发动机系统技术方案

一种发动机系统，能够在启动初期利用在燃烧室中燃烧后的尾气对进气进行加热，从而能在发动机启动初期提高进气温度、加快暖机速度并降低污染物的排放。所述发动机系统包括中冷器，该中冷器具有中冷器本体、空气进入口、空气排出口、尾气进入口及尾气排出口，在中冷器本体的内部设置有多条空气流动管道和多条尾气流动管道，各条空气流动管道及各条尾气流动管道分别平行贴合设置，在位于催化器的尾气流动方向上游侧的第一管道的中途分岔形成有尾气分岔管，在位于催化器的尾气流动方向下游侧的第二管道的、靠所述催化器一侧的第一位置处，设置有尾气回流管，在第二管道的、比第一位置更远离催化器一侧的第二位置处设置有尾气排放管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发动机系统，特别地涉及具有中冷器的发动机系统。
技术介绍
中冷器一般只设置在安装有涡轮增压的车辆中，因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于提高发动机的换气效率。对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件，无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与发动机进气歧管之间安装中冷器。涡轮增压的发动机比普通发动机拥有更大的动力的原因之一就是其换气效率比一般发动机的自然进气更高。当空气进入涡轮增压后，其温度会大幅升高，密度变低，而中冷器正是起到冷却空气的作用，高温空气经过中冷器的冷却，再进入发动机中。如果缺少中冷器而使增压后的高温空气直接进入发动机，则会因空气温度过高导致发动机损坏甚至死火的现象。由于发动机排出的废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，这必然也会导致空气温度的升高，从而影响发动机的充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降10℃，发动机功率就能提高3％～5％。如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的NOx的含量，造成空气污染。因此，设置中冷器也是为了降低进气温度，以消除增压后的空气升温造成的不利影响。但是，在发动机刚启动时，由于涡轮增压不起作用，因此，进入发动机及燃烧室的空气温度较低，此时，现有的中冷器也起不到降低进气温度的作用。
同时，发动机刚启动时进气温度较低会使暖机速度变慢，催化剂达到活性温度的时间较长，而使得尾气中没有完全燃烧的NOx的含量增加，从而造成空气污染。因而，如何能够在发动机启动初期提高进气温度、加快暖机速度并降低污染物的排放便成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术未解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种发动机系统，该发动机能够在启动初期利用在燃烧室中燃烧后的尾气对进气进行加热，从而能在发动机启动初期提高进气温度、加快暖机速度并降低污染物的排放。本专利技术第一方面的发动机系统，包括：涡轮增压器，该涡轮增压器用于进入上述发动机系统的空气进行涡轮增压；中冷器，该中冷器具有中冷器本体、上述空气进入口和空气排出口，在上述中冷器本体内部设置有多条将上述空气进入口与空气排出口连通的空气流动管道，并设置有用于对涡轮增压后进入上述中冷器本体的上述空气流动管道的空气进行冷却的散热片；发动机本体，在该发动机本体的燃烧室内使空气与燃料混合燃烧；以及催化器，该催化器中具有催化剂，用于对在上述燃烧室内燃烧后的燃烧空气进行催化处理，其特征是，上述中冷器还包括尾气进入口及尾气排出口，在上述中冷器本体的内部设置有多条将上述尾气进入口与上述尾气排出口连通的尾气流动管道，各条空气流动管道及各条尾气流动管道分别平行贴合设置，或者是，各条尾气流动管道与各条空气流动管道在横向上交叉贴合设置，在位于上述催化器的尾气流动方向上游侧的第一管道的中途分岔形成有尾气分岔管，在位于上述催化器的尾气流动方向下游侧的第二管道的、靠上述催化器一侧的第一位置处，设置有尾气回流管，该尾气回流管的一端与上述第二管道的第一位置连接，另一端与上述中冷器的上述尾气进入口连接，上述尾气分岔管的一端与上述连接管连接，另一端与上述尾气回流管连接，在上述尾气管的、比上述第一位置更远离上述催化器一侧的第二位置处设置有尾气排放管，该尾气排放管的一端与上述中冷
