CN218266128U - 发动机排气系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机排气系统及车辆，本实用新型的发动机排气系统，包括排气通路以及与排气通路并联设置的尾气循环通路，尾气循环通路上串联设置有冷却单元，该发动机排气系统还包括吸水单元、燃烧器、输风管路以及排水管路，其中，燃烧器燃烧产生的高温气流被输送至吸水单元内，并将吸水单元吸附的冷凝水加热为水蒸气；输风管路向燃烧器输送空气；吸水单元内的高温气流以及水蒸气经由排水管路排出。本实用新型的发动机排气系统，通过设置有吸水单元，能够实现对尾气循环通路中冷凝水的吸附，且通过设置有输风管路及燃烧器，能够对吸水单元进行烘干，从而实现尾气循环通路中冷凝水的清除，利于吸水单元的循环使用。

Description

发动机排气系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气排放技术领域，特别涉及一种发动机排气系统。同时，本实用新型还涉及一种配置有该发动机排气系统的车辆。

背景技术

废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，简称EGR)，指将发动机燃烧后排出气体中的一部分分离出、并导入进气侧，使其再度燃烧的技术。由于尾气中氧含量很低，主要由氮气和二氧化碳构成，通过使一部分尾气流回进气系统，与空气混合，能够降低混合气中的氧浓度，从而使燃烧速度降低，同时还能够使混合气的比热容提高，从而可以有效抑制氮氧化物的生成。

目前，使用最广泛的EGR系统为低压EGR系统，其通过于尾气循环管路中设置有冷却装置，从而降低尾气循环管路中尾气的温度，进而有助于降低新鲜混合气经涡轮增压器增压后的气体温度，并提高其充气密度，降低增压后中冷器的冷却强度。

然而，将尾气冷却至100℃以下后，尾气中的水蒸气将逐渐凝结成冷凝水，这部分冷凝水如果随着混合气流流动到涡轮增压器的叶轮，会对高速运转的叶轮造成损伤，影响涡轮增压器的性能甚至导致涡轮增压器的损坏。且若冷凝水流动至发动机的汽缸内，也容易导致发动机失火，且会破坏缸内润滑油膜进而造成拉缸。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机排气系统，以利于清除尾气循环通路中的冷凝水。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机排气系统，包括排气通路以及与所述排气通路并联设置的尾气循环通路，所述尾气循环通路上串联设置有冷却单元，该发动机排气系统还包括：

吸水单元，串联设置在所述尾气循环通路上，并位于所述冷却单元的下游，以构成对所述尾气循环通路中冷凝水的吸附；

燃烧器，所述燃烧器的排气侧连接在所述吸水单元的进气侧，所述燃烧器燃烧产生的高温气流被输送至所述吸水单元内，并将所述吸水单元吸附的冷凝水加热为水蒸气；

输风管路，导通可控的连接在所述燃烧器的进气侧，并向所述燃烧器输送空气；

排水管路，导通可控的连接在所述吸水单元的排气侧，所述吸水单元内的所述高温气流以及所述水蒸气经由所述排水管路排出。

进一步的，还包括涡轮增压器，串联设置在所述排气通路上，且所述涡轮增压器具有连接在发动机上游的气压机以及连接在所述发动机下游的涡轮机。

进一步的，所述输风管路连接在所述气压机的排气侧与所述燃烧器的进气侧。

进一步的，所述输风管路上设有第一控制阀。

进一步的，所述尾气循环通路中于所述冷却单元的上游及所述吸水单元的下游分别设置有第二控制阀和第三控制阀。

进一步的，还包括控制器，所述控制器控制所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述第三控制阀开闭。

进一步的，所述排水管路连接在所述吸水单元的排气侧与所述涡轮机的下游。

进一步的，所述排水管路上设有对所述排水管路内流动的气流进行加压的加压单元。

进一步的，所述吸水单元包括壳体，以及填充在所述壳体内的吸附介质，所述吸附介质上形成有沿其轴向贯穿其设置的气流通道。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的发动机排气系统，通过设置有吸水单元，能够实现对尾气循环通路中冷凝水的吸附，且通过设置有输风管路及燃烧器，能够对吸水单元进行烘干，从而实现尾气循环通路中冷凝水的清除，利于吸水单元的循环使用。

此外，通过设置有控制器及各个控制阀，便于实现对尾气循环通路及输风管路的工作与否进行控制。

另外，通过于排水管路上设有加压单元，以对排水管路中流动的气流进行加压，便于排水管路内的气流排出到排气通路中。

同时，本实用新型还提出了一种车辆，所述车辆上设有如上所述的发动机排气系统。

本实用新型的车辆，通过设置有如上所述的发动机排气系统，便于实现对尾气循环通路中冷凝水的清除，有利于提升车辆工作的稳定性及安全性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的发动机排气系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的排气通路及尾气循环通路内气流的流动路线的示意图；

