一种脉冲转换器的制作方法

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1.本发明涉及控制排气再循环技术领域，特别涉及一种脉冲转换器。

背景技术：

2.随着国家对生态环境的要求越来越高，低油耗低排放的发动机成为当下行业内努力的方向。目前，发动机强化程度持续增加，热负荷和排气压力明显提高，降低热负荷和排放很大程度上取决于egr(exhaust gas recirculation，废气再循环)系统的流量，发动机燃烧后产生的废气，一部分经过egr系统再回到发动机的进气管，再次进行燃烧，再燃烧可以降低发动机排出气体中的氮氧化合物，并提高燃油经济性，有效的降低排放和热负荷，但是目前在提高egr流量过程中会造成过高的油耗。

技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种脉冲转换器。用于解决现有小增压器压损大造成的油耗高的问题，以及单向阀带来的可靠性的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种脉冲转换器，包括：扩压流道和多个进气流道；
5.所述扩压流道的排气口用于连接发动机进气口，所述扩压流道的排气口的尺寸大于所述扩压流道的进气口的尺寸；
6.每个所述进气流道的进气口用于连接至少一个发动机气缸的排气口，每个所述进气流道的排气口与所述扩压流道连接。
7.在一些可能的实施例中，每个所述进气流道的排气口均与所述扩压流道的进气口连接。
8.在一些可能的实施例中，针对两个进气流道第一进气流道、第二进气流道，所述第一进气流道的排气口的直径与所述第二进气流道的排气口的直径之和等于所述扩压流道的排气口的直径。
9.在一些可能的实施例中，所述进气流道包括连通段和收缩段，所述收缩段的进气端与连通段的排气端连通，所述收缩段的排气端与所述扩压流道的进气口连接；沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的出气口的方向，所述收缩段的通道尺寸逐渐减小，所述连通段的进气端用于连接至少一个发动机气缸的排气口。
10.在一些可能的实施例中，沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的排气口的方向，所述扩压流道的内径逐渐增大。
11.在一些可能的实施例中，所述扩压流道的内腔为圆台状。
12.在一些可能的实施例中，所述扩压流道包括：混合段和扩压段；
13.所述混合段的进气口与每个所述进气流道的排气口连接，所述混合段的排气口与所述扩压段的进气口连接，所述扩压段的排气口与所述发动机进气口连接，所述扩压段的排气口的尺寸大于所述混合段的进气口的尺寸。
14.在一些可能的实施例中，所述扩压流道的排气口的直径大于每个所述连通段的排气端端口的直径，每个所述连通段的排气端端口的直径大于所述扩压流道的进气口的直径，所述扩压流道的进气口的直径大于每个所述收缩段的排气端端口的直径。
15.在一些可能的实施例中，至少一个所述进气流道中设置用于控制所述进气流道开度的第一阀门。
16.在一些可能的实施例中，所述混合段还包括用于控制所述混合段开度的第二阀门。
17.本技术实施例，为了解决了小增压器压损大造成的油耗高的问题，以及采用脉冲转换器代替单向阀，避免了单向阀带来的可靠性的问题，本技术实施例提供的脉冲转换器为普通铸件，成本低，可靠性高；可以匹配较大规格的增压器，降低了排气压力，提高了气缸内的扫气效率，进而降低了油耗和排气温度，发动机排气温度降低，发动机高温件寿命得以提升。
18.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为根据本技术一个实施例的脉冲转换器示意图；
21.图2为根据本技术一个实施例的具有两个进气流道的脉冲转换器示意图；
22.图3为根据本技术一个实施例的脉冲转换器各部分直径关系示意图；
23.图4为根据本技术一个实施例的设置有第一阀门和/或第二阀门的脉冲转换器示意图；
24.图5为根据本技术一个实施例的废气流动方向示意图；
25.图6为根据本技术一个实施例的扩压流道的进气口的直径与egr流量以及废气进出脉冲转换器的压差关系示意图。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况，另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
