一種發動機及其提高發動機egr率的進氣裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及發動機技術領域，特別設及一種發動機及其提高發動機EGR率的進氣 裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著環境污染狀況日益嚴重，控制發動機排出的有害物十分必要。目前，發動機有 害排放物主要為PM (顆粒）和NOx (氮氧化物），EGR (廢氣再循環）技術是一種最為有效的 處理NOx的措施。
[000引EGR技術將排放的廢氣與新鮮空氣混合，并重新引入發動機的進氣總管，一同進入 發動機燃燒室，W再次利用廢氣，減少其向大氣的排放量。EGR率是回收再利用的廢氣流量 占進氣總管內的氣體總量的百分比。計算公式如下：
[0004] g = ^^xl00% a + h
[0005] 其中，q為EGR率，a為回收再利用的廢氣流量，b為新鮮空氣的廢氣流量。
[0006] 可見，回收再利用的廢氣流量占進氣總管中氣體流量的百分比越大，EGR率也越 大，廢氣利用率也越高。
[0007] 因此，如何提EGR率是本領域的研究難點。
[000引請參考圖1，圖1為一種典型的提高EGR率的裝置的側視圖。
[0009] 如圖1所示，現有的一種提高EGR率的裝置是在進氣總管前端設置的管結構，其一 端接收新鮮空氣，另一端將新鮮空氣與廢氣的混合氣體供向進氣總管。
[0010] 該管結構的管徑從兩端向中部漸縮，在中部附近的直管段102具有最小管徑，直 管段102至進氣的一端為收縮管段101，直管段102至排氣的一端為擴壓管段103,新鮮空 氣沿=者的軸線方向依次流經立者，而進入進氣總管。另外，還在直管段102設置與其垂直 的廢氣管104,廢氣管104用于接收回收再利用的EGR廢氣，EGR廢氣在直管段102處進入 提高EGR率的裝置，并與新鮮空氣混合，通過擴壓管段103-同進入進氣總管。
[0011] 新鮮空氣經過收縮管段101，到達直管段102時具有較小的截面面積，氣體流速增 大，壓力下降，那么，回收再利用的廢氣與新鮮空氣的壓差增大，即提高了廢氣的驅動壓差， 增加了進入進氣總管的廢氣流量，提高EGR率。再通過擴壓管段103提高流體壓力，而進入 進氣總管。
[0012] 但是，該裝置往往具有較小的發動機進氣流量，即通過擴壓管段103進入進氣總 管的氣體流量不足，而嚴重影響發動機進氣。
[0013] 因此，如何提供一種既具有較高的EGR率，又能夠滿足發動機進氣量需求的裝置， 是本領域技術人員需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0014] 本發明的目的為提供一種發動機及其提高發動機EGR率的進氣裝置。該進氣裝置 既具有較高的EGR率，又能夠滿足發動機進氣量需求。
[0015] 為解決上述技術問題，本發明提供一種提高發動機EGR率的進氣裝置，包括連接 的直管段和擴壓管段，新鮮空氣依次沿二者進入進氣總管，還包括提供EGR廢氣的廢氣管， 所述廢氣管排出所述EGR廢氣的方向與所述新鮮空氣在所述直管段內的流動方向相同。
[0016] 如此，全部的混合氣體都被提供向進氣總管，消除了縱禍對混合氣體能量的削弱， 另外，擴壓管段的全部空間均被用作擴壓，而并不具有被縱禍占據的空間，從而提高擴壓管 段對EGR廢氣和新鮮空氣的擴壓效果，提高混合氣體的壓力，保證發動機的進氣量。
[0017] 優選地，所述廢氣管沿所述直管段的軸向插入所述裝置。
[0018] 優選地，所述廢氣管延伸至所述直管段內。
[0019] 優選地，所述廢氣管沿所述直管段的中部延伸。
[0020] 優選地，還包括連接在所述直管段上游的收縮管段，所述收縮管段的管壁圓弧過 渡至與所述直管段的管壁相接。
