CN102996290A - 增压柴油机的废气再循环装置 - Google Patents

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周磊
薛福英
王兴光
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Abstract

本发明涉及增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：包括滤清器、EGR冷却器和EGR阀，所述滤清器的进口连接在发动机的排气歧管之后，滤清器用于过滤排气中的较大的颗粒物；所述滤清器的出口顺次连接EGR冷却器和EGR阀，EGR阀的出口连接到增压器的压气机的进气端，压气机的出口连接到发动机的进气歧管。本发明克服了原来高压EGR系统在部分工况下再循环废气不能进入进气管，存在废气倒流的问题，可以实现全工况范围下的较好的EGR率；克服了低压EGR系统废气污染压气机，降低压气机寿命的问题；并且该废气再循环装置结构布置方便，可以随发动机结构任意布置。

Description

增压柴油机的废气再循环装置
技术领域
本发明涉及增压柴油机的废气再循环（EGR）装置，尤其是一种适用于四缸480、488、490、4100等系列增压柴油机的EGR装置。
背景技术
随着柴油机排放法规的日趋严格，排放法规成为引领柴油机技术进步的主导因素。废气再循环（EGR）技术是满足国三、国四以及更严格排放标准控制NOx排放的关键技术之一，技术上已日趋成熟。
EGR技术可以有效地降低柴油机NOx的排放，在一定的工况范围内，EGR率的增加与NOx的减少几乎呈线性关系。因此废气再循环技术成为降低NOx排放的首选方法。实现废气再循环有多种方式，高压EGR系统是当前使用最广泛的一种，该系统的优点是废气不通过压气机和中冷器，同时避免EGR随工况变化响应滞后，但其缺点是用于再循环的废气压力必须大于增压后的进气压力，否则再循环废气不能进入进气管，这一压差限制在许多工况下（特别是在高负荷工况下）是难以满足的。低压EGR系统是从增压器涡轮后取废气，在压气机前与新鲜空气混合，克服了高压EGR系统因压差限制所带来的问题，可在较大的工况范围内实现废气再循环，但再循环废气会污染压气机，使压气机寿命大幅降低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种新型的增压柴油机的废气再循环装置，其克服了原来高压EGR系统在部分工况下再循环废气不能进入进气管，存在废气倒流的问题，可以实现全工况范围下的较好的EGR率；克服了低压EGR系统废气污染压气机，降低压气机寿命的问题；并且该废气再循环装置结构布置方便，可以随发动机结构任意布置，尤其适用于四缸480、488、490、4100等系列增压发动机。
按照本发明提供的技术方案：增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：包括滤清器、EGR冷却器和EGR阀，所述滤清器的进口连接在发动机的排气歧管之后，滤清器用于过滤排气中的较大的颗粒物；所述滤清器的出口顺次连接EGR冷却器和EGR阀，EGR阀的出口连接到增压器的压气机的进气端，压气机的出口连接到发动机的进气歧管。
作为本发明的进一步改进，所述滤清器采用旋转式滤清器。
作为本发明的进一步改进，所述旋转式滤清器包括进气管、滤清器体、滤清器底和出气管，所述进气管的进气端通过导管连接排气歧管的排气口，进气管的出气端以螺旋切入的方式连接到滤清器体侧壁上靠近顶端的位置处，所述滤清器体为圆筒体，滤清器体上端通过盖板密封，滤清器体下端通过可拆卸的滤清器底密封，所述出气管一端从滤清器体的顶部插入滤清器体内靠近滤清器底的位置处，出气管另一端通过导管连接至EGR冷却器。
作为本发明的进一步改进，所述滤清器底中心向下凹陷。
作为本发明的进一步改进，所述滤清器底中心的凹陷为弧形凹陷。
作为本发明的进一步改进，所述压气机的出口与发动机的进气歧管之间连接有中冷器。
本发明与现有技术相比，优点在于：
1、本发明与原来高压EGR系统相比，克服了原来高压EGR系统在部分工况下再循环废气不能进入进气管，存在废气倒流的问题，可以实现全功率范围内，全工况范围下气体不会出现倒流现象，可以实现较好的EGR率，可以有效的降低NOx的排放；
2、本发明与原来低压EGR系统相比，克服了低压EGR系统废气污染压气机，降低压气机寿命的问题；
3、本发明采用旋转式滤清器可以有效的过滤排气中的颗粒物，减小对增压器的损伤，同时也减少了颗粒物的再生成；
4、本发明结构布置方便，可以随发动机结构的布置而任意布置，尤其适用于四缸480、488、490、4100等系列增压发动机。
附图说明
图1为本发明的排气流向示意图。
图2为图1中滤清器的外形图。
图3为图2的局部剖视图。
图4为图2的俯视图。
附图标记说明：1-发动机、2-进气歧管、3-EGR阀、4-冷却器、5-排气歧管、6-滤清器、6a-进气管、6b-滤清器体、6c-滤清器底、6d-出气管、7-涡轮、8-压气机、9-中冷器。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示：实施例中的增压柴油机的废气再循环装置主要由滤清器6、EGR冷却器4和EGR阀3组成，所述滤清器6的进口连接在发动机1的排气歧管5之后，滤清器6用于过滤排气中的较大的颗粒物；所述滤清器6的出口顺次连接EGR冷却器4和EGR阀3，EGR阀3的出口连接到增压器的压气机8的进气端，压气机8的出口连接到发动机1的进气歧管2。优选地，所述压气机8的出口与发动机1的进气歧管2之间连接有中冷器9。
本发明中，所述滤清器6优选采用旋转式滤清器6。所述旋转式滤清器6的结构如图2~图4所示，其主要由进气管6a、滤清器体6b、滤清器底6c和出气管6d组成，所述进气管6a的进气端通过导管连接排气歧管5的排气口，进气管6a的出气端以螺旋切入的方式连接到滤清器体6b侧壁上靠近顶端的位置处，所述滤清器体6b为圆筒体，滤清器体6b上端通过盖板密封，滤清器体6b下端通过可拆卸的滤清器底6c密封，所述出气管6d一端从滤清器体6b的顶部插入滤清器体6b内靠近滤清器底6c的位置处，出气管6d另一端通过导管连接至EGR冷却器4。
如图3所示，本发明中，所述滤清器底6c中心向下凹陷，以容纳过滤下来的颗粒物。优选地，所述滤清器底6c中心的凹陷为弧形凹陷。
具体应用时，废气从排气歧管5出来后，一部分排气进入旋转式滤清器6，废气从旋转式滤清器6进气管6a的进气端进入，从进气管6a的出气端以螺旋切入的方式进入滤清器体6b内，排气中的大颗粒物在离心力的作用下被甩到滤清器体6b的内壁面上，然后掉落在滤清器底6c中心的凹陷内。在旋转式滤清器6的过滤作用下，排气中的未燃烧HC等大颗粒物被过滤至滤清器底6c，这样可以减小排气对增压器的损伤，减少颗粒物的再生成。
过滤后的气体从出气管6d流出到EGR冷却器4，经过EGR冷却器4的冷却作用后，温度降低，然后经过EGR阀3，最后从增压器的压气机8的进气端进入增压器，在增压器涡轮7、压气机8的作用下，排气被压缩然后进入发动机1的进气歧管2。
本发明的废气再循环装置与传统高压EGR系统相比，并不是直接从排气歧管5连接到进气歧管2，即不是从从高压排气侧直接连接到高压进气侧，而是从高压排气侧连接到了低压进气侧。其可以实现全功率范围内，全工况范围内气体不会出现倒流现象，可以实现较好的废气再循环率，可以有效的降低NOx的排放。
本发明的废气再循环装置与传统低压EGR系统相比，并不是从增压器涡轮7后取废气，也不是将未经处理的废气直接在压气机8前与新鲜空气混合，而是采用滤清器6先过滤废气中的较大的颗粒物，使再循环废气不会污染压气机8，不会影响压气机8使用寿命，同时也抑制了颗粒物的再生成。
本发明具体安装于发动机1上的时候，由于各部件之间通过导管连接，可调性较好，其可以随发动机1的结构而任意布置。

