一种废气及废热再利用系统、发动机及车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种废气及废热再利用系统、发动机及车辆，涉及车辆。废气及废热再利用系统应用于车辆，所述车辆包括发动机、发动机水路及发动机气路，废气及废热再利用系统包括EGR系统和废热回收系统。EGR系统布置在所述发动机气路处，用于将所述发动机排出的废气冷却之后再循环回流至所述发动机中重复利用，同时将废气用于所述发动机暖机。废热回收系统布置在所述发动机水路处，用于在所述发动机低温冷启动时，通过所述EGR系统吸收废热给所述发动机暖机。本发明专利技术在车辆发动机上设置废气及废热再利用系统，将废热回收系统集成到EGR系统中，让发动机排气侧的结构布置更加紧凑，避免目前废热回收技术应用过程中换热器受热不均、局部沸腾的风险。

Exhaust gas and waste heat recycling system, engine and vehicle

The invention discloses a waste gas and waste heat recycling system, an engine and a vehicle, relating to vehicles. The exhaust gas and waste heat recovery system is applied to the vehicle, which comprises an engine, an engine, a waterway and an engine gas path, wherein the exhaust gas and waste heat recycling system comprises an EGR system and a waste heat recovery system. The EGR system is disposed at the engine gas path for cooling exhaust gas discharged from the engine and then recirculated back to the engine for reuse, while the exhaust gas is used for the engine warm-up. The waste heat recovery system is arranged at the engine waterway to absorb waste heat from the EGR system to the engine warm-up when the engine is cooled at low temperature. The invention is provided with a waste gas and waste heat recycling system in the vehicle engine, the waste heat recovery system is integrated into the EGR system, make the structure more compact layout of the exhaust side of the engine, to avoid the risk of the application of waste heat recovery technology in heat exchanger of uneven heating and local boiling.

【技术实现步骤摘要】
一种废气及废热再利用系统、发动机及车辆
本专利技术涉及车辆，特别涉及一种废气及废热再利用系统、发动机及车辆。
技术介绍
EGR(英文全称：ExhaustGasRecirculation，中文译文：废气再循环)技术和废热回收技术在发动机节油、减排等方面有重要的作用。随着国家排放法规的日益严苛，应用EGR技术和废热回收技术必然会成为各大主机厂发动机技术升级的主流。但低压EGR技术和废热回收技术在增压汽油发动机上的应用，尚面临着一些难题。第一、低压EGR技术和废热回收技术的应用，让发动机排气侧的结构布置更加复杂，不利于发动机的紧凑化设计。第二、发动机低温冷启动时，EGR系统不工作，EGR阀关闭，冷却液流经EGR冷却器，一定程度上增加了冷却液的散热损失，延长了暖机时间，对发动机的油耗和排放不利。第三、目前废热回收技术的应用过程中，存在换热器受热不均、局部沸腾的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种废气及废热再利用系统，缩短了低温冷启动时发动机的暖机时间，使发动机排气侧的结构布置更加紧凑，避免了目前废热回收技术应用过程中，存在的换热器受热不均、局部沸腾的风险。