CN107489565A - 一种废气再循环***及具有该***的发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气再循环***，包括冷却器，冷却器的冷却通道上设有用于连接排气歧管和增压器后处理装置的废气入口、用于连接进气歧管的第一废气出口以及用于连接增压器的第二废气出口，第二废气出口位于第一废气出口的流向下游，且在二者之间设置有变流道开关阀。本发明零部件数量较少、占用空间小、装配简单、节省了发动机中的空间，发动机上布置一个冷却器更加容易，且成本低；另外，使连接增压器的第二废气出口相较于第一废气出口而言流动距离更长，能够实现更大的散热功率，延长了废气在冷却器中的流动来增加散热功率。本发明还公开了一种包括上述废气再循环***的发动机。
Description
技术领域
本发明涉及发动机设计技术领域，更具体地说，涉及一种废气再循环***。此外，本发明还涉及一种包括上述废气再循环***的发动机。
背景技术
随着排放法规和油耗要求的日趋严格，排放法规成为引领柴油机技术进步的主导因素。控制发动机尾气中的有害物质变得越来越重要。在发动机中采用EGR(Exhaust GasRecirculation，废气再循环***)技术，可以有效控制燃烧温度，降低氮氧化物的排放。
现有技术中通常采用两个冷却器分别对高压废气再循环和低压废气再循环中的废气进行冷却，在发动机的使用的不同阶段，废气均从EGR冷却器的一侧导入，并从另一侧导出，冷却介质与废气逆向流动，冷却的结构单一，且功能单一，另外，由于发动机的零部件较多，设置两个冷却器还会增大发动机布置的困难程度。
综上所述，如何提供一种布置简单、成本低的废气再循环***，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种废气再循环***，该废气再循环***的结构简单，布置方便，且成本较低。
本发明的另一目的是提供一种包括上述废气再循环***的发动机。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种废气再循环***，包括冷却器，所述冷却器的冷却通道上设有用于连接排气歧管和增压器后处理装置的废气入口、用于连接进气歧管的第一废气出口以及用于连接增压器的第二废气出口，所述第二废气出口位于所述第一废气出口的流向下游，且在二者之间设置有变流道开关阀。
优选的，所述冷却器与所述进气歧管、或与所述排气歧管的连接管路上设有第一节流阀；所述冷却器与所述增压器、或与所述增压器后处理装置的连接管路上设有第二节流阀。
优选的，所述变流道开关阀、所述第一节流阀和所述第二节流阀均与控制装置连接，所述控制装置还与发动机测速装置连接，用于根据所述发动机的转速调节所述变流道开关阀、所述第一节流阀和所述第二节流阀的开闭。
优选的，还包括与所述冷却器并联设置的废气旁通通路，所述废气旁通通路上设有旁通阀。
优选的，当所述发动机的转速为低速时，所述控制装置控制所述第一节流阀、旁通阀开启，所述第二节流阀、变流道开关阀关闭；
和/或当所述发动机的转速为中速时，所述控制装置控制所述第一节流阀开启，所述变流道开关阀连通所述废气入口和所述第一废气出口，所述第二节流阀和所述旁通阀关闭；
和/或当所述发动机的转速为高速时，所述控制装置控制所述第二节流阀开启，所述变流道开关阀连通所述废气入口和所述第二废气出口，所述第一节流阀和所述旁通阀关闭。
优选的，所述冷却器的冷却通道为弯折型通道，所述废气入口和第二废气出口分别设于所述冷却通道的两端，所述变流道开关阀设于所述冷却通道的弯折部。
优选的，所述冷却器的冷却通道为U形通道。
优选的，用于与所述冷却器中的废气通路进行热交换的冷却液通路与气缸连接。
优选的，所述变流道开关阀为电机驱动的蝶阀、或真空调节器控制的提升阀、或连杆传动的旋转阀。
一种发动机，包括废气再循环***，所述废气再循环***为上述任意一项所述的废气再循环***。
本发明提供的废气再循环***中，冷却器通过设置两个废气出口，并在两个废气出口之间增加变流道开关阀，使高压废气再循环和低压废气再循环能够共用一个冷却器，零部件数量较少、占用空间小、装配简单、节省了发动机中的空间，发动机上布置一个冷却器更加容易，且成本低；另外，使连接增压器的第二废气出口相较于第一废气出口而言流动距离更长，能够实现更大的散热功率，延长了废气在冷却器中的流动来增加散热功率。
本发明还提供了一种包括上述废气再循环***的发动机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种废气再循环***的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种废气再循环***中冷却器的示意图。
