CN214698109U - 具有智能热管理的egr系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有智能热管理的EGR系统，包括气缸体、EGR冷却器、EGR进水管路、智能阀、进气管路、排气管路、增压器、EGR进气管路以及EGR出气管路。EGR进水管路设置在EGR冷却器与气缸体之间；智能阀设置在EGR进水管路上；进气管路的一端连通气缸体的进气端；排气管路的一端连通气缸体的排气端；增压器的前端连通进气管路的另一端，后端连通排气管路的另一端；EGR进气管路连通于排气管路与EGR冷却器的进气端之间；EGR出气管路连通于进气管路与EGR冷却器的出气端之间。本实用新型的具有智能热管理的EGR系统，能够改善EGR冷却器的出口气温，防止结冰，结焦现象发生。

Description

具有智能热管理的EGR系统

技术领域

本实用新型是关于EGR(废气再循环)系统的柴油发动机领域，特别是关于一种具有智能热管理的EGR系统。

背景技术

EGR(废气再循环)系统是发动机降低NO_x排放的核心技术。尤其是在低温条件下，EGR是最有效的NO_x控制技术之一。现有EGR系统的一般有四种常见形式：高压冷却EGR(废气再循环)系统，高压非冷却EGR(废气再循环)系统，低压EGR(废气再循环)冷却EGR系统、低压非冷却EGR (废气再循环)系统。本实用新型针对高压冷却EGR系统进行创新，通过在 EGR冷却器前的进水管引入智能阀，结合发动机的运行工况，对冷却器的水流量进行智能控制，从而实现发动机的低排放、高可靠性的性能表现。

现有的EGR(废气再循环)系统的设计，是由EGR冷却器和EGR阀、及EGR管路组成，在EGR阀的控制下，发动机的一部分废气通过EGR管路，经EGR冷却器和EGR阀进入发动机气缸内，参与燃烧过程，其主要技术缺点在于：

1、EGR废气中的水蒸气在低温环境下会冷凝为液体状态。在发动机处于低温环境时，发动机停机之后，管路温度下降，冷凝水析出结冰，会造成管路堵塞和EGR阀卡滞等严重故障。

2、由于EGR冷却器设计需要兼顾不同的EGR流量的需求，为了满足高 EGR率的使用工况的冷却能力，较强的EGR冷却器的冷却能力使得EGR冷却器的出口温度难以保证在使用EGR的情况下，均处于合理的温度(120℃ -180℃)，部分工况EGR冷却器出气口温度甚至低于100℃，低温的废气经过废气流量计、EGR阀，在EGR阀位置由于阀的节流，气流速度减慢，造成的碳颗粒等物质的堆积，从而与水蒸气混合，形成结焦问题，造成EGR阀难以打开的严重故障。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有智能热管理的EGR系统，其能够改善EGR冷却器的出口气温，防止结冰，结焦现象发生。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有智能热管理的EGR系统，包括气缸体、EGR冷却器、EGR进水管路、智能阀、进气管路、排气管路、增压器、EGR进气管路以及EGR出气管路。EGR进水管路设置在EGR冷却器与气缸体之间；智能阀设置在EGR进水管路上；进气管路的一端连通气缸体的进气端；排气管路的一端连通气缸体的排气端；增压器的前端连通进气管路的另一端，后端连通排气管路的另一端；EGR进气管路连通于排气管路与EGR冷却器的进气端之间；EGR出气管路连通于进气管路与EGR冷却器的出气端之间。

在一优选的实施方式中，在发动机冷启动阶段，智能阀关闭，高温废气经排气管路、EGR进气管路、EGR冷却器以及EGR出气管路对EGR系统进行加热。

在一优选的实施方式中，具有智能热管理的EGR系统还包括EGR阀，其设置在EGR出气管路上。

在一优选的实施方式中，在发动机低温运行阶段，智能阀部分开启，EGR 阀打开，高温废气经排气管路、EGR进气管路、EGR冷却器、EGR出气管路、 EGR阀以及进气管路进入气缸体。

在一优选的实施方式中，具有智能热管理的EGR系统还包括废气流量计，其设置在EGR出气管路上，且位于EGR阀与EGR冷却器的出气端之间。

在一优选的实施方式中，在发动机低负荷运行情况下，通过监控废气流量计的废气流量控制智能阀的开启程度，能够控制EGR冷却器的出气端的温度处于120℃以上。

在一优选的实施方式中，具有智能热管理的EGR系统还包括中冷器以及节气门；中冷器设置在进气管路上且位于增压器的前端和EGR出气管路之间；节气门设置在进气管路上且位于中冷器和EGR出气管路之间。

在一优选的实施方式中，具有智能热管理的EGR系统还包括空气滤清器以及催化器；空气滤清器设置在增压器的前端的上游；催化器设置在增压器的后端的下游。

与现有技术相比，本实用新型的具有智能热管理的EGR系统具有以下有益效果：通过在EGR冷却器的进水管入口位置安装智能阀，控制智能阀的开度与EGR冷却器的出气温度、发动机水温、发动机工况形成智能控制，改善 EGR冷却器的出口气温，防止结冰，结焦现象发生。在冷机发动机运行阶段，减小EGR冷却器入口智能阀的开度，实现无冷却EGR，通过将高温的EGR 废气引入缸内，提升缸内的燃烧温度，改善油气的蒸发，混合，从而改善CO、HC排放。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的具有智能热管理的EGR系统的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-气缸体，2-EGR进水管路，3-智能阀，4-EGR冷却器，5-排气管路，6- 催化器，7-增压器，8-空气滤清器，9-中冷器，10-节气门，11-EGR阀，12- 废气流量计，13-进气管路，14-EGR回水管路，15-EGR进气管路，16-EGR 出气管路。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本实用新型优选实施方式的一种具有智能热管理的EGR 系统，主要包括气缸体1、EGR进水管路2、智能阀3、EGR冷却器4、排气管路5、催化器6、增压器7、空气滤清器8、中冷器9、节气门10、EGR阀 11、废气流量计12、进气管路13、EGR回水管路14、EGR进气管路15以及 EGR出气管路16等组件。