27.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术，并且在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.为进一步说明本技术实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本技术实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本技术实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
29.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
30.下面结合附图对本技术实施例中的脉冲转换器进行详细说明。
31.在介绍本技术实施例所提供的脉冲转换器之前，为了便于理解，首先对本技术实施例的技术背景进行详细介绍。
32.egr:(exhaust gas recirculation，废气再循环)，汽车用内燃机在燃烧后将一部分排气引入发动机的进气，进行再燃烧，可以降低排出气体中的氮氧化合物，提高燃油经济性。
33.单向阀：废气只能从进口单向流向出口，不能从出口回流到进口，可以有效防止废气回流。
34.egr冷却器：一种利用水将流经egr冷却器的废气冷却的装置，用来降低废气的温度。
35.降低热负荷和排放很大程度上取决于egr的流量，目前常用的提升egr流量的手段有两个：
36.(1)利用单向阀提升egr流量
37.单向阀安装在egr冷却器后，废气经egr冷却器冷却后由单向阀入口流向单向阀出口，当发动机的排气压力大于发动机的进气压力时，废气由单向阀入口流向单向阀出口；当发动机的排气压力小于发动机的进气压力时，由于单向阀的作用，废气不会由单向阀出口流向单向阀入口。废气会不断的经过单向阀入口流向单向阀出口，因此可以大幅提升egr流量。由于单向阀主要由金属和橡胶组成，当egr冷却器损坏或冷却效率较低时，较高的废气温度会造成单向阀膜片损坏。单向阀损坏后导致egr驱动能力变差，进而达不到目标egr率，满足不了排放要求；另一方面，egr流量满足不了要求时，会大大增加失火风险，进而导致甲烷未经燃烧就流至后处理阶段，后处理的高温会将甲烷燃烧，导致后处理失效。
38.(2)通过增加排气背压提升egr流量
39.发动机燃烧的废气从气缸内排出后分成两路：一路经增压器排放到大气中，另一路经egr系统流回气缸内。当废气的总流量不变时，废气流向增压器的阻力越大，流经egr系统的废气越多。增压器阻力越大，会降低增压器的效率和缸内扫气效率，进而增加油耗。另一方面，缸内扫气效率越低，残留在缸内的废气越多，缸内温度越高，继而引发排气温度升高，造成恶性循环。因此通过增加排气背压来提升egr流量，但因此带来的油耗问题一直无法避免。
40.本技术提供了一种脉冲转换器，在匹配较大增压器保证egr流量的同时，解决了小增压器压损大造成的油耗高的问题，同时采用脉冲转换器代替单向阀，解决了单向阀带来
的可靠性问题。
41.参见图1，为根据本技术一个实施例的脉冲转换器的结构示意图。
42.本技术中的脉冲转换器包括：扩压流道和多个进气流道；
43.所述扩压流道的排气口用于连接发动机进气口，所述扩压流道的排气口的尺寸大于所述扩压流道的进气口的尺寸。
44.每个所述进气流道的进气口用于连接至少一个发动机气缸的排气口，每个所述进气流道的排气口与所述扩压流道连接。
45.具体来讲，上述目前常用的提升egr流量的手段第二种中介绍了发动机燃烧的废气从气缸内排出后分成两路，本技术中对于第一路中经增压器排放到大气没有改进，图1中的多个进气流道都属于egr系统那一路。每个进气流道的进气口可以连接一个发动机气缸也可以连接多个发动机气缸。扩压流道用于使废气流速减慢，气体压力变大，更多的进入发动机进气口。每个进气流道的排气口与扩压流道连接，包括但不限于进气流道的排气口与扩压流道的进气口连接，或者进气流道的排气口与扩压流道的流道壁连接。
46.作为一种可选的实施方式，每个所述进气流道的排气口均与所述扩压流道的进气口连接。
47.具体来讲，当每个进气流道的排气口均与扩压流道的进气口连接时，进气流道的排气口直径之和与扩压流道的进气口直径相同。
48.作为一种可选的实施方式，针对两个进气流道第一进气流道、第二进气流道，所述第一进气流道的排气口的直径与所述第二进气流道的排气口的直径之和等于所述扩压流道的排气口的直径。