Claims (6)

1. 增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：包括滤清器（6）、EGR冷却器（4）和EGR阀（3），所述滤清器（6）的进口连接在发动机（1）的排气歧管（5）之后，滤清器（6）用于过滤排气中的较大的颗粒物；所述滤清器（6）的出口顺次连接EGR冷却器（4）和EGR阀（3），EGR阀（3）的出口连接到增压器的压气机（8）的进气端，压气机（8）的出口连接到发动机（1）的进气歧管（2）。
2.如权利要求1所述的增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：所述滤清器（6）采用旋转式滤清器（6）。
3.如权利要求2所述的增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：所述旋转式滤清器（6）包括进气管（6a）、滤清器体（6b）、滤清器底（6c）和出气管（6d），所述进气管（6a）的进气端通过导管连接排气歧管（5）的排气口，进气管（6a）的出气端以螺旋切入的方式连接到滤清器体（6b）侧壁上靠近顶端的位置处，所述滤清器体（6b）为圆筒体，滤清器体（6b）上端通过盖板密封，滤清器体（6b）下端通过可拆卸的滤清器底（6c）密封，所述出气管（6d）一端从滤清器体（6b）的顶部插入滤清器体（6b）内靠近滤清器底（6c）的位置处，出气管（6d）另一端通过导管连接至EGR冷却器（4）。
4.如权利要求3所述的增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：所述滤清器底（6c）中心向下凹陷。
5.如权利要求4所述的增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：所述滤清器底（6c）中心的凹陷为弧形凹陷。
6.如权利要求1所述的增压柴油机的废气再循环装置，其特征在于：所述压气机（8）的出口与发动机（1）的进气歧管（2）之间连接有中冷器（9）。
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