[002U 本發明還提供一種發動機，包括進氣總管和提高發動機EGR率的進氣裝置，所述 提高發動機EGR率的進氣裝置與所述進氣總管連通，所述提高發動機EGR率的進氣裝置為 上述任一項所述的提高發動機EGR率的進氣裝置。
[0022] 該發動機與上述提高EGR率的裝置具有相同的有益效果。
【附圖說明】
[002引圖1為一種典型的提高EGR率的裝置的側視圖；
[0024] 圖2為本發明提供的提高發動機EGR率的進氣裝置的一種【具體實施方式】的結構示 意圖；
[0025] 圖3為EGR廢氣垂直新鮮空氣的流動方向進入直管段的提高EGR率的裝置的流線 不意圖。
[0026] 圖 1 中；
[0027] 收縮管段101、直管段102、擴壓管段103、廢氣管104 [002引 圖2中；
[0029] 收縮管段11、直管段12、擴壓管段13、廢氣管14、排出端口 140
[0030] 圖 3 中；
[0031] 收縮管段21、直管段22、擴壓管段23、廢氣管24
【具體實施方式】
[0032] 為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0033] 請參考圖2和圖3,圖2為本發明提供的提高發動機EGR率的進氣裝置的一種具體 實施方式的結構示意圖；圖3為EGR廢氣垂直新鮮空氣的流動方向進入直管段的提高EGR 率的裝置的流線示意圖。
[0034] 本發明提供一種提高發動機EGR率的進氣裝置，包括連接的直管段12和擴壓管段 13,新鮮空氣（如圖中實線箭頭所示）在直管段12中的壓力低于EGR廢氣（如圖中虛線箭 頭所示）的壓力，W使EGR廢氣進入直管段12,之后，二者共同進入擴壓管段13,壓力升高 至能夠進入進氣總管。
[00對如圖3所示，當EGR廢氣（如圖中虛線箭頭所示）垂直新鮮空氣（如圖中實線箭 頭所示）的流動方向進入直管段22時，EGR廢氣將干擾新鮮空氣的流線分布，破壞其原始流 線，使得混合氣體（如圖中實線箭頭所示）進入擴壓管段23后，具有至少兩種流線形式：
[0036] 第一，互相垂直的兩股氣流匯聚，互相干擾，在靠近管壁處形成縱禍，縱禍的產生 不僅損失能量，使得混合氣體的動能降低，不利于其流向進氣總管，而且減少能夠流向進氣 總管的混合氣體的流量；
[0037] 第二，互相干擾效果較為不明顯的混合氣體基本沿擴壓管段23的管壁的延伸方 向流動，如擴壓管段23中的箭頭方向，也即，僅僅該部分混合氣體能夠流向進氣總管。
[003引本發明發現影響發動機進氣流量的主要因素為EGR廢氣的進氣方向，該進氣方向 的差異將對發動機的進氣流場產生很大影響，而氣體流場的分布情況基本可W認定為影響 發動機進氣量的首要因素，因此，本發明希望通過對該因素進行調整而改善發動機進氣流 量不足的問題。
[0039] 因此，本發明將EGR廢氣進入直管段12的方向與新鮮空氣在直管段12的流動方 向設置為相同，如圖2所示，在擴壓管段13內，混合氣體只具有一種流線，即如圖2中的箭 頭方向所示。
[0040] 如此，全部的混合氣體都被提供向進氣總管，消除了縱禍對混合氣體能量的削弱， 另外，擴壓管段13的全部空間均被用作擴壓，而并不具有被縱禍占據的空間，從而提高擴 壓管段13對EGR廢氣和新鮮空氣的擴壓效果，提高混合氣體的壓力，保證發動機的進氣量。 [004U 進一步地，還可W包括提供EGR廢氣的廢氣管14,該廢氣管14沿直管段12的軸向 插入該提高EGR率的裝置。
[0042] 如此，新鮮空氣在與EGR廢氣混合之前，在流動方向上并不受到阻礙，將沿著廢氣 管14的管壁與裝置的管壁形成的通道流通。
[0043] 當然，也可W包括折彎的廢氣管14,而其從直管段12處垂直直管段12的軸向插 入，但是，其應該具有與直管段12的軸向平行的排出段，該排出段用于控制EGR廢氣進入裝 置的方向。但是，廢氣管14在裝置內垂直直管段12軸向的管段可能對新鮮空氣的流向造 成微小干擾。
[0044] 更進一步地，廢氣管14具有排出EGR廢氣的排出端口 140,廢氣管14應該在裝置 內延伸至其排出端位于直管段12內，即EGR廢氣從直管段12內進入該裝置。
