CN113323775B - 一种废气再循环进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆设备技术领域，公开一种废气再循环进气装置，包括：分离器主体，分离器主体包括分离内管和分离外管，分离外管上设有与废气再循环阀门连通的废气入口，分离外管密封套设于分离内管上；分离内管的两端分别设有新鲜进气口和混合出气口，混合出气口与压气机连通，分离内管上设有换热肋板和分离孔，换热肋板和分离孔均置于分离外管内，分离孔将分离外管和分离内管连通；液体容器，液体容器的液体入口与分离外管连通，液体容器用以收集分离外管中的液体；阀体，阀体设置于液体容器的液体出口处。通过上述结构，该废气再循环进气装置能够有效地将废气中的水蒸气分离出来，降低压气机损坏的风险，有利于扩大废气再循环的使用工况范围。

Description

一种废气再循环进气装置

技术领域

本发明涉及车辆设备技术领域，尤其涉及一种废气再循环进气装置。

背景技术

废气再循环是指内燃机燃烧后的部分废气重新再进入燃烧室中，其主要目的为了降低氮氧化物的排放量并提高内燃机在中低负荷下的燃料经济性。但是，对于采用进气增压的汽油机来说，由于其采用的是低压废气再循环系统，废气与新鲜进气混合后，在某些工况下会析出大量的水，进而会对压气机造成损坏，因此适合废气再循环使用的工况范围较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废气再循环进气装置，该废气再循环进气装置能够有效地将废气中的水蒸气分离出来，降低压气机损坏的风险，有利于扩大废气再循环的使用工况范围。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种废气再循环进气装置，包括：分离器主体，所述分离器主体包括分离内管和分离外管，所述分离外管上设有与废气再循环阀门连通的废气入口，所述分离外管密封套设于所述分离内管上；所述分离内管的两端分别设有新鲜进气口和混合出气口，所述混合出气口与压气机连通，所述分离内管上设有换热肋板和分离孔，所述换热肋板和所述分离孔均置于所述分离外管内，所述分离孔将所述分离外管和所述分离内管连通；液体容器，所述液体容器的液体入口与所述分离外管连通，所述液体容器用以收集所述分离外管中的液体；阀体，所述阀体设置于所述液体容器的液体出口处。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述废气入口设置于所述换热肋板远离所述分离孔的一侧。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述分离外管上设有外管出口，所述分离外管通过所述外管出口与所述液体入口相连通。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述外管出口设置于所述分离外管的底部，所述分离孔的位置被配置为高于所述外管出口的位置。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述分离内管折弯设置，所述换热肋板的位置被配置为高于所述分离孔的位置。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述废气入口的位置被配置为高于所述分离孔的位置。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述液体容器包括腔体，所述液体入口设置于腔体的顶部，所述液体出口设置于腔体的底部。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述废气再循环进气装置还包括空气滤清器，所述空气滤清器安装于所述新鲜进气口上。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述分离外管上设有第一套筒洞和第二套筒洞，所述分离内管穿设于所述第一套筒洞和所述第二套筒洞中，所述第一套筒洞和所述第二套筒洞均密封连接于所述分离内管的外壁面上。

作为一种废气再循环进气装置的优选方案，所述分离内管上设有分离区域，所述分离孔设有多个，多个所述分离孔均匀分布于所述分离区域中。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种废气再循环进气装置，该废气再循环进气装置包括分离器主体、液体容器和阀体，分离器主体包括分离外管和分离内管，分离外管上设有与废气再循环阀门连通的废气入口，废气入口用以通入循环用废气，分离外管密封套设于分离内管上，分离内管的两端分别设有新鲜进气口和混合出气口，新鲜进气口用于通入新鲜空气，混合出气口与压气机连通，分离内管上设有换热肋板和分离孔，换热肋板和分离孔均置于分离外管内，换热肋板能够实现分离外管中的废气的冷却，使其中的水蒸气冷凝析出，分离孔将分离外管和分离内管连通，使得分离外管中的废气能够进入分离内管中。液体容器的液体入口与分离外管连通用以收集分离外管中析出的液体，阀体设置于液体容器的液体出口处，用以控制液体容器中液体的排放。通过上述结构，该废气再循环进气装置在执行废气再循环工况时，能够有效地将废气中的水蒸气分离出来，避免了某些工况中废气中的水蒸气在压气机中的凝结，降低了压气机损坏的风险，扩大了废气再循环的使用工况范围。

