一种发动机冷却与排气热回收系统及汽车的制作方法

1.本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种发动机冷却与排气热回收系统及汽车。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断发展，混动专用的发动机也在不断通过新技术来提升发动机的热效率。目前，主流的方式是为发动机配置废气再循环(exhaust gas re-circulation，egr)系统，egr是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气再次进入气缸，能够降低片排气中的氮氧化物。
3.由于egr装置发热量大，所以需要egr冷却系统冷却以保证其正常工作。现有的汽车egr冷却系统，将egr冷却器的冷却液通入散热器进行散热，这即增加了散热器的散热负荷，又使得从egr装置中吸收的热量没有被充分利用，造成了热能的浪费。
4.对于配置egr系统的增压发动机，egr冷却器从增压器后的排气管路取废气，废气经过egr冷却器后在egr阀的控制下进入增压器，经增压后进入进气歧管。在增压器对废气进行增压的过程中，增压器叶轮会高速旋转，此时如果经egr冷却器冷却后进入增压器的废气中含有大量的水分或杂质，则极易导致增压器损坏，因此，egr系统在容易析水的低温环境等条件下无法使用。
5.因此，亟需提出一种发动机冷却与排气热回收系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的一个方面，本发明提供一种发动机冷却与排气热回收系统，能够在任何工况下使用egr系统进行排气热回收，并利用egr冷却液吸收的热量进行暖机，提高了能量利用率，进一步降低了油耗。
7.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种发动机冷却与排气热回收系统，包括发动机、egr冷却器、暖风机、增压器以及排气管路；
9.所述发动机的出液口与所述egr冷却器的进液口连通，所述egr冷却液的出液口与所述暖风机的进液口通过第一管路连通，所述暖风机的出液口与所述发动机的进液口通过第二管路连通，并形成第一循环回路；
10.所述egr冷却器的进气口与所述排气管路连通，所述egr冷却器的第一出气通路与所述增压器的进气口连通，所述增压器的第一出气口与所述发动机的进气口连通，所述增压器的第二出气口与所述排气管路的进气口连通，并形成第二循环回路；
11.所述egr冷却器的进气口与所述排气管路连通，所述egr冷却器的第二出气通路与所述排气管路连通，并形成第三循环回路。
12.可选地，还包括旁通支路、三通水阀以及控制器；
13.所述三通水阀设置在所述第一管路上，且所述三通水阀的第一出液口与所述暖风
机的进液口连通，所述三通水阀的第二出液口与所述旁通支路的一端连通，所述旁通支路的另一端与所述第二管路连通，所述三通水阀与所述控制器电性连接。
14.可选地，所述第二管路上设有水泵。
15.可选地，还包括压力传感器；
16.所述压力传感器设置在所述第二管路上，所述压力传感器和所述水泵均与所述控制器电性连接，所述控制器能根据所述压力传感器传输的数据信息控制所述水泵的转速。
17.可选地，还包括测速传感器；
18.所述测速传感器设置在所述第二管路上，所述测速传感器和所述水泵均与所述控制器电性连接，所述控制器能根据所述测速传感器传输的数据信息控制所述水泵的转速。
19.可选地，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述暖风机的进液口处，所述温度传感器与所述控制器电性连接，所述控制器能够根据所述温度传感器传输的数据信息控制所述三通水阀的第一出液口和所述三通水阀的第二出液口的开闭。
20.可选地，还包括三通气阀，所述三通气阀的进气口与所述egr冷却器的出气口连通，所述三通气阀的第一出气口与所述egr冷却器的第一出气通路连通，所述三通气阀的第二出气口与所述egr冷却器的第二出气通路连通，所述三通气阀与所述控制器电性连接。
21.可选地，所述三通水阀的第一出液口和所述三通水阀的第二出液口处均设有指示灯。
22.可选地，所述排气管路内设有催化器。
