Egr系统及其废气驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种废气驱动装置，在此基础上，还涉及一种应用该废气驱动装置的EGR系统。
【背景技术】
[0002]EGR(Exhaust Gas Recirculat1n)为废气再循环，即将发动机排出的废气重新引入进气管与新鲜空气进行混合后再进入燃烧室进行燃烧。从而降低发动机NOx的排放。
[0003]在增压直喷柴油机中，由于其进气管平均压力高于循环废气压力，废气不能自动从排气管流向进气管，对实现废气再循环增加了难度。另外，增压后的高温气体直接进入发动机内，导致发动机爆震、损坏甚至死火等现象。对此，通常需要对增压后的气体进行降温，提高涡轮增压发动机的换气效率。
[0004]现有技术中，EGR系统通常采用较小截面积的涡轮壳，使得循环废气压力增大，保证循环废气压力大于进气管平均压力，并使之保证一定差值，从而能够使废气自动的由排气管流向进气管。同时，为了确保各个工况下EGR系统效率，通常还采用可变截面涡轮增压器调节循环废气压力与进气管平均压力的压差，从而用于驱动EGR系统循环的废气进入发动机进气歧管中。但是，采用可变截面涡轮增压器时，成本较高，且可靠性低。
[0005]并且，采用上述方式后，增压的废气温度较高，需要另增加中冷器作为降温构件，又增加了设备成本。
[0006]有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的EGR系统做进一步优化设计，提供一种结构简单、成本低，既能够增大循环废气压力，又能够降低进入发动机废气温度的废气驱动装置。
【发明内容】
[0007]本发明的目的为提供一种用于驱动废气由EGR阀进入发动机进气歧管的废气驱动装置，通过该装置增压废气，从而使其自动顺利的进入进气歧管。在此基础上，本发明的另一目的为提供一种应用该废气驱动装置的EGR系统。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种废气驱动装置，用于驱动废气由EGR阀进入发动机的进气歧管，包括:
[0009]第一气管，导流空气进入所述进气歧管；
[0010]废气管，与所述第一气管插套配合，且两者之间形成环形通道，所述废气管的一端密封，另一端与所述第一气管的出气口连通，所述EGR阀安装于所述废气管内的密封端；
[0011 ]叶轮，安置于所述废气管内；
[0012]涡轮，安置于所述第一气管内，空气气流驱动所述涡轮带动所述叶轮转动；
[0013]所述第一气管的侧壁开设环形豁口，所述环形豁口安装连接所述叶轮与所述涡轮的环形分隔盘，所述环形分隔盘与所述第一气管的侧壁密封且转动连接。
[0014]可选地，所述废气管的通道截面积沿废气流动方向渐扩。
[0015]可选地，所述涡轮迎空气气流侧的中心位置安装导流罩，所述导流罩导流空气至所述涡轮。
[0016]可选地，所述导流罩为锥形。
[0017]可选地，还包括与所述废气管插套配合的第二气管，两者之间形成环形通道，所述第二气管的出气口连通所述第一气管的出气口、所述废气管的出气口，所述第二气管导流空气进入进气歧管。
[0018]可选地，所述第一气管和所述第二气管的进气口各自设置进口开关。
[0019]可选地，所述第二气管的通道截面积沿空气气流方向渐缩。
[0020]可选地，相互插套的所述第二气管、所述废气管、所述第一气管中，套于外层的气管的出气口端均伸出插入其内的气管的出气口端。
[0021]可选地，所述第二气管、所述废气管、所述第一气管的出气口端的侧壁均向内倾斜。
[0022]本发明还提供一种EGR系统，包括控制再循环废气量的EGR阀和以上所述的废气驱动装置，所述EGR阀安装于所述废气驱动装置的废气管。
