CN205225496U - 一种实现冷、热egr可控引入装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实现冷、热EGR可控引入装置，为克服现有技术存在不能实现冷、热EGR可控引入气缸的问题；其包括发动机、涡轮机、EGR阀、压气机、冷却器与节气门；EGR阀包括阀体；阀体的左壁、前壁与右壁上设置有接口，称为出口C、进口A与出口B。涡轮机的进气口端与发动机中的排气歧管的出气口端管路连接，EGR阀的进气口A与发动机的排气端管路连接，EGR阀的出气口C与冷却器的进气口端管路连接，压气机的出气口端与冷却器的进气口管路连接，冷却器的出气口与节气门的一端管路连接，节气门的另一端与发动机中进气歧管的进气口端管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管的进气口端管路连接，涡轮机与压气机通过转子连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于发动机上的EGR引入装置，更确切地说，本实用新型涉及一种实现冷、热EGR可控引入装置。
背景技术
随着排放法规的日益严格，对于发动机排放物NOx排放的控制尤其严格，目前，EGR技术是控制NOx排放的主流技术。
EGR即废气再循环系统，是指将发动机的排气的一部分再引入气缸内，通过废气来影响燃烧，从而达到降低NOx的作用。其工作机理如下：
1.废气中含有大量的N2和CO2等惰性气体，能够降低缸内氧浓度，限制NOx的生成；
2.循环废气稀释了新鲜的空气，减缓了燃烧反应速率，能够降低最高燃烧温度和最高燃烧压力；
3.废气中H2O(蒸汽)和CO2气体等为三原子气体，使缸内气体比热容变大，降低了缸内最高燃烧温度。
EGR又分为冷EGR和热EGR，其中，冷EGR是指循环废气经过冷却器之后再被引入进气歧管；热EGR是指循环废气不经过冷却器直接进入进气歧管。经过冷却器后的冷EGR气体温度较热EGR气体温度相对较低，密度大，可以使更多的废气进入气缸。大负荷时，缸内混合气浓，燃烧温度高，需要引入冷EGR：一是冷EGR气体温度低，可以吸收更多的热量降低缸内温度，从而降低NOx的生成；二是可以进入更多的EGR气体，降低缸内氧含量，从而降低NOx的生成。但是，在发动机冷启动时,热EGR能够迅速暖机；在小负荷时，缸内混合气稀，若再引入冷EGR，会造成发动机熄火，因此需要引入热EGR：一是热EGR可以使进气温度增加，有利于混合气着火，促进燃烧，提高发动机性能；二是EGR中高热容组分能够降低缸内燃烧温度，抑制NOx的生成。
中国专利公开(布)号为CN101103195A，公开(布)日为2008年1月9日，发明名称为“EGR装置”，专利号为200580046815.2，该发明专利公布了一种EGR装置，其特征是通过控制循环废气经过EGR冷却器的个数(≥2个)来控制EGR的温度，防止冷却后的EGR中HC化合物成分凝结或凝固、成为液体或固体附着在EGR阀上。该发明既提高了EGR气体的冷却程度，又不会发生EGR阀的工作不良。但是该发明装置中冷却器数量多(≥3个)，使制造成本增加，且使得该装置占据空间较大，安装在发动机上困难。且不能实现冷、热EGR可控引入发动机。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术存在不能实现冷、热EGR可控引入气缸的问题，提供了一种实现冷、热EGR可控引入装置。
为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：
所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置包括发动机、涡轮机、EGR阀、压气机、冷却器与节气门。
涡轮机的进气端与发动机管路连接，EGR阀的进气口A与发动机排气端管路连接，EGR阀的出气口C与压气机的出气口端管路连接，压气机的出气口端与冷却器的进气口端管路连接，冷却器的出气口端与节气门的一端管路连接，节气门的另一端与发动机中的进气端管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管的进气口端管路连接，涡轮机与压气机通过转子连接。
技术方案中所述的涡轮机的进气口端与发动机管路连接，EGR阀的进气口A与发动机排气端管路连接是指：涡轮机的进气口端与排气管的一端连接，排气管的另一端与发动机中的排气歧管的出气口端连接，EGR管的一端与排气歧管的出气口端连接，EGR管的另一端与EGR阀的进气口A连接。
技术方案中所述的EGR阀的出气口C与压气机的出气口端管路连接，压气机的出气口端与冷却器的进气口端管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管的进气口端管路连接是指：
EGR阀的出气口C和冷EGR管的一端连接，EGR管的另一端与冷却器的进气口端连接，压气机的出气口端与进气管的一端连接，冷却器的进气口端与进气管的另一端连接；EGR阀的出气口B和热EGR管的一端连接，热EGR管的另一端和进气歧管的进气口端连接。
