ES2399579T3

ES2399579T3 - Gas mixing device particularly for internal combustion engines equipped with an exhaust gas recirculation system

Info

Publication number: ES2399579T3
Application number: ES09425125T
Authority: ES
Inventors: Giuseppe Cereda; Graziano Vietti
Original assignee: FPT Industrial SpA; Iveco SpA
Current assignee: FPT Industrial SpA; Iveco SpA
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-04-02
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: EP2236804B1; EP2236804A1

Abstract

Dispositivo de mezcla, particularmente para mezclar gases de escape recirculados con aire de admisión en unsistema EGR de un motor de combustión interna, que comprende: un cuerpo (11) principal que tiene una primera entrada (12) para dichos gases de escape recirculadossustancialmente perpendicular a una segunda entrada (14) para aire fresco de admisión; una configuración interna adecuada para formar un tubo de Venturi invertido, provisto de dos segmentosinternos con diferente pendiente, teniendo un segmento una pendiente (13a) menor en la dirección de dichaentrada (14) para aire fresco, y teniendo un segmento una pendiente (13b) mayor en la dirección de la salidade dicha mezcla, creando la unión de dichos segmentos con mayor y menor pendiente un área con un diámetrointerno mínimo; la primera entrada (12) tiene una abertura dispuesta en el área con diámetro interno mínimo, adecuada paracomunicar dicha entrada (12) para dicho gas de escape con la parte interna del dispositivo de mezcla, ydicha abertura comprende una pluralidad de orificios (31) radiales, para dividir el flujo de los gases de escaperecirculados que entran en el dispositivo, obteniendo una mezcla del flujo de aire fresco de admisión con unapluralidad de flujos de gas de escape recirculado distintos; dichos orificios (31) están dispuestos de acuerdo con al menos una primera circunferencia correspondiente adicho diámetro interno mínimo; caracterizado por que otra pluralidad de orificios (31) están dispuestos de acuerdo con una segunda circunferencia paralela y enproximidad a dicha primera circunferencia en el segmento que tiene la pendiente (13a) menor con un orificio(31) de dicha primera (segunda) circunferencia que está situado angularmente entre dos orificios (31) de dichasegunda (primera) circunferencia y viceversa y por que dichos orificios (31) son tales que crean una superficie perforada global igual a aproximadamente la superficiede la primera entrada (12) para dichos gases de escape.Mixing device, particularly for mixing recirculated exhaust gases with intake air in an EGR system of an internal combustion engine, comprising: a main body (11) having a first inlet (12) for said recirculated exhaust gases substantially perpendicular to a second inlet (14) for fresh intake air; an internal configuration suitable for forming an inverted Venturi tube, provided with two internal segments with different slopes, a segment having a smaller slope (13a) in the direction of said inlet (14) for fresh air, and a segment having a slope (13b) greater in the direction of the output of said mixture, creating the union of said segments with greater and lesser slope an area with a minimum internal diameter; The first inlet (12) has an opening arranged in the area with minimum internal diameter, suitable for communicating said inlet (12) for said exhaust gas with the internal part of the mixing device, and said opening comprises a plurality of radial holes (31) , to divide the flow of the recirculated exhaust gases entering the device, obtaining a mixture of the fresh intake air flow with a plurality of different recirculated exhaust gas flows; said holes (31) are arranged in accordance with at least a corresponding first circumference, said minimum internal diameter; characterized in that another plurality of holes (31) are arranged in accordance with a second parallel circumference and in proximity to said first circumference in the segment having the smaller slope (13a) with a hole (31) of said first (second) circumference that it is positioned angularly between two holes (31) of the second (first) circumference and vice versa and because said holes (31) are such that they create a global perforated surface equal to approximately the surface of the first inlet (12) for said exhaust gases.

Description

Dispositivo de mezcla de gas particularmente para motores de combustión interna equipados con un sistema de recirculación del gas de escape 5 Gas mixing device particularly for internal combustion engines equipped with an exhaust gas recirculation system 5

Field of application of the invention

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo para mezclar gases de escape con aire fresco de admisión de un motor de combustión interna equipado con un sistema de recirculación del gas de escape (EGR). [0001] The present invention relates to a device for mixing exhaust gases with fresh intake air of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation system (EGR).

