废气再循环系统的制作方法

专利名称：废气再循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将废气引入进气系统(induction system)的废气再循环系统的 技术。
背景技术：
传统地，已经提出用于将一部分废气返回至进气系统以改进发动机的低负载区域 中的燃料经济性并减少氮的氧化物(NOx)的废气再循环系统。该废气再循环系统包括引导 废气进入进气系统的再循环通路。该再循环通路与进气通路连接，新鲜空气通过进气通路 流入进气系统。新鲜空气在进气通路和再循环通路之间的连接部分处与EGR(废气再循环)气体 混合。新鲜空气和EGR气体的混合物在连接部分的下游流动。将具体描述进气通路和再循 环通路之间的连接构造。构成进气通路的进气管和再循环通路管彼此连接。再循环通路管 与进气管连接，以便从其侧边撞击(strike)其。因此，从再循环通路供应的EGR气体从进 气管的一个侧部被供应。结果，在位于连接部分的正下游的区域中，使得EGR气体难以分散在进气通路中。 由于EGR气体难以分散在进气通路内，造成在进气通路中新鲜空气与EGR气体分离的状态。 因此，在位于连接部分的正下游的部分处，在进气通路内流动的新鲜空气和EGR气体的混 合物的流速分布在同一流路截面内变得不均勻。例如，在进气通路和再循环通路之间的连接部分位于涡轮增压器的压缩机的正上 游的结构中，如果在位于连接部分的正下游的部分处，通路截面内的流速分布不均勻，那么 通过新鲜空气和EGR气体的混合物的撞击而对压缩机施加的压力在每个部分都不同。结果，由于一力沿横穿压缩机的旋转轴的方向施加至压缩机，所以认为压缩机接 触容纳压缩机的壳体，从而产生由于接触而导致的磨损，并在旋转轴和轴承之间产生磨损， 导致压缩机故障。由于此原因，为了将EGR气体在位于再循环通路和进气通路之间的连接部分的正 下游的部分处均勻分散，使得通路截面内的流速分布在此处变得均勻，提出了这样一种技 术在新鲜空气所流过的进气通路的周面上形成环形路径，从而包围进气通路，使得EGR气 体通过该环形路径从周向方向引入进气通路。在这种类型的技术中，在进气通路和环形路径之间形成有孔，并且进气通路与环 形路径通过该孔连通。再循环通路与环形路径连接，从而将EGR气体引入其中。由此引入 环形路径的EGR气体在周向方向上通过孔引入进气通路(参考专利文献1)。已提出了这样一种技术在进气通路的外侧上形成有EGR气体流过的通路，以便 在进气通路的周向方向上延伸，并且已经通过该通路的EGR气体沿着进气通路的切线方向 引入进气通路。在EGR气体所流过的通路和进气通路之间形成有连通孔，从而通过连通孔 将EGR气体也引入进气通路(参考专利文献2)。[专利文献1]日本实用新型公开号3-114564。
[专利文献2]日本专利公开号2000-161147。

发明内容
在专利文献1、2描述的构造中，在进气通路的外侧上形成有EGR气体流过的通路， 以便沿着进气通路的周向方向延伸，并且EGR气体通过形成于该通路和进气通路之间的具 有恒定直径的孔引入进气通路，如果EGR气体的流速低，那么认为从孔引入进气通路的EGR 气体的量根据孔周围的位置而变得不均勻，使得新鲜空气和EGR气体难以彼此均勻地混 合。另一方面，如果EGR气体的流速高，则扰乱了 EGR气体的流动，这会增加EGR气体的进 气阻力。结果，认为难以将EGR气体引入进气通路。本发明的一个目的是提供这样一种废气再循环系统其能够抑制在进气通路和再 循环通路之间的连接部分的正下游的进气通路的通路截面中的流速分布不均勻的产生，同 时将废气高效地弓I入进气通路的内部。根据本发明的一个方面，提供一种废气再循环系统，其包括新鲜空气在其中流过 的进气通路；在进气通路的周向方向上延伸并形成为环形形状的环形通路，该环形流路将进气 通路包围于其中；形成于进气通路和环形流路之间并将进气通路和环形流路连通的入口 ；以及与环形流路连通并被构造为将废气弓I入环形流路使得废气在周向方向的一个方 向上流动的废气引入流路，其中该环形流路具有面向入口的内面，该内面在与所述一个方向交叉(crossing)的 方向上具有宽度，并且相对于从废气引入流路流入环形流路的废气的流动，所述宽度的上游侧比所述宽 度的下游侧短。该废气再循环系统可以如此构造环形流路的第一内壁表面与引入通路的内壁表 面相交成第一角度，其中该第一内壁表面在引入通路的上游侧处限定入口的上游侧开放边 缘(opening edge)，环形流路的第二内壁表面与引入通路的内壁表面相交成第二角度，其 中该第二内壁表面在引入通路的下游侧处限定入口的下游侧开放边缘，并且第二角度比第
