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具有EGR系统的发动机、控制方法以及车辆
申请号	CN202010771616.4	申请日	2020-08-04	公开(公告)号	CN114060182A	公开(公告)日	2022-02-18
申请人	深圳臻宇新能源动力科技有限公司;			发明人	张小坤; 姚博;
摘要	本发明公开了一种具有EGR系统的发动机、控制方法以及车辆，所述发动机，包括：发动机本体，发动机本体内具有多个气缸，发动机本体具有进气歧管和排气歧管；EGR组件，EGR组件的一端与排气歧管连通；三通阀和催化器，三通阀的进气口与排气歧管连通，三通阀的第一出气口和第二出气口分别与EGR组件的另一端、催化器连通以使排气歧管内的废气可选地进入到催化器或进入到EGR组件。由此，不仅可以使发动机快速起燃，保证怠速以及启动工况下的尾气排放满足使用要求，而且使发动机可以在低温状态下运行，并在催化器温度较高且发动机切换至中高速工况后，控制EGR组件介入到发动机工作过程中，提高了发动机的适用范围。
权利要求	1.一种具有EGR系统的发动机，其特征在于，包括：发动机本体，所述发动机本体内具有多个气缸，所述发动机本体具有进气歧管和排气歧管； EGR组件，所述EGR组件的一端与所述排气歧管连通；三通阀和催化器，所述三通阀的进气口与所述排气歧管连通，所述三通阀的第一出气口和第二出气口分别与所述EGR组件的另一端、所述催化器连通以使所述排气歧管内的废气可选地进入到所述催化器或进入到所述EGR组件。 2.根据权利要求1所述的具有EGR系统的发动机，其特征在于，所述发动机还包括：涡轮增压器，所述涡轮增压器的一端与所述排气歧管连接，所述涡轮增压器的另一端与所述进气歧管连通。 3.根据权利要求2所述的具有EGR系统的发动机，其特征在于，所述三通阀与所述涡轮增压器并联设置且均与所述排气歧管连通。 4.根据权利要求2所述的具有EGR系统的发动机，其特征在于，所述涡轮增压器与所述进气歧管之间还设置有进气中冷器。 5.根据权利要求2所述的具有EGR系统的发动机，其特征在于，所述EGR组件包括：EGR阀以及EGR冷却器，所述三通阀与所述EGR冷却器连通，所述EGR冷却器与所述EGR阀连通，所述 EGR阀与所述进气歧管连通。 6.根据权利要求5所述的具有EGR系统的发动机，其特征在于，所述EGR冷却器构造为水冷冷却器。 7.一种发动机的控制方法，其特征在于，包括：获取车辆的工况；如果所述车辆处于启动工况或怠速工况，控制三通阀使排气歧管与催化器连通。 8.根据权利要求7所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：如果所述车辆处于中高速工况，控制三通阀使排气歧管与EGR组件连通。 9.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序时，实现如权利要求7-8中任一项所述的发动机的控制方法，以控制权利要求1-6中任一项所述的发动机。
说明书全文	具有EGR系统的发动机、控制方法以及车辆技术领域 [0001] 本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种具有EGR系统的发动机、控制方法以及车辆。背景技术 [0002] 相关技术中，随着油耗和排放法规的高要求，尤其是国六排放指标开始实施，对于发动机降油耗和降低排放提出了进一步的要求，废气再循环系统(EGR)的应用可有效降低发动机NOX的排放。 [0003] EGR系统通过把发动机废气重新导入进气系统，与新鲜气体混合后进入燃烧室，气体混合过程中由于废气温度高，发动机进气温度整体提升。 [0004] 对于常规废气再循环系统，废气从排气管流出，经EGR冷却器进行冷却。冷却后的废气由EGR 阀进行调控，调节进入进气管内的废气量。EGR率过大时会造成燃烧不稳定。发明内容 [0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有EGR系统的发动机，所述发动机在可以降低废气中NOX的排放量的前提下，使发动机可以快速起燃。 [0006] 本申请进一步提出了一种上述发动机的控制方法。 [0007] 本申请还提出了一种车辆。 [0008] 根据本发明第一方面实施例的具有EGR系统的发动机，包括：发动机本体，所述发动机本体内具有多个气缸，所述发动机本体具有进气歧管和排气歧管；EGR组件，所述EGR组件的一端与所述排气歧管连通；三通阀和催化器，所述三通阀的进气口与所述排气歧管连通，所述三通阀的第一出气口和第二出气口分别与所述EGR组件的另一端、所述催化器连通以使所述排气歧管内的废气可选地进入到所述催化器或进入到所述EGR组件。 [0009] 根据本发明实施例的具有EGR系统的发动机，通过设置三通阀，以在车辆处于启动以及怠速工况下时，控制EGR组件不介入到发动机工作过程中，确保发动机快速起燃，并通过温度快速升高的催化器，使尾气排放满足使用要求；在车辆处于中高速工况下时，使废气通过EGR组件实现再循环利用，也可以使尾气的排放满足使用要求。 [0010] 综上，通过设置三通阀，不仅可以使发动机快速起燃，保证怠速以及启动工况下的尾气排放满足使用要求，而且使发动机可以在低温状态下运行，并在催化器温度较高且发动机切换至中高速工况后，控制EGR组件介入到发动机工作过程中，提高了发动机的适用范围，并可以避免中高速工况下，尾气排放不满足使用要求。 [0011] 根据本发明的一些实施例，所述发动机还包括：涡轮增压器，所述涡轮增压器的一端与所述排气歧管连接，所述涡轮增压器的另一端与所述进气歧管连通。 [0012] 在一些实施例中，所述三通阀与所述涡轮增压器并联设置且均与所述排气歧管连通。 [0013] 在一些实施例中，所述涡轮增压器与所述进气歧管之间还设置有进气中冷器。 [0014] 在一些实施例中，所述EGR组件包括：EGR阀以及EGR冷却器，所述三通阀与所述EGR冷却器连通，所述EGR冷却器与所述EGR阀连通，所述EGR阀与所述进气歧管连通。 [0015] 进一步地，所述EGR冷却器构造为水冷冷却器。 [0016] 根据本发明第二方面实施例的发动机的控制方法，包括：获取车辆的工况；如果所述车辆处于启动工况或怠速工况，控制三通阀使排气歧管与催化器连通。 [0017] 进一步地，所述控制方法还包括：如果所述车辆处于中高速工况，控制三通阀使排气歧管与EGR组件连通。 [0018] 根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的控制程序，所述处理器执行所述控制程序时，实现所述发动机的控制方法，以控制所述发动机。 [0019] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明 [0020] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0021] 图1是根据本发明实施例的发动机的示意图。 [0022] 附图标记： [0023] 发动机100， [0024] 发动机本体10，进气歧管11，排气歧管12， [0025] EGR组件20，EGR阀21，EGR冷却器22， [0026] 三通阀30，催化器40，涡轮增压器50，进气中冷器60，空气滤清器70，旁通阀80。具体实施方式 [0027] 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。 [0028] 下面参考图1描述根据本发明实施例的具有EGR系统的发动机100、控制方法以及车辆。 [0029] 如图1所示，根据本发明第一方面实施例的具有EGR系统的发动机100，包括：发动机本体10，发动机本体10内具有多个气缸，发动机本体10具有进气歧管11和排气歧管12； EGR组件20，EGR组件20的一端与排气歧管12连通；三通阀30和催化器40，三通阀30的进气口与排气歧管12连通，三通阀30的第一出气口和第二出气口分别与EGR组件20的另一端、催化器40连通以使排气歧管12内的废气可选地进入到催化器40或进入到EGR组件20。 [0030] 具体而言，进气歧管11适于朝向气缸提供压缩后的空气，以供气缸内的燃油混合气燃烧用，气缸内的燃油混合器燃烧后产生的废气进入到排气歧管12中，排气歧管12内的废气可以通过三通阀30的第一出气口流入EGR阀21组件或通过第二出气口流入到催化器 40。 [0031] 进而，本申请的发动机100，在处于启动工况或者怠速工况时，使排气歧管12内的废气直接进入到催化器40内，并在催化器40内进行废气处理后排出到大气，可以避免启动工况以及怠速工况下，废气通过EGR组件20进入到进气歧管11内，以使气缸内的EGR率为零，以使怠速工况以及启动工况下，气缸内的燃油混合气可以稳定低燃烧，使发动机100可以快速起燃，同时高温尾气直接进入到催化器40内，使催化器40内部的温度可以快速升高，以通过催化器40保证怠速以及启动工况下，发动机100的尾气排放满足使用要求。 [0032] 在发动机100处于中高转速工况下时，排气歧管12内的废气直接进入到EGR组件20内，进而进入到进气歧管11内，以通过EGR组件20实现废气的再循环利用，有效地降低废气中的NOx含量，使中高速工况下的尾气的排放满足使用需求。 [0033] 根据本发明实施例的具有EGR系统的发动机100，通过设置三通阀30，以在车辆处于启动以及怠速工况下时，控制EGR组件20不介入到发动机100工作过程中，确保发动机100 快速起燃，并通过温度快速升高的催化器40，使尾气排放满足使用要求；在车辆处于中高速工况下时，使废气通过EGR组件20实现再循环利用，也可以使尾气的排放满足使用要求。 [0034] 综上，通过设置三通阀30，不仅可以使发动机100可以快速起燃，保证怠速以及启动工况下的尾气排放满足使用要求，而且使发动机100可以在低温状态下运行，并在催化器 40温度较高且发动机100切换至中高速工况后，控制EGR组件20介入到发动机100工作过程中，提高了发动机100的适用范围，并可以避免中高速工况下，尾气排放不满足使用要求。 [0035] 如图1所示，根据本发明的一些实施例，发动机100还包括：涡轮增压器50，涡轮增压器50的一端与排气歧管12连接，涡轮增压器50的另一端与进气歧管11连通，三通阀30与涡轮增压器50并联设置且均与排气歧管12连通。 [0036] 具体而言，本申请的发动机100的工作过程如下：压缩后的空气以及燃油气进入到气缸内充分混合后燃烧，燃烧产生的废气进入到排气歧管12，排气歧管12内的部分废气进入到涡轮增压器50以实现对进气侧的空气的涡轮增压，涡轮增压器50内的废气流出涡轮增压器50后流入到催化器40内，并在催化器40内被处理后排出，排气歧管12内的另一部分废气进入到三通阀30内，根据发动机100的工况，进入到EGR组件20或进入到催化器40内。 [0037] 由此，通过设置涡轮增压器50，可以有效地对进气侧的新鲜空气进行涡轮增压，以使气缸内具有更多的新鲜空气，以使气缸内的燃油气的燃0烧更加充分。 [0038] 在一些实施例中，涡轮增压器50与进气歧管11之间还设置有进气中冷器60。由此，通过进气中冷器60降低增压后的新鲜空气的温度，以使压缩后的新鲜空气可以以较低的温度进入到气缸内，以避免进入到气缸内的气体的温度过高，以提高发动机100的燃烧稳定性。 [0039] 在一些实施例中，EGR组件20包括：EGR阀21以及EGR冷却器22，三通阀30与EGR冷却器22连通，EGR冷却器22与EGR阀21连通，EGR阀21与进气歧管11连通。 [0040] 具体而言，EGR冷却器22可以对循环再利用的废气进行冷却，EGR阀21的开度可调，以使气缸内的EGR率满足使用要求，避免气缸内的EGR率过高，以维持气缸内的燃烧稳定性，并避免气缸燃烧过程中出现爆震现象。 [0041] 进一步地，EGR冷却器22构造为水冷冷却器。由此，可以提高对废气的冷却效果，以确保进入到气缸内的废气的温度适当。 [0042] 可以理解的是，发动机100还包括：空气滤清器70和旁通阀80，空气滤清器70设置在进气侧，适于对进入到进气歧管11内的空气进行过滤，旁通阀80与涡轮增压器50的进气涡轮并联设置，适于在进气背压过高时开启，以保证发动机100的进气量可以维持稳定。 [0043] 根据本发明第二方面实施例的发动机100的控制方法，包括：获取车辆的工况；如果车辆处于启动工况或怠速工况，控制三通阀30使排气歧管12与催化器40连通；如果车辆处于中高速工况，控制三通阀30使排气歧管12与EGR组件20连通。 [0044] 也就是说，本申请的发动机100的控制方法，可以根据发动机100的工况，控制三通阀30以使排气歧管12与EGR组件20连通，或直接与催化器40连通，以提高发动机100的燃烧稳定性，并使发动机100可以在更低的温度环境下使用。 [0045] 根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的控制程序，处理器执行控制程序时，实现发动机100的控制方法，以控制发动机100。 [0046] 根据本发明实施例的车辆，采用上述控制方法控制上述发动机100，所具有的技术效果与上述发动机100一致，在这里不再赘述。 [0047] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。 [0048] 在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。 [0049] 在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0050] 在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。 [0051] 在本发明的描述中，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。 [0052] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0053] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。