CN214787749U - 一种防结冰egr阀、egr系统及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防结冰EGR阀、EGR系统及发动机，包括阀体和阀片，阀片通过阀轴可转动地设置在阀体的内腔中，阀体的下腔壁上设置有排水槽，排水槽位于阀体的高温侧且靠近处于关闭状态下的阀片布置；阀体的内腔壁上设置有电加热器，且电加热器靠近处于关闭状态下的阀片布置。该防结冰EGR阀通过阀体的高温侧的下腔壁上设计有排水槽，能够及时将冷凝水汇集并排走；当阀体内存留的少部分冷凝水出现冰冻导致EGR阀冻结而卡滞时，可以通过开启电加热器对阀体的内腔壁靠近关闭状态下的阀片的位置进行加热，继而能够使得阀片与阀体贴合处及时化冰，保证EGR阀的正常运行。

Description

一种防结冰EGR阀、EGR系统及发动机

技术领域

本实用新型涉及废气再循环技术领域，尤其涉及一种防结冰EGR阀、EGR 系统及发动机。

背景技术

EGR即废气再循环的简称。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。

当发动机处于怠速或者低负荷状态时，EGR阀始终处于关闭状态，EGR 阀进气侧为低温侧，EGR阀排气侧为高温侧。EGR阀进气侧较排气侧温度低，水汽遇到较冷的EGR阀，容易在阀片上形成冷凝水，随着发动机运行时间的累积，EGR阀高温侧聚集的冷凝水持续增多，当环境温度较低时，冷凝水将会冰冻，将EGR阀和EGR管路冻结在一起，无法实现EGR率控制。

综上所述，如何解决EGR阀在低温工况下容易冻结而无法正常工作的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防结冰EGR阀、EGR系统及发动机，以解决EGR阀在低温工况下容易冻结而无法正常工作的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种防结冰EGR阀，包括阀体和阀片，所述阀片通过阀轴可转动地设置在所述阀体的内腔中，所述阀体的下腔壁上设置有排水槽，所述排水槽位于所述阀体的高温侧且靠近处于关闭状态下的所述阀片布置；所述阀体的内腔壁上设置有电加热器，且所述电加热器靠近处于关闭状态下的所述阀片布置。

优选地，所述电加热器包括第一加热片和第二加热片，所述第一加热片位于所述阀体的高温侧且位于所述阀轴的下方；所述第二加热片位于所述阀体的低温侧且位于所述阀轴的上方。

优选地，所述阀体的内腔壁上设置有用于固定所述第一加热片的第一卡槽和用于固定所述第二加热片的第二卡槽，所述排水槽紧邻所述第一卡槽布置，且所述第一卡槽相处于排水槽与关闭状态下的所述阀片之间。

优选地，所述第一加热片和所述第二加热片均为弧形加热条。

优选地，所述排水槽包括集水沟槽和用于将所述集水沟槽内水排走的排水口，所述集水沟槽沿所述阀体的下腔壁的半圆周方向上布置，且所述排水口位于所述集水沟槽的最低点。

优选地，所述阀体的内壁表面和/或所述集水沟槽的内壁表面上设置有疏水层。

优选地，所述排水口连接有出水管，所述出水管上设置有电控阀，所述电控阀与ECU控制单元信号连接。

优选地，所述阀体内还设置有用于实时监测所述电加热器的温度的温度传感器，所述温度传感器和所述电加热器均与ECU控制单元信号连接。

相比于背景技术介绍内容，上述防结冰EGR阀，包括阀体和阀片，阀片通过阀轴可转动地设置在阀体的内腔中，阀体的下腔壁上设置有排水槽，排水槽位于阀体的高温侧且靠近处于关闭状态下的阀片布置；阀体的内腔壁上设置有电加热器，且电加热器靠近处于关闭状态下的阀片布置。该防结冰EGR 阀在实际工作过程中，当外界环境温度较低时，阀体的管壁和阀片的温度较低，当水汽遇到冷的壁面和阀片后会冷凝成水珠附着在管壁和阀片上，由于阀体的高温侧的下腔壁上设计有排水槽，使得冷凝水无法在阀前聚集，能够及时将冷凝水汇集并排走；当阀体内存留的少部分冷凝水出现冰冻导致EGR 阀冻结而卡滞时，可以通过开启电加热器对阀体的内腔壁靠近关闭状态下的阀片的位置进行加热，继而能够使得阀片与阀体贴合处及时化冰，保证EGR 阀的正常运行。

