一种发动机及其提高发动机egr率的进气装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及发动机技术领域，特别设及一种发动机及其提高发动机EGR率的进气 装置。
【背景技术】
[0002] 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。
[000引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，W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：
[0004] g = ^^xl00% a + h
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 因此，如何提EGR率是本领域的研究难点。
[000引请参考图1，图1为一种典型的提高EGR率的装置的侧视图。
[0009] 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。
[0010] 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=者的轴线方向依次流经立者，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-同进入进气总管。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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】
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 如此，全部的混合气体都被提供向进气总管，消除了縱祸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，而并不具有被縱祸占据的空间，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。
[0017] 优选地，所述废气管沿所述直管段的轴向插入所述装置。
[0018] 优选地，所述废气管延伸至所述直管段内。
[0019] 优选地，所述废气管沿所述直管段的中部延伸。
[0020] 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。
[002U 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。
[0022] 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】
[002引图1为一种典型的提高EGR率的装置的侧视图；
[0024] 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；
[0025] 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 不意图。
[0026] 图 1 中；
[0027] 收缩管段101、直管段102、扩压管段103、废气管104 [002引 图2中；
[0029] 收缩管段11、直管段12、扩压管段13、废气管14、排出端口 140
[0030] 图 3 中；
[0031] 收缩管段21、直管段22、扩压管段23、废气管24
【具体实施方式】
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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，W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。
[00对如图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：
[0036] 第一，互相垂直的两股气流汇聚，互相干扰，在靠近管壁处形成縱祸，縱祸的产生 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；
[0037] 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。
[003引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W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。
[0039] 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。
[0040] 如此，全部的混合气体都被提供向进气总管，消除了縱祸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，而并不具有被縱祸占据的空间，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。 [004U 进一步地，还可W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。
[0042] 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。
[0043] 当然，也可W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。
[0044] 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。
[0045] 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。
[0046] 上述废气管14还可W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。
[0047] 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。
[0048] 进一步地，直管段12的上游还可W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W减少空气在收 缩段流动时的总能损失。
[0049] 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。
[0050] 发动机的其他结构请参考现有技术，在此不再寶述。
[CK)5U 该发动机与上述提高EGR率的装置具有相同的有益效果。
[0052] W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，W上实施例的说明只是用于帮 助理解本发明的方法及其核屯、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W对本发明进行若干改进和修饰，该些改进和修饰也落入 本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
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. -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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】F02M35-104, F02M25-07
【公开号】CN104564451
【申请号】CN201410820065
【发明人】王新校, 贾德民, 王辉, 高书贞
【申请人】潍柴动力股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日