CN204877678U - Egr冷却器的清理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种EGR冷却器的清理装置,清理装置包括高压气源和通断阀,所述高压气源与所述EGR冷却器能够通过所述通断阀连通;还包括控制所述通断阀通断的控制模块。该清理装置利用高压气流吹走积碳、酸液等物质,从而从根本上解决积碳和腐蚀问题,保证EGR冷却器的性能;而且,相较于现有技术的材料改进和DOC设置,可以降低甚至基本不增加成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,具体涉及一种EGR冷却器的清理装置。
背景技术
随着排放法规的日益升级,法规对于发动机废气中的NOx限值要求的越来越低。废气再循环(EGR)作为一种降低发动机NOx排放水平的有效措施在柴油机上的应用越来越广泛。EGR系统包括EGR冷却器、EGR阀以及相应的连接管路。随着EGR技术应用的逐步广泛,EGR系统使用过程中的一系列问题也日益凸显。其中发生最频繁的问题就是EGR冷却器的积碳和腐蚀问题。
随着EGR冷却器使用时间的增加,EGR冷却器中的积碳会逐渐增多,不仅造成了EGR冷却器冷却效率的下降,而且增加了整个EGR系统的压力损失,甚至有可能完全堵塞部分EGR冷却器的气路,从而影响了废气的通过,进而影响到了发动机的性能和排放水平。
其次,如果EGR冷却器的冷却效率过高,也会使得通过EGR冷却器的废气温度降低到130℃以下,达到了废气中H2SO4、HNO3等酸性物质的露点。从而使得废气中的H2SO4、HNO3等酸性物质更加容易吸附在冷却器的内表面形成酸液,造成EGR冷却器的腐蚀漏水。这也是EGR冷却器一个十分重要的失效模式。
现有技术中,为了解决上述技术问题,主要采取下述两种方案:
方案一、改进EGR冷却器的材料,增加EGR系统的表面光洁度来减少积碳的附着;同时,使用耐腐蚀性能更好的材料来提高EGR系统的抗腐蚀能力。
方案二、在EGR取气管上添加DOC氧化催化剂载体来将废气中的积碳氧化和过滤掉,从而防止在EGR冷却器中附着积碳。
然而,上述解决方案依然存在下述技术问题:
方案一采用的材料升级,势必会增加EGR系统的成本,从而降低产品的竞争力。而且,该种方法并没有将EGR系统中的积碳和酸液进行清理,并不能从根本上解决EGR系统的积碳、腐蚀问题。
方案二在EGR取气管中增加DOC载体的方式会造成EGR系统极大的压力损失,减少废气再循环的量,影响发动机的性能,故也存在较大的应用风险,成本也相对较高。而且,其未能解决积碳问题。
有鉴于此,亟待对EGR系统进行改进,以在尽量不增加系统成本的基础上,有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种EGR冷却器清理装置,该装置可在基本不增加系统成本的基础上,有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。
本实用新型提供的EGR冷却器的清理装置,包括高压气源和通断阀,所述高压气源与所述EGR冷却器能够通过所述通断阀连通;还包括控制所述通断阀通断的控制模块。
可选地,所述高压气源通过所述通断阀连通所述EGR冷却器的废气出口。
可选地,所述EGR阀位于所述EGR冷却器的下游,所述高压气源连通至所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的通路。
可选地,所述高压气源为车辆的整车气瓶。
可选地,所述高压气源为由发动机驱动的空压机或由涡轮机驱动的压气机,所述EGR阀位于所述EGR冷却器的上游;所述控制模块根据所述EGR阀关闭信号控制所述通断阀连通。
可选地,所述控制模块集成于所述发动机的ECU,所述ECU根据所述发动机开关的断电信号控制所述通断阀连通。
