低压废气再循环系统的制作方法

1.本发明涉及内燃机术领域，特别涉及一种低压废气再循环系统。


背景技术：

2.为了满足日益严格的油耗和排放法规，汽油机上越来越多的应用lp-egr(low-pressure exhaust gas recirculation，低压废气再循环)技术。汽油机lp-egr可以有效降低油耗、抑制爆震、以及减轻加浓。但是，lp-egr废气中水蒸气含量较高，高湿的lp-egr气体首先流经egr cooler(低压废气再循环冷却器)冷却时会产生冷凝水，在增压器前跟冷空气混合时也也会产生冷凝水，这些冷凝水以液滴形式存在，尤其是冬季进气温度很低，液滴可能结冰，会冲击增压器压气机叶轮，造成损害。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中lp-egr系统中产生的冷凝水结冰会对增压器压气机叶轮造成损伤的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种低压废气再循环系统，用于将发动机产生的部分废气重新引入发动机的内部，低压废气再循环系统包括：进气管路，与发动机的进气口连接，用于将新鲜空气或者废气引入发动机的内部；其中，进气管路包括进气主管路和进气旁通管路，进气主管路的一端与新鲜空气进气管路连通，另一端与发动机的进气口连通，进气主管路连接增压器的增压端口，进气旁通管路的一端连接在进气主管路上且位于增压器的增压端口与进气口之间的位置，进气旁通管路的另一端连接在新鲜空气进气管路上；
5.排气管路，与发动机的排气口连接，用于将发动机产生的废气引出至发动机的外部，其中，排气管路包括排气主管路和出气旁通管路，排气主管路的一端与发动机的排气口连通，排气主管路与催化包连接；排气主管路上连接有增压器的涡轮端口，出气旁通管路的一端连接在排气主管路上且位于增压器的涡轮端口与排气口之间的位置，排气旁通管路的另一端连接在排气主管路上且位于增压器的涡轮端口与催化包之间的管路上；
6.低压废气再循环管路，其一端连接至新鲜空气进气管路处，另一端连接至排气主管路，并位于所述催化包与所述排气主管路的另一端之间的位置上，用于将排气管路中的部分废气引入进气管路；低压废气再循环管路上依次设置有低压废气再循环阀和温度传感器；
7.进气旁通管路上设置有外置泄压阀；出气旁通管路上设置有电控放气阀；
8.发动机控制器获取泄压信号，并根据泄压信号控制低压废气再循环系统的工作状态；
9.其中，泄压信号包括：低压废气再循环阀的开度信号、温度传感器的温度信号和电控放气阀的开度信号。
10.采用上述技术方案，进气旁通管路上设置有外置泄压阀，并且该外置泄压阀的开
启时长通过发动机控制器的指令执行。同时在低压废气再循环管路上布置一个温度传感器。该温度传感器负责判断进气旁通管路的外置泄压阀的开启和时长，防止压气机前废气跟冷空气混合时防止产生冷凝水，避免冲击增压器压气机叶轮，造成损害。
11.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，发动机控制器检测到低压废气再循环阀的开度信号等于零时，低压废气再循环系统处于关闭状态；发动机控制器检测到低压废气再循环阀的开度信号不等于零时，低压废气再循环系统处于工作状态。
12.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环系统处于工作状态时：
13.发动机控制器获取温度信号：
14.当温度信号小于预设低温阀值时，发动机控制器控制外置泄压阀打开；
15.当温度信号大于或等于预设低温阀值时，发动机控制器控制外置泄压阀关闭。
16.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，发动机控制器控制外置泄压阀打开时，发动机控制器控制电控放气阀的开度减小。
17.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环管路上还设置有低压废气再循环冷却器，用于冷却流经低压废气再循环管路上的废气。
18.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环管路上还设置有压感传感器。
19.根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的低压废气再循环系统，进气管路上靠近发动机控制器的位置还设置有中冷器。
20.本发明的有益效果是：
