CN216477616U - 一种发动机后处理装置、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机后处理装置、发动机及车辆。所述发动机后处理装置包括相连接的增压器和后处理模块，所述后处理模块相对于所述增压器倾斜设置，且所述后处理模块和所述增压器呈V型结构；所述发动机后处理装置还包括废气再循环系统，所述废气再循环系统设于所述V型结构的内部空间内；所述废气再循环系统的进气口与所述后处理模块相连接，所述废气再循环系统的排气口与所述增压器的压轮入口相连接。上述布置形式使得发动机排气侧的布置更加紧凑，也可避免冷凝水在废气再循环系统内凝结成冰。

Description

一种发动机后处理装置、发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及但不限于车辆技术领域，尤其涉及一种发动机后处理装置、发动机及车辆。

背景技术

混动车型机舱，由于废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)系统、电控冷却系统(chiller)、机电伺服助力机构(i-boost)等新技术配置的应用，以及后处理紧耦合布置的需求，对动力总成排气侧的总布置提出了更高的要求，要求布置于发动机排气侧的零件中，热源件与非热源件间的间隙至少80mm。在现有布置空间的基础上，实现所需功能零部件的布置存在较大的困难。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种发动机后处理装置，包括相连接的增压器和后处理模块，所述后处理模块相对于所述增压器倾斜设置，且所述后处理模块和所述增压器呈V型结构；所述发动机后处理装置还包括废气再循环系统，所述废气再循环系统设于所述V型结构的内部空间内；所述废气再循环系统的进气口与所述后处理模块相连接，所述废气再循环系统的排气口与所述增压器的压轮入口相连接。

本实用新型另一实施例提供一种发动机，包括汽缸和上述的发动机后处理装置，所述汽缸的排气口通过排气歧管与所述发动机后处理装置的增压器的涡轮入口相连接，所述汽缸的进气口通过进气歧管与所述增压器的压轮出口相连接。

本实用新型另一实施例提供一种车辆，包括所述的发动机。

采用上述技术方案后，本实用新型实施例具有如下有益效果：

将废气再循环系统设于上述V型空间内，实现结构在空间上的叠加设置，使发动机排气侧布置更加紧凑。另外，也可有效地避免冷凝水在废气再循环系统内凝结成冰。

在阅读并理解附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为现有某车型发动机舱局部布置示意图；

图2为本实用新型一实施例的发动机后处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型一些示例性实施例中发动机后处理装置的局部结构示意图；

图4为本实用新型一实施例的发动机布置的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的发动机的结构示意图。

附图标记：

100-发动机后处理装置；

1-增压器，11-压轮，12-涡轮；

2-催化器；

3-颗粒捕集器；

4-废气再循环系统，41-进气口，42-排气口，43-冷凝器，44-进气管，45-排气管，46-废气再循环控制阀，47-压力检测支路，48-混合控制阀；

5-空气过滤器；

200-发动机；

300-电控冷却系统；

400-机电伺服助力机构；

500-变速器；

600-机舱附件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

废气再循环(EGR)系统，是发动机降低排放的核心技术，尤其是在低温条件下，EGR系统是最有效的NOx控制技术之一。EGR系统将部分发动机排出的废气重新导入发动机缸内，以降低发动机缸内的燃烧温度，提高压缩比，进而降低油耗。

现有EGR系统的一般有四种常见形式：高压冷却EGR系统，高压非冷却EGR系统，低压冷却EGR系统、低压非冷却EGR系统。本文主要针对低压EGR(LPEGR)系统进行重新布置设计。

现有混动车型的机舱，如图1所示，由于发动机后处理装置100、电控冷却系统(chiller)300、机电伺服助力机构(i-boost)400等新技术配置的应用，以及后处理紧耦合布置的需求，对动力总成排气侧的总布置提出了更高的要求，要求布置于发动机排气侧的零件中，热源件与非热源件间的间隙至少80mm。在现有布置空间的基础上，现有的布置方式，即采用缸盖与排气歧管集成+涡轮增压器上翻+三元催化器与颗粒捕集器集成+LPEGR系统的技术方案已无法满足工程实际的需要。

