RU213552U1 - Air connection - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области транспортных средств, а именно к системам подачи рециркулируемого отработанного газа EGR в воздух для сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Воздушный патрубок выполнен цельным и содержит воздухопровод (1), горловину (2), выполненную в виде прямого участка, в которой установлена труба (3) подачи отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR, соединенный с выпускным газопроводом (не показано). Патрубок дополнительно содержит конфузор (4) и диффузор (5), которые выполнены трапециевидной формы, сужающиеся в сторону горловины (2), при этом все части патрубка воздухопровода (1), горловина (2), конфузор (4) и диффузор (5) жестко соединены межу собой. В заявляемом патрубке имеется сужающая часть в виде горловины (2), в которой размещена труба (3) подачи отработавших газов для увеличения количества перепуска отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR, где полученная разница в пропускном диаметре от воздухопровода к горловине позволяет увеличить расход и скорость воздуха, проходящего через горловину, и уменьшить давление. В связи с тем, что давление в горловине (2) снижается за счет сужения, поступление через трубу (3) подачи отработавших газов увеличивается, таким образом, сгорание происходит при более низком уровне тепловыделения, и уменьшается уровень образования оксидов азота, тем самым повышая коэффициент перепуска отработавших газов для оптимизации рабочего процесса в двигателе. Было создано техническое решение, которое позволило повысить коэффициент перепуска отработавших газов через теплообменник EGR для оптимизации рабочего процесса в двигателе. 1 ил.

The utility model relates to the field of vehicles, namely to systems for supplying recirculated exhaust gas EGR to combustion air in internal combustion engines. The air pipe is made in one piece and contains an air duct (1), a neck (2) made in the form of a straight section, in which a pipe (3) is installed for supplying exhaust gases passing through the EGR heat exchanger connected to the exhaust gas pipeline (not shown). The branch pipe additionally contains a confuser (4) and a diffuser (5), which are made of a trapezoidal shape, tapering towards the neck (2), while all parts of the air duct pipe (1), neck (2), confuser (4) and diffuser (5) rigidly connected to each other. The inventive branch pipe has a narrowing part in the form of a neck (2), in which an exhaust gas supply pipe (3) is placed to increase the amount of bypass of exhaust gases passing through the EGR heat exchanger, where the resulting difference in the throughput diameter from the air duct to the neck allows you to increase the flow rate and speed air passing through the neck and reduce the pressure. Due to the fact that the pressure in the neck (2) decreases due to the narrowing, the flow through the pipe (3) of the exhaust gas supply increases, thus, combustion occurs at a lower level of heat generation, and the level of formation of nitrogen oxides decreases, thereby increasing the coefficient bypass exhaust gases to optimize the workflow in the engine. A technical solution was created that made it possible to increase the coefficient of exhaust gas bypass through the EGR heat exchanger to optimize the working process in the engine. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортных средств, а именно к системам подачи рециркулируемого отработанного газа EGR в воздух для сгорания в двигателях внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of vehicles, namely to systems for supplying recirculated exhaust gas EGR to combustion air in internal combustion engines.

При возврате (рециркуляции) отработанного газа часть образовавшегося при сгорании отработанного газа подается в необходимый для сгорания топлива свежий воздух в качестве инертного газа для того, чтобы вследствие этого сокращать содержание кислорода в воздухе для сгорания. Вследствие этого сгорание проходит на более низком уровне температуры, и образование оксидов азота уменьшается.During exhaust gas recirculation, part of the exhaust gas generated during combustion is fed into the fresh air required for fuel combustion as an inert gas in order to thereby reduce the oxygen content of the combustion air. As a result, combustion takes place at a lower temperature level and the formation of nitrogen oxides is reduced.

Известна воздуховодная труба воздухозаборника, содержащая канал подачи воздуха, левый конец которого содержит неподвижное кольцо, заклепку для соединения с панелью экрана, при этом канал оснащен патрубком, внутреннее соединение которого имеет опорный стержень, и камеру с сеткой пылевого фильтра, при этом правый конец канала оснащен переходной трубой с аркой (см. патент CN208686650U, МПК F04D29/40(2006.01), F04D29/70(2006.01), опубликовано 02.04.2019).A well-known air intake pipe contains an air supply channel, the left end of which contains a fixed ring, a rivet for connection with a screen panel, while the channel is equipped with a branch pipe, the inner connection of which has a support rod, and a chamber with a dust filter mesh, while the right end of the channel is equipped with transition pipe with an arch (see patent CN208686650U, IPC F04D29 / 40 (2006.01), F04D29 / 70 (2006.01), published 04/02/2019).

