CN107882660A - 一种汽车egr系统中的废气冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，属于冷却系统技术领域。它解决了现有EGR系统稳定性差的问题。本汽车EGR系统中的废气冷却结构，汽车包括水套、水冷式中冷器、EGR冷却器和发动机控制单元，水冷式中冷器与EGR冷却器通过外冷却管相连，水套与EGR冷却器通过内冷却管相连，废气冷却结构包括外冷却管上设有的第一电子阀和第二电子阀，内冷却管上设有第三电子阀，第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀均通过导线与发动机控制单元相联。本汽车EGR系统中的废气冷却结构具有提高EGR系统稳定性的优点。

Description

一种汽车EGR系统中的废气冷却结构

技术领域

本发明属于冷却系统技术领域，涉及一种汽车EGR系统中的废气冷却结构。

背景技术

随着排放法规的严格，零部件可靠性的提高，汽油机发动机中冷器及EGR技术在汽油发动机上得到了推广，达到降低废气排放与降低油耗的目的。

现有的汽车发动机EGR技术，例如中国专利文献资料公开了一种汽车发动机EGR系统[申请号：201410029101.1；授权公告号：CN103807057B]，发动机的气缸连接有进气歧管和排气歧管，气缸的进气歧管通过节气门和中冷器连接至压气机，发动机的各个气缸按照发火顺序相间隔的方式分为两组，其中一组气缸的排气歧管汇合为排气通路Ⅰ，另一组气缸的排气歧管汇合为排气通路Ⅱ，排气通路Ⅰ连接至用于向压气机提供动力的涡轮机，排气通路Ⅱ依次通过EGR冷却器和控制阀Ⅱ连接到进气歧管；排气通路Ⅱ还通过控制阀Ⅰ连接到用于处理废气的后处理装置；涡轮机与用于处理废气的后处理装置连接，发动机的气缸为四缸发动机或六缸发动机。

该种结构的发动机EGR系统，通过对部分废气的循环再利用，来达到降低废气排放和降低油耗的目的；但是该种结构的发动机EGR系统，EGR冷却器采用发动机冷却系统进行废气冷却，当发动机冷却系统中的冷却液的温度较高时，使用该种冷却液与废气进行热交换，换热效果不理想，废气的换热量就会降低，废气出气温度就会上升，温度较高的废气重新进入到进气歧管中，而较高温度的废气会超出进气系统零部件的工作温度，影响进气的稳定性，从而降低EGR系统的稳定性，导致发动机燃烧做功的稳定性变差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，解决的技术问题是如何提高EGR系统的稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，汽车包括设置在发动机中的水套、水冷式中冷器、EGR冷却器和发动机控制单元，其特征在于，所述水冷式中冷器与EGR冷却器通过外冷却管相连，所述水套与EGR冷却器通过内冷却管相连，所述废气冷却结构包括所述外冷却管上设有的第一电子阀和第二电子阀，所述第一电子阀和第二电子阀用于控制水冷式中冷器和EGR冷却器之间的冷却管路的通断，所述内冷却管上设有第三电子阀，所述第三电子阀用于控制水套和EGR冷却器之间的冷却管路的通断，所述第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀均通过导线与发动机控制单元相联。