Description of the prior art

[0002] Como se conoce en la técnica anterior, en los motores de combustión interna la recirculación de los gases de escape es necesaria para reducir la temperatura de combustión de una manera controlada, para obtener la [0002] As is known in the prior art, in the internal combustion engines the recirculation of the exhaust gases is necessary to reduce the combustion temperature in a controlled manner, to obtain the

15 reducción de las emisiones contaminantes, en particular, de óxidos de nitrógeno. 15 reduction of pollutant emissions, in particular nitrogen oxides.

[0003] La recirculación del gas de escape es conocida en el campo con su acrónimo EGR. [0003] Exhaust gas recirculation is known in the field with its acronym EGR.

[0004] Actualmente, se conocen dos arquitecturas diferentes para los sistemas de recirculación del gas de escape: en la primera tecnología los gases de escape se extraen aguas arriba de la turbina (bucle de alta presión). En la segunda tecnología los gases de escape se extraen aguas abajo de la turbina y se recirculan aguas arriba del compresor (bucle de baja presión). [0004] Currently, two different architectures are known for exhaust gas recirculation systems: in the first technology the exhaust gases are extracted upstream of the turbine (high pressure loop). In the second technology, the exhaust gases are extracted downstream of the turbine and recirculated upstream of the compressor (low pressure loop).

[0005] En el primer caso, el problema es mezclar dos gases que tienen diferentes valores de presión y temperatura 25 en la limitada extensión de mezcla disponible. [0005] In the first case, the problem is to mix two gases that have different pressure and temperature values in the limited range of available mixture.

[0006] En primer lugar, los gases de escape a recircular se enfrían mediante un cambiador de calor, después se mezclan con aire comprimido y posteriormente se enfrían en un cambiador de calor diferente; las temperaturas típicas de los dos flujos son 130-180 ºC para los gases procedentes del escape aguas abajo del cambiador y aproximadamente 50 ºC para los gases procedentes del compresor aguas abajo del post-enfriador. [0006] First, the exhaust gases to be recirculated are cooled by means of a heat exchanger, then mixed with compressed air and subsequently cooled in a different heat exchanger; the typical temperatures of the two flows are 130-180 ° C for the gases coming from the exhaust downstream of the exchanger and approximately 50 ° C for the gases coming from the compressor downstream of the postcooler.

[0007] Por lo tanto, dos gases con diferente composición, temperatura y presión tienen que mezclarse partiendo de una sección determinada del circuito de admisión, para obtener una mezcla tan homogénea como sea posible. [0007] Therefore, two gases with different composition, temperature and pressure have to be mixed starting from a certain section of the intake circuit, to obtain a mixture as homogeneous as possible.

35 [0008] La tubería que lleva los gases de escape recirculados puede injertarse en la tubería de admisión, de manera que las velocidades de los dos flujos son perpendiculares o paralelas y en una dirección opuesta; la mezcla de los dos flujos tiene lugar en el segmento de tubería posterior a este injerto. Cuanto más largo es el segmento de tubería de admisión aguas abajo del injerto, mejor es la mezcla. [0008] The pipe carrying the recirculated exhaust gases can be grafted into the intake pipe, so that the velocities of the two flows are perpendicular or parallel and in an opposite direction; The mixing of the two flows takes place in the pipe segment after this graft. The longer the intake pipe segment downstream of the graft, the better the mixture.

[0009] Para tener una combustión equilibrada, la proporción de gases recirculados de los cilindros tiene que ser tan uniforme como sea posible; esto se obtiene garantizando una mezcla completa antes de la introducción en cada tubería de admisión de cada cilindro, por esta razón, es necesario completar la mezcla del gas en el primer segmento de la tubería de admisión. [0009] To have a balanced combustion, the proportion of recirculated gases of the cylinders has to be as uniform as possible; This is obtained by guaranteeing a complete mixture before the introduction into each intake pipe of each cylinder, for this reason, it is necessary to complete the mixing of the gas in the first segment of the intake pipe.

