CN204327283U

CN204327283U - 一种车用发动机

Info

Publication number: CN204327283U
Application number: CN201420686605.6U
Authority: CN
Inventors: 李建文; 李春锋; 范道斌; 曹志军; 丁守福; 刘建信; 刘晓林
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2024-11-17

Abstract

本实用新型涉及一种车用发动机，其包括发动机机体进气系统、排气系统、EGR系统和后处理系统，发动机机体的进油端连接有高压共轨管；进气系统包括增压器、中冷器和进气歧管；EGR系统包括EGR进气管、EGR排气管、EGR冷却器和EGR阀；排气系统包括与发动机机体出气口连接的排气歧管，排气歧管与EGR进气管和增压器的废气进口连接；后处理系统包括排气尾管、氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF和SCR催化系统；排气尾管上在靠近增压器废气出口的一端安装有排温传感器、在靠近氧化催化器DOC的一端安装有燃油喷嘴。本实用新新实现了低排放、高品质、结构性能先进的目的并最终达到了欧Ⅵ排放要求。

Description

一种车用发动机

技术领域

本实用新型涉及一种车用发动机。

背景技术

现有技术中的柴油机中，在机体进气系统、排气系统以及废气循环上均有一定的改进，例如利用可变喷嘴增压器进行增压，使用带有EGR冷却器的外部EGR进行废气再循环，采用DOC-DPF-SCR的后处理方案，可在一定程度上改善发动机的排放性能。但是，随着排放标准的逐渐提高，现有柴油机在结构、性能以及排放上很难满足要求。市场上急需一款更低排放、更高品质以及结构性能更先进的柴油机作为升级换代产品。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低排放、高品质、结构性能先进的车用发动机。

为解决上述技术问题，本实用新型的车用发动机包括发动机机体进气系统、排气系统、EGR系统和后处理系统，其结构特点是所述发动机机体的进油端连接有高压共轨管；所述进气系统包括增压器、中冷器和进气歧管，进气歧管的进气端安装有进气节流阀，进气歧管通过空气进管与增压器的空气出口连接，增压器的空气进口上安装进气流量计，中冷器安装在空气进管上；所述EGR系统包括EGR进气管、EGR排气管、EGR冷却器和EGR阀，EGR排气管与空气进管连接，EGR冷却器连接在EGR进气管和EGR排气管之间，EGR阀安装在EGR排气管上；所述排气系统包括与发动机机体出气口连接的排气歧管，排气歧管与EGR进气管和增压器的废气进口连接；所述后处理系统包括排气尾管、氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF和SCR催化系统，排气尾管与增压器的废气出口连接，氧化催化器DOC的进口与排气尾管连接，颗粒捕捉器DPF连接在氧化催化器DOC的出口上, 颗粒捕捉器DPF的出口连接SCR催化系统；所述排气尾管上在靠近增压器废气出口的一端安装有排温传感器、在靠近氧化催化器DOC的一端安装有燃油喷嘴。

所述燃油喷嘴通过供油管路与高压共轨管连接。

所述燃油喷嘴通过供油管路连接至燃油滤清器的出油口上，供油管路上安装有电控输油泵。

所述SCR催化系统包括SCR催化器、尿素喷嘴、尿素管路、尿素泵和尿素箱，SCR催化器通过废气尾管与颗粒捕捉器DPF连接，尿素喷嘴安装在废气尾管上，尿素管路连接尿素喷嘴和尿素箱，尿素泵安装在尿素管路上。

所述SCR催化器的出口上安装有氮氧传感器。

本实用新型的有益效果是：

1）利用高压共轨喷射系统，可控制燃油喷射时间以及喷射压力，使充分雾化的燃油与空气均匀混合，使得燃烧混合气燃烧的更加充分，从而有效地降低NOx和PM等的生成；

2）采用带EGR冷却器的外部EGR系统，将排气管中的部分废气经外部管道引入进气管参与再燃烧，从而实现废气再循环，通过EGR阀控制废气再循环量，从而满足发动机排放及性能要求；

3）采用集成氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF和SCR催化器的后处理系统。利用DOC、DPF和SCR使排气中的CO、HC、NOx、 H₂及PM氧化成CO₂和H₂O，有效的降低排气中有害气体及颗粒，使排放达到法规要求水平。在氧化催化器DOC之后紧连颗粒捕捉器DPF,在DPF后引入尿素喷射、计量和混合，最后连接SCR催化器。这样有利于DPF再生，可以有效的利用NO₂的被动再生作用，减少主动再生的次数，提高整机的经济性；

