CN104912664A - Egr冷却器的清理方法和清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种EGR冷却器的清理方法和清理装置，清理方法包括下述步骤：建立EGR冷却器清理的激活条件；当激活条件成立时，向EGR冷却器通入高压气体，以清理所述EGR冷却器。该清理方法利用高压气流吹走积碳、酸液等物质，从而从根本上解决积碳和腐蚀问题，保证EGR冷却器的性能；而且，相较于现有技术的材料改进和DOC设置，可以降低甚至基本不增加成本。

Description

EGR冷却器的清理方法和清理装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种EGR冷却器的清理方法和清理装置。

背景技术

随着排放法规的日益升级，法规对于发动机废气中的NOx限值要求的越来越低。废气再循环(EGR)作为一种降低发动机NOx排放水平的有效措施在柴油机上的应用越来越广泛。EGR系统包括EGR冷却器、EGR阀以及相应的连接管路。随着EGR技术应用的逐步广泛，EGR系统使用过程中的一系列问题也日益凸显。其中发生最频繁的问题就是EGR冷却器的积碳和腐蚀问题。

随着EGR冷却器使用时间的增加，EGR冷却器中的积碳会逐渐增多，不仅造成了EGR冷却器冷却效率的下降，而且增加了整个EGR系统的压力损失，甚至有可能完全堵塞部分EGR冷却器的气路，从而影响了废气的通过，进而影响到了发动机的性能和排放水平。

其次，如果EGR冷却器的冷却效率过高，也会使得通过EGR冷却器的废气温度降低到130℃以下，达到了废气中H2SO4、HNO3等酸性物质的露点。从而使得废气中的H2SO4、HNO3等酸性物质更加容易吸附在冷却器的内表面形成酸液，造成EGR冷却器的腐蚀漏水。这也是EGR冷却器一个十分重要的失效模式。

现有技术中，为了解决上述技术问题，主要采取下述两种方案：

方案一、改进EGR冷却器的材料，增加EGR系统的表面光洁度来减少积碳的附着；同时，使用耐腐蚀性能更好的材料来提高EGR系统的抗腐蚀能力。

方案二、在EGR取气管上添加DOC氧化催化剂载体来将废气中的积碳氧化和过滤掉，从而防止在EGR冷却器中附着积碳。

然而，上述解决方案依然存在下述技术问题：

方案一采用的材料升级，势必会增加EGR系统的成本，从而降低产品的竞争力。而且，该种方法并没有将EGR系统中的积碳和酸液进行清理，并不能从根本上解决EGR系统的积碳、腐蚀问题。

方案二在EGR取气管中增加DOC载体的方式会造成EGR系统极大的压力损失，减少废气再循环的量，影响发动机的性能，故也存在较大的应用风险，成本也相对较高。而且，其未能解决积碳问题。

有鉴于此，亟待对EGR系统进行改进，以在尽量不增加系统成本的基础上，有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种EGR冷却器清理方法和清理装置，该方法和装置可在基本不增加系统成本的基础上，有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。

本发明提供的EGR冷却器的清理方法，包括下述步骤：

建立EGR冷却器清理的激活条件；

当激活条件成立时，向EGR冷却器通入高压气体，以清理所述EGR冷却器。

可选地，所述激活条件包括：

发动机的运行时间超过预定运行时间。

可选地，通过发动机的ECU控制高压气体的通入，所述激活条件包括：

发动机的开关断电，

且，

所述发动机的转速为零，或所述开关断电后，已达到预定断电时间。

可选地，通入所述EGR冷却器的高压气体方向，与发动机废气进入所述EGR冷却器的方向相反。

可选地，在发动机运行过程中清理所述EGR冷却器，将EGR阀设于所述EGR冷却器的上游，所述激活条件包括：

所述EGR阀关闭。

本发明提供的EGR冷却器的清理装置，包括高压气源和通断阀，所述高压气源与所述EGR冷却器能够通过所述通断阀连通；还包括控制所述通断阀通断的控制模块。

可选地，所述高压气源通过所述通断阀连通所述EGR冷却器的废气出口。

可选地，所述EGR阀位于所述EGR冷却器的下游，所述高压气源连通至所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的通路。

可选地，所述高压气源为车辆的整车气瓶。

可选地，所述高压气源为由发动机驱动的空压机或由涡轮机驱动的压气机，所述EGR阀位于所述EGR冷却器的上游；所述控制模块根据所述EGR阀关闭信号控制所述通断阀连通。

