CN217682020U - 一种发动机的低压egr系统、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发动机的低压EGR系统、发动机及车辆，低压EGR系统包括EGR流路、空气流路、废气流路，废气流路的流体路径上设有EGR冷却器和EGR阀，EGR流路的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置，EGR流路设有用于收集冷凝水的收集槽以及与收集槽连通的排水口；低压EGR系统还包括与排水口连通的第一冷凝水外排流路，第一冷凝水外排流路的流体路径上设有第一冷凝水收集组件，第一冷凝水收集组件包括第一冷凝水收集容器和设于第一冷凝水收集容器的出口处的第一通断阀，第一通断阀用于打开或关闭第一冷凝水收集容器的出口。本申请所公开的低压EGR系统解决了压气机内的压轮因为冷凝水冲击及腐蚀而被损坏的技术问题。

Description

一种发动机的低压EGR系统、发动机及车辆

技术领域

本申请涉及车辆发动机技术领域，具体涉及一种发动机的低压EGR系统、发动机及车辆。

背景技术

低压EGR(Exhaust Gas Recirculation，即废气再循环系统)为下一代高热效汽油发动机最主要的应用技术之一，主要原理是利用EGR冷却器和EGR阀将排气中的废气引入到增压器压气机前，与新鲜空气混合后一同进入燃烧室参与燃烧。然而，因为高温EGR废气中含有大量的水汽，EGR废气中的水汽遇到低温的管路及低温的新鲜空气后，液化并在管路内壁形成大量冷凝水，增压器高速转动下的压气机的压轮将受到冷凝水冲击及腐蚀，由此容易导致压轮快速老化失效。

为解决上述冷凝水析出所产生的问题，现有技术提出了相应的应对措施，主要都是通过在压气机的压轮上涂覆涂层，或是在特定环境或是冷凝风险工况下关闭EGR系统。但是，这两种方案都没有根本上的解决该问题，在压轮上涂覆涂层只能提高压轮叶片抗冲击的寿命，但如果冷凝水频次较高，则涂层无法保证叶片在增压器要求的生命周期内不损坏。另外，特定工况下关闭EGR系统，则会影响发动机在排放和油耗上的收益。

有鉴于此，亟待针对现有EGR系统进行优化设计，以有效控制冷凝水的不良影响。

实用新型内容

本申请提供了一种发动机的低压EGR系统、发动机及车辆，以解决现有技术中存在的缺点和不足。

本申请所采用的技术方案为：

一种发动机的低压EGR系统，所述低压EGR系统包括与压气机的进气口连通的EGR流路、与所述EGR流路连通的空气流路、以及将涡轮机的排气口和所述EGR流路连通的废气流路，所述废气流路的流体路径上设有EGR冷却器和EGR阀，所述EGR流路的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置，所述EGR流路设有用于收集冷凝水的收集槽以及与所述收集槽连通的排水口；所述低压EGR系统还包括与所述EGR流路连通的第一冷凝水外排流路，所述第一冷凝水外排流路的流体路径上设有第一冷凝水收集组件，所述第一冷凝水收集组件包括第一冷凝水收集容器和设于所述第一冷凝水收集容器的出口处的第一通断阀，所述第一通断阀用于打开或关闭所述第一冷凝水收集容器的出口。

本申请中的低压EGR系统还具有下述附加技术特征：

所述排水口设于所述EGR流路的底部，所述第一冷凝水收集容器在竖直方向上的高度低于所述EGR流路在竖直方向上的高度。

所述第一通断阀被配置为在打开所述第一冷凝水收集容器的出口时使所述第一冷凝水收集容器的出口至所述第一冷凝水外排流路的出水口单向导通。

所述冷凝水截留装置设为能够在所述EGR流路内做圆周运动的叶轮，所述叶轮具有进气端和出气端，所述空气流路和所述废气流路能够朝向所述叶轮的进气端进气，所述叶轮的出气端能够朝向所述压气机的进气口出气。

所述收集槽与所述叶轮的出气端毗邻。

所述第一冷凝水外排流路的外侧设有第一保温件。

所述第一冷凝水收集容器的外侧设有第二保温件；和/或，所述第一冷凝水收集容器的内部设有加热装置。

所述低压EGR系统还包括第二冷凝水外排流路，所述第二冷凝水外排流路连接在所述废气流路的流体路径上，且所述第二冷凝水外排流路与所述废气流路的连接位置位于所述EGR阀的下游，所述第二冷凝水外排流路的流体路径上设有第二冷凝水收集组件，所述第二冷凝水收集组件包括第二冷凝水收集容器和设于所述第二冷凝水收集容器的出口处的第二通断阀，所述第二通断阀用于打开或关闭所述第二冷凝水收集容器的出口。