与现有技术相比,本实用新型提供的EGR冷却器的清理装置利用高压气流吹走积碳、酸液等物质,从而从根本上解决积碳和腐蚀问题,保证EGR冷却器的性能;而且,相较于现有技术的材料改进和DOC设置,本方案可以降低甚至基本不增加成本。
附图说明
图1为本实用新型所提供EGR冷却器清理装置实施例一的结构示意图;
图2为本实用新型所提供EGR冷却器清理装置实施例二的结构示意图;
图3为本实用新型所提供EGR冷却器清理方法一种具体实施例的流程图。
图1-2中:
10EGR冷却器、21排气管、22进气管、31涡轮机、32压气机、40中冷器、50节流阀、60ECU、70整车气瓶、80通断阀、90EGR阀、100发动机
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种EGR冷却器的清理装置,该装置可在基本不增加系统成本的基础上,有效解决EGR冷却器的积碳、腐蚀问题。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。
请参考图1,图1为本实用新型所提供EGR冷却器清理装置实施例一的结构示意图。
该实施例中的EGR冷却器10的清理装置,包括高压气源和通断阀80,所述高压气源与EGR冷却器10能够通过通断阀80连通;还包括控制通断阀80通断的控制模块。此处,控制模块具体可以集成于车辆的发动机100控制单元ECU60内,无需单独设置控制单元,节省硬件设备的安置空间。图1中,高压气源采用车辆的整车气瓶70(基于刹车制动等功能,一般的车辆都会配备整车气瓶70)。通断阀可以是电磁阀门,便于控制模块的电控。
当EGR冷却器10需要清理时,ECU60可以控制通断阀80导通,从而使得高压气源的高压气体能够通向EGR冷却器10,高压气体能够吹走EGR冷却器10中的积炭和酸液。即,本实用新型的核心在于通过高压气体的高速气流清理EGR冷却器10。此时,可以理解,使用整车气瓶70的高压气体,一方面,相对于单独设置高压气源,可以利用车辆自身的设备,节省成本,也简化清理装置的设置,另一方面,整车气瓶70内的高压气体为清洁气体,且压力较高,一般在8bar左右,可进一步保证清理效果。
为避免通断阀80受到发动机100排气管21高温影响,通断阀80最好远离排气管21设置,当采用整车气瓶70作为高压气源时,由于整车气瓶70与排气管21具有一定距离,可以直接将通断阀80设于整车气瓶70的位置。
与现有技术相比,本实用新型利用高压气流吹走积碳、酸液等物质,从而从根本上解决积碳和腐蚀问题,保证EGR冷却器10的性能;而且,利用整车气瓶70作为高压气源即可,未增设任何设备,即实现EGR冷却器10的清理,无需增加成本,即便增设单独的高压气源,相较于现有技术的材料改进和DOC设置,成本依然得以减少。
为了进一步提高清理效果,可以使高压气源通过所述通断阀80连通EGR冷却器10的废气出口。如此设计,高压气体经EGR冷却器10再流向排气管21,与进入EGR冷却器10的废气方向恰好相反,即高压气体形成与废气方向相反的反向气流,由于积炭、酸液等杂质沿废气方向形成于EGR冷却器10内,反向气流更容易扰动该类积炭、酸液等,从而大幅提高清理能力。
具体到本实施例中,EGR阀90还采取冷端安装方式,即EGR阀90安装于所述EGR冷却器10的下游,此时,使高压气源连通至EGR冷却器10和EGR阀90之间的通路。如此,当需要清理EGR冷却器10时,高压气流吹向EGR冷却器10后,并直接从发动机100的排气管21排出。
实际上,EGR阀90采取热端安装方式也是可行的,即EGR阀90安装于EGR冷却器10的上游,此时,反向通入高压气体时,高压气流会依次经过EGR冷却器10、EGR阀90,从而起到同时清理二者的作用,但鉴于EGR阀90通常具备自清洁功能,故将EGR阀90采取冷端安装的方式,以尽量减少高压气流的沿程部件,降低压阻,保证对EGR冷却器10的清理能力。此外,如此设置,清理时EGR阀90最好保持在关闭状态,以免高压气流分流一部分进入发动机100的进气管22,从而进一步保证清理能力。