另外，本实用新型还提供了一种EGR系统，包括防结冰EGR阀，该防结冰EGR阀为上述任一方案所描述的防结冰EGR阀。由于上述防结冰EGR 阀具有上述技术效果，因此具有上述防结冰EGR阀的EGR系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

此外，本实用新型还提供了一种发动机，包括EGR系统，该EGR系统上述方案所描述的EGR系统。由于该EGR系统具有上述技术效果，因此具有该EGR系统的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的防结冰EGR阀的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的防结冰EGR阀的纵向断面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一加热片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第二加热片的结构示意图。

上图1-图4中，

阀体1、阀片2、阀轴3、排水槽4、第一加热片5、第二加热片6、第一卡槽7、第二卡槽8、出水管9、电控阀10、温度传感器11、阀片控制罩12、阀体导通时气流指示箭头13。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种防结冰EGR阀、EGR系统及发动机，以解决EGR阀在低温工况下容易冻结而无法正常工作的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供的一种防结冰EGR阀，包括阀体1和阀片2，阀片2通过阀轴3可转动地设置在阀体1的内腔中，阀体1的下腔壁上设置有排水槽4，排水槽4位于阀体1的高温侧且靠近处于关闭状态下的阀片2布置；阀体1的内腔壁上设置有电加热器，且电加热器靠近处于关闭状态下的阀片2布置。

该防结冰EGR阀在实际工作过程中，当外界环境温度较低时，阀体的管壁和阀片的温度较低，当水汽遇到冷的壁面和阀片后会冷凝成水珠附着在管壁和阀片上，由于阀体的高温侧的下腔壁上设计有排水槽，使得冷凝水无法在阀前聚集，能够及时将冷凝水汇集并排走；当阀体内存留的少部分冷凝水出现冰冻导致EGR阀冻结而卡滞时，可以通过开启电加热器对阀体的内腔壁靠近关闭状态下的阀片的位置进行加热，继而能够使得阀片与阀体贴合处及时化冰，保证EGR阀的正常运行。

这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，阀体的高温侧是指阀体在EGR系统中靠近发动机的排气侧的一端；阀体的低温侧是指阀体在EGR系统中靠近发动机的进气侧的一端。从废气流通的角度来看，正如图1中所示出的阀体导通时气流指示箭头13，阀体的高温侧是指废气流入的一侧，阀体的高温侧是指废气流出的一侧。

在一些具体的实施方案中，上述电加热器具体可以包括第一加热片5和第二加热片6，其中，第一加热片5位于阀体1的高温侧且位于阀轴3的下方；第二加热片6位于阀体1的低温侧且位于阀轴3的上方。通过设置第一加热片和第二加热片，能够对阀体的两侧进行加热，并且由于分别设置在不同侧且为一上一下的结构，因此阀片可以朝着远离加热片的方向转动来调节开度，不影响阀片的开度调节。当然可以理解的是，上述采用第一加热片和第二加热片的结构，仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以将电加热器设计成其他结构形式，比如加热丝的结构形式；并且电加热器的布置位置可以仅在高温侧布置，又或者是正对关闭状态下的阀片布置，只不过正对阀片布置时，阀片的密封性不容易保证，还需要考虑嵌入阀体的腔壁内侧，设计比较繁琐。实际应用过程中，可以根据实际需求进行布置选择。

进一步的实施方案中，上述阀体1的内腔壁上设置有用于固定第一加热片5的第一卡槽7和用于固定第二加热片6的第二卡槽8，排水槽4紧邻第一卡槽7布置，且第一卡槽7相处于排水槽4与关闭状态下的阀片2之间。通过第一卡槽和第二卡槽分别固定第一加热片和第二加热片，使得加热片的安装更加方便。当然可以理解的是，上述采用卡槽安装加热片的方式，仅仅是本实用新型实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他固定方式，比如螺钉固定的方式等。

在一些具体的实施方案中，上述第一加热片5和第二加热片6的具体结构形式可以均采用弧形加热条。通过设计成弧形加热条的结构可以使得加热条安装至卡槽内时的安装应力较小。

在一些具体的实施方案中，上述排水槽4的结构，具体可以包括集水沟槽和用于将集水沟槽内水排走的排水口，其中，集水沟槽沿阀体1的下腔壁的半圆周方向上布置，且排水口位于集水沟槽的最低点。通过将集水沟槽设计成下腔壁的半圆周方向上布置，可以对阀片与阀体的下腔壁接触的位置(最容易残留冷凝水二结冰的位置)进行加热，加热相对均匀，能够使得此处冻结的冰迅速融化；此外，通过将排水口设计在集水沟槽的最低点，能够避免集水沟槽内残留冷凝水，排水更加彻底。需要说明的是，上述集水沟槽的结构形式具体可以为梯形截面沟槽，也可以为圆弧形结构沟槽，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。

