CN115628159A - 应用高低温双循环冷却的高、低压egr系统及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统及发动机，该高低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀、冷端EGR阀、高压EGR冷却器和低压EGR冷却器，采用高低温双循环冷却系统，可以实现更低的EGR出气温度，进而可以改善排放；采用同时引入高、低压EGR系统，可以满足发动机不同工况下对EGR率的需求，增加EGR率，从而减少NOx的产生；采用冷却液流量调节控制，可以实现对EGR冷却器的出口温度的调节，满足不同发动机工况对EGR的需求。

Description

应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统及发动机
技术领域
本发明涉及发动机废气再循环和冷却系统技术领域，具体涉及一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统及发动机。
背景技术
EGR即排气再循环系统，是指将发动机的部分排气引入到气缸内，降低缸内燃烧温度，从而降低NOx排放。EGR分为冷EGR(低压EGR)与热EGR(高压EGR)，冷EGR是利用冷却器将部分排气冷却后引入缸内，热EGR指排气不经过冷却器直接进入缸内，冷EGR的温度较热EGR更低，能够实现更低的缸内燃烧温度，进一步降低NOx排放。
专利(申请号为CN201680045198.2)公开了一种高、低压EGR系统的布置和控制方法，该方法可以实现高、低压EGR的引入，但是采用传统的冷却系统同时降低高、低压EGR冷却后的废气温度难度较大，对冷却系统的要求较高。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统及发动机，能够满足更高的排放要求以及适应发动机工况变化对EGR的需求，可实现不同转速和工况下对EGR率的需求，以及更低的EGR出气温度，以改善NOx的排放。
本发明采用的技术方案是：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：包括发动机、热端EGR阀、冷端EGR阀、高压EGR冷却器和低压EGR冷却器，所述发动机的排气歧管分为两路，一路经增压器涡轮后与排气后处理装置连通；另一路经热端EGR阀后进入高压EGR冷却器，后经过EGR混合器后进入发动机的进气管，形成高压EGR气路；所述排气后处理装置的前端通过管道与低压EGR冷却器连通，经冷端EGR阀后与增压器压气机连通，形成低压EGR气路。
作为优选，所述发动机为柴油机，所述排气后处理装置的前端与低压EGR冷却器连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路。
作为优选，所述发动机为燃油机，所述冷端EGR阀与增压器压气机的连通管道上设有除水器。
作为优选，新鲜空气经空气滤清器、增压器压气机、水空中冷器和EGR混合器，由进气管进入发动机。
作为优选，所述发动机的出水口依次经过高温水散热器、调温器和水泵后，与所述发动机的进水口连通，形成冷却水回路。
作为优选，所述高压EGR冷却器高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上，所述高压EGR冷却器高温侧的进水口处设有冷却液流量调节阀。
作为优选，所述低压EGR冷却器高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上。
作为优选，所述散热器旁设有风扇，所述风扇由发动机驱动。
作为优选，所述高压EGR冷却器低温侧与低压EGR冷却器低温侧的进水口和出水口，通过低温水泵与水空中冷器和低温水散热器的水路连通，形成循环回路。
一种发动机，其特征在于：具有上述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统。
本发明取得的有益效果是：采用高低温双循环冷却系统，可以实现更低的EGR出气温度，进而可以改善排放；采用同时引入高、低压EGR系统，可以满足发动机不同工况下对EGR率的需求，增加EGR率，从而减少NOx的产生；采用冷却液流量调节控制，可以实现对EGR冷却器的出口温度的调节，满足不同发动机工况对EGR的需求。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图中：1、空气滤清器；2、增压器压气机；3、排气后处理装置；4、增压器涡轮；5、进气管；6、排气歧管；7、高压EGR冷却器；8、热端EGR阀；9、冷端EGR阀；10、集成小型DPF式废气管路；11、高温水散热器；12、低温水散热器；13、EGR混合器；14、低温水泵；15、风扇；16、调温器；17、高温水泵18、冷却液流量调节阀；19、水空中冷器；20、低压EGR冷却器21、除水器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
如图1所示，本发明的一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
实施例一：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
实施例二：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
本实施例中，新鲜空气经空气滤清器1、增压器压气机2、水空中冷器19和EGR混合器13，由进气管5进入发动机。
实施例三：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
本实施例中，新鲜空气经空气滤清器1、增压器压气机2、水空中冷器19和EGR混合器13，由进气管5进入发动机。
本实施例中，发动机的出水口依次经过高温水散热器11、调温器16和高温水泵17后，与发动机的进水口连通，形成冷却水回路。
实施例四：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
本实施例中，新鲜空气经空气滤清器1、增压器压气机2、水空中冷器19和EGR混合器13，由进气管5进入发动机。