当然,鉴于本方案的高压气流清理思想,本文对于EGR阀90的安装位置以及高压气流反向还是正向通入EGR冷却器10,均不需作任何限制。
请参考图2,图2为本实用新型所提供EGR冷却器清理装置实施例二的结构示意图。
与上述实施例的不同之处在于,本实施例中的高压气源为由发动机100驱动的空压机或压气机32,图2示出有涡轮机31带动的压气机32,压气机32出口的进气管22上设有一分支管路,以引流部分高压气体作清理用。发动机100排出的废气驱动涡轮机31转动,从而带动与之连接的压气机32动作,以压缩外部进入压气机32内的新鲜空气,压缩后进入发动机100的进气管22,图2中,压缩的新鲜空气还经中冷器40、节流阀50(也可以不设置节流阀50),然后与经EGR阀90流出的废气混合后进入发动机100的气缸内参与燃烧。
当采用由发动机100驱动的空压机或压气机32作为高压气源时,EGR阀90和EGR冷却器10的安装会受到一定限制,如图2所示,EGR阀90需要采用热端安装方式。因为,高压气源由发动机100驱动,则清理EGR冷却器10时,发动机100会有废气排出,为避免废气干扰高压气体的清理工作,需要断开废气与EGR冷却器10的通路,故本实施例中,EGR阀90位于EGR冷却器10的上游,且高压气源连通至EGR阀90和EGR冷却器10之间的通路。高压气流正向通入EGR冷却器10,清理后进入发动机100的进气管22,并继而进入发动机100的气缸参与燃烧。
需要清理时,可以控制EGR阀90关闭,或是将EGR阀90关闭的信号(发动机100运行过程中,根据进气量的变化,有可能关闭EGR阀90,即不要废气参与进气),控制模块可以据EGR阀90的关闭信号控制通断阀80连通,以进行清理工作。
图2中,压气机32排出的高压气体可经通断阀80正向通入EGR冷却器10,显然,反向通入也是可行的,此时需要在EGR冷却器10和EGR阀90之间设置排气口,以便高压气体的排出。因此,优选的方案依然是正向通入的设置方式,一方面,无需另设排气口,高压气体清理EGR冷却器10后直接进入进气管22,简化设备;另一方面,正向排出的废气还可以参与燃烧,保持压气机32效率。
显然,比较实施例一和实施例二可知,当高压气源并非由发动机100驱动时,清理的时间并不受限制,发动机100运行或是停机均可以进行,当然,发动机100运行时,均需要关闭废气和EGR冷却器10的通路,以免干扰清理,此时,为了避免清理工作影响发动机100,优选地采取发动机100停机时清理EGR冷却器10;高压气源由发动机100驱动时,清理仅能于发动机100工作时进行,此时,可根据EGR阀90正常关闭信号清理,不会影响发动机100工作,可以选择发动机100低速低负荷时刻,相应的发动机100过量空气系数过高,EGR阀90通常关闭。
上述实施例中的清理装置,可以根据清理需求,自动进行清理,或由技术人员输入指令进行清理。自动清理时,可设定EGR冷却器10清理的激活条件,当条件成立时,ECU60才控制通断阀80连通,以通入高压气体进行清理。
具体地,如图3所述,图3为本实用新型所提供EGR冷却器清理方法一种具体实施例的流程图。
该实施例于发动机100关闭时进行EGR冷却器10的清理,首先,可建立EGR冷却器10清理的激活条件,激活条件包括以下两项:
激活条件一、发动机100运行时间超过预定运行时间;
预定运行时间可根据车辆的不同应用环境、车的排量等因素标定,原则上,应当是在该时间内,EGR冷却器10将会产生影响其性能的积炭、酸液等,根据实际情况的改变,可以对该预定运行时间进行相应修改,本实施例中可设定为100h;