[0045] 由于EGR廢氣在直管段12內相對新鮮空氣具有較大的壓力差，而具有較大的進氣 量，因此，在該處能夠獲得較大的EGR率。
[0046] 上述廢氣管14還可W沿直管段12的中部插入裝置，如圖2所示，廢氣管14首先 插入直管段12上游的收縮管段11的中部，繼而沿著直管段12的軸向繼續插入。
[0047] 由于各管段均為相對直管段12的軸線對稱，因此，將廢氣管14設置為沿直管段12 的中部延伸，能夠更好地均布氣流，優化流場，而獲得更好的進氣效果。
[0048] 進一步地，直管段12的上游還可W連接有收縮管段11，該收縮管段11的管壁圓弧 過渡至與直管段12的管壁相連接。收縮管段11的截面變化更加平順，可W減少空氣在收 縮段流動時的總能損失。
[0049] 本發明還提供一種發動機，包括進氣總管和與其聯通的提高EGR率的裝置，該提 高EGR率的裝置為上述各實施方式所述。
[0050] 發動機的其他結構請參考現有技術，在此不再寶述。
[CK)5U 該發動機與上述提高EGR率的裝置具有相同的有益效果。
[0052] W上對本發明所提供的一種發動機及其提高EGR率的裝置進行了詳細介紹。本文 中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，W上實施例的說明只是用于幫 助理解本發明的方法及其核屯、思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不 脫離本發明原理的前提下，還可W對本發明進行若干改進和修飾，該些改進和修飾也落入 本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種提高發動機EGR率的進氣裝置，包括連接的直管段（12)和擴壓管段（13)，新鮮 空氣依次沿二者進入進氣總管，其特征在于，還包括提供EGR廢氣的廢氣管（14)，所述廢氣 管（14)排出所述EGR廢氣的方向與所述新鮮空氣在所述直管段（12)內的流動方向相同。
2. 如權利要求1所述的提高發動機EGR率的進氣裝置，其特征在于，所述廢氣管（14) 沿所述直管段（12)的軸向插入所述裝置。
3. 如權利要求2所述的提高發動機EGR率的進氣裝置，其特征在于，所述廢氣管（14) 延伸至所述直管段（12)內。
4. 如權利要求3所述的提高發動機EGR率的進氣裝置，其特征在于，所述廢氣管（14) 沿所述直管段（12)的中部延伸。
5. 如權利要求4所述的提高發動機EGR率的進氣裝置，其特征在于，還包括連接在所 述直管段（12)上游的收縮管段（11)，所述收縮管段（11)的管壁圓弧過渡至與所述直管段 (12)的管壁相接。
6. -種發動機，包括進氣總管和提高發動機EGR率的進氣裝置，所述提高發動機EGR率 的進氣裝置與所述進氣總管連通，其特征在于，所述提高發動機EGR率的進氣裝置為權利 要求1-5任一項所述的提高發動機EGR率的進氣裝置。
【專利摘要】本發明公開了一種發動機及其提高發動機EGR率的進氣裝置，包括連接的直管段和擴壓管段，新鮮空氣依次沿二者進入進氣總管，還包括提供EGR廢氣的廢氣管，所述廢氣管排出所述EGR廢氣的方向與所述新鮮空氣在所述直管段內的流動方向相同。全部的混合氣體都被提供向進氣總管，消除了漩渦對混合氣體能量的削弱，另外，擴壓管段的全部空間均被用作擴壓，而并不具有被漩渦占據的空間，從而提高擴壓管段對EGR廢氣和新鮮空氣的擴壓效果，提高混合氣體的壓力，保證發動機的進氣量。
【IPC分類】F02M35-104, F02M25-07
【公開號】CN104564451
【申請號】CN201410820065
【發明人】王新校, 賈德民, 王輝, 高書貞
【申請人】濰柴動力股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日