合腔内，与进入混合腔的空气和燃气充分混合。如此设计，废气导管可将EGR废气气流打散，避免EGR废气从废气进气口集中进入混合腔，而是将EGR废气均匀的输送至混合腔，实现燃气、EGR废气和新鲜空气三种气体的充分混合，提高发动机性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本方案提供的进气混合装置的结构示意图；

图2为本方案提供的进气混合装置的纵向剖面图；

图3为本方案提供的进气混合装置的左视图；

图4为本方案提供的进气混合装置的俯视图。

上图中：

a、EGR废气，b、空气，c、燃气，d、混合气体，1、壳体，2、废气导管，3、燃气导管。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种进气混合装置，能够实现燃气、EGR废气和新鲜空气三种气体的充分混合，提高发动机性能。本实用新型的另一核心在于提供一种具有上述进气混合装置的发动机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请同时参阅图1-图4，图1为本方案提供的进气混合装置的结构示意图；图2为本方案提供的进气混合装置的纵向剖面图；图3为本方案提供的进气混合装置的左视图；图4为本方案提供的进气混合装置的俯视图。

本实用新型所提供的一种进气混合装置，包括壳体1，壳体1内设置有混合腔，用于对通入的EGR废气a、空气b和燃气c进行混合。

壳体上分别开设有用于通入EGR废气a、空气b和燃气c的废气进气口、空气进气口和燃气进气口，以及用于排出混合气体d的出气口。废气进气口、空气进气口、燃气进气口和出气口均与混合腔连通，通入各进气口内的EGR废气a、空气b和燃气c在混合腔内充分混合，形成混合气体d。

其中，壳体1的混合腔内设置有废气导管2，废气导管2端部与废气进气口连通，废气导管2上开设有多个通气孔。EGR废气a从废气进气口进入废气导管2，再通过废气导管2上的通气孔中排出至混合腔内，与进入混合腔的空气b和燃气c充分混合。如此设计，废气导管2可将EGR废气a气流打散，避免EGR废气a从废气进气口集中进入混合腔，而是将EGR废气a均匀的输送至混合腔，实现燃气、EGR废气和新鲜空气三种气体的充分混合，提高发动机性能。

为了进一步提高EGR废气a分布均匀性，在一种具体实施方式中，若干通气孔在废气导管2上为均匀分布设置。在另一种具体实施方式中，考虑到EGR废气a气流在废气进气口处流速较快，随着深入废气导管2，流速逐渐降低。针对上述流速变化，将废气导管2上的若干通气孔在靠近废气进气口处分布较稀疏，在远离废气进气口处分布较稠密。具体的密度参数可根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

废气导管2的形状有多种，根据实际需求，可以将废气导管2的横截面设计成各种形式，如水滴形或圆形。废气导管2的长度一般为混合腔的内径长度，沿径向设置，废气导管2一端与废气进气口连通，另一端与混合腔内壁连接，以保证连接的稳定性。

另外，废气导管2数量可以为多个，多个废气导管2交叉设置且相互连通。具体地，如图1和图3所示，废气导管2的数量为两个，两个废气导管2在混合腔通道的轴心处垂直设置，即采用十字交叉多孔结构。第一废气导管与废气进气口连通，第二废气导管两端分别与相对的混合腔内壁连接。需要解释的是，EGR废气a从废气进气口进入混合腔，一部分废气通入与废气进气口连通的第一废气导管2，经由两个废气导管2再从两个废气导管2的通气孔排出，而另一部分废气从第一废气导管2外侧进入，EGR废气a撞击到第二废气导管的外壁上，形成了流体扰动，起到强化混合的作用；特别对于上述采用水滴形横截面的废气导管2，EGR废气a撞击到第二废气导管的外壁上，水滴形结构增加了撞击面积，相对于普通截面形状的废气导管2来说，大大提高了扰动作用，增强了气体混合效果。

当然，当废气导管2的数量为三个时，三个废气导管2交叉设置且相互连通。考虑到均匀化设置，三个废气导管2中心对称设置。由此可推，当废气导管2的数量为多个时，所有废气导管2交叉设置且相互连通。考虑到均匀化设置，所有废气导管2中心对称设置。第一废气导管与废气进气口连通，其余所有废气导管两端分别与相对的混合腔内壁连接。同样能够达到增加流体扰动，起到强化混合的作用的目的。

为了进一步提高混合均匀性，将混合腔设计成相互连通的第一腔体和第二腔体，形成上游和下游。废气进气口和空气进气口与第一腔体连通，燃气进气口和出气口与第二腔体连通。EGR废气a和空气b在第一腔体混合后，流至第二腔体，再与燃气c在第二腔体充分混合，最终从出气口排出混合气体d。实际装配过程中，第一腔体和第二腔体所在的两个壳体可通过密封垫圈和紧固件组装成型，或采用一体成型结构，确保整个进气混合装置的密封性。

