CN201574846U - 一种重型汽车用柴油发动机 - Google Patents

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陈利仙
陈斌
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池晓谷
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金增兵
闫善恒
蒲雨新
盖永田
潘飞
高义
郦建丽
苏雯博
陈金军
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Abstract

本实用新型公开了一种采用EGR和颗粒捕集器技术路线的满足国IV排放标准的重型车用柴油发动机。包括电控共轨燃油喷射系统、废气再循环EGR系统、排气后处理系统和车载诊断OBD系统；所述废气再循环EGR系统设置在机内的排气系统中，所述排气后处理系统设置在机外，包括柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器，所述柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器串接在消声器内。本实用新型的有益效果是：结构上的具体设置更具有成本优势，降低了对使用环境的要求，使用范围更加广泛，更能满足中国国内对柴油机的使用要求。

Description

一种重型汽车用柴油发动机
技术领域
本实用新型涉及一种柴油发动机，特别涉及一种采用废气再循环EGR系统和颗粒捕集器技术路线的满足国IV排放标准的重型车用柴油发动机。
背景技术
目前，国家规定，新生产的发动机必须分阶段满足中华人民共和国国家标准GB17691《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国III、IV、V阶段)》的强制排放标准。其中满足第IV阶段排放限值的重型车用柴油机的技术路线，一般有两种，一种是采用电控燃油喷射系统在机内净化颗粒物，机外采用催化还原反应SCR技术净化氮氧化物NOx的技术路线；另一种是采用电控燃油喷射系统并同时机内采用废气再循环EGR技术净化NOx，机外采用柴油机颗粒过滤器DPF或柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器等技术净化颗粒物的技术路线。采用第二种技术路线的重型车用柴油机，废气再循环EGR的实现方式目前有多种，如直接采用电控EGR阀并同时采用可变截面涡轮增压器的方式实现废气再循环EGR；或采用进气节气门的方式实现废气再循环EGR；或采用文丘里管的方式实现废气再循环EGR等。机外颗粒物的净化有采用壁流式DPF的颗粒捕集器方式的，该方式又可以分为主动式再生和被动式再生的；也有采用流通式的颗粒捕集器方式的；以及仅使用柴油机氧化催化器DOC降低颗粒物方式等。另外，满足国IV阶段排放标准的柴油机，还必须同时带有符合中华人民共和国国家环境部标准HJ437-2008《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断(OBD)系统技术要求》的车载诊断OBD系统，实时监控与柴油机排放有关的系统的运行状态。但目前的柴油机结构设计上成本比较高，对柴油的品质和使用环境要求也比较高，从而限制了使用范围。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种成本低，使用范围广，能满足GB17691排放法规第IV阶段排放限值要求和法规HJ437要求并能实现车载诊断OBD系统实时监控要求的重型车用柴油机。
本实用新型是通过以下措施实现的：
本实用新型的一种重型汽车用柴油发动机，包括电控共轨燃油喷射系统、废气再循环EGR系统、排气后处理系统、车载诊断OBD系统；
所述废气再循环EGR系统设置在该发动机内的排气系统中，包括EGR阀、控制EGR阀的电控总阀和EGR冷却器，所述EGR阀为簧片式单向阀；
所述排气后处理系统设置在该发动机外，包括柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器，所述柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器串接在消声器内。
所述车载诊断OBD系统，包括设置在废气再循环EGR系统管路内用以监测EGR气体温度的EGR气体温度传感器、设置在EGR冷却器内的用以监测EGR冷却器内冷却液温度的冷却液温度传感器、设置在连接排气后处理系统的进气端和出气端的通路内用以监测通路内压差的压差传感器、电控共轨燃油喷射系统的共轨系统自带的共轨传感器以及用以监测大气状态的大气压力传感器和大气温度传感器，所述车载诊断OBD系统信号连接有用以接收传感器信号并发出控制信号的电子控制单元ECU。
本实用新型的重型汽车用柴油发动机，所述柴油机氧化催化器DOC和颗粒捕集器封装为箱式或桶式。
本实用新型的有益效果是：遵循目前主流的各种排放控制原理，结合柴油机实际，柴油机的排放控制装置完全能满足法规对排放污染物的第IV阶段限值要求、车载诊断OBD系统监控要求及其他排放耐久性要求等，同时，结构上的具体设置更具有成本优势，降低了对使用环境的要求，使用范围更加广泛，更能满足中国国内对柴油机的使用要求。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：1.电控共轨燃油喷射系统，2.废气再循环EGR系统，3.排气后处理系统，4.EGR冷却器，5.EGR阀，6.电控总阀，7.柴油机氧化催化器DOC，8.颗粒捕集器，9.电子控制单元ECU，10.冷却液温度传感器，11.大气温度传感器，12.EGR气体温度传感器，13.大气压力传感器，14.共轨传感器，15.压差传感器，16.增压器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的柴油机，将电控共轨燃油喷射系统1、废气再循环EGR系统2、车载诊断OBD系统和排气后处理系统3有机的设计在一起，满足排放法规第IV阶段排放限值要求和车载诊断OBD系统监控要求。电控共轨燃油喷射系统1与燃烧系统一起，控制气缸内的燃烧，通过控制喷油时间及喷油压力，使燃油和空气充分混合后燃烧，做到机内颗粒物排放的优化。采用了带EGR冷却器4的外置式废气再循环EGR系统2，将很少量的排气重新输送回气缸参与燃烧过程，利用该循环排气使燃烧温度降低及减少富氧程度的原理，降低NOx排放值满足排放法规要求。EGR阀5为簧片式单向阀，利用排气脉冲的作用实现废气再循环EGR，同时通过电子控制单元ECU9控制电控总阀6，电控总阀6进而控制EGR阀5。电子控制单元ECU9根据柴油机运行时的各种工况参数，控制EGR阀5在不同工况下是开启还是关闭来控制废气再循环EGR的流量。该废气再循环EGR系统2的实现方式使得增压器仍然可以使用非可变截面的普通增压器。
本实用新型设计的柴油机，采用了柴油机氧化催化器DOC7与流通式颗粒捕集器8串接的方式，封装成箱式或桶式安装在消声器内。利用排气中的碳和有机可溶物可以在较低温度时被柴油机氧化催化器DOC7中产生的NO2氧化且在较高温度时直接能被O2氧化的原理，最终将颗粒物排放值降低到法规要求的水平，采用该方式的后处理具有即使使用含硫量高的燃油也不会被堵塞的特点对柴油机的排气中的颗粒物进行机外氧化处理。该排气后处理系统为被动再生方式，且不易产生因燃油品质不好导致的堵塞等问题。
车载诊断OBD系统的传感器包括设置在EGR系统2管路内的用以监测EGR气体温度从而监测EGR系统2是否正常工作的EGR气体温度传感器12、设置在EGR冷却器4内的用以监测冷却液温度从而监测EGR冷却器4是否正常工作的冷却液温度传感器10、设置在连接排气后处理系统3进气端和出气端的通路内用以监测排气后处理系统3通路内压差从而监测排气后处理系统3是否正常工作的压差传感器15、用以监测电控共轨燃油喷射系统1的共轨系统自带的共轨传感器14、用以监测大气状态从而决定车载诊断系统是否开启的大气压力传感器13和大气温度传感器11。
利用上述各种传感器，对各种柴油机运行数据进行实时采集并将传感器信号发送给电子控制单元ECU9，电子控制单元ECU9接收到传感器信号并与存储在其内的标定数据进行比较，判断排放是否超出排放法规要求的数值，发出控制信号，满足OBD的实时监控的要求。

