点燃式的增压发动机用废气再循环系统的制作方法_3

文档序号:10365784阅读:来源:国知局
压差的最大化,而且废气不经过冷却,有助于发动机7在高EGR率下保持良好的燃烧稳定性,从而达到最大化的油耗改善。
[0044]在发动机中负荷工况下,通过控制所述多通阀12使得采用第一取废气模块将废气经第一管道11向进气歧管6处输送,通过控制所述旁通阀14使得所述多通阀12的第六端口122经第一中冷器13及第一 EGR阀15与所述第二端口 112连通。也就是,废气经过第一中冷器13的冷却之后流经高压的第一 EGR阀15,并最终进入发动机7。在中负荷工况下,发动机的排气温度相对于低负荷工况要高,高温的废气进入发动机会使得混合气的温度升高,从而加重发动机发生爆震的倾向,使得发动机热效率下降,油耗上升。而EGR废气经过第一中冷器13的冷却之后,降低了温度,减弱了发动机爆震加重的倾向,达到最佳的发动机油耗改善。
[0045]在发动机高负荷工况下,通过控制所述多通阀12使得采用第二取废气模块将废气依次经第一端口 I U、第三端口 161和第四端口 162向进气歧管6处输送。也就是,关闭高压EGR回路,使得低压EGR回路工作。在发动机高负荷工况下,发动机面临的主要技术挑战是爆震燃烧。爆震直接导致了发动机热效率下降,油耗上升。外部冷却EGR由于其在爆震抑制方面的优势,而使得发动机爆震燃烧得到抑制,从而达到改善油耗的目的。在本实施例中,低压EGR回路的废气不是从目前常见的废气后处理装置10之后取,而是从和高压EGR回路一样的排气歧管8处取(在本实施例中,从排气总管处取),使得低压的第二EGR阀上游的压力增加,从而实现更大的低压EGR流量,以进一步达到爆震抑制和燃油经济性改善的目的。
[0046]对于不同的发动机,各个发动机的低负荷工况常常会不相同。对于中负荷工况和高负荷工况,也是如此,本领域技术人员需要根据发动机的类型确定其低负荷工况、中负荷工况和高负荷工况的具体范围。
[0047]作为一个非限制性的实施例,发动机的低负荷工况对应的负荷为:0?Pl*Lm,发动机的中负荷工况对应的负荷为:Pl*Lm?P2*Lm,发动机的高负荷工况对应的负荷为:P2*Lm?Lm,其中,?1:20%?40%,?2:30%?60%,?2大于?1丄111为发动机的最大负荷。
[0048]请继续参考图1,作为一个非限制的例子,在本实施例中,所述第一EGR阀15为高压EGR阀,所述高压EGR阀两端的压差范围为:0?Hl,其中,Hl: 20?150千帕;所述第二EGR阀18为低压EGR阀,所述低压EGR阀两端的压差范围为:O?LI,其中,L1: 10?100千帕。
[0049]进一步地,所述进气模块还包括空气滤清器1、第三中冷器4和与进气管道2连通的进气总管(图中未标注),所述空气滤清器I设置在进气管道2上,且位于所述增压器3的上游,所述第三中冷器4设置在进气管道2上,且位于所述节气门5的上游,所述进气总管固定在进气歧管6上,且与所述第一管道11的第二端口 112连通,所述排气模块还包括与排气管道9连通的排气总管(图中未标注),所述排气总管固定在排气歧管8上,且与所述第一管道11的第一端口 111连通。
[0050]所述(点燃式的)发动机7可以为汽油机、天然气发动机或乙醇发动机,在本实施例中,其为汽油机。所述废气后处理装置10为三元催化器或者三元催化器及颗粒捕集器,所述第二取废气模块还包括颗粒物过滤器19,所述颗粒物过滤器19设置在第二管道16上,颗粒物过滤器19的作用是将废气中含有的大颗粒物过滤掉,以避免进入涡轮增压器的压缩机腔而影响增压器寿命,造成增压器损坏。