一角度大。该废气再循环系统可以如此构造在引入通路的上游侧处的入口的上游侧开放边 缘处，形成有减小进气通路的流路截面面积的收缩部分。该废气再循环系统可以如此构造入口在与环形流路的一个方向交叉的方向上的 宽度随着入口沿着一个方向向下游延伸而变得更大。该废气再循环系统可以如此构造环形流路的与环形流路的一个方向交叉的流路 截面随着环形流路沿着一个方向向下游延伸而制造得更小。根据本发明，在将废气高效地引入进气通路的同时，废气从进气通路的周向方向 均勻地引入，从而抑制在进气通路和再循环通路之间的连接部分的正下游的流路截面中的 流速分布不均勻。


图1是示出了包括根据本发明的第一实施方式的废气再循环系统的发动机系统 的示意图。图2是示出了图1所示的连接部分和位于该连接部分附近的进气系统的一部分的 透视图。图3是沿着图2所示的线F3-F3截取的截面图，示出了连接部分和位于该连接部 分附近的进气系统的一部分。图4是以部分切掉的方式示出了以与图3相同的方式剖开的连接部分和位于该连 接部分附近的进气系统的一部分的透视图。图5是沿着图3所示的线F5-F5截取的连接部分的截面图。图6是以部分切掉的方式示出了限定于图1所示的环形流路内的流路截面的示意 图，该示意图沿着与周向方向交叉延伸的方向而截取。图7是从侧面观察时图1所示的进气通路的一部分的侧视图，该部分位于节流阀 附近。图8是连接部分和位于发动机系统的该连接部分附近的各部分的截面图，该发动 机系统包括根据本发明的第二实施方式的废气再循环系统，该截面图沿着通过主流路的轴 线和第一位置的平面截取。图9是示出了限定于图8所示的环形流路内的流路截面的示意图，该示意图沿着 与周向方向交叉延伸的方向而截取。图10是连接部分和位于发动机系统的该连接部分附近的一部分的截面图，该发 动机系统包括根据本发明的第三实施方式的废气再循环系统。
具体实施例方式将借助于图1至图7描述根据本发明的第一实施方式的废气再循环系统。作为一 个实例，在包括往复式柴油机11的发动机系统10中使用此实施方式的废气再循环系统。发 动机系统10安装在机动车辆(未示出)中。图1是示出了发动机系统10的示意图。如图1所示，发动机系统10包括往复式 柴油机11、用于将入口空气引入柴油机11的进气系统20、用于将从柴油机11排出的废气 引至机动车辆外部的排气系统30、以及涡轮增压器70。在此实施方式中，柴油机11由气缸体12、气缸盖13等组成，并构成发动机系统10 的一部分，该发动机系统没有用于将入口空气引入气缸14的进气通路(进气系统20的一部 分)和用于将从气缸14排出的废气引至发动机外部的排气通路(排气系统30的一部分)。进气系统20包括空气净化器21、中间冷却器22、节流阀24、以及进气通路23，该 进气通路连接空气净化器21、中间冷却器22和气缸14以将入口空气引入气缸14。空气净 化器21设置在进气通路23的上游，并与进气通路23连通。已经通过空气净化器21的空 气(新鲜空气)引入进气通路23，以便接着被引入柴油机11。中间冷却器22在进气通路 23中设置在空气净化器21的下游。在进气通路23中的空气净化器21和中间冷却器22之间设置有涡轮增压器70的 压缩机71 (如图3所示)。节流阀M设置在进气通路23中的空气净化器21和压缩机71之间。例如，进气通路23由管状件25形成。排气系统30包括排气通路31、催化转化器32、过滤器33、高压EGR (废气再循环) 系统40、以及低压EGR (废气再循环)系统50。排气通路31与柴油机11的相应气缸14连 通，以便将从相应气缸14排出的废气G引至外部。在排气通路31中设置有涡轮增压器70 的涡轮机72。催化转化器32和过滤器33设置在排气通路31中并设置在涡轮机72的下游。催 化转化器32包含氧化催化剂，例如，该氧化催化剂氧化废气G中含有的一氧化碳(CO)和碳 氢化合物(HC)。过滤器33设置在催化转化器32的下游。过滤器33捕获废气G中含有的 颗粒物质。例如，排气通路31由管状件34形成。管状件34连接排气系统30的各组成部件， 包括涡轮机72、催化转化器32和用于将废气G引至外部的过滤器33。高压EGR系统40包括高压EGR再循环通路41、高压EGR催化转化器42和高压EGR 阀43。高压EGR再循环通路41连接位于涡轮机72上游的排气通路31上的一个位置和位 于中间冷却器22下游的进气通路23上的一个位置，以便连通。高压EGR催化转化器42设置在高压EGR再循环通路41中。高压EGR催化转化器 42捕获流入高压EGR再循环通路41的废气G中含有的沉淀物。高压EGR阀43设置在高压EGR再循环通路41和进气通路23之间的连接部分处， 并且适于打开和关闭在高压EGR再循环通路41和进气通路23之间建立连通的高压EGR进 气口 44。例如，通过控制单元(未示出)来控制高压EGR阀43，以将其打开或关闭，或根据 所需要的EGR气体量来调节同一阀的开度。低压EGR系统50是根据本专利申请的废气再循环系统的一个实例。低压EGR系 统50包括低压EGR再循环通路51、EGR冷却器52和低压EGR阀300。低压再循环通路51 在过滤器33下游的位置中连接至排气通路31，并在位于节流阀M和压缩机71之间的位置 中连接至进气通路23，并且在排气通路31和进气通路23之间建立连通。