CN110185558A - 气体混合装置以及发动机进气混合结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气体混合装置以及发动机进气混合结构，气体混合装置包括混合主体以及气流通道，其中，混合主体具有使混合气体流进和流出的入口和出口，气流通道形成于混合主体内，且与入口和出口连通，气流通道并行设有至少两个，至少一气流通道的内侧壁上设有导流结构，导流结构贯设有气孔，用以使气流通道内的混合气体经导流结构导向时，自气孔处窜动至其相邻的气流通道内。当混合气体在每个相邻的气流通道之间形成流动时，会形成径向窜动，径向窜动使得混合气体混合地更为均匀，而由于混合气体以主体的轴向流动为主，因此仍能保持顺畅地从主体出口流出。本发明提出的发动机进气混合结构包括进气总管、废气再循环管以及气体混合装置。

Description

气体混合装置以及发动机进气混合结构

技术领域

本发明属发动机技术领域，具体涉及一种气体混合装置以及发动机进气混合结构。

背景技术

发动机有害排放物是造成大气污染的主要来源之一，随着环境保护重要程度的不断增加，降低发动机有害排放物是当前发动机行业面临的一个重要挑战。所以控制发动机有害排放物的排放量是所有发动机设计者当前的首要任务。其中为减少发动机尾气中的NOx(氮氧化物)排放，废气再循环作为一种技术手段通过稀释可燃混合气和降低发动机最高燃烧温度可以有效的减少NOx的生成和排放，成为当前发动机控制排放的一项重要技术，被越来越得多的发动机所使用。

现有的废气再循环技术中，大多是通过优化废气再循环管与进气总管连接的位置和进气歧管结构来实现废气和新鲜空气的均匀混合，从而满足进入各个气缸混合气体均匀性的要求，然而该结构需要反复试验和设计优化，修改废气再循环管的位置或进气歧管的形状来提高废气和新鲜空气的混合均匀度，耗费时间且人工材料成本高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种气体混合装置以及发动机进气混合结构，优化废气和新鲜空气混合的均匀性，以解决现有的混合进气结构需要反复试验和设计优化的问题。

本发明提出一种气体混合装置，包括：

混合主体，具有使混合气体流进和流出的入口和出口；以及，

气流通道，形成于所述混合主体内，且与所述入口和所述出口连通，所述气流通道并行设有至少两个，至少一所述气流通道的内侧壁上设有导流结构，所述导流结构贯设有气孔，用以使所述气流通道内的混合气体经所述导流结构导向时，自所述气孔处窜动至其相邻的所述气流通道内。

可选地，所述混合主体包括：

连接管，两端敞口，以形成所述入口和所述出口；以及，

至少一个隔板，间隔设于所述连接管内，以形成至少两个所述气流通道；

其中，所述导流结构和所述气孔设于所述隔板。

可选地，所述隔板沿所述连接管的延伸方向呈波浪形设置，以形成所述导流结构。

可选地，所述连接管呈柱形设置，所述隔板具有远离所述连接管的管壁的波谷区，所述连接管的管壁对应于所述波谷区设有导流凸起，用以在所述波谷区与所述连接管的管壁之间形成波浪形的所述气流通道。

