CN212583850U - 一种发动机进气系统、发动机总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机进气系统技术领域，具体公开了一种发动机进气系统、发动机总成及车辆，发动机进气系统包括发动机、加热管路、加热件、直通管路、进气汇集管路和阀组件，发动机具有进气管和排气管，直通管路的输出端和加热管路的输出端均与进气管连通；加热件设置于加热管路，且用于加热经过加热管路的气体；阀组件被配置为使进气汇集管路的输出端与加热管路的输入端和/或直通管路的输入端连通。仅当发动机低温启动时，进气汇集管路仅通过加热管路连通进气管，其他工况下，进气汇集管路可部分或全部通过直通管路连通进气管，此时进气相对顺畅，能够保证进气量，并提升发动机性能；同时还可降低加热件的工作负荷，可降低加热件的积碳风险。

Description

一种发动机进气系统、发动机总成及车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机进气系统技术领域，尤其涉及一种发动机进气系统、发动机总成及车辆。

背景技术

冷起动的难易是发动机的一个重要性能指标，决定了发动机可以工作的工况区域。往往在5℃以下就需要开启预热功能，进行进气加热，以提高冷起动性能。进气预热技术是目前发动机应用比较成熟的技术，通过对进入气缸的空气提前加热，提高进气温度，进而改善燃烧。目前主流的进气加热方式主要是在气缸盖上安装预热塞或在进气管路上布置加热格栅。加热格栅相比于预热塞，价格更便宜，布置空间更灵活，广泛的用于发动机上以提高冷起动性能。

现有技术中，对于采用进气加热格栅的发动机，无论是否使用进气加热功能，新鲜空气都会经过进气加热格栅，当发动机运转时间较长时，进气加热格栅的满负荷工作，进气加热格栅上会积累较多油污，积碳风险较高，且会导致进气不顺畅，进气量降低，排放和油耗变差。对于采用EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)系统的发动机，则是新鲜空气与EGR废气混合后经过进气加热格栅。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种发动机进气系统、发动机总成及车辆，以解决相关技术中无论是否使用进气加热功能，新鲜空气都会经过进气加热格栅，积碳风险较高，且会导致进气不顺畅，进气量降低，排放和油耗变差的问题。

一方面，本实用新型提供一种发动机进气系统，该发动机进气系统包括：

发动机，所述发动机具有进气管和排气管；

加热管路，所述加热管路的输出端与所述进气管连通；

加热件，设置于所述加热管路，且用于加热经过所述加热管路的气体；

直通管路，所述直通管路的输出端与所述排气管连通；

进气汇集管路和阀组件，所述阀组件被配置为使所述进气汇集管路的输出端选择性地与所述加热管路的输入端和/或所述直通管路的输入端连通。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述发动机进气系统还包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括相连接的涡轮机和压气机，所述涡轮机的输入端连接所述排气管，所述涡轮机的输出端连通大气，所述压气机的输入端连接大气，所述压气机的输出端能连通所述进气汇集管路的输入端。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述涡轮机的输入端与EGR管路连接，所述EGR管路与所述进气汇集管路的输入端连接，所述发动机进气系统还包括设置于所述EGR管路上的EGR冷却器。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述发动机进气系统还包括中冷器，所述压气机的输出端与增压管路连接，所述增压管路与所述进气汇集管路的输入端连接，所述中冷器设置于所述增压管路上。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述阀组件包括控制阀，所述控制阀设置于所述进气汇集管路的输出端、所述直通管路的输入端和所述加热管路的输入端的交汇处，所述控制阀能使所述进气汇集管路的输出端选择性地与所述直通管路的输入端和/或所述加热管路的输入端连通。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述阀组件包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀设置于所述直通管路且所述第一控制阀用于调节所述直通管路的开度；所述第二控制阀设置于所述加热管路，且沿所述加热管路输送气流的方向，所述第二控制阀位于所述加热件的上游，所述第二控制阀用于调节所述加热管路的开度。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述加热件包括加热管，所述加热管串联于所述加热管路。