本申请所提供的一种发动机，包括发动机本体和与所述发动机本体连接的低压EGR系统，所述低压EGR系统为如前所述的低压EGR系统。

本申请所提供的一种车辆，包括发动机，所述发动机为如上所述的发动机。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的技术效果为：

1.本申请在EGR流路的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置，通过冷凝水截留装置将废气和新鲜空气混合产生的冷凝水截留，截留下来的冷凝水汇集在EGR流路所开设的收集槽内，不仅避免了冷凝水在EGR流路内四散，也便于冷凝水快速且充分地外排。

2.第一冷凝水外排流路的流体路径上设有第一冷凝水收集容器和第一通断阀，当利用第一通断阀关闭第一冷凝水收集容器的出口时，第一冷凝水收集容器的内部气压与EGR流路的内部气压相对平衡，冷凝水能够经第一冷凝水外排流路进入到第一冷凝水收集容器内进行收集，当使第一通断阀打开第一冷凝水收集容器的出口时，冷凝水可以从第一冷凝水收集容器排出，以避免第一冷凝水收集容器存满冷凝水造成EGR流路内的冷凝水无法及时进入第一冷凝水外排流路。

3.冷凝水被第一冷凝水收集容器收集或者经第一冷凝水外排流路外排后，避免EGR流路内的冷凝水流向增压器的压气机，尽可能地避免压气机内的压轮因为冷凝水冲击及腐蚀而被损坏，同时也使低温环境下废气中的水分进入压气机中结冰而损坏增压器的问题得到很大改善。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中所提供的第一种实施例的发动机的结构示意图；

图2为本申请中所提供的发动机的低压EGR系统的结构示意图；

图3为本申请中所提供的第二种实施例的发动机的结构示意图。

附图标记：1、EGR流路，11、冷凝水截留装置，12、收集槽，13、排水口，2、空气流路，3、废气流路，31、EGR冷却器，32、EGR阀，4、压气机，5、涡轮机，6、第一冷凝水外排流路，61、第一冷凝水收集容器，62、第一通断阀，7、第二冷凝水外排流路，71、第二冷凝水收集容器，72、第二通断阀，8、发动机本体。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的实施例中，提供了一种发动机的低压EGR系统、发动机及车辆，为便于说明和理解，本申请所提供的下述内容，均是在图示产品结构基础上进行的阐述。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述结构仅作为一种具体的示例和示意性的说明，并不能构成对于本申请所提供技术方案的具体限定。

如图1和图2所示，一种发动机的低压EGR系统，所述低压EGR系统包括与压气机4的进气口连通的EGR流路1、与所述EGR流路1连通的空气流路2、以及将涡轮机5的排气口和所述EGR流路1连通的废气流路3，所述废气流路3的流体路径上设有EGR冷却器31和EGR阀32，所述EGR流路1的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置11，所述EGR流路1设有用于收集冷凝水的收集槽12以及与所述收集槽12连通的排水口13；所述低压EGR系统还包括与所述排水口13连通的第一冷凝水外排流路6，所述第一冷凝水外排流路6的流体路径上设有第一冷凝水收集组件，所述第一冷凝水收集组件包括第一冷凝水收集容器61和设于所述第一冷凝水收集容器61的出口处的第一通断阀62，所述第一通断阀62用于打开或关闭所述第一冷凝水收集容器61的出口。

本申请在EGR流路1的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置11，通过冷凝水截留装置11将废气和新鲜空气混合产成的冷凝水截留，废气和空气混合后的干燥气体穿过冷凝水截留装置11进入压气机4，截留下来的冷凝水汇集在EGR流路1所开设的收集槽12内，收集槽12对冷凝水进行汇集，不仅避免了冷凝水在EGR流路1内四散，也便于冷凝水快速且充分地通过排水口13外排。

