CN104564451A - 一种发动机及其提高发动机egr率的进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及其提高发动机EGR率的进气装置，包括连接的直管段和扩压管段，新鲜空气依次沿二者进入进气总管，还包括提供EGR废气的废气管，所述废气管排出所述EGR废气的方向与所述新鲜空气在所述直管段内的流动方向相同。全部的混合气体都被提供向进气总管，消除了漩涡对混合气体能量的削弱，另外，扩压管段的全部空间均被用作扩压，而并不具有被漩涡占据的空间，从而提高扩压管段对EGR废气和新鲜空气的扩压效果，提高混合气体的压力，保证发动机的进气量。

Description

一种发动机及其提高发动机EGR率的进气装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机及其提高发动机EGR率的进气装置。

背景技术

随着环境污染状况日益严重，控制发动机排出的有害物十分必要。目前，发动机有害排放物主要为PM(颗粒)和NOx(氮氧化物)，EGR(废气再循环)技术是一种最为有效的处理NOx的措施。

EGR技术将排放的废气与新鲜空气混合，并重新引入发动机的进气总管，一同进入发动机燃烧室，以再次利用废气，减少其向大气的排放量。EGR率是回收再利用的废气流量占进气总管内的气体总量的百分比。计算公式如下：

$q=\frac{a}{a+b}\×100\%$

其中，q为EGR率，a为回收再利用的废气流量，b为新鲜空气的废气流量。

可见，回收再利用的废气流量占进气总管中气体流量的百分比越大，EGR率也越大，废气利用率也越高。

因此，如何提EGR率是本领域的研究难点。

请参考图1，图1为一种典型的提高EGR率的装置的侧视图。

如图1所示，现有的一种提高EGR率的装置是在进气总管前端设置的管结构，其一端接收新鲜空气，另一端将新鲜空气与废气的混合气体供向进气总管。

该管结构的管径从两端向中部渐缩，在中部附近的直管段102具有最小管径，直管段102至进气的一端为收缩管段101，直管段102至排气的一端为扩压管段103，新鲜空气沿三者的轴线方向依次流经三者，而进入进气总管。另外，还在直管段102设置与其垂直的废气管104，废气管104用于接收回收再利用的EGR废气，EGR废气在直管段102处进入提高EGR率的装置，并与新鲜空气混合，通过扩压管段103一同进入进气总管。

新鲜空气经过收缩管段101，到达直管段102时具有较小的截面面积，气体流速增大，压力下降，那么，回收再利用的废气与新鲜空气的压差增大，即提高了废气的驱动压差，增加了进入进气总管的废气流量，提高EGR率。再通过扩压管段103提高流体压力，而进入进气总管。

但是，该装置往往具有较小的发动机进气流量，即通过扩压管段103进入进气总管的气体流量不足，而严重影响发动机进气。

因此，如何提供一种既具有较高的EGR率，又能够满足发动机进气量需求的装置，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种发动机及其提高发动机EGR率的进气装置。该进气装置既具有较高的EGR率，又能够满足发动机进气量需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高发动机EGR率的进气装置，包括连接的直管段和扩压管段，新鲜空气依次沿二者进入进气总管，还包括提供EGR废气的废气管，所述废气管排出所述EGR废气的方向与所述新鲜空气在所述直管段内的流动方向相同。

如此，全部的混合气体都被提供向进气总管，消除了漩涡对混合气体能量的削弱，另外，扩压管段的全部空间均被用作扩压，而并不具有被漩涡占据的空间，从而提高扩压管段对EGR废气和新鲜空气的扩压效果，提高混合气体的压力，保证发动机的进气量。

优选地，所述废气管沿所述直管段的轴向插入所述装置。

优选地，所述废气管延伸至所述直管段内。

优选地，所述废气管沿所述直管段的中部延伸。

优选地，还包括连接在所述直管段上游的收缩管段，所述收缩管段的管壁圆弧过渡至与所述直管段的管壁相接。

本发明还提供一种发动机，包括进气总管和提高发动机EGR率的进气装置，所述提高发动机EGR率的进气装置与所述进气总管连通，所述提高发动机EGR率的进气装置为上述任一项所述的提高发动机EGR率的进气装置。

该发动机与上述提高EGR率的装置具有相同的有益效果。

附图说明

图1为一种典型的提高EGR率的装置的侧视图；

图2为本发明提供的提高发动机EGR率的进气装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为EGR废气垂直新鲜空气的流动方向进入直管段的提高EGR率的装置的流线示意图。

图1中：

收缩管段101、直管段102、扩压管段103、废气管104

图2中：

收缩管段11、直管段12、扩压管段13、废气管14、排出端口140

图3中：

收缩管段21、直管段22、扩压管段23、废气管24

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2和图3，图2为本发明提供的提高发动机EGR率的进气装置的一种具体实施方式的结构示意图；图3为EGR废气垂直新鲜空气的流动方向进入直管段的提高EGR率的装置的流线示意图。

