一种发动机EGR废气与空气混合结构、发动机及车辆的制作方法

一种发动机egr废气与空气混合结构、发动机及车辆
技术领域
1.本发明涉及车辆发动机技术领域，尤其涉一种发动机egr废气与空气混合结构、发动机及车辆。


背景技术：

2.废气再循环(egr，exhaust gas recirculation)是减少发动机缸内的nox气体产生的有效措施。其工作原理是：将发动机的一部分排气废气冷却后经进气系统再送回发动机气缸，参与燃烧的过程。egr按排气废气取气位置可分为低压egr和高压egr，催化器前取气为高压egr，催化器后取气为低压egr。低压egr燃烧室中气体组成来自两部分，一部分是空滤器引入的新鲜空气，另一部分是从催化器取气并经egr冷却器冷却的废气，两部分气体在增压器压气机前混合后，经增压器、中冷器和进气歧管后进入燃烧室参与燃烧。汽油增压发动机低压egr混合结构的作用是使排气废气和新鲜空气充分混合，满足增压器的使用要求。如混合气体均匀度不满足要求将导致增压器异响和压气机效率降低，进而影响发动机性能；另外，若egr高温水蒸气与空气混合后冷凝形成水滴，进入增压器，将损坏增压器压气机叶片。
3.在现有技术中，公开号为cn106837617a的专利公开了一种高均匀性egr混合装置，该egr混合装置能将egr气体引导至进气弯管内并使egr气体与空气充分均匀混合。另如公开号为cn114542335a的专利公开了一种汽油增压发动机的低压egr混合结构，包括废气进气管和与之连接的新鲜空气进气管；废气进气管由圆筒进气段和与之连接的扩张混合部构成，废气进气管的圆筒进气段的直径为d1，新鲜空气进气管的直径为d2；扩张混合部由月牙形曲面、底面和两个结构相同的棱台构成；扩张混合部的底面与圆筒进气段的另一端连接；扩张混合部的月牙形曲面和两个棱台的上边与新鲜空气进气管连接，形成废气进气管在新鲜空气进气管上的废气喷射出口，喷射出的废气与新鲜空气混合；新鲜空气进气管的另一端为混合气体出口，与增压器连接并与增压器压气机叶轮的中心对应；其能够提高新鲜空气和排气废气气体混合均匀度，满足增压器对进气气体均匀度的要求。
4.上述现有技术中，虽然它们都通过egr混合结构的改进，提高了新鲜空气和排气废气气体混合均匀度，但是它们均未考虑增压发动机在egr高温废气与空气混合后形成冷凝水进入增压器压气机损坏增压器的风险。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种发动机egr废气与空气混合结构、发动机及车辆，在保证新鲜空气和排气废气气体混合均匀度的同时，还能排出冷凝水，避免冷凝水进入增压器压气机而损坏增压器的问题。
6.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.第一方面，本发明公开了一种发动机egr废气与空气混合结构，连接于增压器上，包括空气进气管和废气进气管，所述空气进气管与增压器固定连通，所述空气进气管与废
气进气管连通，所述增压器内设置有增压器压气机，所述空气进气管与增压器压气机的叶轮对应，所述空气进气管与废气进气管的连接处至增压器的空气进气管内壁上设置有漩涡发生器和冷凝水回水槽，所述漩涡发生器设置于空气进气管的内壁，所述冷凝水回水槽连通漩涡发生器与废气进气管。本技术方案通过在空气进气管内壁上设置漩涡发生器和冷凝水回水槽，新鲜空气和egr废气分别从空气进气管和废气进气管引入，经过废气进气管引入的废气经漩涡发生器产生漩涡，废气漩涡与经空气进气管引入的新鲜空气充分混合，提高空气与废气混合均匀度，混合后的气体经发动机进气系统进入燃烧室参与燃烧，保证发动机的性能；且本方案中分离的冷凝水在重力的作用下沿着冷凝水回水槽回流至废气进气管，并在重力的作用下回流至排气系统排除，避免冷凝水损伤压气机叶轮。
8.进一步，所述空气进气管的直径为d1，所述废气进气管的直径为d2，所述d1＞d2；所述废气进气管的中心线与空气进气管内管壁的交点到增压器压气机的叶轮中心的距离为l1，所述l1＞2*d1。
9.进一步，所述漩涡发生器包括发生器底面、发生器顶面和月牙形的发生器曲面，所述发生器底面与空气进气管的内壁固定连接，所述发生器曲面背向增压器；所述漩涡发生器的中心沿着高度方向的倾斜角度为β，其中0
°
＜β＜80
°
，所述漩涡发生器的高度为l2，其中0.1*d1＜l2＜0.9*d1。
10.通过上述的方案，废气经过废气进气管喷射出，在撞击到混合发生器后，在混合发生器的阻挡作用下分隔成两股气流，两股气流就会在漩涡发生器上产生旋流，进而形成“肾”形的漩涡，废气“肾”形的漩涡与经空气进气管引入的新鲜空气充分混合，可以进一步的提高空气与废气混合均匀度。
11.进一步，所述冷凝水回水槽为设置在空气进气管上的凹槽结构，所述冷凝水回水槽的物理位置最低点为冷凝水回水槽与废气进气管连接处。本技术方案如此的设置，使得冷凝水更容易流出。
