一种EGR阀组的制作方法

一种egr阀组
技术领域
1.本发明实施例涉及可控阀技术，尤其涉及一种egr阀组。


背景技术：

2.egr(exhaust gas recirculation)是废气再循环的简称，废气再循环是指内燃机燃烧后的部分废气重新进入燃烧室，主要目的为降低氮氧化物排放量并提高内燃机在中低负荷下的燃料经济性。
3.对于传统的自然吸气发动机则是无高低压之分的，而对带涡轮增压器的汽油机egr系统分为高压egr系统和低压egr系统，在压轮之前取废气的称之为高压egr系统，在涡轮之后取废气的称之为低压egr系统。相比高压egr系统，低压egr系统的优势在于排气经过压轮、中冷器，平均分配到4个气缸中，因此四个缸的燃烧比较均匀，各缸的燃烧一致性比较好。另外，废气100％都经过压轮，使其响应速率提高，减少了涡轮迟滞现象。
4.但对于低压egr系统而言，废气与新鲜进气混合后，在某些工况下会析出大量的水，若水经过增压器增压，则会对增压器叶片造成损坏，因此很多情况下，出于保护增压器叶片的目的，对于载有低压egr系统的发动机，需要限制其egr使用的工况，即在废气与新鲜进气混合后析水量较多的工况下不能使用egr。


技术实现要素：

5.本发明提供一种egr阀组，以达到满足低压egr系统中的混合气体气水分离要求的目的。
6.本发明实施例提供了一种egr阀组，包括：气液分离管和egr阀，其中，所述气液分离管包括主管、第一支管、第二支管、排液支管以及风阻板；
7.所述主管的第一开口用于与压气机相连接；
8.所述主管的第二开口位置安装所述第一支管，所述主管的第二开口位置还与所述排液支管相连接；
9.所述第二支管的第一开口与所述主管固定连接，所述第二支管的第二开口与所述egr阀相连接；
10.沿自所述主管的第一开口至第二开口的轴线将所述主管分别第一半区和第二半区，所述第一支管和所述第二支管位于所述主管的同一半区，所述第一支管与所述排液支管位于所述主管的不同半区；
11.所述主管的内壁安装所述风阻板，所述风阻板的安装位置位于所述第二支管的第一开口与所述主管的第一开口之间，且靠近所述主管的第一开口；
12.所述排液支管内还设置有加热模块，所述加热模块还与控制器相连接；
13.所述控制器配置为控制所述排液支管打开或闭合，所述控制器还配置为控制所述加热模块启动或停止工作。
14.可选的，包括至少一个所述风阻板，不同风阻板在所述轴线方向上上下交错设置；
15.其中，距离所述主管的第二开口位置最近的一个所述风阻板朝所述主管的第二开口位置倾斜，且该所述风阻板在所述主管的第二开口方向上的投影覆盖所述主管与所述第一支管的连接口，同时，所述投影不覆盖所述主管与所述排液支管的连接口。
16.可选的，还包括储水腔，所述主管的第二开口通过所述储水腔与所述排液支管相连接。
17.可选的，所述主管采用外径20cm的圆柱管，所述主管的壁厚为1cm，所述主管的长度为45cm。
18.可选的，所述主管的第二开口位置为斜面，所述斜面与水平面的夹角大于15
°
。
19.可选的，所述排液支管采用外径6cm的圆柱管，所述排液支管的壁厚为1cm，所述排液支管的长度为12cm。
20.可选的，所述第一支管采用外径8cm的圆柱管，所述第一支管的壁厚为1cm，所述第一支管的长度为12cm。
21.可选的，所述第二支管采用外径8cm的圆柱管，所述第二支管的壁厚为1cm，所述第二支管的长度为12cm。
22.可选的，所述风阻板的倾斜角度为30
°
。
23.可选的，所述储水腔采用外径8cm的圆柱管，所述储水腔的壁厚为1cm，所述储水腔的长度为30cm。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出了一种egr阀组，其包括主管，主管内部配置有风阻板，基于风阻板，若混合气体(废气与新鲜进气混合)中含有水汽，当混合气体流经主管内部时，混合气体中的水汽可以在风阻板的表面凝结，进而达到将混合气体中的水分离出来的目的，以避免对分对与主管连接的增压器的损伤；此外，egr阀组还包括排液支管，排液支管内还配置有加热模块，通过加热模块可以对排液支管进行加热，避免当环境温度过低时，因排液支管内的液体凝固而造成egr阀组不能正常工作的问题。
附图说明
25.图1是实施例中的egr阀组结构示意图；
26.图2是实施例中的egr阀组剖视图；
27.图3是实施例中的另一种egr阀组结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
