CN220470083U - 具有egr系统的发动机总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有EGR系统的发动机总成及车辆，具有EGR系统的发动机总成通过在中冷器与冷却装置之间的冷却管道上设置节温器，节温器内部的温感元件能够检测冷却液的温度，当冷却液的温度较低时，节温器的开口较小，降低冷却液对经过中冷器的空气的冷却能力，避免空气中凝结出大量的水滴；当冷却液的温度较高时，节温器的开口较大，提高冷却液对经过中冷器的空气的冷却能力，使得进入发动机内部的气体温度处于较优的工作温度，提高发动机的热效率，避免发动机内部存在过多冷凝水滴而导致容易熄火。

Description

具有EGR系统的发动机总成及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，主要涉及一种具有EGR系统的发动机总成及车辆。

背景技术

为了提高发动机热效率以及降低油耗，具有EGR系统的发动机总成的应用越来越普遍。EGR系统即是废气再循环控制系统(Exhaust Gas Return)，此外，为了对空气进行冷却，中冷器必不可少。未来，同时搭载EGR系统和中冷器的发动机会快速增加。

EGR系统会把部分发动机废气引入发动机进气管道，与新鲜空气混合之后进入发动机。对于搭载中冷器的发动机，发动机产生的部分废气经过EGR冷却器后与新鲜空气混合，并进入中冷器冷却，然后进入发动机。由于发动机废气中含有大量水蒸气，混合气必然含有大量水蒸气。混合气体在经过中冷器被冷却时，有可能会产生冷凝水。尤其在环境湿度较高且环境温度较低时，混合空气含湿量更大，中冷器冷却效率更高，产生冷凝水的风险也更高。冷凝水产生量如果较多，并且一次性大量进入发动机，极易导致发动机失火。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种具有EGR系统的发动机总成及车辆，能够防止在低温时中冷器中产生的冷凝水过多而影响发动机工作。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种具有EGR系统的发动机总成，包括：发动机，所述发动机上设有进气歧管和排气歧管；EGR冷却器，与所述排气歧管连接，以使所述发动机排出的部分废气经过所述EGR冷却器；中冷器，所述中冷器的进气端与所述EGR冷却器的排气端相连，所述中冷器的排气端与所述进气歧管连接；冷却装置，与所述中冷器连接，且与所述中冷器之间形成循环回路；节温器，设置在所述中冷器与所述冷却装置之间的管道上，以控制所述中冷器与所述冷却装置之间的冷却液的流量。

在本申请的一些技术方案中，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：废气循环管道，连接在所述EGR冷却器与所述中冷器之间；检测装置，设置在所述废气循环管道内，用于检测所述EGR冷却器的出气温度，所述EGR冷却器包括有废气循环控制阀，所述检测装置与所述废气循环控制阀电信号连接，以控制所述废气循环控制阀工作。

在本申请的一些技术方案中，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：第一管道接头，连接在所述冷却装置与所述中冷器之间；第二管道接头，连接在所述节温器与所述冷却装置之间；旁接管路，所述旁接管路的第一端连接在所述第一管道接头上，所述旁接管路的第二端连接在所述第二管道接头上；电机，串接在所述旁接管路上。

在本申请的一些技术方案中，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：电机控制器，串接在所述旁接管路上，且与所述电机电信号连接。

在本申请的一些技术方案中，所述EGR冷却器串接在所述节温器与所述第二管道接头之间的管道上。

在本申请的一些技术方案中，所述冷却装置包括水壶、水泵和散热器，所述水壶、所述水泵、所述散热器依次连接，且所述水壶与所述第二管道接头连通，所述散热器与所述第一管道接头连通。

在本申请的一些技术方案中，所述节温器为石蜡节温器。

在本申请的一些技术方案中，所述节温器包括第一开度和第二开度，通过所述节温器的所述冷却液低于第二温度阈值时，所述节温器能够以第一开度工作，所述节温器的所述冷却液高于第二温度阈值时，所述节温器能够以第二开度工作，且所述节温器在所述第一开度时通过的冷却液的流量小于所述第二开度时通过的冷却液的流量。