49.具体来讲，参见图2，以两个进气流道为例，位于图上方的进气流道为第一进气流道，位于图下方的进气流道为第二进气流道。图中，d2为第一进气流道排气口的直径，d6为第二进气流道排气口的直径，d3为扩压流道排气口的直径，则d2+d6＝d3。
50.作为一种可选的实施方式，所述进气流道包括连通段和收缩段，所述收缩段的进气端与连通段的排气端连通，所述收缩段的排气端与所述扩压流道的进气口连接；沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的出气口的方向，所述收缩段的通道尺寸逐渐减小，所述连通段的进气端用于连接至少一个发动机气缸的排气口。
51.进气流道的连通段用于连接发动机气缸与收缩段。沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的出气口的方向，收缩段的通道尺寸逐渐减小，收缩段主要用于当所有连通段的直径尺寸之和大于扩压流道进气口直径时，对每个连通段进行相应收缩，使所有连通段的直径之和刚好等于扩压流道进气口直径。
52.作为一种可选的实施方式，沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的排气口的方向，所述扩压流道的内径逐渐增大。
53.具体来讲，沿扩压流道的进气口指向扩压流道的排气口的方向，扩压流道的内径逐渐增大实现了废气的气体流速减慢，气体压力逐渐变大。作为一种可选的实施方式，扩压流道的内腔为圆台状。需要说明的是本技术中扩压流道的内腔不限于圆台状，只要符合沿扩压流道的进气口指向扩压流道的排气口的方向，扩压流道的内径逐渐增大即可。
54.作为一种可选的实施方式，扩压流道包括：混合段和扩压段；
55.所述混合段的进气口与每个所述进气流道的排气口连接，所述混合段的排气口与
所述扩压段的进气口连接，所述扩压段的排气口与所述发动机进气口连接，所述扩压段的排气口的尺寸大于所述混合段的进气口的尺寸。
56.混合段具体用于对从进气流道流向扩压段的气体进行缓冲过度，使气体压力扩大的更加平缓充分。
57.作为一种可选的实施方式，所述扩压流道的排气口的直径大于每个所述连通段的排气端端口的直径，每个所述连通段的排气端端口的直径大于所述扩压流道的进气口的直径，所述扩压流道的进气口的直径大于每个所述收缩段的排气端端口的直径。
58.参见图3，第一进气流道的连通段的排气端端口的直径为d1，第一进气流道收缩段的直径为d2，扩压流道的进气口的直径为d3，扩压流道的排气口的直径为d4，第二进气流道的排气端端口的为d5，第二进气流道收缩段的直径为d6，即d4》d1(d5)》d3》d2(d6)，需要说明的是，每个进气流道连通段的排气端端口的直径大小不做限定，可以相同也可以不同。每个进气流道收缩段的排气端端口的直径大小不做限定，可以相同也可以不同。
59.作为一种可选的实施方式，至少一个进气流道中设置用于控制进气流道开度的第一阀门。
60.作为一种可选的实施方式，混合段还包括用于控制所述混合段开度的第二阀门。
61.参见图4，进气流道中设置的第一阀门和混合段设置的第二阀门可以同时设置，也可以只设置第一阀门或者只设置第二阀门。本技术中阀门(包括第一阀门和第二阀门)的设置代替了目前用于控制整个egr系统开启关闭的egr阀，同时也能控制进气流道开度或混合段开度。
62.不同工况下，通过调整第二阀门，可以改变扩压流道的进气口的直径，平衡egr流量和进气压差。在低速低负荷点，通过将第二阀门开口调小，减小混合段上废气的流淌面积，通过加大压差来提升egr流量；在高速高负荷点，通过将第二阀门开口调大，egr驱动能力变强，通过增大第二阀门开度来减小进气压差。利用第二阀门在不同工况改变扩压流道的进气口的直径，避免了通过缩小增压器来提升egr率造成的油耗降低的问题。
63.参见图5废气流动方向示意图，第一进气流道和第二进气流道分别连接发动机不同气缸的排气口，气缸排除的废弃分别由第一进气流道和第二进气流道流入脉冲转换器中，流入第一进气流道和第二进气流道的废气分别经过连通段、收缩段进入混合段，进入混合段的废气再由扩压段流出，流入发动机进气口。
64.本技术的工作流程如下：以存在两个进气流道第一进气流道和第二进气流道为例进行阐述。