本发明提供一种提高发动机EGR率的进气装置，包括连接的直管段12和扩压管段13，新鲜空气(如图中实线箭头所示)在直管段12中的压力低于EGR废气(如图中虚线箭头所示)的压力，以使EGR废气进入直管段12，之后，二者共同进入扩压管段13，压力升高至能够进入进气总管。

如图3所示，当EGR废气(如图中虚线箭头所示)垂直新鲜空气(如图中实线箭头所示)的流动方向进入直管段22时，EGR废气将干扰新鲜空气的流线分布，破坏其原始流线，使得混合气体(如图中实线箭头所示)进入扩压管段23后，具有至少两种流线形式：

第一，互相垂直的两股气流汇聚，互相干扰，在靠近管壁处形成漩涡，漩涡的产生不仅损失能量，使得混合气体的动能降低，不利于其流向进气总管，而且减少能够流向进气总管的混合气体的流量；

第二，互相干扰效果较为不明显的混合气体基本沿扩压管段23的管壁的延伸方向流动，如扩压管段23中的箭头方向，也即，仅仅该部分混合气体能够流向进气总管。

本发明发现影响发动机进气流量的主要因素为EGR废气的进气方向，该进气方向的差异将对发动机的进气流场产生很大影响，而气体流场的分布情况基本可以认定为影响发动机进气量的首要因素，因此，本发明希望通过对该因素进行调整而改善发动机进气流量不足的问题。

因此，本发明将EGR废气进入直管段12的方向与新鲜空气在直管段12的流动方向设置为相同，如图2所示，在扩压管段13内，混合气体只具有一种流线，即如图2中的箭头方向所示。

如此，全部的混合气体都被提供向进气总管，消除了漩涡对混合气体能量的削弱，另外，扩压管段13的全部空间均被用作扩压，而并不具有被漩涡占据的空间，从而提高扩压管段13对EGR废气和新鲜空气的扩压效果，提高混合气体的压力，保证发动机的进气量。

进一步地，还可以包括提供EGR废气的废气管14，该废气管14沿直管段12的轴向插入该提高EGR率的装置。

如此，新鲜空气在与EGR废气混合之前，在流动方向上并不受到阻碍，将沿着废气管14的管壁与装置的管壁形成的通道流通。

当然，也可以包括折弯的废气管14，而其从直管段12处垂直直管段12的轴向插入，但是，其应该具有与直管段12的轴向平行的排出段，该排出段用于控制EGR废气进入装置的方向。但是，废气管14在装置内垂直直管段12轴向的管段可能对新鲜空气的流向造成微小干扰。

更进一步地，废气管14具有排出EGR废气的排出端口140，废气管14应该在装置内延伸至其排出端位于直管段12内，即EGR废气从直管段12内进入该装置。

由于EGR废气在直管段12内相对新鲜空气具有较大的压力差，而具有较大的进气量，因此，在该处能够获得较大的EGR率。

上述废气管14还可以沿直管段12的中部插入装置，如图2所示，废气管14首先插入直管段12上游的收缩管段11的中部，继而沿着直管段12的轴向继续插入。

由于各管段均为相对直管段12的轴线对称，因此，将废气管14设置为沿直管段12的中部延伸，能够更好地均布气流，优化流场，而获得更好的进气效果。

进一步地，直管段12的上游还可以连接有收缩管段11，该收缩管段11的管壁圆弧过渡至与直管段12的管壁相连接。收缩管段11的截面变化更加平顺，可以减少空气在收缩段流动时的总能损失。

本发明还提供一种发动机，包括进气总管和与其联通的提高EGR率的装置，该提高EGR率的装置为上述各实施方式所述。

发动机的其他结构请参考现有技术，在此不再赘述。

该发动机与上述提高EGR率的装置具有相同的有益效果。

以上对本发明所提供的一种发动机及其提高EGR率的装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种提高发动机EGR率的进气装置，包括连接的直管段(12)和扩压管段(13)，新鲜空气依次沿二者进入进气总管，其特征在于，还包括提供EGR废气的废气管(14)，所述废气管(14)排出所述EGR废气的方向与所述新鲜空气在所述直管段(12)内的流动方向相同。

2.如权利要求1所述的提高发动机EGR率的进气装置，其特征在于，所述废气管(14)沿所述直管段(12)的轴向插入所述装置。

3.如权利要求2所述的提高发动机EGR率的进气装置，其特征在于，所述废气管(14)延伸至所述直管段(12)内。

4.如权利要求3所述的提高发动机EGR率的进气装置，其特征在于，所述废气管(14)沿所述直管段(12)的中部延伸。

5.如权利要求4所述的提高发动机EGR率的进气装置，其特征在于，还包括连接在所述直管段(12)上游的收缩管段(11)，所述收缩管段(11)的管壁圆弧过渡至与所述直管段(12)的管壁相接。

6.一种发动机，包括进气总管和提高发动机EGR率的进气装置，所述提高发动机EGR率的进气装置与所述进气总管连通，其特征在于，所述提高发动机EGR率的进气装置为权利要求1-5任一项所述的提高发动机EGR率的进气装置。