一种车辆，包括所述的具有EGR系统的发动机总成。

有益效果：本申请的具有EGR系统的发动机总成通过在中冷器与冷却装置之间的冷却管道上设置节温器，节温器内部的温感元件能够检测冷却液的温度，当冷却液的温度较低时，节温器的开口较小，降低冷却液对经过中冷器的空气的冷却能力，避免空气中凝结出大量的水滴；当冷却液的温度较高时，节温器的开口较大，提高冷却液对经过中冷器的空气的冷却能力，使得进入发动机内部的气体温度处于较优的工作温度，提高发动机的热效率，避免经过中冷器的气体冷凝出大量水滴并进入发动机内部而影响发动机工作。

一种车辆，包括上述的具有EGR系统的发动机总成，发动机总成具有设置在中冷器的冷却液管道上的节温器和设置在废气循环管道内的检测装置，节温器能够根据冷却液的温度自动调节冷却液的流量，避免中冷器产生大量冷凝水，进而避免进入发动机内的气体含有大量冷凝水滴而导致发动机熄火的问题。

附图说明

图1是一实施例的具有EGR系统的发动机总成的结构示意图。

图2是另一实施例的具有EGR系统的发动机总成的结构示意图。

主要元件符号说明：1-发动机；2-EGR冷却器；3-中冷器；4-冷却装置；41-水壶；42-水泵；43-散热器；5-节温器；6-废气循环管道；7-检测装置；8-旁接管路；9-电机；10-电机控制器；11-第一管道接头；12-第二管道接头。

具体实施方式

本实用新型提供一种具有EGR系统的发动机总成及车辆，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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实用新型中的具体含义。

参阅图1，一种车辆，包括具有EGR系统的发动机总成，具有EGR系统的发动机总成包括发动机1、EGR冷却器2、中冷器3、冷却装置4和节温器5。发动机1设有进气歧管和排气歧管，进气歧管用于外界的空气进入发动机1内部做功而产生动力，排气歧管用于发动机1的废气排出，也就是说，气体从进气歧管进入发动机1内部，与发动机1内部的燃料接触，气体含有氧气，进而使得燃料能够燃烧，并使发动机1输出动力，燃料与氧气反应后所产生的气体，以及从进气歧管进入发动机1内部且不发生反应的气体，均从排气歧管排出。

其中，中冷器3的进气端与外界连通，中冷器3的出气端与进气歧管连通，使得外部的空气进入发动机1内部。外部的空气含有氧气，以提供燃料燃烧所需要的氧气，使得发动机1能够工作而不发生熄火。

EGR冷却器2的进气端与排气歧管连接，EGR冷却器2的排气端与中冷器3的进气端相连，使得EGR冷却器2内部的废气在中冷器3处与外部的空气混合后，再次进入发动机1内部，降低进入发动机1内部的气体的氧气含量，使得提高发动机1热效率以及降低油耗。

其中，发动机1内部的燃料与气体接触后，燃料燃烧做功，以推动发动机1的曲轴转动，进而实现发动机1的动力输出。

冷却装置4通过冷却管道与中冷器3连接，且冷却装置4与中冷器3之间形成循环回路，因此，冷却装置4工作时，冷却装置4与中冷器3之间的管道内的冷却液流通，并且在中冷器3处与经过中冷器3内部的气体换热，实现对中冷器3内部的气体降温。其中，在中冷器3与冷却装置4之间的冷却管道上设置有节温器5，以控制中冷器3与冷却装置4之间的冷却液的流量，进而实现对经过中冷器3内部的气体的温度的调节。

也就是说，中冷器3设置有两条通道，其中一条通道用于气体流通，另一条通道用于冷却液流通，并且气体与冷却液在中冷器3处能够发生热量传递，实现对进入发动机1内部的气体冷却或者加热。其中，冷却装置4通过冷却管道与中冷器3用于冷却液流通的通道连通，中冷器3用于气体流通的通道的一端与发动机1的进气歧管连通，另一端为中冷器3的进气端，与外界以及EGR冷却器2连通。

在发动机1产生的废气中，含有大量的水汽，外界的新鲜空气中，也含有水汽，特征是车辆处于湿度较高的环境时，空气中的水汽含量更高，空气中的水汽和废气中的水汽在低温下(低于露点时)发生冷凝而形成液态的水滴，如果发动机1内部进入的水滴过多，会导致发动机1熄火而影响发动机1工作。

当车辆处于低温环境中，车辆刚开始工作之前，冷却装置4和发动机1均处于停止工作状态，而且两者均处于低温状态。如果此时启动发动机1工作，冷却液还处于低温状态，以及经过中冷器3的空气也处于低温状态，因此会导致空气经过中冷器3时，大量水汽凝结成水滴并进入发动机1内部，影响发动机1工作。