45 [0010] La longitud de las tuberías disponible para la mezcla normalmente está limitada, debido a las dimensiones típicas de los motores. [0010] The length of the pipes available for mixing is normally limited, due to the typical dimensions of the motors.

[0011] Los dispositivos de mezcla de gases de escape con aire fresco de admisión para los motores de combustión interna equipados con un sistema EGR son conocidos en la técnica. [0011] Exhaust gas mixing devices with fresh intake air for internal combustion engines equipped with an EGR system are known in the art.

[0012] Por ejemplo, el documento US2003/0226552-A1 muestra un dispositivo para mezclar los gases de escape que comprende un cuerpo principal que tiene una entrada para los gases de escape recirculados y una entrada para el aire fresco de admisión, y que está conformado para dividir el flujo de los gases de escape recirculados que entran en el dispositivo, para obtener la mezcla del flujo de aire fresco de admisión con una pluralidad de flujos de [0012] For example, document US2003 / 0226552-A1 shows a device for mixing the exhaust gases comprising a main body that has an inlet for the recirculated exhaust gases and an inlet for the fresh intake air, and which is shaped to divide the flow of the recirculated exhaust gases entering the device, to obtain the mixing of the fresh intake air flow with a plurality of flows of

55 gas de escape recirculado diferentes. Los dos fluidos, los gases de escape recirculados y el aire fresco de admisión, tienen una dirección sustancialmente perpendicular, y la mezcladora tiene una forma sustancialmente cilíndrica con dos segmentos que tienen un diámetro interno diferente, y tiene una pluralidad de orificios que comunican un espacio hueco donde se transportan los gases con la tubería axial donde se mueve el aire fresco de admisión. A través de estos orificios, los gases recirculados se comunican con el flujo de aire de admisión en una dirección radial. La solución descrita provoca una contrapresión excesiva al descargar, lo que aumenta el consumo de combustible. 55 different recirculated exhaust gas. The two fluids, the recirculated exhaust gases and the fresh intake air, have a substantially perpendicular direction, and the mixer has a substantially cylindrical shape with two segments that have a different internal diameter, and has a plurality of holes that communicate a space gap where the gases are transported with the axial pipe where the fresh intake air moves. Through these holes, the recirculated gases communicate with the flow of intake air in a radial direction. The described solution causes excessive back pressure when discharging, which increases fuel consumption.

[0013] El documento DE-4420247-A1 muestra un anillo de mezcla para mezclar los gases de escape con el aire de admisión de un motor usando un tubo de Venturi situado inmediatamente aguas abajo de la válvula de mariposa 65 integrada en el segmento del anillo de mezcla. Sin embargo, esta solución provoca la ralentización y la aparición de vórtice en el flujo de aire aguas arriba del punto de mezcla, con una pérdida consecuente de la presión de admisión [0013] Document DE-4420247-A1 shows a mixing ring for mixing the exhaust gases with the intake air of an engine using a Venturi tube located immediately downstream of the butterfly valve 65 integrated in the ring segment mixing However, this solution causes the slowdown and vortex in the air flow upstream of the mixing point, with a consequent loss of the intake pressure

y un aumento del consumo de combustible. and an increase in fuel consumption.

[0014] El documento DE 43 19 380 muestra diversas realizaciones de un dispositivo de mezcla que tiene un tubo de Venturi invertido. De acuerdo con tres de dichas realizaciones, la inyección de los gases de escape se realiza [0014] Document DE 43 19 380 shows various embodiments of a mixing device having an inverted Venturi tube. According to three of said embodiments, the injection of the exhaust gases is performed

5 mediante una boquilla central. No obstante, de acuerdo con otra realización, el documento DE 43 19 380 muestra un tubo de Venturi invertido en el que se adopta un difusor anular dispuesto en el diámetro interior mínimo del tubo de Venturi. 5 through a central nozzle. However, according to another embodiment, DE 43 19 380 shows an inverted Venturi tube in which an annular diffuser arranged in the minimum inner diameter of the Venturi tube is adopted.

