CN204827651U - 基于分层egr的新型汽油机 - Google Patents

基于分层egr的新型汽油机 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于分层EGR的新型汽油机，进气旁通管道、排气旁通管道分别对应连接在压气机、废气涡轮的两端，其上分别设有进气旁通阀、进气旁通阀控制电机和排气旁通阀、排气旁通阀控制电机；EGR管道一端和废气涡轮进口侧的排气管道相连，另一端密闭；EGR第一进气管道、EGR第二进气管道相对于进气管道对称布置，一端均插入进气管道与气缸相通，另一端均和EGR管道相连，且均设有功率调节阀、开关阀、功率调节阀控制电机和电磁继电器。工作时根据当前缸内平均有效压力与缸内最大平均有效压力之间的比例控制各个阀门工作。本实用新型取消了节气门，避免了压气机的喘振现象，降低了燃烧温度，延长了工件的使用寿命。

Description

基于分层EGR的新型汽油机
技术领域
本实用新型涉及汽油机领域，尤其涉及一种基于分层EGR的新型汽油机。
背景技术
目前，公知的汽油机功率调节主要依靠节气门实现。通过检测油门踏板踩下的角度，产生两组电压信号，经ECU对该信息和其他系统传来的数据信息进行运算处理，从而将产生的控制信号通过线路送到伺服电动机驱动，驱动节气门执行机构，从而控制车辆的行驶速度。现行的汽车油门踏板所使用的传感器均采用碳膜接触式结构，通过触点在碳膜上滑动来改变阻值，时间久了存在磨损、接触不良、不回位等安全隐患。而且在低速小负荷情况下，节气门节气损失较大，提高了油耗损失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于分层EGR的新型汽油机。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于分层EGR的新型汽油机，包含进气管道、排气管道、压气机、废气涡轮、进气旁通管道、排气旁通管道、EGR管道、EGR第一进气管道和EGR第二进气管道；
所述压气机设置在进气管道中，废气涡轮设置在排气管道中，所述压气机和废气涡轮同轴设置；
所述进气旁通管道一端和压气机的进口相连，另一端和压气机的出口相连；
所述排气旁通管道一端和废气涡轮的进口相连，另一端和废气涡轮的出口相连；
所述进气旁通管道上设有进气旁通阀和进气旁通阀控制电机，所述进气旁通阀控制电机用于控制进气旁通阀的开关进而控制所述进气旁通管道的流通和隔断；
所述排气旁通管道上设有排气旁通阀和排气旁通阀控制电机，所述排气旁通阀控制电机用于控制排气旁通阀的开关进而控制所述排气旁通管道的流通和隔断；
所述进气管道的出口和排气管道的入口均在汽油机的气缸内；
所述EGR管道一端和废气涡轮进口侧的排气管道相连，另一端密闭；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道相对于进气管道对称布置，一端均插入进气管道与气缸相通，另一端均和EGR管道相连；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上均设有功率调节阀、开关阀、功率调节阀控制电机和电磁继电器，其中，功率调节阀控制电机用于控制功率调节阀的状态，电磁继电器用于控制开关阀的开关。
作为本实用新型基于分层EGR的新型汽油机进一步的优化方案，所述进气管道在汽油机气缸内分叉为第一出口管道和第二出口管道，所述EGR第一进气管道插入第一出口管道和气缸相通，所述EGR第二进气管道插入第二出口管道和气缸相通。
作为本实用新型基于分层EGR的新型汽油机进一步的优化方案，所述排气管道在汽油机气缸内分叉为第一入口管道和第二入口管道。
作为本实用新型基于分层EGR的新型汽油机进一步的优化方案，汽油机的高能火花塞位于气缸中心，进气管道和排气管道关于气缸中心对称设置。
本实用新型按照以下功率调节方法进行调节：
步骤1），汽油机外特性下,测出缸内最大平均有效压力，记为BMEPmax；
步骤2），获取当前缸内平均有效压力BMEP与缸内最大平均有效压力BMEPmax之间的比例大小；
