EGR系统和甲醇发动机的制作方法

egr系统和甲醇发动机
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系统和甲醇发动机。


背景技术：

2.随着排放法规的升级，对氮氧化合物、碳氢化合物及一氧化碳等废气的排放要求也逐步升高。由于废气中含有大量的二氧化碳，而二氧化碳不能燃烧却能吸收热量，使得气缸中的燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量，废气再循环(egr)是净化排气中氮氧化合物的主要方法。
3.目前，egr系统的一个重要挑战是冷凝水的问题。冷凝水一般形成在发动机暖机等工况下，当egr阀关闭时，废气被阻挡在egr阀前面，在流经egr冷却器时，当egr冷却液的温度低于水的露点时，就会在egr冷却器中形成冷凝水。而冷凝水有一定的腐蚀性，长时间经过egr阀到进气管内，一方面腐蚀egr阀，导致egr阀卡滞或损坏，另一方面冷凝水对发动机的进气管垫片、缸体均有腐蚀性，极易破坏机体组织，从而危害发动机寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种egr系统，旨在解决发动机水温较低时起动热机等情况下，egr系统内所产生的冷凝水处理问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的egr系统，包括：
6.发动机、冷却器、水汽分离装置、储水装置、egr阀和ecu电控模块；
7.所述冷却器一端与所述发动机的排气管连通，另一端与所述水汽分离装置的废气进口连通；
8.所述egr阀一端与所述水汽分离装置的废气出口连通，另一端与所述发动机的进气管连通；
9.所述储水装置连接于所述水汽分离装置的排水口和所述发动机的排气管之间；以及
10.所述egr阀与所述ecu电控模块连接。
11.可选地，所述水汽分离装置包括壳体和分离挡板，所述壳体内设有分离腔，所述废气进口和所述废气出口设于所述壳体的两相对侧，并连通所述分离腔，所述分离挡板设于所述分离腔内。
12.可选地，所述分离挡板设置有多个，各所述分离挡板沿所述分离腔的长度延伸方向间隔排布，且沿所述分离腔的宽度延伸方向错位设置。
13.可选地，所述废气进口和所述废气出口沿所述分离腔的宽度延伸方向错位设置，所述废气进口位于所述废气出口下方，且与一所述分离挡板相面对设置。
14.可选地，所述分离挡板上设有过滤网结构，所述过滤网结构设于所述分离挡板的中部；
15.和/或，所述壳体凸设有集液部，所述集液部与所述储水装置相连通，所述集液部
内设有集液腔，并通过所述排水口与所述分离腔连通，所述集液腔位于所述分离腔的下方。
16.可选地，所述储水装置包括储水罐，及连接于所述储水罐的进水口和出水口的第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀与所述水汽分离装置的排水口相连通，所述第二电磁阀与所述发动机的排气管相连通；
17.所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述ecu电控模块连接。
18.可选地，所述储水罐内设有液位传感器，所述液位传感器与所述ecu电控模块连接。
19.可选地，所述发动机上设有水温传感器，所述水温传感器与所述ecu电控模块连接。
20.可选地，所述发动机的进气管的入气口设有空滤器；
21.和/或，所述发动机的排气管的排气口连接催化器。
22.本实用新型还提出一种甲醇发动机，该甲醇发动机包括如上所述的egr系统。
23.本实用新型技术方案通过设置水汽分离装置，对参与再循环的废气进行水汽分离，有效过滤掉发动机燃烧后在经过冷却作用下所形成的废气中的水分，从而降低冷凝水经过egr阀进入进气管的可能，有效延长egr系统的使用寿命。
24.通过设置储水装置对冷凝水进行收集，一方面，有效减少进入进气管的废气的水分含量，进而有效避免冷凝水通过进气管进入发动机气缸内而导致发动机失火引起工作不稳定的情况，进一步延长发动机的使用寿命；另一方面，避免在气温较低的情况下管内出现冷凝水结冰堵塞的问题；此外，将储水装置里所储存的水排至排气管，并利用排气管上的热量使水汽化并扩散至催化器进行催化反应，有效降低污染环境的可能。
附图说明
25.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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本实用新型egr系统一实施例的结构示意图；