器的上述尾气排出口连接，另一端与上述第二管道的第二位置连接。本专利技术第二方面的发动机系统是在本专利技术第一方面的发动机系统的基础上，其特征是，在各上述空气流动管道与各上述尾气流动管道之间设置有用于使在上述空气流动管道中流动的空气与在上述尾气流动管道中流动的尾气进行热交换的热交换壁。本专利技术第三方面的发动机系统是在本专利技术第二方面的发动机系统的基础上，其特征是，在上述尾气分岔管、上述尾气回流管及上述尾气排放管上分别设置有第一泵、第二泵、第三泵。本专利技术第四方面的发动机系统是在本专利技术第三方面的发动机系统的基础上，其特征是，上述第一管道是连接管，该连接管与上述催化器的一端连接，上述第二管道是尾气管，该尾气管与上述催化器的另一端连接。本专利技术第五方面的发动机系统是在本专利技术第四方面的发动机系统的基础上，其特征是，在上述尾气管的上述第一位置与上述第二位置之间设置有单向阀，该单向阀允许尾气从上述尾气管的第一位置向第二位置的方向移动，而阻止尾气从上述尾气管的第二位置向第一位置的方向移动。本专利技术第六方面的发动机系统是在本专利技术第五方面的发动机系统的基础上，其特征是，在用于将上述中冷器与上述发动机本体连接的进气管(IP)上设置有用于对进气温度进行检测的进气温度传感器。本专利技术第七方面的发动机系统是在本专利技术第六方面的发动机系统的基础上，其特征是，在上述进气温度为最佳进气温度以上时，关闭上述第一泵、第二泵及第三泵，在上述进气温度没有到达最佳进气温度、且催化剂温度没有到达活性温度时，关闭上述第一泵，打开上述第二泵及第三泵，在上述进气温度没有到达最佳进气温度、且催化剂温度为活性温度以上时，打开上述第一泵、第二泵及第三泵。根据本专利技术的发动机系统，由于本专利技术的发动机系统中所使用的中冷器不仅能够起到常规的中冷器的作用、即对涡轮增压后进入上述中冷器本体的空气流动管道的空气进行冷却，而且在发动机启动初期这样的进气温度较低的情况下，能够利用燃烧空气(或尾气)中的余热，在中冷器本体的内
部进行热交换，因此，能够使空气进气温度更早地达到最佳进气温度，进而能够加快暖机速度，减少污染物的排放。附图说明图1是表示在发动机系统中使用的通常的中冷器的结构的示意图。图2是表示在本专利技术实施方式的发动机系统中使用的中冷器的结构的示意图。图3是图2所示的中冷器的沿A－A线剖切的横剖视图。图4是表示本专利技术实施方式的发动机系统的整体结构图。图5是表示本专利技术实施方式的发动机系统的工作流程图。图6是表示在本专利技术实施方式的发动机系统中使用的中冷器的变形例的结构的示意图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术实施方式的发动机系统10进行详细说明。首先，对本专利技术实施方式的发动机系统10中所使用的中冷器100的结构进行说明。图1是表示通常的中冷器100’的结构的示意图，图2是表示本专利技术的发动机系统10中所使用的中冷器100的结构的示意图，图3是图2所示的中冷器的沿A－A线剖切的横剖视图。如图1所示，通常的中冷器100’包括中冷器本体110’和设置在中冷器本体110’的两端的空气进入口120A’及空气排出口120B’。在上述中冷器本体110’的内部设置有多条空气流动管道112’、112’、……、112’以及位于各空气流动管道112’、112’、……、112’间的散热片111’、111’、……、111’。如图2所示，本专利技术的中冷器100包括中冷器本体110和设置在中冷器本体110两端的空气进入口120A、空气排出口120B、尾气进入口130A及尾气排出口130B。更具体来说，在中冷器本体110的一端设置有空气进入口120A和尾气
