CN217421385U - 一种用于低压egr增压系统的进气管路、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于低压EGR增压系统的进气管路、装置及车辆，包括：第一进气支路和第二进气支路，所述第一进气支路和第二进气支路的进气端连接到同一气体入口，出气端均用于连通增压器；其中，所述第一进气支路上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀；所述第二进气支路设置有控制阀。通过本实用新型提供的进气管路、装置及车辆，减少低压EGR增压系统的进气阻力，提高发动机的动力性和经济性。

Description

一种用于低压EGR增压系统的进气管路、装置及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种用于低压EGR增压系统的进气管路、装置及车辆。

背景技术

随着汽车保有量不断增加，世界范围内能源危机日益严重，对作为汽车动力源的汽油机的动力性、经济性等性能要求越来越高，提高汽车的燃油利用率成为各大厂争相追逐的目标。汽油机小型化是降低燃油消耗率较为有前景的技术之一，但其高爆燃倾向和热负荷问题限制了小排量增压汽油机的发展。相比自然进气汽油机，涡轮增压发生爆震的倾向增强了，要依靠降低压缩比和推迟点火提前角的方法来抑制爆震，也会给油耗和性能带来负面的影响。

增压式发动机应用EGR技术可以抑制爆震，降低排气温度，避免混合加浓，在小负荷时能减少泵气损失，大负荷时能明显抑制爆震，减小传热损失。由于精准控制低压EGR率极为困难，需要在增压器前、空滤出气管之后增加混合阀，来控制EGR阀前后压比，从而精准控制EGR率。当今采用的混合阀是通过控制混合阀的阀片开度来控制EGR阀的前后压比的，其可调控的阀片结构势必会影响进气流畅性，导致进气阻力升高。因此，亟待提供一种可以降低进气阻力的装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于低压EGR增压系统的进气管路、装置及车辆，具有减少低压EGR增压系统的进气阻力的优点。

本实用新型的技术方案是：

本申请第一个目的在于提供一种用于低压EGR增压系统的进气管路，包括：

第一进气支路和第二进气支路，所述第一进气支路和第二进气支路的进气端连接到同一气体入口，出气端均用于连通增压器；其中，

所述第一进气支路上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀；所述第二进气支路上设置有控制阀。

可选地，所述控制阀包括壳体，所述壳体的相对两侧开设有进气口和出气口，所述壳体内设置有复位弹簧、阀杆组件和所述第二阀片，所述阀杆组件内设有衔铁，所述衔铁与所述复位弹簧相连，所述复位弹簧与所述第二阀片相连。

可选地，所述混合阀的两端分别设置有压力传感器，通过两个所述压力传感器采集出的压力值差，控制所述控制阀打开或关闭。

可选地，所述第二进气支路还包括第一接管和补气管，所述控制阀的两端分别连通所述第一接管的一端和所述补气管的一端，所述第一接管的另一端与所述气体入口连通，所述补气管的另一端与所述增压器连通。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请提供了一种用于低压EGR增压系统的进气管路，包括：第一进气支路和第二进气支路，所述第一进气支路和第二进气支路的进气端连接到同一气体入口，出气端均用于连通增压器；其中，所述第一进气支路上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀；所述第二进气支路设置有控制阀，所述控制阀位于靠近所述第二进气支路的进气端处。采用本申请的技术方案，其中，在低压EGR工作的情况下，第二进气支路关闭，第一进气支路打开，第一进气支路将由气体入口通入的气体进行调节后通入增压器，同时通过第一进气支路的调节作用，调控EGR阀两侧的压差，促使EGR气体与空气混合后通过增压器输出，维持低压EGR增压系统的稳定运行；当低压EGR不工作时，第一进气支路的第一阀片开度最小，在不考虑EGR气体通入量的情况下，第二进气支路打开，第二进气支路以直接向增压器通入由气体入口通入的气体，此时第二进气支路不用调节进气参数，气体直接从第二进气支路输入增压器，不会产生进气不通畅的问题，弥补了传统技术在低压EGR不工作时气流仍只从第一进气支路经过带来进气阻力升高的问题，提高了发动机动力性和经济性。

