專利名稱：一種具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，特別是因空間限制無法布置和安 裝中冷裝置的外部廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
EGR即廢氣再循環(huán)技術(shù)，是改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放的重要 技術(shù)手段之一。其中，e-EGR即外部廢氣再循環(huán)技術(shù)，就是將發(fā)動(dòng)機(jī)的部分 廢氣從排氣歧管引出，通過進(jìn)氣歧管重新引入氣缸內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒過程 的優(yōu)化控制，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、排放等性能。在汽車領(lǐng)域，塑料進(jìn) 氣歧管相對(duì)于鋁合金進(jìn)氣歧管具有更光滑的氣道表面、更好的成型工藝，有 利于發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高和更好的滿足空間布置要求。由于這些優(yōu)點(diǎn)，塑料進(jìn) 氣歧管已經(jīng)成為首選。塑料進(jìn)氣歧管工作溫度一般在-30TT13(TC左右。
中國(guó)專利號(hào)200620012181公開了一種名稱為"廢氣熱交換器"，是用 于汽車廢氣再循環(huán)的廢氣冷卻器，該換熱器采用中冷裝置，冷卻介質(zhì)如水、 或其他液體來冷卻廢氣。但是，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)上既要采用EGR系統(tǒng)，又要采 用塑料進(jìn)氣歧管，而在成本和空間限制方面又無法采用中冷裝置的情況下， 那么通過EGR管路進(jìn)入進(jìn)氣歧管的廢氣溫度可能會(huì)較高，達(dá)到120攝氏度左 右，尤其是在無EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)增加EGR系統(tǒng)時(shí)，在原有空間較小無法布 置中冷裝置，同時(shí)又必須采用較短的EGR管路時(shí)，就會(huì)存在進(jìn)氣歧管附近局 部溫度過高問題，無法滿足進(jìn)氣歧管的可靠和耐久性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再 循環(huán)系統(tǒng)，在采用外部廢氣再循環(huán)，又使用塑料進(jìn)氣歧管時(shí)，能夠有效控制 廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管的溫度，以滿足進(jìn)氣歧管的可靠性和耐久性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、發(fā)動(dòng) 機(jī)的排氣歧管、進(jìn)氣歧管，以及連接在排氣歧管和進(jìn)氣歧管之間的廢氣再循環(huán)管(EGR管)；所述廢氣再循環(huán)管中設(shè)置有節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置橫向 阻斷廢氣再循環(huán)管的通路，在節(jié)流裝置上幵有節(jié)流孔，導(dǎo)通廢氣再循環(huán)管。
所述節(jié)流裝置是一柱狀體，外壁面與廢氣再循環(huán)管的內(nèi)壁面固定密封連 接，節(jié)流孔軸向貫通分布在柱體中。
所述的節(jié)流裝置是管狀體，前端管口封閉，節(jié)流孔徑向開在靠近前端的 管壁上，節(jié)流裝置的前端伸進(jìn)廢氣再循環(huán)管內(nèi)，廢氣再循環(huán)管在此部分的管 徑大于節(jié)流裝置的前端管徑；節(jié)流裝置的后端與管徑由大變小的廢氣再循環(huán) 管的向后收小部分的內(nèi)壁緊耦合連接，并且節(jié)流裝置的后端向后延伸形成廢
氣再循環(huán)管，與進(jìn)氣歧管連接。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)上既采用外部廢氣再循環(huán)，又使 用塑料進(jìn)氣歧管時(shí)，有效控制廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管的溫度，以滿足進(jìn)氣歧管的
可靠性和耐久性。由于本發(fā)明技術(shù)方案是在原有的EGR管路內(nèi)布置節(jié)流裝置， 因此不會(huì)占用額外的布置空間，同時(shí)又可以有效地替代目前發(fā)動(dòng)機(jī)上常用的 EGR中冷裝置，利用節(jié)流降溫機(jī)理來控制廢氣溫度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本更
低的特點(diǎn)。


