CN218563769U - 低压egr发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低压EGR发动机及车辆，涉及车辆技术领域。低压EGR发动机，包括增压器、EGR冷却器、空气过滤器、混合管道和冷却水管道；增压器包括压气机，EGR冷却器的输出端与混合管道连接，空气过滤器与混合管道连接，混合管道与压气机连接；冷却水管道设置在混合管道的周围。车辆包括低压EGR发动机。EGR冷却器冷却后的废气与空气过滤器过滤后的新鲜空气在混合管道中混合，通过冷却水管道对混合管道中的混合气体进行冷却，从而可以使得进入增压器的压气机中的气体的温度降低，进而可以提高增压器的压气机效率。

Description

低压EGR发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种低压EGR发动机及车辆。

背景技术

混合动力车辆是使用两种或两种以上类型的动力源的车辆，并且通常是指使用发动机和电动机驱动的混合动力电动车辆。废气再循环(Exhaust Gas Recalculation，EGR)是降低发动机废气中的氮氧化物排放量的主要措施之一，主要是通过管道和控制阀门将发动机排气管中的部分废气重新引入气缸参与混合气的燃烧，降低燃烧时气缸中的工作温度和氧气的含量，抑制氮氧化物的生成。EGR已经成为降低油耗的一个重要技术方向，其分为高压EGR和低压EGR，在涡轮之前取废气，然后引入到增压后的进气管路中去，称之为高压EGR；在涡轮之后取废气，然后引入到增压器前，称之为低压EGR。

相关技术中，低压EGR发动机包括气缸、增压器、催化器、EGR冷却器和空气过滤器。增压器包括涡轮机和压气机，涡轮机与气缸的排气管连接，催化器与涡轮机通过管道连接，EGR冷却器的输入端通过管道连接至催化器，EGR冷却器的输出端与压气机连接，空气过滤器通过管道与EGR冷却器的输出端连接。为了提高低压EGR发动机的EGR率，需要从催化器引入高温的废气，虽然EGR冷却器对高温废气进行冷却，但冷却后的废气仍然高达150℃，冷却后的废气与空气过滤器过滤后的25℃新鲜空气混合后温度可高达90℃～120℃。

然而，混合后的气体进入增压器的压气机，会存在使增压器的压气机效率降低的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种低压EGR发动机及车辆，以解决混合后的气体进入增压器的压气机，会存在使增压器的压气机效率降低的问题。

一方面，本实用新型提供一种低压EGR发动机，包括增压器、EGR冷却器、空气过滤器、混合管道和冷却水管道；

所述增压器包括压气机，所述EGR冷却器的输出端与所述混合管道连接，所述空气过滤器与所述混合管道连接，所述混合管道与所述压气机连接；

所述冷却水管道设置在所述混合管道的周围，所述冷却水管道用于对所述混合管道中的气体进行冷却。

可选地，还包括气缸和催化器；

所述气缸设置有进气管和排气管，所述增压器还包括涡轮机，所述涡轮机与所述气缸的排气管连接，所述催化器与所述涡轮机通过第一管道连接，所述EGR冷却器的输入端与所述催化器连接，所述压气机与所述气缸的进气管连接；

所述催化器与所述EGR冷却器之间设置有第二管道，所述EGR冷却器与所述混合管道之间设置有第三管道，所述第三管道上设置有EGR阀。

可选地，还包括颗粒捕集器，所述颗粒捕集器通过第四管道与所述催化器连接，所述第二管道与所述第四管道连接。

可选地，所述压气机具有进气口和出气口，所述进气口与所述混合管道连接；

还包括中冷器，所述中冷器位于所述压气机和所述气缸的进气管之间，所述中冷器与所述压气机的出气口之间设置有第五管道，所述中冷器与所述气缸的进气管之间设置有第六管道。

可选地，所述第六管道和所述进气管之间设置有节气门体，所述节气门体用于控制所述低压EGR发动机的进气流量。

可选地，还包括控制单元，所述混合管道上设置有温度传感器，所述温度传感器靠近所述混合管道与所述第三管道连接处，所述温度传感器与所述控制单元连接。

可选地，所述冷却水管道上设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制单元连接，所述控制单元可控制所述流量控制阀的开度。

