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废气再循环混合器及具有其的发动机进排气系统技术方案

技术编号:40868464 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-08 16:34
本发明专利技术提供一种废气再循环混合器及具有其的发动机进排气系统,其中,混合器包括主连通管路、废气引导室、阀筒和旋转驱动组件。主连通管路包括依次排列且连通的空气腔、混合腔和排气腔。混合腔沿其周向方向设有多个废气通孔。废气引导室的环形壳体环绕设置、且密封固定于混合腔的外周。阀筒位于废气环腔内、紧贴地套设在混合腔的外周,且可沿混合腔的外周绕其轴线相对于混合腔转动,阀筒沿其周向方向设置阀孔。旋转驱动组件的驱动部件可相对于环形壳体转动、带动旋转部件联动阀筒绕着混合腔的轴线相对于混合腔转动,以控制废气通孔相对于阀孔在全开、部分开启、以及全闭的状态之间切换。本方案可以使得废气混合更均匀、并降低布置难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机废气再循环,特别涉及一种废气再循环混合器及具有其的发动机进排气系统


技术介绍

1、废气再循环技术(exhaust gas recirculation,egr)是一种将发动机内高温燃烧的废气与进气进行混合,并导入发动机的气缸内再次燃烧的技术。该技术可以控制发动机的缸内燃烧温度并降低氮氧化物的排放,还可以改善燃油经济性。

2、图1示出了现有技术中发动机进排气系统的构成示意图,在该发动机进排气系统中,环境中的空气通过空气滤清器01去除空气中杂质后,流入压气机02,气体被压缩后通过中冷器03冷却后达到非常高的密度,由节气门04控制流量并被导入进气总管05和发动机本体06的气缸。进气和燃料在缸内混合燃烧后排出的废气通过排气总管07被排入涡轮机08对压气机02做功。然后废气进一步流入三元催化器09直至大气。

3、而为了满足日益严苛的低油耗和低排放要求,很多发动机都需要采用废气再循环系统。具体来说,会在发动机进排气系统中配置废气再循环冷却器对高温废气降温冷却,并配置废气再循环阀控制废气再循环流量。

4、现有技术中的废气再循环系统主要有高压废气再循环和低压废气再循环两种具体的实现方式。对于高压废气再循环来说,参考图1,通常通过涡轮机08上游的高压废气再循环冷却器010冷却废气,并通过高压废气再循环阀011控制废气循环量。之后将废气导入节气门04下游。对于高压废气再循环系统来说,排气总管07与进气总管05的压力差为推动废气循环的原动力,当压差较大时可导入较高的废气循环流量,即废气循环率较高;当压差较小或为负值时(低速低负荷场景),废气循环气体则难以被导入进气总管05。

5、对于低压废气再循环来说,参考图1,通常从涡轮机08的下游、三元催化器09的前部、中部或后部导出废气,导出的废气经低压废气再循环冷却器012冷却废气,并通过低压废气再循环阀013控制废气量。在压气机02上游将废气导入三通t型接头,并与空气混合后一起流入压气机02。对于低压废气再循环系统来说,虽然压气机02的抽吸效果较好,可以保证废气循环的工作范围较大,即使是在低速低负荷场景下也能得到较高废气循环率,但是废气中有害成分会对压气机02、中冷器03和节气门04以及管路附件有一定污染和腐蚀。同时,对于三通t型结构的混合器014来说,该混合器014会使得废气与空气混合的均匀度较差,会导致压气机02工作不稳定、效率降低。并且,三通t型结构的混合器014是将废气管路直接插入空气管路进行混合,结合低压废气再循环阀013,需要为废气管路和空气管路预留足够的空间,因此提升了发动机进排气系统的布置难度。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于解决现有技术中发动机废气再循环系统的废气混合均匀性不佳、布置难度较大的问题。

2、为解决上述问题,本专利技术的实施方式公开了一种废气再循环混合器,包括:主连通管路,主连通管路包括依次排列且连通的供空气流入的空气腔、供空气和发动机废气混合的混合腔、以及供混合气体排出的排气腔,其中,混合腔沿其周向方向设有多个废气通孔;废气引导室,废气引导室包括环形壳体,环形壳体环绕设置、且密封固定于混合腔的外周,环形壳体的内周与混合腔的外周之间形成废气环腔,且环形壳体上设有供发动机废气进入废气环腔的废气入口;阀筒,阀筒位于废气环腔内、紧贴地套设在混合腔的外周,且可沿混合腔的外周绕其轴线相对于混合腔转动,并且,阀筒沿其周向方向设置有与多个废气通孔一一匹配的多个阀孔;以及旋转驱动组件,旋转驱动组件包括固定设置于阀筒的外壁上的旋转部件、以及可转动地设置在废气引导室的环形壳体上、与旋转部件相匹配的驱动部件,驱动部件可相对于环形壳体转动、带动旋转部件联动阀筒绕着混合腔的轴线相对于混合腔转动,以控制废气通孔相对于阀孔在全开、部分开启、以及全闭的状态之间切换。

3、采用上述方案,由于废气引导室环绕设置在混合腔的外周,废气从废气入口进入后可以暂存至废气引导室内部。当需要废气与空气混合时,废气引导室内的废气可以快速地进入混合腔与空气混合,提高了气体的混合效率。并且,废气引导室环绕设置在混合腔外周的结构相比于现有技术中t形管路的结构,占用空间更小。并且,通过混合腔和阀筒的相对转动就可以通过调节阀孔与废气通孔形成的通道的口径,进而可以调节废气引导室内的气体进入混合腔的流量。因此,该废气再循环混合器具有废气流量的自调节功能,即可以自行调节与空气混合的废气量。因此,将该废气再循环混合器设置在发动机进排气系统中时,无需额外设置调节废气流量的废气再循环阀,便于系统的布置。

