CN106555715A - 汽车汽油发动机冷却egr系统 - Google Patents

Abstract

本发明汽车汽油发动机冷却EGR系统，涉及汽车技术领域，包括废气循环装置和冷却循环装置,废气循环装置包括依次连接的排气歧管、EGR进气管、EGR冷却器、EGR阀、EGR出气管、进气歧管，冷却循环装置依次连接的发动机出水管、冷却器进水管、EGR冷却器、整车冷却循环系统、发动机回水管，废气循环方向与冷却液循环方向相反，排气歧管、EGR冷却器、进气歧管、水管支架分别通过螺栓装配在缸盖外表面，EGR进气管两端法兰通过螺栓与排气歧管和EGR冷却器相连，EGR阀通过固定装置直接连接在EGR冷却器出气端，EGR出气管两端法兰通过螺栓与EGR阀和进气歧管相连。本发明能够有效降低汽车燃油消耗量、降低NOx排放、提升发动机性能。

Description

汽车汽油发动机冷却EGR系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车汽油发动机冷却EGR系统。

背景技术

EGR（废气再循环）是通过发动机引入少量废气返回燃烧室来实现汽车燃油经济性，降低NOx排放，并提升发动机性能。

目前该技术存在的不足：汽油机传统EGR技术未对回流废气进行冷却。发动机在燃烧过程中，将产生830℃左右的高温气体，若对EGR气体不加以冷却，则高温的回流废气将加热进气，导致缸内燃烧温度和压力的大幅度升高，抵消了EGR降低汽车燃油消耗量和NOx排放的作用。此外发动机不提高压缩比和点火能量，则不利于发动机功率发挥和油耗进一步降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效降低汽车燃油消耗量、降低NOx排放、提升发动机性能的汽车汽油发动机冷却EGR系统。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种汽车汽油发动机冷却EGR系统，包括废气循环装置和冷却循环装置,废气循环装置包括依次连接的排气歧管、EGR进气管、EGR冷却器、EGR阀、EGR出气管、进气歧管，冷却循环装置包括依次连接的发动机出水管、冷却器进水管、EGR冷却器、整车冷却循环系统、发动机回水管，废气循环方向与冷却液循环方向相反，排气歧管、EGR冷却器、进气歧管、水管支架分别通过螺栓装配在缸盖外表面，EGR进气管两端法兰通过螺栓与排气歧管和EGR冷却器相连，EGR阀通过固定装置直接连接在EGR冷却器出气端，EGR出气管两端法兰通过螺栓与EGR阀和进气歧管相连。

本发明的进一步技术方案是：排气歧管的四个支管汇合的总管外端连接有排气歧管出气法兰，在汇合的总管一侧设置有EGR取气装置，EGR取气装置包括EGR管、法兰Ⅰ、加强片，EGR管连接在总管的外侧，法兰Ⅰ连接在EGR管外端，加强片焊接在EGR管和排气歧管出气法兰之间，排气歧管的其中一个支管外壁连接有用于支撑EGR进气管的支架Ⅲ。

本发明的进一步技术方案是：所述EGR进气管和EGR出气管分别包括两端法兰、连接在两端法兰之间的圆管、间隔设置在圆管中的波纹管和连接在圆管外的活动支架。

本发明的进一步技术方案是：所述活动支架由一块金属板冲压弯折形成，金属板的一端向另一端弯曲回折形成环形的支撑套，其中一端的金属板两侧向内弯折延伸设有扣边，扣边将另一端的金属板扣压在带扣边金属板的上表面，金属板两端对接处还设置有同时贯穿金属板上相对应位置的固定长孔。

本发明的进一步技术方案是：所述进气歧管包括稳压腔，稳压腔的一侧设置有新鲜空气通道，在新鲜空气通道的边缘设置有节流阀体安装口，在稳压腔的一侧且靠近节流阀体安装口的位置设置有凸台，凸台中部设置有连通至稳压腔内的废气通道，废气通道的轴线O2与新鲜空气通道的轴线O1形成的夹角大于90度，在凸台上的废气通道周缘设置有用于安装密封圈的密封槽，密封圈设置在密封槽中。

本发明的进一步技术方案是：所述密封圈包括圆环形的本体及突出设置在本体内外表面的凸点，在密封圈本体外表面还突出设有防漏装的凸缘Ⅰ，密封槽的一侧设有与凸缘Ⅰ相配合的凸槽。

