一种EGR冷却器控制结构以及发动机的制作方法

一种egr冷却器控制结构以及发动机
技术领域
1.本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种egr冷却器控制结构以及发动机。


背景技术：

2.废气再循环(egr)：将发动机排出的废气重新引入进气管和新鲜气体混合后进入燃烧室进行燃烧，此举有效可降低发动机nox排放。现有的废气再循环中采用egr冷却器的技术中，egr冷却器使用寿命较短，egr冷却器布置时发动机占用空间大的问题。
3.因此，如何在延长egr冷却器的使用寿命的同时减少发动机占用空间，是本领域技术人员函待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种egr冷却器控制结构以及发动机，以在延长egr冷却器的使用寿命的同时减少发动机占用空间。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种egr冷却器控制结构，用于发动机，发动机包括排气管路、进气管路和水套，egr冷却器控制结构包括：
6.气路通道，气路通道穿过水套并连通排气管路和进气管路以形成第一气路；
7.egr冷却器，egr冷却器连通排气管路和进气管路以形成第二气路；
8.第一控制元件，第一控制元件设置在第一气路并控制第一气路的通断；以及
9.第二控制元件，第二控制元件设置在第二气路并控制第二气路的通断。
10.本实用新型一些实施例中，气路通道穿过水套的全部或部分。
11.本实用新型一些实施例中，气路通道设置于发动机的机体上或者发动机的缸盖上。
12.本实用新型一些实施例中，第一气路靠近进气管路的一端设置有第一单向阀。
13.本实用新型一些实施例中，第二气路靠近进气管路的一端设置有第二单向阀。
14.本实用新型一些实施例中，第一控制元件设置在第一气路靠近排气管路的一端。
15.本实用新型一些实施例中，第二控制元件设置在第二气路靠近排气管路的一端。
16.本实用新型一些实施例中，egr冷却器为一个或者为至少两个。
17.本实用新型一些实施例中，egr冷却器为至少两个时，至少两个egr冷却器并联设置，且每个egr冷却器由一个第二控制元件控制气路的通断。
18.本实用新型还公开了一种发动机，包括如上述任一项的egr冷却器控制结构。
19.使用本实用新型的egr冷却器控制结构时，通过调节第一控制元件和第二控制元件可以实现第一气路和/或第二气路的通断，从而能够实现由排气管路排出的废气经过第一控制元件、气路通道和进气管路，和/或排气管路排出的废气经过第二控制元件、egr冷却器和进气管路。在部分负荷下egr冷却器不工作，减少egr冷却器运行时长，延长了egr冷却器的使用寿命；通过使用发动机本体气路通道，利用发动机内水套对废气进行冷却，减少发动机本体零部件数量，使发动机更加紧凑，从而减小的发动机的占用空间。
附图说明
20.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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例所提供的一种egr冷却器控制结构的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例所提供的另一种egr冷却器控制结构的流程示意图；
23.图3为本实用新型实施例所提供的一种发动机不同运行工况下的扭矩和转速对应关系。
24.其中：100为发动机、200为气路通道、300为egr冷却器、400为第一控制元件、500为第二控制元件、600为第一单向阀、700为第二单向阀、101为排气管路、102为进气管路、103为水套。
具体实施方式
25.控制元件：可以控制气路走向的一种控制元件。
26.单向阀：仅允许单向流通的一种控制元件。
27.废气再循环(egr)：将发动机排出的废气重新引入进气管和新鲜气体混合后进入燃烧室进行燃烧，此举有效可降低发动机nox排放。
28.egr冷却器：废气再循环过程中，用于冷却废气的冷却器，内部充满冷却液，用于降低废气温度。
29.本实用新型的核心是提供一种egr冷却器控制结构以及发动机，以在延长egr冷却器的使用寿命的同时减少发动机占用空间。
30.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
31.请参考图1至图3，本实用新型公开的一种egr冷却器控制结构，用于发动机100，发动机100包括排气管路101、进气管路102和水套103，egr冷却器控制结构包括：气路通道200、egr冷却器300、第一控制元件400和第二控制元件500，其中，气路通道200穿过水套103并连通排气管路101和进气管路102以形成第一气路；egr冷却器300连通排气管路101和进气管路102以形成第二气路；第一控制元件400设置在第一气路并控制第一气路的通断；以及第二控制元件500设置在第二气路并控制第二气路的通断。
32.使用本实用新型的egr冷却器控制结构时，通过调节第一控制元件400和第二控制元件500可以实现第一气路和/或第二气路的通断，从而能够实现由排气管路101排出的废气经过第一控制元件400、气路通道200和进气管路102，和/或排气管路101排出的废气经过第二控制元件500、egr冷却器300和进气管路102。在部分负荷下egr冷却器300不工作，减少egr冷却器300运行时长，延长了egr冷却器300的使用寿命；通过使用气路通道200，利用发动机100内水套103对废气进行冷却，减少发动机100零部件数量，使发动机100更加紧凑，从而减小的发动机100的占用空间。
33.具体的上述过程可以具体分解为以下过程：
34.正常运行时，第一控制元件400截断，第二控制元件500导通，部分发动机100废气
从排气管路101，经第二控制元件500、egr冷却器300进入进气管路102。
