CN213711201U - 管路连接结构、发动机低压egr系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种管道连接结构、发动机低压EGR系统及车辆，所述管路连接结构包括供新鲜空气通入的第一入口、供EGR废气通入的第二入口、以及供新鲜空气和EGR废气的混合气体导出到增压器的出口，第二入口和出口之间形成有缓冲通道，缓冲通道配置成使得EGR废气在导出至出口的过程中能够至少部分地分离出EGR废气中的水分。通过上述技术方案，能够减少发动机低压EGR系统中进入到增压器的水分的含量，提高发动机的运行寿命。

Description

管路连接结构、发动机低压EGR系统及车辆

技术领域

本公开涉及发动机进排气系统，具体地，涉及一种管路连接结构、发动机低压EGR系统及车辆。

背景技术

低压废气再循环(Low Pressure Exhaust Gas Recirculation，LPEGR)技术是改善发动机性能和排放的一项重要技术途径。在直喷式汽油机(GDI)中引入低压EGR，可降低发动机中小负荷泵气损失，有效改善中高负荷爆震倾向，从而提高燃油经济性，降低油耗。并且，低压EGR还可降低缸内燃烧温度，延长缸内氧化时间，从而减少氮氧化物和颗粒物的排放。

然而，EGR引入的废气会携带一定量的发动机缸内燃烧产生的水蒸气，这些水蒸气遇到温度较低的新鲜空气时，会发生冷凝现象，形成液态冷凝水。一方面这些冷凝水经过高速旋转的压气机时会损害压气机的叶片，另一方面进入发动机缸内燃烧室有可能损伤活塞或者其他的旋转机构。

实用新型内容

本公开的第一个目的是提供一种管路连接结构，能够去除低压EGR系统进气管路中的冷凝水，提高发动机运行寿命。

为了实现上述目的，本公开提供一种管路连接结构，用于设置在发动机低压EGR系统中增压器的入口端，所述管路连接结构包括供新鲜空气通入的第一入口、供EGR废气通入的第二入口、以及供新鲜空气和EGR废气混合气体导出至所述增压器的出口，所述第二入口和所述出口之间形成有缓冲通道，所述缓冲通道配置成使得EGR废气在导出至所述出口的过程中能够至少部分地分离出EGR废气中的水分。

可选地，所述第一入口和所述第二入口位于缓冲通道的同一侧，所述出口位于缓冲通道的另一侧，所述第二入口的位置低于所述出口的位置。

可选地，所述第一入口与所述缓冲通道连通，所述第二入口的位置低于所述第一入口的位置。

可选地，所述第一入口的位置大致与所述出口的位置处于同一水平面上。

可选地，所述出口处设置有滤网。

可选地，所述滤网包括沿气流方向依次设置的第一滤网和第二滤网，所述第一滤网的比表面积大于所述第二滤网的比表面积。

可选地，所述管路连接结构还包括设置在底部的排液口以及用于开合所述排液口的排水阀。

可选地，所述管路连接结构的内壁设置有液位传感器，所述液位传感器与控制器电连接，所述控制器用于控制排水阀打开或关闭。

本公开的第二个目的是提供一种发动机EGR系统，包括：进气支路、废气循环支路、增压器以及管路连接结构，所述进气支路中的新鲜空气和所述废气循环支路中的EGR废气在所述管路连接结构混合后通入所述增压器中，其中，所述管路连接结构为上述的管路连接结构。

本公开的第三个目的是提供一种车辆，所述车辆包括上述的发动机低压EGR系统。

通过上述技术方案，在增压器的入口端设置有管路连接结构，用于分离进气中的冷凝水。具体的，新鲜空气和EGR废气由两个入口分别独立地被引入到管路连接结构中，其中，第二入口和出口之间形成有缓冲通道，使得EGR废气并不是被直接导出至增压器，而是先在缓冲通道中至少部分地分离出EGR废气中的水分，从而减少了最终进入到增压器中的水分的含量，提高发动机的运行寿命。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开示例性实施方式提供的管路连接结构的示意图。

图2是本公开示例性实施方式提供的发动机低压EGR系统的示意图。

附图标记说明

1 管路连接结构 11 第一入口 12 第二入口

13 出口 14 滤网 141 第一滤网

142 第二滤网 15 排液口 16 电磁排水阀

17 液位传感器 2 增压器 3 控制器

4 空气滤清器 5 混合阀 6 一级催化器

7 EGR冷凝器 8 EGR阀

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是根据相应附图指示的方向进行定义的，而“内”、“外”是指相应部件本身轮廓的内和外。此外，本公开使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

