CN104005886A - 一种用于船用柴油机的egr混合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于船用柴油机的EGR混合器，包括混合器壳体、EGR气体引入装置以及释放孔，EGR气体引入装置设置于混合器壳体上，释放孔用于释放高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体，释放孔设置于混合器壳体的最低处。本发明提供的EGR混合器在混合器壳体的最低处设置释放孔，有效解决了酸性液体的释放问题，保证酸性液体不进入气缸，使得EGR混合器适用于船用柴油机；将EGR气体引入管的流出端封闭，在EGR气体引入管上设置轴向方向与新鲜空气流动方向垂直的气体喷孔，使得EGR气体与新鲜空气流动方向垂直，会形成局部扰流，有利于气体充分混合；结构简单、可整体拆卸，有利于混合器部件更换、临时拆检等。

Description

一种用于船用柴油机的EGR混合器

技术领域

本发明涉及船用柴油机领域，特别是涉及一种用于船用柴油机的废气再循环系统混合器。

背景技术

废气再循环(Exhaust Gas Recirculation)系统，简称EGR，是将发动机产生的废气的一小部分再送回气缸再度燃烧的技术，具体地，将发动机排出的废气与新鲜空气在EGR混合器中混合后进入气缸。

EGR混合器是EGR系统的重要组成部分，它的作用是将EGR气体(引入柴油机进气的废气)和增压中冷后新鲜空气充分混合，使EGR混合器出口处的柴油机进气在空间上组分均匀。

目前，EGR混合器的结构型式较多，例如：中国专利CN103397956A提出在EGR混合器中设置扰流板，中国专利CN102913342A提出在混合器本体和混合器接管之间设置扰流体。虽然这些不同结构型式的混合器能够有效改善再循环废气与新鲜空气的混合效果，提高发动机各缸EGR进气的均匀性，但其结构相对较复杂，容易引起较大的节流损失，影响发动机充气效率。

另外，船用柴油机燃用的燃油硫含量较高，其废气中硫化物含量也较高，使得再循环废气与增压中冷后的低温新鲜空气混合时，会析出具有腐蚀性的酸性液体，这部分液体不允许进入气缸，而上述EGR混合器由于主要用于车用发动机，其燃用的燃油硫含量较低，废气中硫化物含量也较低，在气体混合时并不会析出酸性液体，因此，在EGR混合器设计时并无酸性液体释放装置，故这些EGR混合器并不适用于船用柴油机。

本领域技术人员致力于用于船用柴油机的EGR混合器，以满足船用柴油机的需求。

发明内容

本发明提供一种用于船用柴油机EGR系统的混合器，一方面通过在混合器壳体的最低处设置释放孔，有效地解决了高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体的释放问题，保证酸性液体不进入气缸，有效避免酸性液体对发动机部件的腐蚀，影响发动机工作可靠性，使得EGR混合器适用于船用柴油机；另一方面将EGR气体引入管的气体流出端封闭，在EGR气体引入管上设置轴向方向与新鲜空气流动方向垂直的多个气体喷孔，使得EGR气体与新鲜空气流动方向垂直，因而会形成局部的扰流，从而有利于气体充分混合。

采用本发明提供的用于船用柴油机的EGR混合器，既能够充分混合EGR气体与新鲜空气，又能够释放酸性液体，同时EGR混合器结构简单，适用于船用柴油机。

本发明提供的用于船用柴油机的EGR混合器，包括混合器壳体、EGR气体引入装置以及释放孔，EGR气体引入装置设置于混合器壳体上，释放孔用于释放高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体，释放孔设置于混合器壳体的最低处，所述混合器壳体的底面倾斜设置，为所述酸性液体提供导流。

将释放孔设置于混合器壳体的最低处，混合器壳体的底面倾斜设置，为所述酸性液体提供导流，通过酸性液体自身重力将混合器内不同位置的气体混合时析出的酸性液体汇集到释放孔处释放，保证酸性液体不进入气缸，使得EGR混合器适用于燃用含硫量较高的燃油的船用柴油机。

