CN111255595A - 具有低压egr的发动机系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有低压EGR的发动机系统及车辆，具有低压EGR的发动机系统包括：发动机；发动机散热器，所述发动机散热器的进液口与所述发动机的出液口连通，所述发动机散热器的出液口与所述发动机的进液口连通；机舱热交换器；机舱散热器，所述机舱散热器的进液口与所述机舱热交换器的出液口可选择地连通，所述机舱散热器的出液口与所述机舱热交换器的进液口连通；其中所述机舱散热器的进液口还与所述发动机的出液口可选择地连通，所述机舱散热器的出液口还与所述发动机的进液口连通。根据本发明的具有低压EGR的发动机系统的动力性能好，热效率高。

Description

具有低压EGR的发动机系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种具有低压EGR的发动机系统及车辆。
背景技术
所述发动机EGR系统为外部EGR，其是将催化器后的废气引到进气增压器前，需要经过增压器，进气中冷器以及节气门进入到发动机缸内。经过冷却的EGR对中高负荷爆震具有一定抑制作用，但在小负荷对燃烧起到负面作用，在增加EGR的小负荷区域，会造成燃烧不稳定，并且有一定的失火的风险。因此在小负荷需要提高冷却液温度，降低摩擦的同时，增加燃烧稳定性，从而降低失火风险，降低油耗。在中等负荷，需要较低的水温，这样可以在一定程度上抑制爆震，在高负荷及功率点，需要尽可能低的水温，这样可以进一步降低外特性的爆震，极大的提升动力性，在功率点降低排气温度，提升功率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有低压EGR的发动机系统，该具有低压EGR的发动机系统的动力性能好，热效率高。
本发明还提出一种具有上述EGR的发动机系统的车辆。
根据本发明的具有低压EGR的发动机系统包括：发动机；发动机散热器，所述发动机散热器的进液口与所述发动机的出液口连通，所述发动机散热器的出液口与所述发动机的进液口连通；机舱热交换器；机舱散热器，所述机舱散热器的进液口与所述机舱热交换器的出液口可选择地连通，所述机舱散热器的出液口与所述机舱热交换器的进液口连通；其中所述机舱散热器的出液口还与所述发动机的出液口可选择地连通，所述机舱散热器的进液口还与所述发动机的进液口连通。
根据本发明的具有低压EGR的发动机系统，发动机系统包括发动机散热器和机舱散热器，其中，发动机的出液口可选择地与机舱散热器的进液口连通，或将机舱散热器的出液口与发动机的进液口连通，使机舱冷却循环可选择地与机舱冷却循环连通，可以达到降低机舱冷却循环内冷却液的温度，提高机舱冷却循环内冷却液的温度，使发动机在不同工况下的使用性能得到了提高，提高了发动机的适应能力，降低发动机的传热损失。
根据本发明的一个实施例，所述机舱散热器的进液口与所述机舱热交换器的出液口之间设置有第一通断阀，所述机舱散热器的进液口还与所述发动机的出液口之间设置有第二通断阀。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统还包括：EGR冷却器，所述EGR冷却器的进液口与所述发动机的出液口可选择地连通，所述EGR冷却器的出液口与所述发动机的进液口连通。
根据本发明的一个实施例，所述EGR冷却器的进液口与所述发动机的出液口之间设置有第三通断阀。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统还包括：EGR加热器，所述EGR加热器的进液口与所述EGR冷却器的出液口连通，所述EGR加热器的出液口与所述发动机的进液口连通。
根据本发明的一个实施例，所述机舱散热器包括：第一机舱散热器和第二机舱散热器，所述第一机舱散热器的进液口和所述第二机舱散热器的进液口分别与所述机舱热交换器的出液口连通，所述第一机舱换热器的出液口和所述第二机舱换热器的出液口之间分别与所述机舱换热器的进液口连通。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统还包括：进气加热器，所述第一机舱散热器、所述第二机舱散热器和所述进气加热器沿所述发动机进气方向依次排布。
根据本发明的一个实施例，所述机舱热交换器和所述发动机散热器沿外界空气进入机舱的方向依次排布。
