CN112796909A - 一种具有低压egr系统的发动机总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通工具技术领域，公开一种具有低压EGR系统的发动机总成及车辆。该具有低压EGR系统的发动机总成包括发动机本体、增压器、三元催化器、中冷器、颗粒捕集器、低压EGR系统、冷凝水分离器和排水机构，冷凝水分离器上设置有第一进气口、第二进气口、出气口和排水口，第一进气口与低压EGR系统的出口相连通，由发动机本体排出的废气部分能够经低压EGR系统降温后进入冷凝水分离器中进行冷凝水分离，经冷凝水分离的废气与由第二进气口通入的空气在出气口处汇合后进入叶轮的进口，排水机构包括储水罐和排水管，储水罐可选择性地与排水口或者排水管连通。该具有低压EGR系统的发动机总成，废气中的冷凝水可以及时分离并排出。

Description

一种具有低压EGR系统的发动机总成及车辆

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，尤其涉及一种具有低压EGR系统的发动机总成及车辆。

背景技术

为了进一步降低发动机的燃油消耗，现有技术中，有些发动机会使用废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)系统，将部分发动机排出的废气重新导入气缸，降低缸内燃烧温度，提高压缩比，进而降低油耗。

发动机排出的废气温度较高，当新鲜空气温度较低或者湿度较大时，废气与新鲜的空气进行混合，废气的温度会降低，并析出冷凝水，这部分冷凝水如果随混合气流到增压机叶轮，会对高速运转的叶轮造成损伤，影响增压器的性能甚至发生损坏。但是，由于叶轮之前的气压低于外界环境大气压，收集到的冷凝水不能直接排出到大气中，否则会影响叶轮的正常工作。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种具有低压EGR系统的发动机总成及车辆，可以避免废气与新鲜空气混合时析出的冷凝水流到增压机叶轮，保证增压器的使用性能，延长增压器的使用寿命。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有低压EGR系统的发动机总成，包括发动机本体、增压器、三元催化器、中冷器、颗粒捕集器和低压EGR系统，所述发动机本体的出口通过排气总管与所述增压器的涡轮的进口连通，所述涡轮的出口与所述三元催化器的进口相连通，所述颗粒捕集器和所述低压EGR系统并联设置，且两者的进口均与所述三元催化器的出口相连通，所述发动机本体的进口通过节气门与所述增压器的叶轮的出口连通，在所述节气门和所述叶轮之间设置有所述中冷器，所述具有低压EGR系统的发动机总成还包括：

冷凝水分离器，其上设置有第一进气口、第二进气口、出气口和排水口，所述第一进气口与所述低压EGR系统的出口相连通，由所述发动机本体排出的废气部分能够经所述低压EGR系统降温后进入所述冷凝水分离器中进行冷凝水分离，经所述冷凝水分离的所述废气与由所述第二进气口通入的空气在所述出气口处汇合后进入所述叶轮的进口；

排水机构，包括储水罐和排水管，所述储水罐可选择性地与所述排水口或者所述排水管连通。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述排水机构还包括：

第一电控阀，设置于所述储水罐的进口，用于控制所述储水罐的进口的启闭；

第二电控阀，设置于所述储水罐的出口，用于控制所述储水罐的出口的启闭。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，在所述冷凝水分离器内设置有第一液位检测件，所述第一液位检测件被配置为当所述冷凝水分离器中的冷凝水达到预设最高液位时，所述第一电控阀开启，所述第二电控阀关闭。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述第一液位检测件为液位传感器。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述储水罐和所述排水管均采用塑料材质制成。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述具有低压EGR系统的发动机总成还包括空滤器，所述空气经所述空滤器过滤后流入所述第二进气口。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，还包括压差阀，所述压差阀设置于所述空滤器和所述第二进气口之间。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述三元催化器上设置有并联的第一排气口和第二排气口，所述第一排气口与所述低压EGR系统连通，所述第二排气口连通于所述颗粒捕集器，经所述颗粒捕集器过滤的部分所述废气能够排放至大气。

作为一种具有低压EGR系统的发动机总成的优选方案，所述低压EGR系统包括EGR冷却器和ERG阀，所述EGR冷却器的进口与所述第一排气口相连通，所述ERG阀设置于所述EGR冷却器和所述冷凝水分离器之间。

为达上述目的，本发明还提供一种车辆，包括如以上任一方案所述的具有低压EGR系统的发动机总成。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种具有低压EGR系统的发动机总成，通过设置冷凝水分离器和排水机构，冷凝水分离器可以将发动机排放的废气中含有的水分进行冷凝并分离，排水机构能够及时将分离的冷凝水排出，防止冷凝水随着废气流入叶轮，对叶轮的工作产生影响；通过设置储水罐选择性地与排水口或者排水管连通，当储水罐与排水口连通时，储水罐内的气压与排水口的气压相同，冷凝水能够在自身重力作用下从冷凝水分离器中流至储水罐内，当储水罐与排水管连通时，储水罐内的气压与排水管的气压相等，储水罐内的水能够在自身重力作用下从储水罐流至排水管内排出，从而实现对冷凝水分离器中分离的冷凝水的及时排放，且能够保证该具有低压EGR系统的发动机总成内具有足够的压力，避免对驾驶性造成干扰。