[0023]本发明提供的一种废气驱动装置，包括第一气管、套于第一气管外周的废气管、叶轮和涡轮，其中，涡轮安置于第一气管内，而叶轮安置于废气管内。空气由第一气管的进气口流向涡轮，从而对涡轮做功，使涡轮带动叶轮对废气管内循环的废气做功。如此设置，将第一气管内空气内能转化为机械能，再通过叶轮将机械能转化为废气的内能，从而把温度能转化为循环废气压力，有效提高循环废气压力，使其高于进气歧管平均压力，利于废气自动的由排气管流向进气歧管;第一气管内的空气还可对废气管内的废气进行冷却，有效降低增压后气体的温度，规避高温气体导致发动机爆震、损坏甚至死火现象;并且，空气经过涡轮、废气经过叶轮后，两者在第一气管的出气口与废气管的出气口的连通处旋转汇合，从而在进入发动机前均匀混合。
【附图说明】
[0024]图1为【具体实施方式】中废气驱动装置的内部结构示意图；
[0025]图2为废气驱动装置的平面结构示意图；
[0026]图3为图1中所示的转子轴承结构示意图。
[0027]其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0028]废气驱动装置10;
[0029]第一气管11、第二气管12、废气管13、叶轮14、涡轮15、环形分隔盘16、导流罩17、滚动轴承18、全支撑转子19;
[0030]第一气管进口开关111、第一开关控制器112、第二气管进口开关121;
[0031]轴承壳181、轴承座182;
[0032]EGR阀20。
【具体实施方式】
[0033]本发明的核心为提供一种用于驱动废气由EGR阀进入发动机进气歧管的废气驱动装置，通过该装置增压废气，从而使其自动顺利的进入进气歧管。在此基础上，本发明的另一核心为提供一种应用该废气驱动装置的EGR系统。
[0034]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0035]请参考图1至图3所示，图1为【具体实施方式】中废气驱动装置的内部结构示意图；图2为废气驱动装置的平面结构示意图；图3为图1中所示的转子轴承结构示意图。
[0036]其中，图2中的箭头为气体的流动方向。
[0037]在一种【具体实施方式】中，如图1所示，本发明提供一种废气驱动装置10，用于驱动废气由EGR阀20进入发动机的进气歧管内。该废气驱动装置10包括第一气管11和废气管13，其中废气管13套于第一气管11的外周，也就是说，废气是在环形的废气管13内流动。其中，第一气管11的进气口连接涡轮15增压器，出气口连接进气歧管，将空气导流入发动机;而废气管13内上游端安装有EGR阀20，从而将部分废气引入该废气管13内，沿废气管13的导向将废气导流入进气歧管内；第一气管11的出气口与废气管13的出气口连通，再同时连接进气歧管，如此，使空气与废气在进入发动机前充分混合均匀。
[0038]结合图1和图2所示，在废气管13内安装有叶轮14，第一气管11内安装有涡轮15，两者通过环形分隔盘16连接。该环形分隔盘16安装于第一气管11侧壁的环形豁口处，并与环形豁口的端面密封、转动连接。如此，将叶轮14固定于环形分隔盘16的一侧、涡轮15固定于环形分隔盘16的另一侧，从而使叶轮14、涡轮15分隔在对应的通道内。
[0039]具体工作时，空气由第一气管11的进气口流向涡轮15，对涡轮15进行做功，从而使涡轮15带动叶轮14对废气管13内循环的废气做功。利用第一气管11内空气的流动，将空气的内能转化为机械能，在通过叶轮14将机械能转化为废气的内能，S卩实现增压废气的压力，从而有效提高循环废气压力，使其高于进气歧管平均压力，实现废气自动的由排气管流向进气歧管;而第一气管11内空气的流动还对废气管13内的废气进行冷却，降低了增压后废气的温度，规避高温气体导致发动机爆震、损坏甚至死火现象。
[0040]在具体实施例中，涡轮15与叶轮14设置为一体结构，如图1和图2所示，即通过上述的环形分隔盘16连接，结构简单紧凑。
[0041]结合图3所示的转子轴承结构，其涡轮15通过该结构支撑于第一气管11内。具体包括滚动轴承18，安装于两侧的轴承壳181，其滚动轴承18套装于转子，该转子为全支撑转子19，通过螺栓连接于轴承座182上，涡轮15安装于全支撑转子19结构上。
[0042]进一步地，废气管13的通道截面积沿废气流动方向渐扩，也就是说，废气管13的通道截面面积由废气进气位置向出气口位置逐渐增大。如此，进一步确保废气管13内废气压力的提高，