EGR冷却器52设 置在低压EGR再循环通路51中。低压EGR阀300在低压EGR再循环通路51中设置在EGR冷却器52的下游(在此 实施方式中，设置在废气引入流路80中，这将在后面描述)，以打开和关闭低压EGR再循环 通路51。当低压EGR阀300打开时，低压EGR再循环通路51打开，从而将废气G引入进气 通路23。当低压EGR阀300关闭时，低压EGR再循环通路51关闭，从而不将废气G引入进 气通路23。低压EGR再循环通路51包括连接至进气通路23的连接部分60和连接于排气通 路31的废气引入流路80，以便将废气G引入连接部分60。在图1中，由一系列双虚线限定的范围Fl包括连接部分60和位于进气系统20中 的该连接部分附近的一部分。图2是以部分切掉的方式示出了连接部分60和位于进气系 统20中的连接部分60附近的一部分的透视图。如图1、图2所示，连接部分60在进气通路23中设置在节流阀M和压缩机71之 间。图3是沿着图2所示的线F3-F3截取的截面图，示出了连接部分60和位于连接部分60 附近的进气系统20的一部分。图4是示出了以与图3相同的方式剖开的连接部分60和位 于该连接部分附近的进气系统的一部分的透视图。图5是沿着图3所示的线F5-F5截取的连接部分60的截面图。如图2至图4所示，连接部分60将进气通路23周向地包围于其中。连接部分60 包括构成进气通路23的一部分的主流路61和沿着主流路61的周向形成以便与主流路61 连通的环形流路62。主流路61是本发明的主流路的一个实例。环形流路62是本发明的环 形流路的一个实例。如图5所示，环形流路62沿着主流路61的周向方向形成，以便将主流路61包围 于其中。环形流路62以环形的方式形成，以便沿着主流路61的周向方向A延伸。在图中， 用箭头指示周向方向。在主流路61和环形流路62之间形成有入口 63。主流路61和环形流路62经由入 口 63彼此连通。入口 63沿着主流路61的周向方向A环形地形成。S卩，入口 63形成在主 流路61的整个周向区域上。由于此原因，主流路61和环形流路62在主流路61的周向方 向A上以环形方式彼此连通。换句话说，主流路61和环形流路62在主流路61的整个周向 区域上彼此连通。入口 63是本发明的入口的一个实例。将具体地描述环形流路62。如图3所示，环形流路62由外周向壁部64的内表面 限定。外周向壁64具有面向入口 61的底壁部65、面向主流路61的上游侧的上游侧侧壁部 66和面向主流路61的下游侧的下游侧侧壁部67。将底壁部65形成为沿着主流路61的周 向方向A延伸的适当的环形形状，以在其中包围主流路61。上游侧侧壁部66与底部65的上游侧边缘连接，并且与其是一体的。另外，上游侧 侧壁部66位于比进气通路23中的主流路61更上游的位置，并连接至与主流路61连通的 第一连通口沈的边缘^a。另外，在位于边缘^a的正上游的位置，在进气通路23中形成 有收缩部分110，以与边缘26a连接。收缩部分110朝着进气通路23的截面中心减小进气 通路23的流路截面面积。下游侧侧壁部67连接至底壁部65的下游侧边缘。另外，下游侧 侧壁部67位于比进气通路23中的主流路61更下游的位置，并连接至与主流路61连通的 第二连通口 27的边缘27a。如上所述，入口 63由外周向壁部64的上游侧侧壁部和下游侧侧壁部之间的连接 部分限定，该外周向壁部限定环形流路62和进气通路。废气引入流路80与环形流路62连接，使得在环形流路62中在周向方向A的一个 方向Al上产生废气G的流动。所述一个方向Al是与压缩机71的旋转方向相同的方向。 图5示出了这样一种状态环形流路62被切开或剖开成与主流路61的轴线61a垂直地交 叉。如图5所示，废气引入流路80沿着由底壁65的内表面限定的环形流路62的外周向边 缘62a的切线方向与环形流路62连接。废气引入流路80沿着方向B与环形流路62连接， 当废气G在废气引入流路80与主流路61不重叠的位置中从废气引入流路80流入环形流 路62时，废气G在方向B上流动。在图中，用箭头指示方向B，当废气G从废气引入流路80流入环形流路62时，废 气G在方向B上流动。另外，在图中，当在平行于方向B的方向上看时，用一对一系列双虚 线101、102表示与主流路61重叠的范围，而用参考数字100、104表示与主流路61不重叠 的范围。范围100构成比一系列双虚线101更靠右的范围。范围104构成比一系列双虚线 102更靠左的范围。这样，废气引入流路80连入范围100中。通过将废气弓I入流路80以上述方式与环形流路62连接，从废气弓I入流路80引入环形流路62的废气G沿着周向方向A的一个方向Al流动，如图中的箭头所指示的。废气 弓I入流路80构成本发明的废气弓I入流路的一个实例。注意，废气引入流路80的上述连接构造是一个实例。在废气引入流路80和环形 流路62之间可以采用不同的连接构造。