12.进一步，所述空气进气管的中心线与废气进气管的中心线的夹角为α，其中0
°
＜α＜90
°
。
13.进一步，所述漩涡发生器与空气进气管连接位置前缘到空气进气管与废气进气管连接位置尾缘的距离为l3，其中0＜l3＜3*d1。
14.进一步，所述漩涡发生器前缘位置到冷凝水回水槽与废气进气管连接位置的距离为l4，其中l3＜l4＜d2*cosα。
15.通过上述的技术方案，可以进一步的提升废气和新鲜空气的混合均匀度。
16.进一步，所述冷凝水回水槽的顶部槽宽为l5，其中0.1*d1＜l5＜d1。本技术方案的设置，可以更便于冷凝水的流出。
17.第二方面，本发明还公开了一种发动机，所述发动机包括发动机本体及上述的egr废气与空气混合结构。
18.第三方面，本发明还公开了一种车辆，所述车辆包括车辆本体和上述的egr废气与空气混合结构。
19.本发明的一种发动机egr废气与空气混合结构、发动机及车辆，具有如下优点：
20.1、本发明新鲜空气和egr废气分别从空气进气管和废气进气管引入，经过废气进气管引入的废气经漩涡发生器产生“肾”形漩涡，废气“肾”形漩涡与经空气进气管引入的新
鲜空气充分混合，提高空气与废气混合均匀度，混合后的气体经发动机进气系统进入燃烧室参与燃烧，保证发动机的性能。
21.2、本发明的新鲜空气和egr废气在混合过程中，egr废气中的高温水蒸气遇冷形成冷凝水，冷凝水在重力和离心力的作用下实现冷凝水与混合气体分离，分离的冷凝水在重力的作用下沿着冷凝水回水槽回流至废气进气管，并在重力的作用下回流至排气系统排除，避免冷凝水损伤压气机叶轮。
附图说明
22.图1为本发明一种发动机egr废气与空气混合结构与增压器连接的使用状态示意图；
23.图2为本发明一种发动机egr废气与空气混合结构的剖面结构示意图；
24.图3为图2的俯视结构示意图；
25.图4为图2的轴测图；
26.图5为图2中漩涡发生器的结构示意图；
27.图6为图2中漩涡发生器的轴测图。
28.其中，图中各数字分别代表：空气进气管1、废气进气管2、混合漩涡发生器3、增压器4、漩涡发生器31、冷凝水回水槽32、发生器底面312、发生器顶面313、发生器曲面311、增压器压气机41。
具体实施方式
29.以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
30.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制，为了更好地说明本发明的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本发明实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义。
32.实施例1、
33.如图1-图6所示，本实施例为一种发动机egr废气与空气混合结构，与增压器4连接，包括空气进气管1和废气进气管2，空气进气管1的直径为d1，废气进气管2的直径为d2，其中，d1＞d2，空气进气管1与增压器4固定连通，空气进气管1与废气进气管2连通，此处连通可以是可拆卸的连通，也可以是不可拆卸的连通，可拆卸的连通可以是螺纹连接，本实施例采用焊接的固定连通方式。空气进气管1的中心线与废气进气管2的中心线的夹角为α，其中0
°
＜α＜90
°
，在本实施例中优选为45
°
，增压器4内设置有增压器压气机41，空气进气管1
与增压器压气机41的叶轮对应，即空气进气管1的中心线与增压器压气机41的叶轮中心处于一条直线上。
34.空气进气管1与废气进气管2的连接处至增压器4的空气进气管1内壁上设置有混合漩涡发生器3，混合漩涡发生器3包括漩涡发生器31和冷凝水回水槽32，漩涡发生器31设置于空气进气管1的内壁，冷凝水回水槽32连通漩涡发生器31与废气进气管2；漩涡发生器31包括发生器底面312、发生器顶面313和月牙形的发生器曲面311，发生器底面312与空气进气管1的内壁固定连接，发生器曲面311背向增压器4。漩涡发生器31的中心沿着高度方向的倾斜角度为β，其中0
°
＜β＜80
°
，本实施例优选为40
°
，漩涡发生器31的高度为l2，其中0.1*d1＜l2＜0.9*d1本实施例优先l2＝0.5*d1。
35.废气进气管2的中心线与空气进气管1内管壁的交点到增压器压气机41的叶轮中心的距离为l1，其中l1＞2*d1，本实施例优选l1＝3*d1。冷凝水回水槽32为设置在空气进气管1上的凹槽结构，冷凝水回水槽32的物理位置最低点为冷凝水回水槽32与废气进气管2连接处。漩涡发生器31与空气进气管1连接位置前缘到空气进气管1与废气进气管2连接位置尾缘的距离为l3，其中0＜l3＜3*d1本实施例优先l3＝1.5*d1。漩涡发生器31前缘位置到冷凝水回水槽32与废气进气管2连接位置的距离为l4，其中l3＜l4＜d2*cosα。冷凝水回水槽32的顶部槽宽为l5，其中0.1*d1＜l5＜d1，本实施例优先l5＝0.5*d1。