21.本发明提供了一种低压废气再循环系统，低压废气再循环管路，其一端连接至新鲜空气进气管路处，另一端连接至排气管路的下游管路处，用于将排气管路中的部分废气引入进气管路；低压废气再循环管路上依次设置有低压废气再循环阀和温度传感器；进气管路上还设置有进气旁通管路，进气旁通管路上设置有外置泄压阀，并且该外置泄压阀的开启时长通过发动机控制器的指令执行。同时在低压废气再循环管路上布置一个温度传感器。该温度传感器负责判断进气旁通管路的外置泄压阀的开启和时长，防止压气机前废气跟冷空气混合时防止产生冷凝水，避免冲击增压器压气机叶轮，造成损害。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的低压废气再循环系统的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的低压废气再循环系统的电路结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的低压废气再循环系统的控制方法流程示意图。
25.附图标记说明：
26.110、进气管路；
27.1101、外置泄压阀；
28.1102、进气旁通管路；
29.1103、进气主管路；
30.120、发动机；
31.1201、进气口；
32.1202、排气口；
33.130、排气管路；
34.1301、下游管路；
35.1302、上游管路；
36.1303、出气旁通管路；
37.140、电控放气阀；
38.150、低压废气再循环管路；
39.1501、低压废气再循环阀；
40.1502、温度传感器；
41.160、发动机控制器；
42.170、新鲜空气进气管路；
43.180、低压废气再循环冷却器；
44.190、压感传感器；
45.200、中冷器；
46.210、增压器；
47.2101、压气机进气口；
48.2102、压气机出气口；
49.2103、涡轮进气口；
50.2104、涡轮出气口；
51.220、催化包。
具体实施方式
52.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
53.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
54.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
55.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
57.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
58.实施例1
59.为解决现有技术中lp-egr系统中产生的冷凝水结冰会对增压器压气机叶轮造成损伤的问题，如图1-图3所示，本实施例的实施方式公开了一种低压废气再循环系统，用于将发动机产生的部分废气重新引入发动机的内部，低压废气再循环系统包括进气管路110、排气管路130、低压废气再循环管路150。进气管路110与发动机120的进气口1201连接，用于将新鲜空气或者废气引入发动机120的内部；其中，进气管路110包括进气主管路1103和进气旁通管路1102，进气主管路1103的一端与新鲜空气进气管路170连通，另一端与发动机120的进气口1201连通，进气主管路1103连接增压器210的增压端口，进气旁通管路1102的一端连接在进气主管路1103上且位于增压器210的增压端口与进气口1201之间的位置，进气旁通管路1102的另一端连接在新鲜空气进气管路170上。
60.排气管路130与发动机120的排气口1202连接，用于将发动机120产生的废气引出至发动机120的外部，其中，排气管路130包括排气主管路和出气旁通管路1303，排气主管路的一端与发动机120的排气口1202连通，排气主管路与催化包220连接；排气主管路连上连接有增压器210的涡轮端口，出气旁通管路1303的一端连接在排气主管路上且位于增压器210的涡轮端口与排气口1202之间的位置，排气旁通管路1303的另一端连接在排气主管路上且位于增压器210的涡轮端口与催化包220之间的管路上。
61.低压废气再循环管路150，其一端连接至新鲜空气进气管路170处，另一端连接至排气主管路130，并位于催化包与排气主管路的另一端之间的位置上，用于将排气管路130中的部分废气引入进气管路110；低压废气再循环管路150上依次设置有低压废气再循环阀1501和温度传感器1502。
62.进气旁通管路1102上设置有外置泄压阀1101；出气旁通管路1303上设置有电控放气阀140；
