CN206129453U - 一种提升柴油机排气温度的进气系统 - Google Patents
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Abstract
一种提升柴油机排气温度的进气系统，包括：发动机和涡轮增压器，所述发动机的进气口通过中冷器与涡轮增压器的压缩机排气口相通，所述发动机的排气口与涡轮增压器的涡轮废气入口相通；所述发动机的进气口与涡轮增压器的压缩机排气口之间设置有第一旁通气管，所述第一旁通气管上设置有第一开关阀；所述涡轮增压器的压缩机排气口与压缩机进气口之间并接有第二旁路气管，所述第二旁路气管上设置有第二开关阀。本设计不仅能够提高发动机进气温度，而且能够提高后处理系统的稳定性降低氮氧化物排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柴油机进气系统，尤其涉及一种提升柴油机排气温度的进气系统，具体适用于提升柴油机进气温度，降低氮氧化物排放量。
背景技术
随着排放法规越来越严格，后处理系统成为发动机不可缺少的一部分。对于即将全面实行的国五方案，国内大型车用增压柴油机厂家普遍采用SCR的后处理方式降低氮氧化物排放的技术路线。国内柴油品质较欧美等发达国家低，含硫量较高，对于增加了SCR排气后处理装置的柴油发动机，缸内燃烧产生硫酸盐随尾气排出，经过后处理催化器时，部分依附在催化剂的涂层上，造成排气中含有大量的硫酸盐，这些硫酸盐很快就覆盖了催化剂的涂层，从而使后处理系统对氮氧化物的转化效率急剧下降，使氮氧化物排放超过国家OBD法规对氮氧化物的限值，进而引起发动机限扭，严重影响驾驶。一般情况下，当催化器的温度高于280℃时，硫酸盐会产生分解并随尾气排出，不会影响催化器的转化效率。但是，车辆在道路工况下，发动机长期处于一种瞬态工况，红绿灯很多且路况不好，发动机长期运行在中低速区，加上负载偏低，发动机排气温度不高，经过排气管到达后处理催化器时，排气温度很低，通过市场用户现场采集数据发现，催化器处的排气温度不高于240℃。因此提高排气温度解决硫中毒问题势在必行。另外，在寒冷的天气，发动机启动暖机过程缓慢，造成发动机暖机经济性和排放性较差，快速暖机技术也受到人们的重视。因此，如何提高增压发动机的排气温度和改善冷启动性能已经成为热点课题。
中国专利申请公布号为CN103806994A，申请公布日为2014年5月21日的实用新型专利公开了一种增压柴油机智能化提升排气温度系统，包括涡轮增压器、SCR 后处理装置和旁通管道，涡轮增压器的压气机出口经中冷器与发动机的进气管相连通，涡轮增压器的涡轮机出口与SCR 后处理装置相连通，SCR 后处理装置排气口上设置有温度传感器，旁通管道一端与涡轮增压器的涡轮机进口相连通，旁通管道另一端与SCR 后处理装置入口相连通，旁通管道上设置有电控旁通阀，电控旁通阀和温度传感器分别与发动机ECU 单元电连接。虽然该发明能够降低氮氧化物排放，但其仍存在以下缺陷：
该发明对涡轮增压器的涡轮端进行分流，减少了涡轮的动力来源，不利于怠速状态运行。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的涡轮动力不足的问题，提供了一种不改变涡轮动力源提升柴油机排气温度的进气系统。
为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：
一种提升柴油机排气温度的进气系统，包括：发动机和涡轮增压器，所述发动机的进气口通过中冷器与涡轮增压器的压缩机排气口相通，所述发动机的排气口与涡轮增压器的涡轮废气入口相通；
所述发动机的进气口与涡轮增压器的压缩机排气口之间设置有第一旁通气管，所述第一旁通气管上设置有第一开关阀。
所述涡轮增压器的压缩机排气口与压缩机进气口之间并接有第二旁路气管，所述第二旁路气管上设置有第二开关阀。
所述涡轮增压器的涡轮废气出口与后处理装置的进气端相通，所述后处理装置的排气端与排气管相连通，所述后处理装置上设置有温度传感器。
所述第一开关阀、第二开关阀的控制端均与ECU控制器电连接，所述温度传感器8的信号输出端与ECU控制器相连接。
所述后处理装置为SCR后处理装置。
所述发动机内设置有冷却水道，所述冷却水道与发动机散热器相通。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种提升柴油机排气温度的进气系统中将第一旁通气管与中冷器并接，在尾气排放温度较低时闭合第一开关阀，使气体一部分通过中冷器，一部分直接进入发动机燃烧，能够有效提高进气温度，从而提高排气温度，提高SCR效率。因此，本设计能够通过提高发动机进气温度来提高后处理效率。
2、本实用新型一种提升柴油机排气温度的进气系统中涡轮增压器的压缩机排气口与压缩机进气口之间并接有第二旁路气管，使经过涡轮增压后的气体部分在次进入涡轮加温，从而提高进气温度，加快发动机暖机，有效提高SCR稳定性。因此，本设计有效提高进气温度，从而提高SCR稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型运行状态的结构示意图。
