一种带高压egr装置的发动机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机EGR的技术领域，具体涉及到一种带高压EGR装置的发动机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着油耗法规的加严以及环保部门对碳排放的控制要求，油耗已经从一个非强制性的客户满意度指标，上升成法规的一个强制性指标。油耗不仅关系到客户的满意度，而且从法规层面上也会直接影响整车的销售。
[0003]降低油耗以及碳排放，已经成为各汽车企业一个日趋紧迫的课题，在诸多新技术中，EGR是一个重要降油耗的技术方向。EGR技术主要有两个技术发展方向，即降低放和降低油耗两个方向。
[0004]本发明主要是针对EGR降油耗的技术方向。根据取气位置的不同，EGR分为高压EGR和低压EGR0
[0005]高压EGR在增压器涡轮机前取排气，这个位置排气压力比较高，但是排温也比较高，对EGR冷却器的要求也较高，冷却后的排气经过中冷器后的进气管路进入发动机。由于中冷器后的进气已经经过增压而压力升高，而在低速大负荷区域，此时增压器涡轮机前的排气压力较低而进气压力较高，导致废气不能进入中冷器后的进气管路，EGR不起作用。高压EGR主要的特点是增压器涡轮前取排气，排气压力较高，在绝大部分工况，排气可以进入中冷器后的进气管路，因为是中冷器后进排气，排气对增压器和中冷器的性能和可靠性基本没有影响。另外由于涡轮前排气温度较高，对EGR的冷却器性能有较高的要求。
[0006]低压EGR在增压器涡轮机后，三元催化器预催化器前或后取气，废气冷却后从增压器前进入进气管路，废气经过增压器涡轮机后，压力和温度都大幅降低，再经过冷却器后，压力进一步降低。低压EGR取气点压力相对降低，在部分工况EGR率满足不了发动机的要求，从而要增加节流阀提高进气管EGR进气处的真空度，相对而言，低压EGR存在布置复杂，且废气容易污染中冷器和增压器的问题，并且从预催化器后取气，当预催化器烧蚀后，碎片还可能进入到增压器或者发动机，引起增压器损坏，甚至颗粒进入气缸导致发动机拉缸，另外即使没有三元催化器的碎片进入，也存在排气碳颗粒对中冷器和增压器的长期污染，使增压器损坏或者中冷器的性能降低。目前，这两种技术方案在不同的汽车厂家都在使用。
【发明内容】
[0007]本发明针对高压EGR在低速大负荷区域存在的EGR失效的问题进行改进设计，提出了一种可适应发动机不同工况的带高压EGR装置的发动机及其控制方法。
[0008]本发明的带高压EGR装置的发动机包括进气歧管、排气歧管、EGR冷却器、中冷器、增压器、进气管、排气管，所述进气管依次通过增压器的进气通道、中冷器后与进气歧管相连，所述排气管通过增压器的废气通道与排气歧管相连；所述EGR冷却器设有EGR控制阀；所述EGR冷却器的进气口与排气歧管相连，EGR冷却器的排气口与进气歧管相连；关键在于所述EGR冷却器的排气口还通过旁路管与进气管相连，该带高压EGR装置的发动机还包括用于控制EGR冷却器与旁路管的通路以及EGR冷却器与进气歧管的通路的阀门。
[0009]上述带高压EGR装置的发动机的控制方法如下:
当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力小于等于标准压力时，利用阀门接通EGR冷却器与旁通管的通路，而关闭EGR冷却器与进气歧管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀、旁通管、增压器的进气通道、中冷器后进入到进气歧管；当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力大于标准压力时，利用阀门接通EGR冷却器与进气歧管的通路，而关闭EGR冷却器与旁通管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀而进入到进气歧管；所述标准压力为EGR选用主通道和旁通道的临界压力值。
[0010]进一步地，为节约成本、简化控制、方便布置、提高可靠性，所述旁路管在EGR冷却器与进气歧管的相接处与EGR冷却器、进气歧管相通，所述阀门为设置于旁路管、EGR冷却器、进气歧管相接处的旁通阀。这样可以利用一个旁通阀来同时控制EGR冷却器与旁路管的通路以及EGR冷却器与进气歧管的通路。
[0011]采用旁通阀后的带高压EGR装置的发动机的控制方法如下:
当EGR阀进气侧相对出气侧压力小于等于标准压力时，利用旁通阀接通EGR冷却器与旁通管的通路，而关闭EGR冷却器与进气歧管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀、旁通管、增压器的进气通道、中冷器后进入到进气歧管；当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力大于标准压力时，利用旁通阀接通EGR冷却器与进气歧管的通路，而关闭EGR冷却器与旁通管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀而进入到进气歧管；所述标准压力为EGR选用主通道和旁通道的临界压力值。
[0012]在上述带高压EGR装置的发动机的两种工况中，可以共用EGR控制阀来控制EGR率，从而降低了成本，简化了结构。
[0013]进一步地，所述进气管设有空气滤清器，以过滤进气。
[0014]进一步地，所述排气管设有催化器，以改善排放。
[0015]本发明的带高压EGR装置的发动机增加了连通EGR阀与增压器压缩机前的管路和相应的旁通阀，解决了在低速大负荷区域存在的EGR失效的问题，提高了高压EGR装置的适应性。
【附图说明】
[0016]图1是传统带高压EGR装置的发动机的原理图。
[0017]图2是本发明的带高压EGR装置的发动机的原理图。
