一种气体混合器、废气再循环系统和发动机的制作方法

本技术涉及发动机，特别涉及一种气体混合器、废气再循环系统和发动机。

背景技术：

1、废气再循环系统(exhaust gas return，简称egr)是降低发动机原排的有效措施。随着排放法规的升级，对egr率的需求也越来越高。egr率对缸内燃烧温度影响较大，随着egr率的增加，缸内瞬态最高温度和平均温度均相应降低，由于高温环境是nox生成的必要条件，因此egr率升高有利于降低nox的排放。

2、另外，对天然气发动机而言，天然气与空气、废气的混合均匀性也至关重要，其对发动机的动力性、经济性、排放性以及循环变动等均有显著的影响。在天然气发动机中，承担这一功能的部件是气体混合器。气体混合器，不仅要满足三种气体混合均匀性的要求，还要求流动阻力损失尽可能小。

3、因此，如何提高气体混合均匀性的同时减小流动阻力损失，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种气体混合器、废气再循环系统和发动机，以提高气体混合均匀性的同时减小流动阻力损失。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、第一方面，本实用新型提供了一种气体混合器，包括壳体、喷管和扩压管，其中，壳体包括相对布置的空气进口和混合气出口，以及废气进口和燃气进口；

4、喷管设置于空气进口，喷管包括至少三条第一通道，第一通道自喷入口至吼口截面逐渐变小；喷管上设置有连通第一通道与燃气进口的燃气进气孔；喷管的内部设置引射孔，引射孔的一端与废气进口连通，引射孔的另一端延伸至喷管的吼口处；

5、扩压管设置于混合气出口，扩压管包括与第一通道数量相当的第二通道，第二通道自起始口至末端口截面逐渐变大，且第二通道的起始口的口径与第一通道的吼口的口径一致；一条第二通道与一条第一通道组成一条微混通道。

6、可选的，上述气体混合器中，燃气进口和废气进口均布置在壳体的周面，燃气进口和废气进口可相对布置。

7、可选的，上述气体混合器中，每个所述第二通道的周面上设置有多个引射孔；多个所述引射孔呈排布置在所述第二通道的起始口处，每排所述引射孔呈环形结构包围第二通道；或者每排中相邻引射孔间的距离相等；或者相邻排中的引射孔沿轴向对齐，或者相邻排中的引射孔沿轴向错开布置。

8、可选的，上述气体混合器中，一条第二通道与一条第一通道共轴。

9、可选的，上述气体混合器中，第一通道和第二通道沿周向均匀布置。

10、可选的，上述气体混合器中，壳体与喷管之间还设置有废气环腔，废气进口通过废气环腔与引射孔连通。

11、可选的，上述气体混合器中，壳体与喷管之间还设置有燃气环腔，燃气进口通过燃气环腔与燃气进气孔连通。

12、可选的，上述气体混合器中，喷管与每个第一通道对应的管壁上周向均匀布置有多个燃气进气孔。

13、可选的，上述气体混合器中，壳体与喷管之间还设置有吼口环腔，吼口环腔包围吼口处。

14、可选的，上述气体混合器中，喷管还设置有连通孔，连通孔沿径向连通吼口环腔相对的部位。

15、可选的，上述气体混合器中，扩压管的末端口，每两个第二通道相交处，均通过弧面逐步融合在一起。

16、第二方面，本实用新型实施例提供了一种废气再循环系统，包括涡轮增压器、中间冷却器、气体混合器、进气歧管、发动机本体、排气歧管和排气冷却器，其中，涡轮增压器的压缩机、中间冷却器、气体混合器、进气歧管、发动机本体、排气歧管和涡轮增压器的涡轮机依次连通；发动机本体、排气歧管、排气冷却器和气体混合器的废气进口连通；气体混合器为如上述任一项的气体混合器。