29.图1是实施例中的egr阀组结构示意图、图2是实施例中的egr阀组剖视图，参考图1和图2，egr阀组包括：气液分离管和egr阀，其中，气液分离管包括主管101、第一支管102、第二支管103、排液支管104以及风阻板105；
30.主管101的第一开口用于与压气机(图中未示出)相连接；
31.主管101的第二开口位置安装第一支管102，主管101的第二开口位置还与排液支管104相连接；
32.第二支管103的第一开口与主管101固定连接，第二支管103的第二开口与egr阀(图中未示出)相连接；
33.沿自主管101的第一开口至第二开口的轴线将主管101分别第一半区和第二半区，第一支管102和第二支管103位于主管的同一半区，第一支管102与排液支管104位于主管101的不同半区；
34.主管101的内壁安装风阻板105，风阻板105的安装位置位于第二支管103的第一开口与主管101的第一开口之间，且靠近主管101的第一开口；
35.排液支管104内还设置有加热模块(图中未示出)，加热模块还与控制器相连接；
36.控制器配置为控制排液支管104打开或闭合，控制器还配置为控制加热模块启动或停止工作。
37.示例性的，本实施例中，压气机用于使主管101内产生负压，进而时主管101内的气体可以通过压气机输入至指定的装置内(例如发动机内)。
38.示例性的，本实施例中，第一支管102用于使(新鲜)空气可以进入主管101内，相应的，空气滤清器用于过滤空气中的灰尘等颗粒物。
39.示例性的，本实施例中，第二支管103用于使(发动机系统中的)排气歧管内的部分废气通过egr阀进入主管101内。
40.示例性的，本实施例中，主管101用于空气与废气的混合，同时，风阻板105的功能包括使混合气体中的水蒸气在其表面进行凝结，并流入排液支管104内。
41.示例性的，本实施例中，排液支管104用于排出其内存储的水(或其他可能存在的液体)。
42.示例性的，本方案中，对主管101、第一支管102、第二支管103、排液支管104的设计尺寸不做具体限定，其可以根据使用需求自由设定。
43.示例性的，本方案中，对风阻板105的设计尺寸不做具体限定，其尺寸可以根据主管101的设计尺寸而确定。
44.示例性的，本方案中，对风阻板105在主管101内的安装位置和风阻板105相对主管101的姿态不做具体限定，其可以根据需求进行设计。
45.示例性的，本实施例中，对第一支管102和第二支管103的相对位置关系不做具体限定，例如，结合图1，第一支管102和第二支管103的位置可以互换。
46.示例性的，本实施例中，对加热模块的具体形式不做电芯，例如，加热模块可以为电加热装置、红外加热装置等。
47.示例性的，本实施例中，egr阀组的使用方式和工作过程包括：
48.配置主管101的第一开口接入压气机、配置第一支管102的第二开口处安装空气滤清器，配置第二支管103的第二开口安装egr阀；
49.设置主管101与水平面相对垂直，且主管101的第一开口在上，主管101的第二开口在下；
50.当压气机启动、egr阀受控打开时，空气和废气进入主管101内，在主管101内混合，混合气体通过风阻板时，混合气体中的水蒸气在风阻板的表面进行凝结；
51.凝结后的水流入排液支管104内，控制器按照一定的频率控制排液支管104打开，以排出排液支管104内的水；
52.控制器按照一定的频率控制加热模块启动工作，对排液支管104进行加热。
53.本实施例提出了一种egr阀组，其包括主管，主管内部配置有风阻板，基于风阻板，若混合气体(废气与新鲜进气混合)中含有水汽，当混合气体流经主管内部时，混合气体中的水汽可以在风阻板的表面凝结，进而达到将混合气体中的水分离出来的目的，以避免对分对与主管连接的增压器的损伤；
54.此外，egr阀组还包括排液支管，排液支管内还配置有加热模块，通过加热模块可以对排液支管进行加热，避免当环境温度过低时，因排液支管内的液体凝固而造成egr阀组不能正常工作的问题。
55.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定egr阀组包括至少一个风阻板105，不同风阻板105在轴线(沿自主管101的第一开口至第二开口的轴线)方向上上下交错设置；
56.其中，距离主管101的第二开口位置最近的一个风阻板105朝主管101的第二开口位置倾斜；
