EGR混合器及EGR系统的制作方法

本实用新型涉及内燃机发动机气体混合技术领域，尤其是涉及一种EGR混合器及EGR系统。

背景技术：

发动机废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculation，EGR)系统目前多用在柴油发动机上，其工作原理参考图1：

完整的EGR部件包括：EGR进气(从排气中引入废气)；EGR冷却器(降低引入废气的温度)；EGR阀(控制EGR率)；EGR出气(将引入废气导入到发动机进气歧管中)。

其中，EGR出气导入到发动机进气系统后，如果两种气体不能混合均匀，将使发动机气缸工作恶劣，严重时影响排放结果，降低发动机动力性、经济性及可靠性，由此，需增加EGR空气混合装置－EGR混合器。

目前，EGR混合主要结构包括：1、直接导入；1、混合器混合。

直接导入EGR结构简单，对成本及工艺要求低，很容易实现，但需要将导入点远离进气歧管，否则不能达到混合均匀性要求。

混合器混合，目前应用的混合器结构复杂、原理简单，通过混合器内置的多孔结构使EGR气体出口均匀分布在进气道上，空气进气导向结构打乱进气流场，使EGR与空气混合均匀，使其降低了空气流量，增加了进气系统压力损失。

基于以上问题，提出一种混合均匀性良好的EGR混合器显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种EGR混合器及EGR系统，以缓解现有技术中的混合器中的混合气不均匀、进气系统压力损失等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种EGR混合器，包括壳体，所述壳体上设置有空气进气端、废气进气端和混合气排气端，还包括内芯，所述内芯经过所述废气进气端嵌入所述壳体中；

所述内芯上设置有若干通孔，所述废气进气端与所述壳体的内腔之间通过所述通孔连通；

所述空气进气端与所述壳体的内腔连接处的横截面积沿着所述壳体外侧向内侧逐渐增大，所述废气进气端与所述壳体的内腔连接处的横截面积沿着所述壳体内侧向外侧逐渐减小；

通过所述废气进气端进入所述内芯，并经由所述通孔进入所述壳体的内腔中的废气，与通过所述空气进气端进入所述壳体的内腔中的空气相互混合形成混合气体，并经由所述混合排气端排出。

作为一种进一步的技术方案，所述内芯采用筒状结构，若干所述通孔布置在所述筒状结构的侧面和底面上。

作为一种进一步的技术方案，所述筒状结构的横截面采用圆形、椭圆形或者多边形。

作为一种进一步的技术方案，所述筒状结构开口的外侧设置有环形凸起结构，相应的，所述废气进气端的开口内侧设置有环形凹陷结构；

所述内芯与所述壳体装配后，所述环形凸起结构与所述环形凹陷结构相配合。

作为一种进一步的技术方案，所述通孔采用圆形孔，所述圆形孔的直径范围为1mm－5mm。

作为一种进一步的技术方案，所述空气进气端、所述废气进气端及所述混合气排气端的端面上均设置有安装孔。

作为一种进一步的技术方案，所述壳体采用铸造、焊接或者注塑工艺成型；

所述内芯采用铸造、焊接或者注塑工艺成型。

作为一种进一步的技术方案，所述壳体采用钢材、铝型材、铸铝或者塑料材质；

所述内芯采用钢材、铝型材、铸铝或者塑料材质。

作为一种进一步的技术方案，所述废气进气端用于与EGR系统中的EGR阀的输出端连通；

所述空气进气端用于与空气进气管路连通；

所述混合气排气端用于与增压器连通。

本实用新型提供的一种EGR系统包括所述的EGR混合器。

与现有技术相比，本实用新型提供的EGR混合器及EGR系统所具有的技术优势为：

本实用新型提供的一种EGR混合器，包括壳体和内芯，其中，在壳体上设置有空气进气端、废气进气端和混合气排气端，内芯经过废气进气端嵌入壳体中，且在内芯上设置有若干通孔，通过这些通孔能够将废气进气端与壳体的内腔相连通；而空气进气端与壳体内腔的连接处的横截面积沿着壳体外侧向内侧逐渐增大，废气进气端与壳体内腔的连接处的横截面积沿着壳体内侧向外侧逐渐减小；由此，通过废气进气端进入到壳体内腔中的废气与通过空气进气端进入到壳体内腔中的空气充分混合，最终经由混合气排气端排出，以满足发动机的进气需求。

在废气及空气进入壳体内腔中，并从壳体内腔中排出的过程中，分别经过扩张、压缩过程，具体为，空气在经过空气进气端与壳体内腔的连接处时，由于横截面积逐渐增大，使空气得以扩张，由此降低了空气在内腔中的流速，增加了空气在壳体内腔中的滞留时间；与此同时，废气在进入内芯后，经由内芯上的通孔进入到壳体的内腔中，而在废气通过通孔的过程中，对废气起到扩散作用，增大了废气进入壳体内腔中的流动体积，从而提高了空气与废气在壳体内腔中的混合效果，进而使两者混合的更加充分。

混合后的气体在经过混合气排气端时，由于连接处的横截面积逐渐减小，对混合气体具有一定的压缩作用，从而提升了混合气体的压力，进而增加了混合气体的流速，提高了进气系统的压力，有利于为发动机供气。

本实用新型提供的EGR混合器，通过对内芯及壳体内部结构的改进，能够改善EGR废气与发动机进气(空气)的混合均匀性，在需求相同EGR废气量时，能够使发动机各缸EGR均匀性满足使用要求，同时最大限度的降低发动机进气系统的压力损失。

本实用新型提供的一种EGR系统，包括上述EGR混合器，由此，该EGR系统所达到的技术优势及效果包括上述EGR混合器所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为现有技术中柴油发动机中EGR系统原理的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种EGR混合器的第一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种EGR混合器的第二示结构意图；