27.图2为图1中水汽分离装置的结构示意图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称10发动机24壳体11进气管24a分离腔12排气管25分离挡板13水温传感器26集液部14冷却器30储水装置15egr阀31储水罐16空滤器32第一电磁阀20水汽分离装置33第二电磁阀21废气进口34液位传感器
22废气出口40ecu电控模块23排水口
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30.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作出创造性劳动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。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.本实用新型提出一种egr系统。
36.参照图1至2，在本实用新型实施例中，该egr系统包括发动机10、冷却器14、水汽分离装置20、储水装置30、egr阀15和ecu电控模块40；冷却器14一端与发动机10的排气管12连通，另一端与水汽分离装置20的废气进口21连通；egr阀15一端与水汽分离装置20的废气出口22连通，另一端与发动机10的进气管11连通；储水装置30连接于水汽分离装置20的排水口23和发动机10的排气管12之间；egr阀15与ecu电控模块40连接，通过设置水汽分离装置20，有效分离出废气在冷却器14冷却作用下所产生的冷凝水，并通过储水装置30将冷凝水集中收集，并排放至排气管12进行蒸发，有效降低冷凝水通过进气管11进入发动机10内的可能，进而延长发动机10的使用寿命。
37.egr系统可应用于甲醇发动机10，其中，当发动机10水温低于65℃或者发动机10处于低温环境下时，极易产生冷凝水，因此在egr系统中设置水汽分离装置20和储水装置30，可以有效对egr废气中的水汽进行分离并排除至egr系统外，进而降低egr阀15、发动机气管、垫片等结构的腐蚀风险，从而能明显促进发动机10高效和高可靠性运转能力。
38.egr阀15与ecu电控模块40连接以控制egr阀15的开闭，即，当发动机10在低温环境
下或水温较低时，发动机10处于热机、突然停机等工况下，通过控制egr阀15的关闭，并利用冷却器14和egr阀15之间的气液分离装置进行气液分离，此时，气液分离而出的气体被egr阀15阻挡，水分可集中于储水装置30内；当发动机10热机后，水温达到设定温度后，通过控制egr阀15的开启，此时，气液分离而出的气体可经过egr阀15并通过进气管11进入发动机10实现废气再循环，而发动机10持续产生的废气仍然可以在冷却器14和气液分离装置的作用下不断分离出气体和水分，气体进入发动机10实现废气再循环，水分则进入储水装置30进行集中收集，如此设置，能有效的过滤掉在废气冷却后所产生的冷凝水，换言之，在水温较低，egr阀15未打开前，还是在水温高时，egr阀15已打开的情况下，气液分离装置都能较好的过滤掉发动机10燃烧后在经过冷却作用下所形成的废气中的水分，从而降低冷凝水经过egr阀15进入与发动机10相连的进气管11的可能，有效延长egr系统的使用寿命。
39.此外，水汽分离装置20和储水装置30的设置，在将废气中的水汽进行分离和收集的同时，有效避免排气管12、冷却器14和水汽分离装置20之间、水汽分离装置20和egr阀15之间的连接管等气管留存有水分，进而有效解决发动机10在低温环境下或长时间怠速，以发动机10未常规工作运行、停机后，以及egr阀15处于未开启状态时，因处于低温环境所引起管内冷凝水结冰问题。
40.由于储水装置30连接于水汽分离装置20的排水口23和发动机10的排气管12之间，一方面，能够防止产生的冷凝水堆积无法排出或储存问题，有效减少进入进气管11的废气的水分含量，进而有效避免冷凝水通过进气管11进入发动机10气缸内而导致发动机10失火引起工作不稳定等情况，有利于延长发动机10的使用寿命；另一方面，当储水装置30达到一定储水量，排气管12达到一定温度时，通过将储水装置30里所储存的水排至排气管12，此时排气管12上的热量能够使水汽化并扩散至催化器进行催化反应，能够有效降低污染环境的可能。
41.水汽分离装置20和储水装置30设于egr系统的最低处，便于冷凝水因重力而流至水汽分离装置20和储水装置30，从而加快将egr废气中的水汽进行分离并排除至egr系统外的效率。
