CN215907974U - 一种汽油单缸机egr的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机试验技术领域，公开了一种汽油单缸机EGR的装置。汽油单缸机EGR的装置包括汽油单缸机和EGR回路，EGR回路的两端分别与汽油单缸机的进气口和排气口连通，EGR回路包括机械增压泵、变频电机以及依次连通的排气稳压桶、气水分离器和进气稳压桶，排气稳压桶的一端与汽油单缸机的排气口连通，排气稳压桶上设置有排气背压调节阀。机械增压泵连通安装于气水分离器与排气稳压桶之间。变频电机用于驱动机械增压泵。机械增压泵调节EGR回路中废气的压力，实现EGR率的调节。无需通过排气背压调节阀调节EGR率，避免排气背压过高，使得汽油单缸机真实模拟多缸发动机的实际工况，并使EGR率与发动机运行工况解耦。

Description

一种汽油单缸机EGR的装置

技术领域

本实用新型属于发动机试验技术领域，尤其涉及一种汽油单缸机EGR的装置。

背景技术

随着油耗排放法规的日益严格，提升汽油机热效率成为传统能源车辆的关注焦点。目前，提升热效率的重要手段就是提升发动机的压缩比，但是压缩比越高，发动机在大负荷工况下发生爆震的可能性也越大。通过废气再循环技术可以降低整个工作循环的温度，有效抑制爆震的发生。

汽油单缸机作为汽油燃烧系统开发过程的一个重要工具，由于其结构的特殊性，无法实现与多缸机相同的废气再循环(Exhaust Gas Return EGR)实现方式。为了研究EGR对汽油发动机燃烧的影响，在现有的汽油单缸机EGR的装置中，通过排气背压调节阀控制汽油单缸机的排气压力，以模拟多缸机中不同EGR的回流方式。

现有的汽油单缸机EGR的装置存在的问题是：想要实现较大的EGR率，需要通过排气背压调节阀提高汽油单缸机的排气背压，排气背压过高会影响发动机的正常进排气状态，不符合多缸发动机的实际运行工况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽油单缸机EGR的装置，以真实模拟发动机的实际工况，并使EGR率与发动机运行工况解耦。

为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种汽油单缸机EGR的装置，包括汽油单缸机和EGR回路，所述EGR回路的两端分别与汽油单缸机的进气口和排气口连通，所述EGR回路包括依次连通的排气稳压桶、气水分离器和进气稳压桶，所述排气稳压桶的一端与所述汽油单缸机的排气口连通，所述排气稳压桶上设置有排气背压调节阀；所述EGR回路还包括：

机械增压泵，连通安装于所述气水分离器与所述排气稳压桶之间，以对所述EGR回路的废气进行增压；

变频电机，被配置为驱动所述机械增压泵。

进一步地，所述机械增压泵为罗茨泵。

进一步地，所述EGR回路还包括微粒捕捉器，所述微粒捕捉器连通安装于所述排气稳压桶与所述气水分离器之间。

进一步地，所述EGR回路还包括压力传感器，所述机械增压泵分别与所述微粒捕捉器和所述进气稳压桶之间均安装有所述压力传感器。

进一步地，所述EGR回路还包括第一中冷器，所述第一中冷器安装于所述排气稳压桶与所述气水分离器之间的管路上。

进一步地，所述EGR回路还包括第二中冷器，所述第二中冷器安装于所述进气稳压桶与所述汽油单缸机的进气口之间的管路上。

进一步地，所述EGR回路还包括温度传感器，所述第一中冷器与所述排气稳压桶之间以及所述第二中冷器与所述汽油单缸机的进气口之间均安装有所述温度传感器。

进一步地，所述EGR回路还包括节流阀，所述节流阀安装于所述汽油单缸机的进气口与所述进气稳压桶之间。

进一步地，所述气水分离器具有液位传感器和开口，所述液位传感器用于检测所述气水分离器内分离出的水量，所述开口被配置为当所述分离的水量达到预设值时，被打开，以排出分离的水。