本发明的进一步技术方案是：所述EGR冷却器包括冷却器和分别连接在冷却器上的进水管和出水管，冷却器的进气端连接有进气气室及进气法兰，靠近进气气室端冷却器外还连接有支架Ⅱ，冷却器的出气端连接有整体式支架机构，整体式支架机构包括与冷却器连接的出气气室、一体式连接在出气气室下侧的支架Ⅰ、一体式连接在出气气室远离冷却器一端的出气法兰，出气法兰外端连接EGR阀，在EGR阀与出气法兰之间设置有密封垫片。

本发明的进一步技术方案是：所述整体式支架机构的支架Ⅰ两侧分别设置有三角形加强筋，在三角形加强筋两侧边缘处设有加强凸筋，所述支架Ⅱ整体为悬臂式“├”结构，支架Ⅱ的横向支臂上表面与冷却器底部连接，支架Ⅱ上端纵向支臂内侧面与冷却器外壳一侧外侧面连接，所述支架Ⅱ的两侧分别设置有三角形加强筋，在三角形加强筋两侧边缘处设有加强凸筋。

本发明的进一步技术方案是：所述密封垫片的通气孔周围设有一圈可防止气体泄露的防漏凸筋，在密封垫片一侧还设有防错结构，防错结构是设置在密封垫片边缘易观察到该位置处的一块凸缘Ⅱ。

本发明的进一步技术方案是：在进水管和出水管管嘴部各设计有一处锥形凸台，进水管和出水管的锥形凸台内侧的管道上分别设置有一处凸环Ⅰ，进水管和出水管在远离锥形凸台的管子尾部分别设有一处凸环Ⅱ。

本发明汽车汽油发动机冷却EGR系统具有如下有益效果：

1、本发明在汽油机上增加冷却EGR系统，可有效降低汽车燃油消耗量；

2、通过引入冷却EGR后可以降低燃烧温度，因此用增加压缩比的方式抵消减少的爆震，有助于发动机功率发挥和油耗进一步降低；

3、通过增加发动机点火能量，提高点火概率；

4、将EGR阀集成在EGR冷却器上，既节省了EGR系统连接管路和EGR阀的固定装置，有利于EGR系统小型化、模块化；

5、通过改进EGR冷却器的支架结构，采用整体式支架机构工作稳定，可以有效解决冷却器容易失效的问题；

6、将进气歧管节流阀体安装口和EGR安装口设在稳压腔的同一侧，并确定EGR安装口的位置和角度，通过延长废气与新鲜空气的混合时间，使得新鲜空气和废气可以快速并均匀的混合；

7、通过在进气歧管使用密封圈代替传统使用的密封垫，不仅装配方便，而且密封性能好；

8、在排气歧管设计EGR取气装置，通过增加加强片设计，可以有效减小EGR管的开裂风险，并在排气歧管支管上设计支架Ⅰ固定EGR进气管，减小EGR进气管的振动量；

9、通过在EGR进出气管上增加波纹段，将固定支架改为活动支架，可以有效降低振动疲劳而产生的开裂问题；

10、通过在密封垫片上设计凸筋和凸缘Ⅱ，具有密封性好和防漏装的优点。

下面结合附图和实施例对本发明汽车汽油发动机冷却EGR系统作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明汽车汽油发动机冷却EGR系统的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是EGR进气管的结构示意图；