[0015] Adicionalmente el documento EP 0 857 870 A2 desvela un dispositivo de mezcla de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. [0015] Additionally, EP 0 857 870 A2 discloses a mixing device according to the preamble of claim 1.

[0016] Estos sistemas de tipo conocido que realizan la mezcla de gas en los sistemas EGR pueden mejorarse en términos de eficiencia de mezcla del gas en el corto segmento de la tubería de admisión disponible. En particular, en los motores EGR para automóviles o para vehículos pesados destinados al transporte de mercancías y/o pasajeros, [0016] These systems of known type that perform gas mixing in EGR systems can be improved in terms of gas mixing efficiency in the short segment of the available intake pipe. In particular, in EGR engines for automobiles or for heavy vehicles intended for the transport of goods and / or passengers,

15 el motor es de dimensiones reducidas, por lo que el segmento de la tubería de admisión en el que puede tener lugar la mezcla de los gases de escape recirculados es muy corto, lo que da como resultado una mezcla de gas no uniforme en la entrada de los cilindros. 15 The engine is small in size, so that the segment of the intake pipe in which the mixing of the recirculated exhaust gases can take place is very short, which results in a mixture of non-uniform gas at the inlet of the cylinders.

Summary of the invention

[0017] La principal tarea de esta invención es proporcionar un dispositivo de mezcla de gas de eficacia mejorada. [0017] The main task of this invention is to provide an improved efficiency gas mixing device.

[0018] Un fin adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo de mezcla compacto para engranar un segmento corto de la tubería de admisión y mantener las reducidas dimensiones del motor, que también es [0018] A further purpose of the present invention is to provide a compact mixing device for engaging a short segment of the intake pipe and maintaining the small dimensions of the engine, which is also

25 modular y fácilmente utilizable en las geometrías de las tuberías de admisión. 25 modular and easily usable in the geometries of the intake pipes.

[0019] Esta tarea y estos y otros fines que se explican más adelante se consiguen mediante un dispositivo de mezcla particularmente para mezclar los gases de escape recirculados con el aire de admisión en un sistema EGR de un motor de combustión interna que comprende: un cuerpo principal que tiene una entrada para dichos gases de escape recirculados sustancialmente perpendicular a una entrada para el aire fresco de admisión; medios adecuados para dividir el flujo de los gases de escape recirculados que entran en el dispositivo para obtener la mezcla del aire fresco de admisión con una pluralidad de flujos de gas de escape recirculado distintos, caracterizado por que comprende una forma interna adecuada para formar un tubo de Venturi invertido, provisto de dos segmentos internos con diferente pendiente, estando situado el segmento con una menor pendiente en la [0019] This task and these and other purposes explained below are achieved by means of a mixing device particularly for mixing the recirculated exhaust gases with the intake air in an EGR system of an internal combustion engine comprising: a body principal having an inlet for said recirculated exhaust gases substantially perpendicular to an inlet for fresh intake air; suitable means for dividing the flow of the recirculated exhaust gases entering the device to obtain the mixing of the fresh intake air with a plurality of different recirculated exhaust gas flows, characterized in that it comprises an internal shape suitable for forming a tube of inverted Venturi, provided with two internal segments with different slopes, the segment being located with a smaller slope in the

35 dirección de dicha entrada para aire fresco, y estando situado el segmento con mayor pendiente en la dirección de la salida de dicha mezcla. 35 direction of said inlet for fresh air, and the segment with the greatest slope being located in the direction of the exit of said mixture.

[0020] La presente invención se refiere en particular a un dispositivo de mezcla de gases de escape con aire fresco de admisión de un motor de combustión interna equipado con un sistema de recirculación del gas de escape como se describe más completamente en las reivindicaciones, que son una parte integral de la presente descripción. [0020] The present invention relates in particular to an exhaust gas mixing device with fresh intake air of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation system as described more fully in the claims, which They are an integral part of this description.

Brief description of the figures

[0021] Otras características y ventajas de esta invención resultarán claras a partir de la siguiente descripción [0021] Other features and advantages of this invention will be clear from the following description.