57.同时，该风阻板105在主管101的第二开口方向上的投影覆盖主管101与第一支管102的连接口，且该投影不覆盖主管101与排液支管104的连接口。
58.结合图1，本方案中，距离主管101的第二开口位置最近的一个风阻板105至少位于主管101与第二支管103的连接口的位置的上方；
59.该风阻板105的安装位置、姿态及尺寸设计的目的在于：可以使混合后的气体中的水分在其上凝结，凝结后的水可以自然回落到排液支管104中，且不会回落到第一支管102中。
60.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，egr阀组还包括储水腔，主管101的第二开口通过储水腔与排液支管104相连接。
61.本方案中，通过设置储水腔可以提高egr阀组的储水能力，避免液体从排液支管104中溢出并流入第一支管102内，造成egr阀组不能正常工作的问题。
62.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定主管101采用外径20cm的圆柱管，设定主管101的壁厚为1cm、主管101的长度为45cm。
63.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定主管101的第二开口位置为斜面，斜面与水平面的夹角大于15
°
。
64.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定排液支管104采用外径6cm的圆柱管，设定排液支管104的壁厚为1cm、排液支管104的长度为12cm。
65.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定第一支管102采用外径8cm的圆柱管，设定第一支管102的壁厚为1cm、第一支管102的长度为12cm。
66.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定第二支管103采用外径8cm的圆柱管，设定第二支管103的壁厚为1cm、第二支管103的长度为12cm。
67.在图1所示方案的基础上，作为一种可实施方案，设定风阻板105的(相对主管101内壁的)倾斜角度为30
°
。
68.作为一种可实施方案，当egr阀组配置储水腔时，设定储水腔采用外径8cm的圆柱管，设定储水腔的壁厚为1cm、储水腔的长度为30cm。
69.示例性的，本实施例中，前述任意egr阀组方案可以自由排列组合，图3是实施例中
的另一种egr阀组结构示意图，参考图3，例如，在一种可实施方案中，egr阀组包括：
70.气液分离管和egr阀，其中，气液分离管包括主管101、第一支管102、第二支管103、排液支管104以及风阻板105；
71.主管101的第一开口用于与压气机1相连接；
72.主管101的第二开口位置安装第一支管102，主管101的第二开口位置还与排液支管104相连接，其中，第一支管102还配置有空气滤清器2；
73.其中，egr阀组还包括储水腔105，储水腔105配置有加热模块106以及排液阀107，排液支管104与储水腔105相连接；
74.第二支管103的第一开口与主管101固定连接，第二支管103的第二开口与egr阀3相连接；
75.沿自主管101的第一开口至第二开口的轴线将主管101分别第一半区和第二半区，第一支管102和第二支管103位于主管的同一半区，第一支管102与排液支管104位于主管101的不同半区；
76.主管101的内壁安装四个风阻板105，风阻板105的安装位置位于第二支管103的第一开口与主管101的第一开口之间，且靠近主管101的第一开口；
77.加热模块106、排液阀107分别与控制器相连接，控制器配置为控制排液阀107打开或关闭，控制器还配置为控制加热模块106启动或停止工作。
78.本方案中，设定主管101的顶部(主管101的第一开口所对应的位置)折弯、设定主管101的底部(主管101的第二开口所对应的位置)为斜面，斜面的倾斜程度可自行设计，但不宜过小，建议大于15
°
；
79.其中，设定主管101的壁厚为1cm，设定主管101在竖直以及水平方向上的管体采用外径20cm的圆柱管，设定主管101在竖直方向上的管体长度为45cm、在水平方向上的管体长度为15cm；
80.设定主管101在竖直方向上的管体与在水平方向上的管体的相对角度为90
°
；
81.本方案中，设定排液支管104位于主管101的底部斜面，便于使分离出的液体充分排出；
