[發明專利]柴油機廢氣余熱冷卻EGR風扇增壓系統

在審

• 申請號: 201710793326.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107401449A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 王賀春;李旭;王銀燕;楊傳雷;孫永瑞;牛曉曉;祖象歡;胡松
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F02M26/05;F02M26/34;F01N5/02;F02D41/00;F02D21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種廢氣余熱利用裝置，具體地說是柴油機廢氣余熱利用裝置。

背景技術

隨著人們對環境的關心和法律法規對柴油機排放越來越嚴苛，柴油機的排放成為了日益嚴重的問題。廢氣再循環(EGR)是一種有效的降低氮氧化物排放的技術手段，它通過將柴油機的廢氣再次引入到柴油機進氣中，降低燃燒速率，從而降低最高燃燒溫度，降低氮氧化物的生成，最終降低氮氧化物的排放。但是引入過多的廢氣會使得柴油機的功率和經濟性下降，因此必須要控制EGR率。引入的柴油機廢氣為了防止對柴油機進氣進行加熱從而影響充氣效率，必須在與柴油機進氣預混之前進行冷卻，而且廢氣的壓力一般低于進氣的壓力。因此需要對冷卻后的廢氣進行增壓，并控制增壓度以實現不同的EGR率。一般情況下，廢氣用專用的冷卻器進行冷卻，需要額外提供動力和能源，廢氣的增壓也是需要單獨的增壓機械進行增壓，這也需要消耗額外的動力和能源。

一般來說，EGR有兩種放置方式，一種是在壓氣機前和渦輪后進行廢氣再循環，但這種方式必須設置止回閥防止廢氣從壓氣機進口泄露，另一方面廢氣的不完全冷卻也會使壓氣機的效率急劇下降，使柴油機的效率下降，更嚴重的是廢氣的雜質會對壓氣機造成損傷；另一種是在渦輪前和壓氣機后進行廢氣再循環，這種方式不會對壓氣機有任何損傷，但是需要對高溫廢氣進行相應的冷卻，而且由于渦輪前的壓力低于壓氣機后的壓力，需要對廢氣進行相應的增壓。

如果將柴油機廢氣中的余熱回收利用與廢氣的增壓結合起來，為了滿足增壓風扇的能源需求，不僅在EGR管上安裝溫差發電模塊，也在渦輪后的排氣管上安裝了溫差發電模塊，這樣不僅能夠回收能源，提高柴油機效率，而且能夠不需要外部冷卻和外部供給增壓風扇的能源，降低了對外部能源的依賴性。

發明內容

本發明的目的在于提供采用溫差發電模塊回收廢氣的能量，對高溫廢氣進行冷卻，回收的電能用于驅動增壓風扇對廢氣進行增壓的柴油機廢氣余熱冷卻EGR風扇增壓系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明柴油機廢氣余熱冷卻EGR風扇增壓系統，其特征是：包括柴油機、蓄電池、第一溫差發電模塊、第二溫差發電模塊、增壓風扇、壓氣機、渦輪，壓氣機通過進氣總管連通柴油機進氣歧管，渦輪通過排氣總管連通柴油機排氣歧管，渦輪出口后方的排氣總管外壁鋪設可降低廢氣溫度并抑制紅外特征的第一溫差發電模塊，渦輪進口前方的排氣總管連通EGR管，EGR管外壁鋪設可降低廢氣溫度并抑制紅外特征的第二溫差發電模塊，EGR管與壓氣機出口后方的進氣總管相連通，增壓風扇設置在EGR管上，第一溫差發電模塊和第二溫差發電模塊連接蓄電池，蓄電池通過控制器連接增壓風扇，進氣總管上安裝中冷器，控制器連接柴油機并采集柴油機的工況信號。

本發明的優勢在于：本發明將柴油機廢氣中的余熱回收利用與廢氣的增壓結合起來，為了滿足增壓風扇的能源需求，不僅在EGR管上安裝溫差發電模塊，也在渦輪后的排氣管上安裝了溫差發電模塊，這樣不僅能夠回收能源，提高柴油機效率，而且能夠不需要外部冷卻和外部供給增壓風扇的能源，降低了對外部能源的依賴性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1，柴油機1連接著進氣管8和排氣管2，排氣管2上裝有增壓器中13的渦輪，渦輪前的排氣管連接有EGR管10，EGR管10另一端與壓氣機入口端的進氣管8，EGR管10中安裝有增壓風扇9，在增壓風扇9之前安裝有溫差發電模塊14，一方面為了對高溫廢氣進行冷卻，以免影響充氣效率和增壓風扇的效率，另一方面是為了回收高溫廢氣中的能量；渦輪后的排氣管2上裝有溫差發電模塊4，回收了膨脹后廢氣中剩余的能量。進氣通過壓氣機壓縮后在進氣管8中與EGR管10中的廢氣混合，并進入中冷器11中進行冷卻，然后中冷器11與柴油機1通過進氣管8連接。溫差發電模塊4和溫差發電模塊14發出的電通過發電線3傳輸到蓄電池5中，蓄電池5和增壓風扇9用輸電線7傳輸電能，并在中間布置控制器6，控制器6通過柴油機信號線12接收柴油機的信號參數和EGR控制信號。