CN216975061U - 排气管及具有其的发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种排气管及具有其的发动机，排气管包括：主管，具有间隔设置的第一EGR通道和第一废气通道；支管，具有间隔设置的第二EGR通道和第二废气通道，第二EGR通道和第二废气通道的进气口均与气缸相连通，第二EGR通道的出气口与第一EGR通道的进气口相连通，第二废气通道的出气口与第一废气通道的进气口相连通；调节阀，设置在支管的进气口处，以调节第二EGR通道和第二废气通道的进气面积。通过本申请提供的技术方案，能够解决相关技术中的如何在不改变涡轮机的前提下提高发动机的EGR率的问题。

Description

排气管及具有其的发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种排气管及具有其的发动机。

背景技术

EGR(Exhaust Gas Recirculation)是指燃料和空气在车辆的发动机燃烧后，将一部分排气引回至进气进行再燃烧的技术，如此可以降低废气中的氮氧化合物，并提高发动机的经济性。随着发动机排放要求的提高，对发动机各工况的EGR率的需求也越来越高。

在相关技术中，EGR管路从发动机的排气管靠近出气口的位置取气，并将废气通过第一EGR通道引入至发动机的进气管，并且相关技术中的EGR管路的取气量与涡轮机具有一定关系。

具体地，越高的EGR率就需要匹配越小的涡轮机，涡轮机越小将会导致泵气损失的增加，从而会增加发动机的油耗。因此，如何在不改变涡轮机的前提下提高发动机的EGR率成为急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种排气管及具有其的发动机，以解决相关技术中的如何在不改变涡轮机的前提下提高发动机的EGR率的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种排气管，排气管包括：主管，具有间隔设置的第一EGR通道和第一废气通道；支管，具有间隔设置的第二EGR通道和第二废气通道，第二EGR通道和第二废气通道的进气口均与气缸相连通，第二EGR通道的出气口与第一EGR通道的进气口相连通，第二废气通道的出气口与第一废气通道的进气口相连通；调节阀，设置在支管的进气口处，以调节第二EGR通道和第二废气通道的进气面积。

进一步地，调节阀包括转轴以及固定设置在转轴上的转动板，支管包括支管体和设置在支管体内的第一分隔板，第一分隔板将支管体的内孔分隔为第二EGR通道和第二废气通道，转轴可转动地穿设于支管体并与第一分隔板相平行，转动板连接有转轴的一端与第一分隔板对应设置。

进一步地，排气管包括多个支管，多个支管均位于主管的同一侧并沿主管的长度方向间隔设置，多个支管内均设置有调节阀，转轴和第一分隔板均沿主管的长度方向延伸，转轴依次穿过多个支管体并与多个转动板固定连接。

进一步地，排气管还包括驱动电机，驱动电机的电机轴与转轴驱动连接。

进一步地，主管包括主管体以及设置在主管体内的第二分隔板，第二分隔板将主管体的内孔分隔为第一EGR通道和第一废气通道，支管体和主管体相连通，第一分隔板和第二分隔板的延伸方向相同并相互连接。

进一步地，第二EGR通道的出气口处设置有伸入第一EGR通道内的倾斜板，第一EGR通道的出气口位于主管体的一端，倾斜板与第二EGR通道的远离第一EGR通道的出气口的一侧相连接，倾斜板与第一EGR通道的轴线之间的夹角小于90°。

进一步地，第一废气通道的出气口位于主管体的中部，第一废气通道的出气口与第二废气通道的进气口分别位于主管体的两侧，第一废气通道内设置有间隔板，间隔板垂直于第二分隔板并将第一废气通道的出气口分隔为两个子出气口。

进一步地，在第二EGR通道的进气口指向出气口的方向上，第二EGR通道的横截面尺寸逐渐减小；和/或，第一EGR通道位于第一废气通道的上方。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种发动机，发动机包括排气管，排气管为上述提供的排气管。

进一步地，发动机还包括：缸体，具有多个气缸；进气管，多个气缸的进气口与进气管的多个出气口一一对应连通；EGR管路，进气管的进气口与EGR管路的出气口相连通，EGR管路的进气口与排气管的第一EGR通道的出气口相连通。

