CN204226006U - 一种egr柴油发动机 - Google Patents

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舒咏强
来海菊
刘道坤
吴明勇
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Abstract

本实用新型提供一种EGR柴油发动机，包括缸体、缸盖、燃油供给系统、EGR系统、增压系统、进排气系统及控制系统，其进气弯管布置于进气室之上与缸盖进气室相连，EGR系统的EGR阀布置于进气弯管之上，EGR阀通过EGR气管连通EGR冷却器；EGR冷却器安装于排气歧管之上，EGR冷却器气路入口与排气歧管的EGR取气口相连，其气路出口与EGR气路相连，通过内部回路对从排气取出的气体进行冷却；其冷却液取自发动机缸体的水道，通过进水管及第一橡胶管与EGR冷却器的进水口相连，EGR冷却器通过第二橡胶管、回水管及第三橡胶管连通至发动机进水口；增压器布置于排气歧管之下，与排气歧管的总出气口连接。

Description

一种EGR柴油发动机
技术领域
本实用新型涉及一种EGR柴油发动机，具体地说是一种可实现国四排放标准的电控高压共轨四缸柴油发动机。
背景技术
排放法规的日益严格，以及客户对发动机成本及使用便利性考虑，驱动着EGR技术路线的应用。进入到国四排放序列，东风康明斯发动机应用于车用领域的均为SCR发动机，高昂的后处理成本在当前激烈的商用车竞争中不具优势，且使用便利性备受挑战。EGR技术路线的核心在于，通过缸内进气中EGR率的实现，控制缸内燃烧产物中的氮氧化物，排气中的颗粒部分由对应后处理DOC+POC或DPF进行处理，从而达到排放法规关于氮氧化物及颗粒排放物的要求，而DOC+POC系统可在满足颗粒排放物处理能力的同时具备低廉的成本优势。
发明内容
本实用新型弥补发动机现有车用领域产品技术不足，提供了一种成本相对低廉，技术成熟，性能稳定的可实现国四排放标准的EGR柴油发动机。
本实用新型技术方案：本实用新型的一种EGR柴油发动机包括缸体、缸盖、燃油供给系统、EGR系统、增压系统、进排气系统及控制系统，其进气弯管布置于进气室之上与缸盖进气室相连，EGR系统的EGR阀布置于进气弯管之上，EGR阀通过EGR气管连通EGR冷却器；EGR冷却器安装于排气歧管之上，EGR冷却器气路入口与排气歧管的EGR取气口相连，其气路出口与EGR气路相连，通过内部回路对从排气取出的气体进行冷却；其冷却液取自发动机缸体的水道，通过进水管及第一橡胶管与EGR冷却器的进水口相连，EGR冷却器通过第二橡胶管、回水管及第三橡胶管连通至发动机进水口；增压器布置于排气歧管之下，与排气歧管的总出气口连接。
所述的EGR系统设压差传感器安装于进气弯管上，通过进气弯管内腔压力测量计算流过的EGR气体流量；设EGR温度传感器安装于EGR气路上， 用于测量流过的EGR气体温度。
所述的EGR气管包括与EGR阀连接的第一EGR气管和与EGR冷却器连接的第二EGR气管，第一EGR气管与第二EGR气管之间由第四橡胶管连接，第二EGR气管通过EGR支架固定于缸盖上。
所述的EGR冷却器中，EGR气体流动方向与EGR冷却液流动方向相同，EGR冷却液取自缸体水道，流经EGR冷却器后回到发动机进水口。
所述的EGR阀为电动EGR阀，由ECM提供电源及控制信号，通过发动机标定给出的EGR阀开度命令值实现对EGR气体流量的控制，EGR气体流过EGR阀后与新鲜空气混合。
本实用新型的优点：本实用新型提供的柴油发动机采用EGR技术降低缸内氮氧化物排放，并结合燃油系统喷射优化、EGR系统优化以及进排气系统优化，在满足后处理系统价格低廉、经济性要求、动力性要求前提下达到了国四排放标准。
附图说明
图1为本实用新型主视图。
图2为本实用新型后视图。
图3为本实用新型俯视图。
图4为本实用新型左视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的柴油机是一款4.5升排量的EGR发动机，包括缸体、缸盖、燃油供给系统、EGR系统、增压系统、进排气系统。进气弯管1与缸盖进气室相连，包含新鲜空气及EGR气体两个入口，在内部混合后进入进气室内。所述的燃油供给系统为电控高压共轨系统。
如图2、图3：进气弯管1布置于进气室之上与缸盖进气室相连，EGR系统的EGR阀3布置于进气弯管1之上，EGR阀3通过EGR气管连通EGR冷却器8；EGR冷却器8安装于排气歧管15之上，其气路入口与排气歧管15的取气口相连，其气路出口与EGR气路相连，通过内部回路对从排气取出的气体进行冷却；其冷却液取自发动机缸体18的水道，通过进水管16及第一 橡胶管7与EGR冷却器8的进水口相连，EGR冷却器8通过第二橡胶管9、回水管13及第三橡胶管14连通至发动机进水口。增压器17布置于排气歧管15之下，与排气歧管15的总出气口连接。
EGR系统设压差传感器2布置于进气弯管1之上，通过进气弯管1内腔压力测量计算流过的EGR气体流量；设EGR温度传感器5布置于EGR气管4之上，用于测量流过的EGR气体温度。 
所述的EGR冷却器8中，EGR气体流动方向与EGR冷却器冷却液流动方向相同，EGR冷却器冷却液取自缸体水道，流经EGR冷却器后回到发动机进水口。
所述的EGR阀3为电动EGR阀，由ECM提供电源及控制信号，通过发动机标定给出的EGR阀开度命令值实现对EGR气体流量的控制，EGR气体流过EGR阀3后与新鲜空气混合。
所述的EGR气管包括与EGR阀3连接的第一EGR气管4和与EGR冷却器8连接的第二EGR气管10，第一EGR气管4与第二EGR气管10之间由第四橡胶管6连接，如图4所示，EGR气管10通过EGR支架11固定于缸盖12之上。
如图3所示，废气自排气歧管EGR支管取出后，从右端进入EGR冷却器8，流经EGR冷却器8后，进入第二EGR气管10及第一EGR气管4，经过EGR阀3后于进气弯管1内与新鲜空气混合。
所述的EGR阀3为冷端EGR阀，倾斜布置于进气弯管1之上，并由发动机控制系统控制EGR阀1升程实现EGR阀1开度控制。
所述的EGR冷却器8的水路流向与气体流向一致。
所述的压差传感器2及EGR温度传感器5的传感器信号由控制系统直接识别，用于EGR气体流量的实时计算。
所述的增压系统为一款带旁通阀的增压器17，旁通阀开启压力为1.72bar，增压器涡端涡壳截面积为4.5cm2。
所述的排气歧管15的EGR取气口位于第四缸歧管左侧，且气口朝上取气。发动机排气一部分于此处进入EGR系统。
通过对EGR冷却器8进出水量优化，实现对EGR冷却器冷却效率控制， 使之满足对排气取气的冷却效果，结合EGR气管管路布置及内径优化，形成EGR气路进入EGR阀3前的被动控制。进排气系统优化并固化后，通过逐工况点对EGR阀3开度优化，实现了缸内降低氮氧化物同时兼顾燃油经济性，结合DOC及POC后处理系统对颗粒排放物的净化，可满足国四排放标准。
本实用新型对增压系统与进排气系统匹配优化，使得发动机系统具备排放区所有工况排气侧压力大于进气侧能力，进而保证排放区实现EGR驱动，并获得良好的EGR气体与新鲜空气混合效果，从而优化各缸进气均匀性，提升发动机性能。
EGR阀3的开度命令值由发动机标定定义，通过EGR阀阀门升程实现EGR阀开度，并对各工况需求EGR率与EGR阀开度对应关系固化。