圖1是本外部廢氣循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 圖2是本發(fā)明的節(jié)流裝置的第一種結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖3是本發(fā)明的節(jié)流裝置的第二種結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本廢氣再循環(huán)系統(tǒng)由廢氣再循環(huán)管3、節(jié)流裝置4、控制 閥5、發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管2、進(jìn)氣歧管6和燃燒室1組成。排氣歧管2和進(jìn) 氣歧管6之間連接廢氣再循環(huán)管3，在廢氣再循環(huán)管3中設(shè)置節(jié)流裝置4， 所述節(jié)流裝置4橫向阻斷廢氣再循環(huán)管3的通路，在節(jié)流裝置4上開有節(jié)流 孔7，導(dǎo)通廢氣再循環(huán)管3。在廢氣再循環(huán)管(3)安裝有節(jié)流裝置的部分之 后的管路上安裝有控制閥(5)。
該系統(tǒng)的工作原理是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的廢氣由發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室1排入排氣歧管2，再通過廢氣再循環(huán)管3進(jìn)入節(jié)流裝置4，根據(jù)焦耳-湯姆遜效應(yīng)的 積分負(fù)效應(yīng)機(jī)理，非理想氣體在經(jīng)過節(jié)流裝置4后，由于摩擦耗能會(huì)產(chǎn)生較 大的節(jié)流壓降和溫降，因此當(dāng)高溫廢氣經(jīng)過節(jié)流裝置后其壓力和溫度會(huì)降 低。經(jīng)過節(jié)流降溫后的廢氣再通過控制閥5以及相應(yīng)的廢氣再循環(huán)管3，進(jìn) 入進(jìn)氣歧管6，然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)(燃燒室)參與新的燃燒過程，從而完成整 個(gè)的外部廢氣再循環(huán)過程。
其中節(jié)流裝置有多種結(jié)構(gòu)，如圖1所示，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式是 采用軸向節(jié)流裝置4，整個(gè)節(jié)流裝置4是一圓柱體，中間分布有軸向貫通的 節(jié)流孔7，該圓柱體外壁面與廢氣再循環(huán)管3內(nèi)壁緊耦合連接，節(jié)流孔7兩 端連通廢氣再循環(huán)管3。當(dāng)廢氣從廢氣再循環(huán)管3 —端通過節(jié)流孔7流入另 一端時(shí)，其流通管道截面先由大變小，再由小變大。
如圖3所示，作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方式采用徑向節(jié)流裝置，其是一 個(gè)圓柱空心管，整個(gè)節(jié)流裝置4的前端面是密封的，前端的四周壁面帶有節(jié) 流孔7，節(jié)流裝置4兩邊的廢氣再循環(huán)管3的橫截面積不相等，廢氣流入一 端的管路橫截面積大于廢氣流出一端管路橫截面積。節(jié)流裝置4后端與橫截 面積較小的廢氣再循環(huán)管3的內(nèi)壁緊耦合連接，前端延伸至橫截面積較大的 廢氣再循環(huán)管3中。在截面積較大的廢氣再循環(huán)管3中的節(jié)流裝置4，其端 面為密封狀態(tài)，同時(shí)在壁面上分布有節(jié)流孔7。這些節(jié)流孔7將橫截面積較 大的廢氣再循環(huán)管3和橫截面積較小的廢氣再循環(huán)管3連通起來，在實(shí)際生 產(chǎn)中，節(jié)流裝置4的后端可以向后延伸支撐形成后續(xù)的橫截面較小的廢氣再 循環(huán)管3，與進(jìn)氣歧6連接。在該管路中，廢氣先流入橫截面較大的廢氣再 循環(huán)管3，然后再通過節(jié)流孔流入橫截面較小的廢氣再循環(huán)管3中，整個(gè)流 動(dòng)過程的截面積先由大變小，再由小變大。
總的來說，節(jié)流裝置的外形應(yīng)隨廢氣再循環(huán)管3的形狀而定，節(jié)流孔7 可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。
在本技術(shù)方案中，具體降低的程度取決于節(jié)流裝置4的具體參數(shù)以及廢 氣的相關(guān)狀態(tài)參數(shù)，如節(jié)流前后的壓力、溫度等。也就是說如果確定了節(jié)流裝置4的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及節(jié)流前廢氣的壓力、溫度和所需達(dá)到的EGR率，就可 以通過相關(guān)流體力學(xué)公式或者專業(yè)的分析軟件計(jì)算出節(jié)流后廢氣溫度，從而 判斷出節(jié)流后的廢氣溫度是否滿足塑料進(jìn)氣歧管的工作溫度范圍。當(dāng)然，如 果確定了節(jié)流前廢氣的壓力、溫度和所需達(dá)到的EGR率，以及塑料進(jìn)氣歧管 的工作溫度范圍，也可以反算出合適的節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而設(shè)計(jì)和制 造出滿足進(jìn)氣溫度要求的EGR系統(tǒng)。