请参阅图1，在一些实施方式中，EGR进水管路2设置在EGR冷却器4 与气缸体1之间。智能阀3设置在EGR进水管路2上。进气管路13的一端连通气缸体1的进气端。排气管路5的一端连通气缸体1的排气端。增压器7 的前端连通进气管路13的另一端，后端连通排气管路5的另一端。EGR进气管路15连通于排气管路5与EGR冷却器4的进气端之间；EGR出气管路16 连通于进气管路13与EGR冷却器4的出气端之间。EGR阀11设置在EGR 出气管路16上。废气流量计12设置在EGR出气管路16上，且位于EGR阀 11与EGR冷却器4的出气端之间。EGR回水管路14连通于气缸体1的进水端和EGR冷却器4的出水端之间。

在一些实施方式中，在发动机冷启动阶段，智能阀3关闭，高温废气经排气管路5、EGR进气管路15、EGR冷却器4以及EGR出气管路16对EGR 系统进行加热。利用废气的余热加热EGR系统管路，化冰，减少EGR阀11 等零件由于在停机阶段造成的结冰等故障。

在一些实施方式中，在发动机低温运行阶段(发动机启动5分钟分钟)，打开EGR阀11，智能阀3较小开度的情况下，将高温废气经排气管路5、EGR 进气管路15、EGR冷却器4、EGR出气管路16、EGR阀11以及进气管路13 引入气缸体1，改善油气的雾化和混合，降低CO和HC排放。

在一些实施方式中，在发动机低负荷运行情况下，通过监控废气流量计 12的废气流量控制智能阀3的开启程度，能够控制EGR冷却器4的出气端的温度处于120℃以上，防止EGR阀11，流量计等位置由于在低温情况下造成的结焦等问题，从而造成EGR阀11等系统粘连，无法正常工作等风险。

请再次参阅图1，在一些实施方式中，具有智能热管理的EGR系统还包括中冷器9、节气门10、空气滤清器8以及催化器6。中冷器9设置在进气管路13上且位于增压器7的前端和EGR出气管路16之间，其作用是对增压后的空气进行冷却。节气门10设置在进气管路13上且位于中冷器9和EGR出气管路16之间，其作用是控制进入气缸的空气量。空气滤清器8设置在增压器7的前端的上游，其作用是过滤掉空气中的杂质、灰尘及水份等。催化器6 设置在增压器7的后端的下游，其作用是对尾气进一步处理，减少排放污染。

综上所述，本实用新型的具有智能热管理的EGR系统具有以下优点：通过在EGR冷却器的进水管入口位置安装智能阀，控制智能阀的开度与EGR 冷却器的出气温度、发动机水温、发动机工况形成智能控制，改善EGR冷却器的出口气温，防止结冰，结焦现象发生。在冷机发动机运行阶段，减小EGR 冷却器入口智能阀的开度，实现无冷却EGR，通过将高温的EGR废气引入缸内，提升缸内的燃烧温度，改善油气的蒸发，混合，从而改善CO、HC排放。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，包括：

气缸体；

EGR冷却器；

EGR进水管路，其设置在所述EGR冷却器与所述气缸体之间；

智能阀，其设置在所述EGR进水管路上；

进气管路，其一端连通所述气缸体的进气端；

排气管路，其一端连通所述气缸体的排气端；

增压器，其前端连通所述进气管路的另一端，后端连通所述排气管路的另一端；

EGR进气管路，其连通于所述排气管路与所述EGR冷却器的进气端之间；以及

EGR出气管路，其连通于所述进气管路与所述EGR冷却器的出气端之间。

2.如权利要求1所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，在发动机冷启动阶段，所述智能阀关闭，高温废气经所述排气管路、所述EGR进气管路、所述EGR冷却器以及所述EGR出气管路对所述EGR系统进行加热。

3.如权利要求1所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，还包括EGR阀，其设置在所述EGR出气管路上。

4.如权利要求3所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，在发动机低温运行阶段，所述智能阀部分开启，所述EGR阀打开，高温废气经所述排气管路、所述EGR进气管路、所述EGR冷却器、所述EGR出气管路、所述EGR阀以及所述进气管路进入所述气缸体。

5.如权利要求3所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，还包括废气流量计，其设置在所述EGR出气管路上，且位于所述EGR阀与所述EGR冷却器的出气端之间。

6.如权利要求5所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，在发动机低负荷运行情况下，通过监控所述废气流量计的废气流量控制所述智能阀的开启程度，能够控制所述EGR冷却器的出气端的温度处于120℃以上。

7.如权利要求1所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，还包括：

中冷器，其设置在所述进气管路上且位于所述增压器的前端和所述EGR出气管路之间；以及

节气门，其设置在所述进气管路上且位于所述中冷器和所述EGR出气管路之间。

8.如权利要求1所述的具有智能热管理的EGR系统，其特征在于，还包括：

空气滤清器，其设置在所述增压器的前端的上游；以及

催化器，其设置在所述增压器的后端的下游。

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