本实用新型一实施例中，如图2所示，提供一种发动机后处理装置100，包括相连接的增压器1和后处理模块，后处理模块包括催化器2和颗粒捕集器3，后处理模块相对于增压器1倾斜设置，且后处理模块和增压器1呈V型结构，发动机后处理装置100还包括废气再循环系统4(EGR系统)，废气再循环系统4设于所述V型结构的内部空间内，废气再循环系统4的进气口41与后处理模块相连接，废气再循环系统4的排气口42与增压器1的压轮11入口相连接。

其中，后处理模块可设置于增压器的下方，且与增压器1之间形成的V型结构可以是如图所示的锐角形。上述布置形式，可在空间上形成叠层结构，使得布置在发动机排气侧的零件更加紧凑，以节省布置空间。另外，上述布置形式使得废气再循环系统4高于后处理模块，也可有效地避免冷凝水在废气再循环系统4内聚集后凝结成冰。

一些示例性实施例中，如图2所示，增压器1、催化器2、颗粒捕集器3依次相连接，即催化器2与增压器1的涡轮12的出口相连接，颗粒捕集器3与废气再循环系统4连接。其中，可将催化器2设置为三元催化器，设置在增压器1的后端，催化器2可以将发动机排出的废气中的CO、HC(Hydrocarbon，碳氢化合物)和NOx等有害气体通过氧化及还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气，即对废气进一步处理，以减少排放污染。另外，三元催化器具有性能稳定、质量可靠、使用寿命长等优点。将颗粒捕集器3设置在催化器2的后端，颗粒捕集器3可以将排放至外界的废气中的颗粒进行过滤，以防止废气对外界环境造成污染。

另外，为了简化装配，可将催化器2和颗粒捕集器3集成设计，以一个分总成布置于增压器1的下方。其中，催化器2和颗粒捕集器3形成的连线与增压器1的轴向可呈45°角的V型设置，当然也可设置为其它角度的锐角，具体角度值在此不作限定。将废气再循环系统4设置于V型开口处，即在布置空间上形成上下方向上的重叠设置，使得结构布置得更加紧凑。

EGR系统是将颗粒捕集器3中部分燃烧产生的废气通过增压器1的压轮11导入发动机汽缸再度燃烧。由于EGR系统内的废气中的水蒸汽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，输送管路温度下降，进而冷凝水析出结冰，造成输送管路堵塞，甚至EGR系统失效等故障。将EGR系统布置在催化器2和颗粒捕集器3的上方，可在一定程度上有效地避免冷凝水聚集在EGR系统内部以避免结冰。

一些示例性实施例中，在催化器2的出口端设有第一出气口(图中未示出)和第二出气口(图中未示出)，第一出气口和废气再循环系统4的进气口41相连通，第二出气口和颗粒捕集器3相连通，经颗粒捕集器3过滤后的废气直接排放到大气中，实现废气的重复再利用，且降低排放废气对大气造成的污染。

一些示例性实施例中，如图2、图3所示，废气再循环系统4包括冷凝器43、进气管44和排气管45，冷凝器43内设有气体流路，气体流路的进气端通过进气管44与后处理模块相连接，气体流路的排气端通过排气管45与增压器1的压轮11入口相连接，气体流路的进气端低于气体流路的排气端，即将冷凝器43倾斜设置。其中，考虑到废气的温度较高，为增加进气管44和排气管45的使用寿命，可将进气管44和排气管45的材质设置为金属。

一些示例性实施例中，如图3所示，将冷凝器43倾斜设置，冷凝器43的靠近气体流路的进气端的一侧相对于冷凝器43的靠近气体流路的排气端的一侧向下倾斜，可有效地避免冷凝水聚集在冷凝器43内以最终导致凝结成冰，也可避免冷凝器43胀裂故障的发生。

