一种EGR管及EGR系统

摘要

本发明公开一种EGR管及EGR系统，涉及发动机技术领域。所述EGR管包括三通管和内设于三通管管道交汇处的切换阀，切换阀包括拨片，拨片的一端设有旋转轴，旋转轴可转动地内设于两条进气支路的交汇处，拨片的形状与三通管管道的横截面形状相同。本发明通过利用在三通管交汇处的内部设置切换阀和切换阀的拨片形状与三通管的横截面形状相同的方式，使得切换阀仅可通过两条废气进气支路的压力便可实现自由转动，即实现切换阀在不同废气进气支路位置的自由切换，避免了两条废气进气支路出现废气回流的情况，从而解决了现有发动机排气管路的EGR系统难以达到较高的EGR率的问题。

权利要求

1.一种EGR管，其特征在于，包括三通管(1)和内设于所述三通管(1)管道交汇处的切换阀(2)，所述切换阀(2)包括拨片(22)，所述拨片(22)的一端设有旋转轴(21)，所述旋转轴(21)可转动地内设于所述三通管(1)管道交汇处，所述拨片(22)的形状与所述三通管(1)管道的横截面形状相同；

所述三通管(1)包括两条废气进气支路(11)和与两条所述废气进气支路(11)连接的废气进气干路(12)，所述废气进气干路(12)向外延伸有文丘里管路结构；

左侧三个气缸排气，右侧三个气缸不排气时，与左侧三个气缸连接的第一排气管路(61)的压力要高于第二排气管路(62)和第三排气管路(63)的压力；

两条废气进气支路(11)分别连接于第一排气管路(61)和第二排气管路(62)，所述废气进气干路(12)连接于第三排气管路(63)；

切换阀(2)的拨片(22)利用第一排气管路(61)和第二排气管路(62)的压力实现拨片(22)在三通管(1)内不同位置的自动切换和转动。

2.根据权利要求1所述的EGR管，其特征在于，所述切换阀(2)的底部设有支撑座(3)，所述三通管(1)的底部设有通孔(13)，所述通孔(13)向外延伸有凸台(131)，所述凸台(131)与所述支撑座(3)固连。

3.根据权利要求2所述的EGR管，所述支撑座(3)和所述凸台(131)之间设有垫片。

4.根据权利要求2所述的EGR管，其特征在于，所述支撑座(3)的上表面与所述三通管(1)的内壁平齐。

5.根据权利要求2所述的EGR管，其特征在于，所述三通管(1)的顶部设有第一圆形凹槽(14)，所述支撑座(3)上设有扇形凹槽(31)，所述扇形凹槽(31)与所述三通管(1)配合形成第二圆形凹槽。

6.根据权利要求5所述的EGR管，其特征在于，所述旋转轴(21)的顶部和底部均设置有凸起(211)，所述凸起(211)插接于所述第一圆形凹槽(14)和所述第二圆形凹槽中。

7.根据权利要求6所述的EGR管，其特征在于，所述凸起(211)均套设有轴承(23)，且通过所述轴承(23)插接于所述第一圆形凹槽(14)和所述第二圆形凹槽中。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的EGR管，其特征在于，所述拨片(22)的形状为矩形或圆形。

9.一种EGR系统，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的EGR管。

说明书

一种EGR管及EGR系统

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种EGR管及EGR系统。

背景技术

[0002] 汽车发动机通常采用废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，EGR)方式，EGR是内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出，并导入进气侧使其再度燃烧的技术，其有利于降低排出气体中的氮氧化物(NOX)和微粒，同时在分担部分负荷时可提高燃料消耗率，进一步提高燃油经济性。

[0003] 由于发动机和增压器本身固有的特性，在发动机处于低速大扭矩区域时，中冷后的进气压力往往高于增压器的涡前压力，因此很难实现EGR。而由于发动机排气脉冲的存在，排气压力波波峰的压力通常要高于中冷后的进气压力，所以可以利用排气脉冲的方式实现EGR，并获得一定的EGR率；此外即使在较小的进排气压力差的情况下，也可以利用排气脉冲获得相对较高的EGR率。

[0004] 现有发动机排气管路的EGR布置形式基本上都是两条废气进气支路汇合后进入废气进气干路，再进入EGR冷却器中。现有技术中存在如下两种缺点：一、在两条废气进气支路上均设置单向阀，这种方式节流损失过大；二、两条废气进气支路的相通会导致其中一条废气进气支路的废气回流进入到另一条废气进气支路中，进而降低发动机的EGR率。

[0005] 因此，亟待需要一种新型防止废气回流的管路结构来解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种EGR管及EGR系统，以解决现有发动机排气管路的EGR系统难以达到较高的EGR率的问题。

