废气再循环系统和发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种废气再循环系统，还涉及一种发动机。

背景技术：

EGR(Exhaust Gas Recirculation的缩写，废气再循环)技术是将内燃机排出的废气引入到发动机内参与燃烧，降低氧气浓度，燃烧速度减慢，燃烧温度降低，从而减少NOX的产生量。

现有EGR技术主要为高压EGR技术和低压EGR技术，高压EGR技术是从发动机增压器涡轮机前取废气，废气经过EGR冷却器、EGR阀等部件回到发动机进气管，与新鲜进气混合；低压EGR技术从发动机增压器涡轮机后，一般是从后处理后取废气，废气经过EGR冷却器、EGR阀等部件回到发动机压气机前与新鲜进气混合。

低压EGR需要在增压器涡轮机后的后处理之后引入废气，在管路布置上受发动机和整车布置影响，较难实现，并且低压EGR技术管路较长，导致发动机瞬态响应时间较长，难以满足日益严格的排放法规需求。而实现高压EGR需要有较大的涡前压力和进气压力差值，这样势必造成发动机泵气损失的增加，增加了燃油消耗。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种废气再循环系统，以提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述废气再循环系统的发动机，以提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种废气再循环系统，包括：

用于连接发动机排气管与发动机进气管的废气主回路，所述废气主回路靠近所述发动机进气管的一端包括并联的第一支路和第二支路；

能够对所述废气主回路的EGR废气增压做功的EGR压气机，所述EGR压气机设置在所述第二支路上；

控制所述第一支路和所述第二支路切换流通的控制阀；

与所述发动机排气管的排气管路并联的废气旁路，所述废气旁路上设置有旁通阀；

与所述EGR压气机连接并驱动所述EGR压气机做功的EGR涡轮机，所述EGR涡轮机设置在所述废气旁路上；

设置在所述废气主回路进气端的EGR阀，所述EGR阀的进气口与所述发动机排气管连接；

设置在所述废气主回路上并位于所述EGR阀出气侧的EGR冷却器。

优选的，上述废气再循环系统中，所述废气旁路的两端分别位于发动机的涡轮机的前后两侧。

优选的，上述废气再循环系统中，所述控制阀为三通阀，所述三通阀的两个出口分别与所述第一支路和所述第二支路连接。

优选的，上述废气再循环系统中，所述三通阀的进口与所述EGR冷却器的出口连接。

优选的，上述废气再循环系统中，还包括辅助冷却器，所述辅助冷却器设置在所述第二支路上并位于所述EGR压气机的出口侧。

优选的，上述废气再循环系统中，所述废气主回路的进气端位于所述发动机的涡轮机前侧。

优选的，上述废气再循环系统中，所述废气主回路的回气端位于所述发动机的中冷器后侧。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的废气再循环系统包括废气主回路、EGR压气机、控制阀、废气旁路、EGR涡轮机、EGR阀、EGR冷却器；其中，废气主回路用于连接发动机排气管与发动机进气管，废气主回路靠近发动机进气管的一端包括并联的第一支路和第二支路；EGR压气机设置在第二支路上，能够对废气主回路的EGR废气增压做功；控制阀控制第一支路和第二支路切换流通；废气旁路与发动机排气管的排气管路并联，废气旁路上设置有旁通阀；EGR涡轮机与EGR压气机连接并驱动EGR压气机做功，EGR涡轮机设置在废气旁路上；EGR阀设置在废气主回路进气端，EGR阀的进气口与发动机排气管连接；EGR冷却器设置在废气主回路上并位于EGR阀出气侧的EGR冷却器。

本实用新型提供的废气再循环系统的工作过程如下：

该废气再循环系统从发动机排气管取废气，在能够实现较高EGR率循环的工况下，废气通过正常EGR系统，即旁通阀关闭，控制器控制第一支路流通，废气通过EGR阀、EGR冷却器，第一支路流回到发动机进气侧与新鲜进气混合，进入发动机；在无法实现较高EGR率循环的工况下，控制器控制第二支路流通，旁通阀打开，将发动机排出的废气引入EGR涡轮机，利用废气能量推动EGR涡轮机旋转，由此驱动同轴的EGR压气机进行做功，实现EGR废气增压做功，提高废气流通压力，使废气通过EGR阀、EGR冷却器、第一支路上的EGR压气机后进入发动机进气侧。

综上所述，本实用新型利用EGR涡轮机与EGR压气机形成EGR增压器，实现对废气主回路中的EGR废气增压做功，可以有效提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗。

本实用新型还提供了一种发动机，包括废气再循环系统，所述废气再循环系统为上述任一种废气再循环系统，由于上述废气再循环系统具有上述效果，具有上述废气再循环系统的发动机具有同样的效果，故本文不再赘述。

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提供的废气再循环系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种废气再循环系统，能够提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗。

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做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。

