CN100359146C - 实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置及进气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置及控制进气方法，属于汽车发动机尾气排放控制技术。废气再循环装置由汽油机废气出口到通向废气歧管的EGR总管及通向进气门口的EGR歧管、EGR歧管的固定连接板、EGR总管上的可控阀门、阀门的联动机构、冷却水温度开关组成。采用上述装置实现废气再循环的做法是根据发动机冷却水温度及其负荷来调整废气再循环的量。本发明优点是能够通过EGR降低NOx排放水平的同时，发动机的功率基本不变，并且在一定的EGR率情况下还可以使发动机的功率增加3～5%，比油耗下降3～5%。

Description

实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置及进气控制方法

技术领域

本发明涉及一种实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置及进气控制方法，属于汽车发动机尾气排放控制技术。

背景技术

随着我国汽车保有量快速增加以及对汽车尾气排放要求的法规日益严格，进一步减少氮氧化物(NO_X)是必然趋势。采用废气再循环(EGR)是降低汽油机NO_X排放最有效手段之一，通常EGR是将废气引入进气总管，这样一旦EGR的量增加，会影响到发动机的动力性和经济性，因为混合气中废气过多，火花塞周围的废气增多，不利于汽油机着火，燃烧的速度降低很多，过多的EGR量对混合气的燃烧非常不利，会使发动机的油耗增加而功率下降。而采用分层废气再循环技术可以增大EGR率，同时减少功率下降和改善燃油经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置及控制进气方法，该装置和控制方法能促使再循环的废气在缸内实现分层，从而可大大改善发动机的NO_X排放，提高燃油经济性。

本发明是通过下述技术方案加以实现的。实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置，其特征在于，该装置由汽油机废气出口到通向EGR歧管的EGR总管及通向进气门口的EGR歧管、EGR歧管的固定连接板、EGR总管上的可控EGR阀3、与节气门6联动EGR节流阀5、控制EGR阀3开启的冷却水温度开关4组成。

上述的固定连接板设置在靠近发动机进气歧管一侧的气缸盖附近，其上开设与进气道形状相同的圆孔、椭圆孔或马蹄型的孔。上述的固定连接板引出与气缸数目相同的EGR歧管，EGR歧管的一端连接到EGR总管上，另一端伸入到固定连接板上相应气缸的进气孔内，到达进气门口附近，可以伸到气门口的左侧或右侧，也可以同时伸到气门口的左侧和右侧。

采用上述的装置，实现汽油机缸内分层式废气再循环的进气方法，其特征在于，包括下列具体做法：

1)冷却水温度低于50℃时或负荷小于35％的最大扭矩时，EGR不进入气缸；

2)当冷却水温度高于50℃，但负荷大于70％的最大扭矩时，EGR也不进入气缸。

本发明优点是能够通过EGR降低NOx排放水平的同时，发动机的功率基本不变，并且在一定的EGR率情况下还可以使发动机的功率增加超过3％，比油耗下降不低于3％。

附图说明

附图1为本发明的汽油机缸内分层式废气再循环的装置示意图。

附图2为废气再循环的歧管连接板结构装置图。

附图中1为发动机废气出口，2为EGR总管，3为EGR阀，4为温度开关，5为与节气门联动的EGR节流阀，6为节气门，7为发动机进气口，8为固定连接板，9为EGR歧管。

具体实施方式

废气再循环(EGR)技术是将部分废气引入进气系统，随进气进入发动机气缸参与发动机燃烧。由于废气中二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)的加入，增加了废气残余系数，提高了燃烧混合气的热容比，使得燃烧速度降低，最高燃烧温度下降，这些都不利于NOx的生成，因此采用EGR技术后，可以有效减少NOx的排放。但是，通常EGR是将废气引入进气总管，这样一旦EGR的量增加，会影响到发动机的动力性和经济性，因为混合气中废气过多，火花塞周围的废气增多，不利于汽油机着火，燃烧的速度迅速降低，过多的EGR量对混合气的燃烧非常不利，会使发动机的油耗增加以及功率下降。

本发明采用缸内分层式废气再循环，可以避免上述问题，因为废气经过EGR歧管引到发动机气缸的一侧(或两侧)，可燃混合气在火花塞到气缸壁之间形成浓度梯度，在火花塞周围的是适合于着火的混合气，在气缸周围是废气较多的区域，这样既可以保证可靠点火，又不影响火焰的传播，因而可以在大幅度降低NOx排放的同时，基本不影响发动机的动力性和经济性，在适当的EGR量的情况下，还会使发动机的功率增加3～5％，比油耗降低3～5％。

实施例

1、在发动机进气歧管与气缸盖之间增加一个厚约为15mm的连接板(如附图2所示)，连接板上有各个缸的进气通道。在每缸进气通道的相应位置上钻Ф12mm的孔，将通往各缸的EGR管从此孔中伸入，并整型使其到达相应位置。将EGR管与连接板焊牢。用一根较粗的管将这些EGR管的另一端连接到一起，称为EGR总管。

2、将EGR总管连接到发动机的排气管上，中间加装一个节流阀和一个EGR阀。节流阀通过联动机构与节气门相连。

3、发动机进气歧管节气门下游处安装一个真空取气口，发动机缸体水套上安装一个冷却水温度控制开关。用真空管将真空取气口、冷却水温度开关和EGR阀的真空孔连接起来。

Claims (3)

1.一种实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置，其特征在于：该装置由通向进气门口的EGR歧管、由汽油机废气出口到通向EGR歧管(9)的EGR总管(2)、EGR歧管的固定连接板(8)、EGR总管上的可控EGR阀(3)、节气门(6)、EGR节流阀(5)、节气门(6)与EGR节流阀(5)之间的联动机构、控制EGR阀(3)开闭的冷却水温度开关(4)组成。

2.按权利要求1所述的实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置，其特征在于：固定连接板设置在靠近发动机进气歧管一侧的气缸盖附近，其上开设与进气道形状相同的圆孔、椭圆孔或马蹄型的孔；固定连接板引出与气缸数目相同的EGR歧管，EGR歧管的一端连接到EGR总管上，另一端伸入到固定连接板上相应气缸的进气孔内，到达进气门口附近，可以伸到气门口的左侧或右侧。

3.一种采用按权利要求1所述的实现汽油机缸内分层式废气再循环的装置，实现汽油机缸内分层式废气再循环的进气方法，其特征在于包括下列具体做法：

1)冷却水温度低于50℃时或负荷小于35％的最大扭矩时，EGR不进入气缸；

2)当冷却水温度高于50℃，但负荷大于70％的最大扭矩时，EGR也不进入气缸。