本發(fā)明的效果是利用焦耳-湯姆遜效應(yīng)的積分負(fù)效應(yīng)節(jié)流降溫機(jī)理，在 外部EGR系統(tǒng)中利用節(jié)流裝置4取代傳統(tǒng)的EGR冷卻裝置，達(dá)到降低廢氣溫 度作用，從而滿足塑料進(jìn)氣歧管的溫度要求，有效的解決了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)上既采 用外部廢氣再循環(huán)，又使用塑料進(jìn)氣歧管時(shí)，控制廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管的溫度 以滿足進(jìn)氣歧管的可靠性和耐久性這一技術(shù)問題。由于該系統(tǒng)可在原有的廢 氣再循環(huán)管3內(nèi)布置和安裝節(jié)流裝置4，因此不會(huì)占用額外的布置空間，同 時(shí)又可以有效地替代目前發(fā)動(dòng)機(jī)上常用的EGR中冷裝置，尤其適用于因空間 限制無法布置和安裝EGR中冷裝置的情況，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本 更加低廉的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管(2)、進(jìn)氣歧管(6)，以及連接在排氣歧管(2)和進(jìn)氣歧管(6)之間的廢氣再循環(huán)管(3)；其特征在于，所述廢氣再循環(huán)管(3)中設(shè)置有節(jié)流裝置(4)，所述節(jié)流裝置(4)橫向阻斷廢氣再循環(huán)管(3)的通路，在節(jié)流裝置(4)上開有節(jié)流孔(7)，導(dǎo)通廢氣再循環(huán)管(3)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在 于，所述節(jié)流裝置(4)是一柱狀體，外壁面與廢氣再循環(huán)管(3)的內(nèi)壁 面固定密封連接，節(jié)流孔(7)軸向貫通分布在柱體中。
3. 按照權(quán)利要求1所述的具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在 于，所述的節(jié)流裝置(4)是管狀體，前端管口封閉，節(jié)流孔(7)徑向開 在靠近前端的管壁上，節(jié)流裝置(4)的前端伸進(jìn)廢氣再循環(huán)管(3)內(nèi)， 廢氣再循環(huán)管(3)在此部分的管徑大于節(jié)流裝置(4)的前端管徑；節(jié)流 裝置(4)的后端與管徑由大變小的廢氣再循環(huán)管(3)的向后收小部分的 內(nèi)壁緊耦合連接，并且節(jié)流裝置(4)的后端向后延伸形成廢氣再循環(huán)管(3)，與進(jìn)氣歧管(6)連接。
4. 按照權(quán)利要求1、 2或3所述的具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)， 其特征在于，在所述廢氣再循環(huán)管(3)的管路上安裝有控制闊(5)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在 于，所述控制閥(5)安裝在廢氣再循環(huán)管(3)安裝有節(jié)流裝置的部分之 后的管路上。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有節(jié)流裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管、進(jìn)氣歧管，以及連接在排氣歧管和進(jìn)氣歧管之間的廢氣再循環(huán)管(EGR管)；所述廢氣再循環(huán)管中設(shè)置有節(jié)流裝置，節(jié)流裝置橫向阻斷廢氣再循環(huán)管的通路，在節(jié)流裝置上開有節(jié)流孔，導(dǎo)通廢氣再循環(huán)管。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)上既采用外部廢氣再循環(huán)，又使用塑料進(jìn)氣歧管時(shí)，有效控制廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管的溫度，以滿足進(jìn)氣歧管的可靠性和耐久性。由于本發(fā)明技術(shù)方案是在原有的EGR管路內(nèi)布置節(jié)流裝置，因此不會(huì)占用額外的布置空間，同時(shí)又可以有效地替代目前發(fā)動(dòng)機(jī)上常用的EGR中冷裝置，利用節(jié)流降溫機(jī)理來控制廢氣溫度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本更低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK101560932SQ200910103970
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者卿輝斌, 洋 張, 張曉宇, 瞿尚勝, 偉 鄭 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司