CN214464603U - 发动机系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种发动机系统及车辆，其中的发动机系统包括：发动机、涡轮增压器和EGR系统，所述EGR系统的一端与排气管路连通，另一端连通至进气管路的空气入口处，在EGR系统与所述进气管路的连通处设置有第一水套，第一水套配置为能够接受来自于发动机中的高温冷却水。通过上述技术方案，达到防止EGR系统生成冷凝水甚至结冰的效果，并降低水蒸气以液滴或冰晶的形态进入到压气机中的可能性，既解决了EGR系统结冰的问题，又能够避免压气机出现损伤。

Description

发动机系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种发动机系统及搭载有该发动机系统的车辆。

背景技术

为满足排放法规的要求，车辆通常配备有EGR(Exhaust Gas Re-circulation，废气再循环技术)系统和曲轴通风箱系统。其中，EGR系统是一种将废气导入到燃烧室，降低燃烧的最高温度，从而抑制氮氧化物排放量的技术，主要分为高压EGR和低压EGR系统。低压EGR系统设置于进气管路的空气入口和涡轮增压器之间。当车辆处于低温运行状态时，EGR系统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，这些水蒸气在遇到温度较低的进气管路中的新鲜空气时，会发生冷凝现象，形成液态冷凝水。一方面，这些冷凝水容易在管壁内凝结成冰而堵塞EGR系统，另一方面，当舱内温度升高时，在高速气流的带动下，脱离管壁的冰晶会对正在高速旋转的叶片造成严重的损伤。

为了避免发动机曲轴箱内的废气直接进入大气而污染环境，通常设置一条曲轴箱通风管以将气体导入到进气管路，进而重新进入发动机的燃烧室进行燃烧。在此过程中，曲轴箱内排出的废气也会携带一定量的发动机缸内燃烧产生的水蒸气，基于相同的原因，这些水蒸气在遇到温度较低的进气管路中的新鲜空气时，也会形成液态冷凝水而粘结在管壁上。

实用新型内容

本公开的第一个目的是提供一种发动机系统，至少部分的解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种发动机系统，包括：发动机、涡轮增压器和EGR系统，所述EGR系统的一端与排气管路连通，另一端连通至进气管路的空气入口处，在所述EGR系统与所述进气管路的连通处设置有第一水套，所述第一水套配置为能够接受来自于所述发动机中的高温冷却水。

可选地，所述发动机系统还包括曲轴箱通风管，所述曲轴箱通风管的一端与所述发动机连通，另一端连通至所述进气管路的位于所述EGR系统和所述涡轮增压器之间的位置，在所述曲轴箱通风管的用于与所述进气管路连通处设置有第二水套，所述第二水套配置为能够接受来自于所述发动机中的高温冷却水。

可选地，所述发动机系统还包括第三水套，所述第三水套设置于所述涡轮增压器的进气口处，所述第三水套配置为能够接受来自于所述发动机中的高温冷却水。

可选地，所述第一水套、所述第二水套和所述第三水套之间串联在一起，并与所述发动机连通以构成一个独立的冷却水循环旁支。

可选地，所述第一水套、所述第二水套和所述第三水套分别由金属材料制成。

可选地，所述发动机系统还包括设置于排气管路上的后处理装置，所述后处理装置配置为能够通过来自于所述发动机的至少部分排气。

可选地，所述发动机系统还包括空气滤清器，所述空气滤清器设置于所述进气管路的空气入口处。

可选地，在所述发动机的进气歧管和所述涡轮增压器的压气机之间设置有中冷器。

可选地，在所述排气管路的废气出口处设置有背压阀。

本公开的第二个目的是提供一种车辆，该车辆包括上述任一项的发动机系统。

通过上述技术方案，即在EGR系统与进气管路的连通处设置第一水套，并且将第一水套配置为能够接受来自于发动机中的高温冷却水，以实现利用发动机高温冷却水“加热”水套的目的，进而达到防止EGR系统生成冷凝水甚至结冰的效果，并降低水蒸气以液滴或冰晶的形态进入到压气机中的可能性，既解决了EGR系统结冰的问题，又能够避免压气机出现损伤。

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发动机系统的结构示意图；

图2是本公开示例性实施方式提供的另一种发动机系统的结构示意图。

附图标记说明

1-发动机，2-涡轮增压器，21-涡轮，22-压气机，3-EGR系统，31-EGR冷凝器，32-EGR阀，4-后处理装置，5-中冷器，6-第一水套，7-第三水套，8-第二水套，9-曲轴箱通风管，10-空气滤清器，11-进气管路，12-排气管路，13-背压阀。

