CN108266280B - 一种柴油机瞬变加载过程的egr率自动调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，包括与内燃机连接的进气管，进气管与EGR管连通，进气管的内部套置有文丘里管，文丘里管在进气管内部自由滑动，EGR管伸入进气管的部分的管壁上有凸起为滑块盒，滑块盒的内部设置有滑块，滑块将滑块盒内部分隔为EGR压力腔和推杆腔，滑块上连接有推杆，推杆穿过推杆腔前端的通孔与文丘里管的管壁连接，推杆腔的内部有两端分别抵靠在滑块和推杆腔内壁上的弹簧，当柴油机怠速运转时，EGR管出口与连续文丘里管的喉口位置相对，使在瞬变加载过程中不同工况有较好的EGR引入效果，改善瞬态工况下碳烟和NOx排放的trade‑off关系。

Description

一种柴油机瞬变加载过程的EGR率自动调节装置
技术领域
本发明属于汽车节能减排技术领域，具体涉及开发一种柴油机瞬变加载过程的EGR率自动调节装置。
背景技术
车用发动机在行驶过程中，大部分运行时间处于瞬态加载工况，尤其是在城市道路时，转速和负荷变化更加频繁。在瞬变工况下，燃烧和排放性能相对稳态工况会出现不同程度的恶化，且这一特点在内燃机负荷加载阶段表现最为明显，为满足国Ⅵ及以上排放法规，EGR技术在内燃机上的应用成为一种必然的趋势。
目前在EGR的使用过程中，在瞬态工况下，为了降低碳烟排放，会减小EGR阀开度或直接关闭EGR阀。当EGR阀开度较小时，小负荷因为进排气之间压差小或负压差，导致EGR率较小，仅为5%。为了防止废气对压气机的腐蚀作用，多采用高压EGR系统，但在某些工况会因为进排气之间压差小或负压差，无法实现大的EGR率或无法引入EGR，并且在柴油机瞬态工况的EGR控制方法中，若在瞬变过程中关闭EGR阀，虽然可以降低碳烟排放，但会造成NOx排放超标，此时NOx排放峰值可达到800ppm；并且如果在瞬态加载过程中恒定EGR阀开度，瞬变中后期会导致EGR率超调，碳烟排放恶化。
发明内容
本发明目的是解决现有瞬变工况排放控制技术的不足，在高压EGR基础上，提出一种柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，既可实现大的EGR率，又可以在不同负荷下实现EGR率的自动调节，改善瞬态工况下碳烟和NOx排放的trade-off关系。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，包括与内燃机连接的进气管1，进气管1与EGR管8连通，进气管1的内部套置有文丘里管2，文丘里管2在进气管1内部自由滑动，EGR管8伸入进气管1的部分的管壁上有凸起为滑块盒5，滑块盒5的内部设置有滑块6，滑块6将滑块盒5内部分隔为EGR压力腔7和推杆腔，滑块6上连接有推杆3，推杆3穿过推杆腔前端的通孔与文丘里管2的管壁连接，推杆腔的内部有两端分别抵靠在滑块6和推杆腔内壁上的弹簧4，当柴油机怠速运转时， EGR管8出口B与连续文丘里管2的喉口A位置相对。
作为本发明优选的技术方案：文丘里管2的最粗处的外壁的与进气管1内壁之间的距离为0.5mm 。
本发明的有益效果如下：采用结构简单的纯机械结构，实现了文丘里管在进气管中的自动移动，提高了小负荷的EGR率，使在瞬变加载过程中不同工况有较好的EGR引入效果，改善瞬态工况下碳烟和NOx排放的trade-off关系。
附图说明
图1为本发明的内燃机瞬变加载过程EGR率自动调节装置的结构示意图；其中：1、进气管，2、文丘里管，3、推杆，4、弹簧，5、滑块盒，6、滑块，7、EGR腔，8、EGR管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案作进一步详细阐述：