进一步地，所述进气稳压桶的容积大于等于所述汽油单缸机的排气量的50倍。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的汽油单缸机EGR的装置，在EGR回路中增加机械增压泵和变频电机，变频电机驱动机械增压泵运行，以增加EGR回路中的废气压力。因此，通过控制变频电机的频率，即变频电机的转速，调节EGR回路中废气的压力，从而实现EGR率的调节。排气背压调节阀能够调节排气稳压桶的压力，以使排气稳压桶的废气压力大于进气稳压桶的内部压力，实现废气的回流。本申请的汽油单缸机EGR的装置无需通过排气背压调节阀调节EGR率，避免排气背压过高，使得汽油单缸机能够真实模拟多缸发动机的实际工况，并使EGR回流、EGR率分别与发动机运行工况解耦。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的汽油单缸机EGR的装置的结构分布图。

图中部件名称和标号如下：

1、汽油单缸机；2、排气稳压桶；3、排气背压调节阀；4、微粒捕捉器；5、气水分离器；51、液位传感器；6、机械增压泵；7、变频电机；8、第一中冷器；9、进气稳压桶；10、第二中冷器；11、节流阀；12、温度传感器；13、压力传感器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例公开了一种汽油单缸机EGR的装置，该汽油单缸机EGR的装置通过使用汽油单缸机1模拟汽车的多缸机的实际工况，以研究EGR对发动机燃烧过程的影响。

具体地，汽油单缸机EGR的装置包括汽油单缸机1和EGR回路，EGR回路的两端分别与汽油单缸机1的进气口和排气口连通，汽油单缸机1产生的废气通过其排气口排出，并通过EGR回路与外部的空气混合后重新通过汽油单缸机1的进气口进入汽油单缸机1内。

如图1所示，EGR回路包括依次连通的排气稳压桶2、气水分离器5和进气稳压桶9，排气稳压桶2的一端与汽油单缸机1的排气口连通，排气稳压桶2上设置有排气背压调节阀3。排气稳压桶2用于消除废气的压力波动，实现废气的稳压，以保持废气在EGR回路的管路中稳定流动。同样地，进气稳压桶9用于消除废气与外部空气的混合气体的压力波动，实现混合气体的稳压，以保证向汽油单缸机1内稳定输送混合气体。需要说明的是，进气稳压桶9的容积大于等于汽油单缸机1的排气量的50倍，以使进气稳压桶9内存储有足够多的混合气体，以保证向汽油单缸机1提供充足、稳定的供气。

具体地，排气稳压桶2与汽油单缸机1的排气口连通，以对废气进行稳压。同时，通过排气背压调节阀3调节排气稳压桶2内的废气压力，以使汽油单缸机1内的排气背压与多缸机的实际工况的排气背压保持一致。

如图1所示，EGR回路还包括节流阀11，节流阀11安装于汽油单缸机1的进气口与进气稳压桶9之间。可以根据实验需求控制节流阀11的开度，以调节汽油单缸机1的供气量，操作简便。

本实施例的气水分离器5具有液位传感器51和开口，液位传感器51用于检测气水分离器5内从废气中分离出的水量。当分离的水量达到预设值时，开口被打开，以排出分离的水。具体地，当气水分离器5内的水量达到预设值时，可以通过手动打开或关闭开口。

为了模拟多缸机中不同的EGR率下的燃烧过程，现有的汽油单缸机EGR的装置通常通过调节排气背压调节阀3，导致排气稳压桶2内的压力提升过大，影响汽油单缸机1的正常排气，与多缸发动机的实际工况不符。

为解决上述问题，本实施的汽油单缸机EGR的装置还包括机械增压泵6和变频电机7。机械增压泵6连通安装于气水分离器5与排气稳压桶2之间。变频电机7用于驱动机械增压泵6，以对EGR回路的废气进行增压。