Известна всасывающая труба усилителя, содержащая сильфон, канал повышения давления, боковая поверхность левого конца которого выполнена с резьбовой частью, при этом правая часть сильфона и левый конец канала соединены друг с другом через гофрированную секцию, уплотнительную прокладку (см. патент CN205117559U, МПК F02М35/104(2006.01), опубликовано 30.03.2016).A well-known booster suction pipe contains a bellows, a pressure increase channel, the side surface of the left end of which is made with a threaded part, while the right side of the bellows and the left end of the channel are connected to each other through a corrugated section, a sealing gasket (see patent CN205117559U, IPC F02M35/ 104(2006.01), published 03/30/2016).

Известна выхлопная труба рециркуляции отработанных газов EGR, содержащая подвижный и неподвижный фланец, гофрированную трубу, угловой патрубок, последовательно жестко соединенные между собой, при этом гофрированная труба добавлена в штуцер трубы (см. патент CN202047908U, МПК F02М25/07(2006.01), опубликовано 23.11.2011).Known exhaust pipe recirculation of exhaust gases EGR, containing a movable and fixed flange, a corrugated pipe, a corner pipe, rigidly connected in series with each other, while the corrugated pipe is added to the pipe fitting (see patent CN202047908U, IPC F02M25/07 (2006.01), published 23.11 .2011).

Известна труба для системы рециркуляции выхлопных газов, содержащая фланец, патрубок и муфту, которая соединена с патрубком, причем секция соединительного редуктора с одной формой волны находится между S-образной формой и омега-образной формой, где редуктор муфты выполнен многослойным (см. патент CN201461145U, МПК F02М25/07(2006.01), F16L51/02(2006.01), опубликовано 12.05.2010).A pipe for an exhaust gas recirculation system is known, comprising a flange, a pipe and a sleeve, which is connected to the pipe, and the section of the connecting gearbox with one waveform is between the S-shape and the omega-shape, where the clutch gearbox is made of multilayer (see patent CN201461145U , IPC F02M25/07(2006.01), F16L51/02(2006.01), published 05/12/2010).

Известна труба рециркуляции отработанных газов, содержащая патрубок для отвода отработавших газов, трубку, направляющая охлаждающую среду, снабженную отверстиями для входа и выхода охлаждающей среды, причем труба для выхлопных газов имеет прямолинейный участок трубы, который выполнен в виде волнообразной трубы, промежуточное пространство проходит по длине прямолинейного участка трубы с волнообразной трубой, а внешняя направляющая труба для охлаждающей среды окружает волнообразную трубу (см. патент DE102005020014A1, МПК F02М25/07(2006.01), опубликовано 02.11.2006).Known exhaust gas recirculation pipe containing a branch pipe for exhaust gases, a tube that guides the coolant, provided with holes for the inlet and outlet of the coolant, and the exhaust pipe has a straight pipe section, which is made in the form of a wavy pipe, the intermediate space runs along the length a straight pipe section with a corrugated pipe, and an outer guide pipe for the cooling medium surrounds the corrugated pipe (see patent DE102005020014A1, IPC F02M25/07(2006.01), published 02.11.2006).

