CN206206021U - 甲醇发动机的egr系统和甲醇发动机 - Google Patents

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卢瑞军
苏茂辉
曹志军
张静
陈海兰
田文凯
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Abstract

一种甲醇发动机的EGR系统，包括回流管、冷却器、EGR阀和混合器，甲醇发动机的排气歧管排出的废气依次经由回流管、冷却器、EGR阀和混合器，并在混合器中与新鲜空气一起混合后进入甲醇发动机的进气歧管，EGR阀的开闭由ECU控制。本实用新型提供的甲醇发动机的EGR系统，排气歧管排出的部分废气与新鲜空气一起在混合器中混合后，再进入甲醇发动机中，一方面，因废气温度较新鲜空气温度高，废气可提高混合气温度从而促进甲醇的挥发以改善甲醇发动机低负荷时混合气质量，另一方面，废气与新鲜空气混合，通过稀释新鲜空气、降低发动机内最高燃烧温度和燃烧压力以抑制NOX的生成，从而减少NOX的排放和降低发动机零部件的热负荷。

Description

甲醇发动机的EGR系统和甲醇发动机
技术领域
本实用新型涉及车辆发动机技术领域，且特别是涉及一种甲醇发动机的废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，EGR)系统和甲醇发动机。
背景技术
我国是一个煤资源相对丰富的国家，合理利用煤资源是解决我国经济发展中能源问题的必要手段。随着石油资源日益匮乏和汽车排放法规越来越严格，石油能源危机和环境污染的问题是汽车制造业的一大挑战，因甲醇可以由煤和天然气制取，其燃烧速度快，燃烧时无烟、无焰，NOX排放低，而且甲醇相对于气体燃料(例如天然气)输运方便，甲醇成为最有前途的可再生汽车燃料。将柴油或者天然气发动机改造成甲醇发动机后，不仅可以有效缓解能源危机，还能大大降低碳烟的排放，以满足日益严格的排放法规。
然而，将柴油或者天然气发动机改造成甲醇发动机时，存在如下问题：1、由于甲醇发动机热负荷较大，柴油或者天然气发动机的主要零部件(例如活塞和气缸盖)无法承受高温，如果更换其主要零部件，则会造成改造成本增加，通过增大发动机的进气量，采用较大空燃比，也可以达到降低发动机热负荷的目的，但是富氧条件下会导致NOX排放量增大；2、一般甲醇发动机在低负荷时温度比较低，而甲醇的挥发性较大，甲醇容易堆积在进气道，不但导致油耗偏高切回造成发动机的机油乳化；3、由于甲醇表面着火温度低，早燃倾向大，且甲醇发动机中压缩比过高，点火提前角过大及混合气偏浓，容易产生爆震。
因此，柴油或者天然气发动机改造成甲醇发动机后，需要提供一种技术来改善由此带来的发动机中低负荷时混合气质量较低、发动机零部件的热负荷过高及发动机有爆缸倾向等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种甲醇发动机的EGR系统及甲醇发动机，以解决将柴油或者天然气发动机改造成甲醇发动机时所带来的问题。
本实用新型解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
本实用新型提供一种甲醇发动机EGR系统，应用于甲醇发动机，甲醇发动机的EGR系统包括回流管、冷却器、EGR阀和混合器，甲醇发动机的排气歧管排出的废气依次经由回流管、冷却器、EGR阀和混合器，并在混合器中与新鲜空气一起混合后进入甲醇发动机的进气歧管中。
进一步地，EGR阀用于控制废气进入混合器中的流量，冷却器用于冷却进入EGR系统中的废气。
进一步地，回流管与排气歧管相连接。
进一步地，EGR系统还包括涡轮增压器和中冷器，涡轮增压器包括叶轮和涡轮，新鲜空气被叶轮压缩后经过中冷器冷却，再进入混合器中。
进一步地，排气歧管排出的废气中未进入EGR系统的部分通过涡轮排入大气中。
进一步地，混合器为三通结构，包括第一端口、第二端口和第三端口，进气歧管的进气口与第一端口相连，第二端口与中冷器的出气口相连，EGR阀的出气口与第三端口相连。
进一步地，EGR阀的开度由ECU(电子控制单元)控制。
本实用新型还提供一种甲醇发动机，包括如上所述的甲醇发动机的EGR系统。
本实用新型提供的甲醇发动机的EGR系统，通过在ECU的控制下，使甲醇发动机排气歧管排出的部分废气通过冷却器冷却后与新鲜空气一起在混合器中混合，再进入甲醇发动机中，一方面，废气温度较新鲜空气温度高，废气可提高混合气温度从而促进甲醇的挥发以改善甲醇发动机低负荷时混合气质量，另一方面，废气与新鲜空气混合，通过稀释新鲜空气、降低发动机内最高燃烧温度和燃烧压力以抑制NOX的生成，从而减少NOX的排放和降低发动机零部件的热负荷，另外废气通过稀释混合气可以降低甲醇发动机爆震可能性。
附图说明
图1为本实用新型实施例中甲醇发动机的EGR系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中甲醇发动机的EGR系统的工作流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1为本实用新型实施例中甲醇发动机的EGR系统的结构示意图，图2为本实用新型实施例中甲醇发动机的EGR系统的工作流程图。请参图1和图2，EGR系统包括回流管201、冷却器202、EGR阀203和混合器204，甲醇发动机10的排气歧管102排出的废气经由回流管201、冷却器202、EGR阀203、混合器204与新鲜空气一起进入甲醇发动机10的进气歧管101中。
回流管201与甲醇发动机10的排气歧管102相连接，EGR阀203用于控制废气进入混合器204中的流量，冷却器202用于冷却进入EGR系统的废气，EGR阀203通过ECU(电子控制单元)205控制。废气从排气歧管102排出后，通过回流管201进入到EGR系统中，再与新鲜空气混合后重新进入甲醇发动机10中。
混合器204为三通结构，包括第一端口2041、第二端口2042和第三端口2043，甲醇发动机10的进气歧管101与第一端口2041相连，第二端口2042与中冷器303的出气口相连，EGR阀203的出气口与第三端口2043相连。
本实用新型中，EGR系统还包括涡轮增压器和中冷器303，涡轮增压器包括叶轮301和涡轮302，排气歧管102排出的废气中未进入EGR系统的部分通过涡轮302排入大气中，新鲜空气被叶轮301压缩后经过中冷器303冷却，再进入混合器204，在混合器204中与进入EGR系统的废气充分混合后再进入甲醇发动机10中。
本实用新型还提供一种甲醇发动机，包括如上所述的甲醇发动机的EGR系统。
本实用新型的实施例中，当甲醇发动机10运转产生废气时，排出的一部分废气通过排气歧管102进入回流管201中，进入回流管201的废气通过冷却器202冷却后在ECU 205的控制下进入混合器204，ECU 205可以控制EGR阀203的开度以调节进入混合器204中的废气流量，同时新鲜空气也通过涡轮增压器的叶轮301进入混合器204中，因废气的温度较新鲜空气高，在废气与新鲜空气混合后，可以提升混合气的温度，混合气进入甲醇发动机10后可以促进甲醇发动机10中甲醇的挥发，防止因甲醇堆积在进气道而造成的油耗偏高及发动机10的机油乳化的问题；另一方面，混合器204通过将部分废气与新鲜空气均匀混合，可以提高混合气的比热容，降低甲醇发动机10内的最高燃烧温度，从而降低甲醇发动机10的热负荷，而由于最高燃烧温度的降低、氧浓度的减小和汇入废气中本身带有的NOX，也抑制了NOX排放物的生成，有利于环境保护，另外，因EGR系统降低了甲醇发动机10内的最高燃烧温度，可以防止早燃的发生，又因废气可以稀释新鲜空气中的氧浓度，可降低甲醇发动机爆震的可能性。
进一步的，ECU 205中预先设置有甲醇发动机10各工况下所对应的进入EGR系统中的最佳废气流量值，ECU 205通过控制EGR阀203的开度以调节进入EGR系统中的废气流量。在车辆运行过程中，当甲醇发动机10处于某一对应工况时，ECU 205即调节EGR阀203的开度，直到进入EGR系统中的废气流量达到预设在ECU 205的流量值。具体地，EGR阀203可以完全关闭或者完全闭合。
本实用新型提供的甲醇发动机的EGR系统，通过在ECU 205的控制下，使排气歧管102排出的部分废气通过回流管201进入冷却器202冷却，再与新鲜空气一起在混合器204中混合后重新进入甲醇发动机10中，一方面，因EGR系统中排出的废气温度较新鲜空气温度高，废气可提高混合气温度从而促进甲醇的挥发以改善甲醇发动机10低负荷时混合气质量，另一方面，废气与新鲜空气混合，通过稀释新鲜空气、降低发动机内最高燃烧温度和燃烧压力以抑制NOX的生成，从而减少NOX的排放和降低发动机零部件的热负荷，另外废气通过稀释混合气可以降低甲醇发动机10爆震的可能性。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (8)

