阅读说明：本技术 一种可控冷、热egr系统 (Controllable cold and hot EGR system ) 是由 陈伟建 刘亚萌 李智 徐敏 陈珏 陈猛 于 2019-07-29 设计创作，主要内容包括：一种可控冷、热EGR系统,包括发动机、压气机、涡轮机、冷却器与混合器,所述发动机的内部设置有多个气缸,压气机的出气端经进气管与发动机的一端相连接,发动机的另一端与排气管的进气端相连接,排气管的出气端与冷却器的进气端、混合器的进气端、涡轮机的进气端相连接,冷却器的出气端、压气机的出气端均与混合器的进气端相连接,混合器的出气端经进气管与发动机相连接。本设计不仅对EGR温度和EGR率的调节范围更广,而且调控的精确度较高。(A controllable cold and hot EGR system comprises an engine, a gas compressor, a turbine, a cooler and a mixer, wherein a plurality of cylinders are arranged in the engine, the gas outlet end of the gas compressor is connected with one end of the engine through a gas inlet pipe, the other end of the engine is connected with the gas inlet end of a gas exhaust pipe, the gas outlet end of the gas exhaust pipe is connected with the gas inlet end of the cooler, the gas inlet end of the mixer and the gas inlet end of the turbine, the gas outlet end of the cooler and the gas outlet end of the gas compressor are connected with the gas inlet end of the mixer, and the gas outlet end of the mixer is connected with the engine through a gas inlet pipe. The design not only has wider adjusting range for the EGR temperature and the EGR rate, but also has higher regulating and controlling accuracy.)

一种可控冷、热EGR系统

技术领域

本发明涉及一种EGR系统，属于发动机排气再循环技术领域，尤其涉及一种可控冷、热EGR系统，具体适用于提高EGR率及EGR温度的调节范围与调控精确度。

背景技术

EGR即排气再循环系统，是指将发动机的部分排气引入到气缸内，降低缸内燃烧温度，从而降低NOx排放。EGR分为冷EGR与热EGR，冷EGR指利用冷却器将部分排气冷却后引入缸内，热EGR指排气不经过冷却器直接进入缸内，冷EGR的温度较热EGR更低，能够实现更低的缸内燃烧温度，进一步降低NOx排放。

申请公布号为CN105422323A，申请公布日为2016年3月23日的发明专利公开了一种实现冷、热EGR可控引入装置，其包括发动机、涡轮机、EGR阀、压气机、冷却器与节气门，涡轮机的进气口端与发动机中的排气歧管的出气口端管路连接，EGR阀的进气口A与发动机的排气端管路连接，EGR阀的出气口C与冷却器的进气口端管路连接，压气机的出气口端与冷却器的进气口管路连接，冷却器的出气口与节气门的一端管路连接，节气门的另一端与发动机中进气歧管的进气口端管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管的进气口端管路连接，涡轮机与压气机通过转子连接。虽然该设计存在冷、热EGR两种EGR应用方式，但其存在以下缺陷：

首先，该设计只能实现冷EGR或热EGR，无法同时采用冷、热EGR，导致EGR温度的调节范围受限，调控的精确度较差；

其次，该设计没有涡前节流功能，无法对EGR驱动压差进行调节，从而无法实现更高的EGR率。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的EGR温度及EGR率的调节范围较小、调控的精确度较低的缺陷与问题，提供一种EGR温度及EGR率的调节范围较广、调控的精确度较高的可控冷、热EGR系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种可控冷、热EGR系统，包括发动机、压气机与涡轮机，所述发动机的内部设置有多个气缸，压气机的出气端经进气管与发动机的一端相连接，发动机的另一端经排气管与涡轮机的进气端相连接；

所述EGR系统还包括冷却器与混合器，所述排气管的出气端与冷却器的进气端、混合器的进气端、涡轮机的进气端相连接，冷却器的出气端、压气机的出气端均与混合器的进气端相连接，混合器的出气端经进气管与发动机相连接。

所述冷却器的出气端经一号单向阀与混合器的进气端相连接，所述排气管的出气端经二号单向阀与混合器的进气端相连接。

所述排气管的出气端依次经冷EGR阀、冷却器、一号单向阀后与混合器的进气端相连接，所述排气管的出气端依次经热EGR阀、二号单向阀后与混合器的进气端相连接，所述排气管的出气端经涡前节流阀与涡轮机的进气端相连接。

所述EGR系统还包括流量调节阀、散热器、调温器与水泵，在小循环工况下，冷却器经流量调节阀从发取水口取水，冷却器的出水、发出水口的出水一并经调温器、水泵后，回流至发回水口；在大循环工况下，冷却器经流量调节阀从发取水口取水，冷却器的出水、发出水口的出水一并经散热器、调温器、水泵后，回流至发回水口。

所述EGR系统还包括风扇与空冷器，所述压气机经空冷器与混合器的进气端相通，调温器位于散热器、水泵之间。

所述压气机的进气端与空气滤清器相连接，所述涡轮机的出气端与排气后处理装置相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种可控冷、热EGR系统中，排气管排出的气体被分成三部分，分别为冷EGR气、热EGR气与流入涡轮机的排气，冷EGR气、热EGR气最终经进气管流入发动机以回收利用，该设计的优点包括：首先，能对流向进气管、涡轮机的排气进行整体的调控，以调整EGR温度和EGR率；其次，能对流向进气管的气体进行进一步的细化调控，即对冷EGR气、热EGR气进行各自的单独调控或同时调控，以提高EGR温度和EGR率的调控范围与调控精确度；再次，本设计对冷EGR气、热EGR气、流向涡轮机的排气进行开/闭控制，以及开/闭的大小程度进行控制时，都属于一种在线操作，具有较强的可调性，可根据实际应用时的各种不同工况或需求进行调整。上述三个优点相结合，能够获得更大的EGR温度和EGR率的调节范围，更高的调控精度，从而满足不同发动机工况对EGR的需求。因此，本发明能采用冷、热EGR结合的方式进行调节，对EGR温度和EGR率的调节范围更广，调控的精确度较高。