一些示例性实施例中，如图2所示，废气再循环系统4还包括废气再循环控制阀46，废气再循环控制阀46内设有气体通道，其中：废气再循环控制阀46设置于排气管45上，气体通道的进气端低于气体流路的排气端，或者，废气再循环控制阀46设置于进气管44上，气体通道的排气端低于气体流路的进气端。通过在气体流动的管路上设置废气再循环控制阀46，也就是EGR阀，以实现对循环进入发动机缸体内的废气流量进行实时控制，也可实现对废气进入废气再循环系统4和颗粒捕集器3的流量配比进行实时控制，优化废气的再利用率。

一些示例性实施例中，如图2所示，废气再循环系统4还设有压力检测支路47，在图中仅示出一个压力检测支路47，两个压力检测支路47分别与废气再循环控制阀46内的气体通道相连接，即一个压力检测支路47设置于气体通道的进气端，与气体通道的进气端连通，另一个压力检测支路47设置于气体通道的排气端，与气体通道的排气端连通，两个压力检测支路47内均设有压力传感器(图中未示出)，通过对阀体两端压降的实时监测，以实时修正废气再循环控制阀46的开度，实现对废气再循环系统4的高精度控制。

其中，根据实际需要，也可在冷凝器43的腔壁上设置进液口和排液口，通过设置液体循环流路，以对冷凝器43进行液体冷却处理。当然，也可在冷凝器43的腔壁上设置冷凝水的排水口，通过外接排水管路，以定期地将冷凝器43内的冷凝水排出，有效地避免冷凝水聚集成冰。

另外，在一些示例性实施例中，废气再循环系统4还包括混合控制阀48，可将混合控制阀48设置于空气与压轮11相连通的管路上。所述混合控制阀48以控制进入发动机汽缸内新鲜空气的流量，可与废气再循环控制阀46配合调节，可实现不同的EGR配比，以提升燃油经济性。

其中，混合控制阀48包括第一进口、第二进口和出口，第一进口设置成与外界的新鲜空气源相连接，即第一进口是空气入口，第二进口与排气管45连接，且第二进口低于气体流路的排气端，出口与增压器1的压轮11入口相连接，第二进口低于气体流路的排气端，可有效地避免冷凝水在EGR阀口以及废气的入口处的沉积。在一些示例性实施例中，可将混合控制阀48设置于比废气再循环控制阀46稍低的位置。

另一些示例性实施例中，如图2所示，为了过滤掉进入发动机汽缸内空气中的杂质、灰尘及水份等，所述发动机后处理装置100还包括空气过滤器5，空气过滤器5通过管路与压轮11相连通，空气经空气过滤器5过滤后进入压轮11。

本实用新型另一实施例中，如图4、图5所示，还提供一种发动机200，包括汽缸和上述的发动机后处理装置100，汽缸的排气口通过排气歧管与发动机后处理装置100的增压器1的涡轮12入口相连接，汽缸的进气口通过进气歧管与增压器1的压轮11出口相连接。

其中，如图4所示，影响发动机200排气侧布置的主要环境件有变速器500以及机舱附件600，在发动机200的排气歧管侧和机舱附件600之间的区域设置增压器1、催化器2以及颗粒捕集器3等。

发动机200运转过程主要包括四大冲程，即进气、压缩、做功、排气，四个冲程往复循环做功。发动机汽缸内产生的废气通过排气歧管排出，排出的废气能量推动增压器1的涡轮12转动，增压器1内部由中间轴连接，两侧分别设有涡轮12以及压轮11，压轮11转动，压缩新鲜空气进入进气歧管，如图5中所示，实线箭头所示的是废气流路，虚线箭头所示的是空气的流路。废气通过增压器1的涡轮12进入催化器2以净化废气中的CO、HC等，再通过颗粒捕集器3净化废气中的颗粒物，以最终排放到大气中。

