CN114320675A - 废气再循环系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种废气再循环系统和车辆，其中的废气再循环系统包括进气管(1)、排气管(2)以及连通设置在所述进气管和所述排气管之间的EGR取气管(31)，所述进气管上设置有背压阀(4)，所述进气管与所述EGR取气管连接且所述背压阀临近所述进气管与所述EGR取气管的连接处设置。由于进气管在发动机的机舱内，环境温度较低且不受外界雨水等环境影响，使得背压阀不容易生锈且耐温性的要求较低。由于背压阀设置在进气管与EGR取气管的连接处附近，使得该连接处的气体流速可以较快，利用文丘里效应，更多的废气能够通过EGR取气管进入到进气管中，从而增加了循环系统对废气的吸收和充分循环，提高EGR率并降低NOX的排放率。
Description
技术领域
本公开涉及车辆制造领域，具体地，涉及一种废气再循环系统和车辆。
背景技术
EGR(Exhaust Gas Re-circulation，废气再循环)技术是将车辆的一部分废气通过进气管导入燃烧室，降低燃烧的最高温度，从而抑制NOX的排放。废气再循环系统包括进气管、排气管以及连通设置在二者之间的EGR取气管。
在相关技术中，废气再循环系统通常包括背压阀，背压阀设置在排气管上，用于使管路流通截面积变小甚至关闭，从而使废气能够更多地通过EGR取气管进入到进气管中。但是，因为排气管设置在车辆下面的底盘上，背压阀所处的环境使得背压阀容易生锈，并且发动机都利用高热来提高发动机的效率，排气管中的排气温度通常很高，这就需要背压阀具有很强的耐温性，提高了对背压阀的性能要求。
发明内容
本公开的目的是提供一种废气再循环系统，以及具有该废气再循环系统的车辆，以解决现有技术中废气再循环系统中的背压阀容易生锈和耐温性要求较高的问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种废气再循环系统，包括进气管、排气管以及连通设置在所述进气管和所述排气管之间的EGR取气管，所述进气管上设置有背压阀，所述进气管与所述EGR取气管连接且所述背压阀临近所述进气管与所述EGR取气管的连接处设置。
可选地，所述EGR取气管具有从进气端朝向下游方向管径渐缩的锥形段。
可选地，所述EGR取气管从进气端到排气端管径渐缩。
可选地，还包括颗粒收集装置，所述EGR取气管的进气端位于所述颗粒收集装置的下游。
可选地，所述EGR取气管的进气端直接连接在所述颗粒收集装置的尾部锥端。
可选地，所述颗粒收集装置为DPF、SDPF或GPF。
可选地，所述颗粒收集装置的上游设置有气体处理装置。
可选地，所述气体处理装置为LNT、DOC或TWC。
可选地，所述EGR管路上设置有EGR冷凝器和EGR阀。
根据本公开的第二个方面，还提供一种车辆，包括上述的废气再循环系统。
通过上述技术方案，由于进气管在发动机的机舱内，环境温度较低且不受外界雨水等环境影响，使得背压阀不容易生锈且耐温性的要求较低。此外，由于背压阀设置在进气管与EGR取气管的连接处附近，使得该连接处的气体流速可以较快，利用文丘里效应，更多的废气能够通过EGR取气管进入到进气管中，从而增加了循环系统对废气的吸收和充分循环，提高EGR率并降低NOX的排放率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开一示例性实施方式提供的废气再循环系统的示意图；
图2是本公开另一示例性实施方式提供的废气再循环系统的示意图；
图3是本公开另一示例性实施方式提供的废气再循环系统的示意图。
附图标记说明
1 进气管 2 排气管
31 EGR取气管 32 EGR冷凝器
33 EGR阀 4 背压阀
5 颗粒收集装置 6 气体处理装置
7 涡轮增压装置 71 增压机
72 涡轮机
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，“上游”“下游”是针对废气的排放过程的流向而定义的。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。
首先要说明的是，EGR率可以反应废气再循环系统中废气的循环量，具体可参照如下公式：
提高EGR率可以降低燃烧室中NOX的排放率，而根据上面的公式，为了提高EGR率，可以通过增加“有EGR时吸入的空气体积流量”来实现。
为解决相关技术中存在的问题，本公开首先提供一种废气再循环系统，如图1所示，该系统包括进气管1、排气管2以及连通设置在进气管1和排气管2之间的EGR取气管31，使得气体在能够循环流通。其中，进气管1设置有背压阀4，通过背压阀4可以改变减小管路的截面积从而使得废气能够快速循环，本实施方式中，参照图1，进气管1与EGR取气管31连接且背压阀4临近进气管1与EGR取气管31的连接处设置。这样，空气进入进气管而流经背压阀4时，依靠背压阀4将管路直径的流通截面积变小，而背压阀4的位置在进气管1与EGR取气管31的连接处，使得该位置产生了“文丘里效应”，能够将更多的废气通过EGR取气管31吸入到进气管1中，从而增加了循环系统对废气的吸收和充分循环，提高EGR率并降低NOX的排放率。需要说明的是，上述的背压阀4“临近”进气管1与EGR取气管31的连接处设置，指的是为了布置方便，背压阀4尽可能地靠近该连接处，而不要求背压阀4“恰好”设置在该连接处，例如在图1的示例中，背压阀4设置在连接处的图面方向的左侧，当然在其他实施方式中也可以设置在右侧。
此外，由于进气管1设置在机舱内部，大大降低了背压阀4被雨水污染而导致生锈的概率。并且，由于机舱内部环境温度低(在100℃内)，进入进气管1的进气温度较低，而进气温度就是大气温度，该温度远远低于排气管2的温度，将背压阀4设置在进气管1上可以显著降低对背压阀4的耐温性要求。