图1-2中：
1为冷却器、11为第一废气出口、12为第二废气出口、13为废气入口、14为变流道开关阀、2为废气旁通通路、21为旁通阀、31为第一节流阀、32为第二节流阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种废气再循环***，该废气再循环***的结构简单，布置方便，且成本较低。
本发明的另一核心是提供一种包括上述废气再循环***的发动机。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的一种废气再循环***的结构示意图；图2为本发明所提供的一种废气再循环***中冷却器的示意图。
本发明所提供的一种废气再循环***，包括冷却器1，冷却器1设置有冷却通道以及用于和冷却通道换热的冷媒通路或冷媒元件。冷却通道用于与缸体连接，以获得废气并将废气进行冷却。冷却通道上设有废气入口13、第一废气出口11和第二废气出口12。废气入口13用于连接排气歧管和增压器后处理装置，第一废气出口11用于连接进气歧管，第二废气出口12用于连接增压器或连接增压器的中冷器。在冷却通道的废气流向上，第二废气出口12位于第一废气出口11的流向下游，且在二者之间设置有变流道开关阀14。变流道开关阀14的作用是控制废气由第一废气出口11流出冷却器，并由第二废气出口12流出冷却器。也就是说，废气由废气入口13进入后，会先流至第一废气出口11的位置，由于变流道开关阀14的作用，形成对废气的流向控制。
需要说明的是，上述进气歧管、排气歧管均为发动机缸体的进气歧管和排气歧管，增压器连接在排气歧管上。上述***在使用时，第一种使用状态中，废气从排气歧管开始，依次经过冷却器的进气管路、冷却器、冷却器的出气管路和进气歧管，然后进气缸；第二种使用状态中，废气经过排气歧管、增压器后处理装置，依次经过冷却器的进气管路、冷却器和冷却器的出气管路、增压器、中冷器，并返回进气歧管，最后进入气缸。
本发明所提供的废气再循环***中，冷却器1通过设置两个废气出口，并在两个废气出口之间增加变流道开关阀14，使高压废气再循环和低压废气再循环能够共用一个冷却器，零部件数量较少、占用空间小、装配简单、节省了发动机中的空间，发动机上布置一个冷却器更加容易，且成本低；另外，使连接增压器的第二废气出口12相较于第一废气出口11而言流动距离更长，能够实现更大的散热功率，延长了废气在EGR冷却器中的流动来增加散热功率。
可选的，在上述实施例的基础之上，上述变流道开关阀14除了能够选择连通第一废气出口11或第二废气出口12，还可以控制连通的第一废气出口11或第二废气出口12的通路的距离流量，例如可以在变流道开关阀14上增设流量控制装置，通过控制通道中的流量，实现对装置对废气的冷却效果的改变。
在上述实施例的基础之上，冷却器1与进气歧管、或与排气歧管的连接管路上设有第一节流阀31；冷却器1与增压器、或与增压器后处理装置的连接管路上设有第二节流阀32。
需要说明的是，冷却器1的第一废气出口11与进气歧管的连接管路为冷却器的出气管路，冷却器1的废气入口13与排气歧管的连接管路为冷却器的进气管路，在出气管路和进气管路上均可以设置第一节流阀31，以便实现对出气管路、进气管路上的气体流量进行控制。
相对应的，冷却器1的第一废气出口11与增压器后处理装置连接的管路为进气管路，冷却器1的第二废气出口12与增压器连接的管路为出气管路，在出气管路和进气管路上均可以设置第二节流阀32，以便实现对出气管路、进气管路上的气体流量进行控制。
可选的，上述设置方式并不唯一，只要能够实现回路中流量的控制即可。
在上述实施例的基础之上，变流道开关阀14、第一节流阀31和第二节流阀32均与控制装置连接，控制装置还与发动机测速装置连接，用于根据发动机的转速对应调节变流道开关阀14、第一节流阀31和第二节流阀32各自的开闭。
需要说明的是，通过控制装置对上述阀体进行自动控制可以提升***的控制流畅性。
在上述任意一个实施例的基础之上，还包括与冷却器1并联设置的废气旁通通路2，废气旁通通路2上设有旁通阀21。
请参照图1，图1中废气旁通通路2与冷却器并联连接，且旁通阀21设置在废气旁通通路2上。在车辆怠速状态时，废气从排气歧管，依次经过冷却器进气管路、废气旁通通路2、旁通阀、出气管路和进气歧管，然后进入气缸。在上述过程中，废气旁通通路2将冷却器短路，使得废气仅仅进入废气旁通通路2，最终回到进气歧管。
在上述任意一个实施例的基础之上，实际使用时，控制装置根据发动机转速对冷却器进行控制。