4）在增压器前进气管路上增加进气流量计，进气流量计采集进气流量，ECU通过对进气量的测量可得出对EGR阀和进气节流阀的开度进行修正，同时能精确地控制燃油系统的喷射压力、喷油量，优化燃烧，进气流量计的运用，不仅能够对发动机状态进行修正，而且能够精确地实现发动机的控制；

5）在排气尾管上设置柴油喷嘴，通过控制喷嘴的喷射方向，使得柴油与尾气混合更加充分，燃烧更加充分，更能降低油耗，从而解决柴油与废气混合不充分的问题，为后处理系统提供最佳的的排气温度，提高后处理系统的效率；

6）在SCR催化消声器的出气口设有氮氧传感器，氮氧传感器采集从SCR催化消声器排出废气中NOx含量参数，反馈给ECU。

综上所述，本实用新型柴油机通过使用新的管路布置和尾气处理结构，能够精确地控制发动机的状态，使用高压共轨电控喷射技术和燃烧技术使发动机内燃油充分燃烧，达到机内净化，通过使用最新的SCR、EGR、DPF 等技术，提高后处理系统的转化效率及捕集效率，从而实现了低排放、高品质、结构性能先进的目的并最终达到欧Ⅵ排放要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的其中一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的车用发动机包括发动机机体1、进气系统、排气系统、EGR系统和后处理系统，发动机机体1的进油端连接有高压共轨管2；进气系统包括增压器3、中冷器4和进气歧管5，进气歧管5的进气端安装有进气节流阀6，进气歧管5通过空气进管7与增压器3的空气出口连接，增压器3的空气进口上安装进气流量计8，中冷器4安装在空气进管7上； EGR系统包括EGR进气管9、EGR排气管10、EGR冷却器11和EGR阀12，EGR排气管10与空气进管7连接，EGR冷却器11连接在EGR进气管9和EGR排气管10之间，EGR阀12安装在EGR排气管10上；排气系统包括与发动机机体1出气口连接的排气歧管13，排气歧管13与EGR进气管9和增压器3的废气进口连接；所述后处理系统包括排气尾管14、氧化催化器DOC15、颗粒捕捉器DPF16和SCR催化器17，排气尾管14与增压器3的废气出口连接，氧化催化器DOC15的进口与排气尾管14连接，颗粒捕捉器DPF16连接在氧化催化器DOC15的出口上, 颗粒捕捉器DPF16的出口连接SCR催化系统；所述排气尾管14上在靠近增压器3废气出口的一端安装有排温传感器17、在靠近氧化催化器DOC15的一端安装有燃油喷嘴18。

对于燃油喷嘴的燃油供给，可以来自高压共轨管，即如图1所示的燃油喷嘴18通过供油管路19与高压共轨管2连接。也可以如图2所示的通过供油管路19连接至燃油滤清器20的出油口上，此时供油管路19连接至燃油滤清器20和高压油泵之间的低压油路上，供油管路9上安装有电控输油泵21。图1和图2示出了两种燃油喷嘴的供给方式，简单的说是一种来自高压油路，一种来自低压油路，可根据车型和实际情况选用。

参照附图，SCR催化系统包括SCR催化器22、尿素喷嘴23、尿素管路24、尿素泵25和尿素箱26，SCR催化器22通过废气尾管27与颗粒捕捉器DPF16连接，尿素喷嘴23安装在废气尾管27上，尿素管路24连接尿素喷嘴23和尿素箱26，尿素泵25安装在尿素管路24上。SCR催化器22的出口上安装有氮氧传感器28。

