一种分离出EGR废气中水汽的方法及系统与流程

一种分离出egr废气中水汽的方法及系统
技术领域
[0001]
本发明涉及egr技术领域，更具体地说，它涉及一种分离出egr废气中水汽的方法及系统。


背景技术：

[0002]
为了满足当前极为苛刻的国六排放法规，发动机普遍采用高压egr+后处理的燃烧排放技术路线，egr系统中重要的挑战之一便是废气中携带的水汽。然而，当前开发的国六发动机及市场已批量销售的发动机基本都未设计有专门egr废气除水装置。当egr冷却液的温度低于水的露点，就会在egr冷却器中形成冷凝物。随着冷凝物的累积，egr系统的压力降增加，同时这种冷凝物通常呈现较低的ph值(<3)，若进入到缸内会造成发动机腐蚀和磨损。此外，egr废气中携带的大量水汽影响发动机对egr率的瞬态控制精度和发动机的空燃比稳定性控制。冷凝物的形成主要发生在发动机的暖机过程和环境空气相对湿度较高的情况下。这对发动机的控制稳定性，性能以及可靠性带来了巨大的挑战。


技术实现要素：

[0003]
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种可以有效分离出egr废气中水汽的方法。
[0004]
本发明的目的二是提供一种可以有效分离出egr废气中水汽的系统。
[0005]
为了实现上述目的一，本发明提供一种分离出egr废气中水汽的方法，其特征在于，该方法是在egr冷却器与高压egr阀之间的egr管上分别设置一冷却装置和水汽分离装置，向所述冷却装置输入冷却液，egr废气经过所述冷却装置冷却后进入所述水汽分离装置将egr废气中的水汽冷凝分离出来。
[0006]
作为进一步地改进，所述冷却液来源于进气中冷器。
[0007]
为了实现上述目的二，本发明提供一种分离出egr废气中水汽的系统，包括通过egr管连接的egr冷却器、高压egr阀，其特征在于，自所述egr冷却器至所述高压egr阀之间的egr管上依次设有冷却装置和水汽分离装置，所述冷却装置通过冷却水管连接进气中冷器的冷却水腔，所述水汽分离装置所在位置的高度均低于所述egr冷却器、冷却装置、进气中冷器的位置。
[0008]
作为进一步地改进，所述冷却装置的结构与所述egr冷却器的结构相同。
[0009]
进一步地，所述冷却装置包括导热管、将所述导热管包裹的外壳，所述导热管与外壳之间形成导热腔，所述外壳的底部设有连通所述导热腔的进水口，所述外壳的顶部设有连通所述导热腔的出水口，所述导热管的两端分别设有进气口和出气口。
[0010]
进一步地，所述进水口、出水口分别位于所述外壳的对角。
[0011]
进一步地，所述导热管设有多个贯穿其上下两侧的过水管，所述过水管连通所述导热腔。
[0012]
进一步地，所述水汽分离装置包括分离壳，所述分离壳的顶部设有出气管，所述分
离壳内设有连接所述出气管的分离管，所述分离壳的上端一侧设有与所述分离壳内壁相切布置的进气管。
[0013]
进一步地，所述分离壳的底部设有储水桶，所述储水桶的底部设有压力水阀。
[0014]
进一步地，所述分离壳通过锥形管连接所述储水桶。
[0015]
有益效果
[0016]
本发明与现有技术相比，具有的优点为：本发明通过在egr冷却器与高压egr阀之间的egr管上分别设置一冷却装置和水汽分离装置，可以有效对egr废气中的水汽进行分离并排除至egr系统外，将能明显促进发动机高效和高可靠性运转能力。本发明在保持原有egr系统功能不变的基础上，只增加一个冷却装置和水汽分离装置的低成本设计，便能有效分离出egr废气中的大量水汽并顺利排除至egr系统外。此外，本提案有助于降低egr系统压降、降低egr阀的低温结冰风险和缩短发动机的暖机过程，从而明显提高国六发动机的性能、可靠性和控制稳定性。
附图说明
[0017]
图1为传统技术的结构示意图；
[0018]
图2为本发明的结构示意图；
[0019]
