CN108612603A - 混合冷却废气再循环系统 - Google Patents

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朱玉萍
李健
开进彬
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Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers

Abstract

本发明公开了一种混合冷却废气再循环系统，包括高压系统，所述高压系统包括高压EGR阀、高压EGR冷却器和高压EGR气管，还包括低压EGR冷却器、第一水路管道、第二水路管道、第一高压气管和第二高压气管，所述第一水路管道连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第一高压气管连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第二水路管道连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器，所述第二高压气管连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器。本发明把高低压系统集成起来使用，更加充分发挥各自的优势，使得再循环的废气可在发动机运行全工况范围里达到最优化使用，显著提高废气再循环比率。

Description

混合冷却废气再循环系统
技术领域
本发明涉及增压汽油发动机的技术领域，尤其涉及一种混合冷却废气再循环系统。
背景技术
目前我国乘用车绝大多数匹配的都是汽油机，近年来国家对乘用车燃油消耗的要求日益严格，使用外部冷却器的废气再循环(EGR)技术作为有效降低燃油消耗的方法在汽油机上的应用越来越受到关注。
目前各汽车厂家正在研究应用的方案要么为单独高压系统，要么为单独低压系统；但这两套系统在应用过程中分别有各自的技术弊端：高压系统由于进排气两端压差问题，无法覆盖发动机低转速高负荷的爆震区域的应用范围，使得发动机压缩比不能进一步提升；低压系统的进出口两端压差较小，在发动机低转速中低负荷区域的EGR率较低，而此区域正是主要的油耗经济区。
因此，有必要设计一种同时匹配高低压的混合冷却废气再循环系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时匹配高低压的混合冷却废气再循环系统。
本发明的技术方案提供一种混合冷却废气再循环系统，包括高压系统，所述高压系统包括高压EGR阀、高压EGR冷却器和高压EGR气管，还包括低压EGR冷却器、第一水路管道、第二水路管道、第一高压气管和第二高压气管，所述第一水路管道连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第一高压气管连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第二水路管道连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器，所述第二高压气管连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器。
进一步地，所述高压EGR阀的进气口连接外部的缸盖排气道。
进一步地，所述高压EGR气管的排气口连接外部的发动机进气歧管。
进一步地，还包括低压系统，所述低压系统包括所述低压EGR冷却器、低压EGR阀、催化器、第一低压气管和第二低压气管；
所述催化器通过所述第一低压气管连接所述低压EGR冷却器，所述高压EGR阀通过所述第二低压气管连接所述低压EGR阀的一端。
进一步地，所述催化器的进气口连接外部的增压器后端或发动机排气岐管。
进一步地，所述低压系统还包括用于辅助所述低压系统增大压差的混合阀，所述低压EGR阀连接所述混合阀的另一端。
进一步地，所述混合阀和所述低压EGR阀通过三通管连接外部的压气机。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
本发明一实施例中，由于在高压系统中增加了低压EGR冷却器，使得高压气体在进入高压EGR冷却器之间，先经过低压EGR冷却器进行预冷，增加了高压系统的冷却能力。并且通过高压EGR阀的水路与低压EGR冷却器的水路串联集成，且高压系统气路的一段管路与低压系统的低压EGR冷却器集成一体，使布置更紧凑。
本发明的另一实施例中，将高压系统与低压系统集成，两套系统可以扬长避短，起到互补的作用：在低转速高负荷区域使用低压系统，在低转速中低负荷区域使用高压系统，其他区域可以两个系统同时并合理分配使用。使得再循环的废气可在发动机运行全工况范围里达到最优化使用，显著提高废气再循环比率，从而更加有效地降低汽油机的燃油消耗率。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明一实施例中混合冷却废气再循环系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例中混合冷却废气再循环系统的高压系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例中混合冷却废气再循环系统的低压系统的结构示意图。
附图标记对照表：
1-高压系统 11-高压EGR阀 12-高压EGR冷却器
13-高压EGR气管 14-第一水路管道 15-第二水路管道
16-第一高压气管 17-第二高压气管
2-低压系统 21-低压EGR冷却器 22-低压EGR阀
23-催化器 24-第一低压气管 25-第二低压气管
26-混合阀 27-三通管
10-缸盖 20-压气机
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