在发动机低压EGR系统中，EGR引入的废气会导致进气管路中产生一定量的液态冷凝水。研究发现冷凝水对发动机各缸的燃烧一致性和稳定性有负面作用。并且，冷凝水还会损害压气机的叶片和活塞等其他旋转机构，进而影响压气机及发动机的使用寿命。相关技术中，通常使用限制目标EGR率的方式，减少进入再循环的废气量，进而减少混合进气中的冷凝水量，以弱化其对于发动机的影响，但是这种方法无法彻底根除这种负面效应，并且限制EGR目标率的方法会造成不能充分发挥EGR的技术优势，影响发动机性能的提升。

为解决上述技术问题，如图1和图2所示，本公开提供了一种管路连接结构1，用于设置在发动机低压EGR系统中的增压器2的入口端。该管路连接结构1包括供新鲜空气通入的第一入口11、供EGR废气通入的第二入口12、以及供新鲜空气和EGR废气的混合气体导出到增压器2的出口13。在第二入口12和出口13之间形成有缓冲通道，缓冲通道配置成使得EGR废气在导出至出口13的过程中能够至少部分地分离出EGR废气中的水分。通过该技术方案，新鲜空气和EGR废气能够由两个入口分别独立地被引入到管路连接结构1中，其中，第二入口12和出口13之间形成有缓冲通道，使得EGR废气并不是被直接导出至增压器2，而是先在缓冲通道中至少部分地分离出EGR废气中的水分，从而减少了最终进入到增压器2中的水分的含量，提高发动机的运行寿命。

根据本公开的一种实施方式，继续参考图1，第一入口11和第二入口位置缓冲通道的同一侧，出口13位于缓冲通道的另一侧，且第二入口12的位置低于出口13的位置。这样，当EGR废气横向进入到管路连接结构1后，需要继续向上运动才能与新鲜空气混合，然后再从出口13导出至增压器中。这一过程使得EGR废气在进入到管路连接结构1后改变了气流原来的速度和方向，使其携带的密度较大的水蒸气由于惯性作用在管路连接结构1的内壁附着集结成冷凝水，而后依靠重力落入到管路连接结构1的底部，从而实现至少部分地分离EGR废气中水分的目的。

进一步地，第一入口11可以与缓冲通道连通，第二入口12的位置低于第一入口11的位置。也就是说，经由第一入口11进入管路连接结构1的新鲜空气将在缓冲通道中与EGR废气进行混合。由于新鲜空气的温度较EGR废气低，携带有水分的EGR废气在向上运动的过程中遇到新鲜空气，会发生冷凝现象，凝结形成的液滴依靠重力落入到管路连接结构1的底部，从而进一步分离出EGR废气中的水分。

可选地，第一入口11的位置可以大致与出口13的位置处于同一水平面上。第一入口11的位置大致与出口13的位置处于同一水平面是指，新鲜空气能够在基本不改变流速和方向的情况下导出至增压器3中。这样做的目的是使得新鲜空气能够直通出口13，以减少发动机的进气损耗。

如图1所示，出口13处可以设置有多孔结构，以在新鲜空气和EGR废气混合气体通过该多孔结构时进一步吸附残存的雾气。可选地，多孔结构为滤网14，滤网14可以采用扁丝编织而成。通过在出口13处设置滤网14，可以使混合气体中携带的细小液体雾滴在经过滤网14时被粘附或者吸附下来。经过反复吸附，极小的雾滴凝聚成较大的液滴，液滴在重力的作用下，沿着扁丝的丝径向下运动，凝聚变大的雾滴流到管路连接结构1的底部。

滤网14可以包括沿气流方向(图1中自左向右方向)依次设置的第一滤网141和第二滤网142，第一滤网141的比表面积大于第二滤网142的比表面积。第一滤网141设计成具有较大的比表面积，当携带冷凝水的气相流体在运动过程中接触到扁丝时，流体绕过扁丝，流线发生偏析，而较大的冷凝水由于惯性作用仍然向前作直线运动，与流线偏离后接触到扁丝，会粘附在扁丝上，从而被第一滤网141成功拦截下来。而第二滤网142主要用以滤除经第一滤网141凝结并形成的较大粒径的液滴。采用上述设计，可以实现在较大流量范围内提高除雾的效率，同时也可以避免单层过密填充造成的较大压损。在其他一些实施方式中，多孔结构例如活性炭网也可以应用于本公开中，本公开对此不作限定。