2、本发明一种可控冷、热EGR系统中，排气管排出气体的最终流向为进气管与涡轮机，此时，当对流向涡轮机的排气流量进行调整时，就会改变排气管处的压力，即涡前压力，从而改变涡前压力、进气压力之间的压差，即EGR的驱动压差，进而调整EGR驱动能力与EGR率，取得更高的EGR驱动能力与EGR率。因此，本发明能够实现涡前节流技术，能对EGR的驱动压差进行调节，以获得更好的EGR驱动能力与EGR率。

3、本发明一种可控冷、热EGR系统中，冷EGR气经一号单向阀与混合器的进气端相连接，热EGR气经二号单向阀与混合器的进气端相连接，而冷EGR气、热EGR气的气源都来源于排气管，排气管具有脉冲能量，而单向阀能防止气体倒流，使得这种脉冲能量+单向阀的组合能够提高EGR驱动能力，增大EGR率，同时，还能降低涡前节流技术的使用频率，使得在提高EGR率的基础上，还能降低泵气损失，改善发动机经济性。因此，本发明不仅能够提高EGR驱动能力与EGR率，而且能够降低泵气损失，改善发动机经济性。

4、本发明一种可控冷、热EGR系统中，增设有流量调节阀、散热器、调温器与水泵，并以此为基础在发动机、流量调节阀、散热器、调温器、水泵之间构建有专门的冷却液回路，该设计能对通过冷却器的冷却液流量进行精确的调节控制，以实现对冷却器的出口温度的精确调节，满足不同发动机工况对EGR的需求。因此，本发明对冷EGR控制的精确度较高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：压气机1、发动机2、气缸21、发回水口22、发出水口23、进气管24、排气管25、发取水口26、涡轮机3、冷却器4、混合器5、一号单向阀51、二号单向阀52、冷EGR阀6、热EGR阀7、散热器9、散进水口91、散出水口92、流量调节阀10、调温器11、水泵12、风扇13、空冷器14、空气滤清器15、排气后处理装置16、涡前节流阀17。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种可控冷、热EGR系统，包括发动机2、压气机1与涡轮机3，所述发动机2的内部设置有多个气缸21，压气机1的出气端经进气管24与发动机2的一端相连接，发动机2的另一端经排气管25与涡轮机3的进气端相连接；

所述EGR系统还包括冷却器4与混合器5，所述排气管25的出气端与冷却器4的进气端、混合器5的进气端、涡轮机3的进气端相连接，冷却器4的出气端、压气机1的出气端均与混合器5的进气端相连接，混合器5的出气端经进气管24与发动机2相连接。

所述冷却器4的出气端经一号单向阀51与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端经二号单向阀52与混合器5的进气端相连接。

所述排气管25的出气端依次经冷EGR阀6、冷却器4、一号单向阀51后与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端依次经热EGR阀7、二号单向阀52后与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端经涡前节流阀17与涡轮机3的进气端相连接。

所述EGR系统还包括流量调节阀10、散热器9、调温器11与水泵12，在小循环工况下，冷却器4经流量调节阀10从发取水口26取水，冷却器4的出水、发出水口23的出水一并经调温器11、水泵12后，回流至发回水口22；在大循环工况下，冷却器4经流量调节阀10从发取水口26取水，冷却器4的出水、发出水口23的出水一并经散热器9、调温器11、水泵12后，回流至发回水口22。

所述EGR系统还包括风扇13与空冷器14，所述压气机1经空冷器14与混合器5的进气端相通，调温器11位于散热器9、水泵12之间。

所述压气机1的进气端与空气滤清器15相连接，所述涡轮机3的出气端与排气后处理装置16相连接。

本发明的原理说明如下：

本发明的目的在于针对现有技术无法实现发动机在全工况范围内对EGR率和EGR温度进行精确控制的问题，提出一种可控冷、热EGR系统，以满足不同工况对EGR率及EGR温度可调的需求，具体操作方法包括：

（1）在后处理工作温度较低时，可采用热EGR并增加涡前节流，从而快速提高发动机和后处理的工作温度，提高后处理转换效率，改善排放性能；

（2）在后处理工作温度较高时，可综合调节冷、热EGR和涡前节流，从而实现EGR温度和EGR率的精确调节，达到发动机性能和排放最佳控制的目的。

本发明中采用的冷EGR阀6、热EGR阀7为能控制开/闭程度大小的双通结构。

实施例1：

参见图1，一种可控冷、热EGR系统，包括发动机2、压气机1与涡轮机3，所述发动机2的内部设置有多个气缸21，压气机1的出气端经进气管24与发动机2的一端相连接，发动机2的另一端经排气管25与涡轮机3的进气端相连接；所述EGR系统还包括冷却器4与混合器5，所述排气管25的出气端与冷却器4的进气端、混合器5的进气端、涡轮机3的进气端相连接，冷却器4的出气端、压气机1的出气端均与混合器5的进气端相连接，混合器5的出气端经进气管24与发动机2相连接。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述冷却器4的出气端经一号单向阀51与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端经二号单向阀52与混合器5的进气端相连接。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述排气管25的出气端依次经冷EGR阀6、冷却器4、一号单向阀51后与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端依次经热EGR阀7、二号单向阀52后与混合器5的进气端相连接，所述排气管25的出气端经涡前节流阀17与涡轮机3的进气端相连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。