可选地，所述连接管具有沿平面延展设置的平面管壁，所述导流凸起设于所述平面管壁；或者，

所述导流凸起的外表面呈半球面或者外圆柱面设置。

可选地，所述连接管沿自身延伸方向呈波浪形设置，所述连接管的波浪形与所述隔板的波浪形相适应。

可选地，所述隔板与所述连接管的管壁相接的两侧沿分别设有多个开口，其中一所述侧沿上的多个开口与另一测沿上的多个开口沿所述隔板的长度方向上呈交错设置；和/或，

所述气孔沿所述隔板的宽度上设置多个，且多个所述气孔形成一气孔组，且所述气孔组沿所述隔板的长度方向上设置多个。

可选地，沿所述隔板的长度方向上相邻且分设于所述隔板的两侧沿上的两个所述开口之间对应在所述隔板上形成一安装区域；

所述气孔组设于所述安装区域。

本发明还提出一种发动机进气混合结构，该发动机进气混合结构包括上述气体混合装置。

可选地，发动机进气混合结构还包括：

进气总管，连通所述混合主体的入口，用以将新鲜空气导入所述混合主体；

废气再循环管，连通所述混合主体的入口，用以将废气导入所述混合主体；以及，

进气歧管，连通所述混合主体的出口。

本发明提供的技术方案中，在气体混合装置中，当混合气体在每个相邻的气流通道之间形成流动时，会形成径向窜动，径向窜动使得混合气体混合地更为均匀，而由于混合气体以混合主体的轴向流动为主，因此仍能保持顺畅地从混合主体出口流出。根据空气动力学原理，在气体混合装置中，形成多个气流通道的其他结构占用了气体混合装置内的容积，使混合气体的气流通道略有减少，因此混合气体的流速会适应性地减小，进一步地加强了混合效果。本发明提出的发动机进气混合结构中，包括上述气体混合装置，气体混合装置提升了废气和新鲜空气的混合均匀度，使研究人员不用通过修改废气再循环管的位置或者进气歧管的形状来提升废气再循环率，提高了发动机的设计开发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的气体混合装置的剖视结构示意图；

图2为图1中的隔板的剖视结构示意图；

图3为图1中的气体混合装置的立体结构示意图；

图4为本发明一实施例的发动机进气混合结构的主视结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-图3，本发明提出的气体混合装置300的一实施例，本实施例中，气体混合装置300包括混合主体以及气流通道340，其中，混合主体具有使混合气体流进和流出的入口和出口，因此混合主体可以是管状，气流通道340形成于混合主体内，且与入口和出口连通，气流通道340并行设有至少两个，至少一个气流通道340的内侧壁上设有用以形成气流通道340的导流结构，导流结构的内侧壁贯设有气孔321，用以使气流通道340内的混合气体经导流结构导向时，自气孔321处窜动至其相邻的气流通道340内。当混合气体在每个相邻的气流通道340之间形成流动时，会形成径向窜动，径向窜动使得混合气体混合地更为均匀，而由于混合气体以混合主体的轴向流动为主，因此仍能保持顺畅地从混合主体出口流出。根据空气动力学原理，在气体混合装置300中，形成多个气流通道340的其他结构占用了气体混合装置300内的容积，使混合气体的气流通道340略有减少，因此混合气体的流速会适应性地减小，进一步地加强了混合效果。

请参阅图1-图3，混合主体包括连接管310以及至少一个隔板320，连接管310两端敞口，以形成入口和出口，隔板320间隔地设于连接管310内，以形成至少两个气流通道340，其中，导流结构和气孔321设于隔板320，为了加强窜动，本实施例中的气孔321设有多个，为了保证混合气体的流动性，隔板320的厚度应尽可能的小，避免过多占用混合气体的气流通道340。

进一步地，隔板320沿连接管310的延伸方向呈波浪形设置，以形成导流结构，波浪形可以使混合气体的流动更顺畅。

本实施例中，连接管310呈柱形设置，隔板320具有远离连接管310的管壁的波谷区，连接管310的管壁对应于波谷区设有导流凸起330，用以在波谷区与连接管310的管壁之间形成波浪形的气流通道340，避免混合气体在设置处产生聚集，阻碍气体流通。

进一步地，请参阅图3，连接管310具有沿平面延展设置的平面管壁，导流凸起330设于平面管壁，方便安装导流凸起330，其中平面管壁可以安装好导流凸起330之后，再对应地与连接管310的弯曲部分焊接为一体。

本实施例中，也可以使导流凸起330的外表面呈半球面或者外圆柱面设置，其半球面或者外圆柱的半径不作限定，与隔板320外形适配即可。对于导流凸起330的上述两种技术方案均可适用。

本实施例中，连接管310也可以沿自身延伸方向呈波浪形设置，连接管310的波浪形与隔板320的波浪形相适应，同时连接管310的两端延伸形成规则的形状，方便安装，连接管310呈波浪形设置可以使连接管310的内部不必设置导流凸起330，简化了连接管310的内部结构，减少了制造安装导流凸起330的工艺步骤。