Claims (2)

1.一种重型汽车用柴油发动机，其特征在于：包括电控共轨燃油喷射系统(1)、废气再循环EGR系统(2)、排气后处理系统(3)、车载诊断OBD系统；
所述废气再循环EGR系统(2)设置在该发动机内的排气系统中，包括EGR阀(5)、控制EGR阀(5)的电控总阀(6)和EGR冷却器(4)，所述EGR阀(5)为簧片式单向阀；
所述排气后处理系统(3)设置在该发动机外，包括柴油机氧化催化器DOC(7)和颗粒捕集器(8)，所述柴油机氧化催化器DOC(7)和颗粒捕集器(8)串接在消声器内；
所述车载诊断OBD系统，包括设置在废气再循环EGR系统(2)管路内用以监测EGR气体温度的EGR气体温度传感器(12)、设置在EGR冷却器(4)内的用以监测EGR冷却器(4)内冷却液温度的冷却液温度传感器(10)、设置在连接排气后处理系统(3)的进气端和出气端的通路内用以监测通路内压差的压差传感器(15)、电控共轨燃油喷射系统(1)的共轨系统自带的共轨传感器(14)以及用以监测大气状态的大气压力传感器(13)和大气温度传感器(11)，所述车载诊断OBD系统信号连接有用以接收传感器信号并发出控制信号的电子控制单元ECU(9)。
2.根据权利要求1所述的重型汽车用柴油发动机，其特征在于：所述柴油机氧化催化器DOC(7)和颗粒捕集器(8)封装为箱式或桶式。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102966442A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 监控布置在燃气发动机的燃气供应管中的止回阀的方法
CN103850828A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 包括排气再循环喷射系统的发动机
CN105649716A (zh) * 2015-12-20 2016-06-08 黔东南州龙达再生能源开发有限责任公司 汽车尾气过滤装置
WO2021097655A1 (zh) * 2019-11-19 2021-05-27 台州三元车辆净化器有限公司 智能型柴油车尾气处理系统

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