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是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离内管和分离外管的剖视图；

图3是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离内管和分离外管一个视角的结构示意图；

图4是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离内管和分离外管另一视角的结构示意图；

图5是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离内管的一个视角的结构示意图；

图6是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离外管的一个视角的结构示意图；

图7是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离外管的另一视角的结构示意图；

图8是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置中分离内管的另一视角的结构示意图；

图9是本发明具体实施例所提供的废气再循环进气装置的控制系统的示意图。

图中：

1、分离器主体；11、分离内管；111、新鲜进气口；112、换热肋板；113、分离孔；114、混合出气口；12、分离外管；121、第一套筒洞；122、第二套筒洞；123、废气入口；124、外管出口；2、液体容器；21、液体入口；22、腔体；23、液体出口；3、阀体；4、空气滤清器；5、废气再循环阀门；6、压气机；7、发动机转速传感器；8、电控单元；9、线束。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明所提供的废气再循环进气装置的技术方案。

本实施例提供一种废气再循环进气装置，如图1所示，该废气再循环进气装置包括分离器主体1、液体容器2和阀体3。如图2-图4所示，分离器主体1包括分离外管12和分离内管11，分离外管12上设有与废气再循环阀门5连通的废气入口123，废气入口123用以通入循环用废气，分离外管12密封套设于分离内管11上。分离内管11的两端分别设有新鲜进气口111和混合出气口114，新鲜进气口111用于通入新鲜空气，混合出气口114与压气机6连通以向压气机6供应混合废气后的气体，如图5所示，分离内管11上设有换热肋板112和分离孔113，换热肋板112和分离孔113均置于分离外管12内，换热肋板112能够对分离外管12中的废气进行冷却，使其中的水蒸气冷凝析出，分离孔113将分离外管12和分离内管11连通，使得分离外管12中冷凝后的废气能够进入分离内管11中。液体容器2的液体入口21与分离外管12连通，液体容器2用以收集分离外管12中析出的液体，阀体3设置于液体容器2的液体出口23处，阀体3的开闭用以控制液体容器2中液体的排放。

具体地，如图6-图7所示，分离外管12上设有第一套筒洞121和第二套筒洞122，分离内管11穿设于第一套筒洞121和第二套筒洞122中，第一套筒洞121和第二套筒洞122均密封连接于分离内管11的外壁面上，使得分离外管12密封连接于分离内管11上。优选地，如图8所示，分离内管11上设有分离区域，分离孔113设有多个，多个分离孔113均匀分布于分离区域中。进一步地，由于气体密度小于液体密度，为了防止液体进入分离内管11，分离区域应尽量设置在分离内管11相应部分的上半侧，具体位置本领域技术人员可自行设计。具体地，为了使分离外管12中的废气可以通过分离孔113均匀且快速地进入分离内管11中，分离孔113在分离内管11的上半侧以分离内管11的中心轴线为中心对称分布。

通过上述结构，该废气再循环进气装置在执行废气再循环工况时，能够有效地将废气中的水蒸气通过冷凝分离出来，避免了某些工况中废气中的水蒸气在压气机6中凝结的现象发生，降低了压气机6损坏的风险，扩大了废气再循环的使用工况范围。

