CN220687460U - 发动机系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆的生产及制造领域，具体涉及一种发动机系统及车辆，发动机系统包括发动机和废气再循环系统，发动机包括排气歧管。所述废气再循环系统包括尾气净化装置和冷却装置，尾气净化装置连接所述排气歧管，所述尾气净化装置通过所述排气歧管接收所述发动机输出的废气，并用于净化所述废气；冷却装置包括进气口和出气口，所述进气口连接所述尾气净化装置，所述出气口连接所述发动机，所述进气口进入的废气经过冷却后经过出气口流入所述发动机。在尾气净化装置中将废气中多数的腐蚀性气体进行反应后通过进气口进入冷却器中进行冷却，冷却后废气经过出气口流入所述发动机中进行再次燃烧，能够减少对冷却装置的腐蚀损坏。

Description

发动机系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆的生产及制造领域，具体涉及一种发动机系统及车辆。

背景技术

由于汽车发动机燃料能量利用率不高，在发动机系统上设置废气再循环系统(英文名称Exhaust Gas Re-circulation，简称EGR)以实现废气的利用，从而增加发动机的燃料利用率，起到节能增效的作用。如果将EGR系统设置于排气装置中的催化器之后，由于经过催化器净化后的气体中是直接排放至大气环境中，一般多为C0₂、H₂O和N₂等，回收利用后的大量气体不能参与燃烧，油耗降低不明显。如果将EGR系统设置于催化器之前，发动机的废气中含有大量腐蚀性气体，会对EGR系统中的零部件造成腐蚀。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种发动机系统及车辆。

本申请提供一种发动机系统，包括发动机和废气再循环系统，发动机包括排气歧管。所述废气再循环系统包括尾气净化装置和冷却装置，尾气净化装置连接所述排气歧管，所述尾气净化装置通过所述排气歧管接收所述发动机输出的废气，并用于净化所述废气；冷却装置包括进气口和出气口，所述进气口连接所述尾气净化装置，所述出气口连接所述发动机，所述进气口进入的废气冷却后经过出气口流入所述发动机。

在本申请的一种示例性实施例中，所述尾气净化装置还包括壳体和净化层，所述壳体形成用于净化废气的腔室，所述净化层设于所述腔室的内壁上。

在本申请的一种示例性实施例中，所述尾气净化装置还包括承载件，所述承载件设于所述壳体的内壁上，所述承载件为蜂窝结构，所述净化层设于所述蜂窝结构中。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机系统还包括：电子水泵；冷却装置进水管，所述冷却装置进水管连接于所述电子水泵和所述冷却装置的进水口之间；冷却装置出水管，所述冷却装置出水管连接于所述电子水泵和所述冷却装置出水口之间；其中，冷却液在所述电子水泵、冷却装置进水管、冷却装置和冷却装置出水管中循环流动，用于对废气进行冷却。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机系统还包括电子控制阀，所述电子控制阀连接于所述冷却装置，所述电子控制阀用于控制进入废气的气流大小。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机系统还包括进气总管，所述进气总管连接于所述发动机的进气口，所述电子控制阀连接于所述进气总管，以能够将冷却后的废气通过所述进气总管流入所述发动机中。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机系统还包括电控单元，所述电控单元与所述电子控制阀通讯连接，用于根据发动机的冷却液温度、节气门开度、发动机转速、进气流量控制电子控制阀的开关和调整气流大小。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机系统还包括涡轮增压装置和排气装置，所述涡轮增压装置连接于所述发动机，所述排气装置连接于所述涡轮增压装置，所述涡轮增压装置通过废气对涡轮增压装置的涡轮进行加速对空气进行增压后进入发动机中，所述发动机的废气通过所述排气装置进行排放。

在本申请的一种示例性实施例中，所述发动机的所述排气歧管分别连接所述涡轮增压装置和所述尾气净化装置，以能够将所述发动机的废气分别导流至所述涡轮增压装置和所述尾气净化装置中。