简单地说，废气引入流路80可以以任何方式与环 形流路62连接，只要允许从废气引入流路80引入环形流路62的废气沿着周向方向A的一 个方向Al流动即可。接下来，将描述环形流路62的底壁部65的内表面6 的宽度w2。注意，当这里提 到时，宽度《2表示沿着主流路61的轴线61a的长度，如图3所示。内表面6 构成本发明 的底边缘的一个实例。在此实施方式中，进气通路23的轴线23a与主流路61的轴线61a 重叠或重合。因此，轴线23a是轴线61a，反之亦然。宽度w2是在底面的一个方向上交叉 延伸的宽度，所述底面面向本发明的环形流路的入口。在主流路61和进气通路23的轴线 23a的方向都垂直于环形流路62的周向方向A的情况中，宽度w2可以是面向环形流路62 的入口的内面的宽度。首先，如图5所示，在内表面6 上设置第一位置Pl和第二位置P2。在内表面65a 中，将第一位置Pl设定在面向连接部分200的位置，在此处，废气引入流路80与环形流路 62连接。在内表面6 中，将第二位置P2设定在沿着一个方向Al (废气G流动的方向)位 于第一位置Pl下游的任何位置。在此实施方式中，作为一个实例，第二位置P2构成从第一位置Pl围绕轴线61a向 下前进270度的位置。换句话说，在图5中，由将第一位置Pl与主流路61的轴线61a连接 的第一虚线Vl和将第二位置P2与轴线61a连接的第二虚线v2形成的角度变成90度。图6示意性地示出了在与周向方向A交叉的方向上剖开限定于环形流路62内的 流路时的流路截面。图6还示出了入口 63处的流路截面的宽度wl和底壁部65的内表面 65a的宽度w2。注意，在这里使用时，宽度wl表示循着主流路61的轴线61a的入口 63的 开口的长度。在图6中，作为一个实例，示出了通过第一位置Pl和主流路61的轴线61a的第一 和第二流路截面sl、s2以及通过第二位置P2和主流路61的轴线61a的第三和第四流路截 面s3、s4。示出了图6所示的环形流路62，以示出环形流路62中的第一至第四流路截面si 至s4的位置，因此，第一至第四流路截面si至s4相对于这里示出的环形流路62的尺寸不 是精确的。如图6所示，从第一位置Pl朝着第二位置P2，底壁部65的内表面65a的宽度w2 连续缩短。换句话说，内表面6 从第一位置Pl朝着第二位置P2连续变窄。另外，在沿着 一个方向Al从第二位置P2延伸至第一位置Pl的范围内，底壁部65的内表面65a的宽度 w2变长。入口 63的宽度wl不变化。换句话说，入口 63的宽度wl沿着周向方向是恒定的。将环形流路62的流路截面(流路截面的面积)设定成随着环形流路62从第一流 路截面si向第四流路截面s4向下游延伸而连续地减小。假设将入口 63和每个流路截面 中的底壁部65连接的长度叫做宽度w3，那么宽度w3随着环形流路62沿着一个方向Al从 第一位置Pl向第二位置P2延伸而连续地缩短。在图6中的范围F6内示出的是示意图，每个示意图示出了入口 63的宽度wl、底壁部65的宽度w2、入口 63和底壁部65之间的宽度w3以及第一至第四流路截面si至s4中 的每一个的面积。将具体地描述范围F6的内容。在此实施方式中，如图所示，基于入口 63的宽度 wl (入口 63沿着轴线61a的长度)，用对于宽度wl的相对值来表示底壁部65的内表面6 的宽度w2 (内表面6 沿着轴线61a的长度)。在此实施方式中，入口 63的宽度wl沿着主 流路61的周向方向采用恒定值。入口 63的宽度wl作为参考值，是1。内表面65a的宽度w2在第一位置Pl中的第一流路截面si处变成1。内表面6 的宽度《2在第三流路截面s3处变成0. 8。内表面65a的宽度w2在第二流路截面s2处变 成0. 6。内表面65a的宽度w2在第二位置P2中的第四流路截面s4处变成0. 4。入口 63和底壁部65之间的宽度w3不用对于入口 63的宽度wl的相对值来表示， 而是用每个位置中的宽度《3相对于第一位置Pl中的宽度w3的相对值来表示，第一位置Pl 中的第一流路截面si的宽度w3作为参考值，是1。宽度w3在第一位置Pl中的第一流路截面si处变成1。宽度w3在第三流路截面 s3处变成0.7。宽度w3在第二流路截面s2处变成0.6。宽度w3在第二位置P2中的第四 流路截面s4处变成0.5。由于此原因，各流路截面的相对值如下所述。第一位置Pl中的第一流路截面Sl 的面积变成1。第三流路截面S3的面积变成0. 63。第二流路截面S2的面积变成0. 48。第 二位置P2中的第四流路截面s4的面积变成0. 35。接下来，将描述环形流路62。环形流路62由底壁部65、上游侧侧壁部66和下游 侧侧壁部67的相应内表面65a、66a、67a限定。如图3所示，下游侧侧壁部67的内表面67a是平的。在周向方向上，沿着主流路 61的整个圆周，由下游侧侧壁部67的内表面67a和限定进气通路23的管状件25的内表面 2 限定的角度α是90度。