本实用新型的工作过程为：新鲜空气沿进气接管流经进气流量计8，沿增压器3、中冷器4、进气歧管5的顺序进入气缸，与由高压喷射系统喷出的柴油混合燃烧，废气通过排气歧管13进入增压器3，氮氧传感器28将采集到的废气中的NOx含量参数反馈给ECU，如果NOx含量过高，ECU会控制EGR阀开启，此时一部分进去EGR系统，经过降温重新进去进气管，参与燃烧，否则全部进入排气尾管14，进入排气尾管14的废气首先经过排温传感器17，如果排温过低，燃油喷嘴18将燃油喷入废气中，混合燃油的废气进入氧化催化器DOC15，利用柴油在DOC中燃烧来增加尾气的温度促使炭烟的氧化，从而减少有害物质的排放，也起到提高排气温度的作用，实现DPF的再生；废气经过尿素喷嘴23时，尿素喷嘴23喷射尿素溶液与废气混合进入SCR催化消声器22，在铜基催化剂的作用下，NOx被还原成N₂和H₂O，AMOX则将氨气氧化成N₂和H₂O。进气流量计、进气节流阀、EGR阀、排温传感器、氮氧传感器、尿素喷嘴均电连接于ECU上，ECU可控制进气节流阀、EGR阀的开度、电控喷射系统以及柴油喷射单元，ECU根据各传感器采集到的数据，结合进气流量计采集到的参数，进行内部计算，精确控制EGR阀、进气节流阀的开度以及燃烧室内燃油的喷射压力和燃油量、柴油喷射单元柴油喷射的时间、油量等，从而使发动机精确地获得所要求的进气量、EGR率，进而控制发动机的燃烧，获得所需的原机排放，也可以提高排气温度，排气温度提高，既能实现DPF的再生又能保证SCR催化消声器22内的催化剂的转化效率，从而减少废气中NOx含量。通过上述过程最终获得结构紧凑可靠，性能先进，又满足欧六的排放要求的发动机。

本实用新型具有如下效果：

在本实用新型中，关于ECU对各传感信号的采集电路、对各动作部件的开关控制电路以及对EGR阀、进气节流阀的开度控制电路均为现有技术电路，关于各电器件之间的连接也为常规的电路连接结构，不是本实用新型的重点，在此不再赘述。本实用新型的保护重点在于整个发动机系统的管路连接结构和各部件的排布结构，通过该种新的结构设置产生了低排放、高品质、结构性能先进的效果。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims

1.一种车用发动机，包括发动机机体（1）、进气系统、排气系统、EGR系统和后处理系统，其特征是所述发动机机体（1）的进油端连接有高压共轨管（2）；所述进气系统包括增压器（3）、中冷器（4）和进气歧管（5），进气歧管（5）的进气端安装有进气节流阀（6），进气歧管（5）通过空气进管（7）与增压器（3）的空气出口连接，增压器（3）的空气进口上安装进气流量计（8），中冷器（4）安装在空气进管（7）上；所述EGR系统包括EGR进气管（9）、EGR排气管（10）、EGR冷却器（11）和EGR阀（12），EGR排气管（10）与空气进管（7）连接，EGR冷却器（11）连接在EGR进气管（9）和EGR排气管（10）之间，EGR阀（12）安装在EGR排气管（10）上；所述排气系统包括与发动机机体（1）出气口连接的排气歧管（13），排气歧管（13）与EGR进气管（9）和增压器（3）的废气进口连接；所述后处理系统包括排气尾管（14）、氧化催化器DOC（15）、颗粒捕捉器DPF（16）和SCR催化系统，排气尾管（14）与增压器（3）的废气出口连接，氧化催化器DOC（15）的进口与排气尾管（14）连接，颗粒捕捉器DPF（16）连接在氧化催化器DOC（15）的出口上, 颗粒捕捉器DPF（16）的出口连接SCR催化系统；所述排气尾管（14）上在靠近增压器（3）废气出口的一端安装有排温传感器（17）、在靠近氧化催化器DOC（15）的一端安装有燃油喷嘴（18）。

2.如权利要求1所述的车用发动机，其特征是所述燃油喷嘴（18）通过供油管路（19）与高压共轨管（2）连接。

3.如权利要求1所述的车用发动机，其特征是所述燃油喷嘴（18）通过供油管路（19）连接至燃油滤清器（20）的出油口上，供油管路（19）上安装有电控输油泵（21）。

4.如权利要求1-3中任一项所述的车用发动机，其特征是所述SCR催化系统包括SCR催化器（22）、尿素喷嘴（23）、尿素管路（24）、尿素泵（25）和尿素箱（26），SCR催化器（22）通过废气尾管（27）与颗粒捕捉器DPF（16）连接，尿素喷嘴（23）安装在废气尾管（27）上，尿素管路（24）连接尿素喷嘴（23）和尿素箱（26），尿素泵（25）安装在尿素管路（24）上。

5.如权利要求4所述的车用发动机，其特征是所述SCR催化器（22）的出口上安装有氮氧传感器（28）。