本申请又一目的在于提供一种用于低压EGR增压系统的进气装置，所述装置包括顺次连通的空气滤清器和空滤出气管，所述空滤出气管上连通有如上所述的进气管路。

可选地，所述空滤出气管的相对两端分别为进气口和出气口，所述空气滤清器与所述进气口连通，所述出气口与所述混合阀的进气口连通，所述空滤出气管的管壁上还开设有连接端口，所述连接端口与所述第二进气支路上的第一接管的另一端连通。

可选地，所述第一进气支路的横截面大于所述第二进气支路的横截面。

本申请再一目的在于提供一种车辆，所述车辆包括EGR增压系统，所述车辆包括如上所述的进气装置，或包括如上所述的进气管路。

可选地，所述进气装置或所述进气管路上的混合阀和控制阀均与车辆的ECU电性连接，以通过所述车辆的ECU控制所述混合阀的第一阀片的开度，以及所述控制阀的打开或关闭。

与现有技术相比，本申请还包括以下优点：其中所述进气装置、所述车辆均与上述进气管路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述用于低压EGR增压系统的进气装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型所述用于低压EGR增压系统的进气装置的框架图；

图3是低压EGR增压式发动机的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、第二进气支路；11、控制阀；12、第一接管；13、补气管；2、第一进气支路；21、混合阀；22、第二接管；3、增压器；4、空滤出气管；5、空气滤清器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在低压EGR增压式发动机中，EGR气体经过EGR阀的两侧压力差小，在发动机系统EGR实际运行工况中，存在难以精准的控制EGR气体进入发动机进气道的流量的情况，因此需要在增压器3前、空滤出气管4之后增加混合阀21，通过控制混合阀21的第一阀片开度，一方面控制空滤出气管4输入的气体的流量，另一方面，控制EGR阀的两侧压力差，利于EGR气体和新鲜空气的混合，从而精准控制EGR率。因此，通过提高或降低EGR阀两侧的压力差就可以精确的控制EGR气体的流量，为了达到实时调节的作用就必须采用混合阀21的阀片结构，混合阀21的第一阀片由于需要多角度开合，势必影响进气流畅性。其中控制阀11只需开关第二阀片，通过左右移动第二阀片从而实现打开或关闭管道，不会产生气体流动受阻的问题，但又存在无法调节气体流量的问题。

在低压EGR增压式发动机中，存在发动机系统EGR不运行的工况，在发动机刚启动时，氮氧化物排放浓度极低；在发动机高速运行时，此时混合气中的空燃比较高，发动机热效率高，氮氧化物排放较少；为了保证发动机的稳定燃烧，在发动机刚启动时和高速运行时，低压EGR不进行工作。

有鉴于此，申请人创造性地将两种工况进行合理结合，提出了一种用于低压EGR增压系统的进气管路、装置及车辆，以达到维持低压EGR增压式发动机的工作稳定性和弥补实际运行工况中发动机流失的动力性和经济性。

参照图1和图2所示，图1示出了本实用新型的用于低压EGR增压系统的进气装置的整体结构示意图，图2示出了本实用新型用于低压EGR增压系统的进气装置的框架图。如图1和图2所示，本申请第一方面提供了一种进气管路，本申请的采用的技术方案为：

一种用于低压EGR增压系统的进气管路，包括：

第一进气支路2和第二进气支路1，第一进气支路2和第二进气支路1的进气端连接到同一气体入口，出气端均用于连通增压器；其中，第一进气支路2上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀21；第二进气支路1上设置有控制阀11。

如图3所示，为了便于理解本申请，以下结合图3对本申请的改进方案做进一步的原理解释，图3为低压EGR增压式发动机的整体结构示意图。发动机包括进气侧和排气侧，进气侧包括进气道和进气门，排气侧包括排气道和排气门。理应理解的是，发动机工作时，进气道和进气门配合输入空气，气缸利用空气和燃料循环做功，排气道和排气门配合将做功后产生的废气排出。涡轮增压技术中，在排气侧出口处增加增压器，增压器利用废气驱动叶轮，使叶轮将进气侧进入的空气压缩，压缩后的空气经过中冷器冷却后输入气缸中，提高燃料利用率；低压EGR增压技术中，在排气侧的增压器的下方增加EGR管路，EGR管路上设置有EGR冷却器和EGR阀，EGR管路将废气再循环利用，使废气通过EGR冷却器降温后，再通过EGR阀的开度调节废气流量后将废气与空气混合后输入进气侧，以降低氮氧化物的排放。因此，在增压器前的混合腔内为EGR气体和空气的混合气，混合气的比例决定了发动机动力性、经济性和稳定性。因此为了精准得到混合气的比例，在进气侧增加混合阀21，通过混合阀21的第一阀片开度，使空气的流量面积变化，一方面改变了空气的含量；另一方面改变了废气的含量，这是由于改变了混合腔室内的压强，使EGR阀靠近混合腔的一侧的压强变化，改变EGR阀的两侧压强差。