进入口130A，在中冷器本体110的另一端设置有空气排出口120B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统，包括：涡轮增压器(TUR)，该涡轮增压器(TUR)用于进入所述发动机系统的空气进行涡轮增压；中冷器(100)，该中冷器(100)具有中冷器本体(110)、所述空气进入口(120A)和空气排出口(120B)，在所述中冷器本体(110)内部设置有多条将所述空气进入口(120A)与空气排出口(120B)连通的空气流动管道(112、112、……、112)，并设置有用于对涡轮增压后进入所述中冷器本体(110)的所述空气流动管道(112、112、……、112)的空气进行冷却的散热片(111、111、……、111)；发动机本体(E)，在该发动机本体(E)的燃烧室内使空气与燃料混合燃烧；以及催化器(200)，该催化器(200)中具有催化剂，用于对在所述燃烧室内燃烧后的燃烧空气进行催化处理，其特征在于，所述中冷器(100)还包括尾气进入口(130A)及尾气排出口(130B)，在所述中冷器本体(110)的内部设置有多条将所述尾气进入口(130A)与所述尾气排出口(130B)连通的尾气流动管道(113、113、……、113)，各条空气流动管道(112、112、……、112)及各条尾气流动管道(113、113、……、113)分别平行贴合设置，或者是，各条尾气流动管道(113、113、……、113)与各条空气流动管道(112、112、……、112)在横向上交叉贴合设置，在位于所述催化器(200)的尾气流动方向上游侧的第一管道的中途分岔形成有尾气分岔管(WBP)，在位于所述催化器(200)的尾气流动方向下游侧的第二管道的、靠所述催化器(200)一侧的第一位置处，设置有尾气回流管(WRP)，该尾气回流管(WRP)的一端与所述第二管道的第一位置连接，另一端与所述中冷器(100)的所述尾气进入口(130A)连接，所述尾气分岔管(WBP)的一端与所述连接管(P)连接，另一端与所述尾气回流管(WRP)连接，在所述第二管道的、比所述第一位置更远离所述催化器(200)一侧的第二位置处设置有尾气排放管(WDP)，该尾气排放管(WDP)的一端与所述中冷器(100)的所述尾气排出口(130B)连接，另一端与所述第二管道的第二位置连接。...

【技术特征摘要】
1.一种发动机系统，包括：涡轮增压器(TUR)，该涡轮增压器(TUR)用于进入所述发动机系统的空气进行涡轮增压；中冷器(100)，该中冷器(100)具有中冷器本体(110)、所述空气进入口(120A)和空气排出口(120B)，在所述中冷器本体(110)内部设置有多条将所述空气进入口(120A)与空气排出口(120B)连通的空气流动管道(112、112、……、112)，并设置有用于对涡轮增压后进入所述中冷器本体(110)的所述空气流动管道(112、112、……、112)的空气进行冷却的散热片(111、111、……、111)；发动机本体(E)，在该发动机本体(E)的燃烧室内使空气与燃料混合燃烧；以及催化器(200)，该催化器(200)中具有催化剂，用于对在所述燃烧室内燃烧后的燃烧空气进行催化处理，其特征在于，所述中冷器(100)还包括尾气进入口(130A)及尾气排出口(130B)，在所述中冷器本体(110)的内部设置有多条将所述尾气进入口(130A)与所述尾气排出口(130B)连通的尾气流动管道(113、113、……、113)，各条空气流动管道(112、112、……、112)及各条尾气流动管道(113、113、……、113)分别平行贴合设置，或者是，各条尾气流动管道(113、113、……、113)与各条空气流动管道(112、112、……、112)在横向上交叉贴合设置，在位于所述催化器(200)的尾气流动方向上游侧的第一管道的中途分岔形成有尾气分岔管(WBP)，在位于所述催化器(200)的尾气流动方向下游侧的第二管道的、靠所述催化器(200)一侧的第一位置处，设置有尾气回流管(WRP)，该尾气回流管(WRP)的一端与所述第二管道的第一位置连接，另一端与所述中冷
\t器(100)的所述尾气进入口(130A)连接，所述尾气分岔管(WBP)的一端与所述连接管(P)连接，另一端与所述尾气回流管(WRP)连接，在所述第二管道的、比所述第一位置更远离所述催化器(200...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥刘智，
申请(专利权)人：日立汽车系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32