[实用新型]一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机

说明书

本实用新型公开了一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机，其中混合装置包括进气管，进气管上分别设置有新气进口和废气进口；进气管内腔设有隔板，隔板将内腔分为新气腔和废气腔，新气腔与所述新气进口连通，废气腔与所述废气进口连通；新气腔和废气腔之间设置有废气出口；由上述可知，进气管和废气管集成设置，从而使设置本实用新型混合装置的发动机，具有以下优点：进气阻力小，性能佳；结冰风险低；EGR废气出口接近缸盖，远离进气节流阀，不会被进气节流阀负压回吸，避免了此类原因造成的结冰；EGR废气出口与缸盖气道对应，能很好的保证EGR混合均匀性；通用性高；成本低、零件轻；结构简单。

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种与进气管集成的EGR混合装置及发动机。

背景技术

在排放法规升级的背景下，发动机采用EGR路线，可以降低NOx的生成，改善发动机原排水平。为了保证各缸燃烧一致性，EGR废气与发动机新鲜进气需要特别的结构进行混合，以保证各个工况下各缸EGR废气引入的均匀性。根据EGR混合结构的复杂程度，都会给发动机带来成本及零件制造难度的增加。另外，EGR废气在正常运行工况下，其温度在70℃～180℃之间，由于EGR废气中含水量较高，当EGR废气在低温环境下碰到温度过低的新鲜进气时，废气含水能力下降导致水析出引起倒吸结冰。此时，发动机进气流通面积减少会影响发动机性能。

传统EGR混合系统由进气接管、EGR混合结构和EGR废气管路三部分组成。传统的EGR混合结构有三种实现方式：一种为进气接管内置铸造型混合结构；另一种为自然混合；第三种为打孔式混合结构。

第一种进气接管内置铸造型混合结构，EGR混合结构是铸造在进气接管内部，混合结构有两个壁面，壁面间为EGR废气和新鲜进气的混合段。

第二种自然混合结构，EGR管路插入到进气接管中，与新鲜进气入口距离近，通过加长进气接管管路，让EGR废气与新鲜进气自然充分混合，达到各个工况下各缸EGR废气引入的均匀性的要求。

第三种打孔式混合结构，对于布置空间小的机型，进气接管管路长度有限，无法实现自然混合，只能在混合段增加打孔结构，让EGR废气与新鲜空气充分混合，达到各缸EGR均匀性好的目的。

第一种进气接管内置铸造型混合结构，总结如下缺点：

(1)通用性差：由于一款机器匹配不同车型导致进气口位置变动，新鲜进气方向有所不同必然导致混合结构角度调整，会导致：①设计者工作量上涨②供应商需要重新开模具，成本增加；③零部件数量增加，库存管路难度大。

(2)在EGR率低的工况，新鲜进气也会在混合器内部进行扰流，影响进气效率。

第二种自然混合结构，总结如下缺点：

(1)不适用于小排量机型：小排量机型无法实现较长的混合段，混合段缩短无法保证混合效果，达不到混合结构的目的。

(2)进气接管重量大、成本高、不利于发动机燃油经济性：为了满足混合效果，较长的进气接管管路造成进气接管重量大、成本高，零件的重量增加必然导致发动机油耗上涨。

(3)结冰风险大：当进气节流阀在减小开度的过程中，在节流阀后会形成负压区，从而造成EGR废气倒吸，倒吸的废气遇到壁面温度较低的阀片及新鲜空气，EGR废气中水容易析出导致结冰，导致进气节流阀卡滞、进气量小，进而引起发动机性能下降等问题。

第三种打孔式混合结构，总结如下缺点：

(1)进气阻力大：打孔式混合结构，新鲜进气需要经过打孔结构与EGR废气混合，阻力较大。

(2)结冰风险大：EGR废气直冲进气接管壁面，当发动机处在寒冷环境下，壁面温度较低，EGR废气中水容易析出导致结冰；

(3)成本高：打孔需要均布且数量多，否则无法实现混合效果，造成管路成本上涨的问题。