CN108661828A - 具有废气再循环（egr）冷却器的发动机 - Google Patents

具有废气再循环（egr）冷却器的发动机 Download PDF

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Abstract

一种具有废气再循环(EGR)冷却器的发动机，包括：高压EGR冷却器；进气歧管，其具有被供以进气气体的进气入口、被供以高压EGR气体的高压EGR入口、将提供的高压EGR气体输送至高压EGR冷却器的连接孔，以及被供以由高压EGR冷却器冷却的高压EGR气体的分配孔；以及高压EGR阀，其设置在进气歧管上，并控制从进气歧管输送至高压EGR冷却器的高压EGR气体流。

Description

具有废气再循环(EGR)冷却器的发动机
相关申请的交叉引证
本申请要求2017年3月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0038420号的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种具有废气再循环(EGR)冷却器的发动机，该发动机使废气从排气管线再循环至进气管线，并冷却再循环废气以减少燃烧期间产生的氮氧化物。
背景技术
一般而言，车辆废气含有有害物质，例如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及碳氢化合物(HC)，且在燃烧期间产生的这三种物质中，氮氧化物与一氧化碳和碳氢化合物具有相反的因果关系。即，在实际输出范围内，在一氧化碳的量以及碳氢化合物的量减少的时间点会产生大量氮氧化物。由于燃料完全燃烧，产生的氮氧化物的量增加，且发动机的温度升高。诸如氮氧化物等废气的允许量受到相关规章的限制，因此已开发了各种技术来减少废气。
其中一种技术是废气再循环(EGR)设备。废气再循环(EGR)设备将混合比保持为理论空燃比以在不显著增加其它有害物质的情况下减少产生的氮氧化物的量，通过将燃烧气体(EGR气体)的一部分提供给引入燃烧室的气体混合物来减少新鲜空气的量，并降低燃烧气体的火焰温度。
废气循环设备的配置包括：EGR管，从排气歧管排出的废气的一部分通过EGR管再循环至进气歧管；和控制阀，其定位在EGR管的预定位置处并调节循环废气的量。具体而言，废气再循环设备的配置包括EGR冷却器，该EGR冷却器冷却通过控制阀引入的废气并将冷却后的废气提供至进气歧管。
同时，由于EGR冷却器与EGR管之间的连接结构，布局很复杂，重量可增加，且由于EGR气体循环管线加长，响应性可变差。因此，对能够简化布局、减轻重量并提高响应性的结构进行了研究。
在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对背景技术的理解，因此可包括不构成对本国的本领域普通技术人员而言已公知的现有技术的信息。
发明内容
本公开致力于提供一种具有EGR冷却器的发动机，EGR冷却器安装在进气歧管内，从而简化了布局，减轻了重量并提高了响应性。
根据本公开的示例性实施方案，一种具有EGR冷却器的发动机包括：高压EGR冷却器；进气歧管，其具有被供以进气气体的进气入口、被供以高压EGR气体的高压EGR入口、将提供的高压EGR气体输送至高压EGR冷却器的连接孔，以及被供以由高压EGR冷却器冷却的高压EGR气体的分配孔；以及高压EGR阀，其设置在进气歧管上，并控制从进气歧管输送至高压EGR冷却器的高压EGR气体流。
具有EGR冷却器的发动机还可包括分配管，分配管插入分配孔内并将高压EGR气体与进气气体混合。
分配管上可形成在进气气体流动的方向上打开的开口。
高压EGR冷却器可由铝质材料制成。
具有EGR冷却器的发动机还可包括冷却剂入口和出口管，该冷却剂入口和出口管将冷却剂分别提供至高压EGR冷却器和高压EGR阀，并将冷却剂从高压EGR冷却器和高压EGR阀排出。
低压EGR气体可与待输送至进气歧管的进气气体混合。
具有EGR冷却器的发动机还可包括进气控制阀，该进气控制阀安装在进气歧管的进气入口内以控制进气气体的量。
高压EGR冷却器可设置在进气歧管上侧的一侧。
高压EGR阀可设置在进气歧管上侧的另一侧。
根据本公开的另一个示例性实施方案，一种具有EGR冷却器的发动机包括：进气歧管，其设置在汽缸盖上，并具有被供以来自汽缸盖的高压EGR气体的EGR入口、将气体混合物通过汽缸盖输送至发动机的多个进气端口，和将进气气体被引入其内的进气入口；和高压EGR冷却器，其直接连接至进气歧管，通过进气歧管上形成的连接孔被供以输送至进气歧管的高压EGR气体，并将高压EGR气体输送至进气歧管上形成的分配孔。
具有EGR冷却器的发动机还可包括分配管，分配管插入分配孔内并将高压EGR气体与进气气体混合。
分配管的插入进气歧管内的末端可形成在新鲜空气流动的方向上打开的开口。
根据本公开的示例性实施方案，EGR冷却器安装在进气歧管上，并且通过进气歧管向EGR冷却器提供EGR气体，使得可简化布局、可减轻重量，并且也可提高响应性。即，高压EGR阀和高压EGR冷却器直接安装在进气歧管上，直接从汽缸盖向进气歧管提供高压EGR气体，且冷却的高压EGR气体被直接分配至进气歧管，因此，可除去或最大程度地减少使用于输送高压EGR气体的EGR管，可以改善控制EGR气体的响应性，降低重量和制造成本，提高生产力。
