文丘里管及废气再循环系统
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种文丘里管及废气再循环系统。
背景技术
废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)系统广泛地应用于发动机。废气再循环系统将发动机排出的富含有不能燃烧气体的尾气经冷却再次引入至发动机的气缸，从而降低气缸内混合气体的最高燃烧温度，继而减少氮氧化物的排放量。发动机包括多个气缸，多个气缸轮流做功排气。
现有的废气再循环系统使用管道连接废气再循环系统的进气口和废气再循环系统的冷却器，管道为废气的流通提供了通道。
然而，在发动机低转速、低负荷的工况下，由于发动机的进气压力和排气压力间的压差较小；又由于不同气缸排气的时间间隔较短导致来自不同气缸的废气相互冲撞，造成了废气动能的严重损失，使得废气的流动速度进一步地下降，甚至引发废气再循环系统管道里的废气回流；现有的废气再循环系统无法通过现有的管道将足够的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
实用新型内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种文丘里管及废气再循环系统，该废气再循环系统通过使用文丘里管，能够在发动机低转速、低负荷的工况下，利用文丘里现象将足够的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。本申请的文丘里管在进气口处设置有分流板，可以有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失。同时，本申请的文丘里管管壁圆滑连接，有利于减少废气与管壁的碰撞，进一步地降低废气动能、速度的损失，有利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第一方面，本实用新型提供了一种文丘里管，包括依次平滑连接的第一连接部、收缩段、喉部、扩散段和第二连接部；还包括分流板，所述分流板从所述第一连接部延伸至所述收缩段。利用该文丘里管的吸附作用，能够将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。通过分流板的设置，有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失且有效地减少了废气的回流。
在第一方面的一个实施方式中，所述收缩段包括依次平滑连接且逐段缩进的第一收缩段、第二收缩段和第三收缩段。通过该实施方式，有利于减少废气与管壁碰撞，减少废气动能的损失。
在第一方面的一个实施方式中，所述分流板的侧边与所述文丘里管的内壁固定连接；所述分流板平分所述第一连接部并且平行于废气流动方向从所述第一连接部延伸至所述第二收缩段。通过该实施方式，避免来自不同气缸的废气经过分流板的侧边相互碰撞，造成废气动能的损失，从而有利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
在第一方面的一个实施方式中，垂直于所述文丘里管的轴线的平面截取所述第一连接部的截面为第一截面，所述平面截取所述第一收缩段与所述第二收缩段的连接面为第二截面，所述平面截取所述第二收缩段与所述第三收缩段的连接面为第三截面，所述平面截取所述喉部的截面为第四截面，所述平面截取所述第二连接部的截面为第五截面；所述第一截面的宽度、所述第二截面的宽度、所述第三截面的宽度、所述第四截面的宽度相等且在38至42毫米之间；在远离所述第一连接部的方向上，所述扩散段的宽度逐渐增大，使得所述第五截面的宽度大于所述第四截面的宽度，所述第五截面为圆形，所述第五截面的直径在45至50毫米之间。通过该实施方式，有利于扩散段过流断面的面积逐渐增大，气体流速逐渐降低，有利于气体沿扩散段的圆滑管壁逐渐扩散。
在第一方面的一个实施方式中，所述第一截面的宽度、所述第二截面的宽度、所述第三截面的宽度、所述第四截面的宽度相等且为40毫米，所述第五截面的直径为47.5毫米。
在第一方面的一个实施方式中，所述第一截面的高度在40至44毫米之间，所述第一收缩段的长度在33至37毫米之间，所述第二截面的高度在30至34毫米之间，所述第二收缩段的长度在43至47毫米之间，所述第三截面的高度在13 至17毫米之间，所述第三收缩段的长度在23至27毫米之间。通过该实施方式，有利于减少废气与管壁、分流板的冲撞，也有利于发挥喉部的吸附作用，从而将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
在第一方面的一个实施方式中，所述第一截面的高度为42毫米，所述第一收缩段的长度为35毫米，所述第二截面的高度为32毫米，所述第二收缩段的长度为45毫米，所述第三截面的高度为15毫米，所述第三收缩段的长度为25毫米。
在第一方面的一个实施方式中，所述喉部的高度在11至15毫米之间，所述喉部的长度在4.5至5.5毫米之间。通过该实施方式，有利于废气的顺利通过，也有利于发挥喉部的吸附作用，从而将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
在第一方面的一个实施方式中，所述喉部的高度为13毫米，所述喉部的长度为5毫米。