在本实施例中，废气入口123设置于换热肋板112远离分离孔113的一侧，使得废气从废气入口123进入分离外管12后，要先经过换热肋板112，通过换热肋板112与分离内管11进行热量交换，实现分离外管12中废气的冷却，保证了废气中的水蒸气能够顺利冷凝析出。优选地，为了使换热更充分，废气入口123应尽量设置在远离分离孔113的位置，具体位置本领域技术人员可自行设计。

优选地，分离外管12上设有外管出口124，分离外管12通过外管出口124与液体入口21相连通，使得分离外管12中的液体能够顺畅的流入液体容器2中。进一步地，外管出口124设置于分离外管12的底部，分离孔113的位置被配置为高于外管出口124的位置，避免了分离外管12中的液体因溢入分离孔113而进入分离内管11中。

在本实施例中，分离内管11折弯设置，因考虑到废气的温度较高，密度较小，为使得换热更充分，换热肋板112的位置被配置为高于分离孔113的位置，具体位置本领域技术人员可自行设计。优选地，废气入口123的位置被配置为高于分离孔113的位置。通过上述设置形式，废气从废气入口123进入分离外管12需要依次经过换热肋板112和分离孔113再进入分离内管11，保证了该废气再循环进气装置对废气的处理效果；该废气再循环进气装置中冷凝产生的液体从换热肋板112上析出后沿分离内管11的外壁或分离外管12的内壁向下流至分离外管12的底部，并从外管出口124流入液体容器2中。

具体地，换热肋板112应由导热率较大的材料制成，用于使分离内管11中的气体与分离外管12中的废气进行换热，使分离外管12内废气中的水蒸气液化，进而从外管出口124流出。

在本实施例中，液体容器2包括腔体22，液体入口21设置于腔体22的顶部，液体出口23设置于腔体22的底部。液体入口21设置于腔体22的顶部，使得该液体容器2具有较大的储存空间，便于容纳更多的液体；液体出口23设置于腔体22的底部，使得该液体容器2在排出液体时，能够将液体排干净。

优选地，该废气再循环进气装置还包括空气滤清器4，空气滤清器4安装于新鲜进气口111上，能够防止外界灰尘和脏污进入该废气再循环进气装置中。

本实施例还提供一种废气再循环进气装置的控制系统，如图9所示，该废气再循环进气装置的控制系统包括废气再循环阀门5、电控单元8、发动机转速传感器7和线束9，电控单元8通过线束9与阀体3连接，使得阀体3受到电控单元8的控制，从而完成相应的打开和关闭动作。废气再循环阀门5通过线束9与电控单元8进行连接，使得废气再循环阀门5可以受到电控单元8的控制，从而完成相应的打开和关闭动作。发动机转速传感器7通过线束9与电控单元8进行连接，使得电控单元8可以实时监测发动机的转速。在本实施例中，电控单元8可以是集中式或分布式的控制器，比如，电控单元8可以是一个单独的单片机，也可以由分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制废气再循环阀门5和阀体3实现其功能。

对于阀体3的控制方法如下：

当发动机开始工作时，阀体3受电控单元8控制而立即关闭，即发动机的转速大于0，发动机处于运转状态时，阀体3处于常闭状态，以防止外界空气未经过空气滤清器4，直接进入分离内管11中，并防止在使用废气再循环的工况下，即废气再循环阀门5打开时，由废气入口123进入分离外管12中的废气从液体出口23排出。当发动机停止工作时，阀体3受电控单元8控制而立即打开，即发动机转速等于0，发动机处于停机状态时，阀体3处于常开状态，以便于腔体22内的液体可以有效排出，防止腔体22内的液体集满。

本实施例选择使用废气再循环工况为发动机转速大于等于1200r/min的全部工况(实际选择使用废气再循环工况的范围，本领域技术人员可根据实际情况自行设计)，下面对废气再循环工况的控制方法进行说明：当发动机转速大于等于1200r/min时，废气再循环阀门5应受电控单元8控制而打开相应的开度(不同工况下废气再循环阀门5对应的具体开度可根据实际情况自行设计)，而阀体3保持处于常闭状态。当发动机转速小于1200r/min时，废气再循环阀门5应受电控单元8控制而立即关闭，而阀体3保持在常闭状态。

