CN204152680U - 以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统，包括一控制阀，控制阀的阀体上方设置有被膜片完全隔离的正压工作腔和平衡腔，其中的正压工作腔上设有进气口，进气口通过二位三通的电磁阀与发动机进气总管连通；所述阀体的下方设置有由阀瓣控制开闭连通的进气工作腔和排气工作腔，进气工作腔的出口位于阀体侧壁并与发动机进气纵管相连通，排气工作腔进口位于阀体底部并与发动机的排气歧管连通；所述阀瓣通过连杆与所述的膜片固连在一起，所述膜片下方与平衡腔底部之间设置有复位弹簧。本实用新型设计具有改造方便、结构简单、价格低廉、可靠性好的特点，能有效克服现有废气再循环系统存在结构复杂、零部件多、价格高的缺点。

Description

以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统

技术领域

本实用新型涉及非道路车辆的柴油发动机废气再循环系统，具体为一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统。

背景技术

发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。

其中废气再循环系统（Exhaust Gas Recirculation，简称EGR）是降低有害排放物的控制技术中的一种，是目前柴油机满足我国国3以上柴油机（车用和非道路车辆柴油机）排放需求的一种重要排放策略和措施装置。

而在目前，由于我国非道路车辆市场价格低，排放长期落后于国外10年左右时间，在未来的很长时间还将具有很大的保有量。而随着我国柴油机法规的日趋严格，将逐渐与世界排放法规接轨，为使其满足现行法规的排放要求，未来我国非道路主要机型是在机械泵燃油系统基础上进行供油系统升级、燃烧系统优化以及EGR技术和后处理技术改造，而其中的ERG技术改造因其属于后期改造结构，只能是采用外置式结构。

而外置式的废气再循环系统需要外加专门的EGR连接管道，通过控制机构可精确控制EGR阀开度变化，得到不同EGR率效果显著，但其中的控制器都需要与转速传感器信号、水温传感器信号、发动机负荷传感器信号以及线束、ECU一起来完成整个系统有效工作，结构复杂、零部件多、成本高，无法进行大批量的推广应用。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型设计了一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统，其具有改造方便、结构简单、价格低廉、可靠性好的特点，能有效克服现有系统存在结构复杂、零部件多、价格高的缺点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统，其特征在于：包括一控制阀，控制阀的阀体上方设置有被膜片完全隔离的正压工作腔和平衡腔，其中的正压工作腔上设有进气口，进气口通过二位三通的电磁阀与发动机进气总管连通；所述阀体的下方设置有由阀瓣控制开闭连通的进气工作腔和排气工作腔，进气工作腔的出口位于阀体侧壁并与发动机进气纵管相连通，排气工作腔进口位于阀体底部并与发动机的排气歧管连通；所述阀瓣通过连杆与所述的膜片固连在一起，所述膜片下方与平衡腔底部之间设置有复位弹簧。

进一步的，上述三通电磁阀由发动机电源驱动，三通电磁阀上的三通孔分别为发动机进气总管连接孔、控制阀连接孔和大气连接孔，在三通电磁阀通电时发动机进气总管连接孔与控制阀连接孔导通且两者不与大气连接孔导通，在三通电磁阀断电时控制阀连接孔与大气连接孔导通且两者不与发动机进气总管连接孔导通。

进一步的，上述排气工作腔与进气工作腔之间的通道壁设置成锥形斜面并与阀瓣外壁的锥形面配合连接。

进一步的，上述电磁阀与电源的线路中串联设置一常闭接触开关，常闭接触开关与油门踏板联动，当油门踏板踩到设定位置时（一般80%负荷以上，不同柴油机由于排放不同可能不同）常闭接触开关断开。

进一步的，上述电磁阀与电源的线路中串联设置一用于探测发动机工作温度的温控开关。

进一步的，上述进气工作腔的出口部位设置有单向阀。

进一步的，上述膜片通过上下夹片与连杆连接。

进一步的，上述膜片采用的材质为硅胶。

本实用新型设计的废气再循环系统，能随着柴油机负荷的增加，废气再循环的量也相应地增加，并能达到最佳。同时为应对实际工况、暖车时等要求，对于怠速及低负荷时（一般10%以下负荷），NOx排放浓度较低，为保证正常燃烧，不进行废气再循环；对于暖机过程中（一般水温低于65度），发动机温度低，NOx排放浓度也较低，为防止废气再循环恶化燃烧过程，不进行废气再循环；对于大负荷（全负荷的80%以上）、高速或油门全开时，为保证发动机的动力性，废气再循环要关闭。

本实用新型相比现有的结构，其具有改造方便、结构简单、价格低廉、可靠性好的特点，能有效克服现有系统存在结构复杂、零部件多、价格高的缺点。

附图说明

图1、本实用新型控制阀的结构示意图；

图2、本实用新型的系统原理图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统控，包括一控制阀1，控制阀1的阀体上方设置有被膜片11完全隔离的正压工作腔12和平衡腔13，其中的正压工作腔12上设有进气口121，进气口121通过二位三通的电磁阀2与发动机进气总管连通。

所述三通电磁阀2由发动机电源3驱动，三通电磁阀2上的三通孔分别为发动机进气总管连接孔21、控制阀连接孔22和大气连接孔23，在三通电磁阀2通电时发动机进气总管连接孔21与控制阀连接孔22导通且两者不与大气连接孔23导通，在三通电磁阀2断电时控制阀连接孔22与大气连接孔23导通且两者不与发动机进气总管连接孔21导通。