作为发动机进气系统的优选技术方案，所述加热件还包括凸设于所述加热管内壁上的多个加热片，多个所述加热片沿所述加热管的长度方向间隔设置。

另一方面，本实用新型提供一种发动机总成，包括上述任一方案中的发动机进气系统。

另一方面，本实用新型提供一种车辆，包括上述方案中的发动机总成。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种发动机进气系统、发动机总成及车辆，该发动机进气系统包括发动机、加热管路、加热件、直通管路、进气汇集管路和阀组件。其中，发动机具有进气管和排气管，进气管用于给发动机的气缸提供新鲜空气，排气管用于将气缸内燃料燃烧后的废气排出。直通管路的输出端和加热管路的输出端均与进气管连通；加热件设置于加热管路，且用于加热经过加热管路的气体；阀组件被配置为使进气汇集管路的输出端选择性地与加热管路的输入端和/或直通管路的输入端连通。仅当发动机低温启动时，进气汇集管路仅通过加热管路连通进气管，其他工况下，进气汇集管路可部分或全部通过直通管路连通进气管，此时进气相对顺畅，能够保证进气量，并提升发动机性能，同时还可降低加热管路上的加热件的使用时长或工作负荷，可降低加热件的积碳风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例中发动机进气系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中控制阀关闭加热管路的示意图；

图3为本实用新型实施例中控制阀关闭直通管路的示意图。

图中：

1、发动机；11、进气管；12、排气管；13、气缸；

21、加热管路；22、直通管路；23、进气汇集管路；24、EGR管路；25、增压管路；

3、加热件；31、加热管；32、加热片；

4、控制阀；

5、涡轮增压器；51、涡轮机；52、压气机；

6、EGR冷却器；

7、中冷器；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供一种发动机进气系统，该发动机进气系统包括发动机1、加热管路21、加热件3、直通管路22、进气汇集管路23和阀组件。其中，发动机1具有进气管11和排气管12。直通管路22的输出端和加热管路21的输出端均与进气管11连通；加热件3设置于加热管路21，且用于加热经过加热管路21的气体；阀组件被配置为使进气汇集管路23的输出端选择性地与加热管路21的输入端和/或直通管路22的输入端连通。可以理解的是，外界大气能够进入至进气汇集管路23，进而进气汇集管路23可通过直通管路22或加热管路21给进气管11提供新鲜空气。

具体地，当ECU判断车辆处于冷启动工况时，阀组件可使进气汇集管路23仅连通加热管路21，此时加热件3可将经过的气体加热并输送至进气管11以供给气缸13，可提高进气温度并保证燃料的燃烧效率，以提升冷启动性能。当ECU判断车辆处于非加热工况时，阀组件可使进气汇集管路23仅连通直通管路22，此时新鲜空气经直通管路22直接进入至进气管11并供给气缸13，一方面进气更顺畅，减少了进气压损，进气量以及进气响应性得到提升；另一方面减少了加热件3的使用时长，可降低加热件3的积碳风险，提升加热件3的使用寿命。当ECU判断车辆处于部分加热工况时，阀组件使进气汇集管路23同时与加热管路21和直通管路22连通，一部分气体直接经直通管路22进入进气管11，另一部分气体经加热件3加热后进入至进气管11，此时可缓解加热件3的负荷，同样可降低加热件3积碳的风险。其中，ECU可根据当前的机油温度、冷却水温以及进气温度的具体数值以判断车辆当前处于冷启动工况、加热工况还是部分加热工况。具体的评估方法为现有技术，在此不再赘述。

可选地，发动机进气系统还包括涡轮增压器5，涡轮增压器5包括相连接的涡轮机51和压气机52，涡轮机51的输入端连接排气管12，涡轮机51的输出端连通大气，压气机52的输入端连接大气，压气机52的输出端能连通进气汇集管路23的输入端。排气管12排出的废气驱动涡轮机51转动，涡轮机51驱动压气机52将外界大气中的新鲜空气增压并输入进气汇集管路23，可保证进气管11中的进气量，以提高燃烧效率。优选的，涡轮机51的输入端与EGR管路24连接，EGR管路24与进气汇集管路23的输入端连接。发动机进气系统还包括设置于EGR管路24上的EGR冷却器6。可通过EGR管路24将未燃烧充分的部分废气重新导入至气缸13，以提升燃料的燃烧效率。其中，EGR冷却器6用于将高温废气冷却。