本实施例中，发动机的出水口依次经过高温水散热器11、调温器16和高温水泵17后，与发动机的进水口连通，形成冷却水回路。高压EGR冷却器7高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上，高压EGR冷却器7高温侧的进水口处设有冷却液流量调节阀18。低压EGR冷却器20高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上。
实施例五：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
本实施例中，新鲜空气经空气滤清器1、增压器压气机2、水空中冷器19和EGR混合器13，由进气管5进入发动机。
本实施例中，发动机的出水口依次经过高温水散热器11、调温器16和高温水泵17后，与发动机的进水口连通，形成冷却水回路。高压EGR冷却器7高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上，高压EGR冷却器7高温侧的进水口处设有冷却液流量调节阀18。低压EGR冷却器20高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上。高温散热器11旁设有风扇15，风扇15由发动机驱动。
实施例六：一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，包括发动机、热端EGR阀8、冷端EGR阀9、高压EGR冷却器7和低压EGR冷却器20，发动机的排气歧管6分为两路，一路经增压器涡轮4后与排气后处理装置3连通；另一路经热端EGR阀8后进入高压EGR冷却器7，后经过EGR混合器13后进入发动机的进气管5，形成高压EGR气路；排气后处理装置3的前端通过管道与低压EGR冷却器20连通，经冷端EGR阀9后与增压器压气机2连通，形成低压EGR气路。
本实施例中，本实施例中，当发动机为柴油机，排气后处理装置3的前端与低压EGR冷却器20连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路10，燃气机无需安装集成小型DPF式废气管路10。当发动机为燃油机，冷端EGR阀9与增压器压气机2的连通管道上设有除水器21，柴油机无需除水器21。
本实施例中，新鲜空气经空气滤清器1、增压器压气机2、水空中冷器19和EGR混合器13，由进气管5进入发动机。
本实施例中，发动机的出水口依次经过高温水散热器11、调温器16和高温水泵17后，与发动机的进水口连通，形成冷却水回路。高压EGR冷却器7高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上，高压EGR冷却器7高温侧的进水口处设有冷却液流量调节阀18。低压EGR冷却器20高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上。高温散热器11旁设有风扇15，风扇15由发动机驱动。
本实施例中，高压EGR冷却器7低温侧与低压EGR冷却器20低温侧的进水口和出水口，通过低温水泵14与水空中冷器19和低温水散热器12的水路连通，形成循环回路。
本发明还提供了一种发动机，具有上述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统。
本发明还提供了一种发动机，具有上述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：包括发动机、热端EGR阀(8)、冷端EGR阀(9)、高压EGR冷却器(7)和低压EGR冷却器(20)，所述发动机的排气歧管(6)分为两路，一路经增压器涡轮(4)后与排气后处理装置(3)连通；另一路经热端EGR阀(8)后进入高压EGR冷却器(7)，后经过EGR混合器(13)后进入发动机的进气管(6)，形成高压EGR气路；所述排气后处理装置(3)的前端通过管道与低压EGR冷却器(20)连通，经冷端EGR阀(9)后与增压器压气机(2)连通，形成低压EGR气路。
2.根据权利要求1所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述发动机为柴油机，所述排气后处理装置()3的前端与低压EGR冷却器(20)连接的管道上设有集成小型DPF式废气管路(10)。
3.根据权利要求1所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述发动机为燃油机，所述冷端EGR阀(9)与增压器压气机(2)的连通管道上设有除水器(21)。
4.根据权利要求1所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：新鲜空气经空气滤清器(1)、增压器压气机(2)、水空中冷器(19)和EGR混合器(13)，由进气管(5)进入发动机。
5.根据权利要求1所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述发动机的出水口依次经过高温水散热器(11)、调温器(16)和高温水泵(17)后，与所述发动机的进水口连通，形成冷却水回路。
6.根据权利要求5所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述高压EGR冷却器(7)高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上，所述高压EGR冷却器(7)高温侧的进水口处设有冷却液流量调节阀(18)。
7.根据权利要求5所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述低压EGR冷却器(20)高温侧的进水口和出水口连接在冷却水回路上。
8.根据权利要求5所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述高温散热器(11)旁设有风扇(15)，所述风扇(15)由发动机驱动。
9.根据权利要求4所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统，其特征在于：所述高压EGR冷却器(7)低温侧与低压EGR冷却器(20)低温侧的进水口和出水口，通过低温水泵(14)与水空中冷器(19)和低温水散热器(12)的水路连通，形成循环回路。
10.一种发动机，其特征在于：具有如1～9所述的应用高低温双循环冷却的高、低压EGR系统。
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