可选地，所述冷却水管道包括进液管道、中间管道和出液管道，所述中间管道连接在所述进液管道和所述出液管道之间，所述进液管道和所述出液管道位于所述混合管道的延伸方向的两侧，所述流量控制阀设置在所述进液管道或出液管道上。

可选地，所述增压器还包括第七管道，所述第七管道的一端与所述气缸的排气管连接，所述第七管道的另一端与所述第一管道连接，所述第七管道上设置有旁通阀门。

另一方面，本实用新型提供一种车辆，包括：如上所述的低压EGR发动机。

本实用新型提供一种低压EGR发动机及车辆，EGR冷却器的输出端与混合管道连接，空气过滤器与混合管道连接，混合管道与压气机连接，混合管道的周围设置冷却水管道，EGR冷却器冷却后的废气与空气过滤器过滤后的新鲜空气在混合管道中混合，通过冷却水管道对混合管道中的混合气体进行冷却，从而可以使得进入增压器的压气机中的气体的温度降低，进而可以提高增压器的压气机效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种低压EGR发动机的示意图；

图2为图1中的冷却水管道和流量控制阀的结构示意图。

附图标记说明：

10-气缸； 11-进气管；

12-排气管； 20-增压器；

21-涡轮机； 211-转动轴；

22-压气机； 23-旁通阀门；

30-催化器； 40-EGR冷却器；

50-空气过滤器； 60-冷却水管道；

601-进液管道； 602-出液管道；

603-中间管道； 61-流量控制阀；

70-EGR阀； 80-颗粒捕集器；

90-中冷器； 91-节气门体；

92-温度传感器； 100-控制单元；

110-进气歧管； 120-排气歧管；

130-第一管道； 140-混合管道；

150-第二管道； 160-第三管道；

170-第四管道； 180-第五管道；

190-第六管道； 201-第七管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，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”等的描述意指接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实用新型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接合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

相关技术中，低压EGR发动机包括气缸、增压器、催化器、EGR冷却器和空气过滤器。增压器包括涡轮机和压气机，涡轮机与气缸的排气管连接，催化器与涡轮机通过管道连接，EGR冷却器的输入端通过管道连接至催化器，EGR冷却器的输出端与压气机连接，空气过滤器通过管道与EGR冷却器的输出端连接。为了提高低压EGR发动机的EGR率，需要从催化器引入高温的废气，虽然EGR冷却器对高温废气进行冷却，但冷却后的废气仍然高达150℃，冷却后的废气与空气过滤器过滤后的25℃新鲜空气混合后温度可高达90℃～120℃。增压器的压气机效率与进入压气机的进气口的气体温度成反比，也即是，进入压气机的进气口的气体温度增大，则压气机效率降低，进入压气机的进气口的气体温度减小，则压气机效率提高。然而，混合后的气体仍较高，进入增压器的压气机后，会存在使增压器的压气机效率降低的问题。

还有，低压EGR发动机还包括曲轴箱，曲轴箱内多余油气通过油气分离器过滤后的气体通过全负荷呼吸管布置于压气机的进口处,利用压气机的进口负压，将油气分离后的气体吸入。由于混合后的气体仍较高，通过压气机压缩后的气体温度会进一步升高，在此温度下，油气中的油滴容易发生结焦现象。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种低压EGR发动机及车辆，混合管道的周围设置冷却水管道，EGR冷却器冷却后的废气与空气过滤器过滤后的新鲜空气在混合管道中混合，通过冷却水管道对混合管道中的混合气体进行冷却，从而可以使得进入增压器的压气机中的气体的温度降低，进而可以提高增压器的压气机效率。还有，由于进入增压器的压气机中的气体温度降低，通过压气机压缩后的气体温度也会降低，从而可以改善压气机的结焦问题。