本申请还提供一种车辆，包括上述的发动机系统。

本申请方案的一种发动机系统，具有以下有益效果：发动机燃烧产生的废气通过排气歧管输送至废气再循环系统中，废气再循环系统处理发动机的废气再循环回收至发动机中进行再次燃烧从而增加发动机的燃烧效率，起到节能增效的作用。废气再循环系统包括尾气净化装置和冷却装置，尾气净化装置过所述排气歧管接收所述发动机输出的废气，并用于净化所述废气，冷却装置的进气口连接所述尾气净化装置，在尾气净化装置中将废气中多数的腐蚀性气体进行反应后通过进气口进入冷却器中进行冷却，冷却后废气经过出气口流入所述发动机中进行再次燃烧。由于尾气净化装置能够对多数的腐蚀性气体进行反应，进入冷却装置中的气体腐蚀性较小，能够减少对冷却装置的腐蚀损坏，增加冷却器的使用寿命。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。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是本实用新型实施例中一种发动机系统的示意图；

图2是本实用新型实施例中尾气净化装置和冷却装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中尾气净化装置的剖面示意图。

附图标记说明：

发动机100；排气歧管110；进气歧管120；废气再循环系统200；尾气净化装置210；壳体211；净化层212；承载件213；冷却装置220；进气口221；出气口222；进水口223；出水口224；电子控制阀230；电子水泵300；冷却装置进水管400；冷却装置出水管500；进气总管600；电控单元700；涡轮增压装置800；排气装置900。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是：在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

发动机是通过燃烧燃料做功，将化学能转化为热能，热能再转化为机械能，在其能量转化过程中会产生能量损失，其中转变为有效的热能占燃料燃烧发热量的35％～45％，其他以废气形式排出车外的热能占40％～45％，因此，汽车发动机燃料能量利用率不高，有接近三分之一的能量是被排放的废热浪费掉的。

由于汽车发动机燃料能量利用率不高，在发动机系统上设置废气再循环系统(英文名称Exhaust Gas Re-circulation，简称EGR)以实现废气的利用，从而增加发动机的燃料利用率，起到节能增效的作用。如果将EGR系统设置于排气装置中的催化器之后，由于经过催化器净化后的气体中是直接排放至大气环境中，一般多为C0₂、H₂O和N₂等，回收利用后的大量气体不能参与燃烧，油耗降低不明显。如果将EGR系统设置于催化器之前，发动机的废气中含有大量腐蚀性气体，会对EGR系统中的零部件造成腐蚀。

参照图1至图3所示，为了解决上述的技术问题，提供一种发动机系统，包括发动机100和废气再循环系统200，发动机100包括排气歧管110。废气再循环系统200包括尾气净化装置210和冷却装置220，尾气净化装置210连接排气歧管110，尾气净化装置210通过排气歧管110接收发动机100输出的废气，并用于净化废气；冷却装置220包括进气口221和出气口222，进气口221连接尾气净化装置210，出气口222连接发动机100，进气口221进入的废气冷却后经过出气口222流入发动机100。发动机100燃烧产生的废气通过排气歧管110输送至废气再循环系统200中，废气再循环系统200处理发动机100的废气再循环回收至发动机100中进行再次燃烧从而增加发动机100的燃烧效率，起到节能增效的作用。废气再循环系统200包括尾气净化装置210和冷却装置220，尾气净化装置210通过排气歧管110接收发动机100输出的废气，并用于净化废气，冷却装置220的进气口221连接尾气净化装置210，在尾气净化装置210中将废气中多数的腐蚀性气体进行反应后通过进气口221进入冷却器中进行冷却，冷却后的废气经过出气口222流入发动机100中进行再次燃烧。由于尾气净化装置210能够对多数的腐蚀性气体进行反应，进入冷却装置220中的气体腐蚀性较小，能够减少对冷却装置220的腐蚀损坏，增加冷却器的使用寿命。