42.本实用新型技术方案通过设置水汽分离装置20，对参与再循环的废气进行水汽分离，有效过滤掉发动机10燃烧后在经过冷却作用下所形成的废气中的水分，从而降低冷凝水经过egr阀15进入进气管11的可能，有效延长egr系统的使用寿命。
43.通过设置储水装置30对冷凝水进行收集，一方面，有效减少进入进气管11的废气的水分含量，进而有效避免冷凝水通过进气管11进入发动机10气缸内而导致发动机10失火引起工作不稳定的情况，进一步延长发动机10的使用寿命；另一方面，避免在气温较低的情况下管内出现冷凝水结冰堵塞的问题；此外，将储水装置30里所储存的水排至排气管12，并利用排气管12上的热量使水汽化并扩散至催化器进行催化反应，有效降低污染环境的可能。
44.可选地，在一实施例中，水汽分离装置20包括壳体24和分离挡板25，壳体24内设有分离腔24a，废气进口21和废气出口22设于壳体24的两相对侧，并连通分离腔24a，分离挡板25设于分离腔24a内，如此设置，当带水汽的废气通过废气进口21进入壳体24的分离腔24a内时，废气通过与分离挡板25发生撞击，使得废气中的水分与气体分离，其中，气体由废气出口22流出，水分由排水口23排出，因而有效降低冷凝水通过进气管11进入发动机10内的
可能，进而延长发动机10的使用寿命，同时，避免在气温较低的情况下气管内、壳体24内出现冷凝水结冰堵塞的问题。
45.参照图2，在一实施例中，分离挡板25设置有多个，各分离挡板25沿分离腔24a的长度延伸方向间隔排布，且沿分离腔24a的宽度延伸方向错位设置，如此能够在分离腔24a内构造形成蜿蜒的废气通道，使得废气在扩散过程中不断与各分离挡板25发生撞击，进而使废气内的水分和气体相互分离，有效提高水汽分离装置20的水汽分离效果。此外，分离挡板25的设置能够有效减小气体的流动阻力。
46.进一步地，在一实施例中，废气进口21和废气出口22沿分离腔24a的宽度延伸方向错位设置，废气进口21位于废气出口22下方，且与一分离挡板25相面对设置，即，该分离挡板25位于开设有废气出口22的腔壁的正前方，且阻挡废气的流动，以当废气经由废气进口21进入分离腔24a后，便率先与该分离挡板25发生撞击，进而加快分离效率。而废气出口22位于废气进口21的上方，则方便分离出的气体的扩散，加快气体经由废气出口22流出壳体24的速度。然于其他实施例中，废气进口21和废气出口22可设置于同一高度。
47.可选地，在一实施例中，分离挡板25上设有过滤网结构，过滤网结构设于分离挡板25的中部，有利于进一步提升分离挡板25的分离效果，使废气撞击过滤网结构后，水分沿分离挡板25流动至集中于排水口23，气体可穿过过滤网结构，并向废气出口22扩散。
48.可选地，在一实施例中，壳体24凸设有集液部26，集液部26与储水装置30相连通，集液部26内设有集液腔，并通过排水口23与分离腔24a连通，集液腔位于分离腔24a的下方，通过排水口23使集液腔和分离腔24a相连通，且集液腔位于分离腔24a的下方，便于分离出的水因重力集中排入集液腔内，而利用集液部26与储水装置30的连通，既能够方便与储水装置30的连接，还能够进一步将分离出的水储存至储水装置30内，有效避免分离腔24a内积水过多导致由废气出口22排出的废气仍含有较多水分，以及在低温情况下分离腔24a内出现结冰现象等问题。
49.具体地，如图1所示，在一实施例中，储水装置30包括储水罐31，及连接于储水罐31的进水口和出水口的第一电磁阀32和第二电磁阀33，第一电磁阀32与水汽分离装置20的排水口23相连通，第二电磁阀33与发动机10的排气管12相连通；第一电磁阀32和第二电磁阀33均与ecu电控模块40连接，进而当储水罐31内蓄一定水量后，通过ecu电控模块40控制第一电磁阀32关闭，阻断水汽分离装置20的排水口23与储水罐31的进水口间的通道，并通过ecu电控模块40控制第二电磁阀33开启，使得储水罐31内的水排放至排气管12内，并利用排气管12上的热量进行蒸发汽化，进而汽化后产生的气体扩散至催化器内进行催化反应，因而能够在极大程度上降低对外界环境的污染。
50.具体地，在一实施例中，其特征在于，储水罐31内设有液位传感器34，液位传感器34与ecu电控模块40连接，进而实时监控储水罐31内的储水量，以当液位传感器34检测到储水罐31内的水位达到设定位置时，能够通过液位传感器34发送相应的信号指令至ecu电控模块40，促使ecu电控模块40快速关闭第一电磁阀32，并开启第二电磁阀33，有效避免储水罐31内的水溢出至水汽分离装置20，降低水汽分离装置20和储水罐31内出现结冰现象的可能，以及确保扩散至egr阀15的废气的水分含量尽可能低。
