一种废气再循环系统及方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及废气再利用技术领域，特别涉及一种废气再循环系统及方法。
【背景技术】
[0002]废气再循环(Exhaust Gas Recirculat1n)简称EGR，EGR系统的作用就是将柴油机产生的废气的一部分再送回气缸，使柴油机内物体燃烧过程中的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，气缸内最高燃烧温度下降，从而破坏氮氧化合物生成所需要的高温富氧的条件，使柴油机的氮氧化合物排放量降低。
[0003]对于外置EGR柴油机来说，EGR系统的布置方式有很多种，目前应用较为广泛一种布置方式如图1所示，在柴油机排气管11处取废气，废气经过冷却器12冷却后，流经冷端单向阀13和EGR阀14，引入到柴油机进气管15，最终与新鲜空气混合后进入气缸。
[0004]上述布置方式的EGR系统中，排气管11和进气管15两侧的气体压差直接影响其EGR率(EGR率指柴油机废气再循环过程中，柴油机的进气中废气量占总进气量的比值)。当柴油机排气管11内气体压力高于进气管15内气体压力时，其EGR率较高；当柴油机排气管11内气体压力低于进气管15内气体压力时，其EGR率较低，但是仍然存在。这是因为柴油机废气再循环并不完全依赖于排气管11和进气管15两侧的气体压差，而是在很大程度上由柴油机排气管11中的排气脉冲能量来实现。
[0005]在上述柴油机排气管11内气体压强低于进气管15内气体压强的情况下，可能出现瞬时的排气峰值高于进气管15内气体压力的情况，此时在排气脉冲能量的推动下，部分废气流经冷却器12和冷端单向阀13，混入新鲜空气中，实现废气再循环。针对此种工况，模拟计算出了柴油机有无冷端单向阀13对其EGR废气再循环量的影响，如图2所示，可见，没有安装冷端单向阀13时，柴油机可能出现废气倒灌现象，其EGR率较低；安装冷端单向阀13后，能保证柴油机不出现废气倒流的现象，从而获得较为理想的EGR率。
[0006]对于上述EGR系统来说，冷端单向阀13的使用有助于其获得了较为理想的EGR率，但是这种设计方式也有其不可避免的缺陷。为了降低废气温度，保证冷端单向阀13和EGR阀14的使用寿命，以及优化柴油机排放，必须使用冷却器12对废气进行冷却；由于柴油机布置空间的局限性，冷却器12与冷端单向阀13之间的管路流通性存在一定问题，会造成一定的气路压损，如图3中的数据显示，在柴油机EGR内部不同位置测得的排气脉冲曲线是不同的。图中黑色实线为在冷却器12废气入口端采集到的废气脉冲波形，黑色虚线为在冷端单向阀13前采集到的废气脉冲波形，可见，废气经过冷却器12及管路的缓冲后，到达冷端单向阀13处的排气脉冲能量受到了一定削弱。排气脉冲能量的削弱最直接的影响就是降低柴油机的EGR率。
[0007]从上述过程中可以看出，现有技术中废气在流经EGR系统的冷却器时其脉冲能量会受到一定削弱，从而导致了柴油机EGR率较低。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本申请提供一种废气再循环系统和方法，用以解决现有技术中废气再循环系统EGR率较低的问题。
[0009]本申请提供的废气再循环系统和方法的技术方案如下:
[0010]一种废气再循环系统，应用于发动机，包括:
[0011]冷却器、单向阀和EGR阀，单向阀的入口端与发动机的排气口连接，出口端与冷却器的入口端连接；冷却器的出口端与EGR阀的入口端连接，EGR阀的出口端与发动机的进气口连接；
[0012]发动机产生的废气由排气口流出，依次流经单向阀、冷却器和EGR阀后，流入进气
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[0013]优选地，单向阀为热端单向阀。
[0014]优选地，冷却器的近地面有进水管，冷却器的远地面有出水管。
[0015]优选地，冷却器包括外腔和内腔，内腔用于废气流通，外腔用于冷水流通。
[0016]一种废气再循环方法，包括:
[0017]废气由发动机的排气口流向单向阀，当排气口端气压大于发动机的进气口端气压时，开启单向阀，当排气口端气压小于或者等于进气口端气压时，关闭单向阀；
[0018]由单向阀流向冷却器，冷却器对废气进行冷却；
[0019]由冷却器流向EGR阀，EGR阀依据废气预设值调整其闭合度；
[0020]由EGR阀流入进气口，发动机对废气进行再利用。
[0021]与现有技术相比，本申请包括以下优点:
[0022]在本申请中，单向阀的入口端与发动机的排气口连接，出口端与冷却器的入口端连接；冷却器的出口端与EGR阀的入口端连接，EGR阀的出口端与发动机的进气口连接；发动机产生的废气由排气口流出，依次流经单向阀、冷却器和EGR阀后，流入进气口。在现有技术中，排气管排出的废气先后流经冷却器和单向阀，并且在流经冷却器的过程中可能发生废气倒流现象，进而倒流的废气削弱废气脉冲能量，即废气在流向冷端单向阀的过程中脉冲能量已被削弱；而本申请中由排气口排出的废气直接流向单向阀，由于单向阀的防倒流作用，流过单向阀的废气不会出现倒流的现象，从而避免了现有技术中废气首先流经冷却器并在此过程中由于倒流的废气削弱脉冲能量的情况，减少了废气排气脉冲能量的损失，能够有效利用排气脉冲能量，提高发动机的EGR率。
[0023]当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是现有技术一种废气再循环系统的结构示意图；
[0026]图2是现有技术柴油机排气管内气压低于进气管内气压时，废气再循环系统有无单向阀时废气再循环量的曲线图；
[0027]图3是现有技术废气再循环系统不同位置处排气脉冲曲线图；
[0028]图4是本申请实施例提供的一种废气再循环系统的结构示意图；
[0029]图5是同一机型下，本发明的废气再循环系统单向阀前与现有技术的废气再循环系统冷端单向阀前的废气压力曲线图；
[0030]图6是同一工况下，本发明的废气再循环系统与现有技术的废气再循环系统的废气再循环量曲线图；
[0031]图7是本发明实施例提供的一种废气再循环方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]本申请提供一种废气再循环系统，应用于发动机，其结构示意图请参阅图4所示，该系统包括单向阀41、冷却器42和EGR阀43，其中，单向阀41的入口端与发动机的排气口连接，出口端与冷却器的入口端连接；冷却器42的出口端与EGR阀43的入口端连接，EGR阀43的出口端与发动机的进气口连接。
[0034]由发动机排气口排出的废气，依次流经单向阀41、冷却器42和EGR阀43后，流入发动机的进气口以供再次使用。
[0035]其中，单向阀41又称止回阀或逆止阀，可防止废气逆向流动，当发动机的排气口端气压大于其进气口端气压时，所述单向阀为开启状态，即