技术方案中所述的EGR阀是一个电动三通阀，包括电机、阀芯、阀杆、阀盖、密封垫、阀体与位置传感器。阀芯与阀杆同为圆柱形结构件，阀芯与阀杆同轴地连接为阶梯轴式结构件，阀芯的直径与阀体的竖直中心阀孔的直径相等，阀杆的直径与阀盖上的中心孔的直径相等；阀芯装入阀体中为转动连接，阀盖、密封垫由上至下地套装在阀杆上，阀盖与阀杆之间为转动连接，采用螺栓将阀盖、密封垫固定在阀体的顶端,电机与阀杆同轴连接，位置传感器安装在阀体上，位置传感器的移动端与阀杆固定连接。
技术方案中所述的阀体为空心的长方体形的壳体件，阀体中心处设置有安装阀芯的竖直中心阀孔，阀体的左壁、前壁与右壁上分别设置有圆环体式接口，即依次是出口C、进口A与出口B，三个接口的中心孔与竖直中心阀孔连通，三个接口的中心孔的回转轴线同处于一个水平面内，出口C与出口B的回转轴线共线，进口A的回转轴线和出口C与出口B的回转轴线垂直。
与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置实现了冷、热EGR的可控引入；
2.本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中的冷、热EGR通路共用一个EGR阀，节省了制造成本；
3.本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中的EGR的冷却系统与进气的冷却系统共同使用一个冷却器，节省了成本，节省了空间，便于安装在车用发动机上。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置的结构原理示意图；
图2是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中所采用的EGR阀结构组成主视图上的全剖视图；
图3是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中所采用的EGR阀在不采用EGR气体时俯视图上的全剖视图；
图4是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中冷EGR通路部分的结构原理示意图；
图5是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中采用冷EGR时EGR阀在主视图上的全剖视图；
图6是发明所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置采用热EGR时的结构原理示意图；
图7是本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置中所采用热EGR时EGR阀主视图上的全剖视图；
图中：1.气缸，2.发动机，3.排气歧管，4.排气管，5.涡轮机，6.EGR管，7.EGR阀，8.热EGR管，9.冷EGR管，10.压气机，11.进气管，12.冷却器，13.节气门，14.进气歧管，15.阀芯，16.阀杆，17.阀盖，18.密封垫，19.阀体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
参阅图1，本实用新型所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置包括发动机2、涡轮机5、EGR阀7、压气机10、冷却器12、节气门13与管道。所述的管道包括排气管4、EGR管6、热EGR管8、冷EGR管9与进气管11；发动机2包括气缸1、排气歧管3与进气歧管14。
参阅图2及图3，所述的EGR阀7是一个电动三通阀，包括电机、阀芯15、阀杆16、阀盖17、密封垫18、阀体19与位置传感器；
所述的阀体19为空心的长方体形的壳体件，阀体19中心处设置有安装阀芯15的竖直中心阀孔，阀体19的左壁、前壁与右壁上分别设置有圆环体式接口，即依次是出气口C、进气口A与出气口B，三个接口的中心孔与竖直中心阀孔连通，三个接口的中心孔的回转轴线同处于一个水平面内，出气口C与出气口B的回转轴线共线，进气口A的回转轴线和出气口C与出气口B的回转轴线垂直。
阀芯15与阀杆16同为圆柱形结构件，阀芯15与阀杆16同轴地连接为阶梯轴式结构件(也可以做成一体件)，阀芯15的直径与阀体19的竖直中心阀孔的直径相等，阀杆16的直径与阀盖17上的中心孔的直径相等；
阀芯15装入阀体19中为转动连接，阀盖17、密封垫18由上至下地套装在阀杆16上，阀盖17与阀杆16之间为转动连接，阀盖17、密封垫18与阀体19依次为接触连接，采用螺栓将阀盖17、密封垫18固定在阀体19的顶端；电机与阀杆16之间为同轴连接，位置传感器安装在阀体19上，位置传感器的移动端与阀杆16固定连接。
所述的EGR阀7的出气口B和热EGR管8相连接；出气口C和冷EGR管9相连接。电机驱动阀杆16转动阀芯15调整EGR气体的流向以及阀门的开度，EGR阀7配置的位置传感器，可以反馈进行流量控制。图2及图3为不引入EGR气体时的EGR阀7的状态，阀芯将两个出口都堵住，EGR气体不能通过。
涡轮机5的进气口端与排气管4的一端连接，排气管4的另一端与发动机2中的排气歧管3的出气口端连接，EGR管6的一端与排气管4的中间处连接，EGR管6的另一端与EGR阀7的进气口A连接，EGR阀7的出气口C和冷EGR管9的一端连接，EGR管9的另一端与进气管11的中间处连接，进气管11的一端与压气机10的出气口端连接，进气管11的另一端与冷却器12的进气口端连接，冷却器12的出气口端与节气门13的一端连接，节气门13的另一端与发动机2中的进气歧管14的进气口端连接，EGR阀7的出气口B和热EGR管8的一端连接，热EGR管8的另一端和发动机2中的进气歧管14的进气端连接，涡轮机5与压气机10通过转子连接，涡轮机5的出气口与三元催化转化器连接，压气机10的进气口与空气滤清器连接。