23.根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种汽车，包括车体、汽车总成和上述发动机冷却与排气热回收系统；
24.所述汽车总成设置在所述车体上，所述发动机冷却与排气热回收系统与所述汽车总成相连。
25.本发明的有益效果为：
26.本发明提供一种发动机冷却与排气热回收系统，包括发动机、egr冷却器、暖风机、增压器以及排气管路。当egr需要参与发动机缸内燃烧的工况下，第一循环回路和第二循环回路工作，此时，egr从排气管路取废气，并将废气输送至增压器进行增压，增压后的废气输送至发动机参与燃烧，能够降低废气中的氮氧化物，保护环境。egr冷却器与温度较高的废气进行换热，使egr冷却器内的冷却液升温，升温后的冷却液进入暖风机，为暖风机提供热量，既充分利用了egr从废气处吸收的热量，提高了能量的利用率，又降低了散热器的散热负荷。当遇到环境温度低、或环境温度高水温低、或暖机等工况时，为了避免出现析水情况而损坏增压器，此时，第一循环回路和第三循环回路工作，egr从排气管路处取废气，只与废气进行热量交换，热量交换后的废气返回排气管路，不参与发动机缸内燃烧，这种结构设计，即能够避免增压器损坏，又能充分利用排气管路中的热量给暖风机加热，提高了能量利用率。
附图说明
27.图1为本发明实施例提供的发动机冷却与排气热回收系统的结构示意图。
28.图中：
29.1、发动机；2、egr冷却器；3、暖风机；4、增压器；5、排气管路；6、第一管路；7、第二管
路；8、第一出气通路；9、第二出气通路；10、旁通支路；11、三通水阀；12、水泵；13、三通气阀。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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。此外，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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发明中的具体含义。
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.本发明提供一种发动机冷却与排气热回收系统，能够在任何工况下使用egr系统进行排气热回收，并利用egr冷却液吸收的热量进行暖机，提高了能量利用率，进一步降低了油耗。
35.具体地，如图1所示，该发动机冷却与排气热回收系统包括发动机1、egr冷却器2、暖风机3、增压器4和排气管路5。其中，发动机1的出液口与egr冷却器2的进液口连通，egr冷却液的出液口与暖风机3的进液口通过第一管路6连通，暖风机3的出液口与发动机1的进液口通过第二管路7连通，并形成第一循环回路。第一循环回路内流通冷却液，一方面，能够进行发动机1的冷却；另一方面，温度较高的冷却液流经暖风机3，吹过暖风机3的空气被冷却液加热后，一部分送到风窗玻璃除霜器，一部分送入驾驶室或车厢，提高了能量利用效率，降低了散热器的散热负荷。
36.egr冷却器2的进气口与排气管路5连通，egr冷却器2的第一出气通路8与增压器4的进气口连通，增压器4的第一出气口与发动机1的进气口连通，增压器4的第二出气口与排气管路5的进气口连通，并形成第二循环回路。当egr需要参与发动机1缸内燃烧的工况下，egr从排气管路5取废气，并将废气输送至增压器4进行增压，增压后的废气输送至发动机1参与燃烧，能够降低废气中的氮氧化物，保护环境。
37.egr冷却器2的进气口与排气管路5连通，egr冷却器2的第二出气通路9与排气管路
5连通，并形成第三循环回路。当遇到环境温度低、或环境温度高水温低、或暖机等工况时，为了避免出现析水情况而损坏增压器4，此时，egr从排气管路5处取废气，只与废气进行热量交换，热量交换后的废气返回排气管路5，不参与发动机1缸内燃烧，这种结构设计，即能够避免增压器4损坏，又能充分利用排气管路5中的热量给暖风机3加热，提高了能量利用率。
38.在本实施例中，无论排气管路5中的废气是否参与发动机1缸内燃烧，egr冷却器2均能够利用废气中的热能加热暖风机3，既提高了能量的利用率，避免能量浪费，又避免将热能输送至散热器进行散热，降低了散热器的散热负荷。