图中：发动机1、冷却水道11、发动机散热器12、涡轮增压器2、压缩机排气口21、涡轮废气入口22、压缩机进气口23、涡轮废气出口24、中冷器3、第一开关阀4、第一旁通气管41、第二开关阀5、第二旁路气管51、后处理装置6、排气管7、温度传感器8、ECU控制器9。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图1、图2，一种提升柴油机排气温度的进气系统，包括：发动机1和涡轮增压器2，所述发动机1的进气口通过中冷器3与涡轮增压器2的压缩机排气口21相通，所述发动机1的排气口与涡轮增压器2的涡轮废气入口22相通；
所述发动机1的进气口与涡轮增压器2的压缩机排气口21之间设置有第一旁通气管41，所述第一旁通气管41上设置有第一开关阀4。
所述涡轮增压器2的压缩机排气口21与压缩机进气口23之间并接有第二旁路气管51，所述第二旁路气管51上设置有第二开关阀5。
所述涡轮增压器2的涡轮废气出口24与后处理装置6的进气端相通，所述后处理装置6的排气端与排气管7相连通，所述后处理装置6上设置有温度传感器8。
所述第一开关阀4、第二开关阀5的控制端均与ECU控制器9电连接，所述温度传感器8的信号输出端与ECU控制器9相连接。
所述后处理装置6为SCR后处理装置。
所述发动机1内设置有冷却水道11，所述冷却水道11与发动机散热器12相通。
本实用新型的原理说明如下：
SCR:选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。
在小负荷或者瞬态工况，发动机排气到达后处理装置6中的温度过低，高含硫燃料产生的硫酸盐容易吸附在催化剂表面，不易分解，使后处理装置6转化效率大大降低。本设计可以通过监测后处理装置6中排气温度，通过开启第一开关阀4、第二开关阀5，提高进气温度，从而提高排气温度，使硫酸盐即时分解，保证催化剂的活性。试验表明，使用双路进气，虽然由于进气温度提高，进气量稍有减少，但是由于增压柴油机在小负荷下的空燃比高达30%-40%，对油耗几乎没有太大影响；而由于缸内温度升高而造成的氮氧化物排放稍有增加，可以通过提高排温创造的高效稳定的SCR转化效率弥补。
在寒冷的天气，发动机在暖机过程中摩擦较大，对发动机效率降低，经济性能较差，排放性能也受到影响。本设计通过开启第一开关阀4、第二开关阀5，使进入缸内气体的平均温度增加，因此提高了发动机缸内燃烧的温度，使发动机内冷却水和发动机机体温度迅速提高，可以加快发动机暖机。
实施例1：
一种提升柴油机排气温度的进气系统，包括：发动机1和涡轮增压器2，所述发动机1的进气口通过中冷器3与涡轮增压器2的压缩机排气口21相通，所述发动机1的排气口与涡轮增压器2的涡轮废气入口22相通；所述发动机1的进气口与涡轮增压器2的压缩机排气口21之间设置有第一旁通气管41，所述第一旁通气管41上设置有第一开关阀4；所述涡轮增压器2的压缩机排气口21与压缩机进气口23之间并接有第二旁路气管51，所述第二旁路气管51上设置有第二开关阀5；所述涡轮增压器2的涡轮废气出口24与后处理装置6的进气端相通，所述后处理装置6的排气端与排气管7相连通，所述后处理装置6上设置有温度传感器8。
实施例2：
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述第一开关阀4、第二开关阀5的控制端均与ECU控制器9电连接，所述温度传感器8的信号输出端与ECU控制器9相连接；所述后处理装置6为SCR后处理装置；所述发动机1内设置有冷却水道11，所述冷却水道11与发动机散热器12相通。
Claims (6)
1.一种提升柴油机排气温度的进气系统，包括：发动机（1）和涡轮增压器（2），所述发动机（1）的进气口通过中冷器（3）与涡轮增压器（2）的压缩机排气口（21）相通，所述发动机（1）的排气口与涡轮增压器（2）的涡轮废气入口（22）相通，其特征在于：
所述发动机（1）的进气口与涡轮增压器（2）的压缩机排气口（21）之间设置有第一旁通气管（41），所述第一旁通气管（41）上设置有第一开关阀（4）。
2.根据权利要求1所述的一种提升柴油机排气温度的进气系统，其特征在于：
所述涡轮增压器（2）的压缩机排气口（21）与压缩机进气口（23）之间并接有第二旁路气管（51），所述第二旁路气管（51）上设置有第二开关阀（5）。
3.根据权利要求1或2所述的一种提升柴油机排气温度的进气系统，其特征在于：
所述涡轮增压器（2）的涡轮废气出口（24）与后处理装置（6）的进气端相通，所述后处理装置（6）的排气端与排气管（7）相连通，所述后处理装置（6）上设置有温度传感器（8）。
4.根据权利要求3所述的一种提升柴油机排气温度的进气系统，其特征在于：
所述第一开关阀（4）、第二开关阀（5）的控制端均与ECU控制器（9）电连接，所述温度传感器（8）的信号输出端与ECU控制器（9）相连接。
5.根据权利要求3所述的一种提升柴油机排气温度的进气系统，其特征在于：
所述后处理装置（6）为SCR后处理装置。
6.根据权利要求4所述的一种提升柴油机排气温度的进气系统，其特征在于：
所述发动机（1）内设置有冷却水道（11），所述冷却水道（11）与发动机散热器（12）相通。
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Cited By (2)
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