CN205225497U - 一种实现高、低压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高、低压EGR可控引入装置，为克服不能实现高、低压EGR可控引入气缸的问题；其包括发动机(1)、涡轮机(5)、EGR阀(7)、压气机(10)、冷却器(12)与节气门(13)；涡轮机(5)进气口端与发动机(2)中排气歧管(3)管路连接，EGR阀(7)进气口A与发动机(1)管路连接，EGR阀(7)出气口C与压气机(10)进气口端管路连接，压气机(10)出气口端与冷却器(12)进气口管路连接，冷却器(12)出气口与节气门(13)一端管路连接，节气门(13)另一端与发动机(1)管路连接，EGR阀(7)出气口B与进气歧管(14)管路连接，涡轮机(5)与压气机(10)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废气再循环(EGR)引入装置，更确切地说，本实用新型涉及一种实现高、低压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。EGR技术是控制NOx排放的主关键技术之一。
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。
目前，发动机上的EGR主要采用外部EGR。外部EGR对发动机的改动很小，而且对于EGR气体流量的控制也较容易实现，是市场上大部分EGR发动机的选择。外部EGR又分为高压EGR通路和低压EGR通路。高压EGR通路，即将废气引到压气机出口，不通过压气机和中冷器，同时避免EGR随工况变化响应滞后，在发动机冷启动时能够迅速暖机。低压EGR通路，即将废气引到压气机进口，容易获得适当的压差，在较大的运转范围内易实现EGR。目前高、低压双通路EGR的方案，装置比较复杂，需要两套EGR系统，造成管路复杂，装配困难，且高低压两套EGR通路均需要EGR阀，制造成本较高。没有发现一种简单的EGR装置能够随工况变化实现高、低压EGR的可控引入装置。
中国专利公布(开)号为CN104791148A，公布(开)日为2015年7月22日，发明名称为“一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法”，申请号为CN201510188412.7，该发明专利公布了一种实现大EGR率的低压EGR引入装置及低压EGR引入方法。该方案通过一个电控阀将两路EGR废气引入到压气机上游，形成低压EGR方案。该方案中两路EGR废气共用一个EGR阀和一个EGR冷却器，结构简单，减少了中冷器数量，制造成本低。但是，该装置只能实现低压EGR的引入，并不能实现高压EGR的引入；且两路EGR废气都经过冷却器，在发动机冷启动时，不能迅速地暖机。
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高、低压EGR可控引入气缸的问题，提供了一种实现高、低压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：所述的一种实现高、低压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，EGR阀的出气口C与压气机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管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管进气口端管路连接，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与发动机的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(7)的出口C与压气机的进气口端管路连接，压气机的出气口端与冷却器(12)的进气口端管路连接，EGR阀的出气口B与进气歧管(14)进气口端管路连接是指：EGR阀的出气口C和低压EGR管的一端连接，低压EGR管的另一端与压气机的进气口端连接，压气机的出气口端与进气管的一端连接，进气管的另一端与冷却器的进气口端连接；EGR阀的出气口B与高压EGR管的一端连接，高压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。
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高、低压EGR可控引入装置能够实现高、低压EGR可控引入；
2.本实用新型所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置中的高、低压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高、低压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
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
图1是本实用新型所述的一种实现高、低压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高、低压EGR可控引入装置中所采用的EGR阀在不引入EGR气体时的主视图上的全剖视图；
图3是本实用新型所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置中所采用的EGR阀在不引入EGR气体时的俯视图上的全剖视图；
图4是本实用新型所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置中的高压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高、低压EGR可控引入装置中采用高压EGR时EGR阀俯视图上的全剖视图；
图6是本实用新型所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置中的低压EGR通路部分的结构原理示意图；
图7是本实用新型所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置中采用低压EGR时EGR阀俯视图上的全剖视图；
图中：1.发动机，2.气缸，3.排气歧管，4.排气管，5.涡轮机，6.EGR管，7.EGR阀，8.高压EGR管，9.低压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高、低压EGR可控引入装置包括发动机1、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、高压EGR管8、低压EGR管9与进气管11；发动机1包括气缸2、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和高压EGR管8相连接；EGR阀7的出气口C和低压EGR管9相连接。电机驱动阀杆16转动使阀芯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EGR阀7所处的状态，即阀芯15将两个出口都堵住，使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1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和低压EGR管9的一端连接，低压EGR管9的另一端与压气机10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，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1中的进气歧管14的进气口端连接，EGR阀7的出气口B和高压EGR管8的一端连接，高压EGR管8的另一端和进气歧管14的进气口端连接，涡轮机5与压气机10通过转子连接，涡轮机5的排气口与三元催化转化器相连，压气机10的进气口和空气滤清器相连。
参阅图4及图5，在发动机1冷启动及怠速工况下，采用高压EGR，电机驱动阀杆16转动阀芯15，使EGR管6和高压EGR管8相连通(如图5)，废气被引入到进气歧管14进气口端和节气门13之间，即连通高压EGR通路。高压EGR管8上没有冷却器，废气能够直接进入气缸2快速提升进气温度，起到暖机作用，有效地改善发动机1冷启动及怠速工况下发动机的排放。通过转动阀杆16、阀芯15，调节B出口面积，从而能够调节EGR气体进入高压EGR管8的流量。
参阅图6及图7，在发动机1大负荷工作时，采用低压EGR，电机驱动阀杆16转动阀芯15，使EGR管6和低压EGR管9相连通(如图7)，废气被引入到压气机10的进气口端，即连通低压EGR通路。EGR废气被引入到压气机10的进气口端容易获得较大的压差，能够实现较大的EGR率。EGR废气与空气一起经过冷却器12冷却，温度较低，能够有效地降低缸内燃烧温度及氧含量，从而实现对发动机1的NOx排放的有效控制。通过转动阀杆16、阀芯15，调节C出口面积，从而能够调节EGR气体进入低压EGR管9的流量。
Claims (5)
1.一种实现高、低压EGR可控引入装置，其特征在于，所述的一种实现高、低压EGR可控引入装置包括发动机(1)、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(1)管路连接，EGR阀(7)的进气口A与发动机(1)排气端管路连接，EGR阀(7)的出气口C与压气机(10)的进气口端管路连接，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(1)管路连接，EGR阀(7)的出气口B与进气歧管(14)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所述的一种实现高、低压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(1)管路连接，EGR阀(7)的进气口A与发动机(1)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(1)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所述的一种实现高、低压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)的进气口端管路连接，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)进气口端管路连接是指：
EGR阀(7)的出气口C和低压EGR管(9)的一端连接，低压EGR管(9)的另一端与压气机(10)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，进气管(11)的另一端与冷却器(12)的进气口端连接；EGR阀(7)的出气口B与高压EGR管(8)的一端连接，高压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所述的一种实现高、低压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(16)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所述的一种实现高、低压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。
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