附图说明
图1和图2是图示根据本公开的示例性实施方案的具有EGR冷却器的发动机的一部分的透视图。
图3是图示根据本公开的示例性实施方案的具有EGR冷却器的发动机的一部分的分解透视图。
图4是图示根据本公开的示例性实施方案的进气歧管和分配管的结构的局部透视图。
图5是根据本公开的示例性实施方案的安装在进气歧管内的分配管的透视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本公开的示例性实施方案。
附图中随意示出的每一个组件的尺寸和厚度是为了便于理解和描述，但本公开并不局限于此。增大了若干部分和区域的厚度以清楚地描述上述内容。为了清楚地描述本公开的示例性实施方案，将省略与本描述不相干的部分，且在整个说明书中相同或相似组成元件将以相同附图标记表示。在以下描述中，将组成元件的名称分类为第一、第二等是为了区分具有相同名称的组成元件，且该名称在本质上并不局限于以下描述中的顺序。图1和图2是图示根据本公开的示例性实施方案的具有EGR冷却器的发动机的一部分的透视图，而图3是图示根据本公开的示例性实施方案的具有EGR冷却器的发动机的一部分的分解透视图。
参考图1至图3，根据本公开的示例性实施方案的具有EGR冷却器的发动机包括进气歧管130、高压EGR冷却器150、高压EGR旁通阀140和高压EGR阀120。新鲜空气或新鲜空气与低压EGR气体的混合物通过进气入口133被提供至进气歧管130。
此外，进气歧管130具有高压EGR气体被引入其内的高压EGR入口136，且高压EGR气体被输送至高压EGR冷却器150。
高压EGR冷却器150安装在进气歧管130的上侧，其通过进气歧管130被供以高压EGR气体并对高压EGR气体进行冷却，然后将冷却后的高压EGR气体输送回进气歧管130。
进一步地，高压EGR旁通阀140安装在高压EGR冷却器150上以便绕过高压EGR冷却器150。
高压EGR阀120安装在进气歧管130上，以控制通过汽缸盖210提供的高压EGR气体流(参见图3)。高压EGR阀120通过进气歧管130上形成的阀孔100安装在进气歧管130上。此处，高压EGR阀120与高压EGR阀冷却入口和出口管110a连通以便由冷却剂冷却。
进气歧管130上形成有连接孔180，高压EGR气体通过该连接孔180输送至高压EGR冷却器150。
参考图1和图3，高压EGR冷却器150具有U形流动路径，连接至冷却剂入口和出口管110，通过使用冷却剂来冷却高压EGR气体，并包括由铝质材料制成的翅片和管。
由于翅片和管的结构以及U形流动路径是应用于整个EGR冷却器的技术，因此将省略对其具体描述。进气歧管130在形成有分配孔160，该分配孔160被供以由高压EGR冷却器150冷却的高压EGR气体。如上所述，进气歧管130与被供以高压EGR气体的高压EGR入口136，其内安装有高压EGR阀120的阀孔100、连接至高压EGR冷却器150的连接孔180，以及被供以由高压EGR冷却器150冷却的高压EGR气体的分配孔160一体成形。高压EGR冷却器150直接安装在进气歧管130上。此处，进气歧管130的被供以高压EGR气体的高压EGR入口136直接连接至汽缸盖210。在本公开中，汽缸盖210上形成有用于高压EGR气体的通道，该通道可连接至进气歧管130的高压EGR入口136。如上所述，高压EGR阀120和高压EGR冷却器150直接安装在进气歧管130上，且直接从汽缸盖210向进气歧管130提供高压EGR气体。
由于冷却的高压EGR气体被直接提供至进气歧管130，因此可除去或最大程度地减少用于输送高压EGR气体的EGR管，可提高控制EGR气体的响应性，可减轻重量并降低生产成本，并且可提高生产力。
在本公开中，输送至进气歧管的进气气体可以是新鲜空气或新鲜空气与低压EGR气体的气体混合物，且进气控制阀170可控制将通过进气入口133引入的进气气体的量。
图4是图示根据本公开的示例性实施方案的进气歧管和分配管的结构的局部透视图。
参考图2和图4，进气歧管130安装在发动机的汽缸盖210上，并通过进气歧管130上形成的多个进气端口139将进气气体和EGR气体分配至燃烧室。此外，被供以来自高压EGR冷却器150的高压EGR气体的分配孔160形成于进气歧管130一侧，且分配管200通过插入分配孔160内进行安装。
分配管200的插入进气歧管130内的末端部分处形成开口300。开口300在进气气体流动的方向上打开，而在引入进气气体的方向上封闭。
图5是根据本公开的示例性实施方案的安装在进气歧管内的分配管的透视图。
参考图5，分配管200的末端设置在垂直于进气气体的流动方向的方向上，分配管200的引入进气气体的一部分封闭，且分配管200的与引入进气气体的部分相对的部分通过开口300打开。
利用该结构，可提高提供的高压EGR气体的进气效率，且可提高进气气体与EGR气体的混合性能。
此外，分配管200防止EGR气体逆向流动，从而防止污染进气控制阀170。
虽然已结合目前被认为是实用的实例实施方案描述了本发明，但应理解本发明并不限于公开的实施方案，相反，本发明构思意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (12)

