CN217055408U - 一种egr混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种EGR混合器，包括壳体，壳体内部具有混合腔，壳体开设有连通混合腔的空气入口、废气入口、燃气入口以及混合气出口，壳体内部还设置有燃气通道，燃气通道内设置有燃气喷射阀。本实用新型的所述EGR混合器实现了气体混合模块和燃气输入模块的集成，使EGR混合器整体的结构更为紧凑，减少了零部件的数量，方便了装配，布置更为精简，降低了成本。并且大大减小了EGR混合器的整体体积，减小了占用的空间，进而优化了车辆内部发动机及相关部件的排布以及管路的布置。并且大大缩短了燃气通道的长度，减少了通道内残留的燃气量，使进入混合腔内的燃气量更接近实际燃气喷射量，提高燃气喷射的精准性，降低排放。

Description

一种EGR混合器

技术领域

本实用新型属于发动机废气再循环技术领域，具体涉及一种EGR混合器。

背景技术

EGR(Exhaust Gas Re-circulation)是废气再循环的简称，是指发动机燃烧产生的废气与新鲜空气和天然气预先混合后，再进入气缸进行燃烧。随着国六排放法规的实施，天然气发动机生产厂家普遍选择了EGR技术路线。EGR模块是将废气、新鲜空气以及天然气进行混合的装置。

通常，EGR系统还包括燃气喷射阀，天然气进入EGR模块之前，要先经过燃气喷射阀，通过燃气喷射阀调节天然气的压力、流速等参数，从而满足混合要求。

现有技术中，燃气喷射阀与EGR模块是互相独立的两个装置，二者通过管路连接，但是二者体积较大，整机布置时，无法将二者紧凑的布置在一起。此外，燃气喷射阀喷出的天然气需要经过一截燃气管道进入EGR模块内，实现与空气的混合，导致天然气喷射响应性差，实际扭矩控制响应性差。停止喷射时，管路中残存的气体会继续参与燃烧做功，影响发动机的实际扭矩控制及排放。

实用新型内容

本实用新型提供了一种EGR混合器，以解决上述技术问题中的至少一个。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种EGR混合器，包括壳体，所述壳体内部具有混合腔，所述壳体开设有连通所述混合腔的空气入口、废气入口、燃气入口以及混合气出口，所述壳体内部还设置有燃气通道，所述燃气通道连通所述燃气入口和所述混合腔，所述燃气通道内设置有燃气喷射阀。

所述混合腔沿气流流动方向依次设置有第一混合段和第二混合段，所述废气入口连通所述第一混合段，所述燃气入口连通所述第二混合段。

所述混合腔内设置有多个沿所述混合腔的长度方向延伸的混合通道，所述混合通道具有连通所述空气入口的进气端，以及连通所述混合气出口的出气端，所述混合通道的侧壁开设有废气进气口以及燃气进气口。

所述混合通道的内径自所述进气端向所述出气端逐渐收缩。

所述燃气喷射阀包括阀体、阀芯以及执行器，所述阀体内部具有气流通道，所述阀体为拉瓦尔管结构，所述阀芯伸入所述气流通道内，所述执行器用于控制所述阀芯沿所述气流通道移动，以改变所述气流通道的导通面积。

所述燃气通道内还设置有检测元件，所述检测元件位于所述燃气喷射阀和所述混合腔之间，所述检测元件用于检测进入所述混合腔内的燃气的温度和/或压力。

所述阀体的外周设置有限位部，所述燃气通道的内壁设置有配合部，所述限位部和所述配合部配合，以限制所述阀体相对于所述燃气通道移动。

所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口分别位于所述壳体的不同平面。

所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口中至少一个的外周设置有固定筋位，所述固定筋位开设有固定孔。

所述壳体内还具有废气通道，所述废气通道和所述燃气通道互相隔绝。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

1.本实用新型的所述EGR混合器，所述壳体内设置有所述混合腔和所述燃气喷射阀，从而实现了气体混合模块和燃气输入模块的集成，使所述EGR混合器整体的结构更为紧凑，减少了零部件的数量，方便了装配，布置更为精简，降低了设计成本。并且大大减小了所述EGR混合器的整体体积，减小了占用的空间，进而优化了车辆内部发动机及相关部件的排布以及管路的布置，优化了整体布局。

此外，本实用新型的所述壳体内设置有所述燃气通道，相较于利用管路将燃气喷射阀和混合器连接的方式而言，省却了燃气管的使用，节约了成本，且使得燃气喷射的响应更快速，提高瞬时扭矩响应性，使发动机的性能更优。同时，大大缩短了燃气通道的长度，减少了通道内残留的燃气量，使进入所述混合腔内的燃气量更接近实际燃气喷射量，提高燃气喷射的精准性，降低排放。不仅如此，省去燃气管后，燃气经所述燃气喷射阀后直接进入所述混合腔，没有压损，进而方便精准地控制燃气喷入所述混合腔内时的压力等参数。

