CN215633418U - 一种与进气管集成的egr混合装置及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机，其中混合装置包括进气管，进气管上分别设置有新气进口和废气进口；进气管内腔设有隔板，隔板将内腔分为新气腔和废气腔，新气腔与所述新气进口连通，废气腔与所述废气进口连通；新气腔和废气腔之间设置有废气出口；由上述可知，进气管和废气管集成设置，从而使设置本实用新型混合装置的发动机，具有以下优点：进气阻力小，性能佳；结冰风险低；EGR废气出口接近缸盖，远离进气节流阀，不会被进气节流阀负压回吸，避免了此类原因造成的结冰；EGR废气出口与缸盖气道对应，能很好的保证EGR混合均匀性；通用性高；成本低、零件轻；结构简单。

Description

一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机。

背景技术

在排放法规升级的背景下，发动机采用EGR路线，可以降低NOx的生成，改善发动机原排水平。为了保证各缸燃烧一致性，EGR废气与发动机新鲜进气需要特别的结构进行混合，以保证各个工况下各缸EGR废气引入的均匀性。根据EGR混合结构的复杂程度，都会给发动机带来成本及零件制造难度的增加。另外，EGR废气在正常运行工况下，其温度在70℃～180℃之间，由于EGR废气中含水量较高，当EGR废气在低温环境下碰到温度过低的新鲜进气时，废气含水能力下降导致水析出引起倒吸结冰。此时，发动机进气流通面积减少会影响发动机性能。

传统EGR混合系统由进气接管、EGR混合结构和EGR废气管路三部分组成。传统的EGR混合结构有三种实现方式：一种为进气接管内置铸造型混合结构；另一种为自然混合；第三种为打孔式混合结构。

第一种进气接管内置铸造型混合结构，EGR混合结构是铸造在进气接管内部，混合结构有两个壁面，壁面间为EGR废气和新鲜进气的混合段。

第二种自然混合结构，EGR管路插入到进气接管中，与新鲜进气入口距离近，通过加长进气接管管路，让EGR废气与新鲜进气自然充分混合，达到各个工况下各缸EGR废气引入的均匀性的要求。

第三种打孔式混合结构，对于布置空间小的机型，进气接管管路长度有限，无法实现自然混合，只能在混合段增加打孔结构，让EGR废气与新鲜空气充分混合，达到各缸EGR均匀性好的目的。

第一种进气接管内置铸造型混合结构，总结如下缺点：

(1)通用性差：由于一款机器匹配不同车型导致进气口位置变动，新鲜进气方向有所不同必然导致混合结构角度调整，会导致：①设计者工作量上涨②供应商需要重新开模具，成本增加；③零部件数量增加，库存管路难度大。

(2)在EGR率低的工况，新鲜进气也会在混合器内部进行扰流，影响进气效率。

第二种自然混合结构，总结如下缺点：

(1)不适用于小排量机型：小排量机型无法实现较长的混合段，混合段缩短无法保证混合效果，达不到混合结构的目的。

(2)进气接管重量大、成本高、不利于发动机燃油经济性：为了满足混合效果，较长的进气接管管路造成进气接管重量大、成本高，零件的重量增加必然导致发动机油耗上涨。

(3)结冰风险大：当进气节流阀在减小开度的过程中，在节流阀后会形成负压区，从而造成EGR废气倒吸，倒吸的废气遇到壁面温度较低的阀片及新鲜空气，EGR废气中水容易析出导致结冰，导致进气节流阀卡滞、进气量小，进而引起发动机性能下降等问题。

第三种打孔式混合结构，总结如下缺点：

(1)进气阻力大：打孔式混合结构，新鲜进气需要经过打孔结构与EGR废气混合，阻力较大。

(2)结冰风险大：EGR废气直冲进气接管壁面，当发动机处在寒冷环境下，壁面温度较低，EGR废气中水容易析出导致结冰；

(3)成本高：打孔需要均布且数量多，否则无法实现混合效果，造成管路成本上涨的问题。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机，提高EGR混合均匀性的同时，减少EGR废气与低温气体的接触，减少进气管路结冰风险，使EGR路线发动机性能稳定，具有实现简单、适配性强、成本低、对现有机型优化可行性高的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种与进气管集成的EGR混合装置，包括进气管，所述进气管上分别设置有新气进口和废气进口；所述进气管内腔设有隔板，所述隔板将所述内腔分为新气腔和废气腔，所述新气腔与所述新气进口连通，所述废气腔与所述废气进口连通；且所述新气腔和所述废气腔之间设置有废气出口。

优选方式为，所述废气出口与气缸气道一对一设置。

优选方式为，所述进气管的一端设置有缓冲腔，所述缓冲腔与所述废气腔连通。

优选方式为，所述废气进口垂直于所述缓冲腔的外壁。

优选方式为，所述新气进口凸设于所述进气管侧壁，并位于所述进气管的中部。

优选方式为，所述新气进口的开口方向与所述废气进口的开口方向垂直。

优选方式为，所述进气管外侧设置有连接法兰。

一种发动机，包括上述的与进气管集成的EGR混合装置。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的与进气管集成的EGR混合装置及发动机，其中混合装置包括进气管，进气管上分别设置有新气进口和废气进口；进气管内腔设有隔板，隔板将内腔分为新气腔和废气腔，新气腔与所述新气进口连通，废气腔与废气进口连通；且新气腔和废气腔之间设置有废气出口；由上述可知，进气管和废气管集成设置，从而使设置本实用新型混合装置的发动机，具有以下优点：