根据本发明的一个实施例，所述EGR加热器的出液口和所述发动机的进液口之间的管路、所述发动机散热器的出液口和所述发动机的进液口之间的管路、所述机舱散热器的出液口与所述发动机的进液口之间的管路至少部分重合以形成第一重合管路，所述第一重合管路上设置有第一水泵；所述机舱散热器的出液口与所述机舱换热器的进液口之间设置有第二水泵。下面简单描述根据本发明实施例的车辆。
根据本发明实施例的车辆上设置有上述实施例的具有低压EGR的发动机系统，由于根据本发明实施例的车辆上设置有上述实施例的低压EGR的发动机系统，因此该车辆发动机进气温度可控，提高了发动机在低温下的启动性能，同时发动机冷却液循环与机舱的冷却液循环相互交汇，可以更快地调节冷却液的温度，提高了车辆的性能。本发明的目的是充分利用发动机所散发的热量，调节发动机进气温度以及机舱内的温度，使发动机的机舱温度可控，保证发动机工作在合适的温度范围内，加快低温下的暖机速度发动机进气温度可控，保证发动机有较为理想的进气温度，保证发动机在低温下的启动性能发动机冷却液循环与机舱的冷却液循环，有交汇之处，以便更快调教发动机冷却液及机舱冷却液的温度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的具有低压EGR的发动机系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例中EGR冷却器与发动机之间连接示意图。
附图标记：
发动机系统100，
发动机110，
发动机散热器120
机舱热交换器130，
机舱散热器140，第一机舱散热器141，第二机舱散热器142，
EGR冷却器150，
EGR加热器160，进气加热器170，
第一通断阀101，第二通断阀102，第三通断阀103，第一重合管路104，
第一水泵105，第二水泵106，风扇107，混合阀108。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
EGR系统是车辆的排气再循环系统，燃料在发动机内燃烧后，所产生的废气其中一部分废气经过催化后排出到大气中，另一部分废气将重新经过增压后进入到发动机内，该部分废气可以在发动机的气缸内再度燃烧，以降低排出气体中的氮氧化物(NOx)，以减少污染物的排放，采用EGR系统的发动机，在发动机不同转速和转矩下，温度会对燃料的燃烧具有一定的影响。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的具有低压EGR的发动机系统100。
如图1所示，发动机系统100包括发动机110、发动机散热器120、机舱热交换器130和机舱散热器140，发动机散热器120的进液口与发动机110的出液口连通，发动机散热器120的出液口与发动机110的进液口连通，发动机散热器120的出液口与发动机110的进液口连通；机舱散热器140的进液口与机舱热交换器130的出液口可选择地连通，机舱散热器140的进液口与机舱热交换器130的出液口连通；机舱散热器140的出液口还与发动机110的出液口可选择地连通，机舱散热器140的出液口还与发动机110的进液口连通。
发动机110通过持续做工以向外界持续输出动力，而具有低压EGR的发动机110的温度调节可以通过冷却液温度较低的机舱冷却循环和冷却液温度较高的发动机110冷却循环同时调节；发动机散热器120的进液口与发动机110上的冷却液的出液口相连，发动机散热器120的出液口与发动机110上冷却液的进液口相连，以实现发动机110冷却液循环，发动机散热器120可以适于降低发动机110冷却液循环中冷却液的温度，同时对进入机舱内的气体进行加热；发动机110在工作过程中，发动机110冷却液循环中冷却液的温度较高，可以适于辅助调节发动机110的进气温度，保证发动机110的热效率。
根据本发明的发动机系统100，发动机110的出液口可选择地与机舱散热器140的进液口连通，使的发动机110冷却液可以与机舱冷却循环之间的冷却液进行相互交换，由于机舱冷却循环内冷却液的温度较低，经过发动机110后的冷却液从发动机110出液口流出，并且部分冷却液流向机舱散热器140的进液口，以提高机舱冷却循环中冷却液的温度。
具体地，机舱散热器140可以对进入发动机110内的气体进行加热，可以通过控制机舱散热器140内冷却液的流量来调节进气温度，同时冷却液的温度还可以通过选择发动机110出液口是否与机舱散热器140连通，经过发动机110的冷却液的温度较高，可以有效地提高机舱散热器140的温度，以使机舱散热器140可以对将要进入发动机110内的气体进行加热，使将要进入发动机110内的气体维持一个理想的温度，特别是在车辆冷启动时，可以将发动机110的出液口与机舱散热器140的进液口连通，以将发动机110及机舱快速调节到一个理想状态，降低发动机110的传热损失。
