CN106150771A - 废气再循环冷却系统、控制方法及应用其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废气再循环冷却系统、控制方法及应用其的汽车，涉及汽车配件技术领域，为解决发动机使用寿命短的问题。所述废气再循环冷却系统，包括冷却腔体和存水装置；其中，冷却腔体用于使发动机排出的废气与冷却水进行热交换；存水装置与冷却腔体连通、用于收集废气热交换后产生的水滴。本发明所述的废气再循环冷却系统，能够避免水滴流入发动机中而导致发动机的气门座圈摩擦增大、以及活塞与缸壁之间的摩擦增大，从而提高发动机的使用寿命。本发明所述的废气再循环冷却系统应用于汽车中。

Description

废气再循环冷却系统、控制方法及应用其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种废气再循环冷却系统、控制方法及应用其的汽车。

背景技术

发动机按其燃料分类，可以分为汽油发动机、柴油发动机和双燃料发动机等，其是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。以双燃料发动机为例，通常是在气缸内直喷柴油，并通过柴油引燃由进气道喷射的汽油，以实现将燃烧热能转化为机械能。

目前，各种类型的发动机尤其是双燃料发动机，为了进一步降低汽车尾气中氮氧化物的含量，需要将燃烧后产生的一部分废气由进气道返回到发动机气缸内再次进行燃烧；由于废气的温度较高，因此再次进入发动机的进气道之前，需要将其进行冷却处理，因而废气再循环冷却系统应运而生。废气再循环冷却系统的工作原理主要为：将发动机排出的高温废气与流通有冷却水的管路接触以进行热交换，从而降低废气的温度。

然而，本申请发明人发现现有的废气再循环冷却系统工作时，高温废气经过低温冷却后会产生水滴，这些水滴聚集后会流入发动机中，导致发动机的气门座圈摩擦增大，以及活塞与缸壁之间的摩擦增大，从而影响发动机的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种废气再循环冷却系统，用于提高发动机的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种废气再循环冷却系统，包括：用于使发动机排出的废气与冷却水进行热交换的冷却腔体；与所述冷却腔体连通、用于收集所述废气热交换后产生的水滴的存水装置。

优选地，所述冷却腔体的底面为斜面；所述存水装置与所述冷却腔体的底面的最低处连通。

具体地，所述存水装置包括：与所述冷却腔体连通的进水管，且所述进水管上设有进水开关阀；与所述进水管连通、用于收集所述废气热交换后产生的水滴的本体；与所述本体连通的出水管，且所述出水管上设有出水开关阀。

进一步地，所述本体内设有液位计。

实际应用时，所述液位计为液位传感器；所述进水开关阀和出水开关阀均为电磁阀；所述液位传感器和所述电磁阀分别与控制装置信号连接。

进一步地，所述废气再循环冷却系统还包括穿设过所述冷却腔体的冷却水管；所述冷却水管的一端连通有进水总管、所述冷却水管的另一端连通有出水总管。

相对于现有技术，本发明所述的废气再循环冷却系统具有以下优势：

使用本发明提供的废气再循环冷却系统对发动机排出的废气进行冷却处理时，一方面，高温废气可以在冷却腔体内与冷却水进行热交换，从而达到降低废气温度的效果；另一方面，上述废气热交换后产生的水滴可以由存水装置收集、并排出，从而避免该水滴聚集后流入发动机中。因此，采用本发明提供的废气再循环冷却系统对发动机排出的高温废气进行冷却处理时，可以通过存水装置将废气热交换后产生的水滴进行收集并排出，从而避免因水滴流入发动机中而导致发动机的气门座圈摩擦增大的问题、以及活塞与缸壁之间的摩擦增大的问题，进而提高发动机的使用寿命。

本发明的另一目的在于提出一种废气再循环冷却系统的控制方法，包括：获取存水装置内所收集的水滴的实际液位；将所述实际液位与预设的参考液位进行对比；当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于静止状态时，控制所述存水装置放水；或当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当车辆处于静止状态时，控制所述存水装置放水；或当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当发动机处于被车辆倒拖的状态时，控制所述存水装置放水。

所述废气再循环冷却系统的控制方法与上述废气再循环冷却系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的再一目的在于提出一种汽车，包括上述任一项所述的废气再循环冷却系统，能够避免因水滴流入发动机中而导致发动机的气门座圈摩擦增大的问题、以及活塞与缸壁之间的摩擦增大的问题，从而提高发动机的使用寿命，进而提高汽车的耐用性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的废气再循环冷却系统的结构示意图；

图2为图1中存水装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的废气再循环冷却系统的控制方法的流程图。