1.一种具有废气再循环冷却器的发动机，该发动机包括：
高压废气再循环冷却器；
进气歧管，包括：
进气入口，被提供以进气气体；
高压废气再循环入口，被提供以高压废气再循环气体；
连接孔，将所提供的高压废气再循环气体输送至所述高压废气再循环冷却器；以及
分配孔，被提供以由所述高压废气再循环冷却器冷却的高压废气再循环气体；以及
高压废气再循环阀，设置在所述进气歧管上并控制从所述进气歧管输送至所述高压废气再循环冷却器的高压废气再循环气体的流。
2.根据权利要求1所述的发动机，还包括：
分配管，插入所述分配孔内并将所述高压废气再循环气体与所述进气气体混合。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中：
所述分配管具有在所述进气气体流动的方向上打开的开口。
4.根据权利要求1所述的发动机，其中：
所述高压废气再循环冷却器由铝质材料制成。
5.根据权利要求1所述的发动机，还包括：
冷却剂入口和出口管，所述冷却剂入口和出口管向所述高压废气再循环冷却器和所述高压废气再循环阀分别提供冷却剂，并将冷却剂从所述高压废气再循环冷却器和所述高压废气再循环阀排出。
6.根据权利要求1所述的发动机，其中：
低压废气再循环气体与待输送至所述进气歧管的所述进气气体混合。
7.根据权利要求6所述的发动机，还包括：
进气控制阀，设置在所述进气歧管的所述进气入口内并控制所述进气气体的量。
8.根据权利要求1所述的发动机，其中：
所述高压废气再循环冷却器设置在所述进气歧管上侧的一侧。
9.根据权利要求8所述的发动机，其中：
所述高压废气再循环阀设置在所述进气歧管上侧的另一侧。
10.一种具有废气再循环冷却器的发动机，该发动机包括：
进气歧管，设置在汽缸盖上，所述进气歧管具有：
废气再循环入口，被提供以来自所述汽缸盖的高压废气再循环气体；
多个进气端口，通过所述汽缸盖将气体混合物输送至所述发动机；以及
进气入口，被提供以进气气体；以及
高压废气再循环冷却器，直接连接至所述进气歧管，通过所述进气歧管上形成的连接孔被提供以输送至所述进气歧管的高压废气再循环气体，并将所述高压废气再循环气体输送至所述进气歧管上形成的分配孔。
11.根据权利要求10所述的发动机，还包括：
分配管，插入所述分配孔内并将所述高压废气再循环气体与所述进气气体混合。
12.根据权利要求11所述的发动机，其中：
一开口形成在所述分配管的插入在所述进气歧管内的末端处，该开口在新鲜空气流动的方向上是打开的。
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