在第一方面的一个实施方式中，所述扩散段的长度在145至155毫米之间。通过该实施方式，有利于避免废气流速的快速下降，从而有利于气体沿扩散段的圆滑管壁逐渐扩散，从而将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧；也有利于避免有限空间的浪费。
在第一方面的一个实施方式中，所述扩散段的长度为150毫米。
第二方面，本实用新型还提供了一种废气再循环系统，包括上述的文丘里管；还包括与所述第一连接部连接的第一排气转接管以及与所述第二连接部连接的第二排气转接管；所述第一排气转接管用于与发动机的排气口连通，所述第二排气转接管位于所述文丘里管靠近所述发动机的气缸进气口的一侧。通过该实施方式，废气再循环系统由于具有上述的文丘里管，可以将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。文丘里管分流板的设置有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失且进一步地减少废气的回流。同时，文丘里管平滑连接了过流断面呈类矩形的第一排气转接管与过流断面呈圆形的第二排气转接管，且不影响文丘里效应地有效应用，使得足够的废气被引入发动机的气缸再次参与燃烧。
本申请提供的文丘里管及废气再循环系统，相较于现有技术，具有如下的有益效果：
1、分流板有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失且可以减少废气的回流；
2、由于文丘里管具有依次连接的过流断面逐渐缩小的收缩段，喉部及过流断面逐渐增大的扩散段，文丘里管能够对废气产生吸附作用，有利于废气快速通过，并有效地防止气体回流；
3、由于收缩段、喉部、扩散段平滑连接，有利于减少废气与管壁碰撞，减少废气动能的损失；
4、文丘里管平滑连接了过流断面呈类矩形的第一排气转接管与过流断面呈圆形的第二排气转接管。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1显示了根据本实用新型一实施方式的文丘里管的主视示意图；
图2显示了根据本实用新型一实施方式的文丘里管的俯视示意图；
图3显示了根据本实用新型一实施方式的文丘里管的各个截面的截面示意图，其中，(a)为第一截面的示意图，(b)为第二截面的示意图，(c)为第三截面的示意图，(d)为第四截面的示意图，(e)为第五截面的示意图；
图4显示了根据本实用新型一实施方式的废气再循环系统的分解示意图。
附图标记：
1000-文丘里管；
1100-第一连接部；
1200-收缩段；
1210-第一收缩段；
1220-第二收缩段；
1230-第三收缩段；
1300-喉部；
1400-扩散段；
1500-第二连接部；
1600-分流板；
1710-第一截面；
1720-第二截面；
1730-第三截面；
1740-第四截面；
1750-第五截面；
2000-第一排气转接管；
3000-第二排气转接管。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1至图3所示，本实施方式提供了一种文丘里管1000，包括依次平滑连接的第一连接部1100、收缩段1200、喉部1300、扩散段1400和第二连接部1500；还包括分流板1600，分流板1600从第一连接部1100延伸至收缩段1200。
发动机气缸排出的废气经过第一排气转接管2000依次通过文丘里管1000的第一连接部1100、收缩段1200、喉部1300、扩散段1400和第二连接部1500进入第二排气转接管3000，并经处理后最终进入发动机的气缸，从而降低气缸内混合气体的最高燃烧温度，继而减少氮氧化物的排放量。
文丘里管1000的第一连接部1100用于与第一排气转接管2000连接，可选地，第一连接部1100可通过法兰盘与第一排气转接管2000连接。为了利用有限的空间、增大排气口的截面面积，从而提高排气效率，发动机的排气口呈类矩形。
由于第一排气转接管2000与发动机的排气口相连，所以第一排气转接管2000 在垂直于废气流动方向的截面，即过流断面，内呈类矩形。为了保证第一连接部 1100可以与第一排气转接管2000顺利连接，所以第一连接部1100的过流断面与第一排气转接管2000的过流断面形状相同。由于该过流断面呈类矩形，因此可采用与该过流断面形状相匹配的法兰盘进行连接。
文丘里管1000的收缩段1200、喉部1300及扩散段1400，应用文丘里效应，将足够的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。具体地，在废气通过收缩段1200 时，过流断面的面积逐渐缩小，废气的速度逐渐增大。在废气通过喉部1300时，即文丘里管1000的最窄处，此时废气的流速达到最大值，废气的压力达到最小值，从而产生吸附作用，以将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。在废气通过文丘里管1000的扩散段1400时，由于截面面积逐渐增大，可以减少废气相互冲撞，使得废气流速逐渐降低，避免废气流速的快速下降，有利于气体沿扩散段1400的圆滑管壁逐渐扩散。
本实施方式的文丘里管1000具有过流断面逐渐缩小的收缩段1200，喉部 1300及过流断面逐渐增大的扩散段1400，有利于废气快速通过文丘里管1000，并有效地防止气体回流。
