CN114060183A - 用于车辆的废气循环***、控制方法以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车辆的废气循环***、控制方法以及车辆,所述用于车辆的废气循环***包括:发动机、换热器和冷却器,所述换热器具有换热器进口以及换热器出口,所述换热器出口与所述发动机的进气口相连;所述冷却器具有冷却器进口和冷却器出口,所述冷却器进口与所述发动机的排气口相连,所述冷却器出口与所述发动机的进气口以及所述换热器进口相连。根据本发明的废气循环***,该废气循环***中设置有冷却器,冷却器出口分别与换热器进口和发动机的进气口相连,部分冷却器出口的废气能够进入换热器进行两次冷却,有效地降低了废气进入发动机内的实际温度,使废气在发动机内可以充分燃烧,更好地实现了发动机的稀薄燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及车辆废气处理领域,尤其是涉及一种用于车辆的废气循环***、控制方法以及车辆。
背景技术
相关技术中,传统车辆的发动机排出的废气,经过冷却器冷却后直接进入发动机内进行二次燃烧,但经过冷却器冷却后的废气温度可能仍然具有很高的温度,使废气进入发动机的温度难以满足发动机的要求,从而造成废气燃烧不够充分,降低废气的利用效率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种用于车辆的废气循环***。该废气循环***中设置有冷却器,冷却器出口分别与换热器进口和发动机的进气口相连,部分冷却器出口的废气能够进入换热器进行两次冷却,有效地降低了废气进入发动机内的实际温度,使废气在发动机内可以充分燃烧,更好地实现了发动机的稀薄燃烧。
本发明还提出了一种用于上述废气循环***的控制方法。
本发明还提出了一种具有上述废气循环***的车辆。
根据本发明的用于车辆的废气循环***包括:发动机、换热器和冷却器,所述换热器具有换热器进口以及换热器出口,所述换热器出口与所述发动机的进气口相连;所述冷却器具有冷却器进口和冷却器出口,所述冷却器进口与所述发动机的排气口相连,所述冷却器出口与所述发动机的进气口以及所述换热器进口相连。
根据本发明的用于车辆的废气循环***,该废气循环***中设置有两条支路,废气可以通过两条支路分别进入发动机内,其中,第二支路上的废气经过两次冷却,有效地降低了废气进入发动机内的温度,使废气在发动机内的燃烧更加充分,大大提高了废气的利用率,减小了废气的排放。
根据本发明的一个实施例,用于车辆的废气循环***还包括:过滤器,所述过滤器具有与大气连通的过滤器第一进口、与所述冷却器出口相连的过滤器第二进口以及与所述换热器进口相连的过滤器出口。
根据本发明的一个实施例,用于车辆的废气循环***还包括:调控阀,所述调控阀具有第一阀口、第二阀口以及第三阀口,所述第一阀口与所述冷却器出口相连,所述第二阀口与所述发动机的进气口相连,所述第三阀口与所述过滤器第二进口相连,所述第二阀口的开度与所述第三阀口的开度可调。
根据本发明的一个实施例,所述过滤器包括:壳体,所述壳体形成有混合腔以及分别与所述混合腔连通的所述过滤器第一进口和所述过滤器第二进口。
根据本发明的一个实施例,所述第一过滤器进口与所述混合腔之间设置有第一过滤件,所述过滤器出口与所述混合腔之间设置有第二过滤件。
根据本发明的一个实施例,用于车辆的废气循环***还包括:尾气处理装置,所述尾气处理装置设置于所述发动机的排气口与所述冷却器进口之间。
根据本发明的废气循环***的控制方法包括:根据所述冷却器出口废气温度、所述发动机的进气口气体温度以及所述发动机的排气***氧量调整所述冷却器出口与所述发动机的进气口之间的气体流量和/或所述冷却器出口与所述换热器进口之间的气体流量。
根据本发明的用于废气循环***的控制方法,该方法可根据冷却器出口废气温度、发动机的进气口气体温度以及发动机的排气***氧量,调整冷却器出口与发动机的进气口之间的气体流量和/或冷却器出口与换热器进口之间的气体流量,从而控制废气进入第二支路中的流量,使废气进入发动机的实际温度可以满足发动机的要求。
根据本发明的一个实施例,当所述冷却器出口废气温度升高或所述发动机的进气口气体温度升高或所述发动机的排气***氧量升高,则提高所述冷却器出口与所述过滤器第二进口之间的气体流量。
根据本发明的一个实施例,当所述发动机的进气口气体温度小于目标值,则所述过滤器第二进口与所述冷却器出口断开。
下面简单描述根据本发明的车辆。