发动机进气系统还包括中冷器7，压气机52的输出端与增压管路25连接，增压管路25与进气汇集管路23的输入端连接，中冷器7设置于增压管路25。

可选地，如图2和图3所示，阀组件包括控制阀4，控制阀4设置于进气汇集管路23的输出端、直通管路22的输入端和加热管路21的输入端的交汇处，控制阀4能使进气汇集管路23的输出端选择性地与直通管路22的输入端和/或加热管路21的输入端连通。本实施例中，进气汇集管路23的输出端、直通管路22的输入端和加热管路21的输入端呈Y形布置，控制阀4包括阀片、转轴以及驱动转轴转动的驱动电机，其中，阀片固设于转轴，转轴转动设置于直通管路22的输入端和加热管路21的输入端的交汇处，且转轴位于进气汇集管路23内部，驱动电机可带动转轴转动，以使阀片将直通管路22完全封闭，或者将加热管路21完全封闭或者将直通管路22和加热管路21同时打开。

作为其中的一种可替代方案，阀组件包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀设置于直通管路22且第一控制阀用于调节直通管路22的开度；第二控制阀设置于加热管路21，且沿加热管路21输送气流的方向，第二控制阀位于加热件3的上游，第二控制阀用于调节加热管路21的开度。

本实施例中，加热件3包括加热管31，加热管31串联于加热管路21。优选地，加热件3还包括凸设于加热管31内壁上的多个加热片32，多个加热片32沿加热管31的长度方向间隔设置。加热片32可增大气体与加热件3的接触的表面积，可保证对气体的加热效率。可以理解的是，由于本案的加热件3的使用时长及使用负荷相比相关技术得以降低，因而加热件3积碳的风险得以降低，相比相关技术，本案中的加热件3可以设置更多的加热片32，以更好的保证发动机1的冷启动性能。

本实施例还提供一种发动机总成，该发动机总成包括上述发动机进气系统。

本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述发动机总成。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机进气系统，其特征在于，包括：

发动机(1)，所述发动机(1)具有进气管(11)和排气管(12)；

加热管路(21)，所述加热管路(21)的输出端与所述进气管(11)连通；

加热件(3)，设置于所述加热管路(21)，且用于加热经过所述加热管路(21)的气体；

直通管路(22)，所述直通管路(22)的输出端与所述排气管(12)连通；

进气汇集管路(23)和阀组件，所述阀组件被配置为使所述进气汇集管路(23)的输出端选择性地与所述加热管路(21)的输入端和/或所述直通管路(22)的输入端连通。

2.根据权利要求1所述的发动机进气系统，其特征在于，所述发动机进气系统还包括涡轮增压器(5)，所述涡轮增压器(5)包括相连接的涡轮机(51)和压气机(52)，所述涡轮机(51)的输入端连接所述排气管(12)，所述涡轮机(51)的输出端连通大气，所述压气机(52)的输入端连接大气，所述压气机(52)的输出端能连通所述进气汇集管路(23)的输入端。

3.根据权利要求2所述的发动机进气系统，其特征在于，所述涡轮机(51)的输入端与EGR管路(24)连接，所述EGR管路(24)与所述进气汇集管路(23)的输入端连接，所述发动机进气系统还包括设置于所述EGR管路(24)上的EGR冷却器(6)。

4.根据权利要求3所述的发动机进气系统，其特征在于，所述发动机进气系统还包括中冷器(7)，所述压气机(52)的输出端与增压管路(25)连接，所述增压管路(25)与所述进气汇集管路(23)的输入端连接，所述中冷器(7)设置于所述增压管路(25)上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发动机进气系统，其特征在于，所述阀组件包括控制阀(4)，所述控制阀(4)设置于所述进气汇集管路(23)的输出端、所述直通管路(22)的输入端和所述加热管路(21)的输入端的交汇处，所述控制阀(4)能使所述进气汇集管路(23)的输出端选择性地与所述直通管路(22)的输入端和/或所述加热管路(21)的输入端连通。

6.根据权利要求1-4任一项所述的发动机进气系统，其特征在于，所述阀组件包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀设置于所述直通管路(22)且所述第一控制阀用于调节所述直通管路(22)的开度；所述第二控制阀设置于所述加热管路(21)，且沿所述加热管路(21)输送气流的方向，所述第二控制阀位于所述加热件(3)的上游，所述第二控制阀用于调节所述加热管路(21)的开度。

7.根据权利要求1-4任一项所述的发动机进气系统，其特征在于，所述加热件(3)包括加热管(31)，所述加热管(31)串联于所述加热管路(21)。

8.根据权利要求7所述的发动机进气系统，其特征在于，所述加热件(3)还包括凸设于所述加热管(31)内壁上的多个加热片(32)，多个所述加热片(32)沿所述加热管(31)的长度方向间隔设置。

9.一种发动机总成，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的发动机进气系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机总成。

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