65.由于发动机的各气缸不是同时排出废气，当气缸排出的废气流入第一进气流道时，第二进气流道没有废气流入或有微弱的废气气流流入。当进入第一进气流道的废气由收缩段进入混合段和扩压段后，废气流速减小，压力增大，第二进气流道的收缩段形成负压，可以将第二进气流道中的微弱的气流抽出，提升扫气效率，减小气缸内废气的残留，降低发动机温度。同理，气缸排出的废气流入第二进气流道时，第一进气流道没有废气流入或有微弱的气流，当进入第二进气流道的废气由收缩段进入混合段和扩压段后，废气流速减小，压力增大，第一进气流道的收缩段形成负压，可以将第一进气流道中的微弱的废气抽出，提升发动扫气效率，减小气缸内废气的残留，降低发动机的温度。
66.此外，参见图6，横坐标表示扩压流道的进气口的直径，左侧纵坐标表示egr流量
(或egr驱动能力)，右侧纵坐标表示废气进出脉冲转换器进出气口压差，图6中带圆点的线代表脉冲转换器进出气口压差，图6中带方块的线代表egr流量。随着扩压流道的进气口的直径的增加，egr流量逐渐减小，压差也逐渐减小，反之，扩压流道的进气口的直径越小，egr流量越大，但进气压差越大，进气压差越大，代表着气体压力损失会越大。
67.本技术提供的脉冲转换器为普通铸件，成本低，可靠性高；通过第一阀门和/或第二阀门代替了egr阀门，节约了成本；脉冲转换器配合第二阀门代替了单向阀，减少了单向阀带来的可靠性问题；脉冲转换器配合第二阀门可以匹配较大规格的增压器，降低了排气压力，提高了气缸内的扫气效率，进而降低了油耗和排气温度，发动机排气温度降低，发动机高温件寿命得以提升。
68.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
69.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种脉冲转换器，其特征在于，包括：扩压流道和多个进气流道；所述扩压流道的排气口用于连接发动机进气口，所述扩压流道的排气口的尺寸大于所述扩压流道的进气口的尺寸；每个所述进气流道的进气口用于连接至少一个发动机气缸的排气口，每个所述进气流道的排气口与所述扩压流道连接。2.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，每个所述进气流道的排气口均与所述扩压流道的进气口连接。3.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，针对两个进气流道第一进气流道、第二进气流道，所述第一进气流道的排气口的直径与所述第二进气流道的排气口的直径之和等于所述扩压流道的排气口的直径。4.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，所述进气流道包括连通段和收缩段，所述收缩段的进气端与连通段的排气端连通，所述收缩段的排气端与所述扩压流道的进气口连接；沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的出气口的方向，所述收缩段的通道尺寸逐渐减小，所述连通段的进气端用于连接至少一个发动机气缸的排气口。5.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，沿所述扩压流道的进气口指向所述扩压流道的排气口的方向，所述扩压流道的内径逐渐增大。6.根据权利要求4所述的脉冲转换器，其特征在于，所述扩压流道的内腔为圆台状。7.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，所述扩压流道包括：混合段和扩压段；所述混合段的进气口与每个所述进气流道的排气口连接，所述混合段的排气口与所述扩压段的进气口连接，所述扩压段的排气口与所述发动机进气口连接，所述扩压段的排气口的尺寸大于所述混合段的进气口的尺寸。8.根据权利要求6所述的脉冲转换器，其特征在于，所述扩压流道的排气口的直径大于每个所述连通段的排气端端口的直径，每个所述连通段的排气端端口的直径大于所述扩压流道的进气口的直径，所述扩压流道的进气口的直径大于每个所述收缩段的排气端端口的直径。9.根据权利要求1所述的脉冲转换器，其特征在于，至少一个所述进气流道中设置用于控制所述进气流道开度的第一阀门。10.根据权利要求7所述的脉冲转换器，其特征在于，所述混合段还包括用于控制所述混合段开度的第二阀门。

技术总结

本申请公开了一种脉冲转换器，包括：扩压流道和多个进气流道；扩压流道的排气口用于连接发动机进气口，扩压流道的排气口的尺寸大于扩压流道的进气口的尺寸；每个进气流道的进气口用于连接至少一个发动机气缸的排气口，每个进气流道的排气口与扩压流道连接。解决了小增压器压损大造成的油耗高的问题，以及采用脉冲转换器代替单向阀，避免了单向阀带来的可靠性的问题。的问题。的问题。