EGR系统将颗粒捕集器3中的部分燃烧产生的废气导入进气系统(即通过增压器1的压轮11)，进入发动机200的汽缸再度燃烧，可通过废气再循环控制阀46，即EGR阀，以及混合控制阀48产生不同的流量配比，以实现在不同负荷下的EGR比率，降低发动机运转中的泵气损失，提升燃油经济性。

其中，可在发动机200的进气歧管上设置压差阀(图中未示出)，压差阀可以恒定发动机200汽缸内与外界的压差，进一步保证发动机200内部具有足够的压力，有效保证发动机200的做功优异性。

一些示例性实施例中，发动机200的汽缸包括缸盖，发动机后处理装置100的废气再循环系统4的冷凝器43固定至缸盖，使得冷凝器43具有较高的布置位置，不利于冷凝水的聚集及凝结。

本实用新型另一实施例中，还提供一种车辆，所述车辆上设置有上述的发动机200。

在本文的描述中，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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文中的具体含义。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种发动机后处理装置，其特征在于，包括相连接的增压器和后处理模块，所述后处理模块相对于所述增压器倾斜设置，且所述后处理模块和所述增压器呈V型结构；

所述发动机后处理装置还包括废气再循环系统，所述废气再循环系统设于所述V型结构的内部空间内；

所述废气再循环系统的进气口与所述后处理模块相连接，所述废气再循环系统的排气口与所述增压器的压轮入口相连接。

2.如权利要求1所述的发动机后处理装置，其特征在于，所述废气再循环系统包括冷凝器、进气管和排气管，所述冷凝器内设有气体流路，所述气体流路的进气端通过所述进气管与所述后处理模块相连接，所述气体流路的排气端通过所述排气管与所述增压器的压轮入口相连接，

所述气体流路的进气端低于所述气体流路的排气端。

3.如权利要求2所述的发动机后处理装置，其特征在于，所述冷凝器倾斜设置，且所述冷凝器的靠近所述气体流路的进气端的一侧相对于所述冷凝器的靠近所述气体流路的排气端的一侧向下倾斜。

4.如权利要求2所述的发动机后处理装置，其特征在于，所述废气再循环系统还包括废气再循环控制阀，所述废气再循环控制阀内设有气体通道，其中：

所述废气再循环控制阀设置于所述排气管上，所述气体通道的进气端低于所述气体流路的排气端；或者，所述废气再循环控制阀设置于所述进气管上，所述气体通道的排气端低于所述气体流路的进气端。

5.如权利要求4所述的发动机后处理装置，其特征在于，所述废气再循环系统还包括两个压力检测支路，一个压力检测支路与所述气体通道的进气端连接，另一个压力检测支路与所述气体通道的排气端连接。

6.如权利要求2所述的发动机后处理装置，其特征在于，还包括混合控制阀，所述混合控制阀包括第一进口、第二进口和出口，所述第一进口为空气进口，所述第二进口与所述排气管连接，且所述第二进口低于所述气体流路的排气端，所述出口与所述增压器的压轮入口相连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机后处理装置，其特征在于，所述后处理模块包括相连接的催化器和颗粒捕集器，所述催化器与所述增压器连接，所述颗粒捕集器与所述废气再循环系统连接。

8.一种发动机，其特征在于，包括汽缸和上述权利要求1至7中任一项所述的发动机后处理装置，所述汽缸的排气口通过排气歧管与所述发动机后处理装置的增压器的涡轮入口相连接，所述汽缸的进气口通过进气歧管与所述增压器的压轮出口相连接。

9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述汽缸包括缸盖，所述发动机后处理装置的废气再循环系统的冷凝器固定至所述缸盖。

10.一种车辆，其特征在于，包括上述权利要求8或9所述的发动机。

Images