图4是EGR出气管的结构示意图；

图5是活动支架放大示意图；

图6是活塞和燃烧室的截面图；

图7是排气歧管的结构示意图；

图8是进气歧管的结构示意图；

图9是图8中的凸台的结构示意图(未安装密封圈)；

图10是图9的A-A方向剖视图；

图11是图8的密封圈的结构示意图；

图12是EGR冷却器的结构示意图；

图13是EGR冷却器的整体式支架机构的结构示意图；

图14是EGR冷却器的支架Ⅱ的结构示意图；

图15是EGR冷却器的密封垫片的结构示意图；

图16是图15的A-A方向剖视放大视图；

图17是EGR冷却器的进水管的剖视图；

图18是EGR冷却器的出水管的剖视图；

附图标号说明：1-缸盖,2-进气歧管,3- EGR出气管,4-水管支架,5-水管管夹,6- EGR阀,7- EGR冷却器,8- EGR进气管,9-排气歧管,10-冷却器进水管,11-发动机出水管,12-两端法兰,13-直线管,14-波纹管,15-活动支架,16-支撑套,17-扣边,18-固定长孔,19-支架Ⅲ,20- EGR管,21-法兰Ⅰ,22-加强片,23-排气歧管出气法兰,24-燃烧室,25-活塞,26-稳压腔,27-废气通道,28-凸台,29-节流阀体安装口,30-新鲜空气通道,31-密封圈,32-热插件,33-密封槽,34-凸槽,35-本体,36-凸点,37-凸缘Ⅰ,38-支架Ⅱ,39-进气法兰,40-进气气室,41-出水管,42-冷却器,43-进水管,45-密封垫片,46-出气法兰,47-整体式支架机构,48-支架Ⅰ,49-出气气室,50-三角形加强筋,51-加强凸筋,52-横向支臂,53-纵向支臂,54-凸缘Ⅱ，55-防漏凸筋，56-锥形凸台,57-凸环Ⅰ,58-凸环Ⅱ。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明汽车汽油发动机冷却EGR系统，包括废气循环装置和冷却循环装置,废气循环装置包括依次连接的排气歧管9、EGR进气管8、EGR冷却器7、EGR阀6、EGR出气管3、进气歧管2，废气循环路线：排气歧管9→EGR进气管8→EGR冷却器7→EGR阀6→EGR出气管3→进气歧管2。冷却循环装置包括依次连接的发动机出水管11、冷却器进水管10、EGR冷却器7、整车冷却循环系统（图中未示出）、发动机回水管，整车冷却循环系统与EGR冷却器7的出水管41连接，冷却循环路线：发动机出水管11→冷却器进水管10→EGR冷却器7→整车冷却循环系统→发动机回水管。废气循环方向与冷却液循环方向相反。排气歧管9、EGR冷却器7、进气歧管2、水管支架4分别通过螺栓装配在缸盖1外表面，水管管夹5装配在水管支架4上，EGR冷却器进水管中心通过水管管夹5中心。EGR进气管8两端法兰12通过螺栓与排气歧管9和EGR冷却器7相连，EGR阀6通过固定装置直接连接在EGR冷却器7出气端，EGR出气管3两端法兰12通过螺栓与EGR阀6和进气歧管2相连。EGR进气管与排气歧管和冷却器之间分别装配有密封垫片，EGR阀与冷却器之间装配有密封垫片，EGR出气管与EGR阀之间也装配有密封垫片，该处的密封垫片与下面密封垫片45的结构相同。

请同时参考图3至图5所示，其中所述EGR进气管8和EGR出气管3分别包括两端法兰12、连接在两端法兰12之间的圆管13、间隔设置在圆管13中的波纹管14和连接在圆管13外的活动支架15。EGR进气管8通过螺栓固定在排气歧管9的支架Ⅲ19上，EGR出气管3通过螺栓固定在缸盖1上。增加波纹管14的目的是减小振动，降低EGR进气管8的开裂风险。活动支架15由一块金属板冲压弯折形成，金属板的一端向另一端弯曲回折形成环形的支撑套16，其中一端的金属板两侧向内弯折延伸设有扣边17，扣边17将另一端的金属板扣压在带扣边17金属板的上表面，金属板两端对接处还设置有同时贯穿金属板上相对应位置的固定长孔18。EGR进气管8穿过支撑套16，固定长孔18的两个半圆中心连线与支架移动方向垂直，其固定螺栓穿过固定长孔18将活动支架15固定在排气歧管的支架Ⅲ上。活动支架15相比固定支架可以有效避免因振动导致EGR进气管8的开裂。同样相同结构的活动支架也装配在EGR出气管3上，其固定螺栓穿过固定长孔18将活动支架15固定在缸盖外表面，其功能与EGR进气管8上的支架相同。

如图6所示，在传统活塞的基础上通过增大燃烧室24容积来提高发动机压缩比。目前汽油机小型化后发生爆震的倾向性会加强，只能依靠降低压缩比、推迟点火提前角的方式来抑制爆震，通过引入冷却EGR后降低燃烧温度，因此用增加压缩比的方式来抵消减少的爆震。

请同时参考图7所示，排气歧管9的四个支管汇合的总管外端连接有排气歧管出气法兰23，在汇合的总管一侧设置有EGR取气装置，EGR取气装置包括EGR管20、法兰Ⅰ21、加强片22，EGR管20连接在总管的外侧，法兰Ⅰ21连接在EGR管20外端，加强片22焊接在EGR管20和排气歧管出气法兰23之间，加强片22保证EGR管20在工作时不会出现失效。排气歧管9的其中一个支管外壁连接有用于支撑EGR进气管8的支架Ⅲ19，支架Ⅲ19可减小EGR进气管8的振动，防止EGR进气管8出现振动疲劳。