45 detallada, que es meramente ilustrativa y no limitante, y se muestra en las figuras que se adjuntan a la misma, en las que: la Figura 1 muestra una vista despiezada axonométrica del dispositivo de mezcla de acuerdo con la presente invención, asociado con una tubería de admisión genérica de un motor de combustión interna; la Figura 2 muestra una sección longitudinal del dispositivo de acuerdo con la presente invención, ensamblado y conectado a una tubería de admisión, en el que están indicadas las direcciones de los flujos de aire fresco y gas recirculado; la Figura 3 muestra una sección transversal A-A del dispositivo de acuerdo con la presente invención, en la que la dirección del gas recirculado está indicada por flechas. 45, which is merely illustrative and not limiting, and is shown in the figures attached thereto, in which: Figure 1 shows an axonometric exploded view of the mixing device according to the present invention, associated with a generic intake pipe of an internal combustion engine; Figure 2 shows a longitudinal section of the device according to the present invention, assembled and connected to an intake pipe, in which the directions of fresh air and recirculated gas flows are indicated; Figure 3 shows a cross-section A-A of the device according to the present invention, in which the direction of the recirculated gas is indicated by arrows.

Detailed description of the preferred embodiments of the invention

[0022] De acuerdo con una realización preferida de la presente invención mostrada en las figuras, el dispositivo de mezcla de los gases recirculados con el aire fresco de admisión procedente del exterior comprende un cuerpo 11 principal adecuado para estar conectado firmemente a una brida 21 de una tubería 20 de admisión, que puede estar conformada de cualquier manera. [0022] According to a preferred embodiment of the present invention shown in the figures, the device for mixing the recirculated gases with the fresh intake air from the outside comprises a main body 11 suitable for being firmly connected to a flange 21 of an intake pipe 20, which can be shaped in any way.

[0023] El dispositivo de mezcla está realizado preferentemente de manera que tiene un cuerpo principal fabricado por colada metálica en una sola pieza, y está provisto de orificios 31 pasantes en su circunferencia, con una superficie interna adecuada para generar un efecto Venturi, por lo que comprende un área 13a de estrangulamiento [0023] The mixing device is preferably made so that it has a main body manufactured by metal casting in one piece, and is provided with through holes 31 in its circumference, with an internal surface suitable for generating a Venturi effect, so comprising a throttling area 13a

65 en el lado del aire de admisión, seguido de un área 13b de expansión en el lado de salida de la mezcla de aire/gas de escape, en la entrada de la tubería 20 de admisión. 65 on the intake air side, followed by an expansion area 13b on the outlet side of the exhaust / air mixture, at the inlet of the intake pipe 20.

[0024] Hay un colector 12 de admisión del gas recirculado (flecha GAS), que se abre a una cámara interna conformada como un anillo 15 envolvente sobre la parte externa del dispositivo de mezcla. [0024] There is a recirculated gas intake manifold 12 (arrow GAS), which opens to an internal chamber formed as an envelope ring 15 on the external part of the mixing device.

[0025] Los orificios están situados en el área aproximadamente correspondiente a la sección mínima del dispositivo [0025] The holes are located in the area approximately corresponding to the minimum section of the device

5 de mezcla, para facilitar el paso de los gases de escape a través de los orificios. Preferentemente, los orificios 31 son tales que crean una superficie perforada que es aproximadamente igual a la superficie del colector 12 de admisión para obtener un área suficientemente grande para el paso del gas. 5 mixing, to facilitate the passage of exhaust gases through the holes. Preferably, the holes 31 are such that they create a perforated surface that is approximately equal to the surface of the intake manifold 12 to obtain an area large enough for the passage of gas.

[0026] Por lo tanto, el efecto Venturi aumenta la velocidad en el segmento aguas abajo de los orificios, donde la presión disminuye, y genera una depresión que facilita la admisión de gas. [0026] Therefore, the Venturi effect increases the speed in the segment downstream of the holes, where the pressure decreases, and generates a depression that facilitates the admission of gas.