机舱热交换器130是机舱冷却循环中的一部分，外界空气可以通过机舱热交换器130后再经过发动机散热器120后进入机舱，以保证进入机舱后的气体的温度不至于过低或过高，以降低发动机110的传热损失。
根据本发明的具有低压EGR的发动机系统100，发动机系统100包括发动机散热器120和机舱散热器140，其中，发动机110的出液口可选择地与机舱散热器140的进液口连通，或将机舱散热器140的出液口与发动机110的进液口连通，使机舱冷却循环可选择地与机舱冷却循环连通，可以达到降低机舱冷却循环内冷却液的温度，提高机舱冷却循环内冷却液的温度，使发动机110在不同工况下的使用性能得到了提高，提高了发动机110的适应能力，降低发动机110的传热损失。
根据本发明的发动机进气温度可控，提高了发动机在低温下的启动性能，同时发动机冷却液循环与机舱的冷却液循环相互交汇，可以更快地调节冷却液的温度，提高了车辆的性能。本发明的目的是充分利用发动机所散发的热量，调节发动机进气温度以及机舱内的温度，使发动机的机舱温度可控，保证发动机工作在合适的温度范围内，加快低温下的暖机速度发动机进气温度可控，保证发动机有较为理想的进气温度，保证发动机在低温下的启动性能发动机冷却液循环与机舱的冷却液循环，有交汇之处，以便更快调教发动机冷却液及机舱冷却液的温度。
根据本发明的一个实施例，机舱散热器140的出液口与机舱热交换器130的进液口之间设置有第一通断阀101，机舱散热器140的进液口还与发动机110的出液口之间设置有第二通断阀102。
在机舱散热器140的进液口与机舱热交换器130的出液口之间设置所设置的第一通断阀101可以控制机舱冷却循环的启闭，进而可以控制机舱冷却循环是否开启，例如在温度极低时，将第一通断阀101关闭，使机舱冷却循环不再工作，保证机舱内气体的温度不会降低，以提高发动机110的进气温度，减少传热损失；在发动机110的出液口与机舱散热器140的进液口之间设置第二通断阀102，可以控制发动机110冷却液循环是否与机舱冷却循环连通，当温度较低时，可以将第二通断阀102打开，以使发动机110冷却液循环与机舱冷却循环连通，以提高机舱冷却循环中冷却液的温度，使机舱冷却液可以对进入发动机110内的气体进行加热，以降低传热损失。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统100还包括EGR冷却器150，EGR冷却器150的进液口与发动机110的出液口可选择地连通，EGR冷却器150的出液口与发动机110的出液口与发动机110的进液口连通。
如图2所示，EGR系统是车辆的排气再循环系统，燃料在发动机110内燃烧后，所产生的废气其中一部分废气经过催化后排出到大气中，另一部分废气将重新经过增压后进入到发动机110内，另一部分废气在重新进入到发动机110内之前需要经过EGR冷却器150的换热，EGR冷却器150可以对废气进行加热或散热，以令重新进入到发动机110内的气体的温度保持理想状态，冷却液从发动机110的出液口流出后，一部分冷却液流入到EGR冷却器150中，使温度较高的冷却液可以对部分废气进行加热，以保证气体的温度，使气体在进入到发动机110后可以保证具有一定的温度，降低传热损失，保证发动机110的热效率。
根据本发明的一个实施例，EGR冷却器150的进液口与发动机110的出液口之间设置有第三通断阀103，第三通断阀103可以用于控制经过发动机110的冷却液是否向EGR冷却器150流动，通过第三通断阀103的设置可以用于调节EGR冷却器150的温度，可以适于EGR冷却器150可以对不同工况下的废气进行温度调节，使发动机110可以保证在一个理想的工作状态，提高EGR系统的稳定性。
第三通断阀103也可以构造为流量阀，通过控制流量阀的开度，以控制EGR冷却器150的温度，进而调节进入到发动机110内气体的温度，使发动机110的燃料的燃烧保持一个良好的热效率。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统100还包括EGR加热器160，EGR加热器160的进液口与EGR冷却器150的出液口连通，EGR加热器160的出液口与发动机110的进液口连通。
