[發明專利]擾流式文丘里混合器

在審

• 申請號: 202110605255.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113417775A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 徐敏;徐恩澤;陳功軍;殷勇;李平;鄧磊
• 申請（專利權）人: 東風商用車有限公司
• 主分類號: F02M26/19
• 分類號: F02M26/19;B01F5/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;田輝云

本發明涉及一種擾流式文丘里混合器，該文丘里混合器，包括外殼、EGR橫梁和EGR葉輪，所述EGR橫梁和EGR葉輪沿外殼內氣道依次設置，所述EGR橫梁和EGR葉輪固定形成具有文丘里結構的EGR芯子，后與外殼固定；空氣從入口處進入氣道，待混合氣體通過EGR芯子壁面圓孔和中心氣孔進入氣道后與氣道內的空氣混合，借助文丘里結構提升氣體流速，依靠流速與壓力的關系促進混合，通過EGR葉輪后，氣體進行旋轉在后續管路進一步促進混合。

技術領域

本發明涉及天然氣發動機進氣系統技術領域，具體涉及一種擾流式文丘里混合器。

背景技術

排氣再循環(ExhaustGasRecirculation，縮寫EGR)，是指內燃機在燃燒后將排出氣體的一部分分離出、并導入進氣側使其再度燃燒的技術，主要目的為降低排出氣體中的氮氧化物(NOx)與分擔部分負荷時可提高燃料消費率。內燃機在燃燒后排出的氣體中含氧量極低甚至是沒有，此排出氣體與吸氣混合后會使吸氣中氧氣濃度降低，因此會產生下列現象：比大氣更低的含氧量在燃燒時溫度會降低，會抑制氮氧化物(NOx)的產生。燃燒溫度降低時，汽缸與燃燒室壁面、活塞表面的熱能發散會降低，另外因熱解離造成的損失也會有些微降低。

隨著排放法規的日趨嚴格及燃油價格的攀升，EGR技術在發動機上的應用越來越廣泛。以往再循環廢氣在進入氣缸前有較長的管路與新鮮空氣混合，且引入的循環廢氣量(EGR率)較低，因此沒有專門設計EGR混合器。現在隨著EGR技術的改進及成熟，循環廢氣量(EGR率)越來越大，同時發動機緊湊性的要求使進氣管路更短，因此利用傳統的方法所獲得的再循環廢氣與新鮮空氣的混合均勻性已經無法再滿足發動機穩定工作的要求了。

中國專利：燃氣發動機用混合器及EGR混合器(申請號201710093556.3)公開了一種天然氣發動機的混合器，通過在入口處裝有葉輪，然后先混合EGR廢氣，后混合天然氣，EGR廢氣與天然氣通過芯子上的方形氣孔進入流道，與空氣混合。

該專利具體公開了一種燃氣發動機用混合器，包括上下貫通的混合器體，混合器體上端為進氣口，下端為出氣口，混合器體的進氣口處設有擾流體，出氣口處設有燃氣芯子，擾流體和燃氣芯子之間設有EGR芯子，混合器體上設有廢氣進氣口和燃氣進氣口，EGR芯子與廢氣進氣口連通，EGR芯子用于將廢氣進氣口接入的廢氣噴入混合器體內。燃氣芯子與燃氣進氣口連通，燃氣芯子用于將燃氣進氣口接入的燃氣噴入混合器體內。EGR芯子和燃氣芯子結構相同，燃氣芯子包括導流環、設置在導流環中的導流柱以及設置于導流環和混合器體內壁之間的通氣柱，導流柱、導流環和通氣柱橫截面均為沿空氣流向由大變小的水滴形，導流柱、導流環和通氣柱均為中空結構。導流柱、導流環和通氣柱上均開設有噴孔，噴孔均勻設置在導流柱、導流環和通氣柱的兩側截面最寬處，噴孔所處位置點的切線與空氣從上往下的流向平行，且所有噴孔位于同一水平面。兩根導流柱垂直相交于導流環的圓心位置并將導流環分隔為均勻的四個部分，四根通氣柱將導流環和混合器體之間的空間分隔為均勻的四個部分。

EGR芯子和燃氣芯子的其區別在于EGR芯子和燃氣芯子安裝在混合器體內時兩者在水平面具有45°的夾角，其中EGR芯子的通氣柱與廢氣進氣口連通，燃氣芯子的通氣柱與燃氣進氣口連通。EGR芯子和燃氣芯子的導流柱、導流環和通氣柱的大小和長度可根據實際應用的需求靈活設置，在本實施例中，EGR芯子上的噴孔更靠下，而燃氣芯子的噴孔更靠上。混合器體的內壁環狀分布有兩圈噴孔，第一圈噴孔與EGR芯子的噴孔位于同一平面，第二圈噴孔與燃氣芯子的噴孔位于同一平面。EGR芯子的噴孔和第一圈噴孔均與廢氣進氣口連通，燃氣芯子的噴孔和第二圈噴孔均與燃氣進氣口連通。

擾流體包括擾流環和傾斜設置在擾流環和混合器體內壁之間的擾流片；擾流片將擾流環和混合器體之間的空間分隔為均勻的六個部分。在混合器體內，導流環、導流柱、通氣柱和混合器體內壁相互形成多個文丘里管結構，空氣從進氣口進入混合器體內被擾流體打亂，分別進入文丘里管結構，由于文丘里效應的作用，噴孔所處的位置空氣流速增加，在該位置同時產生低壓，對噴孔中的氣體產生吸附作用，增加噴孔中噴出氣體的動能，使氣體和空氣混合更加均勻，從而經過該混合器的燃氣、空氣和廢氣具有很高的混合均勻度