1.一种甲醇发动机的EGR系统，应用于甲醇发动机(10)中，其特征在于，所述EGR系统包括回流管(201)、冷却器(202)、EGR阀(203)和混合器(204)，所述甲醇发动机(10)的排气歧管(102)排出的废气依次经由所述回流管(201)、所述冷却器(202)、所述EGR阀(203)和所述混合器(204)，并在所述混合器(204)中与新鲜空气一起混合后进入所述甲醇发动机(10)的进气歧管(101)中。
2.如权利要求1所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述EGR阀(203)用于控制废气进入所述混合器(204)中的流量，所述冷却器(202)用于冷却进入所述EGR系统中的废气。
3.如权利要求1所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述回流管(201)与所述排气歧管(102)相连接。
4.如权利要求1所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述EGR系统还包括涡轮增压器和中冷器(303)，所述涡轮增压器包括叶轮(301)和涡轮(302)，新鲜空气被所述叶轮(301)压缩后经过所述中冷器(303)冷却，再进入所述混合器(204)中。
5.如权利要求4所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述排气歧管(102)排出的废气中未进入所述EGR系统的部分通过所述涡轮(302)排入大气中。
6.如权利要求4所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述混合器(204)为三通结构，包括第一端口(2041)、第二端口(2042)和第三端口(2043)，所述进气歧管(101)的进气口与所述第一端口(2041)相连，所述第二端口(2042)与所述中冷器(303)的出气口相连，所述EGR阀(203)的出气口与所述第三端口(2043)相连。
7.如权利要求1所述的甲醇发动机的EGR系统，其特征在于，所述EGR阀(203)的开度由ECU(205)控制。
8.一种甲醇发动机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的甲醇发动机的EGR系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107989719A (zh) * 2017-11-21 2018-05-04 浙江吉利新能源商用车有限公司 一种应用于甲醇发动机的排放后处理系统
CN108386296A (zh) * 2018-01-23 2018-08-10 中国第汽车股份有限公司 一种用于甲醇发动机的进气混合装置

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