一种适用于双燃料发动机的egr系统的制作方法

文档序号:9704712阅读:441来源:国知局
一种适用于双燃料发动机的egr系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及发动机的一种废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculat1n,ERG),更确切地说,本发明涉及一种适用于柴油/天然气双燃料发动机的EGR系统。
【背景技术】
[0002]随着能源危机、环境污染的日益严重,天然气成为最有前途的发动机替代燃料。重型柴油机改装为柴油/天然气双燃料发动机后不仅可以有效缓解能源危机,还能大大降低碳烟排放,以满足日益严格的排放法规。废气再循环技术是降低发动机氮氧化物(nitrogenoxide: NOx)排放的一种简单有效的途径,将一定量的废气以一定的方式重新引入到发动机气缸中,降低氧浓度,增大比热比,从而降低了燃烧过程的最高燃烧温度,抑制NOx的生成。
[0003]目前,重型柴油/天然气双燃料发动机使用的EGR系统还是原柴油机的EGR系统,SP发动机回流废气经过冷却后进入进气总管,与新鲜空气进行充分混合后一起进入发动机气缸。然而,这种EGR系统应用在双燃料发动机上存在一个很大的问题。在柴油/天然气双燃料发动机中,虽然天然气一般是进气道喷射,但天然气在缸内并不是完全的均匀分布,存在分层现象。这样就造成天然气少的区域,空气相对较多,重新参与燃烧的废气就较多;而天然气多的区域,空气相对较少,重新参与燃烧的废气就较少。从而造成天然气较少的地方受回流废气的影响较大,燃烧恶化,总碳氢(total hydrocarbon,THC)排放升高;天然气较多的地方受回流废气的影响较小,NOx排放较高。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是克服柴油/天然气双燃料发动机回流废气与天然气混合不均匀时在较稀的区域燃烧恶化、THC排放高以及在较浓的区域燃烧温度高、NOx排放高的问题,提供了一种适用于双燃料发动机的EGR系统。
[0005]为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统包括涡轮增压器、“EGR+天然气”管路、“EGR+空气”管路、EGR控制管路、EGR三通阀、进气管路和天然气供给管路。
[0006]所述的EGR控制管路包括EGR控制总阀与EGR中冷器;
[0007]所述的“EGR+空气”管路包括1号EGR阀与1号EGR单向阀;
[0008]所述的“EGR+天然气”管路包括2号EGR阀、EGR过滤器、EGR增压器、2号EGR单向阀;
[0009]所述的进气管路包括增压中冷器、“EGR+空气”混合器、进气总管、进气道;
[0010]所述的天然气供给管路包括“EGR+天然气”混合器、天然气气轨、天然气喷嘴;
[0011 ] 所述的EGR三通阀的EGR三通阀进口与EGR控制总阀的出气端管路连接,EGR中冷器的进口与双燃料发动机本体中的排气管之间采用管路连接;EGR三通阀的EGR三通阀1号出口与1号EGR阀的进气端采用管路连接,1号EGR单向阀的出气端与“EGR+空气”混合器的混合器1号进口即废气进口端采用管路连接;EGR三通阀的EGR三通阀2号出口与2号EGR阀的进气端采用管路连接,2号EGR单向阀的出气端与“EGR+天然气”混合器的废气进口端采用管路连接,天然气喷嘴的出气端装入进气道中;增压中冷器的进口与涡轮增压器的压气机的出气口采用管路连接,进气道的一端与双燃料发动机本体采用管路连接,涡轮增压器中的涡轮机的进气口与双燃料发动机本体中的排气总管采用管路连接。
[0012]技术方案中所述的EGR控制总阀的进气端与EGR中冷器(15)的出口采用管路连接。
[0013]技术方案中所述的1号EGR阀的出口端与1号EGR单向阀的进气端采用管路连接。
[0014]技术方案中所述的“EGR+天然气”管路还包括EGR增压器、EGR过滤器;所述的2号EGR阀的出气端与EGR过滤器的进口采用管路连接,EGR过滤器的出口与EGR增压器的进口采用管路连接,EGR增压器的出口与2号EGR阀的进气端采用管路连接。
[0015]技术方案中所述的进气管路还包括进气总管;所述的增压中冷器的出口与“EGR+空气”混合器的混合器2号进口即空气进口端采用管路连接,“EGR+空气”混合器的出口端与进气总管的一端连接,进气总管的另一端与进气道的一端连接。
[0016]技术方案中所述的天然气供给管路还包括6个结构相同的天然气喷嘴(14);所述的“EGR+天然气”混合器的出口端通过管道与天然气气轨的进口连接,天然气气轨上的6个出口分别与6个结构相同的天然气喷嘴的进气端连接,6个结构相同的天然气喷嘴的出气端插入进气管路中的进气道中。