根据本发明的车辆设置有上述实施例的废气循环***,由于根据本发明的车辆上设置有上述实施例的废气循环***,该废气循环***可根据发动机的进气需求,以控制由冷却器直接进入发动机的废气流量,使部分废气可通过换热器进行二次冷却,以使废气进入发动机的实际温度满足发动机的要求,同时可以减少冷却器散入水冷***的热量,且车辆上的废气循环***可以根据发动机的需求,精准地控制废气的进入量,以实现稀薄燃烧,提高了车辆发动机的燃烧效率,减少了车辆的污染,提升了车辆在市场中的竞争力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明的废气循环***的示意图;
图2是根据本发明的过滤器的示意图。
附图标记:
废气循环***100,
发动机110,换热器120,冷却器130,过滤器140,过滤器第二进口141,壳体142,
第一过滤件143,第二过滤件144,混合腔145,过滤器出口146,调控阀150,
尾气处理装置160,三元催化器161,后处理162,
第一涡轮增压器101,第二涡轮增压器102,控制器103,温度传感器104。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中,传统车辆的发动机排出的废气,经过冷却器冷却后直接进入发动机内进行二次燃烧,但经过冷却器冷却后的废气温度可能仍然具有很高的温度,使废气进入发动机的温度难以满足发动机的要求,从而造成废气燃烧不够充分,降低废气的利用效率。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的用于车辆的废气循环***100。
根据本发明的用于车辆的废气循环***100包括发动机110、换热器120和冷却器130,换热器120具有换热器进口以及换热器120,换热器120与发动机110的进气口相连;冷却器130具有冷却器进口和冷却器出口,冷却器进口与发动机110的排气口相连,冷却器出口与发动机110的进气口以及换热器进口相连。
换热器120中混合气体可以通过换热器出口进入发动机110的进气口,并通过发动机110的进气口进入发动机110内进行燃烧,发动机110燃烧产生的废气通过发动机110的排气口排出,排气口与冷却器进口相连,则发动机110产生的废气依次经过排气口、冷却器进口进入冷却器130内,并在冷却器130内进行冷却,经过冷却器130冷却后的废气由冷却器出口排出,冷却器出口分别与发动机110进气口和换热器进口相连,冷却后的废气一部分可以通过发动机110的进气口直接进入发动机110,另一部分尾气通过换热器进口进入换热器120内。
其中,通过在发动机110与换热器120之间设置冷却器130,使发动机110的废气可以通过两条支路进入发动机110内部,并进行燃烧。废气通过冷却器出口直接进入发动机110构内造为第一支路,废气经过冷却器130、换热器120进入发动机110内构造为第二支路,冷却器130可以对发动机110排出的废气进行冷却,降低废气进入发动机110的温度,换热器120设置在第二支路上,第二支路上的废气可以在换热器120内进行第二次冷却,以进一步降低废气进入发动机110内的温度,使废气进入发动机110内充分燃烧做功,以提高废气的利用率,同时减少了废气的排放。
进一步地,由于废气可以在换热器120内进行第二次冷却,换热器120有效地缓解了冷却器130对废气进行冷却的压力,减小了冷却器130散入水冷***的热量。
根据本发明的用于车辆的废气循环***100,该废气循环***100中设置有两条支路,废气可以通过两条支路分别进入发动机110内,其中,第二支路上的废气经过两次冷却,有效地降低了废气进入发动机110内的温度,使废气在发动机110内的燃烧更加充分,大大提高了废气的利用率,减小了废气的排放。
根据本发明的一个实施例,废气循环***100还包括过滤器140,过滤器140具有与大气连通的过滤器第一进口、与冷却器出口相连的过滤器第二进口141以及与换热器进口相连的过滤器出口146。大气和冷却器出口分别与过滤器第一进口和过滤器第二进口141相连,过滤器140适于过虑大气中的空气,清除空气中的杂质,且过滤后的空气和冷却后的废气能够在过滤器140内进行混合,混合后的气体通过过滤器出口146排出。通过设置过滤器140,保证了空气的清洁,提高了空气和废气的混合效果。
根据本发明的一个实施例,用于车辆的废气循环***100还包括调控阀150,调控阀150具有第一阀口、第二阀口以及第三阀口,第一阀口与冷却器出口相连,第二阀口与发动机110的进气口相连,第三阀口与过滤器第二进口141相连,第二阀口的开度与第三阀口的开度可调。