下面结合具体实施例对本实用新型实施例提供的低压EGR发动机及车辆进行详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种低压EGR发动机的示意图；图2为图1中的冷却水管道和流量控制阀的结构示意图。图1中的第一管道130、混合管道140第二管道150、第三管道160、第五管道180、第六管道190和第七管道201中的箭头代表气体流动方向。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种低压EGR发动机，包括气缸10、增压器20、催化器30、EGR冷却器40、空气过滤器50、混合管道140和冷却水管道60。

气缸10设置有进气管11和排气管12。气缸10的数量可以为多个，示例性的，气缸10的数量可以为两个、三个、四个、五个或六个等，各气缸10与进气管11均通过进气歧管110连通，各气缸10与排气管12均通过排气歧管120连通。

在一种可选的实施方式中，气缸10的数量为四个，进气管11和排气管12的数量均为四个，进气歧管110和排气歧管120均为四个，每个气缸10对应一个进气歧管110和一个排气歧管120，四个进气歧管110均与进气管11连通，四个排气歧管120均与排气管12连通。

气缸10内燃油产生的废气从排气歧管120和排气管12排出。

增压器20可以包废气涡轮增压器、机械涡轮增压器、电辅助涡轮增压器等，进入增压器20的气体被压缩后，可以被排出至进气管11中，以提高低压EGR发动机的进气密度，从而可以提高燃油的燃烧效率，进而可以达到节省燃油和降低排放的效果。在本实施例中，增压器20可以为废气涡轮增压器。

增压器20包括涡轮机21和压气机22，涡轮机21与气缸10的排气管12连接，催化器30与涡轮机21通过第一管道130连接。具体而言，涡轮机21具有进气口、出气口、叶轮和转动轴211，涡轮机21的进气口与排气管12连通，涡轮机21的出气口与第一管道130连通，涡轮机21的转动轴211穿设在涡轮机21的叶轮上。

EGR冷却器40具有输入端和输出端，EGR冷却器40的输入端与催化器30连接，EGR冷却器40的输出端与混合管道140连接，空气过滤器50与混合管道140连接，混合管道140与压气机连接，压气机22与气缸10的进气管11连接。

空气过滤器50与混合管道140可以直接连接，也可以通过配置连接管道间接连接。

冷却水管道60设置在混合管道140的周围，冷却水管道60用于对混合管道140中的气体进行冷却。

冷却水管道60中设置有冷却水，冷却水管道60可以与车辆的冷却系统连接，冷却水管道60中的冷却水可以来自车辆的冷却系统中的冷却水。在其他方式中，低压EGR发动机可以配置冷却水箱，冷却水管道60与冷却水箱连接，冷却水管道60中的冷却水可以来自冷却水箱中的冷却水。

具体而言，排气管12中的废气经涡轮机21引导至第一管道130中，第一管道130中的废气进入催化器30，催化器30将废气中的有害气体进行无害处理，经过催化器30的废气部分引导至EGR冷却器40，EGR冷却器40对废气进行冷却，冷却后的废气和空气过滤器50过滤后的新鲜空气在混合管道140混合，混合管道140的气体通过冷却水管道60进行冷却降温，冷却降温后的气体进入压气机22。通过冷却水管道60对混合管道140中的混合气体进行冷却，可以使得进入增压器20的压气机22中的气体的温度降低，进而可以提高增压器20的压气机22效率。还有，由于进入增压器20的压气机22中的气体的温度降低，通过压气机22压缩后的气体温度也会降低，从而可以改善压气机22的结焦问题。

需要说明的是，当低压EGR发动机应用在温度较高的环境中时，也即是，进入空气过滤器50中的新鲜空气温度较高时，新鲜空气可以在空气过滤器50过滤后和进入混合管道140之前设置冷却管道，通过冷却管道对进入混合管道140之前的新鲜空气进行冷却，可以使得混合管道140中的混合气体的温度降低。