图3为本实用新型实施例所述的排气通路及输风管路和排水管路内气流的流动路线的示意图；

图4为本实用新型实施例所述的吸水单元的结构示意图。

附图标记说明：

1、排气通路；2、尾气循环通路；3、空气滤清器；4、涡轮增压器；401、气压机；402、涡轮机；5、中冷散热模块；6、发动机；7、后处理器；8、消音器；9、冷却单元；10、吸水单元；1001、壳体；1002、吸附介质；1003、气流通道；11、输风管路；12、排水管路；13、控制器；14、传感探头；15、第一控制阀；16、第二控制阀；17、第三控制阀；18、燃烧器；19、加压单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其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实用新型的限制。另外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种发动机排气系统，整体构成上，该发动机排气系统包括排气通路1以及与排气通路1并联设置的尾气循环通路2，尾气循环通路2上串联设置有冷却单元9，此外，该发动机排气系统还包括吸水单元10、燃烧器18、输风管路11以及排水管路12。

其中，吸水单元10串联设置在尾气循环通路2上，并位于冷却单元9的下游，以构成对尾气循环通路2中冷凝水的吸附。燃烧器18的排气侧连接在吸水单元10的进气侧，且燃烧器18燃烧产生的高温气流被输送至吸水单元10内，并将吸水单元10吸附的冷凝水加热为水蒸气。输风管路11导通可控的连接在燃烧器18的进气侧，并向燃烧器18输送空气。排水管路12导通可控的连接在吸水单元10的排气侧，吸水单元10内的高温气流及水蒸气经由排水管路12排出。通过上述设置，便于实现对尾气循环通路2中的冷凝水的清除，也便于实现吸水单元10的循环使用。

基于上述的整体介绍，作为一种较优的实施方式，如图1至图3所示，在本实施例中，于排气通路1中沿排气通路1中气体的流动方向依次设置有空气滤清器3、涡轮增压器4、中冷散热模块5、发动机6、后处理器7以及消音器8。其中，串联设置在排气通路1上的涡轮增压器4具有连接在发动机6上游的气压机401以及连接在发动机6下游的涡轮机402。具体实施时，将气压机401的进气侧连接在空气滤清器3的排气侧，气压机401的排气侧连接在中冷散热模块5的进气侧。涡轮机402的进气侧连接在发动机6的排气侧，且涡轮机402的排气侧与后处理器7的进气侧导通。

此外，如图1所示，在本实施例中，尾气循环通路2的进气侧连接在后处理器7的排气侧，尾气循环通路2的排气侧连接在空气滤清器3的排气侧，如此，便于从尾气中分流出一部分流进尾气循环通路2内，并流经尾气循环通路2与新进入排气通路1的空气混合。且在尾气循环通路2中，沿气流的流动方向依次设置有冷却单元9和吸水单元10。

需要说明的是，本实施例中提到的空气滤清器3、涡轮增压器4、中冷散热模块5、发动机6、后处理器7以及消音器8等均可采用现有技术中常用的设备，如中冷散热模块5可为现有技术中常用到的中冷器，此外，后处理器7可为现有技术中常用到的催化器、颗粒捕集器等。另外，本实施例中的冷却单元9可为现有技术中常用到的对流体进行冷却的冷却器。

仍如图1所示，输风管路11连接在气压机401的排气侧与燃烧器18的进气侧。如此，可实现将气压机401加压后的空气引入到燃烧器18内，以为燃烧器18提供氧气。此外，本实施例中的燃烧器18可为现有技术中常用到的设备，在此不再赘述。

为方便对输风管路11的导通与否进行控制，在输风管路11上设置有第一控制阀15。此外，仍如图1中所示，在本实施例中，在尾气循环通路2中于冷却单元9的上游及吸水单元10的下游分别设置有第二控制阀16和第三控制阀17。通过设置有第二控制阀16和第三控制阀17可对尾气循环通路2的导通与否进行控制。另外，本实施例中的各个控制阀可选用现有技术中常用到的电磁阀。

此外，为方便对各个阀体的开启和关闭进行控制，在本实施例中还设置有控制器13，且控制器13与第一控制阀15、第二控制阀16以及第三控制阀17分别连接，从而控制各个阀体的开启和关闭。本实施例中控制器13可为于车辆上另外设置的现有技术中常用到的控制装置，如PLC等，也可为车辆自带的控制装置，如ECU(车辆电子控制单元)等。且控制器13以及各个控制阀均可依靠汽车电源系统为其供电。

此外，对于排水管路12的设置，可将其连接在吸水单元10的排气侧与涡轮机402的下游之间。作为一种较优的布置方式，如图1所示，在本实施例中，将排水管路12连接在吸水单元10的排气侧与涡轮机402的排气侧，从而使得吸水单元10内高温气流及水蒸气流回至排气通路1中，从而防止对外界的环境造成污染。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，于排水管路12上还设有对排水管路12内流动的气流进行加压的加压单元19，且通过设置加压单元19能够对排水管路12内的气流进行加压，而方便排水管路12内的气流排出到排气通路1中。此外，加压单元19可为现有技术中常用到的气体压缩机，在此不再赘述。