本申请中的混合阀21的第一阀片的开度能被调节，以调节第一进气支路2进入增压器的气体的流量面积；在控制阀11打开时，控制阀11的第二阀片保持全开，以使进入第二进气支路1的气体在不受阻碍的情况下进入增压器。本申请的增压器3设于发动机系统中，增压器3利用排气道排出的废气推动增压器3的叶轮，叶轮将附近的气体增压送入进气道。其中第一进气支路2和第二进气支路1均为供空气流通的管道，管道的一端为气体输入端，通常为空气滤清器5，管道的另一端为气体输出端，为与增压器3相对的混合腔，增压器3将气体输出端输出的气体增压送入进气道。

其中第一进气支路2的气体输出端输出的气体为空气，第二进气支路1的气体输出端输出的气体为空气，第一进气支路2和第二进气支路1的气体输出端在增压器3前的混合腔内汇合成为一个气体输出端。如上低压EGR增压式发动机，在低压EGR工作时，需要精准地控制EGR阀两侧的压力差，第一进气支路2将调节流量面积后的空气输入增压器3时，同时控制EGR阀的两侧压力差，将EGR气体和新鲜空气按照目标比例混合，得到目标混合气；此情况下，第二进气支路1上的控制阀11的第二阀片关闭。

在低压EGR不工作时，即在发动机刚启动和高速运行的工况下，只需往第一进气支路2通入空气，如图3所示，此时不用控制EGR阀两侧的压力差，为了避免第一进气支路2调节流量面积导致进气阻力升高的问题，本申请通过第二进气支路1往增压器3补充空气，在低压EGR不工作的工况下，弥补了只能通过第一进气支路2导致发动机的动力性和经济性的下降。

可选地，混合阀21的两端分别设置有压力传感器，通过两个压力传感器采集出的压力值差，控制控制阀11打开或关闭。可以理解的是，通过采集混合阀21和EGR阀的压力可以计算得到EGR率，通过计算出的EGR率来预设EGR阀的两侧压力差或混合阀21的两侧压力差，如此可以根据混合阀21的两侧压力差，控制控制阀11的第二阀片的打开或关闭。

例如，在EGR率很低的情况下，表示低压EGR不工作，此种工况下，从EGR阀管路进来的废气几乎为零，混合阀21两侧的压力差变大，通过采集混合阀21两侧的压力，得到目标压力差，若目标压力差小于预设压力差，控制混合阀21的第一阀片开度最小，打开控制阀11，如此降低需要经过混合阀21的第一阀片带来的空气阻力问题。

又例如，在EGR率较高的情况下，表示低压EGR工作，此种情况下，从EGR阀管路进来有一定流量的废气，混合阀21两侧的压力差变小，此时，控制关闭控制阀11的第二阀片。

为了进一步地保证第一进气支路2在EGR工作时的稳定性，第一进气支路2上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀21，混合阀21的第一阀片的开度能被调节，以调节第一进气支路2进入增压器3的气体的流量面积。混合阀21为现有低压EGR增压式发动机中的混合阀21，本申请不过多赘述其原理和结构。在发动机中低速时，通过混合阀21的第一阀片开度来控制混合气的比例，混合阀21的第一阀片开度通过计算得到。

为了进一步地保证第二进气支路1对气体流动的减阻效应，第二进气支路1设置有控制阀11，在控制阀11打开时，控制阀11的第二阀片保持全开，以使进入第二进气支路1的气体在不受阻碍的情况下进入增压器3。低压EGR工作时，混合阀21的第一阀片打开至目标开度，此时控制阀11开闭；低压EGR不工作时，混合阀21的第一阀片开度最小，此时控制阀11的第二阀片全开。