可选地，如图1所示，催化器30与EGR冷却器40之间设置有第二管道150，EGR冷却器40与混合管道140之间设置有第三管道160，第三管道160上设置有EGR阀70，EGR阀70用于对第三管道160中的废气量进行控制。

其中，EGR阀70可以为机械式EGR阀，也可以为电控式EGR阀，在此不做具体设置。

可选地，如图1所示，低压EGR发动机还包括颗粒捕集器80，颗粒捕集器80通过第四管道170与催化器30连接，第二管道150与第四管道170连接。

其中，排气管12中的废气经涡轮机21引导至第一管道130中，第一管道130中的废气进入催化器30，催化器30将废气中的有害气体进行无害处理，经过催化器30的废气进入第四管道170中，第四管道170的废气部分进入第二管道150中，第四管道170的废气部分进入颗粒捕集器80中，颗粒捕集器80可以对进入颗粒捕集器80中的废气中的微粒进行捕捉。

可选地，压气机22具有进气口和出气口，压气机22的进气口与混合管道140连接。

其中，压气机22还具有叶轮，压气机22的叶轮与涡轮机21的转动轴211连接，压气机22的进气口与混合管道140连通。

排气管12中的废气驱动涡轮机21的叶轮转动，由于转动轴211穿设在涡轮机21的叶轮上，涡轮机21的叶轮转动的同时，转动轴211也随涡轮机21的叶轮转动，进而带动转动轴211上的压气机22的叶轮转动。压气机22的叶轮转动时，混合管道140中的气体从压气机22的进气口进入压气机22，经压气机22压缩后，从压气机22的出气口排出。

进一步地，低压EGR发动机还包括中冷器90，中冷器90位于压气机22和气缸10的进气管11之间，中冷器90与压气机22的出气口之间设置有第五管道180，中冷器90与气缸10的进气管11之间设置有第六管道190。

其中，第五管道180与压气机22的出气口连接。经压气机22压缩后的气体，从压气机22的出气口排出至中冷器90，中冷器90对压缩后的气体进行冷却，以降低进入进气管11中气体的气体温度。

第六管道190和进气管11之间设置有节气门体91，节气门体91用于控制低压EGR发动机的进气流量。

可选地，如图1所示，低压EGR发动机还包括控制单元100，混合管道140上设置有温度传感器92，温度传感器92靠近混合管道140与第三管道160连接处，温度传感器92与控制单元100连接。

其中，温度传感器92用于对EGR冷却器冷却后的废气与空气过滤器过滤后的新鲜空气在混合管道140中混合后的气体温度进行检测，并将温度信号反馈给控制单元100。

需要说明的是，EGR冷却器冷却后的废气与空气过滤器过滤后的新鲜空气在混合管道140中混合后，先经过温度传感器92检测，然后再通过冷却水管道60进行冷却降温。

进一步地，冷却水管道60上设置有流量控制阀61，流量控制阀61与控制单元100连接，控制单元100可控制流量控制阀61的开度。

当控制单元100收到温度传感器92反馈的信号后，控制单元100反馈给流量控制阀61，流量控制阀61通过控制单元100反馈的占空比调整流量控制阀61的开度，可以调整冷却水管道60中冷却水的流量，从而可以达到降低增压器20的压气机22的进气口处的混合气体的气体温度，进而可以提高增压器20的压气机22效率。

需要说明的是，控制单元100还可以连接EGR阀70和节气门体91连接。

可选地，如图1和图2所示，冷却水管道60包括进液管道601和出液管道602，进液管道601和出液管道602位于混合管道140的延伸方向的两侧，流量控制阀61设置在进液管道601或出液管道602上。

其中，冷却水管道60还包括中间管道603，中间管道603连接在进液管道601和出液管道602之间，中间管道603布置在混合管道140的周围，中间管道603用于对混合管道140中的气体进行冷却。