Известно устройство для очистки газа, содержащее последовательно соединенные первую и вторую секции, рабочие и съемные элементы которых встроены в наружный цилиндрический корпус с поперечными перегородками, разделяющими последовательно по потоку очищаемого газа полости первой и второй секций, причем вход в первую секцию, представляющую собой фазовый отделитель инерционно-гравитационного типа, осуществлен с торца корпуса через отражатель, вторая секция представляет собой отделитель прямоточно-центробежного типа, состоящий, по крайней мере, из одной сепарационной трубы с завихрителем на входе, каналом отвода улавливаемых примесей на выходе и каналом перепуска газа из междутрубной полости, при этом полости первой и второй секций с нижней стороны корпуса сообщены с бункерами сбора улавливаемых примесей, на выходе которых установлены сбросные клапаны, при этом каналом перепуска газа снабжена каждая сепарационная труба таким образом, что перепуск газа из междутрубной полости осуществляют обратно на вход в трубу через сквозные отверстия в стенке трубы в зону пониженного давления на выходе из завихрителя, в зазор, образованный кольцевым обтекателем и внутренней стенкой трубы, на выходе которой размещен патрубок отвода очищенного газа, имеющий тот же диаметр, что и труба, и образующий с ее концом захватывающую кольцевую щель для вывода улавливаемой примеси, причем щель охватывается перфорированным концом патрубка, а внутренние кромки трубы и патрубка отвода очищенного газа выполнены под острым углом к направлению потока (см. патент RU2188061, МПК В01D45/00(2000/01), опубликовано 27.08.2002).A device for gas purification is known, containing serially connected first and second sections, the working and removable elements of which are built into the outer cylindrical body with transverse partitions separating the cavities of the first and second sections sequentially along the stream of the purified gas, and the entrance to the first section, which is a phase separator inertial-gravity type, carried out from the end of the body through a reflector, the second section is a direct-flow centrifugal type separator, consisting of at least one separation pipe with a swirler at the inlet, a channel for removing trapped impurities at the outlet and a channel for bypassing gas from the annulus , while the cavities of the first and second sections on the lower side of the body are connected with the hoppers for collecting trapped impurities, at the outlet of which relief valves are installed, while each separation pipe is equipped with a gas bypass channel so that the gas bypass from the annulus is carried out by at the entrance to the pipe through the through holes in the pipe wall to the low pressure zone at the outlet of the swirler, to the gap formed by the annular fairing and the inner wall of the pipe, at the outlet of which there is a branch pipe for the removal of purified gas, having the same diameter as the pipe, and forming with its end a captivating annular slot for removing the trapped impurities, and the slot is covered by the perforated end of the branch pipe, and the inner edges of the pipe and the pipe for removing the purified gas are made at an acute angle to the flow direction (see Fig. patent RU2188061, IPC B01D45/00(2000/01), published 08/27/2002).

Известна система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащая один или более выпускных коллекторов, одну или более трубку рециркуляции, гофрированную в местах изгиба, клапан рециркуляции, теплообменник охлаждения газов и патрубки охлаждающей жидкости, дополнительно имеет смеситель отработавших газов, выполненный в виде трубки, на выходе которой срезана половина цилиндра, а оставшаяся половина имеет перфорацию в виде одного или более рядов отверстий (см. патент RU142536, МПК F02М25/07(2006.01), опубликовано 27.06.2014).Known exhaust gas recirculation system of a turbocharged internal combustion engine, containing one or more exhaust manifolds, one or more recirculation tube corrugated at the bend, recirculation valve, gas cooling heat exchanger and coolant pipes, additionally has an exhaust gas mixer made in the form of a tube , at the exit of which half of the cylinder is cut off, and the remaining half has a perforation in the form of one or more rows of holes (see patent RU142536, IPC F02M25/07(2006.01), published 06/27/2014).

Известен приемный патрубок системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, имеющий трубный участок, выполненный с изгибом, и присоединительные фланцы на концах, где трубный участок выполнен из трубы бесшовной конструкции и имеет радиус гибки по оси трубы, равный ее диаметру, при этом фланцы выполнены за одно целое с трубой фасонированием (см. патент RU160910, МПК F01N13/08(2010.01), опубликовано 10.04.2016).Known inlet pipe of the exhaust system of an internal combustion engine, having a pipe section made with a bend, and connecting flanges at the ends, where the pipe section is made of a seamless pipe and has a bending radius along the pipe axis equal to its diameter, while the flanges are made in one piece with pipe shaping (see patent RU160910, IPC F01N13/08(2010.01), published 04/10/2016).

Известна система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая перепускной трубопровод с регулируемым запорным элементом, причем вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании, перепускной трубопровод выполнен съемным с возможностью присоединения посредством накидных гаек, а перепускной трубопровод по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания снабжен последовательно расположенными теплоотводной трубой с воздушным или жидкостным охлаждением и сепаратором для отвода влаги, причем последний размещен перед регулируемым запорным элементом (см. патент RU2509906, МПК F02D9/00(2006.01), F02М25/07(2006.01), опубликовано 20.03.2014).A known exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine, containing a bypass pipe with an adjustable shut-off element, wherein the inlet of the bypass pipe is connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine, and the outlet of the bypass pipe is connected to the inlet pipe of the internal combustion engine, the bypass pipe is made removable with the possibility of being connected by means of union nuts, and the bypass pipeline along the flow of bypassed combustion products is equipped with a heat pipe with air or liquid cooling and a separator for removing moisture, the latter placed in front of an adjustable shut-off element (see patent RU2509906, IPC F02D9 / 00 (2006.01), F02M25 / 07(2006.01), published 03/20/2014).

Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является система подачи для введения рециркулируемого отработанного газа в канал воздухопровода воздуха двигателя внутреннего сгорания, имеющая трубу возврата отработавших газов в виде форсунки, при этом в канале свежего воздуха для прерывания подачи свежего воздуха перед головкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания расположен быстродействующий клапан, и выходное отверстие возврата отработанного газа расположено по центру в канале свежего воздуха и в направлении потока свежего воздуха с образованием минимального зазора перед быстродействующим клапаном, кроме того все части конструкции выполнены разъемными, которые соединены между собой болтовым соединением (см. патент RU2700845, МПК F02D9/02(2006.01), F02М26/19(2006.01), опубликовано 23.09.2019).The prototype for the claimed technical solution in terms of the essential features and the achieved technical result is a supply system for introducing recirculated exhaust gas into the air duct of the internal combustion engine, having an exhaust gas return pipe in the form of a nozzle, while in the fresh air duct to interrupt the supply of fresh air before a quick-acting valve is located on the cylinder head of the internal combustion engine, and the exhaust gas return outlet is located centrally in the fresh air channel and in the direction of the fresh air flow with the formation of a minimum gap in front of the quick-acting valve, in addition, all parts of the structure are made detachable, which are interconnected by a bolted connection (see patent RU2700845, IPC F02D9/02(2006.01), F02M26/19(2006.01), published 09/23/2019).

Конструкция известных решений ограничивает объем поставки отработавших газов пропускным сечением патрубка через теплообменник от системы выпуска в систему подачи воздуха в двигатель для эффективного уменьшения температуры сгорания топлива, где объем отработавших газов от системы выпуска двигателя в систему подачу свежего воздуха в двигатель подается в недостаточном объеме для достижения гомогенной смеси, кроме того данные технические решения имеют низкий коэффициент перепуска отработавших газов через теплообменник для оптимизации рабочего процесса в составе двигателя.The design of the known solutions limits the amount of exhaust gas supply to the flow area of the pipe through the heat exchanger from the exhaust system to the engine air supply system to effectively reduce the fuel combustion temperature, where the volume of exhaust gases from the engine exhaust system to the fresh air supply system to the engine is supplied in insufficient volume to achieve homogeneous mixture, in addition, these technical solutions have a low coefficient of exhaust gas bypass through the heat exchanger to optimize the working process as part of the engine.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повысить коэффициент перепуска отработавших газов через теплообменник EGR для оптимизации рабочего процесса в составе двигателя.The task to be solved by the claimed technical solution is to increase the coefficient of bypass of exhaust gases through the EGR heat exchanger to optimize the working process in the engine.

Поставленная задача решается тем, что воздушный патрубок, содержащий воздухопровод, трубу подачи отработавших газов, установленную в горловине патрубка, патрубок выполнен цельным и дополнительно содержит конфузор и диффузор, выполненные трапециевидной формы, сужающиеся в сторону горловины, которая выполнена в виде прямого участка, причем конфузор, горловина, диффузор жестко соединены между собой. The problem is solved by the fact that the air pipe containing the air line, the exhaust gas supply pipe installed in the mouth of the pipe, the pipe is made in one piece and additionally contains a confuser and a diffuser made of a trapezoidal shape, tapering towards the neck, which is made in the form of a straight section, and the confuser , neck, diffuser are rigidly interconnected.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что воздушный патрубок выполнен цельным и дополнительно содержит конфузор и диффузор, выполненные трапециевидной формы, сужающиеся в сторону горловины, которая выполнена в виде прямого участка, причем конфузор, горловина, диффузор жестко соединены между собой, позволяет повысить коэффициент перепуска отработавших газов через теплообменник EGR.The set of distinguishing features, which consists in the fact that the air pipe is made in one piece and additionally contains a confuser and a diffuser, made of a trapezoidal shape, tapering towards the neck, which is made in the form of a straight section, and the confuser, neck, diffuser are rigidly interconnected, allows you to increase the coefficient bypassing exhaust gases through the EGR heat exchanger.

Полезная модель поясняется следующим чертежом, на котором изображено устройство воздушного патрубка.The utility model is illustrated by the following drawing, which shows the device of the air nozzle.

