CN114087094A - 一种并联式egr冷却系统及冷却方法 - Google Patents

一种并联式egr冷却系统及冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及EGR冷却系统技术领域，具体涉及一种并联式EGR冷却系统及冷却方法。冷却系统包括EGR冷却器、旁通水路和控制器，EGR冷却器和旁通水路为并联设置，EGR冷却器和旁通水路组成的并联管路与发动机冷却水路串联，EGR冷却器的排气端设有温度传感器，旁通水路进水端设有水路控制阀，温度传感器、水路控制阀分别与控制器电连接；冷却方法使用上述冷却系统，具体为监测EGR冷却器冷却后气体温度，并使用旁通水路分流EGR冷却器水流。本发明通过旁通水路和EGR冷却器分配水流量，有效减小因EGR系统导致的水路阻力过大问题；同时温度传感器和水路控制阀及控制器的配合，有效解决EGR冷却后温度过高或者过低的问题。

Description

一种并联式EGR冷却系统及冷却方法
技术领域
本发明涉及EGR冷却系统技术领域，具体涉及一种并联式EGR冷却系统及冷却方法。
背景技术
发动机废气再循环系统(EGR系统)，用于将发动机废气定量引入到发动机进气中参与燃烧，以实现发动机的热管理要求，满足排放要求或者降低油耗。按是否冷却进行划分，发动机EGR系统分为热EGR系统和冷却EGR系统。而EGR冷却系统按冷却布置方式可以分为部分流EGR系统和全流式EGR系统。
部分流EGR系统，通过在发动机水泵后引入一路冷却液进入EGR冷却器对废气进行冷却，冷却后冷却液回流到水泵前。部分流EGR系统管路布置相对复杂，且当EGR冷却能力大小需要更改时，需要更改整个水路布置，成本高。全流式EGR系统，发动机冷却液全部通过EGR冷却器对废气进行冷却，EGR冷却器的阻力相对较大，在流量EGR系统废气流量小时，极易出现EGR冷却后温度过低，导致冷却水凝结，甚至结冰。不管是全流式EGR系统还是部分流EGR系统，由于EGR冷却器的冷却功率是一定的，且EGR流量变化较大，在EGR冷却系统设计时如仅顾及小流量，则EGR冷却后温度容易超过限值，导致可靠性问题；而如仅顾及大流量，EGR冷却后温度极易出现过冷现象，造成EGR系统腐蚀甚至损坏。
发明内容
针对发动机EGR冷却系统流量变化较大，EGR冷却系统冷却后温度过高或者过低的技术问题，本发明提供一种并联式EGR冷却系统及冷却方法，通过旁通水路和EGR冷却器的水流量合理分配，可以有效减小因EGR系统导致的水路阻力过大问题，降低发动机水泵功耗，到达节能目的；同时温度传感器和水路控制阀及控制器的配合可有效解决随负荷变化，EGR冷却后温度过高或者过低的问题。
第一方面，本发明提供一种并联式EGR冷却系统，包括EGR冷却器、旁通水路和控制器，所述EGR冷却器和旁通水路为并联设置，所述EGR冷却器和旁通水路组成的并联管路与发动机冷却水路串联，所述EGR冷却器的排气端设有温度传感器，所述旁通水路进水端设有水路控制阀，所述温度传感器、水路控制阀分别与控制器电连接。
进一步的，所述发动机冷却水路包括发动机水泵和发动机水套，所述EGR冷却器和旁通水路的排水端与发动机水泵的进水端连接，所述EGR冷却器和旁通水路的进水端与发动机水套的排水端连接。
进一步的，所述EGR冷却器的进气端设有EGR阀。
进一步的，所述EGR阀与控制器电连接。
进一步的，所述控制器为发动机电子控制单元(ECU)。
第二方面，本发明提供一种上述并联式EGR冷却系统的冷却方法，具体为监测EGR冷却器冷却后气体温度，并使用旁通水路分流EGR冷却器水流。
进一步的，当气体温度满足设计要求时，使用旁通水路分流EGR冷却器水流，使旁通水路和EGR冷却器的整体阻力最小。
进一步的，当气体温度不满足设计要求时，调节旁通水路水流量，从而调节EGR冷却器的冷却功率，使EGR冷却后气体温度不超过设计范围。
进一步的，当气体温度高于设计要求时，降低旁通水路水流量，增大EGR冷却器水流量；当气体温度低于设计要求时，增大旁通水路水流量，降低EGR冷却器水流量。
本发明的有益效果在于：
本发明在EGR冷却器的基础上，并联一路旁通水路，根据所需进入EGR冷却器的冷却热流量，通过布置在并联式旁通水路上的水路控制阀调节旁通水路与EGR冷却器的阻力比，实现在满足EGR冷却要求的前提下，因使用EGR系统造成的发动机阻力增大值最小，总的阻力值小于EGR冷却器的阻力值，从而降低发动机冷却系统功耗，提升燃油经济性。
本发明提供的并联式EGR冷却系统冷却功率可调，可根据不同废气量以及冷却后温度要求，通过调节水路控制阀开度，实现EGR系统冷却后温度控制，避免EGR系统过热或者过冷，提升了发动机经济性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1并联式EGR冷却系统的连接关系示意图。