优选地，控制阀11包括壳体，壳体的相对两侧开设有进气口和出气口，壳体内设置有复位弹簧、阀杆组件和第二阀片，阀杆组件内设有衔铁，衔铁与复位弹簧相连，复位弹簧与第二阀片相连。理应理解的是，阀杆组件内设有衔铁，衔铁可被电磁铁吸引，运动后与电磁铁构成闭合磁路。壳体内的顶部通常设置有电磁机构，通常为电磁铁，与衔铁相互作用。当电磁铁通电时，电磁线圈产生电磁力，吸引衔铁，使衔铁克服复位弹簧的重力带动复位弹簧拉动第二阀片运动，断电时，电磁力消失，弹簧复位使第二阀片复位。

壳体的相对两侧设置进气口和出气口，当然地，进气口与出气口用于流通气体，进气口和出气口均与第二进气支路1连通。第二阀片相对于出气口或进气口设置从而在控制阀11关闭时将进气口和出气口隔离。当第二阀片相对于出气口设置时，出气口和进气口为左右两侧设置的情况下，第二阀片在弹簧的作用下上下移动，通电时，第二阀片向上移动，第二阀片与出气口错开，第一进气支路2被打开；断电时第二阀片向下移动，第二阀片堵住出气口，第二进气支路1关闭。出气口和进气口为上下两侧设置的情况下，第二阀片在弹簧的作用下左右移动，通电时第二阀片向左移动，第二阀片与出气口错开，第一进气支路2被打开；断电时第二阀片向右移动，第二阀片堵住出气口，第二进气支路1关闭。同理，第二阀片也可相对于进气口设置，原理同上，不过多赘述。

其中阀杆组件可以理解为还具有密封圈/垫片、安装衔铁的连杆及连接件等，属于本领域控制阀11常规的设置，本申请不做限定。本申请控制阀11特有的全开或全闭的结构，第二阀片不会影响气体的流动。在发动机刚启动和高速时，通过第二进气支路1输入空气，空气更顺畅的进入进气道，提高发动机的动力性和经济性。

在另外一个实施例中，第二进气支路1还包括第一接管12和补气管13，控制阀11的两端分别连通第一接管12的一端和补气管13的一端，第一接管12的另一端与气体入口连通，补气管13的另一端与增压器连通。可以理解的是，第二进气支路1由控制阀11、第一接管12和补气管13连通形成的管道，补气管13的尺寸与控制阀11的输出端口的尺寸相契合，即可以根据控制阀11的型号选择补气管13。其中第一进气支路2和第二进气支路1的气体入口和气体出口均共用同一个端口，两者并联，可选择输入空气的支路。通过控制阀11的输出端口的直径选择补气管13的管口直径，再可通过第一进气支路2的管长选择补气管13的管长，通过补气管13将控制阀11和增压器连通，将气体入口通入的空气依次输入第一接管12、控制阀11、补气管13和增压器3内。作为本实施例的可替代方式中，补气管13和控制阀11的位置可任意替换，只需将空气输入到增压器3内即可，也就是说还可以将补气管13连接在控制阀11和增压器3之间。

本申请第二方面提供了一种进气装置，采用的技术方案如下：一种用于低压EGR增压系统的进气装置，装置包括顺次连通的空气滤清器5和空滤出气管4，空滤出气管4上连通有如上的进气管路。

第一进气支路2和第二进气支路1的进气端连接到同一气体入口，可以理解为第一进气支路2和第二进气支路1的进气端连接到空滤出气管4，空气滤清器5可清除空气中的微粒杂质，避免吸入空气中含有灰尘等杂质加剧发动机的磨损。通过空气滤清器5将空气输入到空滤出气管4内，空滤出气管4将空气分为两股气流分别输入到第一进气支路2和第二进气支路1中，第一进气支路2和第二进气支路1的气体输出端在增压器3前的混合腔内汇合成为一个气体输出端，两者并联、通过控制任意一个管路的阀片即可实现本申请的目的。

具体地，第一进气支路2和第二进气支路1的进气端连接到同一气体入口，第一进气支路2和第二进气支路1的气体输出端在增压器3前的混合腔内汇合成为一个气体输出端。具体为第一进气支路2的进气端为混合阀21，第一进气支路2的出气端为混合阀21的第二接管22，第二进气支路1的进气端为第一接管12，第二进气支路1的出气端为补气管13，其中补气管13的另一端插入到混合阀21的第二接管22内，补气管13与第二接管22共同与增压器相连通。