[0027] Además, se genera vorticidad aguas abajo, lo que favorece la mezcla. Este efecto es particular y eficazmente debido al hecho de que el tubo de Venturi está invertido, en concreto teniendo el lado más largo una pendiente 13a menor aguas arriba, en el lado 14 del aire de admisión, mientras que el lado más corto tiene una pendiente 13b [0027] In addition, downstream vorticity is generated, which favors mixing. This effect is particularly and effectively due to the fact that the Venturi tube is inverted, in particular the longer side having a smaller slope 13a upstream, on the side 14 of the intake air, while the shorter side has a slope 13b

15 mayor aguas abajo, en el lado 20 de entrada del colector de admisión. 15 major downstream, on the entrance side 20 of the intake manifold.

[0028] El mayor ahusado aguas abajo aumenta el efecto de turbulencia en el punto más apropiado, donde los gases de escape tienen que mezclarse con el aire, aumentando la eficacia de la mezcla. Por el contrario, aguas arriba, el menor ahusado facilita el aumento de la velocidad del aire, impidiendo tanto como sea posible su admisión y, por lo tanto, reduciendo la contrapresión aguas arriba. En un ejemplo no limitativo, la proporción de ahusado puede ser igual a aproximadamente 3. [0028] The greater tapered downstream increases the turbulence effect at the most appropriate point, where the exhaust gases have to be mixed with the air, increasing the efficiency of the mixture. On the contrary, upstream, the tapered child facilitates the increase in air velocity, preventing as much as possible its admission and, therefore, reducing upstream back pressure. In a non-limiting example, the proportion of tapered can be equal to approximately 3.

[0029] Tomando como referencia la dirección del flujo de aire de admisión indicada por la flecha AIRE en la Figura 2, el aire que entra en el dispositivo 10 pasa en primer lugar a través del segmento con el ahusado 13a menor, y [0029] Taking as a reference the direction of the intake air flow indicated by the AIR arrow in Figure 2, the air entering the device 10 passes first through the segment with the tapered 13a minor, and

25 después a través del segundo segmento con el ahusado 13b mayor. 25 later through the second segment with the tapered 13b major.

[0030] En la parte central del dispositivo de mezcla hay una ampliación 25 de la brida adecuada para golpear contra la brida 21 de la propia tubería de admisión, y fijarse allí, por ejemplo con tornillos 35, posiblemente con un sello 28 situado entre medias. El dispositivo de mezcla entra, al menos en parte, en la brida 21. [0030] In the central part of the mixing device there is an extension 25 of the flange suitable for striking against the flange 21 of the inlet pipe itself, and being fixed there, for example with screws 35, possibly with a seal 28 placed in between . The mixing device enters, at least in part, in the flange 21.

[0031] El dispositivo de mezcla de acuerdo con la presente invención tiene un espacio 15 hueco en el área de los orificios 31, entre la superficie externa del segmento central del cuerpo 11 principal y la superficie interna de la brida [0031] The mixing device according to the present invention has a hollow space 15 in the area of the holes 31, between the outer surface of the central segment of the main body 11 and the inner surface of the flange

21. twenty-one.

35 [0032] La entrada 12 para los gases de escape recirculados puede estar constituida debidamente de una tubería sustancialmente cilíndrica, de acuerdo con las Figuras 2 y 3, siendo el eje de dicha tubería 12 cilíndrica sustancialmente perpendicular al eje longitudinal del dispositivo de mezcla. [0032] The inlet 12 for the recirculated exhaust gases may be duly constituted of a substantially cylindrical pipe, in accordance with Figures 2 and 3, the axis of said cylindrical pipe 12 being substantially perpendicular to the longitudinal axis of the mixing device.

[0033] También con referencia a la Figura 2, los gases de escape recirculados alcanzan el dispositivo 10 de mezcla a través de la tubería 12 de admisión de gas de escape siguiendo la dirección indicada por la flecha GAS en la Figura. [0033] Also with reference to Figure 2, the recirculated exhaust gases reach the mixing device 10 through the exhaust gas inlet pipe 12 following the direction indicated by the GAS arrow in the Figure.

[0034] De acuerdo con esta invención, el dispositivo de mezcla funciona de la siguiente manera. [0034] In accordance with this invention, the mixing device operates as follows.