调控阀150可构造为三相流量电控阀,第一阀口、第二阀口以及第三阀口分别与冷却器出口、发动机110的进气口以及过滤器第二进口141相连,其中,第二阀口和第三阀口的开度可调,可根据发动机110进气流量的需求而调节第二阀口和第三阀口的开度。
进一步地,废气循环***100还包括控制器103,控制器103与调控阀150电连接,控制器103能够控制调控阀150的内阀芯的旋转角度,从而控制第二阀口和第三阀口的开度,通过设置控制器103以控制调控阀150,提高了对第一阀口和第二阀口开度的调节的便利性。
根据本发明的一个实施例,过滤器140包括壳体142,壳体142形成有混合腔145以及分别与混合腔145连通的过滤器第一进口和过滤器第二进口141。其中,空气和冷却后的废气分别通过过滤器140第一进口和过滤器第二进口141进入混合腔145,并在混合腔145内混合以形成混合气体。
根据本发明的一个实施例,过滤器第一进口与混合腔145之间设置有第一过滤件143,过滤器出口146与混合腔145之间设置有第二过滤件144。第一过滤件143适于过滤大气中的空气,第二过滤件144适于过滤混合后的气体;其中,第一过滤件143可以对空气进行粗过滤,将大于30μm的颗粒物及杂质阻挡在第一过滤件143外侧,第二过滤件144可以对混合后的气体进行精过滤,且第一过滤件143和第二过滤件144可构造为过滤介质板,过滤介质板可根据需求进行更换。
根据本发明的一个实施例,用于车辆的废气循环***100还包括尾气处理装置160,尾气处理装置160设置于发动机110的排气口与冷却器进口之间。尾气处理装置160包括:三元催化器161和后处理162,将尾气处理装置160设置于发动机110的排气口与冷却器进口之间,使尾气处理装置160能够处理废气中的有害物质,减小废气对大气的污染。
根据本发明的一个实施例,废气循环***100还包括第一涡轮增压器101、第二涡轮增压器102和温度传感器104,第一涡轮增压器101用于产生负压,使大气中的空气可以顺利进入过滤器140内,第二涡轮增压器102与发动机110的排气口相连,以吸出发动机110内部的废气,温度传感器104设置在冷却器出口和发动机110的进气口,或是设置在混合腔内,以检测冷却器出口的废气温度、发动机110的进气口气体温度和混合气体的温度。
进一步地温度传感器104与控制器103相连,并将冷却器出口的废气温度、发动机110的进气口气体温度和混合气体的温度反馈至控制器103,控制器103根据温度传感器104的反馈来调节调控阀150的第二阀口和第三阀口开度。
下面描述根据本发明的用于废气循环***100的控制方法。
根据本发明的用于废气循环***100的控制方法包括:根据冷却器出口废气温度、发动机110的进气口气体温度以及发动机110的排气***氧量调整冷却器出口与发动机110的进气口之间的气体流量和/或冷却器出口与换热器进口之间的气体流量。
根据本发明的用于废气循环***100的控制方法,该方法可根据冷却器出口废气温度、发动机110的进气口气体温度以及发动机110的排气***氧量,调整冷却器出口与发动机110的进气口之间的气体流量和/或冷却器出口与换热器进口之间的气体流量,从而控制废气进入第二支路中的流量,使废气进入发动机110的实际温度可以满足发动机110的要求。
根据本发明的一个实施例,当冷却器出口废气温度升高或发动机110的进气口气体温度升高或发动机110的排气***氧量升高,则提高冷却器出口与过滤器第二141进口之间的气体流量。
具体地,发动机110内设置废气进入的目标温度T1,通过检测冷却器出口废气温度T2,或是检测发动机110的进气口气体温度T3,当冷却器出气口的废气温度T2或发动机110的进气口气体温度T3大于目标温度T1时,增大第三阀口的开度,以提高冷却器出口与过滤器第二进口141之间的气体流量,使更多的废气可以经过二次冷却,从而降低废气进入发动机110的温度,使废气进入发动机110的温度可以满足发动机的要求。
同样地,可以根据检测发动机110的排气口的含氧量,控制冷却器出口与过滤器第二进口141之间的气体流量,即在发动机110的排气口设置目标含氧量R,当检测发动机110的排气口的含氧量R1大于目标含氧量R时,增大第三阀口的开度,以提高冷却器出口与过滤器第二进口141之间的气体流量,使更多的废气可以经过二次冷却,从而降低废气进入发动机110的温度,使废气进入发动机110的温度满足要求。
需要理解的是:氧含量与发动机110的燃烧状态有关,发动机110越是接近稀薄燃烧,氧含量R越低,反之则越高,发动机110的排气口的含氧量高低与发动机110的排气口的温度成正相关关系。