Claims (5)

1.一种EGR柴油发动机，包括缸体、缸盖、燃油供给系统、EGR系统、增压系统、进排气系统及控制系统，其特征在于：进气弯管(1)布置于进气室之上与缸盖进气室相连，EGR系统的EGR阀(3)布置于进气弯管(1)之上，EGR阀(3)通过EGR气管连通EGR冷却器(8)；EGR冷却器(8)安装于排气歧管(15)之上，EGR冷却器(8)气路入口与排气歧管(15)的EGR取气口相连，其气路出口与EGR气路相连，通过内部回路对从排气取出的气体进行冷却；其冷却液取自发动机缸体(18)的水道，通过进水管(16)及第一橡胶管(7)与EGR冷却器(8)的进水口相连，EGR冷却器(8)通过第二橡胶管(9)、回水管(13)及第三橡胶管(14)连通至发动机进水口；增压器(17)布置于排气歧管(15)之下，与排气歧管(15)的总出气口连接。
2.根据权利要求1所述的EGR柴油发动机，其特征在于：EGR系统设压差传感器(2)安装于进气弯管(1)上，通过进气弯管(1)内腔压力测量计算流过的EGR气体流量；设EGR温度传感器(5)安装于EGR气路上，用于测量流过的EGR气体温度。
3.根据权利要求1或2所述的EGR柴油发动机，其特征在于：EGR气管包括与EGR阀(3)连接的第一EGR气管(4)和与EGR冷却器(8)连接的第二EGR气管(10)，第一EGR气管(4)与第二EGR气管(10)之间由第四橡胶管(6)连接，第二EGR气管(10)通过EGR支架(11)固定于缸盖(12)上。
4.根据权利要求1或2所述的EGR柴油发动机，其特征在于：EGR冷却器(8)中，EGR气体流动方向与EGR冷却液流动方向相同，EGR冷却液取自缸体水道，流经EGR冷却器(8)后回到发动机进水口。
5.根据权利要求1或2所述的EGR柴油发动机，其特征在于：EGR阀(3)为电动EGR阀，由ECM提供电源及控制信号，通过发动机标定给出的EGR阀开度命令值实现对EGR气体流量的控制，EGR气体流过EGR阀(3)后与新鲜空气混合。
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