CN103161615A - 具有无结垢清洁egr系统的柴油-汽油双燃料动力发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有无结垢清洁EGR系统的柴油-汽油双燃料动力发动机。具体地，用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统，该系统允许多个气缸中的特定气缸的排放气体的再循环。所述用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环（EGR）系统，其中将汽油和空气预先混合，并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧，该系统包括：直接排放气缸和EGR气缸，所述直接排放气缸的气缸排气阀连接到排气歧管，所述排气歧管直接连接到后处理设备；所述EGR气缸的气缸排气阀连接到EGR管线并将EGR气体提供到所述柴油-汽油双燃料动力发动机。

Description

具有无结垢清洁EGR系统的柴油-汽油双燃料动力发动机
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年12月15日提交的韩国专利申请第10-2011-0135577号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于柴油-汽油双燃料动力发动机的清洁排放气体再循环（EGR）系统和适用该系统的柴油-汽油双燃料动力发动机，具体而言，涉及一种用于柴油-汽油双燃料动力发动机的清洁EGR系统和适用该系统的柴油-汽油双燃料动力发动机，其可以将多个气缸中的某个（些）气缸的排放气体再循环，并将来自其余气缸的排放气体直接排放。
背景技术
排放气体再循环（EGR）系统广泛地安装在车辆中，该系统通过将来自发动机的排放气体再循环并将其导入气缸的内部以减少NOx。提供上述EGR系统以符合发动机的排放气体规定。
将描述适用于柴油燃料发动机的EGR系统。因为将排放气体再循环并将其导入气缸，在EGR系统中出现由于包括可溶性有机部分（SOF）和烟灰的颗粒物质（PM）而带来的问题。这样的问题导致性能、燃料效率和排气特性变差。
另外，作为有效地适应更严格的规定和高燃料效率需求的方式之一，采用并结合柴油燃料发动机和汽油燃料发动机的优点值得推荐。
作为具体方式之一，柴油-汽油双燃料动力内燃机可以减少NOx并实现与柴油发动机相同的高燃油里程，在柴油-汽油双燃料动力内燃机中，将汽油和空气预先混合并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧。
然而，对于设置EGR系统的柴油-汽油双燃料动力内燃机，不能有效地减少结垢。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
因此，本发明尝试解决常规技术中所遇到的问题。本发明的各个方面提供一种用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统和适用该系统的柴油-汽油双燃料动力发动机，其中EGR系统由在产生驱动力后的多个气缸中的某个（些）气缸的排放气体组成，且其余气缸的排放气体在产生驱动力后直接排放，其目的在于防止在EGR系统中结垢。
本发明的各个方面提供一种用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环（EGR）系统，其中将汽油和空气预先混合，并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧，该系统包括：直接排放气缸和EGR气缸，直接排放气缸的气缸排气阀连接到排气歧管，排气歧管直接连接到后处理设备；EGR气缸的气缸排气阀连接到EGR管线并将EGR气体提供到柴油-汽油双燃料动力发动机。
EGR管线可以穿过冷却器，冷却器设置在空气进气管线上的涡轮增压机的压缩机的下游。
在EGR管线上的冷却器的上游可以设置第一旁通阀，第一旁通阀控制来自EGR气缸的待传递到冷却器或后处理设备的EGR气体。
在第一旁通阀和后处理设备之间可以设置第二旁通阀，第二旁通阀控制已经穿过第一旁通阀的待传递到涡轮增压机的涡轮或后处理设备的排放气体。
本发明的各个方面提供一种适用柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统的柴油-汽油双燃料动力发动机，其中将汽油和空气预先混合并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧，该发动机包括直接排放气缸和EGR气缸，直接排放气缸的气缸排气阀门连接到排气歧管，排气歧管直接连接到后处理设备；EGR气缸的气缸排气阀门连接到EGR管线并将EGR气体提供到柴油-汽油双燃料动力发动机，EGR管线在穿过设置在空气进气管线上的涡轮增压机的压缩机的下游的冷却器后连接到EGR气缸。