在本实施例中，在EGR回路中增加机械增压泵6和变频电机7，变频电机7驱动机械增压泵6运行，以增加EGR回路中的废气压力。因此，通过控制变频电机7的频率，即变频电机7的转速，调节EGR回路中废气的压力，从而实现EGR率的调节。由于无需通过排气背压调节阀3调节EGR率，排气背压调节阀3的具体开度只需保证汽油单缸机1的运行工况的进排气状态符合多缸机的实际运行状态即可，避免了排气背压过高，使得汽油单缸机1能够真实模拟多缸发动机的实际工况，并使EGR回流、EGR率与发动机运行工况解耦。

本实施例的机械增压泵6为罗茨泵。变频电机7通过皮带与罗茨泵传动连接。罗茨泵具有启动快、耗功少、抽速大以及效率高等优点，而且，罗茨泵对被抽气体中所含的少量水蒸汽和灰尘不敏感，运转维护费用低。

继续如图1所示，EGR回路还包括微粒捕捉器4、第一中冷器8和第二中冷器10。微粒捕捉器4连通安装于排气稳压桶2与气水分离器5之间，用于吸附废气中的碳烟颗粒，提高废气的清洁度，从而保护机械增压泵6安全稳定地运行。

本实施例的第一中冷器8安装于排气稳压桶2与气水分离器5之间的管路上，第二中冷器10安装于进气稳压桶9与汽油单缸机1的进气口之间的管路上。具体地，微粒捕捉器4与气水分离器5的管路穿过第一中冷器8，以将管路内的废气进行冷却降温，从而满足机械增压泵6的进气温度要求。进气稳压桶9与汽油单缸机1的进气口之间的管路穿过第二中冷器10，以将管路内的废气与空气的混合气体进行二次降温，以满足汽油单缸机1的进气温度要求。

具体地，第一中冷器8和第二中冷器10为成熟的产品，通过调节第一中冷器8和第二中冷器10内部的进水温度和进水流量实现废气温度调节。在此，对于第一中冷器8和第二中冷器10的降温原理和结构不再进行赘述。

为了实现第一中冷器8和第二中冷器10的温度调节，EGR回路还包括温度传感器12，第一中冷器8与排气稳压桶2之间以及第二中冷器10与汽油单缸机1的进气口之间均安装有温度传感器12。具体地，微粒捕捉器4与第一中冷器8之间安装有温度传感器12，以测量通过第一中冷器8之前的废气的第一温度值。同时，机械增压泵6与进气稳压桶9之间也安装有温度传感器12，用于测量通过第一中冷器8之后的废气的第二温度值。根据第一温度值的大小，精确控制第一中冷器8的进水温度和进水流量，以将第二温度值增大至预定数值，从而实现EGR回路内废气的精确调温。

同样地，在进气稳压桶9上安装有温度传感器12，用于测量通过第二中冷器10之前的混合气体的第三温度值。在汽油单缸机1的进气口的位置安装有温度传感器12，用于测量进入汽油单缸机1的混合气体的第四温度值。根据第三温度值的大小，精确控制第二中冷器10的进水温度和进水流量，以将第四温度值增大至预定数值，以保证进入汽油单缸机1的混合气体满足汽油单缸机1的进气温度的要求。

此外，还可以在汽油单缸机1的排气口位置安装温度传感器12，以实时监测进入排气稳压桶2的废气的温度值。

为了实现机械增压泵6的精确调节，EGR回路还包括压力传感器13，机械增压泵6与微粒捕捉器4之间安装有压力传感器13，用于测量进入机械增压泵6之前的废气的第一压力值。同时，机械增压泵6与进气稳压桶9之间也安装有压力传感器13，用于测量增压后进入进气稳压桶9之前的废气的第二压力值。具体地，根据第一压力值的大小，精确控制变频电机7的转速，以将第二压力值增大至预定数值，从而实现EGR回路内废气的精确调压。