[0007] 为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0008] 一种EGR管，包括三通管和内设于三通管管道交汇处的切换阀，切换阀包括拨片，拨片的一端设有旋转轴，旋转轴可转动地内设于三通管管道交汇处，拨片的形状与三通管管道的横截面形状相同。

[0009] 作为优选，切换阀的底部设有支撑座，三通管的底部设有通孔，通孔向外延伸有凸台，凸台与支撑座固连。

[0010] 作为优选，支撑座和凸台之间设有垫片。

[0011] 作为优选，支撑座的上表面与三通管的内壁平齐。

[0012] 作为优选，三通管的顶部设有第一圆形凹槽，支撑座上设有扇形凹槽，扇形凹槽与三通管配合形成第二圆形凹槽。

[0013] 作为优选，旋转轴的顶部和底部均设置有凸起，凸起插接于第一圆形凹槽和第二圆形凹槽中。

[0014] 作为优选，凸起均套设有轴承，且通过轴承插接于第一圆形凹槽和第二圆形凹槽中。

[0015] 作为优选，三通管包括两条废气进气支路和与两条废气进气支路连接的废气进气干路，废气进气干路向外延伸有文丘里管路结构。

[0016] 作为优选，拨片的形状为矩形或圆形。

[0017] 一种EGR系统，包括上述EGR管。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 本发明通过提供一种EGR管及EGR系统，利用在三通管管道的交汇处的内部设置切换阀和切换阀的拨片形状与三通管的横截面形状相同的方式，使得切换阀不需要额外的驱动力，仅通过两条废气进气支路的压力便可实现自由转动，即实现切换阀在不同废气进气支路位置的自由切换，切换阀具有结构组成简单、拆卸方便、位置切换迅速以及节流损失小等优点，而且避免了两条废气进气支路出现废气回流的情况，保证了排气管路的密封性，解决了现有发动机排气管路的EGR系统难以达到较高的EGR率的问题。

附图说明

[0020] 现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本发明的实施方式进行描述，其中[0021] 图1是本发明具体实施方式提供的EGR管的结构示意图；

[0022] 图2是图1的爆炸示意图；

[0023] 图3是图1中去掉切换阀和支撑座后的结构示意图；

[0024] 图4是切换阀在EGR管中处于两个极限位置时的示意图；

[0025] 图5是本发明具体实施方式提供的EGR系统的原理图。

[0026] 图中：

[0027] 1、三通管；11、废气进气支路；12、废气进气干路；13、通孔；131、凸台；14、第一圆形凹槽；

[0028] 2、切换阀；21、旋转轴；22、拨片；23、轴承；211、凸起；

[0029] 3、支撑座；31、扇形凹槽；

[0030] 4、增压器；5、中冷器；6、气缸；61、第一排气管路；62、第二排气管路；63、第三排气管路。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0032] 如图1至图4所示，本实施方式提供了一种EGR管，包括三通管1和内设于三通管1管道交汇处的切换阀2，三通管1包括两条废气进气支路11和与两条废气进气支路11连接的废气进气干路12，三通管1管道的交汇处即为两条废气进气支路11管道的交汇处，切换阀2包括拨片22，拨片22的一端设有旋转轴21，旋转轴21可转动地内设于三通管1管道交汇处，即两条废气进气支路11的交汇处，拨片22的形状与三通管1管道的横截面形状相同。在该交汇处设置切换阀2，使其可随两条废气进气支路11的进气的压力的改变而转动，即实现切换阀2在不同废气进气支路11位置的自由切换。

[0033] 具体地，如图2所示，切换阀2设有旋转轴21，旋转轴21的径向延伸有拨片22，旋转轴21可转动地内设于三通管1管道的交汇处，拨片22的形状与三通管1管道的横截面形状相同。切换阀2具有结构组成简单、拆卸方便、位置切换迅速以及节流损失小等优点，利用切换阀2中拨片22的形状与两条废气进气支路11的横截面形状相同的方式，可以避免当其中一条废气进气支路11进气时，另一条废气进气支路11出现废气回流的情况，保证了排气管路的密封性，从而解决了现有发动机排气管路的EGR系统难以达到较高的EGR率的问题。拨片22可以为矩形或圆形，从三通管1与切换阀2在交汇处配合结构的加工工艺难度以及切换阀
2与两条废气进气支路11管道的密封性的角度出发，在矩形截面的三通管1管道的交汇处更容易开设凹槽，以便于拨片22的转动，同时矩形拨片的密封性经实验模拟论证也要比圆形拨片的密封性要更优，因此拨片22优选为矩形，即三通管1的横截面形状也优选为矩形。