参照图2和图3，EGR取气管31可以具有从进气端朝向下游方向管径渐缩的锥形段，这样，根据文丘里效应，EGR取气管31的进气端的压力大于锥形段的末端的压力，该压力差使得进气端的废气能够快速地向下游流动，即，使得废气的流通势能更强，从而提高进入到进气管1的废气量。
这里，锥形段可以是整个EGR取气管31的一部分，也可以是EGR取气管31整体上形成为锥形，本公开实施例对此不做限定。根据一些实施例，EGR取气管31可以构造为从进气端到排气端管径渐缩，从而进一步加速废气的流通。
参照图1至图3，本公开提供的废气再循环系统还可以包括颗粒收集装置5，EGR取气管31的进气端位于在颗粒收集装置5的下游，颗粒收集装置5能够吸收废气中的颗粒杂质，从而避免废气中的颗粒杂质进入到EGR取气管31中，例如，可以避免废气中的碳颗粒在整个废弃循环系统路径上形成黑色碳烟污染。这里，颗粒收集装置5可以为DPF(DieselParticulate Filter，柴油颗粒捕集器)、SDPF【Diesel Particle Filter with SCRcoating，带有SCR(Selective catalytic reduction)涂层的DPF】或GPF(GasolineParticulate Filter，汽油颗粒捕集器)其中，DPF、SDPF可以用于柴油车，GPF可以用于汽油车。
进一步地，参照图3，EGR取气管31的进气端可以直接连接在颗粒收集装置5的尾部锥端，即，EGR取气管31和颗粒收集装置5连接而非与排气管2连接。这样，只需要在颗粒收集装置5的外壳预留接口来安装EGR取气管31即可。例如参照图3，颗粒收集装置5的尾部可以形成为锥形壳，进气端连接在该锥形壳上。此外，将EGR取气管31直接连接在颗粒收集装置5的尾部，可以更好地吸收废气，经颗粒收集后的废气能够直接进入到EGR取气管31中。
此外，本公开提供的废气再循环系统还可以包括气体处理装6，用于吸收废气中的有害气体，例如CO、NOX等。具体地，参照图1至图3，气体处理装置6可以为LNT(lean NOXtrap，稀燃NOX捕集技术)、DOC(Diesel Oxidation Catalyst，氧化催化器)或TWC(ThreeWay Catalyst，三元素催化转换器)。其中，DOC、LNT可以用于柴油车，TWC可以用于汽油车。
本公开对气体处理装置6的设置位置不做限定，根据一些实施例，参照图1至图3，气体处理装置6可以设置在颗粒收集装置5的上游，尤其在EGR取气管31直接连接在颗粒收集装置5的尾端的情况下，将气体处理装置6设置在颗粒收集装置5的上游可以确保进入到EGR取气管31中的废气是经过了有害气体处理、颗粒物收集后的气体。
此外，参照图1至图3，本公开提供的废气再循环系统中还可以包括涡轮增压装置7，用于对发动机排出的废气增压，其中，涡轮增压装置7可以包括增压机71和涡轮机72。经过增压的废气可以更快速地在整个废气再循环系统中流动，使更多的废气能够与通过进气管1进入的空气进行充分混合，减少含氧量，能够降低NOX的排放率。
此外，参照图1至图3，EGR取气管31上设置有EGR冷凝器32和EGR阀33，EGR阀33能够对循环到EGR取气管31中的废气量进行准确的控制，EGR冷凝器32可以降低进入到EGR取气管31中的废气温度，降低车辆发动机的热负荷。这里，EGR冷凝器32和EGR阀33可以串联设置，本公开对二者的位置关系不做限定。
本公开还提供一种车辆，包括上述的废气再循环系统，该车辆具有上述废气再循环系统的所有有益效果，这里不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种废气再循环系统，包括进气管(1)、排气管(2)以及连通设置在所述进气管(1)和所述排气管(2)之间的EGR取气管(31)，其特征在于，所述进气管(1)上设置有背压阀(4)，所述进气管(1)与所述EGR取气管(31)连接且所述背压阀(4)临近所述进气管(1)与所述EGR取气管(31)的连接处设置。
2.根据权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于，所述EGR取气管(31)具有从进气端朝向下游方向管径渐缩的锥形段。
3.根据权利要求2所述的废气再循环系统，其特征在于，所述EGR取气管(31)从进气端到排气端管径渐缩。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的废气再循环系统，其特征在于，还包括颗粒收集装置(5)，EGR取气管(31)的进气端位于所述颗粒收集装置(5)的下游。
5.根据权利要求4所述的废气再循环系统，其特征在于，所述EGR取气管(31)的进气端直接连接在所述颗粒收集装置(5)的尾部锥端。
6.根据权利要求4所述的废气再循环系统，其特征在于，所述颗粒收集装置(5)为DPF、SDPF或GPF。
7.根据权利要求4所述的废气再循环系统，其特征在于，所述颗粒收集装置(5)的上游设置有气体处理装置(6)。
8.根据权利要求7所述的废气再循环系统，其特征在于，所述气体处理装置(6)为LNT、DOC或TWC。
9.根据权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于，所述EGR取气管(31)上设置有EGR冷凝器(32)和EGR阀(33)。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述废气再循环系统。
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