废气经过EGR冷却器150后进入到EGR加热器160中，EGR冷却器150与EGR加热器160可以同时工作，EGR加热器160可以对冷却液进行加热，经过EGR加热器160后的冷却液重新回流到发动机110内，EGR加热器160可以对冷却液的温度进行调整，使EGR冷却器150可以更好地与废气进行换热，使发动机110内气体的燃烧保持一个良好的热效率。经过发动机110换热器后的冷却液和经过EGR加热器160的换热器后的冷却液温度不同，不同温度的冷却液进入发动机110缸内，可以辅助调节发动机110的进气温度，这里需要说明的是，EGR加热器160是改变冷却液的温度，而不是直接对废气进行加热，废气通过与EGR冷却器150进行换热来调节温度。
根据本发明的一个实施例，机舱散热器140包括第一机舱散热器141和第二机舱散热器142，第一机舱散热器141的进液口和第二机舱散热器142的进液口分别与机舱热交换器130的出液口连通，第一机舱散热器141的出液口和第二机舱散热器142的出液口分别与机舱热交换器130的的进液口连通。
为保证机舱内的温度不会过高，可以设置有第一机舱散热器141和第二机舱散热器142，根据发动机110的工况，第一机舱散热器141和第二机舱散热器142可以同时对发动机110的进气进行散热，或者通过分别调节经过第一机舱散热器141和第二机舱散热器142内冷却液的流量，以控制发动机110的进气温度，使发动机110的进气温度可以保持理想状态。
根据本发明的一个实施例，具有低压EGR的发动机系统100还包括进气加热器170，第一机舱散热器141、第二机舱散热器142和进气加热器170沿发动机110的进气方向依次排布。在温度极低的情况下，第一机舱散热器141和第二机舱散热器142可以同时关闭，开启进气加热器170，以提高发动机110的进气温度，使发动机110的进气温度可以保持在一个相对理想的状态，进而可以保证发动机110的热效率。
根据本发明的一个实施例，机舱热交换器130和发动机散热器120沿外界空气进入机舱的方向依次排布，在刚要进入机舱内的气体的温度较低，可以迅速地对冷却液进行散热，同时冷却液可以对温度较低的气体进行加热，以保证进入到发动机110内的气体的温度不会过低，以提高发动机110的热效率。
进一步地，在机舱热交换器130的进风方向处设置有一个可以变速的风扇107，通过调节风扇107的转速，来调节空气的流速，以增加或减少空气与机舱热交换器130和发动机散热器120的接交换时间，以调节进入机舱的气体的温度，使气体的温度在发动机110运行的时候，维持在一个比较理想的温度，在冷启动后，可以快速地将发动机110以及机舱温度调节到较为理想的温度，降低传热损失。
根据本发明的一个实施例，EGR加热器160的出液口和发动机110的进液口之间的管路、机舱散热器140的出液口与发动机110的进液口之间的管路至少部分重合以形成第一重合管路104，第一重合管路104上设置有第一水泵105，机舱散热器140的出液口与机舱换热器的进液口之间设置有第二水泵106。
第一水泵105适于驱动发动机110冷却液循环，驱动冷却液进入到发动机110的进液口，经过发动机110后的冷却液可以进入到发动机散热器120或EGR冷却器150中，从发动机散热器120的出液口和EGR冷却器150的出液口流出后，冷却液在混合阀108内汇合，并通过第一重合管路104、在第一水泵105的带动下再回流到发动机110内，通过设置第一重合管路104，使得冷却液可以在重合管路内充分混合，使冷却液的温度均衡，同时还减少了发动机110中冷却液流道的设置，使发动机110的冷却系统布置更加合理，混合阀108适于将不同温度的两种冷却液混合，是第一重合管路104内冷却液的温度更加均衡。
优选的，可以在发动机散热器120的出液口和EGR冷却器150的出液口汇合处设置混合阀108，从发动机散热器120排出的冷却液和从EGR冷却器150排出的冷却液经混合阀108回流入发动机，保证冷却液充分混合。相应的，也可以在机舱冷却管路和EGR冷却器150的出液口汇合处设置混合阀。
在机舱冷却循环中，冷却液分别经过第一机舱散热器141和第二机舱散热器142，冷却液在第一机舱散热器141出液口和第二机舱散热器142的出液口汇流，一部分冷却液流向机舱热交换器130，该部分冷却液经过机舱热交换器130后，经机舱热交换器130的出液口重新流回第一机舱散热器141和第二机舱散热器142中，第二水泵106设置在机舱散热器140的出液口与机舱热交换器130的进液口之间，以保证机舱冷却循环可以稳定地运行；另一部分冷却液流向第一重合管路104，并与发动机110冷区液循环汇流，经过第一重合管路104进入到发动机110中，冷却液经过发动机110后通过发动机110出液口、第一机舱散热器141的进液口或第二机舱散热器142的进液口重新回到机舱冷却循环中。