当发动机的转速为低速时，控制装置控制第一节流阀31、旁通阀21开启，第二节流阀32、变流道开关阀14关闭。其中，低速可以具体为750-1000r/min。
和/或当发动机的转速为中速时，控制装置控制第一节流阀31开启，变流道开关阀14连通废气入口13和第一废气出口11，第二节流阀32和旁通阀21关闭。其中，中速可以具体为1000-2000r/min。
和/或当发动机的转速为高速时，控制装置控制第二节流阀32开启，变流道开关阀14连通废气入口13和第二废气出口12，第一节流阀31和旁通阀21关闭。其中，高速可以具体为2000-3000r/min。
在上述任意一个实施例的基础之上，冷却器1的冷却通道为弯折型通道，废气入口13和第二废气出口12分别设于冷却通道的两端，变流道开关阀14设于冷却通道的弯折部。
为了增大第二废气入口12通入的废气的作用效果，可以将与第二废气出口12连接的冷却通路上废气进行充分的冷却和处理。上述弯折的冷却通道能够增大冷却通路的长度，使冷却通路与冷媒进行充分反应。
在上述实施例的基础之上，冷却器1的冷却通道为U形通道。具体设置可以参考图2的U形通道。
可选的，上述弯折型通道还可以为M形通道、Z形通道，或者为其他形状的回转类通道。
在上述任意一个实施例的基础之上，用于与冷却器1中的废气通路进行热交换的冷却液通路与气缸连接。
可选的，变流道开关阀14为电机驱动的蝶阀、或真空调节器控制的提升阀、或连杆传动的旋转阀。
除了上述各个实施例所提供的废气再循环***，本发明还提供一种包括上述实施例公开的废气再循环***的发动机，该发动机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的废气再循环***及具有该***的发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种废气再循环***，包括冷却器(1)，其特征在于，所述冷却器(1)的冷却通道上设有用于连接排气歧管和增压器后处理装置的废气入口(13)、用于连接进气歧管的第一废气出口(11)以及用于连接增压器的第二废气出口(12)，所述第二废气出口(12)位于所述第一废气出口(11)流向的下游，且在二者之间设置有变流道开关阀(14)。
2.根据权利要求1所述的废气再循环***，其特征在于，所述冷却器(1)与所述进气歧管、或与所述排气歧管的连接管路上设有第一节流阀(31)；所述冷却器(1)与所述增压器、或与所述增压器后处理装置的连接管路上设有第二节流阀(32)。
3.根据权利要求2所述的废气再循环***，其特征在于，所述变流道开关阀(14)、所述第一节流阀(31)和所述第二节流阀(32)均与控制装置连接，所述控制装置还与发动机测速装置连接，用于根据所述发动机的转速调节所述变流道开关阀(14)、所述第一节流阀(31)和所述第二节流阀(32)的开闭。
4.根据权利要求3所述的废气再循环***，其特征在于，还包括与所述冷却器(1)并联设置的废气旁通通路(2)，所述废气旁通通路(2)上设有旁通阀(21)。
5.根据权利要求4所述的废气再循环***，其特征在于，当所述发动机的转速为低速时，所述控制装置控制所述第一节流阀(31)、旁通阀(21)开启，所述第二节流阀(32)、变流道开关阀(14)关闭；
和/或当所述发动机的转速为中速时，所述控制装置控制所述第一节流阀31开启，所述变流道开关阀14连通所述废气入口13和所述第一废气出口11，所述第二节流阀32和所述旁通阀21关闭；
和/或当所述发动机的转速为高速时，所述控制装置控制所述第二节流阀(32)开启，所述变流道开关阀(14)连通所述废气入口(13)和所述第二废气出口(12)，所述第一节流阀(31)和所述旁通阀(21)关闭。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的废气再循环***，其特征在于，所述冷却器(1)的冷却通道为弯折型通道，所述废气入口(13)和第二废气出口(12)分别设于所述冷却通道的两端，所述变流道开关阀(14)设于所述冷却通道的弯折部。
7.根据权利要求6所述的废气再循环***，其特征在于，所述冷却器(1)的冷却通道为U形通道。
8.根据权利要求7所述的废气再循环***，其特征在于，用于与所述冷却器(1)中的废气通路进行热交换的冷却液通路与气缸连接。
9.根据权利要求6所述的废气再循环***，其特征在于，所述变流道开关阀(14)为电机驱动的蝶阀、或真空调节器控制的提升阀、或连杆传动的旋转阀。
10.一种发动机，包括废气再循环***，其特征在于，所述废气再循环***为权利要求1至9任意一项所述的废气再循环***。
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