下游侧侧壁部67的内表面67a构成本发明的下游侧边缘的一 个实例。下游侧侧壁部67的内表面67a和限定进气通路23的管状件25的内表面2 之 间的连接部分90形成为从内表面67a适当地延伸至内表面25a。连接部分90可以是倒圆 的(round chamfered)。角度α构成本发明的由在入口处形成进气通路的下游侧开放边缘 部分的环形流路的内壁表面和进气通路的内壁表面形成的角度。上游侧侧壁部66的内表面66a是平的。由上游侧侧壁部66的内表面66a和限定 进气通路23的管状件25的内表面2 形成的角度θ小于在周向方向上沿着主流路61的 整个圆周的角度a。在此实施方式中，由于角度α作为一个实例等于90度，所以角度θ 是锐角。上游侧侧壁部66的内表面66a构成本发明的上游侧边缘的一个实例。角度θ构 成本发明的由在入口处形成进气通路的上游侧开放边缘部分的环形流路的内壁表面和进 气通路的内壁表面形成的角度的一个实例。上游侧侧壁部66的内表面66a和限定进气通路23的管状件25的内表面2 之 间的连接部分形成为从内表面2 适当地延伸至内表面66a。另外，如图3所示，朝着进气 通路23 —侧突出的突出部分400形成于进气通路23的内表面2 和内表面66a之间的连 接部分处，使得角度θ变得小于角度a。更具体地，由于收缩部分110(其将在后面描述) 形成于进气通路23中，所以将进气通路23的内表面2 和内表面66a之间的连接部分制 造成朝着进气通路23的轴线23a—侧突出的突出部分400。突出部分400的远端构成边缘26a0突出部分400的一部分构成内表面66a，并且其另一部分构成内表面25a。突出部分 400设定成由突出部分400的构成内表面66a的那部分和突出部分400的构成内表面2 的那部分限定的角度θ小于角度α。在与如图3所示的周向方向A交叉的截面中观察底壁部65的内表面65a，该内表 面6 是直线式的。在周向方向上，沿着主流路61的整个圆周，由底壁部65的内表面6 和下游侧侧壁部67的内表面67a形成的角度β是90度。内表面6 和内表面67a之间 的连接部分91形成为从内表面6 适当地延伸至内表面67a。连接部分91可以是倒圆的。观察在与周向方向A交叉的方向上剖开的环形流路62，上游侧侧壁部66的内表面 66a是直线式的。上游侧侧壁部66的内表面66a相对于底壁部65的内表面6 倾斜，并且 由内表面6 和内表面66a限定的角度γ是钝角(90度彡γ < 180度)。内表面66a构 成本发明的上游侧边缘的一个实例。内表面6 和内表面66a适当地彼此连接。 如上所述，内表面6 的宽度w2沿着一个方向Al从第一位置Pl到第二位置P2连 续缩短。具体地，宽度W2随着上游侧侧壁部66的内表面66a相对于底部65的内表面6 的倾角(角度Y)的变化而变化。上游侧侧壁部66的内表面66a和进气通路23的内表面 25a之间的连接部分92形成为从内表面66a适当地延伸至内表面25a。连接部分92可以 是倒圆的。当这发生时，底壁部65的内表面6 和下游侧侧壁部67的内表面67a不变化。 即，由内表面6 和内表面67a限定的角度α保持在90度。接下来，将描述进气通路23中的比主流路61位于更上游的位置的构造。进气通 路23中的位于主流路61正上游的位置被构造为收缩部分110。收缩部分110收缩成使得 流路截面相对于比收缩部分110位于更上游的部分而减小。在此实施方式中，收缩部分110 定位在节流阀M的下游。接下来，将描述低压EGR系统50的操作。当环境要求根据柴油机11的工况而通 过使用低压EGR系统50来供应废气时，低压EGR阀300打开。当准备好供应低压EGR气体 时，即，当低压EGR阀300打开时，EGR气体G的一部分从排气通路31流入废气引入流路80。 如图5所示，流入废气引入流路80的废气G接着从废气引入流路80流入环形流路62。流入环形流路62的废气G然后从第一位置Pl沿着一个方向Al向下游流动。当 这发生时，如图所示，由于以环形方式弯曲的底壁部65，所以废气G主要依靠离心力沿着底 壁部65的内表面6 流动。EGR气体的一部分从入口 63流入主流路61。环形流路62内的废气G的流动动量在废气引入流路80和环形流路62之间的连 接部分200处变得最强，然后随着废气G沿着一个方向Al向下游流动而减弱。另外，废气 G的量在连接部分200处变得最大，并且随着废气G沿着一个方向Al向下游流动而减少。由于此原因，废气G的流动动量在位于第一位置Pl附近的入口 63中的一位置强， 而且，在该位置流入入口 63的废气G的量变大。相反，废气G的流动动量在位于第二位置 P2附近的入口 63的一位置弱，并且，在该位置流入入口 63的废气的量变少，其中第二位置 P2位于第一位置Pl的下游。内表面65a的宽度w2设定为随着废气G的流动动量变弱且废气的量减少而减小， 使得从入口 63中的每个位置流入主流路61的废气G的量变得均勻。