本发明提供一种车辆，该车辆包括上述具有低压EGR系统的发动机总成，可以保证车辆具有良好的驾驶性，用户体验感较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的具有低压EGR系统的发动机总成的结构示意图。

图中：

1-排水机构；11-储水罐；12-排水管；13-第一电控阀；14-第二电控阀；

2-发动机本体；3-涡轮；4-叶轮；

5-低压EGR系统；51-EGR冷却器；52-EGR阀；

6-冷凝水分离器；61-第一进气口；62-第二进气口；63-出气口；64-排水口；

7-空滤器；

8-三元催化器；9-颗粒捕集器；

10-中冷器；20-排气总管；30-压差阀；40-节气门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种具有低压EGR系统的发动机总成，该具有低压EGR系统的发动机总成包括发动机本体2、增压器、三元催化器8、中冷器10、颗粒捕集器9、低压EGR系统5、冷凝水分离器6和排水机构1，其中，发动机本体2的出口通过排气总管20与增压器的涡轮3的进口连通，涡轮3的出口与三元催化器8的进口相连通，颗粒捕集器9和低压EGR系统5并联设置，且两者的进口均与三元催化器8的出口相连通，发动机本体2的进口通过节气门40与增压器的叶轮4的出口连通，在节气门40和叶轮4之间设置有中冷器10，冷凝水分离器6上设置有第一进气口61、第二进气口62、出气口63和排水口64，第一进气口61与低压EGR系统5的出口相连通，由发动机本体2排出的废气部分能够经低压EGR系统5降温后进入冷凝水分离器6中进行冷凝水分离，经冷凝水分离的废气与由第二进气口62通入的空气在出气口63处汇合后进入叶轮4的进口，排水机构1包括储水罐11和排水管12，储水罐11可选择性地与排水口64或者排水管12连通。

本实施例提供的具有低压EGR系统的发动机总成，通过设置冷凝水分离器6和排水机构1，冷凝水分离器6可以将发动机2排放的废气中含有的水分进行冷凝并分离，排水机构1能够及时将分离的冷凝水排出，防止冷凝水随着废气流入叶轮4，对叶轮4的工作产生影响；通过设置储水罐11选择性地与排水口64或者排水管12连通，当储水罐11与排水口64连通时，储水罐11内的气压与排水口61的气压相同，冷凝水能够在自身重力作用下从冷凝水分离器6中流至储水罐11内，当储水罐11与排水管12连通时，储水罐11内的气压与排水管12的气压相等，储水罐11内的水能够在自身重力作用下从储水罐11流至排水管12内排出，从而实现对冷凝水分离器6中分离的冷凝水的及时排放，且能够保证该具有低压EGR系统的发动机总成内具有足够的压力，避免对驾驶性造成干扰。

通过设置中冷器10，当汇合后的废气与空气经过叶轮4，高温的混合气体通过中冷器10可以进行冷却，以降低发动机2的热负荷，提高进气量，进而增加发动机2的功率；通过设置三元催化器8，三元催化器8可以将发动机本体2排出的废气中的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气，三元催化器8的性能稳定、质量可靠、使用寿命长；通过设置颗粒捕集器9，颗粒捕集器9可以将排放至外界的废气中的颗粒进行过滤，以防止废气对外界环境造成污染。

优选地，储水罐11和排水管12均采用塑料材质制成。由于发动机本体2排出的废气中通常含有硫元素、氯元素等，废气与水会形成酸性的腐蚀液体，将储水罐11和排水管12采用塑料材质制成，可以防止冷凝水中的酸性物质对储水罐11和排水管12造成腐蚀，延长排水机构1的使用寿命。

进一步地，排水机构1还包括第一电控阀13和第二电控阀14，第一电控阀13设置于储水罐11的进口，用于控制储水罐11的进口的启闭，第二电控阀14设置于储水罐11的出口，用于控制储水罐11的出口的启闭。通过设置第一电控阀13和第二电控阀14，可以选择性地将储水罐11的进口和出口开启或者关闭。可以理解的是，如果储水罐11的进口和出口同时开启，会使排水口64与排水管12相连通，即排水口64的气压与排水管12的气压相等，为了保证该具有低压EGR系统的发动机总成内具有足够的压力，在本实施例中，储水罐11的进口和出口不同时开启。

进一步地，在冷凝水分离器6内设置有第一液位检测件，第一液位检测件被配置为当冷凝水分离器6中的冷凝水达到预设最高液位时，第一电控阀13开启，第二电控阀14关闭。具体而言，第一液位检测件、第一电控阀13和第二电控阀14均与车辆的控制器电连接，当第一液位检测件检测到冷凝水分离器6中收集的冷凝水达到预设最高液位时，可以将该信号传输至控制器内，控制器能够控制第一电控阀13开启，第二电控阀14关闭，以将冷凝水分离器6中收集的冷凝水排放至储水罐11中，并防止冷凝水分离器6和排水管12相连通，保证冷凝水分离器6中的冷凝水及时排出的同时，确保该发动机总成内具有足够的压力。