图4为图3中沿A－A的剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的EGR混合器中壳体的结构示意图；

图6为图5中沿B－B的剖视图；

图7为本实用新型实施例提供的EGR混合器中内芯的结构示意图。

图标：100－壳体；110－空气进气端；120－废气进气端；121－环形凹陷结构；130－混合气排气端；140－安装孔；200－内芯；210－通孔；220－环形凸起结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

具体结构如图2－图7所示。

本实施例提供的一种EGR混合器，包括壳体100和内芯200，其中，在壳体100上设置有空气进气端110、废气进气端120和混合气排气端130，内芯200经过废气进气端120嵌入壳体100中，且在内芯200上设置有若干通孔210，通过这些通孔210能够将废气进气端120与壳体100的内腔相连通；而空气进气端110与壳体100内腔的连接处的横截面积沿着壳体100外侧向内侧逐渐增大，废气进气端120与壳体100内腔的连接处的横截面积沿着壳体100内侧向外侧逐渐减小；由此，通过废气进气端120进入到壳体100内腔中的废气与通过空气进气端110进入到壳体100内腔中的空气充分混合，最终经由混合气排气端130排出，以满足发动机的进气需求。

在废气及空气进入壳体100内腔中，并从壳体100内腔中排出的过程中，分别经过扩张、压缩过程，具体为，空气在经过空气进气端110与壳体100内腔的连接处时，由于横截面积逐渐增大，使空气得以扩张，由此降低了空气在内腔中的流速，增加了空气在壳体100内腔中的滞留时间；与此同时，废气在进入内芯200后，经由内芯200上的通孔210进入到壳体100的内腔中，而在废气通过通孔210的过程中，对废气起到扩散作用，增大了废气进入壳体100内腔中的流动体积，从而提高了空气与废气在壳体100内腔中的混合效果，进而使两者混合的更加充分。

混合后的气体在经过混合气排气端130时，由于连接处的横截面积逐渐减小，对混合气体具有一定的压缩作用，从而提升了混合气体的压力，进而增加了混合气体的流速，提高了进气系统的压力，有利于为发动机供气。

本实施例提供的EGR混合器，通过对内芯200及壳体100内部结构的改进，使空气进去壳体100内腔后进行体积扩张，流速降低，增大废气扩散面积，从而有利于空气和废气在壳体100内腔中进行混合，能够改善EGR废气与发动机进气(空气)的混合均匀性，在需求相同EGR废气量时，能够使发动机各缸EGR均匀性满足使用要求；同时，混合后的气体经过混合气排气端130与壳体100的连接处时，由于横截面积减小，使混合气受到挤压，增大压力，升高流速，进一步提高了进气系统内的气体压力，最大限度的降低发动机进气系统的压力损失。通过结构改进，使空气进行扩张，增大废气扩散面积，提升空气与废气的混合均匀性，再经过压缩，提升气体压力，增加流速，进而缓解了进气系统压力损失的问题。

本实施例的可选技术方案中，内芯200采用筒状结构，若干通孔210布置在筒状结构的侧面和底面上。

本实施例的可选技术方案中，通孔210采用圆形孔，圆形孔的直径范围为1mm－5mm。

本实施例的可选技术方案中，筒状结构的横截面采用圆形、椭圆形或者多边形。

需要说明的是，内芯200采用筒状结构，其横截面可以是圆形、椭圆形、多边形等，还可以是其他形状，不受限制；该筒状结构具体包括筒本体和若干通孔210，这些通孔210均匀开设在筒本体的侧壁上和底面上，由此，当废气进入内芯200时，先是进入筒状结构内腔中，然后在压力作用下经过通孔210进入到壳体100内腔中，由于通孔210数量较多，废气经过通孔210时，在通孔210作用下，废气向壳体100内腔中扩散，进一步扩大了废气的扩散面积，因而，有利于提高空气与废气混合的均匀性。优选地，通孔210采用圆形孔，其直径为1－5mm，包括1mm、2mm、3mm、4mm和5mm，当然不仅限于上述具体尺寸，其他尺寸同样适用。

本实施例的可选技术方案中，筒状结构开口的外侧设置有环形凸起结构230，相应的，废气进气端120的开口内侧设置有环形凹陷结构121；内芯200与壳体100装配后，环形凸起结构230与环形凹陷结构121相配合。

本实施例中，为了将内芯200装配到壳体100上，将内芯200的开口处设置了向外的环形凸起结构230，相应的，在废气进气端120处设置了环形凹陷结构121，且环形凸起结构230与环形凹陷结构121相匹配，由此，当内芯200安装在壳体100内时，环形凸起结构230与环形凹陷结构121相配合，以防止内芯200出现松动现象而影响正常进气过程。

本实施例的可选技术方案中，壳体100采用铸造、焊接或者注塑工艺成型；内芯200采用铸造、焊接或者注塑工艺成型。

本实施例的可选技术方案中，壳体100采用钢材、铝型材、铸铝或者塑料材质；内芯200采用钢材、铝型材、铸铝或者塑料材质。

需要指出的是，相对于现有技术而言，本实施例提供的EGR混合器制造工艺简单、易于加工、易于实现，减少额外的材料成本。

本实施例的可选技术方案中，空气进气端110、废气进气端120及混合气排气端130的端面上均设置有安装孔140，通过安装孔140与进气管路及排气管路配合安装。

本实施例的可选技术方案中，废气进气端120用于与EGR系统中的EGR阀的输出端连通；空气进气端110用于与空气进气管路连通；混合气排气端130用于与增压器连通。

本实施例提供的一种EGR系统，包括上述EGR混合器，由此，该EGR系统所达到的技术优势及效果包括上述EGR混合器所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。