(1)进气阻力小，性能佳：未在发动机进气道中增加额外的混合器，不会对发动机进气造成影响；

(2)结冰风险低：①EGR废气通过独立腔体进入进气管，高温的EGR废气会加热腔体壁面，减少了EGR废气与低温新鲜进气相遇造成的结冰风险；②EGR废气出口接近缸盖，远离进气节流阀，不会被进气节流阀负压回吸，避免了此类原因造成的结冰；

(3)EGR混合均匀性高：EGR废气出口与缸盖气道对应，能很好的保证EGR混合均匀性；

(4)通用性高：EGR废气出口与进气管集成，对于匹配不同车型导致进气口位置变动，无需进行EGR混合均匀性计算；

(5)成本低、零件轻：此结构对进气接管长度无依赖，大大降低产品重量，在降低成本的基础上，有利于油耗经济性能提升。

(6)结构简单，通用性广，可应用于所有EGR路线的发动机，也适用于现有发动机混合结构改进。

附图说明

图1是本实用新型中与进气管集成的EGR混合装置的结构示意图；

图2是本实用新型中与进气管集成的EGR混合装置的剖面图；

图3是本实用新型中与进气管集成的EGR混合装置另一角度的剖面图；

图中：1-进气管，10-隔板，2-新气进口，3-废气进口，4-连接法兰，5-新气腔，6-废气出口，7-缓冲腔，8-废气腔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

如图1、图2和图3所示，一种与进气管集成的EGR混合装置，包括进气管1，进气管1外侧设置有连接法兰4；进气管1上分别设置有新气进口2和废气进口3；进气管1内腔设有隔板10，隔板10将内腔分为新气腔5和废气腔8，新气腔5与新气进口2连通，废气腔8与废气进口3连通；且新气腔5和废气腔8之间设置有废气出口6。

本实用新型的EGR混合装置，新气腔5为原进气管，废气腔8为原废气管，可见本实用新型的混合装置，将进气管1和废气管集成设置，工作时新鲜空气通过新气进口2进入新气腔5，EGR废气通过EGR废气进口3进入废气腔8，再经由废气出口6与新鲜进气在新气腔5内混合；混合后的气体进入缸盖参与燃烧。

本实用新型混合装置具有以下优点：

(1)进气阻力小，性能佳：未在发动机进气道中增加额外的混合器，不会对发动机进气造成影响；

(2)结冰风险低：①EGR废气通过独立腔体进入进气管，高温的EGR废气会加热腔体壁面，减少了EGR废气与低温新鲜进气相遇造成的结冰风险；②EGR废气出口接近缸盖，远离进气节流阀，不会被进气节流阀负压回吸，避免了此类原因造成的结冰；

(3)EGR混合均匀性高：EGR废气出口与缸盖气道对应，能很好的保证EGR混合均匀性；

(4)通用性高：EGR废气出口与进气管集成，对于匹配不同车型导致进气口位置变动，无需进行EGR混合均匀性计算；

(5)成本低、零件轻：此结构对进气接管长度无依赖，大大降低产品重量，在降低成本的基础上，有利于油耗经济性能提升。

(6)结构简单，通用性广，可应用于所有EGR路线的发动机，也适用于现有发动机混合结构改进。

本例中废气出口6与气缸气道一对一设置，例，某发动机为4缸发动机，其缸盖进气道入口有8个，则EGR废气出口6数量需要设计为8个，以此类推；EGR废气出口6位置需要与气道口对齐，这样有利于各缸均匀性。

本例中进气管1的一端设置有缓冲腔7，缓冲腔7与废气腔8连通，并且废气进口3垂直于缓冲腔7的外壁。

本例中新气进口2凸设于进气管1侧壁，并位于进气管1的中部，并且新气进口2的开口方向与废气进口3的开口方向垂直。

实施例二：

一种发动机，包括实施例一的与进气管集成的EGR混合装置。

本实用新型的发动机，因设置了EGR混合装置，打破了传统EGR混合结构通用性差、零部件重量大、进气阻力大、结冰风险大、成本高等问题。结构简单易行，混合性能高，通用性高，成本低，可靠性高，具有很高的推广性。

以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种与进气管集成的EGR混合装置，包括进气管，其特征在于，所述进气管上分别设置有新气进口和废气进口；

所述进气管内腔设有隔板，所述隔板将所述内腔分为新气腔和废气腔，所述新气腔与所述新气进口连通，所述废气腔与所述废气进口连通；且所述新气腔和所述废气腔之间设置有废气出口。

2.根据权利要求1所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述废气出口与气缸气道一对一设置。

3.根据权利要求1所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述进气管的一端设置有缓冲腔，所述缓冲腔与所述废气腔连通。

4.根据权利要求3所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述废气进口垂直于所述缓冲腔的外壁。

5.根据权利要求1所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述新气进口凸设于所述进气管侧壁，并位于所述进气管的中部。

6.根据权利要求5所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述新气进口的开口方向与所述废气进口的开口方向垂直。

7.根据权利要求1至6任一项所述的与进气管集成的EGR混合装置，其特征在于，所述进气管外侧设置有连接法兰。

8.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的与进气管集成的EGR混合装置。

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