废气和空气混合后的干燥气体被吸入压气机4后，在EGR流路1内形成负压环境，而本申请在第一冷凝水外排流路6的流体路径上设有第一冷凝水收集容器61和第一通断阀62，当利用第一通断阀62关闭第一冷凝水收集容器61的出口时，第一冷凝水收集容器61的内部气压与EGR流路1的内部气压相对平衡，冷凝水能够经第一冷凝水外排流路6进入到第一冷凝水收集容器61内进行收集，当使第一通断阀62打开第一冷凝水收集容器61的出口时，冷凝水可以从第一冷凝水收集容器61排出，以避免第一冷凝水收集容器61存满冷凝水造成EGR流路1内的冷凝水无法及时进入第一冷凝水外排流路6。

冷凝水被第一冷凝水收集容器61收集或者经第一冷凝水外排流路6外排后，避免EGR流路1内的冷凝水流向增压器的压气机4，尽可能地避免压气机4内的压轮因为冷凝水冲击及腐蚀而被损坏，同时也使低温环境下废气中的水分进入压气机4中结冰而损坏增压器的问题得到很大改善。

作为本申请的一种优选实施方式，可以使所述排水口13设于所述EGR流路1的底部，所述第一冷凝水收集容器61在竖直方向上的高度低于所述EGR流路1在竖直方向上的高度。

本领域技术人员可以理解的是，通过将排水口13设于EGR流路1的底部，第一冷凝水收集容器61的设置位置低于EGR流路1，便于通过重力作用促进冷凝水从收集槽12内快速且充分地外排，减小冷凝水在EGR流路1内的遗留。

作为本申请的一种优选实施方式，可以使所述第一通断阀62被配置为在打开所述第一冷凝水收集容器61的出口时使所述第一冷凝水收集容器61的出口至所述第一冷凝水外排流路6的出水口单向导通。

本领域技术人员可以理解的是，通过使第一通断阀62在打开第一冷凝水收集容器61的出口时使第一冷凝水收集容器61的出口至第一冷凝水外排流路6的出水口单向导通，能够避免冷凝水、气体反向流动至第一冷凝水收集容器61内甚至反向流动至EGR流路1内。第一通断阀62可以为电磁单向阀等。

作为本申请的一种优选实施方式，如图2所示，所述冷凝水截留装置11设为能够在所述EGR流路1内做圆周运动的叶轮，所述叶轮具有进气端和出气端，所述空气流路2和所述废气流路3能够朝向所述叶轮的进气端进气，所述叶轮的出气端能够朝向所述压气机4的进气口出气。

本领域技术人员可以理解的是，通过将冷凝水截留装置11设为能够在EGR流路1内做圆周运动的叶轮，废气和空气进入到EGR流路1时，气流可以带动叶轮发生旋转，冷凝水由于较重受到较大离心力而被抛在EGR流路1的内壁上并沿内壁流动至收集槽12，最终从气体中分离出来；气体旋转速度逐渐减小最终通过叶轮进如压气机4。当然，本申请中的冷凝水截留装置11还可以为其他合适的结构，例如隔板式气水分离器等。

进一步地，如图2所示，所述收集槽12与所述叶轮的出气端毗邻。

本领域技术人员可以理解的是，通过使收集槽12与叶轮的出气端毗邻，便于收集槽12充分将叶轮甩出的冷凝水收集，最大程度上避免叶轮带动冷凝水越过收集槽12而使冷凝水进入压气机4。优选地，可以使收集槽12设为沿EGR流路1内壁周向延伸环形槽，以更好地收集冷凝水。

作为本申请的一种优选实施方式，虽然附图并未进行绘示，但可以在所述第一冷凝水外排流路6的外侧设有第一保温件。通过第一保温件对第一冷凝水外排流路6的保温效果，放置冷凝水在第一冷凝水外排流路6发生结冰堵塞，进而防止冷凝水排出受阻。

作为本申请的另一种优选实施方式，虽然附图并未进行绘示，还可以在所述第一冷凝水收集容器61的外侧设有第二保温件；或者，所述第一冷凝水收集容器61的内部设有加热装置。

优选地，可以在第一冷凝水收集容器61的外侧设有第二保温件，并在第一冷凝水收集容器61的内部设有加热装置，通过第二保温件对第一冷凝水收集容器61地保温效果和加热装置对第一冷凝水收集容器61的加热作用避免低温环境下冷凝水在第一冷凝水收集容器61结冰而无法及时外排。所述的第一保温件和第二保温件可以为保温棉等。