[0017]技术方案中所述的EGR三通阀是一个三通式的分流阀,有三个开口,即一个EGR三通阀进口与EGR三通阀1号出口、EGR三通阀2号出口;在EGR三通阀进口、EGR三通阀1号出口与EGR三通阀2号出口的开口端分别加工有外螺纹,EGR三通阀1号出口与EGR三通阀2号出口的回转轴线共线,EGR三通阀进口位于EGR三通阀1号出口与EGR三通阀2号出口之间,EGR三通阀进口的回转轴线与EGR三通阀1号出口或EGR三通阀2号出口的回转轴线垂直。
[0018]技术方案中所述的“EGR+空气”混合器与“EGR+天然气”混合器是一种结构完全相同的混合装置。所述的“EGR+空气”混合器包括混合器支架和混合器底座。混合器支架由支架固定板、支架环形壳体与支架通道组成,支架固定板的中心处设置有中心通道孔,其周围均匀地设置有4个结构相同的螺栓孔,支架环形壳体壁上沿径向设置一个径向通孔,径向通孔的直径和支架固定板的中心通道孔的孔径、支架通道的内径相等,径向通孔两侧的支架环形壳体壁上均匀设置有EGR节流孔;径向通孔、EGR节流孔和支架环形壳体的内孔连通,支架固定板、支架通道与支架环形壳体依次连接成一体,中心通道孔、支架通道与径向通孔的回转中心线共线;混合器底座是一长方体式结构件,混合器底座的中心处竖直地设置一个竖直中心盲孔,竖直中心盲孔的周围均匀地分布有4个螺栓孔,混合器底座上水平地设置一水平通孔,水平通孔的一端为混合器2号进口,水平通孔的另一端为混合器出口,竖直中心盲孔与水平通孔相连通,竖直中心盲孔与水平通孔的回转轴线垂直相交,竖直中心盲孔与水平通孔直径相等,且比支架环形壳体外径大1?2mm;混合器支架下方的支架环形壳体装入混合器底座上的水平通孔中,两者通过螺栓固定连接,混合器支架下方的支架环形壳体与混合器2号进口或者混合器出口回转轴线共线。
[0019]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0020]1.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统可以实现回流废气与进气充分混合。
[0021]2.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统可以实现回流废气与天然气充分混合。
[0022]3.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统可以实现回流废气与空气和天然气任意比例混合。
[0023]4.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统经过简单修改后可以实现回流废气与带有惰性气体稀释的双燃料发动机的惰性气体充分混合。
[0024]5.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统并不仅仅局限于柴油/天然气双燃料发动机,还适用于进气道喷射的点燃式天然气发动机以及使用其他燃料的双燃料发动机。
[0025]6.本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统可以为探究双燃料发动机不同缸内EGR分布对发动机性能的影响提供技术支持。
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0027]图1为本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统结构原理的示意图;
[0028]图2为本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统中所采用的EGR三通阀的结构组成的轴测投影图;
[0029]图3为本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统中所采用的“EGR+空气”混合器支架结构的轴测投影图;
[0030]图4为本发明所述的一种适用于双燃料发动机的EGR系统中所采用的“EGR+空气”混合器底座结构的轴测投影图;
[0031 ]图中:1.双燃料发动机本体,2.排气支管,3.排气总管,4.1号EGR阀,5.压气机,6.涡轮增压器,7涡轮机,8.1号EGR单向阀,9.增压中冷器,10.“EGR+空气”混合器,11.进气总管,12.进气道,13.天然气气轨,14.天然气喷嘴,15.EGR中冷器,16.2号EGR单向阀,17.“EGR+天然气”混合器,18.EGR增压器,19.EGR过滤器,20.2号EGR阀,21.“EGR+天然气”管路,
22.EGR控制总阀,23.“EGR+空气”管路,24.EGR控制管路,25.排气管路,26.EGR三通阀,27.进气管路,
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