2.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述混合腔沿气流流动方向依次设置有第一混合段和第二混合段，所述废气入口连通所述第一混合段，所述燃气入口连通所述第二混合段。由于燃烧产生的废气温度较高，若直接与燃气发生混合，会将热量传递至燃气，从而容易在发动机正常工作时发生爆震问题。废气喷射进入所述第一混合段，与自所述混合腔端部开口进入的新鲜空气在所述第一混合段内充分混合，新鲜空气的温度较低，与废气混合接触后，使得废气的温度降低，混合气体继续在所述混合腔内流动至所述第二混合段，燃气喷射进入所述第二混合段，与混合气体发生混合。通过将三种气体按照先后顺序进行混合，使废气与新鲜空气混合降温后再与燃气混合，一方面提高了混合效果，使得气体的混合更加均匀，另一方面避免了燃气受到高温而导致发动机爆震的问题。

3.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述混合腔内设置有多个沿所述混合腔的长度方向延伸的混合通道，所述混合通道具有连通所述空气入口的进气端，以及连通所述混合气出口的出气端，所述混合通道的侧壁开设有废气进气口以及燃气进气口。通过在所述混合腔内设置多个所述混合通道来混合空气、燃气和废气，将原先所述混合腔的单通道结构设置为多个所述混合通道，对每个所述混合通道而言，气体流通截面积变小，在提高混合效果、提高混合均匀性的同时，迎风面积变小，所述混合气出口的压损可以大幅降低。

4.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述燃气喷射阀包括阀体、阀芯以及执行器，所述阀体内部具有气流通道，所述阀体为拉瓦尔管结构，所述阀芯伸入所述气流通道内，所述执行器用于控制所述阀芯沿所述气流通道移动，以改变所述气流通道的导通面积。所述阀体为拉瓦尔管结构，阀体的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张，所述气流通道中的气体受高压流入喷嘴的窄喉，穿过窄喉后由后部扩张段逸出。保证了燃气喷射速率在音速流范围内，从而实现燃气喷射量只与所述燃气喷射阀入口处的压力成线性关系，与所述燃气喷射阀出口处的压力无关，从而方便对燃气的气压进行调控。所述执行器控制所述阀芯线性移动，实现所述阀芯处于不同位置，得到不同的燃气流量，实现对燃气流量的调控。

5.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口分别位于所述壳体的不同平面。由于所述EGR混合器采用集成化设计，所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口均开设于所述壳体，因此所述壳体需要与多个零部件进行连接，如发动机排气管、燃气供应装置等，因此将所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口设置在所述壳体的不同平面，方便了连接，提高了结构紧凑性，并且避免与所述壳体对接的零部件及管路发生干涉，优化了布局。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，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为本实用新型一种实施方式下的所述EGR混合器的局部剖视图；

图2为图1中所述EGR混合器的结构示意图；

图3为图1中所述EGR混合器另一视角的结构示意图；

图4为图1中所述EGR混合器的剖视图；

图5为图1中所述EGR混合器另一视角下的局部剖视图。

其中：

1壳体；11空气入口；12废气入口；13燃气入口；14混合气出口；15混合腔；151混合通道；16固定筋位；161固定孔；17燃气通道；171配合部；18废气通道；

2燃气喷射阀；21阀体；211气流通道；212限位部；22阀芯；23执行器。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“实施方式”、“实施例”、“一种实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图5所示，一种EGR混合器，包括壳体1，所述壳体1内部具有混合腔15，所述壳体1开设有连通所述混合腔15的空气入口11、废气入口12、燃气入口13以及混合气出口14，所述壳体1内部还设置有燃气通道17，所述燃气通道17连通所述燃气入口13和所述混合腔15，所述燃气通道17内设置有燃气喷射阀2。

需要说明的是，本实用新型对于喷入所述混合腔15内用于与新鲜空气和废气混合的燃气不做具体限定，在一种优选实施例中，所述燃气为天然气，以节约成本，当然，也可以使用其他气体，如氢气等。

优选的，所述燃气喷射阀2为连续流阀。

本实用新型的所述EGR混合器，所述壳体1内设置有所述混合腔15和所述燃气喷射阀2，从而实现了气体混合模块和燃气输入模块的集成，使得燃气的控制以及气体的混合均在所述EGR混合器内进行，使所述EGR混合器整体的结构更为紧凑，减少了零部件的数量，方便了装配，布置更为精简，降低了设计成本。并且大大减小了所述EGR混合器的整体体积，减小了占用的空间，进而优化了车辆内部发动机及相关部件的排布以及管路的布置，优化了整体布局。