请同时参考图8至图11所示，所述进气歧管2包括稳压腔26，包括稳压腔26，稳压腔26的一侧设置有新鲜空气通道30，在新鲜空气通道30的边缘设置有节流阀体安装口29，在稳压腔26的一侧且靠近节流阀体安装口29的位置设置有凸台28，凸台28中部设置有连通至稳压腔26内的废气通道27，废气通道27用于连接EGR出气管3。废气通道的轴线O2与新鲜空气通道的轴线O1形成的夹角大于90度，新鲜空气和废气能够相对进入稳压腔26中，这样能够使新鲜空气和废气更充分的混合。在凸台28上的废气通道27周缘设置有用于安装密封圈31的密封槽33，密封圈31设置在密封槽33中。密封圈31包括圆环形的本体35及突出设置在本体35内外表面的凸点36，凸点36目的在于密封圈31压入密封槽33内后不会轻易掉出来。在密封圈31本体35外表面还突出设有防漏装的凸缘Ⅰ37，凸缘Ⅰ37目的在于防止密封圈31漏装，密封槽33的一侧设有与凸缘Ⅰ37相配合的凸槽34，凸槽34设置在凸台28一侧边缘，密封圈31安装到密封槽33中凸缘Ⅰ37设置在凸槽34中并突出凸槽34外，容易被观察到。

请同时参考图12至图18所示，所述EGR冷却器7包括冷却器42和分别连接在冷却器42上的进水管43和出水管41，冷却器42的进气端连接有进气气室40及进气法兰39，靠近进气气室40端冷却器42外还连接有支架Ⅱ38，所述支架Ⅱ38整体为悬臂式“├”结构，支架Ⅱ38的横向支臂52上表面与冷却器42底部连接，支架Ⅱ38上端纵向支臂53内侧面与冷却器42外壳一侧外侧面连接。冷却器42的出气端连接有整体式支架机构47，整体式支架机构47包括与冷却器42连接的出气气室49、一体式连接在出气气室49下侧的支架Ⅰ48、一体式连接在出气气室49远离冷却器42一端的出气法兰46，整体式支架机构47的支架Ⅰ48两侧分别设置有三角形加强筋50，在三角形加强筋50两侧边缘处设有加强凸筋51，支架Ⅱ38两侧分别设置有三角形加强筋50，在三角形加强筋50两侧边缘处设有加强凸筋51，采用这种结构可有效降低冷却器42的振动，减小EGR阀6的振动。

在进水管43和出水管41管嘴部各设计有一处锥形凸台56，锥形凸台56可以使胶管很容易装配。进水管43和出水管41的锥形凸台56内侧的管道上分别设置有一处凸环Ⅰ57，该处凸环Ⅰ57用于胶管装配止位。进水管43和出水管41在远离锥形凸台56的管子尾部分别设有一处凸环Ⅱ58，该处凸环Ⅱ58用于进水管43和出水管41的焊接定位。

出气法兰46外端连接EGR阀6，在EGR阀6与出气法兰46之间设置有密封垫片45。密封垫片45的通气孔周围设有一圈可防止气体泄露的防漏凸筋55，在密封垫片45一侧还设有防错结构，防错结构是设置在密封垫片45边缘易观察到该位置处的一块凸缘Ⅱ54。装配后，密封垫片45上的凸缘Ⅱ54会出现在固定位置，并容易观察到凸缘Ⅱ54，这样可以防止垫片装反或漏装。EGR阀6通过密封垫片45与冷却器42出气端装配在一起，形成冷却EGR系统，这样既节省了EGR系统连接管路和EGR阀6的固定装置，有利于EGR系统小型化、模块化。废气从进气法兰39处进入，流经进气气室40、冷却器42内部气道、出气气室49，最后从出气法兰46出来流入EGR阀6；冷却液从进水管43进入，流经冷却器42内部水道，从出水管41出来。气流方向与水流方向相反。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车汽油发动机冷却EGR系统，包括废气循环装置和冷却循环装置,其特征在于，废气循环装置包括依次连接的排气歧管（9）、EGR进气管（8）、EGR冷却器（7）、EGR阀（6）、EGR出气管（3）、进气歧管（2），冷却循环装置包括依次连接的发动机出水管（11）、冷却器进水管（10）、EGR冷却器（7）、整车冷却循环系统、发动机回水管，废气循环方向与冷却液循环方向相反，排气歧管（9）、EGR冷却器（7）、进气歧管（2）、水管支架（4）分别通过螺栓装配在缸盖（1）外表面，EGR进气管（8）两端法兰（12）通过螺栓与排气歧管（9）和EGR冷却器（7）相连，EGR阀（6）通过固定装置直接连接在EGR冷却器（7）出气端，EGR出气管（3）两端法兰（12）通过螺栓与EGR阀（6）和进气歧管（2）相连。