如图1-2所示，混合冷却废气再循环系统，包括高压系统1，高压系统1包括高压EGR阀11、高压EGR冷却器12和高压EGR气管13，还包括低压EGR冷却器21、第一水路管道14、第二水路管道15、第一高压气管16和第二高压气管17，第一水路管道14连接高压EGR阀11和低压EGR冷却器21，第一高压气管16连接高压EGR阀11和低压EGR冷却器21，第二水路管道15连接低压EGR冷却器21和高压EGR冷却器12，第二高压气管16连接低压EGR冷却器21和高压EGR冷却器12。
其中，高压EGR阀11的进气口连接外部的缸盖10的排气道，高压EGR气管13的排气口连接外部的发动机进气歧管。
高压系统1的工作过程如下：
废气从缸盖10的排气道(图未示)引出，首先经过高压EGR阀11，高压EGR阀11对废气的流量进行控制；然后，经过第一高压气管16进入低压EGR冷却器21中，再经过第二高压气管17进入高压EGR冷却器12冷却后，经过高压EGR气管13引入发动机进气歧管。
对于高压系统来说，废气从排气侧直接引入进气侧，经过的管路较短，瞬态响应性较好；且废气除了通过废气再循环系统相关部件外基本不经过发动机其他电子部件，不会对发动机部件造成耐久腐蚀问题；应用区域方面，在发动机低转速高负荷区域，由于进气歧管内的压力比排气侧压力还高，废气不能再循环利用，此外的其他区域内系统内压差还是比较高的，EGR率可达到20％-30％。
本实施例，由于在高压系统中增加了低压EGR冷却器，使得高压气体在进入高压EGR冷却器之间，先经过低压EGR冷却器进行预冷，增加了高压系统的冷却能力。并且通过高压EGR阀的水路与低压EGR冷却器的水路串联集成，且高压系统气路的一段管路与低压系统的低压EGR冷却器集成一体，使布置更紧凑。
进一步地，如图1和图3所示，低压系统2包括低压EGR冷却器21、低压EGR阀22、催化器23、第一低压气管24和第二低压气管25；
催化器23通过第一低压气管24连接低压EGR冷却器21，高压EGR阀11通过第二低压气管25连接低压EGR阀22的一端。
为了避免催化器23阻挡其他部件的显示，图1中省略了催化器23，仅用虚线框来表示。
其中，催化器23的进气口连接外部的增压器后端或发动机排气岐管。低压系统2还包括用于辅助低压系统增大压差的混合阀26，低压EGR阀22连接混合阀26的另一端。混合阀26和低压EGR阀22通过三通管27连接外部的压气机20。
低压系统2的工作过程如下：
废气从催化器23后端的排气口引出，经过第一低压气管24引入低压EGR冷却器21冷却，然后通过第二低压气管25进入低压EGR阀22中，通过三通管27引入压气机20的入口处，在三通管27进气口前端还有一个混合阀26用于辅助低压系统增大压差。
对于低压系统来说，废气从催化器后引入压气机前，再经过中冷冷却器，温度压力传感器，节气门体，然后进入进气歧管，废气经过的管路较长，会有一定的延迟时间，系统匹配需要充分考虑该现象对性能的影响；但废气在压前就与新鲜空气充分混合，EGR各缸均匀性很好，且废气再次经过中冷器的冷却，发动机进气温度更低；应用区域方面，在高压系统不能使用的低转速高负荷区域可充分利用低压系统，可有效降低发动机爆震倾向，发动机压缩比可适当提高。
本实施例中，混合冷却废气再循环系统把高低压系统集成起来使用，两个系统可扬长避短，更加充分发挥各自的优势，使得再循环的废气可在发动机运行全工况范围里达到最优化使用，显著提高废气再循环比率，从而更加有效地降低汽油机的燃油消耗率。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种混合冷却废气再循环系统，包括高压系统，所述高压系统包括高压EGR阀、高压EGR冷却器和高压EGR气管，其特征在于，还包括低压EGR冷却器、第一水路管道、第二水路管道、第一高压气管和第二高压气管，所述第一水路管道连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第一高压气管连接所述高压EGR阀和所述低压EGR冷却器，所述第二水路管道连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器，所述第二高压气管连接所述低压EGR冷却器和所述高压EGR冷却器。
2.根据权利要求1所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，所述高压EGR阀的进气口连接外部的缸盖排气道。
3.根据权利要求1所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，所述高压EGR气管的排气口连接外部的发动机进气歧管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，还包括低压系统，所述低压系统包括所述低压EGR冷却器、低压EGR阀、催化器、第一低压气管和第二低压气管；
所述催化器通过所述第一低压气管连接所述低压EGR冷却器，所述高压EGR阀通过所述第二低压气管连接所述低压EGR阀的一端。
5.根据权利要求4所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，所述催化器的进气口连接外部的增压器后端或发动机排气岐管。
6.根据权利要求4所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，所述低压系统还包括用于辅助所述低压系统增大压差的混合阀，所述低压EGR阀连接所述混合阀的另一端。
7.根据权利要求6所述的混合冷却废气再循环系统，其特征在于，所述混合阀和所述低压EGR阀通过三通管连接外部的压气机。
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