可选地，所述控制模块集成于所述发动机的ECU，所述ECU根据所述发动机开关的断电信号控制所述通断阀连通。

与现有技术相比，本发明提供的EGR冷却器的清理方法和清理装置利用高压气流吹走积碳、酸液等物质，从而从根本上解决积碳和腐蚀问题，保证EGR冷却器的性能；而且，相较于现有技术的材料改进和DOC设置，本方案可以降低甚至基本不增加成本。

附图说明

图1为本发明所提供EGR冷却器清理装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明所提供EGR冷却器清理装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明所提供EGR冷却器清理方法一种具体实施例的流程图。

图1-2中：

10 EGR 冷却器、21 排气管、22 进气管、31 涡轮机、32 压气机、40中冷器、50 节流阀、60 ECU、70 整车气瓶、80 通断阀、90 EGR 阀、100发动机

具体实施方式

本发明的核心是提供一种EGR冷却器的清理方法和清理装置，该装置和方法可在基本不增加系统成本的基础上，有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参考图1，图1为本发明所提供EGR冷却器清理装置实施例一的结构示意图。

该实施例中的EGR冷却器10的清理装置，包括高压气源和通断阀80，所述高压气源与EGR冷却器10能够通过通断阀80连通；还包括控制通断阀80通断的控制模块。此处，控制模块具体可以集成于车辆的发动机100控制单元ECU60内，无需单独设置控制单元，节省硬件设备的安置空间。图1中，高压气源采用车辆的整车气瓶70(基于刹车制动等功能，一般的车辆都会配备整车气瓶70)。通断阀可以是电磁阀门，便于控制模块的电控。

当EGR冷却器10需要清理时，ECU60可以控制通断阀80导通，从而使得高压气源的高压气体能够通向EGR冷却器10，高压气体能够吹走EGR冷却器10中的积炭和酸液。即，本发明的核心在于通过高压气体的高速气流清理EGR冷却器10。此时，可以理解，使用整车气瓶70的高压气体，一方面，相对于单独设置高压气源，可以利用车辆自身的设备，节省成本，也简化清理装置的设置，另一方面，整车气瓶70内的高压气体为清洁气体，且压力较高，一般在8bar左右，可进一步保证清理效果。

为避免通断阀80受到发动机100排气管21高温影响，通断阀80最好远离排气管21设置，当采用整车气瓶70作为高压气源时，由于整车气瓶70与排气管21具有一定距离，可以直接将通断阀80设于整车气瓶70的位置。

与现有技术相比，本发明利用高压气流吹走积碳、酸液等物质，从而从根本上解决积碳和腐蚀问题，保证EGR冷却器10的性能；而且，利用整车气瓶70作为高压气源即可，未增设任何设备，即实现EGR冷却器10的清理，无需增加成本，即便增设单独的高压气源，相较于现有技术的材料改进和DOC设置，成本依然得以减少。

为了进一步提高清理效果，可以使高压气源通过所述通断阀80连通EGR冷却器10的废气出口。如此设计，高压气体经EGR冷却器10再流向排气管21，与进入EGR冷却器10的废气方向恰好相反，即高压气体形成与废气方向相反的反向气流，由于积炭、酸液等杂质沿废气方向形成于EGR冷却器10内，反向气流更容易扰动该类积炭、酸液等，从而大幅提高清理能力。

具体到本实施例中，EGR阀90还采取冷端安装方式，即EGR阀90安装于所述EGR冷却器10的下游，此时，使高压气源连通至EGR冷却器10和EGR阀90之间的通路。如此，当需要清理EGR冷却器10时，高压气流吹向EGR冷却器10后，并直接从发动机100的排气管21排出。

实际上，EGR阀90采取热端安装方式也是可行的，即EGR阀90安装于EGR冷却器10的上游，此时，反向通入高压气体时，高压气流会依次经过EGR冷却器10、EGR阀90，从而起到同时清理二者的作用，但鉴于EGR阀90通常具备自清洁功能，故将EGR阀90采取冷端安装的方式，以尽量减少高压气流的沿程部件，降低压阻，保证对EGR冷却器10的清理能力。此外，如此设置，清理时EGR阀90最好保持在关闭状态，以免高压气流分流一部分进入发动机100的进气管22，从而进一步保证清理能力。