文丘里管1000的第二连接部1500用于与第二排气转接管3000连接，可选地，第二连接部1500可通过法兰盘、卡箍与第二排气转接管3000连接。如图4 所示，第二排气转接管3000为U型管，用于排气管道的弯折转向，圆形的过流断面相比于矩形的过流断面，有利于减少排气与管壁的撞击，从而有利于减少动能的损失，因此第二排气转接管3000的过流断面呈圆形。
为了保证第二连接部1500可以与第二排气转接管3000顺利连接，所以第二连接部1500的过流断面与第一排气转接管2000的过流断面形状相同。由于该过流断面呈圆形，因此可采用法兰或卡箍进行连接。
本实施方式的文丘里管1000平滑连接了过流断面呈类矩形的第一排气转接管2000与过流断面呈圆形的第二排气转接管3000，且不影响文丘里效应地有效应用，使得足够的废气被引入发动机的气缸再次参与燃烧。
本实施方式的文丘里管1000还包括分流板1600，分流板1600的作用在于有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失，有利于文丘里效应地有效应用，使得足够的废气被引入发动机的气缸再次参与燃烧。
本实施方式的文丘里管1000可以对废气产生吸附作用，且有利于废气快速通过并有效地防止气体回流，分流板1600有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失以及进一步地减少废气的回流，以将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧；同时，文丘里管1000平滑连接了过流断面呈类矩形的第一排气转接管2000与过流断面呈圆形的第二排气转接管3000。
如图1所示，可选地，本实施方式的收缩段1200包括依次平滑连接且逐段缩进的第一收缩段1210、第二收缩段1220和第三收缩段1230。
第一收缩段1210的主要作用在于调整废气的流动方向，使得来自于第一排气转接管2000的废气的流动方向逐渐平行于文丘里管1000的轴线。第一收缩段 1210的长度过短、斜率过大都会导致废气的流动方向得不到有效地调整，继而造成废气与管壁、分流板1600的冲撞，损失动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第一收缩段1210的长度过长、斜率过小则会影响喉部 1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第二收缩段1220的作用在于使来自不同气缸的废气合流。第二收缩段1220 的长度过短、斜率过大会导致来自不同气缸的废气相互冲撞、损失废气的动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第二收缩段1220的长度过长、斜率过小则会影响喉部1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第三收缩段1230的主要作用在于将废气顺利导入喉部1300。第三收缩段 1230的长度过短、斜率过大会导致废气与管壁冲撞、损失废气的动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第三收缩段1230的长度过长、斜率过小则会影响喉部1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第一收缩段1210、第二收缩段1220、第三收缩段1230的平滑连接，有利于减少废气与管壁碰撞，减少废气动能的损失，从而有利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。逐段缩进的收缩段1200，首先有利于调整废气的流动方向使其平行于文丘里管1000的轴线，接着有利于来自不同气缸的废气合流，并最终将废气顺利导入喉部1300，减少废气与管壁、分流板1600的冲撞，减少废气的回流，从而有利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
如图1和图3所示，可选地，本实施方式的分流板1600的侧边与文丘里管 1000的内壁固定连接；分流板1600平分第一连接部1100并且平行于废气流动方向从第一连接部1100延伸至第二收缩段1220。
当发动机为六缸发动机时，第一排气转接管2000的第一腔室接收来自第一气缸、第二气缸和第三气缸的废气，第一排气转接管2000的第二腔室接收来自第四气缸、第五气缸和第六气缸的废气。由于不同气缸排气的时间间隔较短，为了避免来自不同气缸的废气相互冲撞，第一排气转接管2000内形成有相互隔离的第一腔室和第二腔室。
分流板1600平分第一连接部1100并且平行于废气流动方向从第一连接部1100延伸至第二收缩段1220，使得分流板1600的两侧形成第一流动腔室和第二流动腔室，第一流动腔室和第二流动腔室相对于分流板1600对称分布。第一流动腔室与第二流动腔室与第一排气转接管2000的两个腔室一一对应，有效地避免了来自不同气缸的废气相互冲撞所造成的动能损失。
分流板1600的侧边与文丘里管1000的内壁固定连接，有效地隔离第一流动腔室和第二流动腔室，避免来自不同气缸的废气经过分流板1600的侧边相互碰撞，造成废气动能的损失，从而有利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