发动机控制单元为汽车的车载电脑，发动机控制单元发出指令，可以控制第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀的开闭。当第一电子阀和第三电子阀开启，第二电子阀关闭，发动机水套里的冷却液和EGR冷却器串联流动，水冷式中冷器独立构成回路，发动机水套里的冷却液对EGR冷却器中的废气进行降温，废气对发动机水套里的冷却液进行升温，实现废热回收的目的。当第一电子阀和第三电子阀关闭，第二电子阀开启，发动机水套里的冷却液独立构成回路，水冷式中冷器和EGR冷却器串联流动，通过水冷式中冷器中的冷却液对EGR冷却器中的废气进行降温，使EGR冷却器中流出的废气回到进气歧管时的温度不会过高，从而不会损坏进气系统的零部件，提高进气的稳定性，发动机燃烧做功的稳定性好，EGR系统的稳定性好。本汽车EGR系统中的废气冷却结构，根据EGR冷却器的需求，通过切换第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀的开闭，使发动机水套中的冷却液和水冷式中冷器中水冷式中冷器的冷却液切换着对EGR冷却器中的废气进行冷却，实现废气降温，废热回收的目的，提高EGR系统的稳定性，提高发动机的性能。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述外冷却管包括第一冷却管、第二冷却管和第三冷却管，所述水冷式中冷器的出液口通过第一冷却管与EGR冷却器的进液口相连，所述EGR冷却器的出液口通过第二冷却管与水冷式中冷器的进液口相连，所述第二电子阀设置在第一冷却管和第二冷却管上，所述第三冷却管的进液口与第一冷却管相连，所述第三冷却管出液口与第二冷却管相连，所述第一电子阀设置在第三冷却管上。通过第一冷却管和第二冷却管使水冷式中冷器和EGR冷却器相连，连接方便，第三冷却管为支路，设计合理。第二电子阀控制第一冷却管和第二冷却管的开闭，第二电子阀开启时，水冷式中冷器通过第一冷却管与EGR冷却器相连，EGR冷却器通过第二冷却管与水冷式中冷器相连，第二电子阀关闭时，水冷式中冷器和EGR冷却器之间的冷却管路断开；第二电子阀控制第三冷却管的开闭，第二电子阀开启时，第一冷却管通过第三冷却管与第二冷却管相连通，第二电子阀关闭时，第一冷却管不能通过第三冷却管与第二冷却管相连通。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述内冷却管包括第四冷却管和第五冷却管，所述水套的出液口通过第四冷却管与EGR冷却器的进液口相连，所述EGR冷却器的出液口通过第五冷却管与水套的进液口相连，所述第三电子阀设置在第四冷却管和第五冷却管上。通过第四冷却管和第五冷却管使水套和EGR冷却器相连，连接方便，第三电子阀控制通过第四冷却管和第五冷却管的开闭，第三电子阀开启时，水套通过第四冷却管和第五冷却管与EGR冷却器形成一个回路，当第三电子阀关闭时，水套通过第四冷却管、第五冷却管和第三电子阀形成一个独立的回路。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述水套的出液口处设有第一温度传感器，所述第一冷却管上设有第二温度传感器，所述EGR冷却器的废气出气口处设有第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均通过导线与发动机控制单元相联。第一温度传感器用于检测水套出液口处的冷却液的温度，第二温度传感器用于检测第一冷却管中的冷却液的温度，第三温度传感器用于检测EGR冷却器废气出气口处废气的温度，通过第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器测试各处的温度并反馈给发动机控制单元，发动机控制单元根据反馈的温度控制第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀的开闭，调整精度高。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述第二温度传感位于水冷式中冷器和第三冷却管的进液口之间。第二温度传感位于该处位置，能够一直检测第一冷却管中冷却液的温度，检测精度高，设计合理。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述第二冷却管上设有电子水泵，所述电子水泵与发动机控制单元相联，所述第一冷却管和第二冷却管之间设有第六冷却管，所述第六冷却管上设有涡轮增压器，所述第六冷却管的进液口位于电子水泵和水冷式中冷器之间，所述第六冷却管的出液口位于水冷式中冷器和第二电子阀之间。通过发动机控制单元调节电子水泵的转速来调整EGR系统冷却液的流量，电子水泵转速根据水冷式中冷器与EGR冷却器的冷却需求进行调节，控制精度高，调节效果好，使EGR系统稳定；当发动机停机时，发动机控制单元控制第一电子阀和第三电子阀关闭，第二电子阀开启，涡轮增压器通过电子水泵中的冷却液进行冷却，解决涡轮增压器在停机时的冷却问题。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述第一冷却管和第二冷却管之间还设有膨胀水壶，所述膨胀水壶的进液口位于电子水泵和EGR冷却器之间，所述膨胀水壶的出液口位于水冷式中冷器的出液口最高处。当发动机运转时，冷却液会不停循环，冷却液中途会流经膨胀水壶，如果压力过高，或者冷却液过量，多余的气体及冷却液将从膨胀水壶的旁通水道流出，避免冷却系统压力过高，造成暴管的恶劣后果。