此外，本实用新型的所述壳体1内设置有所述燃气通道17，相较于利用管路将燃气喷射阀和混合器连接的方式而言，省却了燃气管的使用，节约了成本，且使得燃气喷射的响应更快速，提高瞬时扭矩响应性，使发动机的性能更优。同时，所述燃气喷射阀2和所述混合腔15集成于所述壳体1内，大大缩短了燃气通道的长度，减少了通道内残留的燃气量，使进入所述混合腔15内的燃气量更接近实际燃气喷射量，提高燃气喷射的精准性，降低排放。不仅如此，省去燃气管后，燃气经所述燃气喷射阀2后直接进入所述混合腔15，没有压损，进而方便精准地控制燃气喷入所述混合腔15内时的压力等参数。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述混合腔15沿气流流动方向依次设置有第一混合段和第二混合段，所述废气入口12连通所述第一混合段，所述燃气入口13连通所述第二混合段。

优选的，新鲜空气自所述混合腔15的一端沿所述混合腔15的轴向输入，废气和燃气自所述混合腔15的侧壁输入，以使废气和燃气的喷射方向与新鲜空气的流动方向具有夹角，从而当废气和燃气喷射进入所述混合腔15内时，会与气流发生碰撞，从而扰动气流，增加了混合时间，提高了混合效果。

由于燃烧产生的废气温度较高，若直接与燃气发生混合，会将热量传递至燃气，从而容易在发动机正常工作时发生爆震问题。废气喷射进入所述第一混合段，与自所述混合腔15端部进入的新鲜空气在所述第一混合段内充分混合，新鲜空气的温度较低，与废气混合接触后，使得废气的温度降低，混合气体继续在所述混合腔15内流动至所述第二混合段，燃气喷射进入所述第二混合段，与混合气体发生混合。通过将三种气体按照先后顺序进行混合，使废气与新鲜空气混合降温后再与燃气混合，一方面提高了混合效果，使得气体的混合更加均匀，另一方面避免了燃气受到高温而导致发动机爆震的问题。

本实施方式对于所述混合腔15的结构不做具体限定，其可以为以下实施例中的一种：

实施例1：在本实施例中，所述混合腔15内部为中空腔体，新鲜空气、废气以及燃气喷射至所述中空腔体内，在所述中空腔体内混合，混合后的气体从所述中空腔体的一端流出。

优选的，所述中空腔体的内径沿气流流动方向逐渐减小，以增大气流的流速，加速气体的混合，提高混合效率。

实施例2：作为一种优选实施例，如图1、图3、图4所示，所述混合腔15内设置有多个沿所述混合腔15的长度方向延伸的混合通道151，所述混合通道151具有连通所述空气入口11的进气端，以及连通所述混合气出口14的出气端，所述混合通道151的侧壁开设有废气进气口以及燃气进气口。

通过在所述混合腔15内设置多个所述混合通道151来混合空气、燃气和废气，将原先所述混合腔15的单通道结构设置为多个所述混合通道151，对每个所述混合通道151而言，气体流通截面积变小，在提高混合效果、提高混合均匀性的同时，迎风面积变小，所述混合气出口14的压损可以大幅降低。

进一步地，所述混合通道151的内径自所述进气端向所述出气端逐渐收缩。

随着气流的流动，所述混合通道151的内径逐渐收缩，使得混合气体的流速越来越快，所述混合通道151内的气压越来越大，从而进一步加速气体的混合，提高混合效率。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图4所示，所述燃气喷射阀2包括阀体21、阀芯22以及执行器23，所述阀体21内部具有气流通道211，所述阀体21为拉瓦尔管结构，所述阀芯22伸入所述气流通道211内，所述执行器23用于控制所述阀芯22沿所述气流通道211移动，以改变所述气流通道211的导通面积。

所述阀体21为拉瓦尔(LAVAL)管结构，所述阀体21的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张，所述气流通道211中的气体受高压流入喷嘴的窄喉，穿过窄喉后由后部扩张段逸出，保证了燃气喷射速率在音速流范围内，从而实现燃气喷射量只与所述燃气喷射阀2入口处的压力成线性关系，与所述燃气喷射阀2出口处的压力无关，从而方便对燃气的气压进行调控。

所述执行器23控制所述阀芯22线性移动，实现所述阀芯22处于不同位置，得到不同的燃气流量，实现对燃气流量的调控。

作为本实施方式的一种优选实施例，所述燃气通道17内还设置有检测元件，所述检测元件位于所述燃气喷射阀2和所述混合腔15之间，所述检测元件用于检测进入所述混合腔15内的燃气的温度和/或压力。

优选的，所述检测元件既能够检测燃气的温度也能够检测燃气的压力，以对喷射至所述混合腔15内的燃气做全方位的监测，提高燃气输入的精确性。保证混合效果。

所述检测元件可以为TMAP传感器等，在此不做具体限定。

在一种优选实施例中，如图4所示，所述阀体21的外周设置有限位部212，所述燃气通道17的内壁设置有配合部171，所述限位部212和所述配合部171配合，以限制所述阀体21相对于所述燃气通道17移动。