36.本实施例的动机egr废气与空气混合结构，新鲜空气和egr废气分别从空气进气管1和废气进气管2引入，经过废气进气管2引入的废气经漩涡发生器31产生“肾”形漩涡，废气“肾”形漩涡与经空气进气管1引入的新鲜空气充分混合，提高空气与废气混合均匀度，混合后的气体经发动机进气系统进入燃烧室参与燃烧，保证发动机的性能。在新鲜空气和egr废气在混合过程中，egr废气中的高温水蒸气遇冷形成冷凝水，冷凝水在重力和离心力的作用下实现冷凝水与混合气体分离，分离的冷凝水在重力的作用下沿着冷凝水回水槽32回流至废气进气管2，并在重力的作用下回流至排气系统排除，避免冷凝水损伤压气机叶轮。
37.实施例2、
38.本实施例为一种发动机，所述发动机包括发动机本体及上述实施例1的egr废气与空气混合结构。
39.实施例3、
40.本实施例为一种车辆，所述车辆包括车辆本体和上述实施例1的egr废气与空气混合结结构。本实施例的车辆可以是不同车型的车辆。
41.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：
1.一种发动机egr废气与空气混合结构，连接于增压器上，包括空气进气管和废气进气管，所述空气进气管与增压器固定连通，所述空气进气管与废气进气管连通，所述增压器内设置有增压器压气机，所述空气进气管与增压器压气机的叶轮对应，其特征在于：所述空气进气管与废气进气管的连接处至增压器的空气进气管内壁上设置有漩涡发生器和冷凝水回水槽，所述漩涡发生器设置于空气进气管的内壁，所述冷凝水回水槽连通漩涡发生器与废气进气管。2.根据权利要求1所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述空气进气管的直径为d1，所述废气进气管的直径为d2，所述d1＞d2；所述废气进气管的中心线与空气进气管内管壁的交点到增压器压气机的叶轮中心的距离为l1，所述l1＞2*d1。3.根据权利要求2所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述漩涡发生器包括发生器底面、发生器顶面和月牙形的发生器曲面，所述发生器底面与空气进气管的内壁固定连接，所述发生器曲面背向增压器；所述漩涡发生器的中心沿着高度方向的倾斜角度为β，其中0
°
＜β＜80
°
，所述漩涡发生器的高度为l2，其中0.1*d1＜l2＜0.9*d1。4.根据权利要求1所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述冷凝水回水槽为设置在空气进气管上的凹槽结构，所述冷凝水回水槽的物理位置最低点为冷凝水回水槽与废气进气管连接处。5.根据权利要求1所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述空气进气管的中心线与废气进气管的中心线的夹角为α，其中0
°
＜α＜90
°
。6.根据权利要求2所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述漩涡发生器与空气进气管连接位置前缘到空气进气管与废气进气管连接位置尾缘的距离为l3，其中0＜l3＜3*d1。7.根据权利要求5所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述漩涡发生器前缘位置到冷凝水回水槽与废气进气管连接位置的距离为l4，其中l3＜l4＜d2*cosα。8.根据权利要求2所述的一种发动机egr废气与空气混合结构，其特征在于：所述冷凝水回水槽的顶部槽宽为l5，其中0.1*d1＜l5＜d1。9.一种发动机，其特征在于：所述发动机包括发动机本体及权利要求1-8任一所述的egr废气与空气混合结构。10.一种车辆，其特征在于：所述车辆包括车辆本体和权利要求1-8任一所述的egr废气与空气混合结构。

技术总结
本发明涉及车辆发动机技术领域，公开了一种发动机EGR废气与空气混合结构、发动机及车辆，所述发动机EGR废气与空气混合结构连接于增压器上，包括空气进气管和废气进气管，空气进气管与增压器固定连通，空气进气管与废气进气管连通，增压器内设置有增压器压气机，空气进气管与增压器压气机的叶轮对应，空气进气管与废气进气管的连接处至增压器的空气进气管内壁上设置有漩涡发生器和冷凝水回水槽，漩涡发生器设置于空气进气管的内壁，冷凝水回水槽连通漩涡发生器与废气进气管。本发明在保证新鲜空气和排气废气气体混合均匀度的同时，还能排出冷凝水，避免冷凝水进入增压器压气机而损坏增压器的问题。坏增压器的问题。坏增压器的问题。


技术研发人员：向世建 瞿尚胜
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/8/13