Воздушный патрубок выполнен цельным и содержит воздухопровод 1, горловину 2, выполненную в виде прямого участка, в которой установлена труба 3 подачи отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR, соединенным с выпускным газопроводом (не показано). Патрубок дополнительно содержит конфузор 4 и диффузор 5, которые выполнены трапециевидной формы, сужающиеся в сторону горловины 2, при этом все части патрубка воздухопровод 1, горловина 2, конфузор 4 и диффузор 5 жестко соединены межу собой. The air pipe is made in one piece and contains an air duct 1, a neck 2 made in the form of a straight section, in which a pipe 3 for supplying exhaust gases passing through the EGR heat exchanger connected to the exhaust gas pipeline (not shown) is installed. The branch pipe additionally contains a confuser 4 and a diffuser 5, which are made of a trapezoidal shape, tapering towards the neck 2, while all parts of the pipe air duct 1, the neck 2, the confuser 4 and the diffuser 5 are rigidly connected to each other.

Заявляемый патрубок содержит сужающую часть в виде горловины 2, в которой размещена труба 3 подачи отработавших газов для увеличения количества перепуска отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR, где полученная разница в пропускном диаметре от воздухопровода к горловине позволяет увеличить расход и скорость воздуха, проходящий через горловину и уменьшить давление. В связи с тем, что давление в горловине 2 снижается, за счет сужения, поступление через трубу 3 подачи отработавших газов увеличивается, таким образом, сгорание происходит при более низком уровне тепловыделения и уменьшается уровень образования оксидов азота, тем самым повышая коэффициент перепуска отработавших газов для оптимизации рабочего процесса в двигателе.The inventive branch pipe contains a narrowing part in the form of a neck 2, in which an exhaust gas supply pipe 3 is placed to increase the amount of bypass of exhaust gases passing through the EGR heat exchanger, where the resulting difference in the throughput diameter from the air duct to the neck allows you to increase the flow rate and speed of the air passing through the neck and reduce pressure. Due to the fact that the pressure in the neck 2 decreases due to the narrowing, the flow through the pipe 3 of the exhaust gas supply increases, thus, combustion occurs at a lower level of heat generation and the level of formation of nitrogen oxides decreases, thereby increasing the exhaust gas bypass coefficient for optimization of the workflow in the engine.

Воздушный патрубок работает следующим образом. The air pipe works as follows.

Воздух, проходящий по воздухопроводу 1 через конфузор 4, поступает в горловину 2, где за счет уменьшения проходного диаметра увеличивается расход и скорость проходящего воздуха и тем самым уменьшается давление его в зоне горловины 2, согласно закону Бернулли. В горловину 2 встроена труба 3 для подачи отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR, соединенный с выпускным газопроводом, так как давление воздуха в горловине 2 уменьшает и увеличивает разницу давлений в зоне отбора отработавших газов и зоне подвода этих газов, количество перепуска отработавших газов через трубу 3 выше, и тем самым увеличивается коэффициент перепуска отработавших газов через теплообменник EGR, для оптимизации рабочего процесса в составе двигателя и уменьшения уровня выбросов NOx.The air passing through the air duct 1 through the confuser 4 enters the neck 2, where, due to a decrease in the passage diameter, the flow rate and speed of the passing air increase and, thereby, its pressure in the neck 2 zone decreases, according to Bernoulli's law. A pipe 3 is built into the neck 2 for supplying exhaust gases passing through the EGR heat exchanger connected to the exhaust gas pipeline, since the air pressure in the neck 2 reduces and increases the pressure difference in the exhaust gas extraction zone and the zone for supplying these gases, the amount of exhaust gases bypassing through the pipe 3 above, thereby increasing the bypass ratio of exhaust gases through the EGR heat exchanger, to optimize the workflow in the engine and reduce NOx emissions.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет повысить коэффициент перепуска отработавших газов, проходящих через теплообменник EGR. Thus, the proposed technical solution allows to increase the bypass coefficient of exhaust gases passing through the EGR heat exchanger.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard process equipment using previously mastered technologies.

Claims (1)

Воздушный патрубок, содержащий воздухопровод, трубу подачи отработавших газов, установленную в горловине патрубка, отличающийся тем, что патрубок выполнен цельным и дополнительно содержит конфузор и диффузор, выполненные трапециевидной формы, сужающиеся в сторону горловины, которая выполнена в виде прямого участка, причем трубопровод, конфузор, горловина, диффузор жестко соединены между собой.An air pipe containing an air duct, an exhaust gas supply pipe installed in the neck of the pipe, characterized in that the pipe is made in one piece and additionally contains a confuser and a diffuser made of a trapezoidal shape, tapering towards the neck, which is made in the form of a straight section, moreover, the pipeline, the confuser , neck, diffuser are rigidly interconnected.

Images