如图1和图2所示，可选地，本实施方式中，垂直于文丘里管1000的轴线的平面截取第一连接部1100的截面为第一截面1710，平面截取第一收缩段1210 与第二收缩段1220的连接面为第二截面1720，平面截取第二收缩段1220与第三收缩段1230的连接面为第三截面1730，平面截取喉部1300的截面为第四截面 1740，平面截取第二连接部1500的截面为第五截面1750；第一截面1710的宽度、第二截面1720的宽度、第三截面1730的宽度、第四截面1740的宽度相等且在 38至42毫米之间；在远离第一连接部1100的方向上，扩散段1400的宽度逐渐增大，使得第五截面1750的宽度大于第四截面1740的宽度，第五截面1750为圆形，第五截面1750的直径在45至50毫米之间。
第一截面1710的宽度、第二截面1720的宽度、第三截面1730的宽度、第四截面1740的宽度相等有利于简化文丘里管1000的制作过程。第五截面1750 的宽度大于第四截面1740的宽度，有利于扩散段1400过流断面的面积逐渐增大，气体流速逐渐降低，有利于气体沿扩散段1400的圆滑管壁逐渐扩散。
优选地，本实施方式的第一截面1710的宽度、第二截面1720的宽度、第三截面1730的宽度、第四截面1740的宽度相等且为40毫米，第五截面1750的直径为47.5毫米。
可选地，本实施方式的第一截面1710的高度在40至44毫米之间，第一收缩段1210的长度在33至37毫米之间，第二截面1720的高度在30至34毫米之间，第二收缩段1220的长度在43至47毫米之间，第三截面1730的高度在13 至17毫米之间，第三收缩段1230的长度在23至27毫米之间。
第一收缩段1210连接第一截面1710和第二截面1720，如上所述，第一收缩段1210的主要作用在于调整废气的流动方向，使得来自于第一排气转接管2000 的废气的流动方向逐渐平行于文丘里管1000的轴线。第一收缩段1210的长度过短、斜率过大都会导致废气的流动方向得不到有效地调整，继而造成废气与管壁、分流板1600的冲撞，损失动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第一收缩段1210的长度过长、斜率过小则会影响喉部1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第二收缩段1220连接第二截面1720和第三截面1730，如上所述，第二收缩段1220的作用在于使来自不同气缸的废气合流。第二收缩段1220的长度过短、斜率过大会导致来自不同气缸的废气相互冲撞、损失废气的动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第二收缩段1220的长度过长、斜率过小则会影响喉部1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
第三收缩段1230连接第三截面1730和第四截面1740，如上所述，第三收缩段1230的主要作用在于将废气顺利导入喉部1300。第三收缩段1230的长度过短、斜率过大会导致废气与管壁冲撞、损失废气的动能，不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。第三收缩段1230的长度过长、斜率过小则会影响喉部1300吸附作用的发挥，也不利于将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。
优选地，本实施方式的第一截面1710的高度为42毫米，第一收缩段1210 的长度为35毫米，第二截面1720的高度为32毫米，第二收缩段1220的长度为 45毫米，第三截面1730的高度为15毫米，第三收缩段1230的长度为25毫米。
可选地，本实施方式的喉部1300的高度，即第四截面1740的高度，在11 至15毫米之间，喉部1300的长度在4.5至5.5毫米之间。喉部1300的高度过大、长度过短，会导致废气的流速不够大，废气的压力不够小，因此影响文丘里管1000 的吸附作用。喉部1300的高度过小、长度过长不利于废气的顺利通过，也会影响文丘里管1000的吸附作用。优选地，本实施方式的喉部1300的高度为13毫米，喉部1300的长度为5毫米。
可选地，本实施方式的扩散段1400的长度在145至155毫米之间。扩散段 1400的长度过小会引发废气流速的快速下降，不利于气体沿扩散段1400的圆滑管壁逐渐扩散。扩散段1400的长度过大会浪费有限的空间，为文丘里管1000的安装、布置带来不便。优选地，本实施方式的扩散段1400的长度为150毫米。
如图4所示，本实施方式还提供了一种废气再循环系统，包括上述的文丘里管1000；还包括与第一连接部1100连接的第一排气转接管2000以及与第二连接部1500连接的第二排气转接管3000；第一排气转接管2000用于与发动机的排气口连通，第二排气转接管3000位于文丘里管1000靠近发动机的气缸进气口的一侧。
如图4所示，第一排气转接管2000的过流断面呈类矩形，第二排气转接管 3000的过流断面呈圆形。
废气再循环系统由于具有上述的文丘里管1000，可以将更多的废气引入发动机的气缸再次参与燃烧。文丘里管1000分流板1600的设置有效地避免来自不同气缸的废气相互冲撞，从而降低废气动能、速度的损失且进一步地减少废气的回流。同时，文丘里管1000平滑连接了过流断面呈类矩形的第一排气转接管2000 与过流断面呈圆形的第二排气转接管3000，且不影响文丘里效应地有效应用，使得足够的废气被引入发动机的气缸再次参与燃烧。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