当然，鉴于本方案的高压气流清理思想，本文对于EGR阀90的安装位置以及高压气流反向还是正向通入EGR冷却器10，均不需作任何限制。

请参考图2，图2为本发明所提供EGR冷却器清理装置实施例二的结构示意图。

与上述实施例的不同之处在于，本实施例中的高压气源为由发动机100驱动的空压机或压气机32，图2示出有涡轮机31带动的压气机32，压气机32出口的进气管22上设有一分支管路，以引流部分高压气体作清理用。发动机100排出的废气驱动涡轮机31转动，从而带动与之连接的压气机32动作，以压缩外部进入压气机32内的新鲜空气，压缩后进入发动机100的进气管22，图2中，压缩的新鲜空气还经中冷器40、节流阀50(也可以不设置节流阀50)，然后与经EGR阀90流出的废气混合后进入发动机100的气缸内参与燃烧。

当采用由发动机100驱动的空压机或压气机32作为高压气源时，EGR阀90和EGR冷却器10的安装会受到一定限制，如图2所示，EGR阀90需要采用热端安装方式。因为，高压气源由发动机100驱动，则清理EGR冷却器10时，发动机100会有废气排出，为避免废气干扰高压气体的清理工作，需要断开废气与EGR冷却器10的通路，故本实施例中，EGR阀90位于EGR冷却器10的上游，且高压气源连通至EGR阀90和EGR冷却器10之间的通路。高压气流正向通入EGR冷却器10，清理后进入发动机100的进气管22，并继而进入发动机100的气缸参与燃烧。

需要清理时，可以控制EGR阀90关闭，或是将EGR阀90关闭的信号(发动机100运行过程中，根据进气量的变化，有可能关闭EGR阀90，即不要废气参与进气)，控制模块可以据EGR阀90的关闭信号控制通断阀80连通，以进行清理工作。

图2中，压气机32排出的高压气体可经通断阀80正向通入EGR冷却器10，显然，反向通入也是可行的，此时需要在EGR冷却器10和EGR阀90之间设置排气口，以便高压气体的排出。因此，优选的方案依然是正向通入的设置方式，一方面，无需另设排气口，高压气体清理EGR冷却器10后直接进入进气管22，简化设备；另一方面，正向排出的废气还可以参与燃烧，保持压气机32效率。

显然，比较实施例一和实施例二可知，当高压气源并非由发动机100驱动时，清理的时间并不受限制，发动机100运行或是停机均可以进行，当然，发动机100运行时，均需要关闭废气和EGR冷却器10的通路，以免干扰清理，此时，为了避免清理工作影响发动机100，优选地采取发动机100停机时清理EGR冷却器10；高压气源由发动机100驱动时，清理仅能于发动机100工作时进行，此时，可根据EGR阀90正常关闭信号清理，不会影响发动机100工作，可以选择发动机100低速低负荷时刻，相应的发动机100过量空气系数过高，EGR阀90通常关闭。

上述实施例中的清理装置，可以根据清理需求，自动进行清理，或由技术人员输入指令进行清理。自动清理时，可设定EGR冷却器10清理的激活条件，当条件成立时，ECU60才控制通断阀80连通，以通入高压气体进行清理。

具体地，如图3所述，图3为本发明所提供EGR冷却器清理方法一种具体实施例的流程图。

该实施例于发动机100关闭时进行EGR冷却器10的清理，首先，可建立EGR冷却器10清理的激活条件，激活条件包括以下两项：

激活条件一、发动机100运行时间超过预定运行时间；

预定运行时间可根据车辆的不同应用环境、车的排量等因素标定，原则上，应当是在该时间内，EGR冷却器10将会产生影响其性能的积炭、酸液等，根据实际情况的改变，可以对该预定运行时间进行相应修改，本实施例中可设定为100h；

激活条件二、发动机100的T15断电，且，所述发动机100转速为零或T15断电后，已达到预定断电时间(图3以发动机100转速为零作为激活条件)。

T15为发动机100的开关，可控制ECU60的供电。当控制模块集成于ECU60时，其接收到发动机100的T15的断电信号后，由于发动机100的延迟断电设计，ECU60不会立即断电，发动机100也还会继续转动一段时间(该时间会短于延迟供电时间)，延迟断电时间一般为30s左右。故还需要进一步判断发动机100是否停止转动，则可通过发动机100转速为零或T15断电后经过的时间确定，对于图1的结构，该预定断电时间优选地保证EGR阀90也完成自清洁而关闭，以免造成高压气体分流。