本专利技术的另一目的在于提供一种设置有废气及废热再利用系统的增压汽油发动机，该发动机的结构紧凑，在冷启动时具有很好的暖机效果。本专利技术的又一目的在于提供一种车辆，该车辆设置有加有废气及废热再利用系统增压汽油发动机，使得本车辆的废热被回收，缩短暖机时间，加快车辆启动速度。特别地，本专利技术提供一种废气及废热再利用系统，应用于车辆，所述车辆包括发动机、发动机水路及发动机气路，废气及废热再利用系统包括：EGR系统，布置在所述发动机气路处，用于将所述发动机排出的废气冷却之后再循环回流至所述发动机中重复利用，同时将废气用于所述发动机暖机；和废热回收系统，布置在所述发动机水路处，用于在所述发动机低温冷启动时，通过所述EGR系统吸收废热给所述发动机暖机。进一步地，所述发动机气路包括空气进气管、进气岐管、排气岐管及废气排气管，以及通过管道连接的涡轮增加器、中冷器、节气门和三元催化器，其中，新鲜空气由所述空气进气管经所述涡轮增加器、所述中冷器、所述节气门及所述进气岐管至所述发动机，所述发动机产生的废气由所述排气歧管经所述涡轮增加器及所述三元催化器至所述废气排气管；所述EGR系统包括通过管道连接的催化器后废热回收控制阀、冷却和换热集成模块、冷却器后废热回收控制阀、EGR阀及EGR混合器，其中，所述EGR混合器安装在所述空气进气管中，所述催化器后废热回收控制阀安装在所述三元催化器之后以及所述废气排气管之前，所述三元催化器的出口经所述冷却和换热集成模块及所述EGR阀连接至所述EGR混合器，所述冷却和换热集成模块的出口经所述冷却器后废热回收控制阀连接至所述废气排气管。进一步地，所述冷却和换热集成模块包括本体，所述本体两端分别设有废气进口和废气出口，所述本体外周壁处设有冷却液入口和冷却液出口，所述本体具有夹层且内部为中空状，所述夹层与所述冷却液入口和所述冷却液出口相连通，所述本体内周壁设置有向外突出的翅片。进一步地，在所述发动机低温冷启动时，所述EGR阀和所述催化器后废热回收控制阀关闭，所述冷却器后废热回收控制阀开启，进入到所述冷却和换热集成模块的废气加热其中的冷却液，加速所述发动机暖机以缩短所述发动机暖机时间；当所述发动机完成暖机，所述催化器后废热回收阀开启，所述冷却器后废热回收控制阀关闭。进一步地，当所述发动机在暖机过程中有较大的功率和扭矩需求时，此时，所述EGR系统不工作，所述EGR阀关闭，排气背压骤然增加到设定值，所述冷却器后废热回收控制阀关闭，所述催化器后废热回收控制阀开启，以保证发动机较大的功率和扭矩输出。进一步地，当所述EGR系统工作时，所述EGR阀开启，所述催化器后废热回收阀开启，所述冷却器后废热回收控制阀关闭，所述冷却和换热集成模块执行EGR冷却器的作用，所述冷却和换热集成模块中的冷却液对废气进行冷却。进一步地，所述发动机水路包括：中冷却器；缸体水套，套装于所述发动机的缸体上，用于给所述缸体降温或者加热；机油冷却模块，与所述缸体水套之间相互交互连接，用于机油的冷却或者加热；缸盖水套，套装于所述发动机的缸盖上，用于给所述缸盖降温或者加热；缸盖与排气歧管集成水套，套装于排气歧管上，并与所述缸盖水套相互交互连接，用于给缸盖和排气歧管冷却或者加热；增压器冷却模块，套装于涡轮增压器上，用于给涡轮增压器降温；节温器，用于自动调节水流温度，控制冷却液流动路径；暖通模块，连接于所述节温器的出水口处；水泵，用于提供水流动力；和膨胀水壶，与所述节温器和所述缸盖与排气歧管集成水套连接，避免所述发动机水路的压力过高，所述膨胀水壶中的水最后还与所述水泵进水口管路连接；所述废热回收系统包括与所述EGR系统共用的冷却和换热集成模块，所述冷却和换热集成模块的水路与所述暖通模块和所述水泵串联；其中，所述水泵的出水口分别与所述缸体水套、所述缸盖水套、所述缸盖与排气歧管集成水套和所述增压器冷却模块的进水口相连接，所述缸体水套和所述缸盖水套出水口与所述节温器进水口连接，所述节温器出水口与暖通模块进水口连接，所述暖通模块的出水口管路与所述冷却和换热集成模块的进水口连接；所述冷却和换热集成模块与所述增压器冷却模块的出水口管路及所述水泵的进水口连接；所述中冷器进水口与所述节温器的出水口连接，所述中冷器的出水口与所述水泵连接。进一步地，所述发动机低温冷启动时，所述水泵开启，冷却液循环开始，此时，EGR阀和催化器后废热回收控制阀关闭，所述冷却器后废热回收控制阀开启，所述冷却液经过所述暖通模块，进入到所述冷却和换热集成模块，低温冷却液被进入到所述冷却和换热集成模块的废气加热，被加热的冷却液被泵入所述增压器冷却模块和所述缸盖水套，经所述节温器和所述暖通模块，进入到所述冷却和换热集成模块继续加热，不断循环，加速所述发动机暖机以缩短发动机暖机时间。