为了使暂时存储在管路连接结构1内的冷凝水能够被适时排出，如图1所示，管路连接结构1的底部设置有排液口15。进一步地，管路连接结构1还包括设置在排液口15处的排水阀16，所述排水阀16可以是具有单向导通的排水结构，当管路连接结构内的积水较多时，可以利用水的重力开启排水阀以将积水排出，具体的排水阀结构可以参照现有技术，在此不再赘述。

为了便于控制，实现更好的排水效果，本方案的排水阀16采用电磁排水阀，该电磁排水阀可以控制器3相连，所述控制器3用于控制排水阀16的打开或关闭。控制器3可以是单独设置的用于控制排水阀的控制器，也可以集成在整车控制器(ECU)中。通过上述设计，发动机系统可以根据发动机运行工况选择适当时机进行排液。当发动机运行工况满足排液条件且液位高于排液高度时，控制器3发送控制信号控制电磁排水阀打开进行排液，使得液位高度降低至排液高度以下。对满足排液条件工况的选择应遵循不影响客户驾驶体验为原则，需保证排液时不会对发动机的进气系统气流状态产生干扰，因此排液工况多为空挡怠速或减速断油等发动机动力输出中断的工况。

可选地，如图1所示，管路连接结构1的内壁设置有液位传感器17，该液位传感器17与控制器3电连接。通过在装置内设置液位传感器17，可以对管路连接结构1进行在线的诊断，例如排水阀等原因造成管路连接结构1堵塞。当装置内液位达到预设的限值高度时，控制器3控制电磁排水阀打开排液，或者向驾驶员发出警报，由驾驶员控制电磁排水阀排液。

本公开的第二个目的是提供一种发动机低压EGR系统，如图2所示，系统包括：进气支路、废气循环支路、增压器2以及管路连接结构1。进气支路中的新鲜空气和废气循环支路中的EGR废气在管路连接结构1中混合后再导出至增压器2中。其中的管路连接结构1为上述的实施例中的管路连接结构，该发动机低压EGR系统具有上述管路连接结构的所有有益效果，本公开对此不做限定。可选地，进气支路沿气流方向依次设置有空气滤清器4和混合阀5，并使得洁净干燥的新鲜空气进入到管路连接结构1中。增压器2的出口与废气循环支路连接，废气循环支路沿气流方向依次设置有一级催化器6、EGR冷凝器7和EGR阀8。

本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆包括上述的发动机低压EGR系统，并具有发动机低压EGR系统的所有有益效果，本公开对此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种管路连接结构，用于设置在发动机低压EGR系统中增压器(2)的入口端，其特征在于，所述管路连接结构包括供新鲜空气通入的第一入口(11)、供EGR废气通入的第二入口(12)、以及供新鲜空气和EGR废气混合气体导出至所述增压器(2)的出口(13)，所述第二入口(12)和所述出口(13)之间形成有缓冲通道，所述缓冲通道配置成使得EGR废气在导出至所述出口(13)的过程中能够至少部分地分离出EGR废气中的水分。

2.根据权利要求1所述的管路连接结构，其特征在于，所述第一入口(11)和所述第二入口(12)位于缓冲通道的同一侧，所述出口(13)位于缓冲通道的另一侧，所述第二入口(12)的位置低于所述出口(13)的位置。

3.根据权利要求2所述的管路连接结构，其特征在于，所述第一入口(11)与所述缓冲通道连通，所述第二入口(12)的位置低于所述第一入口(11)的位置。

4.根据权利要求1所述的管路连接结构，其特征在于，所述第一入口(11)的位置大致与所述出口(13)的位置处于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的管路连接结构，其特征在于，所述出口(13)处设置有滤网(14)。

6.根据权利要求5所述的管路连接结构，其特征在于，所述滤网(14)包括沿气流方向依次设置的第一滤网(141)和第二滤网(142)，所述第一滤网(141)的比表面积大于所述第二滤网(142)的比表面积。

7.根据权利要求1所述的管路连接结构，其特征在于，所述管路连接结构还包括设置在底部的排液口(15)以及用于开合所述排液口(15)的排水阀(16)。

8.根据权利要求7所述的管路连接结构，其特征在于，所述管路连接结构的内壁设置有液位传感器(17)，所述液位传感器(17)适于与控制器(3)电连接，所述控制器(3)用于控制所述排水阀(16)打开或关闭。

9.一种发动机低压EGR系统，其特征在于，包括：进气支路、废气循环支路、增压器(2)以及管路连接结构，所述进气支路中的新鲜空气和所述废气循环支路中的EGR废气在所述管路连接结构混合后通入所述增压器(2)中，其中，所述管路连接结构为权利要求1-8任意一项所述的管路连接结构。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9中的发动机低压EGR系统。

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