附图标记说明：

1-冷却腔体， 2-存水装置， 11-斜面，

21-进水管， 22-本体， 23-出水管，

211-进水开关阀， 231-出水开关阀， 221-液位计，

2211-活动杆， 2212-浮球， 31-废气进气管，

32-废气出气管， 4-冷却水管， 41-进水总管，

42-出水总管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供一种废气再循环冷却系统，如图1所示，包括冷却腔体1和存水装置2；其中，冷却腔体1用于使发动机排出的废气与冷却水进行热交换；存水装置2与冷却腔体1连通、用于收集上述废气热交换后产生的水滴。

使用本发明实施例提供的废气再循环冷却系统对发动机排出的废气进行冷却处理时，一方面，高温废气可以在冷却腔体1内与冷却水进行热交换，从而达到降低废气温度的效果；另一方面，上述废气热交换后产生的水滴可以由存水装置2收集、并排出，从而避免该水滴聚集后流入发动机中。因此，采用本发明实施例提供的废气再循环冷却系统对发动机排出的高温废气进行冷却处理时，可以通过存水装置将废气热交换后产生的水滴进行收集并排出，从而避免因水滴流入发动机中而导致发动机的气门座圈摩擦增大的问题、以及活塞与缸壁之间的摩擦增大的问题，进而提高发动机的使用寿命。

实际应用时，为了便于存水装置2对废气热交换后产生的水滴的收集，如图1所示，冷却腔体1的底面可以为斜面11，即冷却腔体1的底面可以沿冷却腔体1的一侧壁至另一侧壁倾斜设置，从而以利于废气热交换后产生的水滴可以沿冷却腔体1的底侧斜面自行汇集至最低处。相应的，存水装置2与冷却腔体1的底面的最低处连通，有利于汇集至冷却腔体1的底面最低处的水滴自行流入存水装置2中，从而便于存水装置2对废气热交换后产生的水滴的收集。并且，此种结构设置，无需安装其它动力装置，存水装置2便可对水滴进行收集，从而使废气再循环冷却系统的结构简单、成本低廉。

在上述实施例中，存水装置2的结构可以有多种，例如，如图1和图2所示，存水装置2包括与冷却腔体1底面的最低处连通的进水管21、与该进水管21连通且用于收集废气热交换后产生的水滴的本体22、以及与该本体22连通的出水管23。并且，上述进水管21上可以设有进水开关阀211、出水管23上可以设有出水开关阀231。因此，冷却腔体1内废气热交换后产生的水滴可由存水装置2的进水管21进入本体22，并在本体22内聚集、达到一定量后，经出水管23排出，从而存水装置2能够起到对废气热交换后产生的水滴进行收集和排出的作用。

其中，为了防止因存水装置2收集的水滴量过多而影响存水装置2继续收集水滴，如图2所示，在一种优选实施方式中，存水装置2的本体22内设有液位计221，通过液位计221的检测可以得知存水装置2中水滴的实际液位情况，从而通过控制进水开关阀211和出水开关阀231的开启或闭合，使存水装置2的水及时排出。

本发明实施例提供的废气再循环冷却系统的存水装置2中的液位计221可以为液位传感器；例如，如图2所示，该液位传感器可以包括安装于本体22内侧壁上的活动杆2211、活动杆2211位于水面的一端可以连接有浮球2212，从而通过漂浮在水面上的浮球以检测水面的浮力，进而得知水面的对应高度(液位)。另外，为了便于废气再循环冷却系统的自动控制，上述进水开关阀211和出水开关阀231均可以为电磁阀，且液位传感器和电磁阀可以分别与控制装置信号连接，从而实现废气再循环冷却系统的自动排水控制，进而减少人员劳动力、节约劳动成本。

例如，在正常状态下进水开关阀211为开启状态，出水开关阀231为关闭状态，此时冷却腔体1内废气热交换后产生的水滴可以流入存水装置2的本体22内，控制装置通过液位传感器获取本体22内水滴的实际液位，并将实际液位与预设的参考液位进行比较，当实际液位大于等于预设的参考液位时，控制装置控制进水开关阀211关闭，并控制出水开关阀231开启(例如：在进水开关阀211关闭0.05秒后，开启出水开关阀231)，此时存水装置2的本体22内的水可以放出，持续一段时间后(例如：根据水流的具体速度，可以为1.5秒后)，控制装置控制出水开关阀231关闭，并控制进水开关阀211开启(例如：在出水开关阀231关闭0.05秒后，开启进水开关阀211)，以便于继续收集水滴。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种废气再循环冷却系统的控制方法，该方法包括：

步骤S1、获取存水装置内所收集的水滴的实际液位，例如，可以通过液位计221获取存水装置2内所收集的水滴的实际液位，并将该实际液位反馈给控制装置；

步骤S2、将所述实际液位与预设的参考液位进行对比，例如，使控制装置将实际液位与预设的参考液位进行对比；

步骤S3、当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于静止状态时，控制所述存水装置放水，例如，当实际液位大于等于预设的参考液位时，且当发动机处于静止状态(发动机没有运转)时，则控制装置直接控制存水装置2放水；或