步骤2.1），如果BMEP大于等于20%BMEPmax且小于等于60%BMEPmax，开启EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，关闭进气旁通阀和排气旁通阀；
步骤2.2），如果BMEP大于60%BMEPmax，关闭EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，关闭进气旁通阀和排气旁通阀；
步骤2.3），如果BMEP小于60%BMEPmax，关闭EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，开启进气旁通阀和排气旁通阀。
本实用新型取消汽油机节气门，采用缸内直喷加废气涡轮增加技术，根据不同工况，依靠进废气量和喷油量的调节，来实现汽油机功率可调。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.取消了节气门，在消除节气门节流损失的情况下能实现功率可调；
2.相对于传统EGR，有更高的燃油经济性和动力性；
3.避免压气机的喘振现象；
4.降低燃烧温度，降低NOx等有害物的排放；减少热负荷和热变形量，延长工件的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种基于分层EGR的新型汽油机的结构示意图；
图2是本实用新型中基于分层EGR的新型汽油机的功率调节方法的流程示意图。
图中，1-进气旁通阀，2-进气旁通阀控制电机，3-功率调节阀控制电机，4-功率调节阀，5-EGR第一进气管道，6-开关阀，7-电磁继电器，8-喷油嘴，9-高能火花塞，10-排气旁通阀控制电机，11-排气旁通阀，12-排气管道，13-废气涡轮，14-EGR管道，15-EGR第二进气管道，16-压气机，17-进气管道，18-进气旁通管道，19-排气旁通管道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本实用新型公开了一种基于分层EGR的新型汽油机，包含进气管道、排气管道、压气机、废气涡轮、进气旁通管道、排气旁通管道、EGR管道、EGR第一进气管道和EGR第二进气管道；
所述压气机设置在进气管道中，废气涡轮设置在排气管道中，所述压气机和废气涡轮同轴设置；
所述进气旁通管道一端和压气机的进口相连，另一端和压气机的出口相连；
所述排气旁通管道一端和废气涡轮的进口相连，另一端和废气涡轮的出口相连；
所述进气旁通管道上设有进气旁通阀和进气旁通阀控制电机，所述进气旁通阀控制电机用于控制进气旁通阀的开关进而控制所述进气旁通管道的流通和隔断；
所述排气旁通管道上设有排气旁通阀和排气旁通阀控制电机，所述排气旁通阀控制电机用于控制排气旁通阀的开关进而控制所述排气旁通管道的流通和隔断；
所述进气管道的出口和排气管道的入口均在汽油机的气缸内；
所述EGR管道一端和废气涡轮进口侧的排气管道相连，另一端密闭；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道相对于进气管道对称布置，一端均插入进气管道与气缸相通，另一端均和EGR管道相连；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上均设有功率调节阀、开关阀、功率调节阀控制电机和电磁继电器，其中，功率调节阀控制电机用于控制功率调节阀的状态，电磁继电器用于控制开关阀的开关。
所述进气管道在汽油机气缸内分叉为第一出口管道和第二出口管道，所述EGR第一进气管道插入第一出口管道和气缸相通，所述EGR第二进气管道插入第二出口管道和气缸相通。
所述排气管道在汽油机气缸内分叉为第一入口管道和第二入口管道。
汽油机的高能火花塞位于气缸中心，进气管道和排气管道关于气缸中心对称设置。
本汽油机采用缸内直喷加废气涡轮增加技术。在不同工况下，依靠进废气量和喷油量的调节，实现汽油机功率调节。基于气体的滚流运动，实现废气与新鲜混合气的分层，通过改变气缸内新鲜混合气与废气的比例进行功率的调节。在怠速小负荷状态下，为避免废气稀释现象，避免熄火，此时不进行EGR，开关阀关闭，进气旁通阀排气旁通阀开启，采用喷油量调节方法。而在全负荷状态下，为保证动力性，也不进行EGR，开关阀关闭，进气旁通阀排气旁通阀关闭，采用喷油量调节方法。