换句话说，由于在靠近第一位置Pl的入口 63中的位置，废气G的流动动量强且其量大，其中第一位置Pl面向废气引入流路80和环形流路62之间的连接部分200，所以确保 有足够量的废气G流入主流路61。由于此原因，内表面65a的宽度w2制造得相对大。通过使内表面65a的宽度w2随着底壁部65从第一位置Pl向第二位置P2延伸而 缩短，将沿着内表面6 流动的废气G朝着环形流路62的中心侧或朝着入口 63—侧推动。 根据此构造，即使随着废气G朝着第二位置P2流动，废气G的量减少且废气G的流动动量 变弱，朝着入口 63 —侧推动的废气G也流入主流路61。因此，确保即使在下游位置中也有 足够量的废气G流入主流路61。其结果是，流入主流路61的废气G的量在入口 63中的每 个位置都变得均勻。另外，由于环形流路62的流路截面(流路截面的面积)设定为随着环 形流路62向下游延伸而从第一流路截面si至第四流路截面s4连续减小，所以，环形流路 62内的废气G随着向下游流动而被朝着主流路推动。此外，由于宽度w3(其是入口 63和 底壁部65之间的长度)设定为随着环形流路62沿着一个方向Al延伸而从第一位置Pl向 第二位置P2连续缩短，所以，环形流路62中的废气G随着向下游流动被弓I导朝着主流路流 动。根据此构造，使得废气G甚至在环形流路62的下游侧也容易流入主流路61，并且，流入 主流路61的废气G的量在入口 63中的每个位置变得均勻。已通过空气净化器21的新鲜空气N与主流路61中的废气G均勻地混合。由于此 原因，在位于比主流路61更下游的位置的进气通路23中的一区域中，在主流路61的正下 方，新鲜空气N和废气G的混合物M在一流路截面(其与进气通路23的轴线23a交叉而垂 直地延伸)中的流速分布变得基本上均勻。由于流速分布在位于主流路61正下游的进气通路23中的位置变得基本上均勻， 所以，施加于压缩机71的压力在每个位置都变得均勻。图7是从侧面看时位于节流阀M附近的进气通路23的一部分的侧视图。在图中， 在位于节流阀M附近的位置，将构造进气通路23的管状件25切掉。如图7所示，在进气通路23中，存在形成死水区域120的趋势，在该区域新鲜空气 N的流动停滞于节流阀M的外围上。由图中的链式线所指示的范围表示死水区域120。然 而，提供了收缩部分110，从而，由于产生了朝着进气通路23的轴向中心引导的水流向量， 所以死水区域120被移动至下游侧。结果，死水区域120被设定在主流路61的更上游的位 置。换句话说，收缩部分110形成为使得在主流路61中或在主流路61的更下游处不形成 死水区域120。另外，由于收缩部分110的存在，从进气通路23流入主流路61的新鲜空气 N在主流路61的轴向中心的方向上被引导，从而能够防止新鲜空气流入环形流路62。环形流路62的下游侧侧壁部67的内表面67a和限定进气通路23的内表面2 之间的连接部分90适当地形成。连接部分90处的角度α制造造成比内表面66a和内表 面2 之间的连接部分处的角度θ大，后一连接部分由上游侧侧壁部66的内表面66a和 限定进气通路23的内表面2 形成。这防止当废气G从环形流路62流入主流路61时废 气G与内表面2 分离。由于废气G与内表面25a的分离，内表面25a附近的废气G的流 速会减小。即，通过抑制废气G与内表面25a的分离，在位于比主流路61更下游的进气通 路23中的区域中，混合物M的流速分布变得均勻。这样，在此实施方式中，内表面6 的宽度w2制造成随着环形流路62沿着一个方 向Al向下游延伸而连续地减小，从而，从入口 63流入主流路61的废气G的量在入口 63中 的每个位置都变得均勻。由于此原因，混合物M的流速分布在位于比主流路61更下游的位置的进气通路23中的区域中变得均勻。结果，即使在与压缩机71位于主流路61正下游的实施方式相似的构造中，也能够 防止产生由于混合物M的流速变得不均勻而导致的缺点。这些缺点包括压缩机71与容纳 压缩机71的壳体71a的接触，以及在压缩机71的旋转轴73和支撑旋转轴73的轴承72之 间产生的磨损。由于通过将入口 63形成为沿着周向方向连续的环形形状而减小了废气G流入进 气通路23时所产生的阻力，所以允许将废气G高效地引入进气通路23。通过改变上游侧侧壁部66的内表面66a相对于底壁部65的内表面65a的倾角， 控制或调节内表面65a的宽度w2的变化。通过这样做，由下游侧侧壁部67的内表面67a 和限定进气通路23的管状件25的内表面25a限定的角度α能够保持为90度。由下游侧侧壁部67的内表面67a和管状件25的内表面25a限定的角度α变得 越小，废气G越容易与内表面2 分离。在此实施方式中，虽然由内表面67a和内表面25a限定的角度α是90度，但是， 本发明不限于此。如果由内表面67a和内表面2 形成的角度α采用大于或等于90度至 小于180度之间的任何角度值，那么允许内表面67a与内表面2 适当地连接，从而使得可 以抑制废气G与内表面25a的分离。