35.第二控制元件500截断，第一控制元件400导通，部分发动机100废气从排气管路101，经第一控制元件400、气路通道200进入进气管路102。此过程中，egr冷却器300不工作，减少egr冷却器300运行时长，延长了egr冷却器300的使用寿命。通过使用气路通道200，利用发动机100的水套103，来充当egr冷却器300，减少发动机100本体零部件数量，使发动机100更加紧凑。
36.第一控制元件400导通，第二控制元件500导通，部分发动机100废气从排气管路101，经第二控制元件500、egr冷却器300进入进气管路102；部分发动机100废气从排气管路101，经第一控制元件400、气路通道200进入进气管路102。
37.由上述描述可知，利用第一控制元件400和第二控制元件500调节使用egr冷却器300和气路通道200的配合，实现废气冷后温度的控制，完成发动机100热管理。
38.本实用新型的一些实施例中还可根据发动机100的具体运行工况进行调节：
39.当发动机100运行至第一区域范围内时，第一控制元件400关闭，仅第二控制元件500打开，发动机100废气不经egr冷却器300，穿过气路通道200，利用发动机100内部的水套103中的水来冷却，进入进气管路102，解决发动机100低负荷时的温度过低导致的积碳的问题。
40.当发动机100运行至第二区域范围内时，发动机100根据运行需求，选择第一控制元件400和第二控制元件500均打开，通过第一控制元件400和第二控制元件500的开度，让发动机100废气分别经egr冷却器300及气路通道200后，进入进气管路102，即部分发动机100废气进入的气路通道200，利用发动机100内部的水套103中的水来冷却，部分发动机100废气经过egr冷却器300，利用egr冷却器300来进行冷却。即通过第一控制元件400和第二控制元件500的开度调节，来实现最优的冷后混合温度，进而实现最优的换热效率。
41.当发动机100运行至第三区域范围内时，第一控制元件400打开，第二控制元件500关闭，发动机100废气仅经egr冷却器300冷却后，进入进气管路102，实现发动机100高速高负荷工况的egr率及egr冷后温度需求。
42.上述第一区域、第二区域和第三区域不同的发动机100所对应的值有所差异，图3中仅仅进行了举例，其中第一区域、第二区域和第三区域根据发动机100的转速和扭矩进行划分。
43.需要说明的是，上述气路通道200穿过水套103的全部或部分。只要能够实现气路通道200与水套103中的水进热交换均在本实用新型的保护范围。
44.因为发动机100的缸盖或机体本身是内衬水套的结构，所以可以设计单独的水套103，也可以借用原缸盖或机体内结构。
45.即高温废气可以从气路通道200通过机体或缸盖内内嵌单独的水套103来实现降温，也可以从气路通道200直接通过带水套的缸盖或机体来实现降温。若是无需内嵌，可以节省零部件数量，发动机更为紧凑和简洁。
46.气路通道200设置于发动机100的机体和/或发动机100的缸盖上。气路通道200的具体结构形式可根据发动机100的具体的结构的调整进行调整，只要具有容纳废气通过的通道均可以理解为本实用新型的气路通道200。
47.为了有效防止进气管路102中的气体流入至第一气路中，本实用新型一些实施例
中，第一气路靠近进气管路102的一端设置有第一单向阀600。
48.为了有效防止进气管路102中的气体流入至第二气路中，本实用新型一些实施例中，第二气路靠近进气管路102的一端设置有第二单向阀700。
49.第一控制元件400可设置在第一气路靠近进气管路102的一端，还可设置在第一气路靠近排气管路101的一端，还可设置在第一气路的中部，只要能够控制第一气路的通断均可。本实用新型一些实施例中，第一控制元件400设置在第一气路靠近排气管路101的一端。进一步的，该第一控制元件400位于气路通道200与排气管路101之间。
50.第一控制元件400可设置在第二气路靠近进气管路102的一端，还可设置在第二气路靠近排气管路101的一端，还可设置在第二气路的中部，只要能够控制第一气路的通断均可。本实用新型一些实施例中，第二控制元件500设置在第二气路靠近排气管路101的一端。进一步的，该第二控制元件500位于egr冷却器300与排气管路101之间。
51.本实用新型一些实施例中，egr冷却器300为一个或者为至少两个。
52.本实用新型一些实施例中，egr冷却器300为至少两个时，至少两个egr冷却器300并联设置，且每个egr冷却器300由一个第二控制元件500控制气路的通断。
53.本实用新型还公开了一种发动机100，包括如上述任一项的egr冷却器控制结构。由于上述egr冷却器控制结构具有以上有益效果，包括该egr冷却器控制结构的发动机100也具有相应的效果，此处不再赘述。
54.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请本实用新型相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
55.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
56.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
58.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
59.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所+执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
60.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。