带有冷凝水排出功能的低压废气再循环中冷系统的制作方法

文档序号:14809627发布日期:2018-06-30 04:38阅读:480来源:国知局

本实用新型涉及内燃机技术领域,特别是涉及一种带有冷凝水排出功能的低压废气再循环中冷系统。



背景技术:

内燃机增压技术可以有效的提升内燃机的功率密度,改善内燃机的性能和燃油经济性,近年来被广泛应用于车用内燃机,成为内燃机强化的重要手段。目前,绝大部分的柴油机和高性能汽油机均采用了增压技术。但随着增压发动机不断强化,负荷和燃烧压力的不断提升,会导致发动机的爆震和早燃倾向加剧,同时还会导致NOx排放的恶化。为了在满足日趋严格的排放和燃油经济性法规的同时不断提高发动机的性能,废气再循环(EGR)技术日益受到关注,日渐成为降低NOx排放、提升热效率和燃烧过程控制的重要手段之一。

通过外部中冷EGR稀释,一方面可以降低进气中的氧气浓度和燃烧温度抑制NOx生成,另一方面较低的燃烧温度可以减少传热损失,提高发动机的热效率。随着增压的不断强化以及新型低温燃烧技术的发展,发动机燃烧对进气密度的要求不断提高,低压EGR由于较高的废气引入能力和较小的泵气损失而得到了广泛的关注。为了不断提高进气密度,改善再循环废气的引入能力,需要尽可能的降低废气中冷后温度,但高温废气中冷后温度低于100℃时,废气中的水蒸气会不可避免的冷凝为液态水。冷凝水一方面会腐蚀发动机金属部件,另一方面低压EGR模式下液态水滴会撞击高速旋转的压气机叶轮,影响增压器的寿命,严重时甚至可以导致叶轮损毁。因此,在实际的低压EGR模式下,废气中冷后温度通常都高于100℃。为了满足发动机对进气温度和充量密度的要求,需要进一步降低低压EGR再循环废气的冷却后温度,因而有必要设计一种具有除水功能的EGR冷却系统将中冷器后的冷凝水排出。



技术实现要素:

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足,提供一种带有冷凝水排出功能的低压废气再循环中冷系统,在低压EGR模式下将中冷器末端的冷凝水排出,避免冷凝水对发动机和增压器的损坏;同时可以降低中冷后温度阈值,满足发动机对进气温度和充量密度的需求,改善发动机的性能。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:

本实用新型提供一种带有冷凝水排出功能的低压废气再循环中冷系统,其特点在于,其包括冷却器本体和冷凝水排水装置,该冷却器本体包括EGR进气口、冷却器换热片、阻水栅、EGR出气口、冷却液进水管和冷却液出水管,该冷却器换热片的一端连通该EGR进气口、另一端连通该EGR出气口,该冷却器换热片上连通该冷却液进水管和该冷却液出水管,该EGR出气口处设置有该阻水栅;

该冷凝水排水装置包括相互连通的冷凝水集水器和冷凝水排水管,该冷凝水集水器和该冷凝水排水管之间安装有电控冷凝水排水阀,该冷凝水集水器内固定有液位传感器,该液位传感器和该电控冷凝水排水阀均与控制器电连接,该冷凝水集水器位于该EGR出气口和该阻水栅的下方并连通至该冷却器本体,该阻水栅的底端和该冷凝水集水器固定连接。

较佳地,该阻水栅正对该EGR进气口突出形成锥形结构,该阻水栅的锥形侧面上的排气口采用栅形结构。

较佳地,该冷凝水集水器的前段采用斜坡式扩口结构、末段采用窄管形结构。

较佳地,该液位传感器和该电控冷凝水排水阀与该控制器之间均采用信号线连接。

较佳地,该冷却液进水管设置于该冷却器换热片的顶端,该冷却液出水管设置于该冷却器换热片的底端。

在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于:

本实用新型可以将中冷器中的冷凝水排出,避免冷凝水进入进气系统对发动机和增压器的损坏,能够灵活的控制中冷后温度,满足发动机对进气温度和充量密度的需求,有效改善发动机的性能。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的低压废气再循环中冷系统的结构示意图。

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做出创造性劳动的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。

如图1所示,本实施例提供一种带有冷凝水排出功能的低压废气再循环中冷系统,包括冷却器本体和冷凝水排水装置。

该冷却器本体包括EGR进气口1、冷却器换热片2、阻水栅3、EGR出气口4、冷却液进水管8和冷却液出水管9,该冷却器换热片2的一端连通该EGR进气口1、另一端连通该EGR出气口4,该冷却器换热片2的顶端设置连通的该冷却液进水管8、底端设置连通的该冷却液出水管9,该EGR出气口4处设置有该阻水栅3。

该冷凝水排水装置包括相互连通的冷凝水集水器5和冷凝水排水管7,该冷凝水集水器5和该冷凝水排水管7之间安装有电控冷凝水排水阀6,该冷凝水集水器5的内壁上固定有液位传感器10,该液位传感器10和该电控冷凝水排水阀6与控制器之间均通过信号线11连接,该冷凝水集水器5位于该EGR出气口4和该阻水栅3的下方并连通至该冷却器本体,该阻水栅3的底端和该冷凝水集水器5固定连接。

其中,阻水栅3采用特殊的结构设计,针对废气流速较快,阻水栅3正对废气流向(即该EGR进气口)突出形成锥形结构,可以有效的将冷凝水从冷却废气中分离,同时降低了流动阻力损失;阻水栅3的锥形侧面上的排气口采用栅形结构,可进一步分离冷凝水,大幅减少了冷凝水被高速流动的废气冲入EGR出气口的机率,避免了冷凝水进入进气管对发动机的不良影响。

冷凝水集水器5前段采用斜坡式扩口结构,可以有效的收集冷凝水,同时扩口的设计可以降低下方的压力,引导冷凝水进入集水器,提高冷凝水收集效率。冷凝水集水器5末段采用窄管形结构设计,可以提高液位变化敏感度。冷凝水集水器5的内壁面上安装液位传感器10,并将液位信号经由信号线11反馈给电控冷凝水排水阀6。

电控冷凝水排水阀6为现有阀,采用四角星形转子轮设计,同时与圆形排水阀外壳紧密接触,形成四个相互隔离的腔体,有效的隔绝了电控冷凝水排水阀6两侧的管路,避免了中冷器中的废气泄露;转子轮围绕四角星形中心逆时针旋转,旋转方向设置为将靠近冷凝水集水器5侧的腔体容积随着转子的旋转而逐渐减少,将流入腔体内的冷凝水挤入下面的腔体,进而挤入冷凝水排水管7的旋转方向。电控冷凝水排水阀6配备一通过液位信号控制电控冷凝水排水阀6运行状态的控制器,控制器通过信号线11接收液位传感器10传递的液位信号,当液位达到设定值时启动旋转排水功能,当液位低于设定值时停止旋转,这种精巧的结构设计同时实现了隔离和排水的功能。

本实用新型利用精巧的结构设计,在传统的废气再循环中冷系统的基础上加装一套排水装置,避免了冷凝水随中冷废气进入发动机这一技术问题,可以实施更低的中冷后温度,满足了发动机对进气温度和进气密度的需求,有助于改善发动机性能和可靠性,可以有效的替代目前常规的废气再循环中冷系统,具有结构简单和易于实施的特点。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

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