63.发动机控制器160获取泄压信号，并根据泄压信号控制低压废气再循环系统的工作状态；
64.其中，泄压信号包括：低压废气再循环阀1501的开度信号、温度传感器1502的温度信号和电控放气阀140的开度信号。
65.再具体的，增压器210的增压端口包括压气机进气口2101，压气机出气口2102，涡轮端口包括涡轮进气口2103和涡轮出气口2104。
66.如图1所示，具体的，压气机进气口2101与图1中所示的新鲜空气进气管路170连通，压气机出气口2102与进气主管路1103连通，其中进气主管路1103的一端与压气机出气口2102连通，另一端连通至发动机120的进气口1201。另外，进气旁通管路1102定义为其一端与新鲜空气进气管路170连通，另一端设置在进气主管路1103上并与进气主管路1103连
通。
67.排气管路130设置有如图1所示的排气主管路和出气旁通管路1303，排气主管路的上游管路1302的一端连通发动机120的出气口1202，另一端连通到涡轮进气口2103，并且如图1所示的涡轮出气口2104左端的管路定义为排气管路130的下游管路1301；出气旁通管路1303的一端连接在上文所指的排气管路130的上游管路1302上，另一端连接至下游管路1301，发动机120排出的废气一部分经该上游管路1302进入到增压器210再进入下游管路1301，一部分废气经过出气旁通管路1303且不经过增压器210直接进入到下游管路1301。另外，电控放气阀140设置在出气旁通管路1303上。
68.低压废气再循环管路150的一端与该下游管路1301连通，另一端与新鲜空气进气管路170交汇连通，并在该交汇处汇集新鲜空气进气管路170进入的空气，进气旁通管路1102进入的高温气体以及低压废气再循环管路150进入的废气，这三种气体混合通过压气机进气口2101进入到增压器210内。
69.具体的，进气旁通管路1102上设置外置泄压阀1101，并且该外置泄压阀1101的开启时长通过发动机控制器160的指令执行。同时在低压废气再循环管路150上布置一个温度传感器1502。该温度传感器1502负责判断进气旁通管路1102的外置泄压阀1101的开启和时长，防止在增压器210前废气跟冷空气混合时防止产生冷凝水，避免冲击增压器210的压气机叶轮，造成损害。
70.具体的，温度传感器1502负责判断低压废气再循环管路150的温度，低于预设低温阀值时，废气跟冷空气混合时由于可能会产生冷凝水，冲击增压器210的压气机叶轮，造成损害。因此，当判断出温度低于预设低温阀值时，则将该温度信息发送给发动机控制器160，从而控制外置泄压阀1101打开，将经过增压器210后增压加热形成的高温气体经外置泄压阀1101所在的进气旁通管路1102再次循环流经增压器210，防止低温的低压废气再循环系统中的废气在增压器210前冷却产生冷凝水；当温度传感器1502判断低压废气再循环管路150的温度不低于预设低温阀值，则关闭外置泄压阀1101。其中，预设低温阀值将在下文做具体限定。
71.另外，外置泄压阀1101为现有技术中常使用的泄压阀，具体根据实际需要选择其型号，本实施例对此不做具体限定。温度传感器1502的型号可以为：pt100，也可以为其他型号，具体根据实际需要选择，本实施例对此不做具体限定。
72.另外，排气管路130的下游管路1301上还设置有催化包220，用于将废气中会排放出一氧化碳等有害气体转化成氮气，减低排放污染。
73.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，泄压信号包括：低压废气再循环阀1501的开度信号、温度传感器1502的温度信号和电控放气阀140的开度信号。
74.具体的，低压废气再循环阀1501将低压废气再循环阀1501的开度信号发送给发动机控制器160；温度传感器1502将温度信号发送给发动机控制器160；电控放气阀140将电控放气阀140的开度信号发送给发动机控制器160，发动机控制器160根据低压废气再循环阀1501的开度信号、温度传感器1502的温度信号和电控放气阀140的开度信号控制低压废气再循环系统的工作状态。具体的控制过程将在下文做详尽描述。
75.另外，电控放气阀140的型号可以为：q921f-16s，也可以为其他型号，具体根据实
际需要选择，本实施例对此不做具体限定。电发动机控制器160的型号可以为：mrs16，也可以为其他型号，具体根据实际需要选择，本实施例对此不做具体限定。