下面简单描述根据本发明实施例的车辆。
根据本发明实施例的车辆上设置有上述实施例的具有低压EGR的发动机系统100，由于根据本发明实施例的车辆上设置有上述实施例的低压EGR的发动机系统100，因此该车辆发动机110的发动机110进气温度可控，提高了发动机在低温下的启动性能，同时发动机110冷却液循环与机舱的冷却液循环相互交汇，可以更快地调节冷却液的温度，提高了车辆的性能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，包括：
发动机(110)；
发动机散热器(120)，所述发动机散热器(120)的进液口与所述发动机(110)的出液口连通，所述发动机散热器(120)的出液口与所述发动机(110)的进液口连通；
机舱热交换器(130)；
机舱散热器(140)，所述机舱散热器(140)的进液口与所述机舱热交换器(130)的出液口可选择地连通，所述机舱散热器(140)的出液口与所述机舱热交换器(130)的进液口连通；其中
所述机舱散热器(140)的进液口还与所述发动机(110)的出液口可选择地连通，所述机舱散热器(140)的出液口还与所述发动机(110)的进液口连通。
2.根据权利要求1所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，所述机舱散热器(140)的进液口与所述机舱热交换器(130)的出液口之间设置有第一通断阀(101)，所述机舱散热器(140)的进液口还与所述发动机(110)的出液口之间设置有第二通断阀(102)。
3.根据权利要求1所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，还包括：EGR冷却器(150)，所述EGR冷却器(150)的进液口与所述发动机(110)的出液口可选择地连通，所述EGR冷却器(150)的出液口与所述发动机(110)的进液口连通。
4.根据权利要求3所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，所述EGR冷却器(150)的进液口与所述发动机(110)的出液口之间设置有第三通断阀(103)。
5.根据权利要求3所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，还包括：EGR加热器(160)，所述EGR加热器(160)的进液口与所述EGR冷却器(150)的出液口连通，所述EGR加热器(160)的出液口与所述发动机(110)的进液口连通。
6.根据权利要求1所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，所述机舱散热器(140)包括：第一机舱散热器(141)和第二机舱散热器(142)，所述第一机舱散热器(141)的进液口和所述第二机舱散热器(142)的进液口分别与所述机舱热交换器(130)的出液口连通，所述第一机舱散热器(141)的出液口和所述第二机舱散热器(142)的出液口之间分别与所述机舱热交换器(130)的进液口连通。
7.根据权利要求6所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，还包括：进气加热器(170)，所述第一机舱散热器(141)、所述第二机舱散热器(142)和所述进气加热器(170)沿所述发动机(110)进气方向依次排布。
8.根据权利要求1所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，所述机舱热交换器(130)和所述发动机散热器(120)沿外界空气进入机舱的方向依次排布。
9.根据权利要求1所述的具有低压EGR的发动机系统(100)，其特征在于，所述EGR加热器(160)的出液口和所述发动机(110)的进液口之间的管路、所述发动机散热器(120)的出液口和所述发动机(110)的进液口之间的管路、所述机舱散热器(140)的出液口与所述发动机(110)的进液口之间的管路至少部分重合以形成第一重合管路(104)，所述第一重合管路(104)上设置有第一水泵(105)；
所述机舱散热器(140)的出液口与所述机舱换热器的进液口之间设置有第二水泵(106)。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的具有低压EGR的发动机系统(100)。
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