专利名称：一种发动机废气再循环系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机排放控制技术，具体涉及一种发动机废气再循环系统。
背景技术：
目前人们的生活水平的提高，汽车保有量不断增加，汽车排放的废气对环境所造 成的影响也随之增大。汽车排放对人类危害最大的是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮 氧化物(NOx)。氮氧化物(NOx)排到大气中，碰到强烈的紫外线时，会生成光化学烟雾。这 种光化学烟雾，会造成眼睛疼痛，严重的话还会呼吸困难。长期呼吸被氮氧化物和黑烟等污 染的空气，也容易带来呼吸器官的疾病和癌症。NOx是在温度很高的情况下氮与氧化合的产 物，会对大气造成污染并危害人身健康。在化学上，氮是所谓的惰性气体，不容易起氧化作 用，但温度高到一个程度，还是会形成氮氧化物的。因此若要降低弓I擎排气中的氮氧化物含 量，就必须设法降低引擎的燃烧温度。目前在车辆上，已被广泛应用的方法就是在发动机进 气管中导入一些已经燃烧过的废气，与新鲜空气混合，使之再次燃烧，作用为降低混合气的 含氧浓度、吸收燃烧释放出的热量，使燃烧速度减慢、燃烧温度降低，从而减少NOx的生成 数量，也就是所谓的发动机废气再循环系统EGR (ExhaustGas Recirculation)，它是针对引 擎排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。传统的发动机废气再循环系统EGR —般采用外置EGR通道及机械式EGR控制装置 的方式。外置EGR通道采用一根金属管将废气引入到EGR阀，其结构不利于发动机在整车 的布置。而传统的机械式EGR控制装置因其EGR率不可变或控制范围有限，控制精度也远 不能满足发动机的实际需要，越来越无法满足发动机高性能、低排放的要求。
发明内容本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一 种在保证整车布置及发动机运转性能良好的同时，达到最佳NOx净化效果，以满足排放法 规要求的发动机废气再循环系统。本实用新型的技术方案是一种发动机废气再循环系统，其特征在于包括内部EGR系统和外部EGR系统，所述 内部EGR系统采用置于缸盖内的集成式EGR通道，外部EGR系统采用可变EGR率的闭环电 子控制系统。本实用新型的所述置于缸盖内的集成式EGR通道包括连接出水口支座和进气歧 管的EGR管，发动机气缸排气道通过排气歧管与气缸盖EGR通道连通，再依次通过出水口支 座EGR出口、EGR阀、出水口支座EGR进口与EGR管连通，最后EGR管通过发动机进气歧管、 进气门与发动机燃烧室连通。本实用新型的所述EGR管为不锈钢EGR管。本实用新型的所述可变EGR率的闭环的电子控制系统包括(1)发动机电控单元(ECU)根据所收集到的参数值感知发动机的工况状态，对EGR阀发出脉宽调制(PWM)信号并驱动EGR阀；所述参数值包括由曲轴位置传感器提供的发动机转速信号、由进气压力传感器提 供的发动机负荷信号、由节气门位置传感器提供的节气门位置信号、由冷却液温度传感器 提供的温度信号以及由点火开关提供的起动信号；(2)E⑶通过由EGR阀位置传感器提供的EGR阀开度反馈信号确定EGR阀开度位 置，并判断EGR阀阀体是否满足开度要求；(3) E⑶持续监测发动机的工况状态的参数值并据此不断调整EGR阀开度，控制废 气再循环比率，从而达到最佳的EGR阀开度。本实用新型的发动机废气再循环系统结构简单，成本低，寿命长，不仅可以满足微 型车整车布置的要求，保证发动机运转性能良好，还可以满足国IV排放法规要求，达到最 佳NOx净化效果。