在上述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构中，所述第二冷却管上设有低温散热器，所述低温散热器位于EGR冷却器和电子水泵之间。低温散热器起到散热的作用，降低冷却液的温度。

与现有技术相比，本发明提供的汽车EGR系统中的废气冷却结构具有以下优点：

1、本汽车EGR系统中的废气冷却结构，根据EGR冷却器的需求，通过发动机控制单元切换第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀的开闭，使发动机水套中的冷却液和水冷式中冷器中水冷式中冷器的冷却液切换着对EGR冷却器中的废气进行冷却，实现废气降温，废热回收，提高EGR系统的稳定性，提高发动机的性能。

2、本汽车当发动机停机时，发动机控制单元控制第一电子阀和第三电子阀关闭，第二电子阀开启，涡轮增压器通过电子水泵中的冷却液进行冷却，使涡轮增压器在停机时可以进行冷却。

附图说明

图1是本汽车EGR系统中的废气冷却结构的整体结构示意图。

图中，1、水套；2、水冷式中冷器；3、EGR冷却器；4、发动机控制单元；5、第一冷却管；6、第二冷却管；7、第二电子阀；8、第三冷却管；9、第一电子阀；10、第四冷却管；11、第五冷却管；12、第三电子阀；13、第一温度传感器；14、第二温度传感器；15、第三温度传感器；16、电子水泵；17、第六冷却管；18、涡轮增压器；19、膨胀水壶；20、低温散热器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，汽车包括设置在发动机中的水套1、水冷式中冷器2、EGR冷却器3、发动机控制单元4、电子水泵16、涡轮增压器18、膨胀水壶19和低温散热器20。发动机控制单元4为汽车的车载电脑。

废气冷却结构包括第一温度传感器13、第二温度传感器14、第三温度传感器15、第一电子阀9、第二电子阀7和第三电子阀12。第一温度传感器13设置在水套1的出液口处，第二温度传感器14设置在第一冷却管5上，且第二温度传感位于水冷式中冷器2和第三冷却管8的进液口之间，第三温度传感器15设置在EGR冷却器3的废气出气口处，第一温度传感器13、第二温度传感器14、第三温度传感器15、第一电子阀9、第二电子阀7和第三电子阀12均通过导线与发动机控制单元4相联。

水冷式中冷器2与EGR冷却器3通过外冷却管相连，外冷却管包括第一冷却管5、第二冷却管6和第三冷却管8，水套1与EGR冷却器3通过内冷却管相连，内冷却管包括第四冷却管10和第五冷却管11。水冷式中冷器2的出液口通过第一冷却管5与EGR冷却器3的进液口相连，EGR冷却器3的出液口通过第二冷却管6与水冷式中冷器2的进液口相连，第二电子阀7设置在第一冷却管5和第二冷却管6上，第二电子阀7能控制第一冷却管5和第二冷却管6的通断，第一冷却管5和第二冷却管6之间设有第三冷却管8，第三冷却管8上设有第一电子阀9，第一电子阀9能控制第三冷却管8的通断，第一冷却管5上连接有第四冷却管10，第四冷却管10与水套1的出液口相连，第二冷却管6上设有第五冷却管11，第五冷却管11与水套1的进液口相连，第四冷却管10和第五冷却管11上设有第三电子阀12，第三电子阀12能控制第四冷却管10和第五冷却管11的通断，第二电子阀7位于第一电子阀9和第三电子阀12之间。