根据用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统和适用该系统的柴油-汽油双燃料发动机，其特征在于：在属于柴油-汽油双燃料动力发动机的多个气缸中的某个（些）气缸被设定为处理EGR气体的气缸。由于混合燃料燃烧产生的清洁排放气体被用作EGR气体，从而防止包括在EGR气体中的颗粒物质（PM）在EGR系统的内侧上结垢。
由于防止了颗粒物质粘在EGR系统的内侧上，EGR系统能够平滑地运行，并且不妨碍作为EGR系统的基本功能的对NOx的抑制。
另外，用于补偿EGR气体的流量的涡轮增压机的由结垢导致的泵送损耗得以最小化，因此改善燃料效率。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1是显示根据本发明的示例性的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统的框图。
具体实施方式
现在将详细地提及本发明的各种实施方案，这些实施方案的实例示意在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
将参考附图描述根据本发明的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统。
根据本发明的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统的特征在于：属于柴油-汽油双燃料动力发动机的多个气缸11a和11b中的某个气缸11b被设定成用于EGR气体的气缸。其余的气缸11a被设定成在爆发冲程后直接排放气体。
在由多个气缸11a和11b形成的柴油-汽油双燃料动力发动机10中，气缸11a和11b被分成提供EGR的EGR气缸11b和不提供EGR的直接排放气缸11a。为了EGR而再循环来自EGR气缸11b的排放气体，直接排放来自直接排放气缸11a的排放气体。
EGR气缸11b具有连接到EGR管线的排气阀。EGR管线41连接EGR气缸11b和空气进气歧管22，从而再循环来自EGR气缸11b的排放气体。
直接排放气缸11a由除了EGR气缸11b以外的大部分气缸形成，且直接排放气缸11a在不再循环气体的情况下通过排气歧管25用于直接排放气体。
由于EGR致力于再循环一部分气体，而非全部排放气体，气缸11a和11b中的大部分气缸成为直接排放气缸11a，特定气缸成为EGR气缸11b。例如，如图1所示，如果发动机是由4缸柴油-汽油双燃料动力发动机10形成，则三个气缸成为直接排放气缸11a，一个气缸能被设定为EGR气缸11b。如果柴油-汽油双燃料动力发动机10的气缸数量增加，则气缸可以按特定比例分成EGR气缸11b和直接排放气缸11a，使得EGR气缸11b能够单独地提供再循环的EGR气体。
EGR气缸11b和直接排放气缸11a具有相同的进气系统和相同的燃料提供系统。将汽油燃料注入外部提供的空气，预先混合的汽油燃料和空气被导入EGR气缸11b和直接排放气缸11a。在EGR气缸11b和直接排放气缸11a处都设置柴油燃料喷射器24，从而将柴油燃料注入预先混和的燃料和压缩的空气中。
排气系统被分成EGR气缸11b和直接排放气缸11a，通过EGR管线41向空气进气歧管22再循环来自EGR气缸11b的排放气体，且在直接排放气缸11a的后端部设置排气歧管25。排气系统通过排气管线自排气歧管25连接到后处理设备26。
EGR管线41连接EGR气缸11b和空气进气歧管22，且来自EGR气缸11b的排放气体被再循环并提供到各个气缸，即，EGR气缸11b和直接排放气缸11a。
排气歧管25通过排气管线连接到后处理设备26，在后处理设备26的上游处设置涡轮增压机的压缩机32。
压缩机32与设置在空气进气管线21处的涡轮31连接，由此形成涡轮增压机。
同时，在空气进气管线21上设置冷却器33，该冷却器用于冷却被压缩机32压缩时被加热的空气。
EGR管线41穿过冷却器，冷却器通过EGR管线41连接自EGR气缸，且EGR管线41与提供新空气的空气进气管线21连接，所述新空气穿过涡轮增压机的压缩机。将通过EGR管线提供的EGR气体提供到包括EGR气缸11b的全部气缸11a、11b。冷却器33能够选自EGR冷却器和中间冷却器中的一个或多个。