进一步地，在储水罐11内设置有第二液位检测件，第二液位检测件与控制器电连接，第二液位检测件被配置为当储水罐11内的冷凝水达到预设最高液位时，第一电控阀13关闭，第二电控阀14开启。采用这种设置，可以使储水罐11内的冷凝水及时排放。

优选地，第一液位检测件和第二液位检测件均为液位传感器。

进一步地，该具有低压EGR系统的发动机总成还包括空滤器7，空气经空滤器7过滤后流入冷凝水分离器6的第二进气口62。通过设置空滤器7，可以清除空气中的微粒杂质，防止空气中的微粒杂质对叶轮4的转动造成影响。

优选地，在空滤器7和第二进气口62之间设置有压差阀30，压差阀30可以恒定冷凝水分离器6与外界的压差，进一步保证该发动机总成内部具有足够的压力。

进一步地，三元催化器8上设置有并联的第一排气口和第二排气口，第一排气口与低压EGR系统5连通，第二排气口连通于颗粒捕集器9，经颗粒捕集器9过滤的部分废气能够排放至大气。

具体而言，低压EGR系统5包括EGR冷却器51和ERG阀52，EGR冷却器51的进口与第一排气口相连通，ERG阀52设置于EGR冷却器51和冷凝水分离器6之间。EGR阀52可以对进入发动机本体2内的废气量进行控制，使一定量的废气重新流入发动机本体2中进行循环，另一部分废气进入颗粒捕集器9内，经过滤后排放至大气，减少了废气的排放量，比较节能环保。

本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述具有低压EGR系统的发动机总成，可以保证车辆具有良好的驾驶性，用户体验感较好。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种具有低压EGR系统的发动机总成，包括发动机本体(2)、增压器、三元催化器(8)、中冷器(10)、颗粒捕集器(9)和低压EGR系统(5)，所述发动机本体(2)的出口通过排气总管(20)与所述增压器的涡轮(3)的进口连通，所述涡轮(3)的出口与所述三元催化器(8)的进口相连通，所述颗粒捕集器(9)和所述低压EGR系统(5)并联设置，且两者的进口均与所述三元催化器(8)的出口相连通，所述发动机本体(2)的进口通过节气门(40)与所述增压器的叶轮(4)的出口连通，在所述节气门(40)和所述叶轮(4)之间设置有所述中冷器(10)，其特征在于，所述具有低压EGR系统的发动机总成还包括：

冷凝水分离器(6)，其上设置有第一进气口(61)、第二进气口(62)、出气口(63)和排水口(64)，所述第一进气口(61)与所述低压EGR系统(5)的出口相连通，由所述发动机本体(2)排出的废气部分能够经所述低压EGR系统(5)降温后进入所述冷凝水分离器(6)中进行冷凝水分离，经所述冷凝水分离的所述废气与由所述第二进气口(62)通入的空气在所述出气口(63)处汇合后进入所述叶轮(4)的进口；

排水机构(1)，包括储水罐(11)和排水管(12)，所述储水罐(11)可选择性地与所述排水口(64)或者所述排水管(12)连通。

2.根据权利要求1所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述排水机构(1)还包括：

第一电控阀(13)，设置于所述储水罐(11)的进口，用于控制所述储水罐(11)的进口的启闭；

第二电控阀(14)，设置于所述储水罐(11)的出口，用于控制所述储水罐(11)的出口的启闭。

3.根据权利要求2所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，在所述冷凝水分离器(6)内设置有第一液位检测件，所述第一液位检测件被配置为当所述冷凝水分离器(6)中的冷凝水达到预设最高液位时，所述第一电控阀(13)开启，所述第二电控阀(14)关闭。

4.根据权利要求3所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述第一液位检测件为液位传感器。

5.根据权利要求1所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述储水罐(11)和所述排水管(12)均采用塑料材质制成。

6.根据权利要求1所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述具有低压EGR系统的发动机总成还包括空滤器(7)，所述空气经所述空滤器(7)过滤后流入所述第二进气口(62)。

7.根据权利要求6所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，还包括压差阀(30)，所述压差阀(30)设置于所述空滤器(7)和所述第二进气口(62)之间。

8.根据权利要求1所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述三元催化器(8)上设置有并联的第一排气口和第二排气口，所述第一排气口与所述低压EGR系统(5)连通，所述第二排气口连通于所述颗粒捕集器(9)，经所述颗粒捕集器(9)过滤的部分所述废气能够排放至大气。

9.根据权利要求8所述的具有低压EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述低压EGR系统(5)包括EGR冷却器(51)和ERG阀(52)，所述EGR冷却器(51)的进口与所述第一排气口相连通，所述ERG阀(52)设置于所述EGR冷却器(51)和所述冷凝水分离器(6)之间。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的具有低压EGR系统的发动机总成。

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