[0034] 具体地，如图4所示，由于拨片22的形状与三通管1管道的横截面形状相同，可以使得矩形拨片22在两条废气进气支路11中的极限位置处，能够实现两路进气废气不发生互流或回流。进一步地，拨片22的旋转轴21与三通管1内两条废气进气支路11交汇处的管道内壁相切，也能够更好地确保两条废气进气支路11内的废气无法相互流通。而考虑到发动机排气管路整体的加工工艺的难度与成本，三通管1的两条废气进气支路11和一条废气进气干路12逐渐向外过渡为圆形管道，以便于整个排气管路的加工，并降低制造成本。

[0035] 具体地，如图2和图3所示，三通管1的底部设有通孔13，以便于切换阀2的拆装，通孔13的周向向外延伸出凸台131，且凸台131与支撑座3固定连接。凸台131上设有多个螺纹孔，支撑座3的四周也设有多个螺纹孔，以使凸台131与支撑座3螺纹连接；进一步地，支撑座3的四周设有垫片，当支撑座3与凸台131连接时，可以更好地保证三通管1的密封性。具体地，支撑座3的上表面与三通管1的内壁平齐，以保证拨片22在三通管1管道的交汇处可以自由且无阻碍地转动。可以理解的是，在矩形截面的三通管1管道的交汇处开设通孔13，并设计与凸台131相固定配合的矩形支撑座3，这样不仅容易加工矩形支撑座3，又可以更好地保证切换阀2在三通管1管道的交汇处的密封性和可操作性，因此将三通管1设计为矩形截面的结构是经过综合技术效果而设定的，具备很高的实用性与经济性。

[0036] 具体地，如图2和图3所示，三通管1的顶部设有第一圆形凹槽14，支撑座3上设有扇形凹槽31，扇形凹槽31与三通管1配合形成第二圆形凹槽。旋转轴21的顶部和底部均设置有凸起211，凸起211均套设有轴承23，凸起211通过轴承23插接于第一圆形凹槽14和第二圆形凹槽中。通过利用支撑座3与三通管1相配合形成圆形凹槽的方式，一是可以方便切换阀2的拆换和维修，二是可以在三通管1的底部节省了在加工一个圆形凹槽的步骤，节约了加工工序，提高了生产效率，降低了加工难度，因此当拨片22或者轴承23由于磨损而需要更换时，技术人员只需要打开支撑座3即可完成相应零件的更换。

[0037] 具体地，三通管1包括两条废气进气支路11和一条废气进气干路12，废气进气干路12向外延伸有文丘里管路结构(图中未示出)。通过设置两个单独的废气进气管道，以实现双取气，可用于分段式排气管单独取气；在废气进气干路12上设计文丘里管路结构，不仅可以利用文丘里管的前后压差来提高废气进气的混合效果，又能够有效改善当发动机处于低速排气状态时无法提高EGR率的问题。此外，可以理解的是，还可以在文丘里管路结构处设置电子节气门，可有效实现废气EGR率的动态控制，进一步减少发动机排气的氮氧化物的排放。

[0038] 具体地，如图5所示，本实施方式提供的EGR管应用于发动机EGR系统的原理过程如下：

[0039] 外界空气通过增压器4加压，并与汽油形成混合气共同进入发动机的进气管路，当压力过大时，容易导致油气混合气的爆燃，因此设置中冷器5来降低进入发动机气缸6的油气混合气的温度，对进入气缸的混合气进行冷却。如图5所示，发动机为六缸发动机，由于发火间隔的原因，图5中左侧三个气缸排气，右侧三个气缸不排气时，与左侧三个气缸连接的第一排气管路61的压力要高于第二排气管路62和第三排气管路63的压力，如果没有设置具有切换阀2的EGR管，此时，第一排气管路61中的排气除了进入第三排气管路63实现EGR外，一部分排气还会回流到第二排气管路62中，进而导致发动机排气管路的EGR率降低；同理，当图5中左侧三个气缸不排气，右侧三个气缸排气时，也会降低EGR率。

[0040] 当采用本发明实施方式提供的EGR管后，切换阀2的拨片22可以利用第一排气管路61和第二排气管路62的压力实现拨片22在三通管1内不同位置的自动切换和转动。具体而言，当图5中左侧三个气缸排气，右侧三个气缸不排气时，切换阀2的拨片22受到第一排气管路61压力的驱动，拨片22会自动拨动到第二排气管路62内部，使得排气能够全部进入到第三排起管路63中，避免了一部分排气会回流到第二排气管路62中的情况发生，从而有效地提高了发动机的EGR率。同理，当图5中左侧三个气缸不排气，右侧三个气缸排气时，切换阀2的拨片22受到第二排气管路62压力的驱动，拨片22会自动拨动到第一排气管路61内部，使得排气能够全部进入到第三排起管路63中，从而也达到了提高发动机的EGR率的效果。

[0041] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。