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。

如图1所示，本公开提供了一种发动机系统，该发动机系统包括发动机1、涡轮增压器2和EGR系统3。其中，涡轮增压器2包括与发动机1的排气歧管连通的涡轮21以及与发动机1的进气歧管连通的压气机22。EGR系统3包括EGR冷凝器31和EGR阀32。EGR系统3的一端与排气管路12连通，另一端连通至进气管路11的空气入口处，此时，由于从EGR系统3进入到进气管路11中的空气是尚未被涡轮增压器2增压过的，因此，这种EGR系统称为低压EGR系统。

发动机系统在工作时，新鲜且温度较低(相较于从发动机1或者EGR系统3中排出的气体的温度)的空气经进气管路11的空气入口进入。在一些实施方式中，可以在进气管路11的空气入口设置空气滤清器10，以过滤空气中的杂质。新鲜空气进入到发动机1中进行燃烧。燃烧后的排气一部分经排气管路12排出到大气中。在一些实施方式中，这一部分的排气可以经过后处理装置4(例如，颗粒捕集器DPF，Diesel Particulate Filter)进行处理后再排出到大气中，而另一部分的排气则经过EGR系统3降温后重新进入到进气管路11中而与新鲜空气汇合，再经由涡轮增压器2增压后重新进入到发动机1中。

后处理装置4配置为能够通过来自于发动机1的至少部分排气。在图1和图2示出的实施方式中，发动机1的排气全部通过后处理装置4，通过后处理装置4之后的排气一部分经排气管路12排出大气，另一部分则进入EGR系统。在其他一些实施方式中，发动机1的排气一部分可以在通过后处理装置4后排出大气，另一部分则(不经过后处理装置4)直接进入EGR系统。

进一步地，本公开的发动机1的进气歧管和涡轮增压器2的压气机22之间还可以设置有中冷器5，以降低进入到发动机1中的气体的温度。此外，还可以在排气管路12的排气出口处设置背压阀13。

在上述工作过程中，当从EGR系统3中排出的废气与新鲜空气在进气管路11中汇合时，此时，高温气体遇低温气体，使得高温气体发生冷凝现象，形成液态的冷凝水，之后便能够结成冰进而堵塞EGR系统。为解决这一技术问题，在本公开中，在EGR系统3与进气管路11的连通处设置有第一水套6，第一水套6配置为能够接受来自发动机1中的高温冷却水。第一水套6构造为套筒状，以能够容纳高温冷却水。具体的，EGR冷凝器31与进气管路11之间通过管路连接，第一水套6则套设在管路的连接处。

第一水套6配置为能够接受来自发动机1中的高温冷却水，既可以是在发动机1引出一条独立的冷却水旁支，即这条旁支中的冷却水仅流经第一水套6，当然，也可以从发动机1的热管理系统中引出一条旁支，即冷却水在流经热管理系统时“顺便”流经第一水套6。需要说明的是，这里的热管理系统即通常意义下的热管理系统，即指发动机1在工作循环时用于保持在最佳工作温度的系统(例如，散热系统)。

通过上述技术方案，即在EGR系统3与进气管路11的连通处设置第一水套6，并且将第一水套6配置为能够接受来自于发动机1中的高温冷却水，以实现利用发动机1的高温冷却水“加热”第一水套6的目的，进而达到防止EGR系统3生成冷凝水甚至结冰的效果，并降低水蒸气以液滴或冰晶的形态进入到压气机22中的可能性，既解决了EGR系统3结冰的问题，又能够避免压气机22出现损伤。

由于发动机1内的冷却水升温较快，因此能够在短时间内即达到防止冷凝水结冰的目的。并且由于冷却水的比热较大，即使在发动机1熄火后也不会迅速冷却，从而在发动机1停机后还能够维持一段时间的热量，避免冷凝水在这个时间节点结冰。相较于采用电能等其他形式，既能够在发动机1停机后维持一段加热的时间，还能够避免对蓄电池电能的消耗，尤其是冬季蓄电池亏电，对车辆启动影响较大的情况下。