激活条件二、发动机100的T15断电,且,所述发动机100转速为零或T15断电后,已达到预定断电时间(图3以发动机100转速为零作为激活条件)。
T15为发动机100的开关,可控制ECU60的供电。当控制模块集成于ECU60时,其接收到发动机100的T15的断电信号后,由于发动机100的延迟断电设计,ECU60不会立即断电,发动机100也还会继续转动一段时间(该时间会短于延迟供电时间),延迟断电时间一般为30s左右。故还需要进一步判断发动机100是否停止转动,则可通过发动机100转速为零或T15断电后经过的时间确定,对于图1的结构,该预定断电时间优选地保证EGR阀90也完成自清洁而关闭,以免造成高压气体分流。
则清理的控制过程如下:
S1、判断激活条件是否成立,是则进入步骤S2,否则返回S1;
S2、激活条件成立时,向EGR冷却器10通入高压气体,以清理EGR冷却器10,并通过计时器计算清理时间;
S3、当清理时间超过预定清理时间后,关闭通断阀,停止通入高压气体,并将发动机100运行时间、计时器清理时间清零。
预定清理时间以能够达到清理要求进行设定,清理后对发动机100运行时间清零,以备下一次的清理激活。此实施例中,预定断电时间可定为T15断电后15s,该时间内,发动机100一般停止转动,EGR阀90的自清洁也完成,可以进行清理,预定清理时间则可定为10~15s,该时间一般能够保证清理效果,也充分利用了延迟断电时间。
上述激活条件二利用发动机100的T15断电信号,则可利用发动机100断电的延迟时间完成EGR冷却器10的自清理。这是基于,EGR冷却器10清理的控制模块集成于ECU60,从而便于ECU60直接调取发动机100的运行时间、发动机100的转速等参数,进行高效的清理控制。可以理解,当EGR冷却器10的清理控制模块集成于整车的其他控制器,或是单独设置控制器时,发动机100停机后的清理并不需要在T15断电后的延迟时间内进行,只要发动机100处于关闭状态,均可进行,但线路布置的紧凑性和数据调取的便利性均会次于集成于ECU60的实施例。
上述清理方法中,将发动机100运行时间作为清理的激活条件,使得清理工作能够更有针对性地自动进行,提高清理装置的利用效率。当然,不设置激活条件也是可行的,技术人员可根据实际需求自行控制EGR冷却器10清理装置的运行。
对于发动机100运行过程中的清理方法,显然,可以将发动机100运行时间和/或EGR阀90关闭信号作为激活条件。并同样可采用上述的步骤S2、S3。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种EGR冷却器的清理装置,其特征在于,包括高压气源和通断阀(80),所述高压气源与所述EGR冷却器(10)能够通过所述通断阀(80)连通;还包括控制所述通断阀(80)通断的控制模块。
2.如权利要求1所述的清理装置,其特征在于,所述高压气源通过所述通断阀(80)连通所述EGR冷却器(10)的废气出口。
3.如权利要求2所述的清理装置,其特征在于,所述EGR阀(90)位于所述EGR冷却器(10)的下游,所述高压气源连通至所述EGR冷却器(10)和所述EGR阀(90)之间的通路。
4.如权利要求1-3任一项所述的清理装置,其特征在于,所述高压气源为车辆的整车气瓶(70)。
5.如权利要求1所述的清理装置,其特征在于,所述高压气源为由发动机(100)驱动的空压机或由涡轮机(31)驱动的压气机(32),所述EGR阀(90)位于所述EGR冷却器(10)的上游;所述控制模块根据所述EGR阀(90)关闭信号控制所述通断阀(80)连通。
6.如权利要求1-3任一项所述的清理装置,其特征在于,所述控制模块集成于发动机(100)的ECU(60),所述ECU(60)根据所述发动机(100)开关的断电信号控制所述通断阀(80)连通。
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