请参考附图1，本实用新型实施例提供的废气再循环系统包括废气主回路a、EGR压气机13、控制阀、废气旁路b、EGR涡轮机12、EGR阀8、EGR冷却器9；其中，废气主回路a用于连接发动机排气管5与发动机进气管4，废气主回路a靠近发动机进气管4的一端包括并联的第一支路a1和第二支路a2；EGR压气机13设置在第二支路a2上，能够对废气主回路a的EGR废气增压做功；控制阀控制第一支路a1和第二支路a2切换流通；废气旁路b与发动机排气管5的排气管路并联，废气旁路b上设置有旁通阀11；EGR涡轮机12与EGR压气机13连接并驱动EGR压气机13做功，EGR涡轮机12设置在废气旁路b上；EGR阀8设置在废气主回路a进气端，EGR阀8的进气口与发动机排气管5连接；EGR冷却器9设置在废气主回路a上并位于EGR阀8出气侧的EGR冷却器9。

发动机包括发动机排气管5、发动机进气管4、压气机2、中冷器3、涡轮机6。如图1所示，箭头1为发动机的进气方向，箭头7为发动机的排气方向。

本实用新型实施例提供的废气再循环系统的工作过程如下：

该废气再循环系统从发动机排气管5取废气，在能够实现较高EGR率循环的工况下，废气通过正常EGR系统，即旁通阀11关闭，控制器控制第一支路a1流通，废气通过EGR阀8、EGR冷却器9，第一支路a1流回到发动机进气侧与新鲜进气混合，进入发动机；在无法实现较高EGR率循环的工况下，控制器控制第二支路a2流通，旁通阀11打开，将发动机排出的废气引入EGR涡轮机12，利用废气能量推动EGR涡轮机12旋转，由此驱动同轴的EGR压气机13进行做功，实现EGR废气增压做功，提高废气流通压力，使废气通过EGR阀8、EGR冷却器9、第一支路a1上的EGR压气机13后进入发动机进气侧。

综上所述，本实用新型利用EGR涡轮机12与EGR压气机13形成EGR增压器，实现对废气主回路a中的EGR废气增压做功，可以有效提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗。

优选的，废气旁路b的两端分别位于发动机的涡轮机6的前后两侧。这样一来，从涡轮机6前侧即进气口侧取废气引入EGR涡轮机12，废气回流到涡轮机6后侧，在与涡轮机6排出的废气汇集在一起。可以理解的是，上述废气旁路b的两端还可以均位于涡轮机6的同一侧。上述废气旁路b的出气端也可以不与排气管路连接，单独排出废气。

进一步的技术方案中，控制阀为三通阀10，三通阀10的两个出口分别与第一支路a1和第二支路a2连接。本实用新型通过三通阀10切换开闭第一支路a1和第二支路a2，便于控制，且简化了结构。可替换的，上述控制阀还可以包括分别位于第一支路a1和第二支路a2上的两个阀门，通过各自支路上的阀门分别控制相应支路的通断。

优选的，三通阀10的进口与EGR冷却器9的出口连接。本实用新型将EGR冷却器9设置在三通阀10前侧，废气首先流经EGR冷却器9，再选择进入第一支路a1或第二支路a2。在能够实现EGR率循环的工况下，废气通过EGR阀8、EGR冷却器9，然后经过三通阀10流入第一支路a1。在无法实现较高EGR率循环的工况下，废气通过EGR阀8、EGR冷却器9，然后经过三通阀10流入第二支路a2，经过EGR压气机13后进入发动机，从而实现较高的EGR率。

当然，本实用新型也可以将EGR冷却器9设置在第一支路a1和/或第二支路a2上，也可以设置在第一支路a1和第二支路a2合流之后的管路上。

废气再循环系统还包括辅助冷却器14，辅助冷却器14设置在第二支路a2上并位于EGR压气机13的出口侧。在无法实现较高EGR率循环的工况下，废气通过EGR阀8、EGR冷却器9、三通阀10、EGR压气机13、辅助冷却器14后进入发动机，从而实现较高的EGR率。本实用新型还可以不包括辅助冷却器14，将EGR冷却器9设置在第一支路a1和第二支路a2合流之后的管路上。

废气主回路a的进气端位于发动机的涡轮机6前侧。该废气再循环系统从发动机的涡轮机6前取废气，循环回路短，瞬态响应快。废气主回路a的进气端也可以位于发动机的涡轮机6后侧。

废气主回路a的回气端位于发动机的中冷器3后侧。废气通过EGR阀8、EGR冷却器9，三通阀10流回到中冷器3之后与新鲜进气混合，进入发动机。当然，废气主回路a的回气端也可以位于发动机的中冷器3前侧。

本实用新型实施例还提供了一种发动机，包括废气再循环系统，废气再循环系统为上述任一项实施例提供的废气再循环系统，能够提高EGR系统的驱动压差，实现较高EGR率，降低NOX排放，从而降低发动机泵气损失，降低燃油消耗，其优点是由废气再循环系统带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。