做功后将带动同轴的压气机13旋转，将流经进气管16的新鲜空气压缩并在进气中冷器冷却后进入燃烧室进气管1，由此实现空气的不断吸入与排出。
[0027]EGR回路采用两种引入方式，分别是涡轮机12的上游分支引出的排气旁通管4和排气总管6引出的排气歧管7。两路废气经EGR阀8协调控制后进入EGR管路9，废气经过冷却器10冷却后进入压气机13的上游，即进气管16，废气与新鲜空气混合后经压气机13进入发动机。
[0028]本发明将涡轮机上游和下游取气的两种方案结合起来，仅采用一个EGR阀8就可以将两种管路的气体引入到压气机13的上游，而且仅采用一个EGR冷却器10既可达到预期的冷却效果。该方案共用价格昂贵、重量较重且难以封装的冷却器，而且，将EGR阀集成式设计，节省了成本和空间。
[0029]本发明的EGR阀采用电机驱动的三通切换阀，圆柱型阀芯可以在具有合适的密封的圆柱型阀体内旋转。这样，EGR阀可以根据需要进行流体通道选择，EGR阀配置有位置传感器，可以反馈进行闭环的流量控制。当增压压力过高发生喘振时，排气旁通阀4的废气可以通过EGR阀的控制从排气歧管7排入到排气总管6中，因此，本方案的EGR阀可以实现废气旁通的功能，节省了原来压气机的废气旁通阀，简化了压气机的结构，降低了成本。
[0030]为准确控制发动机的运转情况，在该EGR回路中设计了废气流量计11和氧气浓度传感器14，流量传感器可包含热线式或文氏管。通过测量不但能确定EGR率的大小，而且氧气浓度值可为EGR在发动机运行区域内的控制提供参考，并以此精确控制阀门开度。
[0031]实现该低压EGR引入方式有多个优点，从涡轮下游取气，保持了涡轮机的功率。中速至高速运转情况下，增压压力较大，废气可部分旁通打开，而从涡轮上游吸取EGR将不会削弱涡轮压气机的性能。在不采用进气节流阀或背压阀的情况下就能实现大的EGR率。
[0032]图2至图5为三通切换阀的机械部分在不同工况下的流通示意图。
[0033]如图2所示:当采用低压EGR时，电机驱动阀杆22和阀芯18转动，使阀芯18中的EGR通道20、排气歧管7和EGR管路9相导通，组成低压EGR回路。此时，部分废气经排气歧管?进入到EGR通道20，然后经EGR管路9、冷却器10进入到压气机13的上游。通过转动阀杆、阀芯，可以调节EGR通道20与排气歧管7和EGR管路的导通面积，进而实现了流量的控制。阀门位置传感器23可实时监测阀芯的位置信号，并将测得的信号反馈至ECU控制单元进而对EGR阀驱动电机进行控制，进而根据控制策略的设定要求闭环控制阀门开度的大小，从而实现对EGR率的控制。
[0034]如图3所示:当采用高压EGR时，电机驱动阀杆22和阀芯18转动，使阀芯18中的EGR通道20与排气旁通管4和EGR管路9相连接导通，组成高压EGR回路。此时，部分废气经排气旁通管4进入到EGR通道20，然后经EGR管路9、冷却器10进入到压气机13的上游。通过转动阀杆、阀芯，可以调节EGR通道20与排气旁通管4和EGR管路的导通面积，进而实现了流量的控制。
[0035]不采用EGR时，如图4、图5所示:电机驱动阀杆22和阀芯18转动，使阀芯18中的旁通通道19与排气旁通管4和排气歧管7相连接导通，组成排气旁通通道。此排气旁通通道在发动机中速、高速运转情况下，增压压力较大时，能避免了压气机的喘振，很好地保证压气机的性能。通过转动阀杆、阀芯，可以调节旁通通道19与排气旁通管4和排气歧管7导通的面积，进而实现了流量的控制。
[0036]尽管图中描述了 6缸直列发动机，本发明同样应用于具有更多或者更少气缸的发动机，以及应用于相对气缸组设置在发动机两侧的V型发动机。同样的，涡轮压气机包含可变喷嘴和可变几何截面的涡轮压气机。
[0037]以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种实现大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，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，还包括EGR冷却器，所示EGR冷却器设置在所示EGR管路上。
4.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，还包括废气流量计，所示废气流量计设置在所示EGR管路上。
5.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，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。
7.根据权利要求1所示的一种实现大EGR率的低压EGR引入装置，其特征在于，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。
8.一种基于权利要求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，其特征在于，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。
9.根据权利要求8所述的一种实现大EGR率的低压EGR引入方法，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公布了一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法，再循环废气从涡轮机上游和涡轮机下游引出，只经过一个EGR阀和一个EGR冷却器之后进入压气机的上游。该方案通过一个电控阀实现将两路EGR废气引入到压气机上游，形成低压EGR方案。在高转速可以采用从涡轮机上游引入废气，而在低转速时从涡轮机下游引入废气。与高低压双回路EGR系统相比，不但能实现大的EGR率，而且该系统能够兼顾高低转速和负荷对EGR的要求，能够有效的降低发动机的NOx排放，同时该系统的两路EGR废气共用一个EGR阀和一个EGR冷却器，其结构简单，减轻了重量，降低了封装的复杂性，制造成本低。
【IPC分类】F02M25-07
【公开号】CN104791148
【申请号】CN201510188412
【发明人】缪雪龙, 郑金保, 居钰生, 夏少华, 赵智博, 王鹏
【申请人】中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所, 中国第一汽车股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月21日