45 [0035] Cuando el dispositivo está montado, está situado aguas arriba del colector 20 de admisión y recibe el flujo de aire fresco de admisión desde el exterior de acuerdo con la dirección mostrada por la flecha AIRE en la Figura 2, en concreto de acuerdo con una dirección paralela al eje longitudinal del dispositivo, que por lo tanto corresponde a la dirección axial de los segmentos de tuberías cilíndricas del dispositivo. El aire de admisión entra axialmente en el dispositivo pasando a través del primer segmento 13a cilíndrico del dispositivo 10 y va hacia el colector 20 de admisión. [0035] When the device is mounted, it is located upstream of the intake manifold 20 and receives the flow of fresh intake air from the outside according to the direction shown by the AIR arrow in Figure 2, specifically according with a direction parallel to the longitudinal axis of the device, which therefore corresponds to the axial direction of the cylindrical pipe segments of the device. The intake air enters the device axially through the first cylindrical segment 13a of the device 10 and goes to the intake manifold 20.

[0036] Los gases recirculados entran en el dispositivo en correspondencia con la entrada 12, con una dirección de flujo sustancialmente perpendicular a la dirección axial, es decir, con una dirección radial, de acuerdo con lo que está indicado por la flecha GAS de la Figura 2. El flujo de gas recirculado entrante discurre hacia la pared del anillo [0036] The recirculated gases enter the device in correspondence with the inlet 12, with a flow direction substantially perpendicular to the axial direction, that is, with a radial direction, according to what is indicated by the GAS arrow of the Figure 2. The flow of incoming recirculated gas flows to the ring wall

55 31 cilíndrico, que lo desvía a lo largo de una dirección tangente a dicha pared externa, de acuerdo con lo mostrado en la Figura 3. Por lo tanto, el flujo de gas recirculado que entra en el dispositivo desde la tubería 12 de admisión se divide como se muestra en la Figura 3 siguiendo la dirección tangente a la pared externa, en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj de una manera simétrica, como consecuencia de la simetría del dispositivo. El gas recirculado es aspirado a través de los orificios 31 por la depresión creada por el aire fresco de admisión, por lo que los gases pasan a través del espacio 15 hueco a la tubería 14 cilíndrica y se mezclan con el aire fresco de admisión. 55 31 cylindrical, which deflects it along a direction tangent to said external wall, in accordance with that shown in Figure 3. Therefore, the flow of recirculated gas entering the device from the intake pipe 12 is Divide as shown in Figure 3 following the direction tangent to the outer wall, clockwise and counterclockwise in a symmetrical manner, as a consequence of the symmetry of the device. The recirculated gas is aspirated through the holes 31 by the depression created by the fresh intake air, whereby the gases pass through the hollow space 15 to the cylindrical pipe 14 and mix with the fresh intake air.

[0037] La pluralidad de pasajes 31 garantiza una mezcla más uniforme en comparación con una sola entrada. La mezcla obtenida de esta manera sale del dispositivo 10 y entra en el colector 20 de admisión. [0037] The plurality of passages 31 guarantees a more uniform mixture compared to a single input. The mixture obtained in this way leaves the device 10 and enters the intake manifold 20.

65 [0038] Por lo tanto, se ha demostrado que el dispositivo de mezcla de acuerdo con esta invención consigue el fin y los objetos propuestos. [0038] Therefore, it has been shown that the mixing device according to this invention achieves the purpose and the objects proposed.

[0039] En particular, se ha demostrado que el dispositivo de acuerdo con esta invención permite una optimización de la mezcla de gases de escape con el aire fresco que va hacia las tuberías de admisión. [0039] In particular, it has been shown that the device according to this invention allows an optimization of the mixture of exhaust gases with the fresh air that goes into the intake pipes.

5 [0040] Más en detalle, el dispositivo de acuerdo con la presente invención permite la fragmentación del flujo de los gases de escape recirculados, obteniendo una turbulencia que mejora la mezcla. Además, esta solución permite reducir la contrapresión necesaria para la descarga y también la pérdida de la presión de admisión, resolviendo los inconvenientes que afectan a las soluciones conocidas en la técnica descrita anteriormente. [0040] More in detail, the device according to the present invention allows fragmentation of the flow of recirculated exhaust gases, obtaining a turbulence that improves the mixing. In addition, this solution allows reducing the back pressure necessary for the discharge and also the loss of the inlet pressure, solving the drawbacks that affect the solutions known in the art described above.

