[實(shí)用新型]二級(jí)增壓柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的可調(diào)文丘里管裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520029222.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN204386776U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉高;孫萬(wàn)臣;郭亮;杜家坤;李國(guó)良;范魯艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): F02M25/07
• 分類號(hào): F02M25/07
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二級(jí)增壓柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的可調(diào)文丘里管裝置。

背景技術(shù)

增壓柴油機(jī)因其燃油經(jīng)濟(jì)性好和動(dòng)力性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于各種機(jī)械裝置，尤其是用在重型汽車上。然而由于傳統(tǒng)增壓技術(shù)難以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)功率的需求，因此新型增壓技術(shù)如二級(jí)增壓裝置開始應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，二級(jí)增壓柴油機(jī)較單級(jí)增壓相比進(jìn)氣量顯著增加，最大功率和扭矩得到提高，但其較高的進(jìn)氣量容易導(dǎo)致缸內(nèi)富氧燃燒，會(huì)產(chǎn)生較多NOx排放量。科學(xué)研究表明NOx排放可造成光化學(xué)煙霧，對(duì)人體危害極大。因此，降低柴油機(jī)NOx排放技術(shù)已成為熱點(diǎn)問題。目前柴油機(jī)降低NOx排放技術(shù)主要分為機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)后尾氣處理。尾氣處理裝置主要為SCR(選擇性催化還原技術(shù))，其成本較高，控制技術(shù)較復(fù)雜；機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要為EGR(廢氣再循環(huán)技術(shù))，通過將發(fā)動(dòng)機(jī)部分排氣引入氣缸，可降低缸內(nèi)燃燒溫度和氧濃度，因此能抑制NOx生成量，并且EGR率增加與NOx減少量幾乎成線性關(guān)系。由于EGR系統(tǒng)成本低，控制技術(shù)較簡(jiǎn)單，目前已成為滿足國(guó)IV及以上發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)必不可少的技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)EGR的方式主要包括高壓EGR和低壓EGR，低壓EGR系統(tǒng)指廢氣從渦輪后引入到壓氣機(jī)前，這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)較大比例的EGR，但廢氣中微粒成分容易造成壓氣機(jī)和中冷器的損壞，需要在引入前安裝DPF(柴油機(jī)微粒捕集器)捕集微粒，使得成本較高；高壓EGR系統(tǒng)指廢氣從渦輪前引入到壓氣機(jī)后，這種方式不需要安裝DPF，成本較低，因此目前應(yīng)用更為廣泛。但其缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)的EGR率較低，由于二級(jí)增壓柴油機(jī)進(jìn)氣壓力較高，使得部分負(fù)荷工況下渦前與進(jìn)氣后的壓差較小甚至為負(fù)值，因此EGR引入更加困難，并且隨EGR率增加易導(dǎo)致進(jìn)氣溫度增加，使得進(jìn)氣效率下降。為滿足未來國(guó)V及以上發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的要求，必須要增大EGR率，因此需要對(duì)二級(jí)增壓柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)裝置改進(jìn)，為引入較大比例EGR創(chuàng)造有利條件。公告號(hào)CN203499859，其公告日為2014年3月26日的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種《增壓柴油機(jī)文丘里管廢氣再循環(huán)裝置》，其技術(shù)方案是通過文丘里管引入EGR，使得高負(fù)荷工況下仍能夠?qū)崿F(xiàn)EGR引入，相關(guān)研究表明，EGR引入能力和文丘里管喉管直徑相關(guān)，喉管直徑越小則對(duì)EGR的引入效果越好，但其僅通過單個(gè)文丘里管匹配EGR系統(tǒng)難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)全工況范圍內(nèi)均具有較好的EGR引入效果，尤其是用于具有較高進(jìn)氣壓力的二級(jí)增壓柴油機(jī)上時(shí)，若在低速工況下匹配文丘里管系統(tǒng)，則高速工況下進(jìn)氣流量較大容易造成喉管處產(chǎn)生壅塞，進(jìn)氣壓力損失較大，因此會(huì)使進(jìn)氣效率降低；若在高速工況下匹配文丘里管系統(tǒng)，則低速工況時(shí)EGR引入效果不明顯，因此通過單個(gè)文丘里管不能滿足二級(jí)增壓柴油機(jī)所有工況下對(duì)EGR率的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的僅通過單個(gè)文丘里管難以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)較好的廢氣再循環(huán)的問題，提供了一種二級(jí)增壓柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的可調(diào)文丘里管裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖說明如下：

一種二級(jí)增壓柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的可調(diào)文丘里管裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)6、中冷器16、低壓級(jí)渦輪機(jī)1、低壓級(jí)壓氣機(jī)2、高壓級(jí)渦輪機(jī)3、高壓級(jí)壓氣機(jī)4、EGR冷卻器7、大文丘里管11、小文丘里管14、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管5、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管8和電控EGR閥10；所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管5與高壓級(jí)渦輪機(jī)3相連，所述高壓級(jí)渦輪機(jī)3與低壓機(jī)渦輪機(jī)1相連；所述低壓級(jí)壓氣機(jī)2與高壓級(jí)壓氣機(jī)4相連；

所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管5與EGR冷卻器7相連，所述EGR冷卻器7與所述電控EGR閥10相連，再通過三通管路分支，兩個(gè)分支管路分別與小文丘里管14和大文丘里管11相連；

所述高壓級(jí)壓氣機(jī)4與所述中冷器16相連，所述中冷器16與小文丘里管14和大文丘里管11依次連接，所述大文丘里管11連接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管8，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管8與發(fā)動(dòng)機(jī)6的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相連。

技術(shù)方案中所述小文丘里管14并聯(lián)旁通管路，旁通管路上設(shè)有進(jìn)氣旁通閥15。

技術(shù)方案中所述文丘里管14喉管處設(shè)有壓力傳感器13，所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管8內(nèi)設(shè)有氧傳感器9，柴油機(jī)凸輪軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器17，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上設(shè)有扭矩傳感器18。

技術(shù)方案中所述小文丘里管14的喉管直徑比為0.3；所述大文丘里管11的喉管直徑比為0.7；所述小文丘里管14和大文丘里管11的壓縮角均為18°、擴(kuò)壓角均為12°。

技術(shù)方案中所述小文丘里管14和大文丘里管11的內(nèi)部管道變直徑處均平滑過渡。