CN218542436U - 一种文丘里管和低压egr系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种文丘里管和低压EGR系统，文丘里管包括第一进气通道、第二进气通道和出气通道，所述第一进气通道的出气端和第二进气通道的出气端分别与出气通道的进气端连通，所述第一进气通道包括沿进气方向依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段的内径为D1，第二段的内径沿着进气方向由D1逐渐减小到D2，所述第三段的内径为D2，所述出气通道的进气端的内径为D3，第二进气通道的内径为D4，其中，D2<D1<D3<D4。本实用新型的文丘里管和低压EGR系统，可靠高，成本低，能够实现系统的大EGR率。

Description

一种文丘里管和低压EGR系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种文丘里管和低压EGR系统。

背景技术

四阶段油耗法规已经从2016年1月1日起开始执行，油耗目标逐年加严6-7％，预计2025年五阶段企业平均油耗为4L/100km，为满足日益严格的油耗和排放法规要求，需要集中力量提升发动机热效率，增压+直喷技术是当前传统汽油机最有效的节能减排方案，但热效率很难突破38％。为进一步提升增压直喷发动机的热效率，除了优化燃烧系统和改善燃油喷射技术等之外，低压废气再循环(Exhaust Gas Recycle，EGR)可抑制汽油发动机的爆震，提高燃烧等容度，降低燃烧温度，减少传热损失，降低泵气损失，从而达成改善油耗、提升热效率的目的，且热效率可以做到40％以上。但当前的低压EGR还存在以下缺陷：发动机在低速和极限工况下，由于EGR管路及冷却器的阻力大，导致EGR率不足，发动机热效率大打折扣，不能达成预期目标；受限于EGR系统的布置结构影响，不能兼顾各工况下对不同 EGR率的需求，特别的20％以上EGR需求很难满足；例如中国专利文献CN104791148A公开了一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法，该方法分别采用从涡轮前引入废气和涡后引入废气，两路废气通过三通电控制阀来实现不同工况下的废气通路控制，虽然实现了大EGR率，但是三通电控制阀成本高、控制复杂和稳健性差，且高速工况下大量采用涡前废气，对EGR的冷却器性能要求提升，同时涡前废气的污物较多。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种文丘里管和低压EGR系统，可靠高，成本低，能实现系统的大EGR率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种文丘里管，包括第一进气通道、第二进气通道和出气通道，所述第一进气通道的出气端和第二进气通道的出气端分别与出气通道的进气端连通，所述第一进气通道包括沿进气方向依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段的内径为D1，第二段的内径沿着进气方向由D1逐渐减小到D2，所述第三段的内径为D2，所述出气通道的进气端的内径为D3，第二进气通道的内径为D4，其中， D2<D1<D3<D4。

进一步，所述第一进气通道的轴线与出气通道的轴线重合。

进一步，所述出气通道沿着出气方向内径逐渐增大。

进一步，D2的取值范围为4mm-6mm。

本实用新型还提供一种低压EGR系统，包括燃烧室、三元催化器总成、冷却器、EGR控制阀、混合阀、增压器压轮、增压器涡轮、中冷器、增压器压端进气管、空滤出气管、排气歧管和所述的文丘里管；所述中冷器的出气口与燃烧室的进气歧管连接，所述中冷器的进气口与增压器压轮的出气口连接，所述增压器压轮的进气口与增压器压端进气管的出气口连接，所述空滤出气管的出气口与增压器压端进气管的进气口连接，所述空滤出气管上沿着出气方向依次设置有空气流量计和混合阀；

所述增压器涡轮的进气口与燃烧室的排气管连通，所述增压器涡轮的出气端通过三元催化器总成与排气歧管连通；所述文丘里管的第一进气通道的进气端与燃烧室的排气管连通，所述文丘里管的第二进气通道的进气端与排气歧管连通；所述出气通道的出气端与冷却器的进气口连通，所述冷却器的出气口通过冷却器出气管与空滤出气管连通，所述冷却器出气管上设置有EGR控制阀，所述增压器压轮和增压器涡轮之间同轴设置。

本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

本实用新型的文丘里管和低压EGR系统，可靠性高，能够获得足量的催后清洁废气参与燃烧循环；通过文丘里管效应，仅需少量高温高压涡前废气就能够实现大EGR率，且不会牺牲小排量发动机的增压性能；设置EGR控制阀、混合阀和空气流量计，实现了EGR率的精准控制，获得系统所需的、快速响应的EGR率；不需要高性能的冷却器和负责的电控三通阀，低成本、简化控制逻辑。