10 [0041] Asimismo, el dispositivo de mezcla de acuerdo con esta invención consigue el fin de proporcionar un dispositivo muy compacto y modular, adecuado para su uso en diversos tipos de motor, gracias a su fácil conexión con el colector de admisión. Por lo tanto, el dispositivo permite resolver de una manera extremadamente fácil el problema de la mezcla de los gases recirculados que se acoplan en un segmento muy corto de tubería. [0041] Also, the mixing device according to this invention achieves the purpose of providing a very compact and modular device, suitable for use in various types of engines, thanks to its easy connection to the intake manifold. Therefore, the device allows to solve in an extremely easy way the problem of mixing the recirculated gases that are coupled in a very short segment of pipe.

15 [0042] Resultará evidente para el experto en la materia que diversas modificaciones pueden concebirse y reducirse a la práctica sin alejarse del alcance de la invención tal cual aparece en las reivindicaciones adjuntas. [0042] It will be apparent to the person skilled in the art that various modifications can be conceived and reduced to practice without departing from the scope of the invention as it appears in the appended claims.

[0043] Por lo tanto, el alcance de las reivindicaciones no está limitado a las ilustraciones o las realizaciones [0043] Therefore, the scope of the claims is not limited to the illustrations or embodiments.

20 preferidas mostradas en la descripción como un ejemplo, sino que las reivindicaciones incluyen todas las novedades patentables derivadas de la presente invención, incluyendo todas las realizaciones equivalentes para un experto en la materia. 20 preferred shown in the description as an example, but the claims include all patentable novelties derived from the present invention, including all equivalent embodiments for one skilled in the art.

Claims

1. Mixing device, particularly for mixing recirculated exhaust gases with intake air in an EGR system of an internal combustion engine, comprising:

5 a main body (11) having a first inlet (12) for said recirculated exhaust gases substantially perpendicular to a second inlet (14) for fresh intake air; an internal configuration suitable for forming an inverted Venturi tube, provided with two internal segments with different slopes, one segment having a smaller slope (13a) in the direction of said

10 inlet (14) for fresh air, and a segment having a greater slope (13b) in the direction of the output of said mixture, creating the union of said segments with greater and lesser slope an area with a minimum internal diameter; The first inlet (12) has an opening arranged in the area with minimum internal diameter, suitable for communicating said inlet (12) for said exhaust gas with the internal part of the mixing device, and

Said opening comprises a plurality of radial holes (31), to divide the flow of the recirculated exhaust gases entering the device, obtaining a mixture of the fresh intake air flow with a plurality of different recirculated exhaust gas flows ; said holes (31) are arranged in accordance with at least a first circumference corresponding to said minimum internal diameter; characterized by that

20 other plurality of holes (31) are arranged in accordance with a second parallel circumference and in proximity to said first circumference in the segment having the smaller slope (13a) with a hole

(31) of said first (second) circumference which is located angularly between two holes (31) of said second (first) circumference and vice versa and because said holes (31) are such that they create a global perforated surface equal to approximately the surface

25 of the first inlet (12) for said exhaust gases.

2. Mixing device according to claim 1, wherein said main body (11) is suitable to be firmly connected to a flange (21) of an intake pipe (20) of an engine, said main body entering the less in part in said flange, such as to form an annular chamber (15).

3. Mixing device according to claim 2, wherein said inlet (12) for said exhaust gases is opened on said annular housing (15) in the outer part of the mixing device, corresponding to the internal diameter minimum.

4. Mixing device according to any of the preceding claims, the main body of which is manufactured by metal casting in one piece.

5. Internal combustion engine provided with a circuit for the recirculation of the exhaust gas, comprising a

mixing device according to one or more of the preceding claims. 40

6. A vehicle comprising an internal combustion engine provided with a circuit for the recirculation of the exhaust gas according to the preceding claim.