[发明专利]废气再循环混合器和废气再循环系统

说明书

提供了一种废气再循环(EGR)混合器。EGR混合器包括具有入口、出口和多个孔的内管。EGR混合器还包括同轴地设置在内管周围的外管。特别地，螺旋壁设置在内管与外管之间以形成螺旋流动路径。

技术领域

本发明涉及一种无源废气再循环(EGR)混合器，且更具体地，涉及一种具有螺旋废气流动路径的EGR混合器。

背景技术

通常，废气再循环(EGR)型发动机在柴油发动机和火花点火式内燃发动机中使用。在EGR型发动机中，由于再循环废气吸收热量，所以燃烧温度由于废气的存在而降低。燃烧室中的与废气一起存在的氧气稀释，结合低温燃烧，减少了氮的热氧化物(NOx)的产生。此外，当废气再循环时，发动机需要吸入的空气较少，这减少了废气的总量。此外，EGR减少了涡轮增压发动机在高负荷下对燃料浓缩(enrichment，富集)的需求，从而改进了燃料经济性。

最近，开发了一种称为专用EGR型发动机的发动机构造。在专用EGR型发动机中，如相关技术的图1所示，一个气缸专用于向EGR系统供应废气。然而，在这种专用EGR型发动机中，由于废气的脉动，EGR气体不能从专用气缸均匀分配到非专用气缸。特别地，由专用气缸供应的废气流具有不稳定的气流，例如，脉冲之间具有540度曲柄角的1/4次脉冲。因此，对EGR入口添加了显著的限制(例如，通过节流孔板)以过滤掉脉动。因此，泵送损失增加，并且燃料经济性降低。

为了在不具有增加泵送损失的节流孔板的情况下消除废气的脉动，已经开发了具有同轴管的EGR混合器。在具有同轴管构造的EGR混合器中，废气通过以螺旋构造布置的多个孔供应到进气并与进气混合。然而，废气分布在多个孔上，并在每个孔之间基本上同时喷射到进气流中。因此，EGR混合器不能实现增加EGR混合时间和/或距离，并且去除不稳定性的效果最小。

发明内容

本公开提供了一种废气再循环(EGR)混合器，其可以通过包括废气的螺旋流动路径来提高燃料效率。

根据本公开的一方面，EGR混合器可以包括：内管，其具有入口、出口和多个孔；外管，其同轴地设置在内管周围；以及螺旋壁，其设置在内管与外管之间以形成螺旋流动路径。特别地，螺旋壁的顶部(crest，嵴部)可以邻接外管并且螺旋壁的根部可以邻接内管，以限定围绕内管缠绕的螺旋流动路径。此外，外管可包括废气入口，该废气入口形成在外管的靠近内管的出口的一侧上，以在内管与外管之间提供逆流。多个孔可以穿过内管形成，以在内管与外管之间提供气体连通。

因此，废气可以通过废气入口供应到EGR混合器，并且可以通过多个孔流入内管中。此外，空气可以通过内管的入口供应到EGR混合器，并且空气和废气的混合物可以通过内管的出口从EGR混合器排出。

具体地，多个孔的直径可以从内管的入口侧朝向内管的出口侧逐渐减小。多个孔可以沿着内管的轴向方向线性对准。此外，多个孔可以形成至少两行，两行中的每行沿着内管的轴向方向对准。

EGR混合器可以由结合在一起的两个部件形成。例如，这两个部件可以通过声波焊接结合。此外，EGR混合器可以由玻璃填充塑料材料制成。

根据本公开的另一方面，一种用于车辆发动机的废气再循环(EGR)系统可以包括：进气口；进气歧管；专用EGR气缸以及EGR混合器。EGR混合器可以包括：内管，其具有入口、出口和多个孔；以及外管，其同轴地设置在内管周围并具有废气入口。EGR混合器还可以包括螺旋壁，该螺旋壁设置在内管与外管之间以形成螺旋流动路径。特别地，EGR混合器的入口可以连接到进气口，EGR混合器的出口可以连接到进气歧管，并且EGR混合器的废气入口可以连接到发动机的专用EGR气缸。多个孔可以穿过EGR混合器的内管形成，以在外管与内管之间提供气体连通。