作为本申请的一种优选实施方式，如图3所示，还可以使所述低压EGR系统还包括第二冷凝水外排流路7，所述第二冷凝水外排流路7连接在所述废气流路3的流体路径上，且所述第二冷凝水外排流路7与所述废气流路3的连接位置位于所述EGR阀32的下游，所述第二冷凝水外排流路7的流体路径上设有第二冷凝水收集组件，所述第二冷凝水收集组件包括第二冷凝水收集容器71和设于所述第二冷凝水收集容器71的出口处的第二通断阀72，所述第二通断阀72用于打开或关闭所述第二冷凝水收集容器71的出口。

本领域技术人员可以理解的是，废气流路3中的废气在进入EGR流路1之前可能会析出一部分冷凝水，因此，通过第二冷凝水外排流路7以及第二冷凝水收集组件的设置，可以提前将废气流路3中的一部分冷凝水提前外排，以减少EGR流路1内的冷凝水的含量，降低冷凝水进入压气机4造成压轮损坏的可能性。

本申请所提供的一种发动机，如图1和图3所示，包括发动机本体8和与所述发动机本体8连接的低压EGR系统，所述低压EGR系统为如前所述的低压EGR系统。

需要说明的是，由于本申请提供的发动机包括上述任意一项实施方式中的低压EGR系统，因此，低压EGR系统所具有的有益效果均是本申请提供的发动机所包含的，在此不做赘述。

本申请所提供的一种车辆，包括发动机，所述发动机设为如上所述的发动机。

需要说明的是，由于本申请提供的车辆包括如前所述的发动机，所述发动机包括上述任意一项实施方式中的低压EGR系统，因此，低压EGR系统所具有的有益效果均是本申请提供的车辆所包含的，在此亦不做赘述。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，所述低压EGR系统包括与压气机的进气口连通的EGR流路、与所述EGR流路连通的空气流路、以及将涡轮机的排气口和所述EGR流路连通的废气流路，所述废气流路的流体路径上设有EGR冷却器和EGR阀，所述EGR流路的流体路径上设有用于截留冷凝水的冷凝水截留装置，所述EGR流路设有用于收集冷凝水的收集槽以及与所述收集槽连通的排水口；

所述低压EGR系统还包括与所述排水口连通的第一冷凝水外排流路，所述第一冷凝水外排流路的流体路径上设有第一冷凝水收集组件，所述第一冷凝水收集组件包括第一冷凝水收集容器和设于所述第一冷凝水收集容器的出口处的第一通断阀，所述第一通断阀用于打开或关闭所述第一冷凝水收集容器的出口。

2.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述排水口设于所述EGR流路的底部，所述第一冷凝水收集容器在竖直方向上的高度低于所述EGR流路在竖直方向上的高度。

3.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述第一通断阀被配置为在打开所述第一冷凝水收集容器的出口时使所述第一冷凝水收集容器的出口至所述第一冷凝水外排流路的出水口单向导通。

4.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述冷凝水截留装置设为能够在所述EGR流路内做圆周运动的叶轮，所述叶轮具有进气端和出气端，所述空气流路和所述废气流路能够朝向所述叶轮的进气端进气，所述叶轮的出气端能够朝向所述压气机的进气口出气。

5.根据权利要求4所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述收集槽与所述叶轮的出气端毗邻。

6.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述第一冷凝水外排流路的外侧设有第一保温件。

7.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述第一冷凝水收集容器的外侧设有第二保温件；和/或，所述第一冷凝水收集容器的内部设有加热装置。

8.根据权利要求1所述的一种发动机的低压EGR系统，其特征在于，

所述低压EGR系统还包括第二冷凝水外排流路，所述第二冷凝水外排流路连接在所述废气流路的流体路径上，且所述第二冷凝水外排流路与所述废气流路的连接位置位于所述EGR阀的下游，所述第二冷凝水外排流路的流体路径上设有第二冷凝水收集组件，所述第二冷凝水收集组件包括第二冷凝水收集容器和设于所述第二冷凝水收集容器的出口处的第二通断阀，所述第二通断阀用于打开或关闭所述第二冷凝水收集容器的出口。

9.一种发动机，包括发动机本体和与所述发动机本体连接的低压EGR系统，其特征在于，所述低压EGR系统为权利要求1至8任意一项所述的低压EGR系统。

10.一种车辆，包括发动机，其特征在于，所述发动机为权利要求9所述的发动机。

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