根据本发明的一个实施例,当发动机110的进气口气体温度小于目标值,则过滤器第二进口141与冷却器出口断开。发动机110进气口气体的实际温度T3小于目标值T1时,此时发动机110的负荷较小,发动机110的进气温度T3单独通过冷却器130冷却,即可满足发动机110的进气温度要求,不需对排放的废气进行二次冷却,控制器103可调整控制阀的第三阀门,使第三阀门的开度为零,以切断过滤器第二进口141与冷却器出口的连接,使废气不进入第二支路进行冷却。
下面简单描述根据本发明的车辆。
根据本发明的车辆设置有上述实施例的废气循环***100,由于根据本发明的车辆上设置有上述实施例的废气循环***100,该废气循环***100可根据发动机110的进气需求,以控制由冷却器130直接进入发动机110的废气流量,使部分废气可通过换热器120进行二次冷却,以使废气进入发动机110的实际温度满足发动机110的要求,同时可以减少冷却器130散入水冷***的热量,且车辆上的废气循环***100,可以根据发动机110的需求,精准的控制废气的进入量,实现稀薄燃烧,提高了车辆发动机110燃烧效率,减少了车辆的污染,提升了车辆在市场中的竞争力。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。
在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于车辆的废气循环***,其特征在于,包括:
发动机;
换热器,所述换热器具有换热器进口以及换热器出口,所述换热器出口与所述发动机的进气口相连;
冷却器,所述冷却器具有冷却器进口和冷却器出口,所述冷却器进口与所述发动机的排气口相连,所述冷却器出口与所述发动机的进气口以及所述换热器进口相连。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的废气循环***,其特征在于,还包括:过滤器,所述过滤器具有与大气连通的过滤器第一进口、与所述冷却器出口相连的过滤器第二进口以及与所述换热器进口相连的过滤器出口。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的废气循环***,其特征在于,还包括:
调控阀,所述调控阀具有第一阀口、第二阀口以及第三阀口,所述第一阀口与所述冷却器出口相连,所述第二阀口与所述发动机的进气口相连,所述第三阀口与所述过滤器第二进口相连,所述第二阀口的开度与所述第三阀口的开度可调。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的废气循环***,其特征在于,所述过滤器包括:壳体,所述壳体形成有混合腔以及分别与所述混合腔连通的所述过滤器第一进口和所述过滤器第二进口。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的废气循环***,其特征在于,所述第一过滤器进口与所述混合腔之间设置有第一过滤件,所述过滤器出口与所述混合腔之间设置有第二过滤件。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的废气循环***,其特征在于,还包括:尾气处理装置,所述尾气处理装置设置于所述发动机的排气口与所述冷却器进口之间。
7.一种用于权利要求1-6中任意一项所述的废气循环***的控制方法,其特征在于,包括:
根据所述冷却器出口废气温度、所述发动机的进气口气体温度以及所述发动机的排气***氧量调整所述冷却器出口与所述发动机的进气口之间的气体流量和/或所述冷却器出口与所述换热器进口之间的气体流量。
8.根据权利要求7所述的用于废气循环***的控制方法,其特征在于,当所述冷却器出口废气温度升高或所述发动机的进气口气体温度升高或所述发动机的排气***氧量升高,则提高所述冷却器出口与所述过滤器第二进口之间的气体流量。
9.根据权利要求8所述的用于废气循环***的控制方法,其特征在于,当所述发动机的进气口气体温度小于目标值,则所述过滤器第二进口与所述冷却器出口断开。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-6中任意一项所述的废气循环***。
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2020
- 2020-08-04 CN CN202010771947.8A patent/CN114060183A/zh active Pending
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