中间管道603可以呈直线型，也可以呈曲线型。在本实施例中，中间管道603呈曲线型。

在一种可选的实施方式中，如图2所示，中间管道603连接在进液管道601和出液管道602之间，中间管道603呈曲线型，流量控制阀61设置在进液管道601上。

在另一种可选的实施方式中，中间管道603连接在进液管道601和出液管道602之间，中间管道603呈曲线型，流量控制阀61设置在出液管道602上。

可选地，如图1所示，增压器20还包括第七管道201，第七管道201的一端与气缸10的排气管12连接，第七管道201的另一端与第一管道130连接，第七管道201上设置有旁通阀门23。

其中，旁通阀门23可以与控制单元100连接，控制单元100可以控制旁通阀门23的开启和关闭。当旁通阀门23关闭时，排气管12的废气全部进入涡轮机21中；当旁通阀门23开启时，排气管12的废气一部分进入涡轮机21中，排气管12的废气还有一部分通过第七管道201进入第一管道130中。

本实用新型实施例提供一种车辆，车辆可以为汽车、摩托车等通过发动机来提供动力的设备，车辆包括低压EGR发动机。

其中，本实施例中的低压EGR发动机与上述任一实施例提供的低压EGR发动机的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述实施例的描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低压EGR发动机，其特征在于，包括增压器、EGR冷却器、空气过滤器、混合管道和冷却水管道；

所述增压器包括压气机，所述EGR冷却器的输出端与所述混合管道连接，所述空气过滤器与所述混合管道连接，所述混合管道与所述压气机连接；

所述冷却水管道设置在所述混合管道的周围，所述冷却水管道用于对所述混合管道中的气体进行冷却。

2.根据权利要求1所述的低压EGR发动机，其特征在于，还包括气缸和催化器；

所述气缸设置有进气管和排气管，所述增压器还包括涡轮机，所述涡轮机与所述气缸的排气管连接，所述催化器与所述涡轮机通过第一管道连接，所述EGR冷却器的输入端与所述催化器连接，所述压气机与所述气缸的进气管连接；

所述催化器与所述EGR冷却器之间设置有第二管道，所述EGR冷却器与所述混合管道之间设置有第三管道，所述第三管道上设置有EGR阀。

3.根据权利要求2所述的低压EGR发动机，其特征在于，还包括颗粒捕集器，所述颗粒捕集器通过第四管道与所述催化器连接，所述第二管道与所述第四管道连接。

4.根据权利要求2所述的低压EGR发动机，其特征在于，所述压气机具有进气口和出气口，所述进气口与所述混合管道连接；

还包括中冷器，所述中冷器位于所述压气机和所述气缸的进气管之间，所述中冷器与所述压气机的出气口之间设置有第五管道，所述中冷器与所述气缸的进气管之间设置有第六管道。

5.根据权利要求4所述的低压EGR发动机，其特征在于，所述第六管道和所述进气管之间设置有节气门体，所述节气门体用于控制所述低压EGR发动机的进气流量。

6.根据权利要求2所述的低压EGR发动机，其特征在于，还包括控制单元，所述混合管道上设置有温度传感器，所述温度传感器靠近所述混合管道与所述第三管道连接处，所述温度传感器与所述控制单元连接。

7.根据权利要求6所述的低压EGR发动机，其特征在于，所述冷却水管道上设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制单元连接，所述控制单元可控制所述流量控制阀的开度。

8.根据权利要求7所述的低压EGR发动机，其特征在于，所述冷却水管道包括进液管道、中间管道和出液管道，所述中间管道连接在所述进液管道和所述出液管道之间，所述进液管道和所述出液管道位于所述混合管道的延伸方向的两侧，所述流量控制阀设置在所述进液管道或出液管道上。

9.根据权利要求2-8任一项所述的低压EGR发动机，其特征在于，所述增压器还包括第七管道，所述第七管道的一端与所述气缸的排气管连接，所述第七管道的另一端与所述第一管道连接，所述第七管道上设置有旁通阀门。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的低压EGR发动机。

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