当发动机处于运转状态时，对于选择使用废气再循环的工况，废气再循环阀门5被受控打开，同时阀体3被受控关闭。新鲜进气通过空气滤清器4后由新鲜进气口111进入分离内管11中，同时，废气通过废气再循环阀门5后由废气入口123进入分离外管12中。新鲜进气与废气在换热肋板112处进行换热，废气中的水蒸气会液化并汇聚在分离外管12的底部，从而由外管出口124进入液体容器2中，即由液体入口21进入腔体22中进行收集。分离外管12中的干废气(水蒸气成份已被液化的废气)由分离孔113进入分离内管11中，与分离内管11中的新鲜进气进行混合后一起由混合出气口114进入压气机6中。

当发动机处于运转状态时，对于选择不使用废气再循环的工况，废气再循环阀门5处于闭合状态，同时阀体3被受控关闭。新鲜进气通过空气滤清器4后由新鲜进气口111进入分离内管11中，然后由混合出气口114直接进入压气机6中。

当发动机处于停机状态时，废气再循环阀门5处于常闭状态，同时阀体3处于常开状态，此时腔体22中收集的液体会通过液体出口23进行排出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种废气再循环进气装置，其特征在于，包括：

分离器主体(1)，所述分离器主体(1)包括分离内管(11)和分离外管(12)，所述分离外管(12)上设有与废气再循环阀门(5)连通的废气入口(123)，所述分离外管(12)密封套设于所述分离内管(11)上；所述分离内管(11)的两端分别设有新鲜进气口(111)和混合出气口(114)，所述混合出气口(114)与压气机(6)连通，所述分离内管(11)上设有换热肋板(112)和分离孔(113)，所述换热肋板(112)和所述分离孔(113)均置于所述分离外管(12)内，所述分离孔(113)将所述分离外管(12)和所述分离内管(11)连通；

液体容器(2)，所述液体容器(2)的液体入口(21)与所述分离外管(12)连通，所述液体容器(2)用以收集所述分离外管(12)中的液体；

阀体(3)，所述阀体(3)设置于所述液体容器(2)的液体出口(23)处；

所述废气入口(123)设置于所述换热肋板(112)远离所述分离孔(113)的一侧；

所述分离外管(12)上设有外管出口(124)，所述分离外管(12)通过所述外管出口(124)与所述液体入口(21)相连通；

所述外管出口(124)设置于所述分离外管(12)的底部，所述分离孔(113)的位置被配置为高于所述外管出口(124)的位置；

所述分离内管(11)折弯设置，所述换热肋板(112)的位置被配置为高于所述分离孔(113)的位置；

所述废气入口(123)的位置被配置为高于所述分离孔(113)的位置。

2.根据权利要求1所述的废气再循环进气装置，其特征在于，所述液体容器(2)包括腔体(22)，所述液体入口(21)设置于腔体(22)的顶部，所述液体出口(23)设置于腔体(22)的底部。

3.根据权利要求1所述的废气再循环进气装置，其特征在于，所述废气再循环进气装置还包括空气滤清器(4)，所述空气滤清器(4)安装于所述新鲜进气口(111)上。

4.根据权利要求1所述的废气再循环进气装置，其特征在于，所述分离外管(12)上设有第一套筒洞(121)和第二套筒洞(122)，所述分离内管(11)穿设于所述第一套筒洞(121)和所述第二套筒洞(122)中，所述第一套筒洞(121)和所述第二套筒洞(122)均密封连接于所述分离内管(11)的外壁面上。

5.根据权利要求1所述的废气再循环进气装置，其特征在于，所述分离内管(11)上设有分离区域，所述分离孔(113)设有多个，多个所述分离孔(113)均匀分布于所述分离区域中。

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