76.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，发动机控制器160检测到低压废气再循环阀1501的开度信号等于零时，低压废气再循环系统处于关闭状态；发动机控制器160检测到低压废气再循环阀1501的开度信号不等于零时，低压废气再循环系统处于工作状态。
77.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环系统处于工作状态时：发动机控制器160获取温度信号：当温度信号小于预设低温阀值时，需要理解的是，预设低温阀值可设定为0摄氏度，判定此时低压废气再循环系统中的废气中的循环气体的温度较低，发动机控制器160控制外置泄压阀1101，通过外置泄压阀1101将经过增压器210后增压加热形成的高温气体经外置泄压阀1101所在的进气旁通管路1102再次循环流经增压器210，防止低温的低压废气再循环系统中的废气在增压器210前冷却产生冷凝水，这些冷凝水以液滴形式存在，尤其是冬季进气温度很低，液滴可能结冰，会冲击增压器210的压气机叶轮，造成损害。当温度信号大于预设低温阀值时，判定此时低压废气再循环系统中的废气中的温度不会太低，此时，可以控制外置泄压阀1101关闭。
78.另外，预设低压阀值也可以根据低压废气再循环系统中的废气冷凝形成冷凝水时所需的温度而定，本实施例对此不做具体限定。
79.并且，电控放气阀140负责把发动机120产生的废气不经过增压器210直接排出去，这样既保证了增压器210的压力的稳定也可以调节增压器210的涡轮叶片不至于转的太快达到自我毁灭的速度。另外，发动机控制器160控制外置泄压阀1101打开时，由于一部分气体回流至进气旁通管路1102导致进入到发动机120的气体压力减小，为避免进气量过小影响增压器210的转速和进气量，可以通过发动机控制器160控制电控放气阀1505的开度减小，以逐渐减小电控放气阀140的排气功率，使得排气管路130排出的气体进入到增压器210，提高增压器210的转速以提高从空气端口(即下文新鲜空气进气管路170)吸入的气体的进气量，从而弥补外置泄压阀1101开启时的增压损失。
80.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环管路150上还设置有低压废气再循环冷却器180，用于冷却流经低压废气再循环管路150上的废气，防止高温废气与进气管路110的一端输入的空气反应产生湿气，防止湿气在增压器210前跟冷空气混合时产生冷凝水。这些冷凝水以液滴形式存在，尤其是冬季进气温度很低，液滴可能结冰，会冲击增压器210的压气机叶轮，造成损害。
81.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，低压废气再循环管路150上还设置有压感传感器190，用来测量低压废气再循环管路150上流经的废气的流量或压力，从而可以判断其是否满足增压器210的进气所需。压感传感器190的型号可以为：hm10，也可以为其他型号，具体根据实际需要选择，本实施例对此不做具体限定。
82.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，进气管路上靠近发动机控制器160的位置还设置有中冷器200，发动机控
制器160根据温度信号控制外置泄压阀1101的打开或者关闭。当气体进入增压器210增压后其温度会大幅升高，密度也相应变大，而中冷器200正是起到冷却的作用，高温气体经过中冷器200的冷却，再进入发动机120中。如果缺少中冷器200而让增压后的高温空气直接进入发动机120，则会因空气温度过高导致发动机120损坏甚至熄火的现象。中冷器200的型号可以为：1622318800，也可以为其他型号，具体根据实际需要选择，本实施例对此不做具体限定。
83.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，增压器210的型号可以为：a3960905，也可以为其他型号，具体根据实际需要选择，本实施例对此不做具体限定。
84.如图1所示，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的低压废气再循环系统，进气管路110的一端还连接有新鲜空气进气管路170，增压器210的压气机进气口2101与新鲜空气进气管路170连通接收新鲜空气进气管路220的新鲜空气和废气进行压缩，以提高混合气的氧气含量，提高燃烧效率，从而向发动机120的进气口1201输入压缩气体。
85.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。