一种实现大egr率的低压egr引入装置及低压egr引入方法
【技术领域】
[0001]本发明属于EGR装置的技术领域，具体而言涉及一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法。
【背景技术】
[0002]随着排放法规的日益严格，发动机排放污染物的控制集中在对NOx和PM排放的控制上。对于NOx排放，最主流的技术是采用EGR和推迟喷射，但由于推迟喷射会带来燃油消耗率的升高，给燃油经济性带来不利的影响，因此，为了降低NOx，大多都采用EGR方案。
[0003]EGR的引入在自然吸气发动机上不是问题，一般来讲排气压力要比进气压力高，废气很容易进入缸内实现循环，但由于自然吸气的发动机一般应用在非道路上，排放标准不高，而且非道路发动机的转速较低，强调低速扭矩，而采用EGR后则降低了空气进气量，柴油机更容易受到烟度的限制。因此，在自然吸气的发动机上不存在EGR引入的问题。
[0004]目前发动机强化程度越来越高，而增压则是重要手段，涡轮压气机是大多数发动机小型化的首要选择。相对于输出功率相同的自然吸气发动机，增压发动机表现出更高的燃烧温度和排气温度，这种较高的温度可能导致发动机的NOx排放增加，并可加快材料老化，包括排气后处理催化剂老化等，EGR为了消除这种不利影响，通过废气稀释新鲜进气，从而减少燃烧过程中氧气的含量。
[0005]在高压EGR回路中，从涡轮机上游吸取排气并在压气机下游与进气混合。发动机增压后，压气机后的压力较高，在大负荷时，增压压力会高于废气的压力，而这时废气就不能从高压回路进入缸内，这时就需要从涡轮机下游吸取排气，引入到压气机的上游，形成低压EGR循环。因此，为适应发动机工况变化对EGR的要求，必须采用高低压双回路两套EGR系统才能满足更高排放的要求。
[0006]目前高低压双回路EGR的方案能满足传统燃烧方式对于大EGR率的需求，而且也能照顾到不同转速和负荷范围内燃油经济性，其呈现出较大的优势，例如目前广泛开展的采用大EGR率的低温燃烧技术，能同时降低NOx和soot排放。但也应注意到，采用高低压双回路EGR技术，需要增加排气背压阀、进气节流阀等额外的装置以提高EGR率，但两套EGR系统的设计会造成管系复、系统布置困难等问题，而且高低压两套EGR系统均需要EGR阀和相应的冷却器，制造成本和维护成本较高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于通过低压EGR的系统设计，一方面降低成本，另一方面不但能实现大的EGR率，而且该系统能够兼顾高低负荷对EGR的要求，能够有效的降低发动机的NOx排放。
[0008]为实现上述目的，采用如下技术方案:一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，包括EGR阀、EGR管路、燃烧室、燃烧室进气管、燃烧室排气管、燃烧室排气旁通管、排气总管、排气歧管、涡轮机、压气机和进气管，所述燃烧室排气管连接至涡轮机的进气端，所述排气总管连接至涡轮机的出气端；所述燃烧室排气旁通管的一端连接至燃烧室排气管，另一端连接至EGR阀；所述排气歧管的一端连接至排气总管，另一端连接至EGR阀；所述EGR阀和进气管之间通过EGR管路连接；所述进气管连接至压气机的进气端，所述压气机的出气端与燃烧室进气管相连接；所述涡轮机和压气机之间同轴设置。
[0009]进一步地，还包括排气处理装置，所述排气处理装置设置在排气总管上。
[0010]进一步地，还包括EGR冷却器，所示EGR冷却器设置在所示EGR管路上。
[0011]进一步地，还包括废气流量计，所示废气流量计设置在所示EGR管路上。
[0012]进一步地，还包括新鲜空气流量计，所述新鲜空气流量计设置在进气管上。
[0013]进一步地，还包括氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器设置在进气管上。
[0014]进一步地，还包括进气中冷器，所述进气中冷器设置在燃烧室进气管上。
[0015]本发明还公开了一种基于权利要求1所述的实现大EGR率的低压EGR引入装置来实现大EGR率的低压EGR引入方法，包括以下步骤:1)从涡轮机的上游和涡轮机的下游分别引出废气；2)步骤I)中的废气仅经过一个EGR阀和一个EGR冷却器进入压气机的上游。
[0016]进一步地，当采用低压EGR时，调节EGR阀使排气歧管和EGR管路相连通；当采用高压EGR时，调节EGR阀使燃烧室排气旁通管和EGR管路相连通；当不采用EGR时，调节EGR阀使燃烧室排气旁通管和排气歧管相连通。
[0017]本发明的有益效果:
实施本发明可以带来:1)、实现大的EGR率；2)、共用一个EGR阀就可以实现涡轮机上游和下游废气引入的切换；3)、高低压双回路EGR系统仅使用一个EGR冷却器；4)、节省了涡轮压气机的废气旁通阀。
【附图说明】
[0018]图1是本发明专利的EGR引入装置的结构示意图；
图2为采用低压EGR时的EGR阀机械部分结构示意图；
图3为采用高压EGR时的EGR阀机械部分结构示意图；
图4为不采用EGR时的EGR阀机械部分结构剖视图；
图5为不采用EGR时的EGR阀机械部分的俯视图；
图中:
1-燃烧室进气管；2_燃烧室；3_燃烧室排气管；4_燃烧室排气旁通管；5_排气处理装置；6_排气总管；7_排气歧管；8-EGR阀；9-EGR管路；10-EGR冷却器；11_废气流量计；12-涡轮机；13-压气机；14-氧气浓度传感器；15新鲜空气流量计；16-进气管；17-进气中冷器；18-EGR阀芯；19-旁通通道；20-EGR通道；21_阀芯调整环；22-阀杆；23_阀门位置传感器。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0021]本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
[0022]本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
[0023]本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。
[0024]本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
[0025]下面结合附图以某直列6缸机来详细说明本发明提出的具体结构及其使用情况。
[0026]如图1所示:燃烧室进气管I吸入的空气进入缸内与燃油混合并在燃烧室2内燃烧并推动活塞做功，生成的废气排入燃烧室排气管3，多缸机的排气连接在一起后进入涡轮机12内膨胀做功，温度降低，废气经过排气后处理装置5以后进入排气总管6将废气排出。涡轮机12