在另外一个实施例中，空滤出气4的相对两端分别为进气口和出气口，进气口与空气滤清器5连通，出气口与混合阀21的进气口连通，空滤出气管的管壁上还开设有连接端口，连接端口与第二进气支路1上的第一接管12的另一端连通。更进一步地，第一进气支路2的横截面大于第二进气支路1的横截面。优选地，空滤出气管4的上管壁上开设连接端口，使二进气支路位于第一进气支路2的上方，两者呈并联状设计，空气从空滤出气管4的出气口出来分成两股气流分别流入混合阀21处和控制阀11处。其中第一进气支路2的横截面大于第二进气支路1的横截面，便于管路设计，该装置结构简单，并未延长工艺流程，安装方便，经济性良好。

基于相同的构思，在又一具体实施方式中，本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆包括如上所述的进气装置，或包括如上所述的进气管路。车辆与上述进气管路和进气装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。尽管本文较多地使用了混合阀21、EGR技术、涡轮增压等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

进一步地，进气装置或进气管路上的混合阀21和控制阀11均与车辆的ECU电性连接，以通过车辆的ECU控制混合阀21的第一阀片的开度，以及控制阀11的打开或关闭。应当理解的是，在混合阀21的两端设置压力传感器，ECU可采集混合阀21处的压力结合采集到的EGR阀前后的压力差，计算出发动机实际运行工况的空气与EGR气体的比例，并实时调节混合阀21的第一阀片开度来控制EGR阀出气侧的压力，达到控制混合气的比例满足发动机的稳定、动力和经济性的最优化。ECU通过电控控制阀11和混合阀21，在低压EGR不工作时，还可以通过采集发动机的速度信号，在刚启动和高速的工况下，视为EGR阀关闭，不再进行废气循环，通过ECU执行控制阀11的第二阀片开启，ECU执行控制混合阀21的第一阀片开度最小，直接通过第二进气支路1向增压器3通入由气体入口通入的气体。

应当理解地，本申请说明书尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

以上对本申请所提供的一种用于低压EGR增压系统的进气装置及车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种用于低压EGR增压系统的进气管路，其特征在于，包括：

第一进气支路和第二进气支路，所述第一进气支路和第二进气支路的进气端连接到同一气体入口，出气端均用于连通增压器；其中，

所述第一进气支路上设置有用于调节进入的气体的流量面积的混合阀；

所述第二进气支路上设置有控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种用于低压EGR增压系统的进气管路，其特征在于，所述控制阀包括壳体，所述壳体的相对两侧开设有进气口和出气口，所述壳体内设置有复位弹簧、阀杆组件和第二阀片，所述阀杆组件内设有衔铁，所述衔铁与所述复位弹簧相连，所述复位弹簧与所述第二阀片相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于低压EGR增压系统的进气管路，其特征在于，所述混合阀的两端分别设置有压力传感器，通过两个所述压力传感器采集出的压力值差，控制所述控制阀打开或关闭。

4.根据权利要求1所述的一种用于低压EGR增压系统的进气管路，其特征在于，所述第二进气支路还包括第一接管和补气管，所述控制阀的两端分别连通所述第一接管的一端和所述补气管的一端，所述第一接管的另一端与所述气体入口连通，所述补气管的另一端与所述增压器连通。

5.一种用于低压EGR增压系统的进气装置，其特征在于，所述装置包括顺次连通的空气滤清器和空滤出气管，所述空滤出气管上连通有如权利要求1-4任意一项所述的进气管路。

6.根据权利要求5所述的一种用于低压EGR增压系统的进气装置，其特征在于，所述空滤出气管的相对两端分别为进气口和出气口，所述空气滤清器与所述进气口连通，所述出气口与所述混合阀的进气口连通，所述空滤出气管的管壁上还开设有连接端口，所述连接端口与所述第二进气支路上的第一接管连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于低压EGR增压系统的进气装置，其特征在于，所述第一进气支路的横截面大于所述第二进气支路的横截面。

8.一种车辆，所述车辆包括EGR增压系统，其特征在于，所述车辆包括如权利要求5-7任意一项所述的进气装置，或包括如权利要求1-4任意一项所述的进气管路。

9.根据权利要求8所述的一种车辆，其特征在于，所述进气装置或所述进气管路上的混合阀和控制阀均与车辆的ECU电性连接，以通过所述车辆的ECU控制所述混合阀的第一阀片的开度，以及所述控制阀的打开或关闭。

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