应用本实用新型的技术方案，排气管包括主管、支管以及调节阀，在应用该排气管的发动机工作时，从发动机的气缸排放的废气分别进入支管的第二EGR通道和第二废气通道，废气从第二EGR通道进入与其相连通的主管的第一EGR通道，并从第一EGR通道进入EGR系统，废气从第二废气通道进入与其相连通的主管的第一废气通道，并从第一废气通道排出。由于废气分别进入支管的第二EGR通道和第二废气通道，并从第二EGR通道进入主管的第一EGR通道，从第二废气通道进入主管的第一废气通道，废气进入排气管后不会产生容积的突变，从而不会存在压力释放而使废气的压力突然降低，因此，EGR系统的取气压力会比较高，进而EGR系统的驱动压力会比较高，从而可以实现较高的EGR率。并且，由于通过将排气管设置为主管和支管，即可实现较高的EGR率，所以无需对涡轮机进行调整，进而避免了采用过小的涡轮机造成的泵气损失的增加，从而不会增加发动机的油耗。并且，由于在支管的进气口处设置了调节阀，可以进一步调节进入第二EGR通道和第二废气通道废气量的比例，从而可以调节进入EGR系统的废气量，实现了EGR率的可调节。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的排气管的剖视图；

图2示出了本实用新型实施例提供的排气管的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的排气管另一视角的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的排气管的又一剖视图；

图5示出了本实用新型实施例提供的发动机的管路图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、主管；11、第一EGR通道；12、第一废气通道；121、间隔板；13、主管体；14、第二分隔板；

20、支管；21、第二EGR通道；211、倾斜板；22、第二废气通道；23、支管体；24、第一分隔板；

30、调节阀；31、转轴；32、转动板；

40、气缸；

50、进气管；

60、EGR管路；61、冷却器；

70、涡轮机；

80、进气管路；81、中冷器；82、压气机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种排气管，排气管包括主管10、支管20以及调节阀30，主管10具有间隔设置的第一EGR通道11和第一废气通道12，支管20具有间隔设置的第二EGR通道21和第二废气通道22，第二EGR通道21和第二废气通道22的进气口均与气缸40相连通，第二EGR通道21的出气口与第一EGR通道11的进气口相连通，第二废气通道22的出气口与第一废气通道12的进气口相连通，调节阀30设置在支管20的进气口处，以调节第二EGR通道21和第二废气通道22的进气面积。

应用本实用新型的技术方案，排气管包括主管10、支管20以及调节阀30，在应用该排气管的发动机工作时，从发动机的气缸排放的废气分别进入支管20的第二EGR通道21和第二废气通道22，废气从第二EGR通道21进入与其相连通的主管10的第一EGR通道11，并从第一EGR通道11进入EGR系统，废气从第二废气通道22进入与其相连通的主管10的第一废气通道12，并从第一废气通道12排出。由于废气分别进入支管20的第二EGR通道21和第二废气通道22，并从第二EGR通道21进入主管10的第一EGR通道11，从第二废气通道22进入主管10的第一废气通道12，废气进入排气管后不会产生容积的突变，从而不会存在压力释放而使废气的压力突然降低，因此，EGR系统的取气压力会比较高，进而EGR系统的驱动压力会比较高，从而可以实现较高的EGR率。并且，由于通过将排气管设置为主管10和支管20，即可实现较高的EGR率，所以无需对涡轮机进行调整，进而避免了采用过小的涡轮机造成的泵气损失的增加，从而不会增加发动机的油耗。并且，由于在支管20的进气口处设置了调节阀30，可以进一步调节进入第二EGR通道21和第二废气通道22废气量的比例，从而可以调节进入EGR系统的废气量，实现了EGR率的可调节。

其中，通过调节调节阀30的开度可以实现最小EGR为0的调节。

在本实施例中，支管20的内孔分隔为第二EGR通道21和第二废气通道22，支管20的进气口分隔为第二EGR通道的进气口和第二废气通道的进气口，通过在支管20的进气口处设置调节阀，从而可以调节第二EGR通道21和第二废气通道22的进气口的面积比例，进而可以调节进气面积。