本专利技术还提供一种发动机，所述发动机为增压汽油发动机，还包括上面所述的废气及废热再利用系统。本专利技术还提供一种车辆，包括车体和上面所述的发动机，所述发动机设置于车体内部。本专利技术在车辆发动机上设置废气及废热再利用系统，包括EGR系统和废热回收系统，将废热回收系统集成到EGR系统中，让发动机排气侧的结构布置更加紧凑。本专利技术废气及废热再利用系统避免目前废热回收技术应用过程中换热器受热不均、局部沸腾的风险。本专利技术当发动机低温冷启动时，通过控制系统控制EGR阀和催化器后废热回收控制阀关闭，冷却器后废热回收控制阀开启，废气进入冷却和换热集成模块加热冷却液，加热冷却液，加速发动机暖机，经过净化的废气通过冷却和换热集成模块，经废热回收阀，进入排气管路排出，EGR技术和废热回收技术的集成应用，缩短了低温冷启动时发动机的暖机时间。当发动机在暖机过程中有较大的功率和扭矩需求时，控制系统控制EGR系统不工作，EGR阀关闭，排气背压骤然增加到设定值，冷却器后废热回收控制阀关闭，催化器后废热回收控制阀开启，以保证发动机有较大的功率和扭矩输出。本专利技术还公开设置有增压汽油发动机以及设置有该发动机的车辆，本发动机的结构紧凑，暖机时间短，该发动机占车辆的体积小，有利于车辆的小型化和美观；本专利技术的车辆的尾气被充分利用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气及废热再利用系统，应用于车辆，所述车辆包括发动机、发动机水路及发动机气路，其特征在于，废气及废热再利用系统包括：EGR系统，布置在所述发动机气路处，用于将所述发动机排出的废气冷却之后再循环回流至所述发动机中重复利用，同时将废气用于所述发动机暖机；和废热回收系统，布置在所述发动机水路处，用于在所述发动机低温冷启动时，通过所述EGR系统吸收废热给所述发动机暖机。

【技术特征摘要】
1.一种废气及废热再利用系统，应用于车辆，所述车辆包括发动机、发动机水路及发动机气路，其特征在于，废气及废热再利用系统包括：EGR系统，布置在所述发动机气路处，用于将所述发动机排出的废气冷却之后再循环回流至所述发动机中重复利用，同时将废气用于所述发动机暖机；和废热回收系统，布置在所述发动机水路处，用于在所述发动机低温冷启动时，通过所述EGR系统吸收废热给所述发动机暖机。2.根据权利要求1所述的废气及废热再利用系统，其特征在于，所述发动机气路包括空气进气管、进气岐管、排气岐管及废气排气管，以及通过管道连接的涡轮增加器、中冷器、节气门和三元催化器，其中，新鲜空气由所述空气进气管经所述涡轮增加器、所述中冷器、所述节气门及所述进气岐管至所述发动机，所述发动机产生的废气由所述排气歧管经所述涡轮增加器及所述三元催化器至所述废气排气管；所述EGR系统包括通过管道连接的催化器后废热回收控制阀、冷却和换热集成模块、冷却器后废热回收控制阀、EGR阀及EGR混合器，其中，所述EGR混合器安装在所述空气进气管中，所述催化器后废热回收控制阀安装在所述三元催化器之后以及所述废气排气管之前，所述三元催化器的出口经所述冷却和换热集成模块及所述EGR阀连接至所述EGR混合器，所述冷却和换热集成模块的出口经所述冷却器后废热回收控制阀连接至所述废气排气管。3.根据权利要求2所述的废气及废热再利用系统，其特征在于，所述冷却和换热集成模块包括本体，所述本体两端分别设有废气进口和废气出口，所述本体外周壁处设有冷却液入口和冷却液出口；所述本体具有夹层且内部为中空状，所述夹层与所述冷却液入口和所述冷却液出口相连通，所述本体内周壁设置有向外突出的翅片。4.根据权利要求2或3所述的废气及废热再利用系统，其特征在于，在所述发动机低温冷启动时，所述EGR阀和所述催化器后废热回收控制阀关闭，所述冷却器后废热回收控制阀开启，进入到所述冷却和换热集成模块的废气加热其中的冷却液，加速所述发动机暖机以缩短所述发动机暖机时间；当所述发动机完成暖机，所述催化器后废热回收阀开启，所述冷却器后废热回收控制阀关闭。5.根据权利要求2-4中任一项所述的废气及废热再利用系统，其特征在于，当所述发动机在暖机过程中有较大的功率和扭矩需求时，此时，所述EGR系统不工作，所述EGR阀关闭，排气背压骤然增加到设定值，所述冷却器后废热回收控制阀关闭，所述催化器后废热回收控制阀开启，以保证发动机较大的功率和扭矩输出。6.根据权利要求2-5中任一项所述的废气及废热再利用系...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷云龙，杨林，李连豹，蒋恩杰，韦虹，李双清，王瑞平，
申请(专利权)人：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33