图3中的范围F3示出了由内表面25a和内表面67a限定的角度α的其它实例 (除了 90度以外的角度)。这些实例包括角度α是120度的一个实例和角度α是150度 的另一实例。同样，在这些情况中，内表面2 和内表面67a之间的连接部分90适当地形 成。同样，在这些情况中，能够获得与本专利申请的功能和优点相似的功能和优点。在此实施方式中，连接部分60通过铸造而形成。由于此原因，通过改变所使用的 模具的构造来影响底壁部65的内表面6 的宽度变化。这相对容易控制模具的构造，以控 制底壁部65的内表面6 的宽度。由于此原因，能够抑制所涉及的模具导致的成本的增加。接下来，将利用图8、图9来描述根据本发明的第二实施方式的废气再循环系统。 注意，对于与第一实施方式的结构或组成元件相似的结构或组成元件，将给出相似的参考 数字，并且这里将省略其描述。此实施方式与第一实施方式的不同之处在于，入口 63的宽 度wl不同。其它结构可以与第一实施方式的结构相似。以下将描述上述不同的结构。图8是连接部分60和位于连接部分60附近的各部分的截面图，这些部分沿着通 过主流路61的轴线61a和第一位置Pl的平面截取，并从该处上方倾斜地观察。图9是示 意性地示出了环形流路62的第一至第四流路截面si至s4的示意图。如图8、图9所示，在此实施方式中，除了与第一实施方式中描述的那些特征(底壁 部65的内表面65a的宽度w2从第一位置Pl向第二位置P2变化，并且，与一个方向Al交 叉的环形流路62的一流路截面的面积随着环形流路62向下游延伸而连续减小)相似的特 征以外，入口 63的宽度wl也变化。具体地，入口 63的宽度wl随着环形流路62向下游延 伸而变长。图9所示的范围F9示出了入口 63的宽度wl、底壁部65的内表面65a的宽度w2、 入口 63和内表面6 之间的宽度w3以及第一至第四流路截面si至s4中的每一个的面积。如图9中的范围F9所示，基于通过第一位置Pl的第一截面si的内表面65a的宽 度w2作为参考长度(是1)，来表示底壁部65的内表面6 的宽度w2和入口 63的宽度wl，并且，实际上用对于参考长度的相对值来表示。如范围F9所示，在第一位置Pl的第一流路 截面si中，底壁部65的内表面65a的宽度w2是1，且入口 63的宽度wl是0.4。在第三流 路截面s3中，底壁部65的内表面65a的宽度w2是0. 8，且入口 63的宽度wl是0. 6。在第 二流路截面s2中，底壁部65的内表面65a的宽度w2是0. 6，且入口 63的宽度wl是0. 8。 在第二位置P2的第四流路截面s4中，中，底壁部65的内表面6 的宽度w2是0. 4，且入口 63的宽度wl是1。在范围F9中，入口 63和底壁部65的内表面6 之间的宽度w3不用对于底壁部 65的内表面65a的宽度w2的相对值来表示，而是用每个流路截面中的宽度w3对于参考长 度(是1)的相对值来表示，该参考长度是第一位置Pl的第一流路截面si中的入口 63和 底壁部65的内表面6 之间的宽度w3。如范围F9所示，在第一位置Pl的第一流路截面 si中，宽度w3是1。在第三流路截面s3中，宽度w3是0.7。在第二流路截面s2中，宽度 w3是0.6。在第二位置P2的第四流路截面s4中，宽度w3是0.5。在范围F9中，示出了流路截面si至s4的面积的各相对值。第一位置Pl的第一 流路截面si的面积是0. 7。第三流路截面s3是0. 49。第二流路截面s2的面积是0. 42。 第二位置P2的第四流路截面s4的面积是0. 35。接下来，将在下面描述入口 63的宽度wl变长的特征。如图8所示，在此实施方式 中，同样，由下游侧侧壁部67的内表面67a和限定进气通路23的管状件25的内表面2 限定的角度α是90度。另外，由底壁部65的内表面6 和下游侧侧壁部67的内表面67a 限定的角度β也是90度。由于此原因，面向上游侧侧壁部66的底壁部65的端部65b随 着底壁部65向下游延伸而缩短。在此实施方式中，入口 63的宽度wl沿着一个方向Al连续变长，从而，除了第一实 施方式提供的优点以外，使得废气G在环形流路62的下游侧也容易流入主流路61。宽度 wl和w2之间的相对关系设定为使得从入口 63流出的废气G的量在入口 63中的每个位置 都变得均勻。虽然底壁部65的宽度w2减小，但由下游侧侧壁部67的内表面67a和限定进气通 路23的管状件25的内表面2 限定的角度α保持恒定。在此实施方式中，作为一个实例， 角度α是90度，这与第一实施方式相似。然而，角度α可以采用大于或等于90度且小于 180度的任何角度。由于此原因，抑制了废气G与管状件25的内表面25a的分离。在此实施方式中，同样，将角度θ设定为小于角度α。接下来，将利用图10来描述根据本发明的第三实施方式的废气再循环系统。注 意，对于与第一实施方式的结构或组成元件相似的结构或组成元件，将给出相似的参考数 字，并且这里将省略其描述。