在一些实施例中，发动机100可包括汽油发动机和柴油发动机等，本申请中不做具体限定。发动机100的燃料燃烧会产生氮氧化合物(化学式为NO_x)、一氧化碳(化学式为CO)、碳化氢(化学式为HC)、水(化学式为H₂O)和二氧化碳(化学式为CO₂)等气体，其中NO_x、CO、HC均为有毒有害的气体，如果排放到大气中会对环境造成污染，对人体造成危害。在尾气净化装置210中能够对NO_x、CO、HC进行净化生成无毒无害的C0₂和H₂O，被净化过的废气在进入冷却装置220进行冷却。由此，能够得到净化且冷却的废气再输送至发动机100进行回收利用，起到节能增效的作用，也能够减少冷却装置220被腐蚀的风险。

在一些实施例中，尾气净化装置210还包括壳体211和净化层212，壳体211形成用于净化废气的腔室，净化层212设于腔室的内壁上。壳体211为金属材料，具有良好的抗腐蚀效果，壳体211能够对内部的净化层212起到防护作用，也能够避免废气泄露。当废气进入腔室后与净化层212进行反应，净化层212为能够与NO_x、CO、HC等气体进行反应的混合催化剂。

在一些实施例中，尾气净化装置210还包括承载件213，承载件213设于壳体211的内壁上，承载件213为蜂窝结构，净化层212设于蜂窝结构中。承载件213能够容纳净化层212，将净化层212固定在腔室中，承载件213设置为蜂窝结构具有材质消耗少、强度和刚度高、重量轻和优异的缓冲隔振功能等优点，能够有效支撑净化层212，使净化层212与NO_x、CO、HC等气体进行充分和有效的反应。

在一些实施例中，发动机系统还包括：电子水泵300、冷却装置进水管400和冷却装置出水管500。冷却装置进水管400连接于电子水泵300和冷却装置220的进水口223之间；冷却装置出水管500连接于电子水泵300和冷却装置220出水口224之间；其中，冷却液在电子水泵300、冷却装置进水管400、冷却装置220和冷却装置出水管500中循环流动，用于对废气进行冷却。电子水泵300的主要作用是驱动冷却液循环，使冷却液通过冷却装置进水管400进入冷却装置220中吸收废气的热量，降低回收废气的温度。温度更低的废气进入发动机100中能够降低发动机100燃烧室温度，提高燃烧效率。吸收废气热量的冷却液从冷却装置出水管500排出回到水箱中，完成冷却液的循环，从而持续的对废气进行冷却，提高冷却的效益。

在一些实施例中，发动机系统还包括电子控制阀230，电子控制阀230连接于冷却装置220，电子控制阀230用于控制废气的气流大小。气流的大小能够在一定程度上决定回收废气在发动机100中的燃烧效率，废气的流速过快会使发动机100标定改善油耗覆盖不到抗爆震区域，节油效果不明显；废气的流速过慢会使进入发动机100的废气含量不达标，节油效果也不明显。因此废气的流速需要保持一个合理的区间才能够起到更好的节油效果，电子控制阀230由于具有良好的可控性能够对废气的气流大小起到更好的控制效果。

在一些实施例中，发动机系统还包括进气总管600，进气总管600连接于发动机100的进气口221，电子控制阀230连接于进气总管600，以能够将冷却后的废气通过进气总管600流入发动机100中。进气总管600还能够引入大气环境中的空气，废气与空气混合后进入发动机100中。

在一些实施例中，进气总管600与发动机100之间还设有进气歧管120，能够使进气的管路更加灵活，使安装更加方便。

在一些实施例中，发动机系统还包括电控单元700(英文名称Electrical ControlUnit，简称ECU)，电控单元700与电子控制阀230通讯连接，用于根据发动机100的冷却液温度、节气门开度、发动机100的转速、进气流量等参量控制电子控制阀230的开关和调整气流大小。电控单元700由集成电路组成的用于实现对数据的分析处理发送等一系列功能的控制装置，本实施例中主要分析发动机100的冷却液温度、节气门开度、发动机100转速、进气流量等参量，具有高集成度、高效率的优点。