进一步地，EGR气体引入装置包括EGR气体引入管，EGR气体引入管的一端为气体引入口，另一端封闭，EGR气体引入管上设置有多个气体喷孔。

将EGR气体引入管的气体流出端封闭，在EGR气体引入管上设置多个气体喷孔，使得EGR气体与新鲜空气形成局部的扰流，从而有利于气体充分混合。

进一步地，气体喷孔轴向方向垂直于新鲜空气流动方向，使得EGR气体与新鲜空气流动方向垂直，因而会形成更强的局部的扰流，从而有利于气体充分混合。

进一步地，EGR气体引入管包括第一直管、第二直管以及连接第一直管、第二直管的90°弯管，第一直管未与90°弯管连接的一端为气体引入口，第二直管未与90°弯管连接的一端封闭，气体喷孔设置于第二直管。

采用上述结构，保证了气体喷孔轴向方向垂直于新鲜空气流动方向。

进一步地，气体喷孔沿EGR气体引入管的径向均匀分布为多列，进一步保证EGR气体与新鲜空气的充分混合。

进一步地，在沿EGR气体引入管的列上，气体喷孔均匀分布，进一步保证EGR气体与新鲜空气的充分混合。

进一步地，气体喷孔的总截面积大于或等于EGR气体引入管的通流截面积的80％，若气体喷孔的总截面积偏小，会引起EGR气体压力升高，从而造成较大节流损失，影响发动机的经济性。

进一步地，EGR气体引入装置还包括密封盖板，EGR气体引入管通过法兰连接的方式固定在混合器壳体上，这样的结构可整体拆卸，便于混合器部件更换、临时拆检等。

进一步地，混合器壳体的一端为新鲜空气入口，另一端为EGR气体与新鲜空气混合后的气体出口。

进一步地，EGR气体引入装置设置于靠近新鲜空气入口的位置。

与现有技术相比，本发明提供的用于船用柴油机的EGR混合器具有以下有益效果：

(1)通过在混合器壳体的最低处设置释放孔，有效地解决了高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体的释放问题，保证酸性液体不进入气缸，使得EGR混合器适用于船用柴油机；

(2)将EGR气体引入管的气体流出端封闭，在EGR气体引入管上设置轴向方向与新鲜空气流动方向垂直的多个气体喷孔，使得EGR气体与新鲜空气流动方向垂直，因而会形成局部的扰流，从而有利于气体充分混合；

(3)EGR气体引入装置由密封盖板和EGR气体引入管组成，其结构简单、可整体拆卸，从而有利于混合器部件的更换、临时拆检等。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的用于船用柴油机的EGR混合器的结构示意图；

图2为图1所示的用于船用柴油机的EGR混合器的剖视图。

具体实施方式

增压中冷技术是指通过涡轮增压器将新鲜空气增压后经空冷器冷却，然后经进气歧管、进气门流至气缸燃烧室。有效的中冷技术可使增压后空气温度下降到50℃以下，从而有助于减少废气的排放和提高燃油经济性。

增压中冷后新鲜空气是指经增压中冷处理后的新鲜空气。

如图1、图2所示，本发明的一个实施例的用于船用柴油机的EGR混合器包括混合器壳体1、EGR气体引入装置2和释放孔3。

释放孔3位于混合器壳体1底面位置最低处，其轴向垂直于增压中冷后新鲜空气流动方向。

混合器壳体1底面带有一定斜度，其作用是通过酸性液体自身重力将混合器壳体1内不同位置的气体混合时析出的酸性液体汇集到释放孔3处。

本实施例中的用于船用柴油机的EGR混合器，有效地解决了高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体的释放问题，保证酸性液体不进入气缸，使得EGR混合器适用于船用柴油机。

混合器壳体1一端为增压中冷后新鲜空气入口8，另一端为混合气体出口4。

EGR气体引入装置2由密封盖板6和EGR气体引入管9组成；EGR气体引入管一端为EGR气体引入口7，另一端封闭，其在混合器容腔呈90°直角布置，EGR气体引入管上布置有多个与增压中冷后新鲜空气流动方向垂直的EGR气体喷孔10。

EGR气体引入管9由两段直管和一段90°弯管组成，应能使废气的流动方向由垂直于增压中冷后新鲜空气流动方向变为与之相同。

本实施例中，EGR气体引入口7为圆形结构，其径向与混合器水平线平行，用法兰与上游部件连接，且其位于增压中冷后新鲜空气流动的上游侧。EGR气体引入口7也可以采用其他结构，例如椭圆结构、矩形结构等。