则清理的控制过程如下：

S1、判断激活条件是否成立，是则进入步骤S2，否则返回S1；

S2、激活条件成立时，向EGR冷却器10通入高压气体，以清理EGR冷却器10，并通过计时器计算清理时间；

S3、当清理时间超过预定清理时间后，关闭通断阀，停止通入高压气体，并将发动机100运行时间、计时器清理时间清零。

预定清理时间以能够达到清理要求进行设定，清理后对发动机100运行时间清零，以备下一次的清理激活。此实施例中，预定断电时间可定为T15断电后15s，该时间内，发动机100一般停止转动，EGR阀90的自清洁也完成，可以进行清理，预定清理时间则可定为10～15s，该时间一般能够保证清理效果，也充分利用了延迟断电时间。

上述激活条件二利用发动机100的T15断电信号，则可利用发动机100断电的延迟时间完成EGR冷却器10的自清理。这是基于，EGR冷却器10清理的控制模块集成于ECU60，从而便于ECU60直接调取发动机100的运行时间、发动机100的转速等参数，进行高效的清理控制。可以理解，当EGR冷却器10的清理控制模块集成于整车的其他控制器，或是单独设置控制器时，发动机100停机后的清理并不需要在T15断电后的延迟时间内进行，只要发动机100处于关闭状态，均可进行，但线路布置的紧凑性和数据调取的便利性均会次于集成于ECU60的实施例。

上述清理方法中，将发动机100运行时间作为清理的激活条件，使得清理工作能够更有针对性地自动进行，提高清理装置的利用效率。当然，不设置激活条件也是可行的，技术人员可根据实际需求自行控制EGR冷却器10清理装置的运行。

对于发动机100运行过程中的清理方法，显然，可以将发动机100运行时间和/或EGR阀90关闭信号作为激活条件。并同样可采用上述的步骤S2、S3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种EGR冷却器的清理方法，其特征在于，包括下述步骤：

建立EGR冷却器(10)清理的激活条件；

当激活条件成立时，向EGR冷却器(10)通入高压气体，以清理所述EGR冷却器(10)。

2.如权利要求1所述的清理方法，其特征在于，所述激活条件包括：

发动机(100)的运行时间超过预定运行时间。

3.如权利要求1或2所述的清理方法，其特征在于，通过发动机(100)的ECU(60)控制高压气体的通入，所述激活条件包括：

发动机(100)的T15断电，

且，

所述发动机(100)的转速为零，或T15断电后，已达到预定断电时间。

4.如权利要求3所述的清理方法，其特征在于，通入所述EGR冷却器(10)的高压气体方向，与发动机(100)废气进入所述EGR冷却器(10)的方向相反。

5.如权利要求1或2所述的清理方法，其特征在于，在发动机(100)运行过程中清理所述EGR冷却器(10)，将EGR阀(90)设于所述EGR冷却器(10)的上游，所述激活条件包括：

所述EGR阀(90)关闭。

6.一种EGR冷却器的清理装置，其特征在于，包括高压气源和通断阀(80)，所述高压气源与所述EGR冷却器(10)能够通过所述通断阀(80)连通；还包括控制所述通断阀(80)通断的控制模块。

7.如权利要求6所述的清理装置，其特征在于，所述高压气源通过所述通断阀(80)连通所述EGR冷却器(10)的废气出口。

8.如权利要求7所述的清理装置，其特征在于，所述EGR阀(90)位于所述EGR冷却器(10)的下游，所述高压气源连通至所述EGR冷却器(10)和所述EGR阀(90)之间的通路。

9.如权利要求6-8任一项所述的清理装置，其特征在于，所述高压气源为车辆的整车气瓶(70)。

10.如权利要求6所述的清理装置，其特征在于，所述高压气源为由发动机(100)驱动的空压机或由涡轮机(31)驱动的压气机(32)，所述EGR阀(90)位于所述EGR冷却器(10)的上游；所述控制模块根据所述EGR阀(90)关闭信号控制所述通断阀(80)连通。

11.如权利要求6-8任一项所述的清理装置，其特征在于，所述控制模块集成于所述发动机(100)的ECU(60)，所述ECU(60)根据所述发动机(100)开关的断电信号控制所述通断阀(80)连通。