为解决上述问题，本申请通过在中冷器3与冷却装置4之间的冷却管道上设置节温器5，节温器5内部的温感元件能够检测冷却液的温度，当冷却液的温度较低时，节温器5的开口较小，降低冷却液对经过中冷器3的空气的冷却能力，避免空气中凝结出大量的水滴。当冷却液的温度较高时，节温器5的开口较大，提高冷却液对经过中冷器3的空气的冷却能力，使得进入发动机1内部的气体温度处于较优的工作温度，提高发动机1的热效率。

具体的，节温器5内部具有温感元件，温感元件能够检测冷却液的温度，进而实现自动控制。当发动机1工作一段时间后，发动机1所产生的热量会导致冷却液的温度上升，节温器5根据其内部的温感元件所检测到的冷却液的温度升高时，自动将节温器5的开口调大，实现提高对经过中冷的气体的冷却能力。当然，当经过中冷器3的气体温度低于冷却液的温度时，冷却液对经过中冷器3的空气起到加热的作用，避免空气中凝结出大量的液体。

在一实施例中，节温器5为石蜡节温器5，石蜡节温器5的内部具有作为温感元件的石蜡，石蜡能够根据冷却液的温度热胀冷缩，以实现自动控制冷却液的流量。其中，根据控制策略配置石蜡，以使得石蜡的融点在预设第二温度阈值处，使得石蜡热胀冷缩的量与冷却液的温度匹配。

其中，冷却液的温度低于预设第二温度阈值(低温)时，节温器5以第一开度工作，即固定的最小开口工作，以使得节温器5处于最小的冷却能力的状态。冷却液的温度高于预设第二温度阈值(高温)时，节温器5以第二开度工作，即以及节温器5的最大开口工作，以使得节温器5处于最大的冷却能力的状态。

节温器5的开口应该能够平衡高温与低温时的不同需求。当车辆处于低温时，即冷却液的温度低于预设第二温度阈值时，节温器5应存在一个固定的开口，即节温器5的开口处于最小状态，使少量的冷却液持续流经中冷器3，以保证中冷器3具备最低的冷却效果。同时，少量的冷却液流量不至于使发动机1进气温度过低，导致低于露点温度发生冷凝。当车辆处于高温时，即冷却液的温度高于预设第二温度阈值时，应保证节温器5能够完全打开，即节温器5的开口处于最大状态，从而提升中冷器3冷却液流量，降低发动机1进气温度。

具体的，节温器5包括第一开度和第二开度，且节温器5内部的石蜡与冷却液接触，进而通过冷却液的温度控制节温器工作。也就是说，当冷却液的温度低于预设第二温度阈值时，节温器5以第一开度工作；当冷却液的温度高于预设第二温度阈值时，节温器5以第二开度工作。其中，在配置石蜡时，根据控制策略中的第二温度阈值，配置以第二温度阈值为融点的石蜡，使得节温器能够根据预设第二温度阈值进行自动控制节温器5工作，并且控制准确。

其中，节温器5在第一开度时通过的冷却液的流量小于第二开度时通过的冷却液的流量。在一实施例中，第一开度是指节温器5以最小的开口用于冷却液流通，使得少量的冷却液持续流经中冷器3，以保证中冷器3具备最低的冷却效果，少量的冷却液流量不至于使发动机1进气温度过低。第二开度是指节温器5以最大的开口用于冷却液流通，提升中冷器3的冷却液流量，降低发动机1进气温度。

参阅图2，具有EGR系统的发动机总成还包括废气循环管道6和检测装置7，废气循环管道6一端与EGR冷却器2的出气端连接，另一端与中冷器3的进气端连接，实现EGR冷却器2内部的废气经过废气循环管道6进入中冷器3内部。EGR冷却器2内部包含有控制EGR冷却器2通断的控制阀，检测装置7设置在废气循环管道6内，且与EGR冷却器2的控制阀电信号连接，控制阀根据检测装置7的信号控制EGR冷却器2的通断。