图1为本实用新型的发动机废气再循环系统的废气流通示意图。图2为本实用新型的发动机气缸盖排气侧的示意图。图3为本实用新型的发动机气缸盖后端面的示意图。图4为本实用新型的可变EGR率的闭环的电子控制系统组成及控制原理示意图。附图标记说明1、气缸盖EGR通道废气进气口 2、气缸盖EGR通道废气出气口具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1 3所示的本实用新型的发动机废气再循环系统，包括内部EGR系统和外 部EGR系统。所述内部EGR系统采用置于气缸盖内的集成式EGR通道，所述置于气缸盖内 的集成式EGR通道包括连接出水口支座和进气歧管的EGR管，发动机废气经气缸排气道、排 气歧管进入气缸盖EGR通道，再经出水口支座EGR出口，过EGR阀，再通过出水口支座EGR 进口进入EGR管，最后经过发动机进气歧管、进气门进入发动机燃烧室。本实用新型的EGR管为不锈钢EGR管。本实用新型的集成式EGR通道结构简单，布置紧凑，不仅可以满足微型车整车布 置的要求，还能够保证发动机运转性能良好。如图4所示的本实用新型的外部EGR系统采用可变EGR率的闭环的电子控制系 统，其组成及工作原理如下1.发动机电控单元(ECU)在工作时根据所收集到的参数值来感知发动机的各种 状态，对EGR阀发出脉宽调制(PWM)信号并驱动EGR阀；所述参数值包括由曲轴位置传感器 提供的发动机转速信号、由进气压力传感器提供的发动机负荷信号、由节气门位置传感器 提供的节气门位置信号、由冷却液温度传感器提供的温度信号以及有点火开关提供的起动 信号。2. E⑶通过由EGR阀位置传感器提供的EGR阀开度反馈信号确定EGR阀开度位置， 并判断EGR阀阀体是否满足开度要求；[0028]3. E⑶实时监测发动机的相关参数值并据此不断调整EGR阀开度，控制废气再循 环比率，从而达到最佳的EGR阀开度。本实用新型的电子控制系统是根据不同工况的特点进行不同EGR率的精确控制， 既达到抑制NOx生成的目的，又不影响发动机的运转性能。本实用新型采用闭环控制方式根据各种传感器测得的发动机转速、负荷、温度状 态等工况信号，由ECU计算出符合当时工况的最佳的EGR率，并控制EGR阀进行相应的操 作，并将实际的EGR率反馈给ECU，供ECU对输出的控制信号进行修正，以便实际的EGR率与 控制目标更为逼近，从而实现对EGR率的闭环控制。本实用新型的电子控制EGR的控制策略如下1、基本EGR率的确定基本EGR率由发动机的转速及负荷来确定，在低速、小负荷 区域，由于燃烧易变得不稳定，故EGR率较低；在高速、大负荷区域，为了获得大的输出功 率，也不宜进行大EGR率控制。2、冷却水温度修正控制由于发动机冷态时燃烧不稳定，因此冷却水温度越低，相 应的EGR率越小。3、停止EGR控制在发动机启动时、怠速和减速时、发动机冷却水温低于35度以及 发动机冷却水温超过100度的工况下，停止EGR控制，以避免燃烧不稳定。上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的 保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本 实用新型的保护范围。
权利要求一种发动机废气再循环系统，其特征在于包括内部EGR系统和外部EGR系统，所述内部EGR系统采用置于缸盖内的集成式EGR通道，外部EGR系统采用可变EGR率的闭环的电子控制系统。
2.根据权利要求1所述的发动机废气再循环系统，其特征在于所述置于缸盖内的集 成式EGR通道包括连接出水口支座和进气歧管的EGR管，发动机气缸排气道通过排气歧管 与气缸盖EGR通道连通，再依次通过出水口支座EGR出口、EGR阀、出水口支座EGR进口与 EGR管连通，最后EGR管通过发动机进气歧管、进气门与发动机燃烧室连通。
3.根据权利要求2所述的发动机废气再循环系统，其特征在于所述EGR管为不锈钢 EGR 管。
专利摘要本实用新型提供一种发动机废气再循环系统，其特征在于包括内部EGR系统和外部EGR系统，所述内部EGR系统采用置于缸盖内的集成式EGR通道，外部EGR系统采用可变EGR率的闭环电子控制系统。本实用新型的发动机废气再循环系统结构简单，成本低，寿命长，在保证整车布置及发动机运转性能良好的同时，可以满足排放法规要求，达到最佳NOx净化效果。
文档编号F02M25/07GK201635871SQ200920217760
公开日2010年11月17日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者王文群, 臧玉楼, 麻宜 申请人:上汽通用五菱汽车股份有限公司