附图说明

图1为本实用新型文丘里管的结构示意图；

图2为本实用新型低压EGR系统的结构示意图；

图3为本实用新型发动机循环原理示意图。

图中：

1-燃烧室，11-进气歧管，12-排气管；2-三元催化器总成，3-文丘里管，4-冷却器，41-冷却器出气管，5-EGR控制阀，6-混合阀，7-增压器压轮，8-增压器涡轮，9-中冷器， 10-空滤器总成；

1a-增压器压端进气管，1b-空滤出气管，1c-排气歧管，1d-空气流量计；

b1-第一进气通道，b11-第一段，b12-第二段，b13-第三段，b2-第二进气通道，b3-出气通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

参见图1所示，本实施例公开了一种文丘里管，包括第一进气通道b1、第二进气通道 b2和出气通道b3，所述第一进气通道b1的出气端和第二进气通道b2的出气端分别与出气通道b3的进气端连通，所述第一进气通道b1包括沿进气方向依次连接的第一段b11、第二段b12和第三段b13，所述第一段b11的内径为D1，第二段b12的内径沿着进气方向由D1 逐渐减小到D2，所述第三段b13的内径为D2，所述出气通道b3的进气端的内径为D3，第二进气通道b2的内径为D4，其中，D2<D1<D3<D4。涡前所取的高压高温废气通过涡前取气管进入专门设计的文丘里管，由于文丘里管漩涡效应，通过催后取气管把足量的清洁废气吸入冷却器中，经过冷却的废气在EGR阀的控制下实现了废气再循环的灵活控制。

在本实施例中，所述第一进气通道b1的轴线与出气通道b3的轴线重合。

在本实施例中，所述出气通道b3沿着出气方向内径逐渐增大。

在本实施例中，D2的取值范围为4mm-6mm。

根据对EGR率的不同需求，通过调整文丘里管3中内径D2尺寸，可以得到不同的EGR率、不同的涡前与催后废气分布等，详细数据见表1不同文丘里管方案下的EGR率。

表1

参见图2和图3所示，本实施例公开了一种低压EGR系统，包括燃烧室1、三元催化器总成2、冷却器4、EGR控制阀5、混合阀6、增压器压轮7、增压器涡轮8、中冷器9、增压器压端进气管1a、空滤出气管1b、排气歧管1c和上述的文丘里管3；所述中冷器9的出气口与燃烧室1的进气歧管11连接，所述中冷器9的进气口与增压器压轮7的出气口连接，所述增压器压轮7的进气口与增压器压端进气管1a的出气口连接，所述空滤出气管1b 的出气口与增压器压端进气管1a的进气口连接，所述空滤出气管1b上沿着出气方向依次设置有空气流量计1d和混合阀6；

所述增压器涡轮8的进气口与燃烧室1的排气管12连通，所述增压器涡轮8的出气端通过三元催化器总成2与排气歧管1c连通；所述文丘里管3的第一进气通道b1的进气端与燃烧室1的排气管12连通，所述文丘里管3的第二进气通道b2的进气端与排气歧管1c连通；所述出气通道b3的出气端与冷却器4的进气口连通，所述冷却器4的出气口通过冷却器出气管41与空滤出气管1b连通，所述冷却器出气管41上设置有EGR控制阀5，所述增压器压轮7和增压器涡轮8之间同轴设置。本实用新型利用涡前高压高温废气能量，通过利用文丘里管3所产生的文丘里效应，达到了对催化清洁废气泵气的效果，为大EGR率提高了基础。而布置在空滤出气管上的空气流量计1d对新鲜空气进行了精确测量，混合阀6又对新鲜空气了流量大小进行灵活控制，最终保证燃烧系统所需的大EGR率达成目标值，且 EGR率灵活可可控。

新鲜空气通过空滤器总成10过滤后，清洁的新鲜空气进入空滤出气管1b，通过增压器压端进气管1a进入增压器压轮7，增压后的新鲜空气进入进气歧管11，然后按照顺序分配到发动机燃烧室1内燃烧做功，燃烧后的高温高压燃气在发动机排气冲程通过排气管12进入增压器涡轮8，高温高压废气经过增压器涡轮8时带动增压器涡轮8高速旋转，通过传动轴带动增压器压轮7旋转，实现对新鲜空气的增压。经过增压器涡轮8后，废气进入三元催化器总成2，在三元催化器总成2中进了催化反应作用后废气变得清洁，清洁的废气温度和压力迅速降低，然后通过排气歧管1c及消声器总成排入大气中。