4、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的发动机进排气系统的废气再循环混合器,在沿着混合腔的轴线截取的横截面中,混合腔的内径尺寸自两端向中部逐渐缩小,且混合腔的内径尺寸在混合腔的中部最小;并且,多个废气通孔沿混合腔的周向间隔均匀地排列布置在混合腔的中部。

5、采用上述方案,将废气通孔设置在混合腔的内径尺寸最小的位置,可以使得废气和空气流动至废气通孔时,在废气通孔所在的混合腔的中部形成最小静压,在该最小静压的作用下,可以有更多的废气以更快的速度进入废气引导室并进入混合腔,进一步提高了废气循环率。

6、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的废气再循环混合器,在沿着混合腔的轴线截取的横截面中,混合腔的内径尺寸自两端分别向中部呈线性缩小。

7、采用上述方案,由于混合腔的内径尺寸自两端分别向中部呈线性缩小,混合腔的内壁是平滑的,不会对气流产生冲击或其他影响,可以使气流平稳地朝一个方向流动。

8、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的废气再循环混合器,在沿着混合腔的轴线截取的横截面中,废气引导室的环形壳体呈“π”形状,包括环形顶壁、以及位于环形顶壁两侧的第一侧壁和第二侧壁;并且,废气入口贯穿形成于环形顶壁上、连通废气环腔与外部废气管路;并且,在混合腔的轴线延伸方向上,第一侧壁远离环形顶壁的一端固定于混合腔的一端外周壁上、第二侧壁远离环形顶壁的一端固定于混合腔的另一端外周壁上。

9、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的废气再循环混合器,驱动部件包括贯穿设置于第一侧壁上的驱动轴;以及,分别设置于驱动轴两端的驱动构件和从动构件,其中,驱动构件位于废气引导室的外部且与驱动轴的一端固定连接,从动构件位于废气引导室的内部且与驱动轴的另一端固定连接;并且,旋转部件设置在阀筒靠近从动构件一侧的外壁上、与从动构件对应的位置,从动构件与旋转部件抵接,以带动旋转部件联动阀筒转动。

10、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的废气再循环混合器,第一侧壁的外周壁面、与驱动构件的运动轨迹对应的位置处还设置有用于限制驱动构件的转动位置的限位部件。

11、根据本专利技术的另一具体实施方式,本专利技术实施方式公开的废气再循环混合器,驱动构件包括第一摆臂和第一固定销;其中,第一摆臂沿驱动轴的径向方向延伸,第一摆臂的一端与驱动轴的一端固定连接、另本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种废气再循环混合器,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述混合腔的内径尺寸自两端向中部逐渐缩小,且所述混合腔的内径尺寸在所述混合腔的中部最小;并且

3.如权利要求2所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述混合腔的内径尺寸自两端分别向中部呈线性缩小。

4.如权利要求1所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述废气引导室的所述环形壳体呈“Π”形状,包括环形顶壁、以及位于所述环形顶壁两侧的第一侧壁和第二侧壁;并且

5.如权利要求4所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述驱动部件包括贯穿设置于所述第一侧壁上的驱动轴;以及

6.如权利要求5所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述第一侧壁的外周壁面、与所述驱动构件的运动轨迹对应的位置处还设置有用于限制所述驱动构件的转动位置的限位部件。

7.如权利要求6所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述驱动构件包括第一摆臂和第一固定销;其中

8.如权利要求7所述的废气再循环混合器,其特征在于,在所述混合腔的轴线方向上,所述阀筒覆盖所述混合腔的外周壁面的至少一部分;其中

9.如权利要求1-8中任一项所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述废气引导室靠近所述废气入口一侧的空腔截面积大于与所述一侧相对于所述混合腔的轴线对称、远离所述废气入口的另一侧的空腔截面积。

10.如权利要求4-8中任一项所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,

11.如权利要求10所述的废气再循环混合器,其特征在于,其中

12.如权利要求11所述的废气再循环混合器,其特征在于,其中

13.如权利要求12所述的废气再循环混合器,其特征在于,还包括

14.如权利要求1所述的废气再循环混合器,其特征在于,多个所述废气通孔与多个所述阀孔均包括在所述主连通管路的轴向方向上、沿所述混合腔和所述阀筒的周向方向布置的至少一列废气通孔和至少一列相应的阀孔;其中

15.一种发动机进排气系统,其特征在于,包括如权利要求1-14任一项所述的废气再循环混合器;以及

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【技术特征摘要】

1.一种废气再循环混合器,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述混合腔的内径尺寸自两端向中部逐渐缩小,且所述混合腔的内径尺寸在所述混合腔的中部最小;并且

3.如权利要求2所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述混合腔的内径尺寸自两端分别向中部呈线性缩小。

4.如权利要求1所述的废气再循环混合器,其特征在于,在沿着所述混合腔的轴线截取的横截面中,所述废气引导室的所述环形壳体呈“π”形状,包括环形顶壁、以及位于所述环形顶壁两侧的第一侧壁和第二侧壁;并且

5.如权利要求4所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述驱动部件包括贯穿设置于所述第一侧壁上的驱动轴;以及

6.如权利要求5所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述第一侧壁的外周壁面、与所述驱动构件的运动轨迹对应的位置处还设置有用于限制所述驱动构件的转动位置的限位部件。

7.如权利要求6所述的废气再循环混合器,其特征在于,所述驱动构件包括第一摆臂和第一固定销;其中

8.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢正海陈如彬
申请(专利权)人:上海汽车集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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