根据本公开的其他一些实施方式，如图2所示，发动机系统还包括曲轴箱通风管9。曲轴箱通风系统的通常路径为：油底壳至发动机缸体的通道，再进入到发动机气缸盖罩，最后经曲轴箱通风管9而进入到进气管路11中。具体的，在例如柴油机的发动系统中，曲轴箱通风管9的一端与发动机1连通，另一端连通至进气管路11的位于EGR系统3和涡轮增压器2之间的位置。

在曲轴箱通风管9的用于与进气管路11连通处设置有第二水套8，第二水套8配置为能够接受来自于发动机1中的高温冷却水。这里第二水套8的构造可以与上述的第一水套6相同，且第二水套8和第一水套6之间可以通过一根管路而串接在一起，这样便能够通过一个独立的冷却水旁支同时对两个水套进行加热，当然，也可以采用两根管路而分别与发动机1连通，以形成两条并联的冷却水旁支。

与上述的通过设置第一水套6避免EGR系统3结冰的原理相同，由于从曲轴箱通风系统中排出的废气也携带有一定量的发动机缸内燃烧产生的水蒸气，因此，在曲轴箱通风管9上设置第二水套8，能够避免温度较高的水蒸气在进入进气管路11时后与新鲜空气相遇形成冷凝水粘结在进气管路11的管壁上，从而堵塞曲轴通风箱系统。同样的，第二水套8和曲轴箱通风管9用于安装第二水套9的部分可以采用金属材料。此外，对于较长的曲轴通风箱管路9，相较于采用电能加热的方式会导致发电机发电量的增加，采用发动机冷却水的加热的方式则能够充分利用高温冷却水的余热，而不增加电耗。

继续参考图2，发动机系统还可以包括第三水套7，第三水套7设置于涡轮增压器2的进气口处，第三水套7配置为能够接受来自于发动机1中的高温冷却水。这样，随着机舱内温度的升高，即使有部分的冷凝水或者冰晶被高速流过的进气吹向涡轮增压器2，也会在经过第三水套7的位置时被汽化，从而避免对涡轮增压器2造成损伤。由于涡轮增压器2是金属件，第三水套7也可以采用金属材料制成。此外，当本公开的发动机系统同时具有第一水套6、第二水套8和第三水套7时，第一水套6、第二水套8和第三水套7之间串联在一起，并与发动机1连通以构成一个独立的冷却水循环旁支，当然，第一水套6、第二水套8和第三水套7也可以分别与发动机连通构成并联的三个冷却水旁支。

本公开的第二个目的是提供一种车辆，该车辆搭载包括有上述任一实施方式所述的发动机系统，并具有其所有的有益效果，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)

1.一种发动机系统，包括：发动机(1)、涡轮增压器(2)和EGR系统(3)，所述EGR系统(3)的一端与排气管路(12)连通，另一端连通至进气管路(11)的空气入口处，其特征在于，在所述EGR系统(3)与所述进气管路(11)的连通处设置有第一水套(6)，所述第一水套(6)配置为能够接受来自于所述发动机(1)中的高温冷却水。

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括曲轴箱通风管(9)，所述曲轴箱通风管(9)的一端与所述发动机(1)连通，另一端连通至所述进气管路(11)的位于所述EGR系统(3)和所述涡轮增压器(2)之间的位置，在所述曲轴箱通风管(9)的用于与所述进气管路(11)连通处设置有第二水套(8)，所述第二水套(8)配置为能够接受来自于所述发动机(1)中的高温冷却水。

3.根据权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括第三水套(7)，所述第三水套(7)设置于所述涡轮增压器(2)的进气口处，所述第三水套(7)配置为能够接受来自于所述发动机(1)中的高温冷却水。

4.根据权利要求3所述的发动机系统，其特征在于，所述第一水套(6)、所述第二水套(8)和所述第三水套(7)之间串联在一起，并与所述发动机(1)连通以构成一个独立的冷却水循环旁支。

5.根据权利要求3所述的发动机系统，其特征在于，所述第一水套(6)、所述第二水套(8)和所述第三水套(7)分别由金属材料制成。

6.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括设置于排气管路(12)上的后处理装置(4)，所述后处理装置(4)配置为能够通过来自于所述发动机(1)的至少部分排气。

7.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括空气滤清器(10)，所述空气滤清器(10)设置于所述进气管路(11)的空气入口处。

8.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，在所述发动机(1)的进气歧管和所述涡轮增压器(2)的压气机(22)之间设置有中冷器(5)。

9.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，在排气管路(12)的废气出口处设置有背压阀(13)。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9中任意一项所述的发动机系统。

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