39.优选地，上述发动机冷却与排气热回收系统还包括旁通支路10、三通水阀11和控制器。其中，三通水阀11设置在第一管路6上，暖风机3的进液口与三通水阀11的第一出液口相连，旁通支路10的一端与三通水阀11的第二出液口相连，旁通支路10的另一端与第二管路7连通。三通水阀11与控制器电性连接。在本实施例中，由于暖风机3需要根据用户需求打开，因此，控制器控制三通水阀11的第一出液口常闭，控制三通水阀11的第二出液口常开，此时，第一循环回路中的冷却液主要进行发动机1的冷却。当用户打开暖风机3时，控制器控制三通水阀11的第一出液口打开，控制三通水阀11的第二出液口关闭，高温冷却液进入暖风机3，与经过暖风机3的空气换热，提供了能量的利用效率。
40.优选地，可以在第二管路7上设置水泵12。通过设置水泵12，能够根据发动机1的需求调节第一循环回路内冷却液的流速。
41.进一步地，在一个实施例中，可以在第二管路7上设置压力传感器，压力传感器用于测量第二管路7内冷却液的压力，将压力传感器和水泵12均与控制器电性连接，当控制器接收到压力传感器传递的第二管路7压力小的信息时，控制水泵12调节到较大的转速，提高第二管路7内冷却液的压力；当控制器接收到压力传感器传递的第二管路7压力大的信息时，控制水泵12调节到较小的转速，降低第二管路7内冷却液的压力。
42.进一步地，在另一个实施例中，也可以在第二管路7上设置测速传感器，测速传感器用于测量第二管路7内冷却液的流速，将测速传感器和水泵12均与控制器电性连接，当控制器接收到测速传感器传递的第二管路7流速慢的信息时，控制水泵12调节到较大的转速，提高第二管路7内冷却液的流速；当控制器接收到压力传感器传递的第二管路7流速快的信息时，控制水泵12调节到较小的转速，降低第二管路7内冷却液的流速。
43.进一步地，在其他实施例中，还可以在第二管路7上同时设置压力传感器和测速传感器，对第二管路7内的冷却液的流动状态进行检测，根据实际需要设置即可。
44.优选地，可以在暖风机3的进液口处设置温度传感器，温度传感器能够测量第一管路6内的冷却液的温度，并将测量结果传输给控制器，控制器将温度传感器的测量结果与预设温度进行比较，以判定是否将冷却液输送至暖风机3，进而有效保证了为暖风机3提供能量的效率。
45.优选地，上述发动机冷却与排气热回收系统还包括三通气阀13。具体地，三通气阀13的进气口与egr冷却器2的出气口相连，三通气阀13的第一出气口与egr冷却器2的第一出气通路8相连，三通气阀13的第二出气口与egr冷却器2的第二出气通路9相连，并将三通气阀13与控制器电性连接。控制器根据发动机1的当前工况控制三通气阀13的第一出气口和三通气阀13的第二出气口的开闭。当排气管路5内的废气需要参与发动机1的缸内燃烧时，
控制器控制三通气阀13的第一出气口打开，三通气阀13的第二出气口关闭，此时第二循环回路工作。当环境温度低、环境温度高水温低或暖机等工况时，为了避免egr析水损坏增压器4，控制器控制三通气阀13的第一出气口关闭，三通气阀13的第二出气口打开，此时第三循环回路工作。
46.可选地，可以在三通水阀11的第一出液口和三通水阀11的第二出液口处均设置指示灯，方便用于直观地了解上述发动机冷却与排气热回收系统的运行状态，提高用户体验感。
47.进一步地，可以在排气管路5内设置催化器，催化器能够过滤废气中的有害成份，如二氧化碳、二氧化硫以及碳氢化合物等，在本实施例中，催化器为三元催化器。
48.本发明通过三通水阀11的设计，当暖风机3开启时，开启三通水阀11的第一出液口，关闭三通水阀11的第二出液口，将egr冷却器2内完成热量吸收的冷却液输送至暖风机3，利用冷却液内的热量为暖风机3提供热量，充分利用了egr冷却器2吸收的热量，提高了能量的利用率，且无需将egr冷却器2内的热量输送至散热器进行散热，降低了散热器的散热负荷。通过设置三通气阀13，无论发动机1处于何种工况，均能利用废气中的热量，提高了能量利用率。
49.本发明还提供一种汽车，包括车体、汽车总成和上述发动机冷却与排气热回收系统。其中，汽车总成设置在车体上，发动机冷却与排气热回收系统与汽车总成相连。上述汽车的能量利用率较高。
50.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。