需要说明的是，主管10和支管20相互连接并连通，从而实现第一EGR通道11和第二EGR通道21相连通，第一废气通道12和第二废气通道22相连通。

如图2所示，调节阀30包括转轴31以及固定设置在转轴31上的转动板32，支管20包括支管体23和设置在支管体23内的第一分隔板24，第一分隔板24将支管体23的内孔分隔为第二EGR通道21和第二废气通道22，转轴31可转动地穿设于支管体23并与第一分隔板24相平行，转动板32连接有转轴31的一端与第一分隔板24对应设置。采用第一分隔板分隔支管20具有便于加工的优点，采用转轴31和转动板32相连接的调节阀30具有结构简单，便于安装以及调节的优点。

在本实施例中，转动板32连接有转轴31的一端与第一分隔板24对应设置，可以是转轴31与第一分隔板24相铰接，也可以是转轴31与第一分隔板24相抵接但不连接。

如图1和图2所示，排气管包括多个支管20，多个支管20均位于主管10的同一侧并沿主管10的长度方向间隔设置，多个支管20内均设置有调节阀30，转轴31和第一分隔板24均沿主管10的长度方向延伸，转轴31依次穿过多个支管体23并与多个转动板32固定连接。多个调节阀30采用同一转轴31与多个转动板32固定连接的结构，可以利用转轴31同时对多个支管20的第二EGR通道21和第二废气通道22的进气面积进行调节，具有便于控制的优点。

在本实施例中，多个支管20的进气口与多个气缸的出气口一一对应连通。

需要说明的是，转轴31和第一分隔板24均沿主管10的长度方向延伸，指的是，主管10的轴线和支管20的轴线所在的平面为第一平面，转轴31和第一分隔板24均与第一平面的延伸方向相同。

具体地，排气管还包括驱动电机，驱动电机的电机轴与转轴31驱动连接。采用驱动电机，可以实现转轴31的转动，进而可以实现第二EGR通道21和第二废气通道22的进气面积的调节。

在本实施例中，驱动电机位于排气管的远离第二EGR通道的出气口的一侧。

如图1和图4所示，主管10包括主管体13以及设置在主管体13内的第二分隔板14，第二分隔板14将主管体13的内孔分隔为第一EGR通道11和第一废气通道12，支管体23和主管体13相连通，第一分隔板24和第二分隔板14的延伸方向相同并相互连接。通过第一分隔板24和第二分隔板14可以将主管体13和支管体23分隔成两个通道，具有便于加工的优点。

在本实施例中，第一分隔板24和第二分隔板14一体成型。

如图1所示，第二EGR通道21的出气口处设置有伸入第一EGR通道11内的倾斜板211，第一EGR通道11的出气口位于主管体13的一端，倾斜板211与第二EGR通道21的远离第一EGR通道11的出气口的一侧相连接，倾斜板211与第一EGR通道11的轴线之间的夹角小于90°。采用上述结构的倾斜板，一方面可以对从第二EGR通道21进入第一EGR通道11内的废气进行导向作用，使废气的出口角度与第一EGR通道的轴线之间的角度进一步减小，进而减小废气的能量损失，另一方面由于倾斜板的倾斜设置，使得第二EGR通道出口的横截面面积减小，从而使废气在第二EGR通道21的出口处进行加速。

在本实施例中，排气管包括多个支管20，每一个支管20的第二EGR通道21的出口处加速后的废气还可以使第一EGR通道11的气体不断加速，并在第一EGR通道11汇合后，使第一EGR通道11内的压力接近于定压，从而不会使得第一EGR通道11中的废气不会对任一支管20中的第二EGR通道21的废气进行干扰，提高EGR取气效率，同时，可以减小废气在排气管内的波动，提高各气缸EGR率的均匀性。

需要说明的是，第一EGR通道11与第二EGR通道21之间的夹角小于90°，采用上述结构，可以避免第二EGR通道21的出气口的高速气流直接冲击主管10的管壁，减小废气的能量损失。