在EGR管线41上设置第一旁通阀42。第一旁通阀42设置在EGR管线上的EGR气缸11b和冷却器33之间，使得来自EGR气缸11b的EGR气体能够通过冷却器33再循环到空气进气歧管22，或能够选择性地提供到后处理设备26。排放气体的分配比例能够调整。例如，在发动机启动的初始阶段，通过第一旁通阀42能够将来自EGR气缸11b的排放气体提供到后处理设备26，以激活并加热后处理设备26。在大多数情况下，控制第一旁通阀42再循环排放气体并接收空气。
另外，排放气体能够传递到冷却器33和后处理设备26，以符合由ECU设定的EGR比例。
在第一旁通阀42和后处理设备26之间设置第二旁通阀43，其目的在于选择性地传递EGR气体，EGR气体从第一旁通阀42被分离到后处理设备26，到涡轮31或后处理设备26。第二旁通阀43构造成将全部排放气体传递到一侧，或将全部排放气体按特定比例分开并将它们分别传递。
适用根据本发明的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统的柴油-汽油双燃料动力发动机适合用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统。
适用根据本发明的柴油-汽油双燃料动力发动机的柴油-汽油双燃料动力发动机包括多个气缸。柴油燃料和汽油燃料在每个汽缸中混合并燃烧。将多个气缸中的某个（些）气缸设定成用于EGR气体，将来自其余气缸的排放气体直接排放，由此驱动涡轮增压机的涡轮。
直接排放气缸11a连接到排气歧管，排气歧管的气缸排气阀直接连接到后处理设备。来自直接排放气缸11a的排放气体不再循环，但被用于驱动涡轮增压机的涡轮31。
EGR气缸11b选自多个气缸。将来自EGR气缸11b的排放气体通过EGR管线41在直接排放气缸11a和EGR气缸11b中再循环。换言之，将来自全部气缸的部分排放气体在常规发动机中再循环；然而，适用根据本发明的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁EGR系统的柴油-汽油双燃料动力发动机的特征在于：将来自EGR气缸11b的排放气体用于排气再循环。
因此，EGR管线41与EGR气缸11b和空气进气管线21连接，而不与排放来自直接排放气缸11a的排放气体的排气歧管25连接。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“后”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其它们的实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (5)

1.一种用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环EGR系统，其中将汽油和空气预先混合并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧，所述系统包括：
直接排放气缸，其包括连接到排气歧管的排气阀，所述排气歧管直接连接到后处理设备；以及
EGR气缸，其包括连接到EGR管线的气缸排气阀，所述EGR气缸将EGR气体提供到所述柴油-汽油双燃料动力发动机。
2.根据权利要求1所述的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环EGR系统，其中所述EGR管线穿过冷却器，所述冷却器通过所述EGR管线连接自所述EGR气缸，且所述EGR管线与提供新空气的空气进气管线连接，所述新空气穿过涡轮增压机的压缩机。
3.根据权利要求2所述的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环EGR系统，其中在所述EGR管线上的所述冷却器的上游设置第一旁通阀，所述第一旁通阀控制来自所述EGR气缸的待传递到所述冷却器或所述后处理设备的所述EGR气体。
4.根据权利要求3所述的用于柴油-汽油双燃料动力发动机的无结垢清洁排放气体再循环EGR系统，其中在所述第一旁通阀和所述后处理设备之间设置第二旁通阀，所述第二旁通阀控制已经穿过所述第一旁通阀的待传递到所述涡轮增压器的涡轮或所述后处理设备的所述排放气体。
5.一种柴油-汽油双燃料动力发动机，其中将汽油和空气预先混合并将其提供到气缸，随后喷射柴油燃料并一起燃烧，所述柴油-汽油双燃料动力发动机包括：
直接排放气缸，其包括连接到排气歧管的气缸排气阀，所述排气歧管直接连接到后处理设备；和
EGR气缸，其包括连接到EGR管线的气缸排气阀并将EGR气体提供到所述柴油-汽油双燃料动力发动机，并且
所述EGR管线穿过冷却器，所述冷却器通过所述EGR管线连接自所述EGR气缸，且所述EGR管线与提供新空气的空气进气管线连接，所述新空气穿过涡轮增压机的压缩机。
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