电子水泵16设置在第二冷却管6上，电子水泵16与发动机控制单元4相联，第一冷却管5和第二冷却管6之间设有第六冷却管17，第六冷却管17上设有涡轮增压器18，第六冷却管17的进液口位于电子水泵16和水冷式中冷器2之间，第六冷却管17的出液口位于水冷式中冷器2和第二电子阀7之间。

膨胀水壶19设置在第一冷却管5和第二冷却管6之间，膨胀水壶19的进液口位于电子水泵16和EGR冷却器3之间，膨胀水壶19的出液口位于水冷式中冷器2的出液口最高处。第二冷却管6上设有呈长条状的低温散热器20，低温散热器20位于EGR冷却器3和电子水泵16之间。

电子水泵16、水冷式中冷器2、涡轮增压器18、第一冷却管5、第二温度传感器14、第一电子阀9、第二电子阀7、第二冷却管6、第三冷却管8、低温散热器20、膨胀水壶19和第六冷却管17构成水冷式中冷器冷却系统。发动机的水套1、第一温度传感器13、第三电子阀12、第四冷却管10和第五冷却管11构成发动机冷却系统。

使用时，当第一温度传感器13检测到发动机水套1中的冷却液低于100℃且发动机添加EGR废气时，此时，发动机控制单元4接收信号并控制第一电子阀9和第三电子阀12开启，第二电子阀7关闭，水套1、第四冷却管10、第五冷却管11和EGR冷却器3串联流动形成一个回路，通过发动机水套1里的冷却液对EGR冷却器3中的废气进行降温，同时通过EGR冷却器3中的废气对发动机水套1里的冷却液进行升温，水冷式中冷器2、低温散热器20、电子水泵16、涡轮增压器18、第一冷却管5、第二冷却管6和第三冷却管8形成另一个回路。

当第一温度传感器13检测到发动机水套1出液口处的冷却液高于100℃且发动机添加EGR废气时，此时，发动机控制单元4接收信号并控制第一电子阀9和第三电子阀12关闭，第二电子阀7开启，水套1、第四冷却管10、第五冷却管11和第三电子阀12形成一个回路，水冷式中冷器2、第一冷却管5、EGR冷却器3、第二冷却管6、低温散热器20、电子水泵16和涡轮增压器18形成另一个回路，水冷式中冷器2和EGR冷却器3串联流动，通过水冷式中冷器2中的冷却液对EGR冷却器3中的废气进行降温。

当第一温度传感器13检测到发动机水套1中的冷却液低于100℃，且第三温度传感器15检测到EGR冷却器3中的废气出气口处的温度高于150℃时，发动机控制单元4接收信号并控制第一电子阀9和第三电子阀12关闭，第二电子阀7开启，水套1、第四冷却管10、第五冷却管11和第三电子阀12形成一个回路，水冷式中冷器2、第一冷却管5、EGR冷却器3、第二冷却管6、低温散热器20、电子水泵16和涡轮增压器18形成另一个回路，水冷式中冷器2和EGR冷却器3串联流动，通过水冷式中冷器2中的冷却液对EGR冷却器3中的废气进行降温。

当第二温度传感器14检测到第一冷却管5中的冷却液的温度低于50℃，发动机控制单元4接收信号并控制第一电子阀9和第三电子阀12开启，第二电子阀7关闭，水套1、第四冷却管10、第五冷却管11和EGR冷却器3串联流动形成一个回路，通过发动机水套1里的冷却液对EGR冷却器3中的废气进行降温，避免EGR系统进入的冷却液温度过低导致EGR系统出现冷凝、结冰的现象，水冷式中冷器2、低温散热器20、电子水泵16、涡轮增压器18、第一冷却管5、第二冷却管6和第三冷却管8形成另一个回路。