步骤S3′、当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当车辆处于静止状态时，控制所述存水装置放水，例如，当实际液位大于等于预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态，同时车辆处于静止状态(车速为零)时，则控制装置直接控制存水装置2放水；或

步骤S3″、当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当发动机处于被车辆倒拖的状态时，控制所述存水装置放水，例如，当实际液位大于等于预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态，同时发动机处于被车辆倒拖的状态(即发动机此时未喷油，例如车辆处于下坡溜车和/或减速过程中)时，则控制装置才可以控制存水装置2放水。

此种控制方法的原则是避免废气再循环冷却系统放水时，对驾驶性能带来的影响，尤其是避免车辆加速时放水，以免出现动力不足等不良影响。

实际应用时，冷却腔体1还可以连通有废气进气管31和废气出气管32，从而高温废气能够从废气进气管31进入冷却腔体1、并经过冷却处理后从废气出气管32排出，且后续进入发动机中进行再次燃烧。其中，为了与本发明实施例提供的废气再循环冷却系统中冷却腔体1和存水装置2的配合工作，如图1所示，当冷却腔体1的底面为斜面11、且存水装置设于底面的最低处时，冷却腔体1的顶面可以连通有废气进气管31、冷却腔体1的底面可以连通有废气出气管32。并且，该废气进气管31可以与冷却腔体1的底面中最低处连通的存水装置2相对设置，该废气出气管32可以设置在冷却腔体1的底面的最高处，即废气进气管31和废气出气管32分别与冷却腔体的连通位置为斜对角设置，从而增加高温废气在冷却腔体1内的流动时的路程，进而提高废气再循环冷却系统的冷却效果。

当发动机排出的高温废气如上段所述的方式进入冷却腔体1时，废气再循环冷却系统还可以包括穿设过上述冷却腔体1的冷却水管4，从而冷却水能够在冷却水管4中流经冷却腔体1内，并与高温废气进行热交换。为了进一步提高冷却效果，如图1所示，冷却水管4可以包括有多条，以增加热交换的面积，从而高温废气在冷却腔体1内能够与多条冷却水管4的表面接触，进而进一步提高废气再循环冷却系统的冷却效果。另外，冷却水管4的一端可以连通有进水总管41、冷却水管4的另一端可以连通有出水总管42，从而大量的冷却水可以由进水总管41流入并分流到多条冷却水管4中，待冷却水流经多条冷却水管4并完成热交换后，再从出水总管42中流出，通过进水总管41和出水总管42的设置，能够使冷却水管4中的冷却水一直处于低温环境，进而提高多条冷却水管4的冷却效果。

本发明实施例还提供一种汽车，包括上述任一项所述的废气再循环冷却系统，能够避免因水滴流入发动机中而导致发动机的气门座圈摩擦增大的问题、以及活塞与缸壁之间的摩擦增大的问题，从而提高发动机的使用寿命，进而提高汽车的耐用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种废气再循环冷却系统，其特征在于，包括：

用于使发动机排出的废气与冷却水进行热交换的冷却腔体(1)；

与所述冷却腔体(1)连通、用于收集所述废气热交换后产生的水滴的存水装置(2)。

2.根据权利要求1所述的废气再循环冷却系统，其特征在于，所述冷却腔体(1)的底面为斜面(11)；

所述存水装置(2)与所述冷却腔体(1)的底面的最低处连通。

3.根据权利要求1或2所述的废气再循环冷却系统，其特征在于，所述存水装置(2)包括：

与所述冷却腔体(1)连通的进水管(21)，且所述进水管(21)上设有进水开关阀(211)；

与所述进水管(21)连通、用于收集废气热交换后产生的水滴的本体(22)；

与所述本体(22)连通的出水管(23)，且所述出水管(23)上设有出水开关阀(231)。

4.根据权利要求3所述的废气再循环冷却系统，其特征在于，所述本体(22)内设有液位计(221)。

5.根据权利要求4所述的废气再循环冷却系统，其特征在于，所述液位计(221)为液位传感器；

所述进水开关阀(211)和出水开关阀(231)均为电磁阀；

所述液位传感器和所述电磁阀分别与控制装置信号连接。

6.根据权利要求1所述的废气再循环冷却系统，其特征在于，所述废气再循环冷却系统还包括穿设过所述冷却腔体(1)的冷却水管(4)；

所述冷却水管(4)的一端连通有进水总管(41)、所述冷却水管(4)的另一端连通有出水总管(42)。

7.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的废气再循环冷却系统。

8.一种废气再循环冷却系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取存水装置内所收集的水滴的实际液位；

将所述实际液位与预设的参考液位进行对比；

当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于静止状态时，控制所述存水装置放水；或

当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当车辆处于静止状态时，控制所述存水装置放水；或

当所述实际液位大于等于所述预设的参考液位时，且当发动机处于运转状态和当发动机处于被车辆倒拖的状态时，控制所述存水装置放水。