如图1所示，本发明具体为一种柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，包括与内燃机连接的进气管1，进气管1与EGR管8相连，进气管1的内部套置有文丘里管2，文丘里管2在进气管1内部自由滑动，EGR管8上伸入进气管1的部分的管壁有凸起为滑块盒5，滑块盒5的内部设置有滑块6，滑块6将滑块盒5内部分隔为EGR压力腔7和推杆腔，滑块6上连接有推杆3，推杆3穿过推杆腔前端的通孔与文丘里管2的管壁连接，推杆腔的内部有两端分别抵靠在滑块6和推杆腔内壁上的弹簧4，当柴油机怠速运转时， EGR管8出口B与连续文丘里管2的喉口A位置相对。文丘里管2的最粗处的外壁的与进气管1内壁之间的距离为0.5mm 。
本发明由进气管1、可以在进气管中移动的文丘里管2、与文丘里管连接的推杆3、固定在进气管上的滑块盒5、与滑块和滑块盒连接的弹簧4、滑块6、EGR管8、与EGR管8直接相连的EGR腔7。根据伯努利方程，文丘里管喉口处由于截面积小，气体流速大，压强小，EGR引入效果更好；并且在柴油机瞬变加载前期，空燃比较大，此时可以使EGR出口处于文丘里管出口处，由此增加EGR引入，降低NOx排放；瞬变过程中后期，随着负荷的增加，排气与进气之间的压力差增加，会导致EGR率超调，碳烟排放严重恶化，此时为了防止EGR率的超调，可以降低EGR的引入，削减排气与进气之间的压力差，达到降低碳烟的目的。
实施例1
某柴油机以恒转速增扭矩（加载）运行，瞬变加载过程中，其中恒定转速再1650r/min，负荷从怠速加载到90%负荷（0-1268N.m）。当柴油机怠速（排气压力为101Kpa）运转时，EGR管8出口B与连续文丘里管2的喉口A位置相对，此时进气流通截面积小，流速大而使进气压强小，废气与进气的压差增大，EGR引入效果最好，EGR率增加，NOx排放降低；随着加载的进行负荷增加，当负荷增加到50%时，此时排气压力增加到145Kpa，EGR腔7的压力增加，此时EGR气体推动滑块6与推杆3向左移动，弹簧4被压缩，由于排气压力的增加，推动滑块移动，弹簧被压缩50mm，同时带动与推杆3连接的文丘里管2向左移动，这样EGR管8的出口处B与文丘里管2的C位置相对，当负荷增加到90%负荷时，此时的排气压力为194Kpa，弹簧继续被压缩至70mm处，继而推动文丘里管向左移动，此时EGR管相对文丘里管的位置在D处，对应的文丘里管2的横截面积就会增加，EGR管8出口处B与文丘里管2的相对的C位置处的进气流速相应减小，压强增大，EGR与进气的压差减小，此时EGR气体的引入量减少，实现EGR率的自动调节；同理，当发动机负荷继续增大时，EGR管8的出口处B与文丘里管2的D位置相对，对应截面面积继续增大，进气流速小压强大，废气与进气的压差小从而减小了废气的引入，有效避免了EGR率超调，降低了大负荷工况碳烟排放，实现了EGR率的自动调节。

Claims (2)

1.一种柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，其特征在于：包括与柴油机连接的进气管（1），进气管（1）与EGR管（8）连通，进气管（1）的内部套置有文丘里管（2），文丘里管（2）在进气管（1）内部自由滑动，EGR管（8）伸入进气管（1）的部分的管壁上有凸起为滑块盒（5），滑块盒（5）的内部设置有滑块（6），滑块（6）将滑块盒（5）内部分隔为EGR压力腔（7）和推杆腔，滑块（6）上连接有推杆（3），推杆（3）穿过推杆腔前端的通孔与文丘里管（2）的管壁连接，推杆腔的内部有两端分别抵靠在滑块（6）和推杆腔内壁上的弹簧（4），当柴油机怠速运转时， EGR管（8）出口（B）与连续文丘里管2的喉口（A）位置相对。
2.如权利要求1所述的柴油机瞬变加载过程EGR率自动调节装置，其特征在于：文丘里管（2）的最粗处的外壁的与进气管（1）内壁之间的距离为0.5mm 。
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