喷油量的多少改变了混合气的浓度，从而调节功率，进行二次喷油，喷油量通过该工况由ECU计算而得。
通过控制废气量的多少改变新鲜混合气的数量，从而实现功率可调。进废气量由功率调节阀的开度大小控制。开关阀电磁线圈通电后产生磁力吸引克服弹簧的压力带动阀芯动作，从而能够快速准确地控制开关阀的开闭，能够瞬时截止废气流通，从而保证在低速小负荷、全负荷和气缸非进气行程中，不进行EGR。
如图2所示，本实用新型还公开了一种基于分层EGR的新型汽油机的功率调节方法，包含以下步骤：
步骤1），汽油机外特性下,测出缸内最大平均有效压力，记为BMEPmax；
步骤2），获取当前缸内平均有效压力BMEP与缸内最大平均有效压力BMEPmax之间的比例大小；
步骤2.1），如果BMEP大于等于20%BMEPmax且小于等于60%BMEPmax，开启EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，关闭进气旁通阀和排气旁通阀；
步骤2.2），如果BMEP大于60%BMEPmax，关闭EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，关闭进气旁通阀和排气旁通阀；
步骤2.3），如果BMEP小于60%BMEPmax，关闭EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上的功率阀调节阀和开关阀，开启进气旁通阀和排气旁通阀。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于分层EGR的新型汽油机，其特征在于，包含进气管道、排气管道、压气机、废气涡轮、进气旁通管道、排气旁通管道、EGR管道、EGR第一进气管道和EGR第二进气管道；
所述压气机设置在进气管道中，废气涡轮设置在排气管道中，所述压气机和废气涡轮同轴设置；
所述进气旁通管道一端和压气机的进口相连，另一端和压气机的出口相连；
所述排气旁通管道一端和废气涡轮的进口相连，另一端和废气涡轮的出口相连；
所述进气旁通管道上设有进气旁通阀和进气旁通阀控制电机，所述进气旁通阀控制电机用于控制进气旁通阀的开关进而控制所述进气旁通管道的流通和隔断；
所述排气旁通管道上设有排气旁通阀和排气旁通阀控制电机，所述排气旁通阀控制电机用于控制排气旁通阀的开关进而控制所述排气旁通管道的流通和隔断；
所述进气管道的出口和排气管道的入口均在汽油机的气缸内；
所述EGR管道一端和废气涡轮进口侧的排气管道相连，另一端密闭；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道相对于进气管道对称布置，一端均插入进气管道与气缸相通，另一端均和EGR管道相连；
所述EGR第一进气管道、EGR第二进气管道上均设有功率调节阀、开关阀、功率调节阀控制电机和电磁继电器，其中，功率调节阀控制电机用于控制功率调节阀的状态，电磁继电器用于控制开关阀的开关。
2.根据权利要求1所述的基于分层EGR的新型汽油机，其特征在于，所述进气管道在汽油机气缸内分叉为第一出口管道和第二出口管道，所述EGR第一进气管道插入第一出口管道和气缸相通，所述EGR第二进气管道插入第二出口管道和气缸相通。
3.根据权利要求2所述的基于分层EGR的新型汽油机，其特征在于，所述排气管道在汽油机气缸内分叉为第一入口管道和第二入口管道。
4.根据权利要求3所述的基于分层EGR的新型汽油机，其特征在于，汽油机的高能火花塞位于气缸中心，进气管道和排气管道关于气缸中心对称设置。
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CN105041457A (zh) * 2015-07-21 2015-11-11 南京航空航天大学 基于分层egr的新型汽油机及其功率调节方法
CN105952497A (zh) * 2016-07-08 2016-09-21 佛山格尼斯磁悬浮技术有限公司 一种抑制喘振的管道

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