51.参照图1，在一实施例中，发动机10上设有水温传感器13，水温传感器13与ecu电控模块40连接，进而实时监控发动机10内冷却水的温度，以当水温达到设定温度值，如高于65
℃时，能够通过水温传感器13发送相应的信号指令至ecu电控模块40，促使ecu电控模块40打开egr阀15，使经过水汽分离装置20分离作用的废气经过egr阀15流入进气管11，并流向发动机10内参与燃烧，实现废气的再循环。
52.参照图1，在一实施例中，发动机10的进气管11的入气口设有空滤器16，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气；同时大大降低发动机10内活塞组及气缸的磨损程度。
53.可选地，在一实施例中，发动机10的排气管12的排气口连接催化器，进而利用催化器对废气进一步净化，从而减少有害气体的排放量，降低对外界环境的污染。
54.本实用新型还提出一种甲醇发动机，该甲醇发动机包括egr系统，该egr系统的具体结构参照上述实施例，由于本甲醇发动机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
55.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种egr系统，其特征在于，包括：发动机、冷却器、水汽分离装置、储水装置、egr阀和ecu电控模块；所述冷却器一端与所述发动机的排气管连通，另一端与所述水汽分离装置的废气进口连通；所述egr阀一端与所述水汽分离装置的废气出口连通，另一端与所述发动机的进气管连通；所述储水装置连接于所述水汽分离装置的排水口和所述发动机的排气管之间；以及所述egr阀与所述ecu电控模块连接。2.如权利要求1所述的egr系统，其特征在于，所述水汽分离装置包括壳体和分离挡板，所述壳体内设有分离腔，所述废气进口和所述废气出口设于所述壳体的两相对侧，并连通所述分离腔，所述分离挡板设于所述分离腔内。3.如权利要求2所述的egr系统，其特征在于，所述分离挡板设置有多个，各所述分离挡板沿所述分离腔的长度延伸方向间隔排布，且沿所述分离腔的宽度延伸方向错位设置。4.如权利要求3所述的egr系统，其特征在于，所述废气进口和所述废气出口沿所述分离腔的宽度延伸方向错位设置，所述废气进口位于所述废气出口下方，且与一所述分离挡板相面对设置。5.如权利要求2所述的egr系统，其特征在于，所述分离挡板上设有过滤网结构，所述过滤网结构设于所述分离挡板的中部；和/或，所述壳体凸设有集液部，所述集液部与所述储水装置相连通，所述集液部内设有集液腔，并通过所述排水口与所述分离腔连通，所述集液腔位于所述分离腔的下方。6.如权利要求1所述的egr系统，其特征在于，所述储水装置包括储水罐，及连接于所述储水罐的进水口和出水口的第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀与所述水汽分离装置的排水口相连通，所述第二电磁阀与所述发动机的排气管相连通；所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述ecu电控模块连接。7.如权利要求6所述的egr系统，其特征在于，所述储水罐内设有液位传感器，所述液位传感器与所述ecu电控模块连接。8.如权利要求1所述的egr系统，其特征在于，所述发动机上设有水温传感器，所述水温传感器与所述ecu电控模块连接。9.如权利要求1所述的egr系统，其特征在于，所述发动机的进气管的入气口设有空滤器；和/或，所述发动机的排气管的排气口连接催化器。10.一种甲醇发动机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的egr系统。

技术总结
本实用新型公开一种EGR系统和甲醇发动机，其中，EGR系统包括发动机、冷却器、水汽分离装置、储水装置、EGR阀和ECU电控模块；所述冷却器一端与所述发动机的排气管连通，另一端与所述水汽分离装置的废气进口连通；所述EGR阀一端与所述水汽分离装置的废气出口连通，另一端与所述发动机的进气管连通；所述储水装置连接于所述水汽分离装置的排水口和所述发动机的排气管之间；所述EGR阀与所述ECU电控模块连接。本实用新型技术方案能够解决发动机水温较低时起动热机等情况下，EGR系统内所产生的冷凝水处理问题。凝水处理问题。凝水处理问题。


技术研发人员：孙长春 尚卫 姜岩 金海林
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/6/7