所述限位部212和所述配合部171配合能够对所述阀体21的位置进行固定，使所述阀体21不会在气流的推动下相对于所述燃气通道17发生位移，提高所述阀体21位置的稳定性。

优选的，如图4所示，所述限位部212为限位槽，所述配合部171为限位凸起，所述限位凸起位于所述限位槽内，并与所述限位槽的槽壁止挡，二者止挡后，将所述阀体21的位置固定。

当然，所述限位部212也可以为凸起结构，相对应的，所述配合部171为凸起结构或者槽结构，同样实现止挡效果。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图2、图3所示，所述空气入口11、所述废气入口12以及所述燃气入口13分别位于所述壳体1的不同平面。

由于所述EGR混合器采用集成化设计，所述空气入口11、所述废气入口12以及所述燃气入口13均开设于所述壳体1，因此所述壳体1需要与多个零部件进行连接，如发动机排气管、燃气供应装置等，因此将所述空气入口11、所述废气入口12以及所述燃气入口13设置在所述壳体1的不同平面，方便了连接，提高了结构紧凑性，并且避免与所述壳体1对接的零部件及管路发生干涉，优化了布局。

例如，如图2、图3所示，所述空气入口11、所述混合气出口14均朝向水平方向，且位于所述壳体1的两端，所述废气入口12倾斜设置，所述燃气入口13设置于所述壳体1的后侧(所述混合器出口14侧)。

进一步地，如图1至图3所示，所述空气入口11、所述废气入口12以及所述燃气入口13中至少一个的外周设置有固定筋位16，所述固定筋位16开设有固定孔161。

所述固定筋位16的设置，方便了各个接口与其他管路或者装置的对接，增大了接触面积，降低了定位难度。所述固定孔161方便利用螺栓等零件将所述EGR混合器的接口与其他装置固定连接。

优选的，如图3所示，所述燃气入口13外沿与所述壳体1的外表面齐平，因此所述壳体1的部分区域构成所述燃气入口13的所述固定筋位16，所述固定孔161则开设于所述壳体1的表面。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图5所示，所述壳体1内还具有废气通道18，所述废气通道18和所述燃气通道17互相隔绝。

所述废气通道18和所述燃气通道17隔绝，使得燃气和废气在进入所述混合腔15之前不会提前发生混合，降低了高温废气与燃气混合后，使燃气温度升高，导致发动机发生爆震的概率。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

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

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，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理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种EGR混合器，包括壳体，所述壳体内部具有混合腔，其特征在于，

所述壳体开设有连通所述混合腔的空气入口、废气入口、燃气入口以及混合气出口，所述壳体内部还设置有燃气通道，所述燃气通道连通所述燃气入口和所述混合腔，所述燃气通道内设置有燃气喷射阀。

2.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，

所述混合腔沿气流流动方向依次设置有第一混合段和第二混合段，所述废气入口连通所述第一混合段，所述燃气入口连通所述第二混合段。

3.根据权利要求2所述的EGR混合器，其特征在于，

所述混合腔内设置有多个沿所述混合腔的长度方向延伸的混合通道，所述混合通道具有连通所述空气入口的进气端，以及连通所述混合气出口的出气端，所述混合通道的侧壁开设有废气进气口以及燃气进气口。

4.根据权利要求3所述的EGR混合器，其特征在于，

所述混合通道的内径自所述进气端向所述出气端逐渐收缩。

5.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，

所述燃气喷射阀包括阀体、阀芯以及执行器，所述阀体内部具有气流通道，所述阀体为拉瓦尔管结构，所述阀芯伸入所述气流通道内，所述执行器用于控制所述阀芯沿所述气流通道移动，以改变所述气流通道的导通面积。

6.根据权利要求5所述的EGR混合器，其特征在于，

所述燃气通道内还设置有检测元件，所述检测元件位于所述燃气喷射阀和所述混合腔之间，所述检测元件用于检测进入所述混合腔内的燃气的温度和/或压力。

7.根据权利要求5所述的EGR混合器，其特征在于，

所述阀体的外周设置有限位部，所述燃气通道的内壁设置有配合部，所述限位部和所述配合部配合，以限制所述阀体相对于所述燃气通道移动。

8.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，

所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口分别位于所述壳体的不同平面。

9.根据权利要求8所述的EGR混合器，其特征在于，

所述空气入口、所述废气入口以及所述燃气入口中至少一个的外周设置有固定筋位，所述固定筋位开设有固定孔。

10.根据权利要求1所述的EGR混合器，其特征在于，

所述壳体内还具有废气通道，所述废气通道和所述燃气通道互相隔绝。

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