图2是实施例1并联式EGR冷却系统中温度传感器、水路控制阀、EGR阀与控制器的电连接关系示意图。
图中，1-EGR冷却器，2-旁通水路，3-控制器，4-发动机水泵，5-发动机水套，6-温度传感器，7-水路控制阀，8-EGR阀。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、图2所示，一种并联式EGR冷却系统，包括EGR冷却器1、旁通水路2和控制器3，控制器3为发动机电子控制单元(ECU)，EGR冷却器1和旁通水路2为并联设置，EGR冷却器1和旁通水路2组成的并联管路的排水端与发动机水泵4的进水端连接，发动机水泵4的排水端与发动机水套5的进水端连接，发动机水套5的排水端与EGR冷却器1和旁通水路2组成的并联管路的进水端连接，EGR冷却器1的排气端设有温度传感器6，旁通水路2进水端设有水路控制阀7，温度传感器6、水路控制阀7分别与控制器3电连接；EGR冷却器的进气端设有EGR阀8，EGR阀8与控制器3电连接。
实施例1的并联式EGR冷却系统可适用于MC11/MC13系列发动机。
实施例2
使用实施例1的并联式EGR冷却系统的对发动机EGR系统废气进行冷却。某一工况下，EGR阀8开度一定，EGR冷却器1的废气流量一定，使用温度传感器6测定EGR冷却器1冷却后的气体温度，当气体温度满足设计要求时，调节旁通水路2和EGR冷却器1的水流分配，实现旁通水路2和EGR冷却器1的整体阻力最小。
实施例3
使用实施例1的并联式EGR冷却系统的对发动机EGR系统废气进行冷却。不同工况下，EGR阀8开度不同，EGR冷却器1的废气流量不同，使用温度传感器6测定EGR冷却器1冷却后的气体温度，当气体温度高于设计要求时，调节旁通水路2和EGR冷却器1的水流分配，降低旁通水路2水流量，增大EGR冷却器1水流量，从而实现EGR冷却器1冷却功率的调节，使EGR冷却器1冷却后的气体温度满足设计要求。
实施例4
使用实施例1的并联式EGR冷却系统的对发动机EGR系统废气进行冷却。不同工况下，EGR阀8开度不同，EGR冷却器1的废气流量不同，使用温度传感器6测定EGR冷却器1冷却后的气体温度，当气体温度低于设计要求时，调节旁通水路2和EGR冷却器1的水流分配，增大旁通水路2水流量，降低EGR冷却器1水流量，从而实现EGR冷却器1冷却功率的调节，使EGR冷却器1冷却后的气体温度满足设计要求。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种并联式EGR冷却系统，其特征在于，包括EGR冷却器(1)、旁通水路(2)和控制器(3)，所述EGR冷却器(1)和旁通水路(2)为并联设置，所述EGR冷却器(1)和旁通水路(2)组成的并联管路与发动机冷却水路串联，所述EGR冷却器(1)的排气端设有温度传感器(6)，所述旁通水路(2)进水端设有水路控制阀(7)，所述温度传感器(6)、水路控制阀(7)分别与控制器(3)电连接。
2.如权利要求1所述的一种并联式EGR冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却水路包括依次连通的发动机水泵(4)和发动机水套(5)，所述EGR冷却器(1)和旁通水路(2)的排水端与发动机水泵(4)的进水端连接，所述EGR冷却器(1)和旁通水路(2)的进水端与发动机水套(5)的排水端连接。
3.如权利要求1所述的一种并联式EGR冷却系统，其特征在于，所述EGR冷却器(1)的进气端设有EGR阀(8)。
4.如权利要求3所述的一种并联式EGR冷却系统，其特征在于，所述EGR阀(8)与控制器(3)电连接。
5.如权利要求1所述的一种并联式EGR冷却系统，其特征在于，所述控制器(3)为发动机电子控制单元。
6.如权利要求1所述的并联式EGR冷却系统的冷却方法，其特征在于，监测EGR冷却器(1)冷却后气体温度，并使用旁通水路(2)分流EGR冷却器(1)水流。
7.如权利要求6所述的冷却方法，其特征在于，当气体温度满足设计要求时，使用旁通水路(2)分流EGR冷却器(1)水流，使旁通水路(2)和EGR冷却器(1)的整体阻力最小。
8.如权利要求6所述的冷却方法，其特征在于，当气体温度不满足设计要求时，调节旁通水路(2)水流量，从而调节EGR冷却器(1)的冷却功率，使EGR冷却后气体温度不超过设计范围。
9.如权利要求8所述的冷却方法，其特征在于，当气体温度高于设计要求时，降低旁通水路(2)水流量，增大EGR冷却器(1)水流量。
10.如权利要求8所述的冷却方法，其特征在于，当气体温度低于设计要求时，增大旁通水路(2)水流量，降低EGR冷却器(1)水流量。
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