当发动机停机时，发动机控制单元4控制第一电子阀9和第三电子阀12关闭，第二电子阀7开启，水冷式中冷器2、第一冷却管5、EGR冷却器3、第二冷却管6、低温散热器20、电子水泵16和涡轮增压器18形成一个回路，涡轮增压器18通过电子水泵16中的冷却液进行冷却，解决涡轮增压器18在停机时的冷却问题。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了水套1、水冷式中冷器2、EGR冷却器3、发动机控制单元4、第一冷却管5、第二冷却管6、第二电子阀7、第三冷却管8、第一电子阀9、第四冷却管10、第五冷却管11、第三电子阀12、第一温度传感器13、第二温度传感器14、第三温度传感器15、电子水泵16、第六冷却管17、涡轮增压器18、膨胀水壶19、低温散热器20等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，汽车包括设置在发动机中的水套(1)、水冷式中冷器(2)、EGR冷却器(3)和发动机控制单元(4)，其特征在于，所述水冷式中冷器(2)与EGR冷却器(3)通过外冷却管相连，所述水套(1)与EGR冷却器(3)通过内冷却管相连，所述废气冷却结构包括所述外冷却管上设有的第一电子阀(9)和第二电子阀(7)，所述第一电子阀(9)和第二电子阀(7)用于控制水冷式中冷器(2)和EGR冷却器(3)之间的冷却管路的通断，所述内冷却管上设有第三电子阀(12)，所述第三电子阀(12)用于控制水套(1)和EGR冷却器(3)之间的冷却管路的通断，所述第一电子阀(9)、第二电子阀(7)和第三电子阀(12)均通过导线与发动机控制单元(4)相联。

2.根据权利要求1所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述外冷却管包括第一冷却管(5)、第二冷却管(6)和第三冷却管(8)，所述水冷式中冷器(2)的出液口通过第一冷却管(5)与EGR冷却器(3)的进液口相连，所述EGR冷却器(3)的出液口通过第二冷却管(6)与水冷式中冷器(2)的进液口相连，所述第二电子阀(7)设置在第一冷却管(5)和第二冷却管(6)上，所述第三冷却管(8)的进液口与第一冷却管(5)相连，所述第三冷却管(8)出液口与第二冷却管(6)相连，所述第一电子阀(9)设置在第三冷却管(8)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述内冷却管包括第四冷却管(10)和第五冷却管(11)，所述水套(1)的出液口通过第四冷却管(10)与EGR冷却器(3)的进液口相连，所述EGR冷却器(3)的出液口通过第五冷却管(11)与水套(1)的进液口相连，所述第三电子阀(12)设置在第四冷却管(10)和第五冷却管(11)上。

4.根据权利要求2所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述水套(1)的出液口处设有第一温度传感器(13)，所述第一冷却管(5)上设有第二温度传感器(14)，所述EGR冷却器(3)的废气出气口处设有第三温度传感器(15)，所述第一温度传感器(13)、第二温度传感器(14)和第三温度传感器(15)均通过导线与发动机控制单元(4)相联。

5.根据权利要求4所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述第二温度传感位于水冷式中冷器(2)和第三冷却管(8)的进液口之间。

6.根据权利要求2或4或5所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述第二冷却管(6)上设有电子水泵(16)，所述电子水泵(16)与发动机控制单元(4)相联，所述第一冷却管(5)和第二冷却管(6)之间设有第六冷却管(17)，所述第六冷却管(17)上设有涡轮增压器(18)，所述第六冷却管(17)的进液口位于电子水泵(16)和水冷式中冷器(2)之间，所述第六冷却管(17)的出液口位于水冷式中冷器(2)和第二电子阀(7)之间。

7.根据权利要求2或4或5所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述第一冷却管(5)和第二冷却管(6)之间还设有膨胀水壶(19)，所述膨胀水壶(19)的进液口位于电子水泵(16)和EGR冷却器(3)之间，所述膨胀水壶(19)的出液口位于水冷式中冷器(2)的出液口最高处。

8.根据权利要求2或4或5所述的一种汽车EGR系统中的废气冷却结构，其特征在于，所述第二冷却管(6)上设有低温散热器(20)，所述低温散热器(20)位于EGR冷却器(3)和电子水泵(16)之间。