图3为本发明中冷却装置的结构示意图；
[0020]
图4为本发明中水汽分离装置的结构示意图。
[0021]
其中：1-egr冷却器、2-高压egr阀、3-egr管、4-冷却装置、5-水汽分离装置、6-进气中冷器、7-冷却水管、8-导热管、9-外壳、10-导热腔、11-进水口、12-出水口、13-进气口、14-出气口、15-过水管、16-分离壳、17-出气管、18-分离管、19-进气管、20-储水桶、21-压力水阀、22-锥形管、23-发动机、24-增压器、25-节气门。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0023]
参阅图1，现有的发动机系统如图1所示，空气依次通过增压器24、进气中冷器6、节气门25进入发动机23的进气歧管，发动机23的一部分废气依次通过egr冷却器1、高压egr阀2进入发动机23的进气歧管。
[0024]
参阅图2-4，本发明的一种分离出egr废气中水汽的方法，该方法是在egr冷却器1与高压egr阀2之间的egr管3上分别设置一冷却装置4和水汽分离装置5，向冷却装置4输入冷却液，egr废气经过冷却装置4冷却后进入水汽分离装置5将egr废气中的水汽冷凝分离出来。冷却液来源于进气中冷器6。
[0025]
一种分离出egr废气中水汽的系统，包括通过egr管3连接的egr冷却器1、高压egr阀2，自egr冷却器1至高压egr阀2之间的egr管3上依次设有冷却装置4和水汽分离装置5。冷却装置4通过冷却水管7连接进气中冷器6的冷却水腔，进气中冷器6的冷却水腔内的冷却水温度较低，可以有效对冷却装置4内的废气进行冷却。egr废气依次经过搭配的egr冷却器1、冷却装置4后温度明显得到降低，在进入水汽分离装置5后废气中的大部分水汽被冷凝分离出来并储存在水汽分离装置5中。水汽分离装置5所在位置的高度均低于egr冷却器1、冷却装置4、进气中冷器6的位置，冷凝水能迅速排出并流至水汽分离装置5中。
[0026]
在本实施例中，冷却装置4的结构与egr冷却器1的结构相同，冷却装置4的尺寸可以小于egr冷却器1的尺寸。
[0027]
在其他实施例中，冷却装置4包括导热管8、将导热管8包裹的外壳9，导热管8与外壳9之间形成导热腔10，外壳9的底部设有连通导热腔10的进水口11，外壳9的顶部设有连通导热腔10的出水口12，导热管8的两端分别设有进气口13和出气口14。进水口11、出水口12分别位于外壳9的对角。导热管8设有多个贯穿其上下两侧的过水管15，过水管15连通导热腔10，可以增大接触面积，提高热传导。
[0028]
水汽分离装置5包括分离壳16，分离壳16的顶部设有出气管17，分离壳16内设有连接出气管17的分离管18，分离壳16的上端一侧设有与分离壳16内壁相切布置的进气管19。分离壳16的底部设有储水桶20，储水桶20的底部设有压力水阀21。水汽进入分离壳16后沿分离壳16的内壁高速旋转，气体从分离管18排出，水分流入储水桶20。储水桶20中的水压达到设定限值时，底部的压力水阀21会自动打开泄压，因此，水汽分离装置5具有连续性工作的能力。分离壳16通过锥形管22连接储水桶20。
[0029]
本发明通过在egr冷却器与高压egr阀之间的egr管上分别设置一冷却装置和水汽分离装置，可以有效对egr废气中的水汽进行分离并排除至egr系统外，将能明显促进发动机高效和高可靠性运转能力。本发明在保持原有egr系统功能不变的基础上，只增加一个冷却装置和水汽分离装置的低成本设计，便能有效分离出egr废气中的大量水汽并顺利排除至egr系统外。此外，本提案有助于降低egr系统压降、降低egr阀的低温结冰风险和缩短发动机的暖机过程，从而明显提高国六发动机的性能、可靠性和控制稳定性。
[0030]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。