82.设定排液支管104采用外径6cm的圆柱管，设定排液支管104的壁厚为1cm，长度为12cm；
83.本方案中，设定第二支管103安装与主管101的一个侧面，将距离主管101第二开口最近的阻风板105记为第一阻风板，设定第二支管103的第一开口的位置低于第一阻风板的安装位置；
84.设定第二支管103相对主管101倾斜，倾斜程度可自行设计，推荐倾斜角度与第一阻风板的倾斜角相同，有利于减小进气损失；
85.设定，第二支管103的第一开口位置与第一支管102的第一开口(第一支管102与主管101相连接的开口)位置相对，有助于废气与新鲜进气充分混合及气水有效分离
86.设定第二支管103采用外径8cm的圆柱管，设定第二支管103的壁厚为1cm，长度为12cm；
87.本方案中，设定第一支管102位于主管101的底部斜面，且位于斜面的顶部，这样有利于在第一支管102的第一开口与排液支管104的第一开口(排液支管104与主管101相连接
的开口)不发生干涉的前提下，增大第二支管103的第一开口的尺寸，有助于增大最大egr率；
88.设定第一支管102采用外径8cm的圆柱管，设定第一支管102的壁厚为1cm，长度为12cm；
89.本方案中，风阻板105安装在主管101的内侧，除图3所示的设置四个风阻板105外，风阻板105的数量也可自行设计，例如，可设计为1对、2对、3对等等，不建议超过3对；
90.其中，风阻板105的对数越少，相应的最大egr率越高，对数越多，气水分离效果越好；
91.每对风阻板105的倾斜角度可自行设计，推荐
±
30
°
，推荐每个风阻板105的水平投影应大于等于主管101截面面积的一般，以便于气水分离；
92.本方案中，设定排液支管104采用外径6cm的圆柱管，设定储水腔105采用外径8cm的圆柱管，设定储水腔105的壁厚为1cm，储水腔105的长度30cm；
93.本方案中，设定加热模块106位于储水腔105的下部，加热部分长度自行设计，推荐为储水腔105长度的一半；
94.本方案中，设定排液阀107安装在储水腔105上，位置可自行设计，应尽可能靠近储水腔105的出口，使得储水腔105的有效容积占比增大；
95.本方案中，储水腔105内还设置有液位传感器，液位传感器推荐但不限于浮球式液位传感器。
96.示例性的，本方案中，设定加热模块106和排液阀107与控制器相连接，egr阀3与发动机控制单元相连接；
97.其中，发动机控制单元针对egr阀的控制策略可自行设计，其遵循的基本设计策略为：不同工况下的egr阀开度不同，会使获得的egr率不同，从而影响缸内的燃烧情况，进而满足不同的动力性和排放性需求。
98.示例性的，本方案中，可以设定第一时间为15秒、第二时间为60秒，第一液位为储水腔105入口(储水腔105与排液支管104相连接的开口)下方5cm处的位置，第二液位为储水腔105出口上方5cm处的位置，在此基础上，可以对控制器进行一定配置，使控制器能够执行如下控制过程：
99.当液位传感器检测到储水腔105内的实际液面到达第一液位时，立即将信号反馈至控制器，随即控制器将开启信号传输给排液阀107，控制排液阀107至多打开第一时间；
100.若在第一时间内，液位传感器检测到储水腔105内的实际液面到达第二液位，立即将信号反馈至控制器，随即控制器将关闭信号传输给排液阀107，排液阀107关闭；
101.或者，当液位传感器检测到储水腔105内的实际液面到达第一液位时，立即将信号反馈至控制器，随即控制器将开启信号传输给排液阀107，控制排液阀107至多打开第一时间；
102.若在第一时间内，液位传感器未检测到储水腔105内的实际液面到达第一液位，则立即将信号反馈至控制器，随即控制器将开启信号传输给加热模块106，控制加热模块106至多打开第二时间；
103.若在第二时间内，液位传感器检测到储水腔105内的实际液面到达第二液位，立即将信号反馈至控制器，随即电控制器将关闭信号传输给加热模块106及排液阀107，关闭加
热模块106和排液阀107；
104.或者，当液位传感器检测到储水腔105内的实际液面到达第一液位时，立即将信号反馈至控制器，随即控制器将开启信号传输给排液阀107，控制排液阀107至多打开第一时间；
105.若在第一时间内，液位传感器未检测到储水腔105内的实际液面到达第二液位，则立即将信号反馈至控制器，随即控制器将开启信号传输给加热模块106，控制加热模块106至多打开第二时间；