EGR气体引入装置2通过法兰连接的方式固定在混合器壳体1上，该结构设计可整体拆卸，以便于混合器部件更换、临时拆检等。

本实施例中，增压中冷后新鲜空气入口8和混合气体出口4为长方形结构，其径向与增压中冷后新鲜空气流动方向垂直，用法兰与混合器前后的进气管连接。新鲜空气入口8和混合气体出口4也可以采用其他结构，例如圆形结构、椭圆形结构等。

所述EGR气体喷孔10沿混合器水平方向平均分为多列且均匀地布置在EGR气体引入管9的末端直管段上，沿EGR气体引入管径向的每列又均匀布置多个EGR气体喷孔。

气体喷孔的总截面积大于或等于EGR气体引入管的通流截面积的80％，本实施例中，EGR气体喷孔的总截面积与EGR废气引入管的通流截面积相等。

EGR气体喷孔轴向方向垂直于增压中冷后新鲜空气流动方向。

本发明的工作原理为：增压中冷后新鲜空气由入口8进入混合器容腔5。与此同时，EGR气体从EGR气体引入口7流入EGR气体引入管9，其EGR气体流动方向首先由原来的垂直于增压中冷后新鲜空气流动方向变为与之相同，然后在流经各EGR气体喷口10时，再次改变方向以垂直于增压中冷后新鲜空气流动方向喷射到混合器容腔。在混合器容腔内，增压中冷后新鲜空气和EGR气体混合，由于两者流动方向垂直，因而会形成局部的扰流从而有利于气体混合，混合气在下游容腔内将进一步混合，直至混合均匀。最后，组分均匀的混合气从混合器出口4流出混合器。高温的EGR气体和增压中冷后的低温新鲜空气混合时会析出具有腐蚀性的酸性液体，这部分酸性液体经混合器容腔的斜底面汇集到释放孔3处排出。

本发明提供的用于船用柴油机的EGR混合器通过在混合器壳体的最低处设置释放孔，有效地解决了高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体的释放问题，保证酸性液体不进入气缸，使得EGR混合器适用于船用柴油机；将EGR气体引入管的气体流出端封闭，在EGR气体引入管上设置轴向方向与新鲜空气流动方向垂直的多个气体喷孔，使得EGR气体与新鲜空气流动方向垂直，因而会形成局部的扰流，从而有利于气体充分混合；EGR气体引入装置由密封盖板和EGR气体引入管组成，其结构简单、可整体拆卸，从而有利于混合器部件的更换、临时拆检等。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于船用柴油机的EGR混合器，包括混合器壳体、EGR气体引入装置以及释放孔，所述EGR气体引入装置设置于所述混合器壳体上，其特征在于，所述释放孔用于释放高温EGR气体与增压中冷后新鲜空气混合时析出的酸性液体，所述释放孔设置于所述混合器壳体的最低处，所述混合器壳体的底面倾斜设置，为所述酸性液体提供导流。

2.根据权利要求1所述的用于船用柴油机的EGR混合器，所述EGR气体引入装置包括EGR气体引入管，所述EGR气体引入管的一端为气体引入口，其特征在于，另一端封闭，所述EGR气体引入管上设置有多个气体喷孔。

3.根据权利要求2所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述气体喷孔轴向方向垂直于所述新鲜空气流动方向。

4.根据权利要求3所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述EGR气体引入管包括第一直管、第二直管以及连接所述第一直管、所述第二直管的90°弯管，所述第一直管未与所述90°弯管连接的一端为所述气体引入口，所述第二直管未与所述90°弯管连接的一端封闭，所述气体喷孔设置于所述第二直管。

5.根据权利要求2所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述气体喷孔沿所述EGR气体引入管的径向均匀分布为多列。

6.根据权利要求5所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，在沿所述EGR气体引入管的所述列上，所述气体喷孔均匀分布。

7.根据权利要求2所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述气体喷孔的总截面积大于或等于所述EGR气体引入管的通流截面积的80％。

8.根据权利要求1所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述EGR气体引入装置还包括密封盖板。

9.根据权利要求1所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述混合器壳体的一端为所述新鲜空气入口，另一端为所述EGR气体与所述新鲜空气混合后的气体出口。

10.根据权利要求9所述的用于船用柴油机的EGR混合器，其特征在于，所述EGR气体引入装置设置于靠近所述新鲜空气入口的位置。