在此实施方式中，为了使角度α变得大于角度θ，利用与第一 和第二实施方式中描述的结构不同的结构，将角度α设定为比角度θ大。在此实施方式 中，限定于环形流路62内的一流路的流路截面中的宽度wl>w2,w3和流路截面之间的关系 与第一实施方式的这一关系不同。其它结构可以与第一实施方式的结构相似。在此实施方式中，角度θ构造为比角度α小，而不形成突出部分400。具体地，底 壁部65的内表面6 和上游侧侧壁部66的内表面66a设定成当如图10所示地截取时是 直线式的。当这发生时，控制内表面66a相对于内表面6 的角度，使得由内表面66a和进 气通路23的内表面25a限定的角度θ变得小于角度a。更具体地，入口 63的宽度wl设定成使得其总是比底壁部65的内表面65a的宽度w2小。这样，宽度wl、w2沿着周向方向 A采用恒定值。注意，角度α与第一实施方式中的相同。通过采用这种结构，在沿着周向方向A的任意位置，角度θ变得比角度α小。在此实施方式中，由于以上述方式设定宽度wl、w2，所以不以第一实施方式的图6 所示的方式来设定宽度wl、w2、w3和流路截面si至s4的面积之间的相对关系。在此实施方式中，描述了结构的实例，其中，例如，角度α大于角度θ，并且可以 以第一和第二实施方式中描述的方式来设定环形流路62的流路截面的宽度wl、w2、w3和流 路截面的面积之间的关系。当这发生时，能够获得与第一和第二实施方式的优点相同的优 点ο在第一至第三实施方式中，废气再循环系统用作低压EGR系统50。然而，本发明的 废气再循环系统的应用不限于低压EGR系统50。 在第一至第三实施方式中，入口 63描述为以环形方式沿着周向方向A连续开放的 细长孔。然而，可以提供多个入口 63。当这发生时，使第一位置Pl中的入口的直径较小，并 使由此提供的入口的直径增大。相反，使各入口的直径恒定或相等。当这发生时，使第一位 置Pl中的入口的数量较少，并且，使入口的数量随着环形流路62朝着第二位置P2延伸而 增加。 本发明不限于没有任何修改或改变的上述实施方式。在具体执行本发明的阶段 中，在不背离本发明的实质和范围的前提下，可以以各种方式指定组成元件。另外，根据需 要，通过组合以上实施方式中公开的多个组成元件，可形成各种发明。例如，可以从以上实 施方式中描述的全部组成元件中删除部分组成元件。此外，根据需要，可以组合不同实施方 式的组成元件。
权利要求
1.一种废气再循环系统，包括进气通路，新鲜空气流过所述进气通路；环形流路，在所述进气通路的周向方向上延伸并形成为环形形状，所述环形流路将所 述进气通路包围于其中；入口，形成在所述进气通路和所述环形流路之间并将所述进气通路和所述环形流路连 通；以及废气引入流路，与所述环形流路连通并被构造为将废气引入所述环形流路，使得废气 在周向方向的一个方向上流动，其中所述环形流路具有面向所述入口的内面，所述内面在与所述一个方向交叉的方向上具 有宽度，并且相对于从所述废气引入流路流入所述环形流路的废气的流动，所述宽度的上游侧比所 述宽度的下游侧短。
2.根据权利要求1所述的废气再循环系统，其中所述环形流路的第一内壁表面与所述引入通路的内壁表面相交成第一角度，其中所述 第一内壁表面在所述引入通路的上游侧处限定所述入口的上游侧开放边缘，所述环形流路的第二内壁表面与所述引入通路的内壁表面相交成第二角度，其中第二 内壁表面在所述引入通路的下游侧处限定所述入口的下游侧开放边缘，并且所述第二角度比所述第一角度大。
3.根据权利要求1所述的废气再循环系统，其中在所述引入通路的上游侧处的所述入口的上游侧开放边缘处，形成有减小所述进气通 路的流路截面面积的收缩部分。
4.根据权利要求1所述的废气再循环系统，其中所述入口在与所述环形流路的所述一个方向交叉的方向上的宽度随着所述入口沿着 所述一个方向向下游延伸而变得更大。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的废气再循环系统，其中所述环形流路的与所述环形流路的一个方向交叉的流路截面随着所述环形流路沿着 所述一个方向向下游延伸而制造得更小。
全文摘要
本发明涉及一种废气再循环系统，包括新鲜空气在其中流过的进气通路和在进气通路的周向方向上延伸并形成为环形形状的环形流路。该环形流路将进气通路包围于其中。在进气通路和环形流路之间形成有入口，并且该入口将进气通路与环形流路连通。一废气引入流路与环形流路连通，并将废气引入环形流路，使得废气在周向方向的一个方向上流动。环形流路具有面向入口的内面，并且该内面在与所述一个方向交叉的方向上具有宽度。相对于从废气引入流路流入环形流路的废气的流动，所述宽度的上游侧比所述宽度的下游侧短。
文档编号F02M25/07GK102062022SQ201010543169
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者前原和人, 木村洋之, 矶部雄辅 申请人:三菱自动车工业株式会社