[0051 ] 多通阀12具有第五端口 121、第六端口 122和第七端口 123,故该多通阀12至少为三通阀。以该多通阀12为四通阀为例,四通阀的第五端口 121、第六端口 122和第七端口 123之一的数量为两个,例如,第五端口 121的数量为两个,则在排气总管与两个第五端口 121之间设置两根第一管道11即可。在本实施例中,所述多通阀12优选为三通阀。
[0052]所述第一 EGR阀15、第二 EGR阀18、多通阀12和旁通阀14可分别采用多种驱动方式。例如,所述第一 EGR阀15由电机驱动或电磁阀驱动,所述第二 EGR阀18由电机驱动或电磁阀驱动,所述多通阀12采用液压驱动或电驱动,所述旁通阀14采用液压驱动或电驱动,但不限于此。在本实施例中,所述第一EGR阀15和第二EGR阀18分别由电机驱动,废气的流量通过电机驱动的第一EGR阀15实现连续可调,还通过电机驱动的第二EGR阀18实现连续可调,所述多通阀12为电控多通阀,所述旁通阀14为电控旁通阀。此外,所述第一中冷器13和旁通阀14同时设置在第一 EGR阀15的上游、同时设置在第一 EGR阀15的下游或者分别同时设置在第一EGR阀15的上游和下游(即第一EGR阀的上游具有第一中冷器和旁通阀,下游也具有第一中冷器和旁通阀)。
[0053]所述(增压)发动机7为涡轮增压发动机、机械增压发动机或双增压发动机。在本实施例中,所述增压发动机为涡轮增压发动机,所述增压器3包括压缩机31和涡轮机32,所述压缩机31设置在所述第四端口 162和节气门5之间的进气管道2上,所述涡轮机32设置在所述第一端口 111下游的排气管道9上,所述第三中冷器4设置在压缩机31和节气门5之间的进气管道2上,所述第二管道16的第四端口 162连接在空气滤清器I和压缩机31之间的进气管道2上。
[0054]综上,在本实施例中,提供了一种双回路的EGR系统,该系统可以在发动机全工况下(即所有转速和负荷范围内)实现期望的EGR率。现有的不论是高压EGR还是低压EGR系统,都只能在有限的发动机转速负荷区域内工作,而本实用新型提出的EGR系统,包含了两路EGR系统,可根据发动机的燃烧需求,在这两套EGR回路之间切换,从而可以在所有的发动机转速和负荷工况下都实现期望的EGR率。在本实施例中,高压EGR回路设计了废气中冷器的旁通功能,从而可以根据发动机燃烧的需要,选择废气中冷或废气不中冷两种工作模式。此夕卜,在本实施例中,低压EGR回路的废气不是从目前常见的废气后处理装置之后取,而是从和高压EGR回路一样的排气总管处取,使得低压EGR阀上游的压力增加,从而实现更大的低压EGR流量,满足发动机在高负荷区域提出的更大EGR率的需求,以进一步达到爆震抑制和燃油经济性改善的目的。
[0055]本实施例还提供了一种点燃式的增压发动机用废气再循环系统的使用方法,应用在所述的点燃式的增压发动机用废气再循环系统上,该使用方法包括:通过控制所述多通阀12使得采用第一取废气模块将废气经第一管道11向进气歧管6处输送,且通过控制所述旁通阀14使得所述多通阀12的第六端口 122经第一中冷器13或旁通阀14及第一 EGR阀15与所述第二端口 112连通,或采用所述第二取废气模块将废气依次经第一端口 111、第三端口161和第四端口 162向进气歧管6处输送。
[0056]当发动机为低负荷工况时,通过控制所述多通阀12使得采用第一取废气模块将废气经第一管道11向进气歧管6处输送,打开所述旁通阀14使得所述多通阀12的第六端口 122经旁通阀14及第一EGR阀15与所述第二端口 112连通;
[0057]当发动机为中负荷工况时,通过控制所述多通阀12使得采用第一取废气模块将废气经第一管道11向进气歧管
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