在优选实施方式中，第二腔体内还设置有用于提高燃气c混合均匀性的燃气导管3，燃气导管3上开设有多个通气孔。燃气导管3可采用多种形式：

第一种结构形式，与废气导管2的设计思想相同，燃气导管3与燃气进气口相连通。在第一种形式中又有如下组合形式，若干通气孔在燃气导管3上均匀分布，或，燃气导管3上的若干通气孔在燃气进气口处从近至远方向上的分布由稀变密。燃气导管3的横截面可为水滴形或圆形。燃气导管3数量为多个，多个燃气导管3交叉设置且相互连通。

第二种结构形式，燃气导管3为设置于第二腔体的环形多孔管，环形多孔管的管壁与第二腔体内壁具有间隙。具体地，环形多孔管与第二腔体同轴设置。进入第二腔体的燃气c撞击到环形多孔管的外壁上，环形多孔管增加了撞击面积，燃气c从通气孔进入环形多孔管内部，与来自第一腔体的混合后的EGR废气a和空气b再次混合。燃气c从环形多孔管的外壁和第二腔体内壁之间间隙中进入通气孔中，间隙为整个环形腔体，相对于直接从燃气进气口进入第二腔体，设计环形多孔管可大大提高扰动作用，增强了气体混合效果。

第一腔体和/或第二腔体沿流动方向为渐缩腔体，即渐缩通道，沿流体流动方向直径逐渐减小。混合腔在混合区域处具有渐缩管道特征，目的是使得流体经过此处产生加速，以提升EGR废气a、空气b和燃气c的混合效果。

进一步的，为了增加气流扰动，废气进气口、空气进气口和燃气进气口的进气方向相互垂直。空气进气口和出气口相对设置，即空气进气口的进气方向和出气口的进气方向同轴设置。具体地，废气进气口设置在第一腔体的顶部，空气进气口设置在第一腔体左侧端部，燃气进气口设置在第二腔体前侧端部，出气口设置在第二腔体的右侧端部，空气进气口和出气口在一条轴线上。本方案所提结构设计改变EGR废气a、燃气c的流通腔体，利用EGR废气a密度大、温度高的特点，采用顶部进气，腔体往气体流动方向上延伸，腔体容积逐渐减小。结合燃气压力高、密度大的特点，采用前侧端部进气，交叉混合腔体结构可以保证燃气与空气的充分混合。第一混合腔采用十字交叉多孔结构，可以保证EGR与空气的高效混合，燃气采用环形多孔管结构，可以保障提高燃气分布均匀性，缩短进气管长度，提高结构紧凑性。

此外，本申请还提供一种发动机，包括进气混合装置，具体的，该进气混合装置为上述实施例中公开的进气混合装置，因此，具有该进气混合装置的发动机也具有上述技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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 (10)

1.一种进气混合装置，包括具有混合腔的壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)上分别开设有用于通入EGR废气(a)、空气(b)和燃气(c)的废气进气口、空气进气口和燃气进气口，以及用于排出混合气体(d)的出气口，所述废气进气口、所述空气进气口、所述燃气进气口和所述出气口均与所述混合腔连通；

其中，所述壳体(1)的混合腔内设置有废气导管(2)，所述废气导管(2)上开设有多个通气孔，所述废气进气口通过所述通气孔与所述混合腔连通。

2.根据权利要求1所述的进气混合装置，其特征在于，所述通气孔在所述废气导管(2)上均匀分布，或，在所述废气进气口处从近至远方向上的分布由稀变密。

3.根据权利要求1所述的进气混合装置，其特征在于，所述废气导管(2)的横截面为圆形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的进气混合装置，其特征在于，所述废气导管(2)为交叉布置且相互连通的多个。

5.根据权利要求1所述的进气混合装置，其特征在于，所述混合腔包括相互连通的第一腔体和第二腔体，所述废气进气口和所述空气进气口与所述第一腔体连通，所述燃气进气口和所述出气口与所述第二腔体连通。

6.根据权利要求5所述的进气混合装置，其特征在于，所述第二腔体内还设置有用于提高所述燃气(c)混合均匀性的燃气导管(3)，所述燃气导管(3)上开设有多个通气孔。

7.根据权利要求6所述的进气混合装置，其特征在于，所述燃气导管(3)为设置于所述第二腔体的环形多孔管，所述环形多孔管的管壁与所述第二腔体内壁具有间隙。

8.根据权利要求5所述的进气混合装置，其特征在于，所述第一腔体和/或所述第二腔体沿流动方向为渐缩腔体。

9.根据权利要求1所述的进气混合装置，其特征在于，所述废气进气口、所述空气进气口和所述燃气进气口的进气方向相互垂直。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的进气混合装置。

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