参阅图4及图5，图4表示发动机引入冷EGR时的原理示意图。发动机大负荷时，缸内混合气浓，燃烧温度高，NOx排放高，需要引入较多的EGR气体，因此需要引入冷EGR。一部分废气从排气管4中引入EGR管6中，电机驱动阀杆16转动阀芯15，使EGR管6、EGR阀7和冷EGR管9连通(图5)，即连通冷EGR通路，实现向发动机供给冷EGR气体。并通过调节阀芯15的转角调节EGR气体流量，废气被引入到冷却器12的进气口端，与空气一起经过冷却器12冷却后，进入进气歧管14。冷却后的EGR气体温度低，密度大，进入气缸的废气量大，能够较大地降低缸内燃烧温度以及减少进入气缸的氧气量，有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。
参阅图6及图7，图6表示发动机引入热EGR时的原理示意图。发动机小负荷时，缸内混合气稀，引入热EGR，能够增大进气温度，促进混合气燃烧。并且EGR中的高热容组分能够降低燃烧温度，抑制NOx的生成。一部分废气从排气管4中引入EGR管6中，电机驱动阀杆16转动阀芯15，使EGR管6、EGR阀7和热EGR管8连通(图7)，即连通热EGR通路，实现向发动机供给热EGR气体。并通过调节阀芯15的转角调节EGR气体流量，废气被引到进气歧管14的进气口端，与冷却后的进气一起进入进气歧管14。此时，进气温度较高。
Claims (5)
1.一种实现冷、热EGR可控引入装置，其特征在于，所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置包括发动机(2)、涡轮机(5)、EGR阀(7)、压气机(10)、冷却器(12)与节气门(13)；
涡轮机(5)的进气口端与发动机(2)管路连接，EGR阀(7)的进气口A与发动机(2)的排气端管路连接，EGR阀(7)的出气口C与压气机(10)的出气口端管路连接，压气机(10)的出气口端与冷却器(12)的进气口端管路连接，冷却器(12)的出气口端与节气门(13)的一端管路连接，节气门(13)的另一端与发动机(2)的进气端管路连接，EGR阀(7)的出气口B与进气歧管(14)的进气口端管路连接，涡轮机(5)与压气机(10)通过转子连接。
2.按照权利要求1所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置，其特征在于，所述的涡轮机(5)的进气口端与发动机(2)管路连接，EGR阀(7)的进气口A与发动机(2)的排气端管路连接是指：
涡轮机(5)的进气口端与排气管(4)的一端连接，排气管(4)的另一端与发动机(2)中的排气歧管(3)的出气口端连接，EGR管(6)的一端与排气歧管(3)的出气口端连接，EGR管(6)的另一端与EGR阀(7)的进气口A连接。
3.按照权利要求1所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置，其特征在于，所述的EGR阀(7)的出气口C与压气机(10)的出气口端管路连接，压气机(10)的出气口端与冷却器(12)的进气口端管路连接，EGR阀(7)的出气口B与进气歧管(14)的进气口端管路连接是指：
EGR阀(7)的出气口C和冷EGR管(9)的一端连接，EGR管(9)的另一端与冷却器(12)的进气口端连接，压气机(10)的出气口端与进气管(11)的一端连接，冷却器(12)的进气口端与进气管(11)的另一端连接；EGR阀(7)的出气口B和热EGR管(8)的一端连接，热EGR管(8)的另一端和进气歧管(14)的进气口端连接。
4.按照权利要求1所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置，其特征在于，所述的EGR阀(7)是一个电动三通阀，包括电机、阀芯(15)、阀杆(16)、阀盖(17)、密封垫(18)、阀体(19)与位置传感器；
阀芯(15)与阀杆(16)同为圆柱形结构件，阀芯(15)与阀杆(16)同轴地连接为阶梯轴式结构件，阀芯(15)的直径与阀体(19)的竖直中心阀孔的直径相等，阀杆(16)的直径与阀盖(17)上的中心孔的直径相等；
阀芯(15)装入阀体(19)中为转动连接，阀盖(17)、密封垫(18)由上至下地套装在阀杆(16)上，阀盖(17)与阀杆(16)之间为转动连接，采用螺栓将阀盖(17)、密封垫(18)固定在阀体(19)的顶端,电机与阀杆同轴连接，位置传感器安装在阀体(19)上，位置传感器的移动端与阀杆(16)固定连接。
5.按照权利要求4所述的一种实现冷、热EGR可控引入装置，其特征在于，所述的阀体(19)为空心的长方体形的壳体件，阀体(19)中心处设置有安装阀芯(15)的竖直中心阀孔，阀体(19)的左壁、前壁与右壁上分别设置有圆环体式接口，即依次是出口C、进口A与出口B，三个接口的中心孔与竖直中心阀孔连通，三个接口的中心孔的回转轴线同处于一个水平面内，出口C与出口B的回转轴线共线，进口A的回转轴线和出口C与出口B的回转轴线垂直。
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