具体的，检测装置7为温度传感器，在车辆控制器中设置有预设第一温度阈值，通过实时检测废气循环管道6内的废气温度，当废气温度低于预设第一温度阈值时，控制EGR冷却器2停止工作，即控制阀关闭。也就是说，EGR冷却器2工作由EGR冷却器2内的废气温度控制。由于发动机1排出的废气中，含有大量的水汽，当废气的温度低于预设第一温度阈值时，废气中冷凝形成水滴量增加，如果进入发动机1内部则会影响发动机1的工作，因此，当废气温度低于预设第一温度阈值时，控制EGR冷却器2停止工作，以使得废气不能进入发动机1内部。通常情况下，在车辆处于低温环境中以及发动机1启动初期，才会出现废气的温度低于预设第一温度阈值，使得EGR冷却器2停止工作的时间通常不长，进而对发动机1的油耗影响较小。当废气温度的温度高于预设第一温度阈值时，水汽高于露点的温度，因此不会冷凝成水滴，进而不会影响发动机1工作。

在其他实施例中，检测装置7还可以包含有湿度传感器和压力传感器中的一者或多者。

在一实施例中，EGR冷却器2还串接在节温器5与冷却装置4之间的冷却管道上，使得冷却装置4还能对经过EGR冷却器2内部的废气进行冷却。当发动机1长时间工作后，发动机1的温度增高，进而排出的废气温度也随之增高，通过EGR冷却器2与冷却装置4连接，使得冷却液经过EGR冷却器2，实现对经过EGR冷却器2内部的废气进行初步降温，当废气经过中冷器3时，实现二次降温，提高对进入发动机1内部的气体的温度调节效果。

也就是说，EGR冷却器2设置有两条通道，其中一条通道用于发动机废气流通，EGR冷却器2的控制阀设置在该用于发动机废气流通的通道上，以实现对发动机废气的通断进行控制，另一条通道用于冷却液流通，用于冷却液流通的通道的一端与节温器5连通，另一端与冷却装置4连通，并且用于发动机废气流通的通道与用于冷却液流通的通道之间能够发生热量传递，以实现对发动机废气的冷却或者加热。

参阅图2，具有EGR系统的发动机总成还包括电机9和旁接管路8，也就是说，该具有EGR系统的发动机总成包含有发动机1和电机9，形成混合动力系统。在混合动力系统工作时，可以采用发动机1工作，也可以采用电机9工作。旁接管路8第一端连接在冷却装置4与中冷器3之间，第二端连接在EGR冷却器2与冷却装置4之间，电机9串接在旁接管路8上。通过旁接管路8的设置，使得电机9和中冷器3之间形成并联结构，而且在节温器5调节开口大小时，不影响冷却液经过电机9处的流量，以保证电机9的降温。

参阅图1，在EGR冷却器2不串接在节温器5与冷却装置4之间的冷却管道上的情况下，旁接管路8的第一端连接在冷却装置4与中冷器3之间，旁接管路8的第二端连接在节温器5与冷却装置4之间；电机9串接在旁接管路8上，以使得冷却装置4能够对电机9进行冷却，而且节温器5的工作不影响旁接管路8中的冷却液的流通。

上设置有旁接管路8和电机9的实施例中，当车辆采用电机9先工作时，由于电机9接入在冷却装置4的管路中，使得冷却装置4也能够用于对电机9冷却。当电机9工作一段时间后，电机9发热，会使得冷却液的温度增高。此时，若启动发动机1，由于节温器5由冷却液的温度控制，使得节温器5的开口较大，提高对经过中冷器3的空气的温度的调节能力。也就是说，在启动发动机1时，即使外界的温度低于冷却液的温度，节温器5的开口也处于较大的状态，使得冷却液对空气起到加热的作用，并且使得气体快速加热，使得经过中冷器3的气体快速增温以减少冷凝水的产生。在启动发动机1时，如果外界的温度较高，节温器5的开口处于较大的状态，实现快速对经过中冷器3的气体快速降温以降低发动机1的温度。

上述中，当车辆工作在低温环境中，并且先以电机9驱动的模式工作，电机9工作时所产生的热量会使得冷却液的温度上升，然后再切换至发动机1驱动或发动机1和电机9共同工作的状态时，由于气体的温度低于此时的冷却液的温度，使得冷却液能够对经过中冷器3的气体加热，实现充分利用电机9的热量，降低能耗，并使得车辆快速达到较优的工作状态。

详细地，在冷却装置4与中冷器3之间的冷却管道上设置有第一管道接头11，在节温器5与冷却装置4之间的冷却管道上设置有第二管道接头12，旁接管路8的第一端连接在所述第一管道接头11上，旁接管路8的第二端连接在第二管道接头12上，进而实现旁接管路8的连接，以使得电机9和中冷器3位于两条并联的冷却管道上。而EGR冷却器2的换热通道设置在节温器5与第二管道接头12之间，实现中冷器3、节温器5和EGR冷却器2串联。