如图4所示，作为一种较优的实施方式，在本实施例中，吸水单元10包括壳体1001，以及填充在壳体1001内的吸附介质1002，且吸附介质1002上形成有沿其轴向贯穿其设置的气流通道1003。具体实施时，壳体1001可成圆管状，吸附介质1002可呈圆筒状，且吸附介质1002为现有技术中常用到的硅酸铝棉，其在具有优异的吸水性能的同时，还具有良好的耐高温性能，如此，便于实现对冷凝水的吸附的同时，在高温气流将冷凝水加热为水蒸气的过程中，也不会造成吸附介质1002的损伤。当然，将吸附介质1002采用硅酸滤棉仅是作为一种较优的实施方式，此外，也可采用现有技术中常用到的吸水性较好，且耐高温的材质。

另外，在本实施例中，该发动机排气系统还包括湿度检测单元，且湿度检测单元具有埋设在所述吸附介质1002内的传感探头14，以构成对吸附介质1002的湿度检测。具体实施时，如图4中所示，传感探头14可埋设在吸附介质1002内位于气流通道1003上方且靠近吸附介质1002的中间位置处，以便于达到较好的检测效果。此外，本实施例中的湿度检测单元可为现有技术中常用到的水分测定仪。

本实施例的排气系统在使用时，排气通路1中的气体的流动路线如图2及图3中A所示，在排气通路1工作的同时，也可使第二控制阀16及第三控制阀17开启，并使第一控制阀15关闭，如此，可使尾气循环通路2工作，从而使部分尾气流回进气系统，有利于有减少发动机6在工作过程中的氮氧化物的生成。尾气循环通路2中气流的流动路线如图2中B所示。

由于尾气循环通路2中设置有冷却单元9对回流的尾气进行冷却，则尾气中的水蒸气会逐渐凝结成为冷凝水，且设置的吸水单元10能够实现对尾气循环通路2中冷凝水的吸附。在使用过程中，可预先设定好吸附介质1002的湿度的临界值，当湿度检测单元检测的湿度达到该临界值时，则关闭第二控制阀16及第三控制阀17，并开启第一控制阀15，同时，启动加压单元19，如此，能够使输风管路11及排水管路12工作，将吸水单元10内的高温气流及水蒸气排出到排气通路1中，此过程中气体的流动路线如图3中C所示。

本实施例的发动机排气系统，通过设置有吸水单元10，能够实现对尾气循环通路2中冷凝水的吸附，且通过设置有输风管路11及燃烧器18，能够对吸水单元10进行烘干，从而实现尾气循环通路2中冷凝水的清除，且利于吸水单元10的循环使用。

实施例二

本实施例涉及一种车辆，该车辆上设有实施例一中的发动机排气系统。

本实施例的车辆，通过设置有实施例一中的发动机排气系统，便于实现对尾气循环通路2中冷凝水的清除，有利于提升车辆工作的稳定性及安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机排气系统，包括排气通路(1)以及与所述排气通路(1)并联设置的尾气循环通路(2)，所述尾气循环通路(2)上串联设置有冷却单元(9)，其特征在于，该发动机排气系统还包括：

吸水单元(10)，串联设置在所述尾气循环通路(2)上，并位于所述冷却单元(9)的下游，以构成对所述尾气循环通路(2)中冷凝水的吸附；

燃烧器(18)，所述燃烧器(18)的排气侧连接在所述吸水单元(10)的进气侧，所述燃烧器(18)燃烧产生的高温气流被输送至所述吸水单元(10)内，并将所述吸水单元(10)吸附的冷凝水加热为水蒸气；

输风管路(11)，导通可控的连接在所述燃烧器(18)的进气侧，并向所述燃烧器(18)输送空气；

排水管路(12)，导通可控的连接在所述吸水单元(10)的排气侧，所述吸水单元(10)内的所述高温气流以及所述水蒸气经由所述排水管路(12)排出。

2.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，还包括：

涡轮增压器(4)，串联设置在所述排气通路(1)上，且所述涡轮增压器(4)具有连接在发动机(6)上游的气压机(401)以及连接在所述发动机(6)下游的涡轮机(402)。

3.根据权利要求2所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述输风管路(11)连接在所述气压机(401)的排气侧与所述燃烧器(18)的进气侧。

4.根据权利要求3所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述输风管路(11)上设有第一控制阀(15)。

5.根据权利要求4所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述尾气循环通路(2)中于所述冷却单元(9)的上游及所述吸水单元(10)的下游分别设置有第二控制阀(16)和第三控制阀(17)。

6.根据权利要求5所述的发动机排气系统，其特征在于，还包括：

控制器(13)，所述控制器(13)控制所述第一控制阀(15)、所述第二控制阀(16)以及所述第三控制阀(17)开闭。

7.根据权利要求2所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述排水管路(12)连接在所述吸水单元(10)的排气侧与所述涡轮机(402)的下游。

8.根据权利要求7所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述排水管路(12)上设有对所述排水管路(12)内流动的气流进行加压的加压单元(19)。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的发动机排气系统，其特征在于：

所述吸水单元(10)包括壳体(1001)，以及填充在所述壳体(1001)内的吸附介质(1002)，所述吸附介质(1002)上形成有沿其轴向贯穿其设置的气流通道(1003)。

10.一种车辆，其特征在于：

所述车辆上设有权利要求1-9中任一项所述的发动机排气系统。

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