2.如权利要求1所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，排气歧管（9）的四个支管汇合的总管外端连接有排气歧管出气法兰（23），在汇合的总管一侧设置有EGR取气装置，EGR取气装置包括EGR管（20）、法兰Ⅰ（21）、加强片（22），EGR管（20）连接在总管的外侧，法兰Ⅰ（21）连接在EGR管（20）外端，加强片（22）焊接在EGR管（20）和排气歧管出气法兰（23）之间，排气歧管（9）的其中一个支管外壁连接有用于支撑EGR进气管（8）的支架Ⅲ（19）。

3.如权利要求1所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述EGR进气管（8）和EGR出气管（3）分别包括两端法兰（12）、连接在两端法兰（12）之间的圆管（13）、间隔设置在圆管（13）中的波纹管（14）和连接在圆管（13）外的活动支架（15）。

4.如权利要求3所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述活动支架（15）由一块金属板冲压弯折形成，金属板的一端向另一端弯曲回折形成环形的支撑套（16），其中一端的金属板两侧向内弯折延伸设有扣边（17），扣边（17）将另一端的金属板扣压在带扣边（17）金属板的上表面，金属板两端对接处还设置有同时贯穿金属板上相对应位置的固定长孔（18）。

5.如权利要求1所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述进气歧管（2）包括稳压腔（26），稳压腔（26）的一侧设置有新鲜空气通道（30），在新鲜空气通道（30）的边缘设置有节流阀体安装口（29），在稳压腔（26）的一侧且靠近节流阀体安装口（29）的位置设置有凸台（28），凸台（28）中部设置有连通至稳压腔（26）内的废气通道（27），废气通道的轴线（O2）与新鲜空气通道的轴线（O1）形成的夹角大于90度，在凸台（28）上的废气通道（27）周缘设置有用于安装密封圈（31）的密封槽（33），密封圈（31）设置在密封槽（33）中。

6.如权利要求5所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述密封圈（31）包括圆环形的本体（35）及突出设置在本体（35）内外表面的凸点（36），在密封圈（31）本体（35）外表面还突出设有防漏装的凸缘Ⅰ（37），密封槽（33）的一侧设有与凸缘Ⅰ（37）相配合的凸槽（34）。

7.如权利要求1所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述EGR冷却器（7）包括冷却器（42）和分别连接在冷却器（42）上的进水管（43）和出水管（41），冷却器（42）的进气端连接有进气气室（40）及进气法兰（39），靠近进气气室（40）端冷却器（42）外还连接有支架Ⅱ（38），冷却器（42）的出气端连接有整体式支架机构（47），整体式支架机构（47）包括与冷却器（42）连接的出气气室（49）、一体式连接在出气气室（49）下侧的支架Ⅰ（48）、一体式连接在出气气室（49）远离冷却器（42）一端的出气法兰（46），出气法兰（46）外端连接EGR阀（6），在EGR阀（6）与出气法兰（46）之间设置有密封垫片（45）。

8.如权利要求7所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述整体式支架机构（47）的支架Ⅰ（48）两侧分别设置有三角形加强筋（50），在三角形加强筋（50）两侧边缘处设有加强凸筋（51），所述支架Ⅱ（38）整体为悬臂式“├”结构，支架Ⅱ（38）的横向支臂（52）上表面与冷却器（42）底部连接，支架Ⅱ（38）上端纵向支臂（53）内侧面与冷却器（42）外壳一侧外侧面连接，所述支架Ⅱ（38）的两侧分别设置有三角形加强筋（50），在三角形加强筋（50）两侧边缘处设有加强凸筋（51）。

9.如权利要求7所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，所述密封垫片（45）的通气孔周围设有一圈可防止气体泄露的防漏凸筋（55），在密封垫片（45）一侧还设有防错结构，防错结构是设置在密封垫片（45）边缘易观察到该位置处的一块凸缘Ⅱ（54）。

10.如权利要求7所述的汽车汽油发动机冷却EGR系统，其特征在于，在进水管（43）和出水管（41）管嘴部各设计有一处锥形凸台（56），进水管（43）和出水管（41）的锥形凸台（56）内侧的管道上分别设置有一处凸环Ⅰ（57），进水管（43）和出水管（41）在远离锥形凸台（56）的管子尾部分别设有一处凸环Ⅱ（58）。