基于高压气源的单缸柴油机egr装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机EGR装置。
【背景技术】
[0002]所谓废气再循环(EGR)是将排气中的一部分废气引入到进气管，同新鲜空气混合后进入气缸重新参与燃烧的过程。随着船舶柴油机NOX排放法规日益严格，EGR已经成为降低NOX排放的最有效手段之一。如何实现EGR是EGR技术中的关键，目前增压柴油机的主要的实现方式有两种:低压EGR和高压EGR。二者的区别在于:低压EGR将涡轮前废气引入到压气机进口，而高压EGR则将涡轮前废气引入到压气机出口。因低压EGR容易造成废气的泄漏、废气中颗粒等杂质会对压气机叶片造成损伤，因此目前大多都采用高压EGR方式。无论高压EGR还是低压EGR，都存在共同的问题，由于增压柴油机进气压力均高于柴油机排气，废气很难正常与高压进气完成掺混，因此如何成功的将废气引入到进气成为了关键因素。
[0003]目前，已有的EGR系统和方案，大多都是针对车用发动机或者船用多缸增压柴油机上。如专利“一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法(申请号:201510188412.7)”中记载的技术方案等。而针对单缸柴油机的EGR试验台研究还很少。如专利“如一种实现柴油单缸机EGR的装置及EGR控制方法(申请号为:201410804230.3)”提供了一种柴油单缸机EGR装置及EGR控制方法，通过在排气管末端增加颗粒捕集器和气栗，来提高EGR压力实现EGR回流。虽然该方法能够达到预定的效果，但是仍有值得改进的地方，如颗粒捕集器和气栗的及其辅助设备是的整个EGR系统更加复杂、气栗的采用需要额外消耗能量等。目前还没有基于高压气源的单缸柴油机EGR装置的相关报道。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供克服了进气压力过高、排气压力过低而造成的无法回流等问题的基于高压气源的单缸柴油机EGR装置。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:
[0006]本实用新型基于高压气源的单缸柴油机EGR装置，其特征是:包括单缸柴油机、涡轮增压器、进气三通阀、排气三通阀，进气三通阀包括进气口、第一出气口和第二出气口，进气口通过高压外气源进气阀连通高压外气源，第一出气口与单缸柴油机之间设置第一进气支路，第二出气口与涡轮增压器的涡轮之间设置第二进气支路，排气三通阀包括排气口、第一废气口和第二废气口，排气口与单缸柴油机相连，第一废气口通过第一废气支路连通大气，第二废气口与涡轮增压器的压气机之间设置第二废气支路，压气机通过EGR管路连接第一进气支路，EGR管路上依次设置EGR过滤器、EGR冷却器、单向阀、控制电磁阀。
[0007]本实用新型还可以包括:
[0008]1、进气三通阀与EGR管路之间的第一进气支路上安装第一流量传感器和第一压力传感器，EGR过滤器与压气机之间的EGR管路上安装第二流量传感器和第二压力传感器。
[0009]本实用新型的优势在于:利用压力可无级调节的高压气源来实现单缸柴油机的增压工作方式，解决了单缸柴油机因排气不连续、排气量不足等弊端而无法正常使用涡轮增压的问题；同时通过一个涡轮增压器的“逆向利用”提高了EGR废气的压力，有效解决了进气压力过高、EGR废气压力过低导致的无法回流的问题;整个装置通过两个三通阀即可实现柴油机EGR工作循环和非EGR工作循环之间的切换，方便快捷。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述:
[0012]结合图1，本实用新型一种基于高压气源的单缸柴油机EGR装置，包括高压外气源进气阀1、进气三通阀2、排气三通阀11、电磁控制阀3、单向阀4、EGR7令却器5、EGR过滤器6、进气压力传感器12、排气压力传感器7、进气流量传感器13、排气流量传感器8、废气祸轮9、压气机10以及增压器进出口管道等。
[0013]高压外气源进气阀I入口与高压气源相连，高压外气源进气阀I出口与进气三通阀2入口相连，进气三通阀2出口管道以三通方式流出，一端出口与废气涡轮9入口相连，废气涡轮9出口与大气相连，另一端出口与柴油机气缸相连，其间安装有进气压力传感器12和进气流量传感器13;
[0014]排气三通阀11入口与柴油机排气相连，排气三通阀11出口管道以三通方式流出，一端出口与压气机10入口相连，压气机10出口设置排气压力传感器7和排气流量传感器8，且压气机10出口依次与EGR过滤器6、EGR冷却器5、单向阀4、控制电磁阀3相连，控制电磁阀3出口与柴油机进气管相连，另一端出口与大气相连。
[0015]压缩空气由高压外气源进气阀I引入，且可以实现无级调节，调节范围为Ibar-1Obar0
[0016]压缩空气通过进气三通阀2，以三通方式流出，即分为两个进气支路:一路直接流入柴油机气缸，此为进气支路I，另一路则直接流入废气涡轮9入口，此为进气支路2。
[0017]柴油机废气通过排气三通阀11，以三通方式流出，即分为两个废气支路:一路直接排入大气，此为废气支路I，另一路则直接流入压气机10入口，此为废气支路2。
[0018]由进气支路1、2和废气支路1、2共同构成了两个回路，分别为:
[0019]1.柴油机进、排气回路。压缩空气由进气支路I进入柴油机气缸，参与燃烧之后由废气支路I排入大气，由此构成柴油机的进、排气回路，其燃烧与排放效果相当于现有的涡轮增压柴油机。
[0020]2.EGR回路。压缩空气由进气支路2进入到废气涡轮9，完成做功之后排入大气;EGR废气由废气支路2流入压气机10，完成升压之后由压气机10出口流出，依次流经EGR过滤器
6、EGR冷却器5、单向阀5以及电磁控制阀3，最后接入进气支路I中，由此构成了 EGR回路。通过高压、高速进气驱动废气涡轮9，从而带动同轴压气机10对EGR废气进行升压，从而实现了EGR废气的回流。
[0021 ]其中，电磁控制阀的开度控制由设定的EGR率决定，不同的EGR率选择不同的开度，根据不同机型不同工况计算得到。
[0022]该装置的控制方案如下:
[0023]1.EGR工作循环
[0024]进气三通阀2保持两个出口均处于打开状态，且排气三通阀3两个出口均处于打开状态。
[0025](I).分别获取进气压力传感器12信号P1、排气压力传感器7信号P2、进气流量传感器13信号Ql、排气流量传感器8信号Q2;
[0026](2).判断Pl和P2的大小:若Pl >P2，则电磁控制阀3保持常闭状态;若Pl <P2，则打开电磁控制阀。
[0027](3).根据实时测量的进气流量传感器13信号Q1、排气流量传感器8信号Q2，调节电磁控制阀3，根据设定的EGR率，将一定量废气引入柴油机进气中，实现废气再循环EGR。
[0028]Π.非EGR