当EGR系统功能启动后，布置在排气管12和文丘里管8之间的涡前取气管内充满了高温高压的气流，高温高压气流进入文丘里管3的第一进气通道b1，文丘里管3的管径由 D1渐变为D2后再突变为D3(D3＞D1＞D2)由于管路流通界面的变化，在文丘里效应区形成负压。其中文丘里效应区为在出气通道b3的进气端。同时，布置在三元催化器总成2 和文丘里管3之间的管道内也充满了清洁废气，此刻大量清洁废气在排气背压和文丘里管效应区所产生的负压的共同压差作用下通过第二进气通道b2的进气端被吸入出气通道b3内，大量废气通过出气通道b3进入冷却器4，被冷器后的废气通过冷却器出气管41。在冷却器出气管41上布置EGR控制阀5，EGR控制阀5可根据ECU的需求，控制EGR阀5的不同开度值来改变有效流通截面，从而实现对废气流通量的灵活控制。被精准控制的废气进入布置在空滤出气管1b上的混合阀6的出气端管路，新鲜空气和EGR废气在此位置混合。新鲜空气通过空气流量计1d时被精确测量，之后由混合阀6控制流量大小。混合的气体通过增压器压端进气管1a进入增压器压轮7中，被增压的混合气在中冷器9中被冷却，然后进入进气歧管11中。此时，内燃机的一个工作循环完成。

本实用新型的文丘里管和低压EGR系统，可靠性高，能够获得足量的催后清洁废气参与燃烧循环；通过文丘里管效应，仅需少量高温高压涡前废气就能够实现大EGR率，且不会牺牲小排量发动机的增压性能；设置EGR控制阀、混合阀和空气流量计，实现了EGR率的精准控制，获得系统所需的、快速响应的EGR率；不需要高性能的冷却器和负责的电控三通阀，低成本、简化控制逻辑。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种文丘里管，其特征在于，包括第一进气通道（b1）、第二进气通道（b2）和出气通道（b3），所述第一进气通道（b1）的出气端和第二进气通道（b2）的出气端分别与出气通道（b3）的进气端连通，所述第一进气通道（b1）包括沿进气方向依次连接的第一段（b11）、第二段（b12）和第三段（b13），所述第一段（b11）的内径为D1，第二段（b12）的内径沿着进气方向由D1逐渐减小到D2，所述第三段（b13）的内径为D2，所述出气通道（b3）的进气端的内径为D3，第二进气通道（b2）的内径为D4，其中，D2<D1<D3<D4。

2.根据权利要求1所述的文丘里管，其特征在于，所述第一进气通道（b1）的轴线与出气通道（b3）的轴线重合。

3.根据权利要求1或2所述的文丘里管，其特征在于，D2的取值范围为4mm-6mm。

4.根据权利要求3所述的文丘里管，其特征在于，所述出气通道（b3）沿着出气方向内径逐渐增大。

5.一种低压EGR系统，其特征在于，包括燃烧室（1）、三元催化器总成（2）、冷却器（4）、EGR控制阀（5）、混合阀（6）、增压器压轮（7）、增压器涡轮（8）、中冷器（9）、增压器压端进气管（1a）、空滤出气管（1b）、排气歧管（1c）和如权利要求1-4任一项所述的文丘里管（3）；所述中冷器（9）的出气口与燃烧室（1）的进气歧管（11）连接，所述中冷器（9）的进气口与增压器压轮（7）的出气口连接，所述增压器压轮（7）的进气口与增压器压端进气管（1a）的出气口连接，所述空滤出气管（1b）的出气口与增压器压端进气管（1a）的进气口连接，所述空滤出气管（1b）上沿着出气方向依次设置有空气流量计（1d）和混合阀（6）；

所述增压器涡轮（8）的进气口与燃烧室（1）的排气管（12）连通，所述增压器涡轮（8）的出气端通过三元催化器总成（2）与排气歧管（1c）连通；所述文丘里管（3）的第一进气通道（b1）的进气端与燃烧室（1）的排气管（12）连通，所述文丘里管（3）的第二进气通道（b2）的进气端与排气歧管（1c）连通；所述出气通道（b3）的出气端与冷却器（4）的进气口连通，所述冷却器（4）的出气口通过冷却器出气管（41）与空滤出气管（1b）连通，所述冷却器出气管（41）上设置有EGR控制阀（5），所述增压器压轮（7）和增压器涡轮（8）之间同轴设置。

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