在一实施例中，具有EGR系统的发动机总成还包括电机控制器10，电机控制器10与电机9电连接，以控制电机9工作。其中，电机控制器10的冷却管路串接在旁接管路8上，以使得电机控制器10所产生的热量通过旁接管路8内的冷却液带走，避免电机控制器10温度过高而烧坏。

冷却装置4包括水壶41、水泵42和散热器43，水壶41、水泵42、散热器43依次连接，且水壶41与第二管道接头12连接，散热器43与第一管道接头11连接，使得经过中冷器3和节温器5的冷却液以及经过电机9的冷却液回到水壶41中，经过散热器43散热的冷却液分流至中冷器3和电机9中，实现对电机9以及经过中冷器3的气体进行冷却。具体的，水壶41和散热器43用于冷却液散热，水壶41还用于补充冷却液。水泵42用于为冷却液的流动提供动力，即水泵42工作时，推动冷却液流动。

在一实施例中，水壶41为膨胀水箱，其能够排出冷却液中的气体，以及维持冷却液的压力稳定。

一种具有EGR系统的发动机总成的控制方法，也是包含有上述任一实施例的具有EGR系统的发动机总成的车辆的控制方法，该控制方法包括：

获取检测装置7所检测到的温度值；

判断检测装置7所检测到的温度值与预设第一温度阈值之间大小关系；

若检测装置7所检测到的温度值小于预设第一温度阈值，控制EGR冷却器2关闭。

在获取检测装置所检测到的温度值之前，还包括：设置第一温度阈值。

本申请的控制方法中，节温器具有自动调节能力，不需要执行控制程序进行控制，因此通过检测装置7获取发动机废气的温度，并与预设第一温度阈值对比，当发动机废气的温度低于预设第一温度阈值时，控制EGR冷却器2关闭，避免中冷器3产生大量冷凝水，进而避免进入发动机1内的气体含有大量冷凝水滴而导致发动机1熄火的问题，而且使得车辆的控制更加简单。

在本申请的一些实施例中，预设第一温度阈值优选但不限于为50℃，使得EGR冷却器2中的发动机废气不会冷凝成水滴。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机上设有进气歧管和排气歧管；

EGR冷却器，与所述排气歧管连接，以使所述发动机排出的部分废气经过所述EGR冷却器；

中冷器，所述中冷器的进气端与所述EGR冷却器的排气端相连，所述中冷器的排气端与所述进气歧管连接；

冷却装置，与所述中冷器之间形成循环回路；

节温器，设置在所述中冷器与所述冷却装置之间的管道上，以控制所述中冷器与所述冷却装置之间的冷却液的流量。

2.根据权利要求1所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：

废气循环管道，连接在所述EGR冷却器与所述中冷器之间；

检测装置，设置在所述废气循环管道内，用于检测所述EGR冷却器的出气温度，所述EGR冷却器包括有废气循环控制阀，所述检测装置与所述废气循环控制阀电信号连接，以控制所述废气循环控制阀工作。

3.根据权利要求1或2所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：

第一管道接头，连接在所述冷却装置与所述中冷器之间；

第二管道接头，连接在所述节温器与所述冷却装置之间；

旁接管路，所述旁接管路的第一端连接在所述第一管道接头上，所述旁接管路的第二端连接在所述第二管道接头上；

电机，串接在所述旁接管路上。

4.根据权利要求3所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述具有EGR系统的发动机总成还包括：

电机控制器，串接在所述旁接管路上，且与所述电机电信号连接。

5.根据权利要求3所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述EGR冷却器串接在所述节温器与所述第二管道接头之间的管道上。

6.根据权利要求3所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述冷却装置包括水壶、水泵和散热器，所述水壶、所述水泵、所述散热器依次连接，且所述水壶与所述第二管道接头连通，所述散热器与第一管道接头连通。

7.根据权利要求1或2所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述节温器为石蜡节温器。

8.根据权利要求7所述的具有EGR系统的发动机总成，其特征在于，所述节温器包括第一开度和第二开度，通过所述节温器的所述冷却液低于第二温度阈值时，所述节温器能够以第一开度工作，所述节温器的所述冷却液高于第二温度阈值时，所述节温器能够以第二开度工作，且所述节温器在所述第一开度时通过的冷却液的流量小于所述第二开度时通过的冷却液的流量。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的具有EGR系统的发动机总成。