进一步的实施方案中，上述阀体的内壁表面和/或集水沟槽的内壁表面还可以设置有疏水层，通过设计疏水层可以增加冷凝水流动的顺畅性，减少冷凝水的附着和滞留。其中该疏水层可以通过特殊工艺镀制而成，又或者是本领域技术人员常用的其他制备疏水层的方式，在此不做具体的限定。

进一步的实施方案中，上述排水口还可以连接有出水管9，出水管9上设置有电控阀10，电控阀10可以与ECU控制单元信号连接。这样ECU控制单元可以根据当前工况信息控制电控阀的开闭。这里需要说明的是，在排水过程中EGR管路内气压始终大于外界大气压，可利用废气对排水管进行加热，避免低温结冰并加速冷凝水的排出。

在一些具体的实施方案中，上述阀体1内还设置有用于实时监测电加热器的温度的温度传感器11，温度传感器11和电加热器均与ECU控制单元信号连接。需要说明的是，该温度传感器11可以直接安装在电加热器上，比如电加热器为第一加热片5和第二加热片6时，可以将温度传感器11分别安装在第一加热片5和第二加热片6上。通过与ECU控制单元建立信号连接，当环境温度或EGR阀后温度比较低时ECU控制单元将控制加热模块进行工作，主动给EGR阀进行加热，能够将阀片和阀体贴合区保持在相对高的温度，防止在低温下冷凝水聚集结冰，使得阀无法开启。此外，通过加热片上布置有温度传感器，实时将加热片的温度反馈给ECU控制单元，当加热片温度较高时，ECU控制单元断开加热片的供电，停止加热，实现温度闭环并保护加热片。

另外，本实用新型还提供了一种EGR系统，包括防结冰EGR阀，该防结冰EGR阀为上述任一方案所描述的防结冰EGR阀。由于上述防结冰EGR 阀具有上述技术效果，因此具有上述防结冰EGR阀的EGR系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

此外，本实用新型还提供了一种发动机，包括EGR系统，该EGR系统上述方案所描述的EGR系统。由于该EGR系统具有上述技术效果，因此具有该EGR系统的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的防结冰EGR阀、EGR系统及发动机进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防结冰EGR阀，包括阀体(1)和阀片(2)，所述阀片(2)通过阀轴(3)可转动地设置在所述阀体(1)的内腔中，其特征在于，所述阀体(1)的下腔壁上设置有排水槽(4)，所述排水槽(4)位于所述阀体(1)的高温侧且靠近处于关闭状态下的所述阀片(2)布置；所述阀体(1)的内腔壁上设置有电加热器，且所述电加热器靠近处于关闭状态下的所述阀片(2)布置。

2.如权利要求1所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述电加热器包括第一加热片(5)和第二加热片(6)，所述第一加热片(5)位于所述阀体(1)的高温侧且位于所述阀轴(3)的下方；所述第二加热片(6)位于所述阀体(1)的低温侧且位于所述阀轴(3)的上方。

3.如权利要求2所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述阀体(1)的内腔壁上设置有用于固定所述第一加热片(5)的第一卡槽(7)和用于固定所述第二加热片(6)的第二卡槽(8)，所述排水槽(4)紧邻所述第一卡槽(7)布置，且所述第一卡槽(7)相处于排水槽(4)与关闭状态下的所述阀片(2)之间。

4.如权利要求3所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述第一加热片(5)和所述第二加热片(6)均为弧形加热条。

5.如权利要求1所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述排水槽(4)包括集水沟槽和用于将所述集水沟槽内水排走的排水口，所述集水沟槽沿所述阀体(1)的下腔壁的半圆周方向上布置，且所述排水口位于所述集水沟槽的最低点。

6.如权利要求5所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述阀体(1)的内壁表面和/或所述集水沟槽的内壁表面上设置有疏水层。

7.如权利要求5所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述排水口连接有出水管(9)，所述出水管(9)上设置有电控阀(10)，所述电控阀(10)与ECU控制单元信号连接。

8.如权利要求1所述的防结冰EGR阀，其特征在于，所述阀体(1)内还设置有用于实时监测所述电加热器的温度的温度传感器(11)，所述温度传感器(11)和所述电加热器均与ECU控制单元信号连接。

9.一种EGR系统，包括防结冰EGR阀，其特征在于，所述防结冰EGR阀为如权利要求1-8中任一项所述的防结冰EGR阀。

10.一种发动机，包括EGR系统，其特征在于，所述EGR系统为如权利要求9所述的EGR系统。

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