[0018]附图标示:1、发动机；2、进气歧管；3、排气歧管；4、EGR冷却器；41、EGR控制阀；5、中冷器；6、增压器；7、进气管；8、排气管；9、旁路管；10、旁通阀；11、空气滤清器；12、催化器。
【具体实施方式】
[0019]下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
[0020]实施例1:
如图2所示，本实施例带高压EGR装置的发动机I包括进气歧管2和排气歧管3、EGR冷却器4、中冷器5、增压器6、进气管7、排气管8，所述进气管7依次通过增压器6的进气通道、中冷器5后与进气歧管2相连，所述排气管8通过增压器6的废气通道与排气歧管3相连；所述EGR冷却器4设有EGR控制阀41 ;所述EGR冷却器4的进气口与排气歧管3相连，EGR冷却器4的出气口与EGR阀41相连，EGR阀进气歧管2相连；关键在于所述EGR冷却器4的排气口还通过旁路管9与进气管7相连，EGR冷却器4在其与进气歧管2的相接处通过旁路管9与进气管7相通，旁路管9、EGR冷却器4、进气歧管2相接处设有旁通阀10，以用于控制EGR冷却器4与旁通管的通路以及EGR冷却器4与进气歧管2的通路。
[0021]进一步地，所述进气管7设有空气滤清器11，以过滤进气。
[0022]进一步地，所述排气管8设有催化器12，以改善排放。
[0023]上述带高压EGR装置的发动机的控制方法如下:
当EGR阀41进气侧相对出气侧压力小于等于标准压力时(即发动机处于低速大负荷工况时)，利用旁通阀10接通EGR冷却器4与旁通管的通路，而关闭EGR冷却器4与进气歧管2的通路，以使排气歧管3排出的部分废气依次经过EGR冷却器4、旁通阀10、旁通管、增压器6的进气通道、中冷器5后进入到进气歧管2，实现EGR功能；当EGR阀41进气侧相对出气侧压力大于标准压力时(即发动机非处于低速大负荷工况时)，利用旁通阀10接通EGR冷却器4与进气歧管2的通路，而关闭EGR冷却器4与旁通管的通路，以使排气歧管3排出的部分废气依次经过EGR冷却器4、旁通阀10而进入到进气歧管2 ;所述标准压力为EGR选用主通道和旁通道的临界压力值。
[0024]上述EGR控制阀41位于EGR冷却器4与旁通阀10之间，以实现共用一个EGR控制阀41来控制不同工况的EGR率的目的。
【主权项】
1.一种带高压EGR装置的发动机，包括进气歧管、排气歧管、EGR冷却器、中冷器、增压器、进气管、排气管，所述进气管依次通过增压器的进气通道、中冷器后与进气歧管相连，所述排气管通过增压器的废气通道与排气歧管相连；所述EGR冷却器设有EGR控制阀；所述EGR冷却器的进气口与排气歧管相连，EGR冷却器的排气口与进气歧管相连；其特征在于所述EGR冷却器的排气口还通过旁路管与进气管相连，该带高压EGR装置的发动机还包括用于控制EGR冷却器与旁路管的通路以及EGR冷却器与进气歧管的通路的阀门。2.根据权利要求1所述的带高压EGR装置的发动机，其特征在于所述旁路管在EGR冷却器与进气歧管的相接处与EGR冷却器、进气歧管相通，所述阀门为设置于旁路管、EGR冷却器、进气歧管相接处的旁通阀。3.根据权利要求1或2所述的带高压EGR装置的发动机，其特征在于所述进气管设有空气滤清器。4.根据权利要求1或2所述的带高压EGR装置的发动机，其特征在于所述排气管设有催化器。5.根据权利要求1所述的高压EGR装置的控制方法，其特征在于当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力小于等于标准压力时，利用阀门接通EGR冷却器与旁通管的通路，而关闭EGR冷却器与进气歧管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀、旁通管、增压器的进气通道、中冷器后进入到进气歧管；当EGR控制阀进气侧相对出气侦■力大于标准压力时，利用阀门接通EGR冷却器与进气歧管的通路，而关闭EGR冷却器与旁通管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀而进入到进气歧管；所述标准压力为EGR选用主通道和旁通道的临界压力值。6.根据权利要求2所述的高压EGR装置的控制方法，其特征在于当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力小于等于标准压力时，利用旁通阀接通EGR冷却器与旁通管的通路，而关闭EGR冷却器与进气歧管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀、旁通管、增压器的进气通道、中冷器后进入到进气歧管。7.当EGR控制阀进气侧相对出气侧压力大于标准压力时，利用旁通阀接通EGR冷却器与进气歧管的通路，而关闭EGR冷却器与旁通管的通路，以使排气歧管排出的部分废气依次经过EGR冷却器、旁通阀而进入到进气歧管；所述标准压力为EGR选用主通道和旁通道的临界压力值。
【专利摘要】本发明针对高压EGR在低速大负荷区域存在的EGR失效的问题进行改进设计，提出了一种可适应增压发动机不同工况的带高压EGR装置的发动机及其控制方法。本发明带高压EGR装置的发动机包括进气歧管、排气歧管、EGR冷却器、中冷器、增压器、进气管、排气管，所述进气管依次通过增压器的进气通道、中冷器后与进气歧管相连，所述排气管通过增压器的废气通道与排气歧管相连；所述EGR冷却器设有EGR控制阀；所述EGR冷却器的进气口与排气歧管相连，EGR冷却器的排气口与进气歧管相连；关键在于所述EGR冷却器的排气口还通过旁路管与进气管相连，该带高压EGR装置的发动机还包括用于控制EGR冷却器与旁路管的通路以及EGR冷却器与进气歧管的通路的阀门。
【IPC分类】F02M25/07, F02D41/00, F02D21/08
【公开号】CN105134418
【申请号】CN201510521851
【发明人】殷青峰, 张建民
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日