17、可选的，上述废气再循环系统中，还包括节气门，节气门位于气体混合器与中间冷却器之间。

18、第二方面，本实用新型实施例提供了一种发动机，包括如上述的废气再循环系统。

19、由上述技术方案可以看出，对每条微混通道，沿着流动方向，由空气进口进入的空气与第一通道周向进入的第一通道内的燃气在第一通道内先混合；由于微混通道的流通截面积逐渐缩小，在伯努利原理下(横截面积越大，压强越大，即压力势能越大，则动能越小，即气体流动的速度越小)，在喷管与扩压管的结合处形成负压，从而将混合后的空气与燃气以及引射孔进入的废气引射至喷管与扩压管的结合处，并在第二通道混合均匀，由于空气、燃气和废气的混合经两次混合，从而提高了气体混合器的混合均匀性。另外，由于废气通过引射孔引射至喷管与扩压管的结合处从而减少了气体缓和期混合时的阻力损失。

技术特征：

1.一种气体混合器，其特征在于，包括壳体、喷管和扩压管，其中，所述壳体包括相对布置的空气进口和混合气出口，以及废气进口和燃气进口，所述废气进口的末端延伸至所述扩压管的起始口处；

2.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述燃气进口和所述废气进口均布置在所述壳体的周面，所述燃气进口和所述废气进口可相对布置。

3.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，每个所述第二通道的周面上设置有多个引射孔；多个所述引射孔呈排布置在所述第二通道的起始口处，每排所述引射孔呈环形结构包围第二通道；或者每排中相邻引射孔间的距离相等；或者相邻排中的引射孔沿轴向对齐，或者相邻排中的引射孔沿轴向错开布置。

4.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述壳体与所述扩压管之间还设置有废气环腔，所述废气进口通过所述废气环腔与所述引射孔连通。

5.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，一条所述第二通道与一条所述第一通道共轴；或者所述第一通道和所述第二通道沿周向均匀布置。

6.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述壳体与所述喷管之间还设置有燃气环腔，所述燃气进口通过所述燃气环腔与所述燃气进气孔连通。

7.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述喷管与每个第一通道对应的管壁上周向均匀布置有多个所述燃气进气孔。

8.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述壳体与所述喷管之间还设置有吼口环腔，所述吼口环腔包围吼口处。

9.如权利要求6所述的气体混合器，其特征在于，所述喷管还设置有连通孔，所述连通孔沿径向连通所述吼口环腔相对的部位。

10.如权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述扩压管的末端口，每两个所述第二通道相交处，均通过弧面逐步融合在一起。

11.一种废气再循环系统，其特征在于，包括涡轮增压器、中间冷却器、气体混合器、进气歧管、发动机本体、排气歧管和排气冷却器，其中，涡轮增压器的压缩机、中间冷却器、气体混合器、进气歧管、发动机本体、排气歧管和涡轮增压器的涡轮机依次连通；发动机本体、排气歧管、排气冷却器和气体混合器的废气进口连通；所述气体混合器为如权利要求1至10任一项所述的气体混合器。

12.如权利要求11所述的废气再循环系统，其特征在于，还包括节气门，所述节气门位于所述气体混合器与所述中间冷却器之间。

13.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的废气再循环系统。

技术总结本技术公开了一种气体混合器、废气再循环系统和发动机，气体混合器包括壳体、喷管和扩压管，对每条微混通道，沿着流动方向，由空气进口进入的空气与第一通道周向进入的第一通道内的燃气在第一通道内先混合；由于微混通道的流通截面积逐渐缩小，在伯努利原理下，在喷管与扩压管的结合处形成负压，从而将混合后的空气与燃气以及引射孔内进入的废气引射至喷管与扩压管的结合处，并在第二通道混合均匀，由于空气、燃气和废气的混合经两次混合，从而提高了气体混合器的混合均匀性。另外，由于废气通过引射孔引射至喷管与扩压管的结合处从而减少了气体缓和期混合时的阻力损失。技术研发人员：徐帅卿,魏锡攀,王雪鹏,窦站成,鲁成受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/6/20