如图4所示，第一废气通道12的出气口位于主管体13的中部，第一废气通道12的出气口与第二废气通道22的进气口分别位于主管体13的两侧，第一废气通道12内设置有间隔板121，间隔板121垂直于第二分隔板14并将第一废气通道12的出气口分隔为两个子出气口。采用上述结构的排气管，可以将第二废气通道22中的废气汇合至第一废气通道12，并从第一废气通道12的出气口排出。

如图1所示，在第二EGR通道21的进气口指向出气口的方向上，第二EGR通道21的横截面尺寸逐渐减小，从而使废气在第二EGR通道21内可以不断的进行加速，将各气缸排出的废气脉冲转换为气体的动能，并且由于第一EGR通道11内的压力接近于定压，该定压值小于从各气缸排出的废气的压力，从而第一EGR通道11的高速气流可以对临近气缸的EGR取气产生一定的引射作用，更有利于废气的获取，进一步提高EGR取气效率。

在本实施例中，第一EGR通道11位于第一废气通道12的上方，采用上述结构，可以利用热空气上升的特性，使得第一EGR通道11更容易废气的获取。

本实用新型又一实施例提供了一种发动机，该发动机包括排气管，排气管为上述提供的排气管。应用该发动机，废气分别进入支管20的第二EGR通道21和第二废气通道22，并从第二EGR通道21进入主管10的第一EGR通道11，从第二废气通道22进入主管10的第一废气通道12，废气进入排气管后不会产生容积的突变，从而不会存在压力释放而使废气的压力突然降低，因此，EGR系统的取气压力会比较高，进而EGR系统的驱动压力会比较高，从而可以实现较高的EGR率。并且，由于在支管20的进气口处设置了调节阀30，可以进一步调节进入第二EGR通道21和第二废气通道22废气量的比例，从而可以调节进入EGR系统的废气量，实现了EGR率的可调节。

如图5所示，发动机还包括缸体、进气管50和EGR管路60，缸体具有多个气缸40，多个气缸40的进气口与进气管50的多个出气口一一对应连通，进气管50的进气口与EGR管路60的出气口相连通，EGR管路60的进气口与排气管的第一EGR通道11的出气口相连通。采用上述结构的发动机，可以使废气在排气管中的损失减小，从而EGR系统的取气压力会比较高，进而EGR系统的驱动压力会比较高，从而可以实现较高的EGR率。

具体地，EGR管路60上设置有冷却器61，采用冷却器61可以对废气进行降温，可以对EGR管路60上的各零部件进行防护。

在本实施例中，发动机还包括涡轮机70和进气管路80，排气管的第一废气通道12的出气口与涡轮机70的进气口相连通，进气管路的出气口与进气管的进气相连通，进气管路上设置有中冷器81，进气管路的进气口设置有压气机82，涡轮机70和压气机82驱动连接。

应用本市实用新型提供的排气管及具有其的发动机，具有以下有益效果：

（1）利用第一分隔板24将支管20分隔成第二EGR通道21和，利用第二分隔板14将主管10分隔成第一EGR通道11和第一废气通道12，并且第一分隔板24和第二分隔板14的延伸方向相同并相互连接，从而使第一EGR通道11和第二EGR通道21相连通，第一废气通道12和第二废气通道22相连通，第一EGR通道11位于第一废气通道12的上方，从而使废气进入排气管后不会产生容积的突变，不会存在压力释放而使废气的压力突然降低，因此，EGR系统的取气压力会比较高，进而EGR系统的驱动压力会比较高，从而可以实现较高的EGR率，并且，更有利于第一EGR通道的废气获取；

（2）在第二EGR通道21的进气口指向出气口的方向上，第二EGR通道21的横截面尺寸逐渐减小，第一EGR通道11与第二EGR通道21之间的夹角小于90°，倾斜板211与第一EGR通道11的轴线之间的夹角小于90°，使废气在第二EGR通道21的出口处进行加速，并且可以避免第二EGR通道21的出气口的高速气流直接冲击主管10的管壁，减小废气的能量损失；