此外，还可以在进气稳压桶9安装压力传感器13，以实时监测进气稳压桶9内混合气体的压力和汽油单缸机1的进气压力，以保证进入汽油单缸机1的混合气体满足汽油单缸机1的进气压力的要求。同时，在汽油单缸机1的进气口位置安装压力传感器13，以测量排气稳压桶2内废气第三压力值，根据第三压力值调节排气背压调节阀3的开度，使得从排气稳压桶2排出的废气的压力达到第一压力值，实现排气背压调节阀3的精确调节。

此外，还可以在汽油单缸机1的排气口位置安装压力传感器13，以实时监测进入排气稳压桶2的废气的压力值。

为了方便理解，本实施例的汽油单缸机EGR的装置工作过程为：

汽油单缸机1内的汽油与混合气体融合并燃烧后，废气从汽油单缸机1的排气口排出，经过排气稳压桶2的稳压后，调节排气背压调节阀3，使得排气稳压桶2的压力大于进气稳压桶9的压力，实现废气回流。然后，微粒捕捉器4净化废气中的碳烟颗粒，以保护机械增压泵6。经过第一中冷器8将废气进行降温，随后进入机械增压泵6进行增压，以控制EGR率。其次，废气进入进气稳压桶9内与外部的空气进行混合，最后经过第二中冷器10进行二次降温，达到汽油单缸机1的进气温度要求，并进入汽油单缸机1内燃烧，实现了EGR过程。

本实施例的汽油单缸机EGR的装置能够使汽油单缸机1真实模拟多缸发动机的实际工况，并使EGR回流、EGR率与发动机运行工况解耦。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种汽油单缸机EGR的装置，包括汽油单缸机(1)和EGR回路，所述EGR回路的两端分别与汽油单缸机(1)的进气口和排气口连通，所述EGR回路包括依次连通的排气稳压桶(2)、气水分离器(5)和进气稳压桶(9)，所述排气稳压桶(2)的一端与所述汽油单缸机(1)的排气口连通，所述排气稳压桶(2)上设置有排气背压调节阀(3)；其特征在于，所述EGR回路还包括：

机械增压泵(6)，连通安装于所述气水分离器(5)与所述排气稳压桶(2)之间，以对所述EGR回路的废气进行增压；

变频电机(7)，被配置为驱动所述机械增压泵(6)。

2.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述机械增压泵(6)为罗茨泵。

3.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括微粒捕捉器(4)，所述微粒捕捉器(4)连通安装于所述排气稳压桶(2)与所述气水分离器(5)之间。

4.根据权利要求3所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括压力传感器(13)，所述机械增压泵(6)分别与所述微粒捕捉器(4)和所述进气稳压桶(9)之间均安装有所述压力传感器(13)。

5.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括第一中冷器(8)，所述第一中冷器(8)安装于所述排气稳压桶(2)与所述气水分离器(5)之间的管路上。

6.根据权利要求5所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括第二中冷器(10)，所述第二中冷器(10)安装于所述进气稳压桶(9)与所述汽油单缸机(1)的进气口之间的管路上。

7.根据权利要求6所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括温度传感器(12)，所述第一中冷器(8)与所述排气稳压桶(2)之间以及所述第二中冷器(10)与所述汽油单缸机(1)的进气口之间均安装有所述温度传感器(12)。

8.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述EGR回路还包括节流阀(11)，所述节流阀(11)安装于所述汽油单缸机(1)的进气口与所述进气稳压桶(9)之间。

9.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述气水分离器(5)具有液位传感器(51)和开口，所述液位传感器(51)用于检测所述气水分离器(5)内分离出的水量，所述开口被配置为当所述分离的水量达到预设值时，被打开，以排出分离的水。

10.根据权利要求1所述的汽油单缸机EGR的装置，其特征在于，所述进气稳压桶(9)的容积大于等于所述汽油单缸机(1)的排气量的50倍。

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