106.若在第二时间内，液位传感器未检测到储水腔105内的实际液面到达第二液位，则立即将信号反馈至控制器，随即控制器将报警信号传输给发动机控制单元；
107.发动机控制单元将报警信号传输给汽车仪表盘，仪表盘显示文字“egr排水系统故障”提示驾驶员，同时发动机控制单元将关闭信号传输给egr阀3，egr阀3关闭，暂停egr功能暂停。
108.示例性的，本方案中，仪表盘报警形式可自行设计，可为文字显示报警、图标灯闪烁或常亮报警等，文字显示报警推荐“egr排水系统故障”。
109.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种egr阀组，其特征在于，包括：气液分离管和egr阀，其中，所述气液分离管包括主管、第一支管、第二支管、排液支管以及风阻板；所述主管的第一开口用于与压气机相连接；所述主管的第二开口位置安装所述第一支管，所述主管的第二开口位置还与所述排液支管相连接；所述第二支管的第一开口与所述主管固定连接，所述第二支管的第二开口与所述egr阀相连接；沿自所述主管的第一开口至第二开口的轴线将所述主管分别第一半区和第二半区，所述第一支管和所述第二支管位于所述主管的同一半区，所述第一支管与所述排液支管位于所述主管的不同半区；所述主管的内壁安装所述风阻板，所述风阻板的安装位置位于所述第二支管的第一开口与所述主管的第一开口之间，且靠近所述主管的第一开口；所述排液支管内还设置有加热模块，所述加热模块还与控制器相连接；所述控制器配置为控制所述排液支管打开或闭合，所述控制器还配置为控制所述加热模块启动或停止工作。2.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，包括至少一个所述风阻板，不同风阻板在所述轴线方向上上下交错设置；其中，距离所述主管的第二开口位置最近的一个所述风阻板朝所述主管的第二开口位置倾斜，且该所述风阻板在所述主管的第二开口方向上的投影覆盖所述主管与所述第一支管的连接口，同时，所述投影不覆盖所述主管与所述排液支管的连接口。3.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，还包括储水腔，所述主管的第二开口通过所述储水腔与所述排液支管相连接。4.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，所述主管采用外径20cm的圆柱管，所述主管的壁厚为1cm，所述主管的长度为45cm。5.如权利要求4所述的egr阀组，其特征在于，所述主管的第二开口位置为斜面，所述斜面与水平面的夹角大于15
°
。6.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，所述排液支管采用外径6cm的圆柱管，所述排液支管的壁厚为1cm，所述排液支管的长度为12cm。7.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，所述第一支管采用外径8cm的圆柱管，所述第一支管的壁厚为1cm，所述第一支管的长度为12cm。8.如权利要求1所述的egr阀组，其特征在于，所述第二支管采用外径8cm的圆柱管，所述第二支管的壁厚为1cm，所述第二支管的长度为12cm。9.如权利要求2所述的egr阀组，其特征在于，所述风阻板的倾斜角度为30
°
。10.如权利要求3所述的egr阀组，其特征在于，所述储水腔采用外径8cm的圆柱管，所述储水腔的壁厚为1cm，所述储水腔的长度为30cm。

技术总结
本发明公开了一种EGR阀组，包括气液分离管和EGR阀，其中，气液分离管包括主管、第一支管、第二支管、排液支管以及风阻板；主管的第一开口用于与压气机相连接；主管的第二开口位置安装第一支管，主管的第二开口位置还与排液支管相连接；第二支管的第一开口与主管固定连接，第二支管的第二开口与EGR阀相连接；沿自主管的第一开口至第二开口的轴线将主管分别第一半区和第二半区，第一支管和第二支管位于主管的同一半区，第一支管与排液支管位于主管的不同半区；主管的内壁安装风阻板，风阻板的安装位置位于第二支管的第一开口与主管的第一开口之间，且靠近主管的第一开口；排液支管内还设置有加热模块，加热模块还与控制器相连接。接。接。


技术研发人员：万济录 孙钰翔 姜思君 盛佳强 崔石柱 马怀阳 赵严伟 张杰 李健 孙佳侣
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/6/4