所述控制阀1阀体的下方设置有由阀瓣14控制开闭连通的进气工作腔15和排气工作腔16，其中进气工作腔15的出口位于阀体侧壁并与发动机进气纵管相连通，排气工作腔16进口位于阀体底部并与发动机的排气歧管4连通。所述阀瓣14通过连杆141与所述的膜片11固连在一起，在本实施例中，膜片11通过上下夹片111、112与连杆141固连。所述膜片11下方与平衡腔13底部之间设置有复位弹簧17。在此，为保证阀瓣14关闭时的有效性，所述排气工作腔16与进气工作腔15之间的通道壁161设置成锥形斜面并与阀瓣11外壁的锥形面配合连接，该结构设置可有效增加阀瓣11与通道的连接接触面，提升两者相抵时的连接密封性。

在此，因实际工作中的废气的排气温度比较高，以上所述膜片11采用耐高温的材质硅胶。

在发动机工作时，电磁阀2处于通电状态，其上的发动机进气总管连接孔21与控制阀连接孔22出于导通状态，控制阀1的正压工作腔12中存在进气气压差而产生向下压力P1，增压柴油机在怠速和中小负荷时进气压力大于大气压力，同时小面锥阀瓣14上下两个面也存在一个向上压力P2，两个压力P1 -P2产生向下的合力P,合力P克服复位弹簧17复位力P3而使阀瓣14产生向下运动的趋势，在此，可根据不同发动机的需要设计不同的复位弹簧17压缩状态，使P1 -P2=Ｐ与复位弹簧17弹力P3达到平衡且阀瓣14依然处于关闭状态，作为控制阀1开始工作状态的起始状态。

随着柴油机在工作中的负荷加大，进气总管压力升高很快，而排气歧管4压力上升幅度小，使得P1-P2=P合力不断加大。在此，一般非道路柴油机考虑油耗和排放烟度而将其废气再循环系统的工作负荷区域设定为10%-80%油门负荷区间，因此当超过10%负荷以后，P1 -P2的合力Ｐ将大于复位弹簧17的复位力P3，膜片11将通过连杆141推动阀瓣14开始向下开始工作，使进气工作腔15和排气工作腔16之间的通道打开，此时一部分废气由排气工作腔16进入到进气工作腔15，并通过进气纵管回流到发动机的进气总管中参与工作，并随着负荷的不断加大，阀瓣14下探开度也不断加大，直到最大时全开。

在此，为了使柴油机在大负荷（全负荷的80%以上）、高速或油门全开时将废气再循环系统关闭，本实用新型中电磁阀2与电源3的线路中串联设置一常闭接触开关5，常闭接触开关5与油门踏板联动，当油门踏板踩到设定位置时（一般80%）常闭接触开关5断开，进而三通电磁阀2断电，其上控制阀连接孔22和大气连接孔23连通而不与发动机进气总管连接孔21导通，正压工作腔12中的压力消失，阀瓣14在复位弹簧17回复力的作用下上移而使进气工作腔15与排气工作腔16之间的通道关闭，使废气循环系统关闭。

在实际中，为防止在大功况时废汽倒流到进气纵管，所述控制阀1在进气工作腔15的出口部位设置有单向阀6，对于四缸柴油机可以不用单向阀，对于六缸机排气脉冲波动大，必须装单向阀6。

此外，为应对柴油机暖车时不进行废气再循环的需要，所述电磁阀2与电源3的线路中串联设置一用于探测发动机工作温度的温控开关7。当水温低于65度（可以根据需要设计调整此温度）温控开关7处于断开位置，电磁阀2断开而控制阀1处于关闭状态而不工作。只有当水温升高到65度以上，温控开关7才闭合接通电磁阀2的电路，使电磁阀2和控制阀1正常工作。

随着柴油机负荷和工况的不断变化，废气再循环系统的控制阀1中的阀瓣14不断重复上下动作而进行关闭动作。

综上，本实用新型设计的是一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统，其具有改造方便、结构简单、价格低廉、可靠性好的特点，能有效克服现有系统存在结构复杂、零部件多、价格高的缺点。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式，并非对实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种以柴油机进气压力驱动的废气再循环系统，其特征在于：包括一控制阀，控制阀的阀体上方设置有被膜片完全隔离的正压工作腔和平衡腔，其中的正压工作腔上设有进气口，进气口通过二位三通的电磁阀与发动机进气总管连通；所述阀体的下方设置有由阀瓣控制开闭连通的进气工作腔和排气工作腔，进气工作腔的出口位于阀体侧壁并与发动机进气纵管相连通，排气工作腔进口位于阀体底部并与发动机的排气歧管连通；所述阀瓣通过连杆与所述的膜片固连在一起，所述膜片下方与平衡腔底部之间设置有复位弹簧。

2.如权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于：所述三通电磁阀由发动机电源驱动，三通电磁阀上的三通孔分别为发动机进气总管连接孔、控制阀连接孔和大气连接孔，在三通电磁阀通电时发动机进气总管连接孔与控制阀连接孔导通且两者不与大气连接孔导通，在三通电磁阀断电时控制阀连接孔与大气连接孔导通且两者不与发动机进气总管连接孔导通。

3.如权利要求1或2所述的废气再循环系统，其特征在于：所述排气工作腔与进气工作腔之间的通道壁设置成锥形斜面并与阀瓣外壁的锥形面配合连接。

4.如权利要求2所述的废气再循环系统，其特征在于：所述电磁阀与电源的线路中串联设置一常闭接触开关，常闭接触开关与油门踏板联动，当油门踏板踩到设定位置时常闭接触开关断开。

5.如权利要求2或4所述的废气再循环系统，其特征在于：所述电磁阀与电源的线路中串联设置一用于探测发动机工作温度的温控开关。

6.如权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于：所述进气工作腔的出口部位设置有单向阀。

7.如权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于：所述膜片通过上下夹片与连杆连接。

8.如权利要求1所述的废气再循环系统，其特征在于：所述膜片采用的材质为硅胶。