请参阅图1-图2，本实施例中，隔板320与连接管310的管壁相接的两侧沿分别设有多个开口322，并且，其中一道侧沿上的多个开口322与另一道侧沿上的多个开口322沿隔板320的长度方向上呈交错设置，因此在混合气体的流动方向上增加了窜动的次数。

本实施例中，也可以使气孔321沿隔板320的宽度上设置多个，其中多个气孔321形成一个气孔组，气孔组沿隔板320的长度方向上设置多个。上述两种气孔布置方案均可适用，其中，在相邻的隔板320中，气孔321沿连接管310的径向是均匀排列的，使每个隔板320的多个气孔321在连接管310的径向上形成连续的通道，减小混合气体在横向窜动时的阻碍。

沿隔板320的长度方向上相邻且分设于隔板320的两侧沿上的两个开口322之间对应在隔板320上形成一安装区域，气孔组对应地设于安装区域。

本发明还提出一种发动机进气混合结构，发动机进气混合结构包括本发明提出的气体混合装置300，具体地，发动机进气混合结构还包括进气总管100、废气再循环管200以及进气歧管400，进气总管100连通混合主体的入口，用以将发动机所需的新鲜空气导入混合主体，废气再循环管200连通混合主体的入口，用以将废气导入混合主体，EGR管200用以将发动机排出的废气导入进气总管100内，使新鲜空气与废气的混合气体进入混合主体内，气体混合装置300提升了废气和新鲜空气的混合均匀度，使研究人员不用通过修改废气再循环管200的位置或者进气歧管的形状来提升废气再循环率，提高了发动机的设计开发效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体混合装置，其特征在于，包括：

混合主体，具有使混合气体流进和流出的入口和出口；以及，

气流通道，形成于所述混合主体内，且与所述入口和所述出口连通，所述气流通道并行设有至少两个，至少一所述气流通道的内侧壁上设有导流结构，所述导流结构贯设有气孔，用以使所述气流通道内的混合气体经所述导流结构导向时，自所述气孔处窜动至其相邻的所述气流通道内。

2.如权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述混合主体包括：

连接管，两端敞口，以形成所述入口和所述出口；以及，

至少一个隔板，间隔设于所述连接管内，以形成至少两个所述气流通道；

其中，所述导流结构和所述气孔设于所述隔板。

3.如权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述隔板沿所述连接管的延伸方向呈波浪形设置，以形成所述导流结构。

4.如权利要求3所述的气体混合装置，其特征在于，所述连接管呈柱形设置，所述隔板具有远离所述连接管的管壁的波谷区，所述连接管的管壁对应于所述波谷区设有导流凸起，用以在所述波谷区与所述连接管的管壁之间形成波浪形的所述气流通道。

5.如权利要求4所述的气体混合装置，其特征在于，所述连接管具有沿平面延展设置的平面管壁，所述导流凸起设于所述平面管壁；或者，

所述导流凸起的外表面呈半球面或者外圆柱面设置。

6.如权利要求3所述的气体混合装置，其特征在于，所述连接管沿自身延伸方向呈波浪形设置，所述连接管的波浪形与所述隔板的波浪形相适应。

7.如权利要求2所述的气体混合装置，其特征在于，所述隔板与所述连接管的管壁相接的两侧沿分别设有多个开口，其中一所述侧沿上的多个开口与另一测沿上的多个开口沿所述隔板的长度方向上呈交错设置；和/或，

所述气孔沿所述隔板的宽度上设置多个，且多个所述气孔形成一气孔组，且所述气孔组沿所述隔板的长度方向上设置多个。

8.如权利要求7所述的气体混合装置，其特征在于，沿所述隔板的长度方向上相邻且分设于所述隔板的两侧沿上的两个所述开口之间对应在所述隔板上形成一安装区域；

所述气孔组设于所述安装区域。

9.一种发动机进气混合结构，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的气体混合装置。

10.如权利要求9所述的发动机进气混合结构，其特征在于，还包括：

进气总管，连通所述混合主体的入口，用以将新鲜空气导入所述混合主体；

废气再循环管，连通所述混合主体的入口，用以将废气导入所述混合主体；以及，

进气歧管，连通所述混合主体的出口。