（3）采用调节阀30可以调节EGR的取气量，从而可以提高EGR率的同时，有效调节EGR率的大小，从而满足排放要求。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排气管，其特征在于，所述排气管包括：

主管（10），具有间隔设置的第一EGR通道（11）和第一废气通道（12）；

支管（20），具有间隔设置的第二EGR通道（21）和第二废气通道（22），所述第二EGR通道（21）和所述第二废气通道（22）的进气口均与气缸（40）相连通，所述第二EGR通道（21）的出气口与所述第一EGR通道（11）的进气口相连通，所述第二废气通道（22）的出气口与所述第一废气通道（12）的进气口相连通；

调节阀（30），设置在所述支管（20）的进气口处，以调节所述第二EGR通道（21）和所述第二废气通道（22）的进气面积。

2.根据权利要求1所述的排气管，其特征在于，所述调节阀（30）包括转轴（31）以及固定设置在所述转轴（31）上的转动板（32），所述支管（20）包括支管体（23）和设置在所述支管体（23）内的第一分隔板（24），所述第一分隔板（24）将所述支管体（23）的内孔分隔为所述第二EGR通道（21）和所述第二废气通道（22），所述转轴（31）可转动地穿设于所述支管体（23）并与所述第一分隔板（24）相平行，所述转动板（32）连接有所述转轴（31）的一端与所述第一分隔板（24）对应设置。

3.根据权利要求2所述的排气管，其特征在于，所述排气管包括多个所述支管（20），多个所述支管（20）均位于所述主管（10）的同一侧并沿所述主管（10）的长度方向间隔设置，多个所述支管（20）内均设置有所述调节阀（30），所述转轴（31）和所述第一分隔板（24）均沿所述主管（10）的长度方向延伸，所述转轴（31）依次穿过多个所述支管体（23）并与多个所述转动板（32）固定连接。

4.根据权利要求2所述的排气管，其特征在于，所述排气管还包括驱动电机，所述驱动电机的电机轴与所述转轴（31）驱动连接。

5.根据权利要求2所述的排气管，其特征在于，所述主管（10）包括主管体（13）以及设置在所述主管体（13）内的第二分隔板（14），所述第二分隔板（14）将所述主管体（13）的内孔分隔为所述第一EGR通道（11）和所述第一废气通道（12），所述支管体（23）和所述主管体（13）相连通，所述第一分隔板（24）和所述第二分隔板（14）的延伸方向相同并相互连接。

6.根据权利要求5所述的排气管，其特征在于，所述第二EGR通道（21）的出气口处设置有伸入所述第一EGR通道（11）内的倾斜板（211），所述第一EGR通道（11）的出气口位于所述主管体（13）的一端，所述倾斜板（211）与所述第二EGR通道（21）的远离所述第一EGR通道（11）的出气口的一侧相连接，所述倾斜板（211）与所述第一EGR通道（11）的轴线之间的夹角小于90°。

7.根据权利要求5所述的排气管，其特征在于，所述第一废气通道（12）的出气口位于所述主管体（13）的中部，所述第一废气通道（12）的出气口与所述第二废气通道（22）的进气口分别位于所述主管体（13）的两侧，所述第一废气通道（12）内设置有间隔板（121），所述间隔板（121）垂直于所述第二分隔板（14）并将所述第一废气通道（12）的出气口分隔为两个子出气口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的排气管，其特征在于，

在所述第二EGR通道（21）的进气口指向出气口的方向上，所述第二EGR通道（21）的横截面尺寸逐渐减小；和/或，

所述第一EGR通道（11）位于所述第一废气通道（12）的上方。

9.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括排气管，所述排气管为权利要求1至8中任一项所述的排气管。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括：

缸体，具有多个气缸（40）；

进气管（50），多个所述气缸（40）的进气口与所述进气管（50）的多个出气口一一对应连通；

EGR管路（60），所述进气管（50）的进气口与所述EGR管路（60）的出气口相连通，所述EGR管路（60）的进气口与所述排气管的第一EGR通道（11）的出气口相连通。

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