在一些实施例中，发动机系统还包括涡轮增压装置800和排气装置900，涡轮增压装置800连接于发动机100，排气装置900连接于涡轮增压装置800，涡轮增压装置800通过废气对空气进行增压后进入发动机100中，发动机100的废气通过排气装置900进行排放。当发动机100排出的废气经涡轮增压装置800压力和温度下降，流速迅速提高。使涡轮高速旋转，废气的压力、温度、流速越高，涡轮转速也越高。通过涡轮的废气排入大气，并将经空气滤清器滤清过的空气吸入发动机100中。以增大充气效率，使燃油燃烧更加充分，在排量不变的情况下使发动机100输出更大的功率。

在一些实施例中，发动机100的排气歧管110分别连接涡轮增压装置800和尾气净化装置210，以能够将发动机100的废气分别导流至涡轮增压装置800和尾气净化装置210中，涡轮增压装置800和尾气净化装置210均能够得到发动机100产生的高温高压的废气，起到更好的回收利用效果。

本申请还提供一种车辆，包括上述的发动机系统，通过发动机系统的废气再循环系统200能够增加发动机100的燃烧效率，从而起到节能增效的目的。也使车辆在使用过程中能够更加节能高效。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置(设有)”、“连接”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；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。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、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。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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本申请的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本申请专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机系统，其特征在于，所述发动机系统包括：

发动机，包括排气歧管；

所述发动机系统还包括废气再循环系统，所述废气再循环系统包括：

尾气净化装置，连接所述排气歧管，所述尾气净化装置通过所述排气歧管接收所述发动机输出的废气，并用于净化废气；

冷却装置，包括进气口和出气口，所述进气口连接所述尾气净化装置，所述出气口连接所述发动机，所述进气口进入的废气冷却后经过出气口流入所述发动机。

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述尾气净化装置还包括壳体和净化层，所述壳体形成用于净化废气的腔室，所述净化层设于所述腔室的内壁上。

3.根据权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，所述尾气净化装置还包括承载件，所述承载件设于所述壳体的内壁上，所述承载件为蜂窝结构，所述净化层设于所述蜂窝结构中。

4.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括：

电子水泵；

冷却装置进水管，所述冷却装置进水管连接于所述电子水泵和所述冷却装置的进水口之间；

冷却装置出水管，所述冷却装置出水管连接于所述电子水泵和所述冷却装置出水口之间；

其中，冷却液在所述电子水泵、冷却装置进水管、冷却装置和冷却装置出水管中循环流动，用于对废气进行冷却。

5.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述废气再循环系统还包括电子控制阀，所述电子控制阀连接于所述冷却装置，所述电子控制阀用于控制废气的气流大小。

6.根据权利要求5所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括进气总管，所述进气总管连接于所述发动机的进气口，所述电子控制阀连接于所述进气总管，以能够将冷却后的废气通过所述进气总管流入所述发动机中。

7.根据权利要求5所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括电控单元，所述电控单元与所述电子控制阀通讯连接，用于根据发动机的冷却液温度、节气门开度、发动机转速、进气流量控制电子控制阀的开关和调整气流大小。

8.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统还包括涡轮增压装置和排气装置，所述涡轮增压装置连接于所述发动机，所述排气装置连接于所述涡轮增压装置，所述涡轮增压装置通过废气对涡轮增压装置的涡轮进行加速对空气进行增压后进入发动机中，所述发动机的废气通过所述排气装置进行排放。

9.根据权利要求8所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机的所述排气歧管分别连接所述涡轮增压装置和所述尾气净化装置，以能够将所述发动机的废气分别导流至所述涡轮增压装置和所述尾气净化装置中。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的发动机系统。