[實用新型]非對稱雙流道渦輪增壓發動機的廢氣能量管理裝置

有效

• 申請號: 201721599762.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN207420708U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 馬義;史艷彬;宋濤;胡志林;王磊;董大陸;董顏;陳海娥;崔曉娟;侯福建
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02B37/18
• 分類號: F02B37/18;F02M26/05;F02M26/08
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本實用新型涉及一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的廢氣能量管理裝置。包括發動機、排氣歧管、渦輪增壓器放氣閥控制裝置、非對稱雙流道渦輪增壓器、電控碟片式EGR閥、進氣管路和EGR管路；電控放氣閥式非對稱雙流道渦輪增壓器由渦輪機和壓氣機組成，渦輪機與排氣歧管出口連接；EGR管路取氣位置為排氣歧管出口處；電控碟片式EGR閥位于排氣歧管出口、EGR管路入口和渦輪機小流道入口之間。與現有技術相比：泵氣損失比對稱雙流道渦輪增壓器降低20kPa～40kPa，燃油經濟性提升1％～2％。低負荷工況EGR率最高可達45～50％，低負荷工況排氣溫度提升30℃～40℃，提升了催化轉化器的效率，有效實現對發動機廢氣能量的管理。

技術領域

本實用新型涉及一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的廢氣能量管理裝置，屬于內燃機技術領域。

背景技術

NOx排放控制方式分為機內控制和機外控制，機內控制主要是通過控制外部EGR率來降低缸內氧濃度和抑制缸內燃燒反應來實現，機外控制主要是通過加裝催化轉化器進行催化還原來實現，目前為了滿足排放法規要求，基本同時采用機內和機外控制NOx排放。

為了在發動機低速高負荷獲取更高的EGR率，發動機需要匹配更小流通能力的渦輪增壓器，這樣就大大增加了泵氣損失，使燃油經濟性下降，非對稱雙流道渦輪增壓器可以在實現相同EGR率的前提下，泵氣損失比對稱雙流道增壓器降低20kPa～40kPa。隨著發動機熱效率的不斷提升，排氣溫度越來越低，尤其是在低負荷工況，空燃比較大，排氣溫度較低，大大降低了催化轉化器的轉化效率，使排放惡化。

在本實用新型以前的現有技術中，專利文獻1(CN101694178A)中公開了一種非對稱雙流道變截面渦輪增壓器，包括渦輪渦殼，渦輪渦殼內設有渦輪葉輪和渦殼進氣流道，渦殼進氣流道靠近渦輪葉輪的位置設有渦殼噴嘴，渦殼進氣流道包括渦殼進氣小流道和渦殼進氣大流道，渦殼進氣大流道位于渦殼進氣小流道一側，通過對發動機排出的廢氣能量的充分利用，實現相同的變截面渦輪功能。

專利文獻2(CN104879211A)中公開了一種非對稱流道渦輪增壓器的控制裝置和控制方法，渦輪增壓器包括連通發動機排氣口的小流道和大流道，發動機的EGR閥連通所述小流道與排氣口之間的第一排氣管路，控制裝置包括：電控放氣閥、壓力檢測元件、控制器。該裝置可減小泵氣損失，提升發動機性能。

專利文獻3(CN202417628U)中公開了一種非對稱無葉噴嘴環式可變流量渦輪殼，渦輪蝸殼內設有渦輪葉輪、蝸殼進氣流道、蝸殼無葉噴嘴環，蝸殼進氣流道內設有噴嘴環環形腔壁，噴嘴環環形腔壁將蝸殼進氣流道分為蝸殼進氣大流道和蝸殼進氣小流道，形成了非對稱變截面流道，有效利用了發動機排出的廢氣能量，實現了變截面蝸殼無葉擴壓器具有較寬流量范圍的優點。

專利文獻1和專利文獻3均為流量可調式蝸殼，渦輪增壓器流量變化范圍較寬，但加工工藝及控制系統較為復雜，成本較高，且沒有安裝EGR閥，無法充分實現排氣能量管理。專利文獻2渦輪增壓器有兩個放氣閥，增加了整機成本和控制復雜度，EGR閥安裝在排氣歧管上面，無法在低負荷實現45％～50％的超高EGR率和提升發動機性能。現有的發動機廢氣能量管理裝置在發動機高負荷工況泵氣損失較大，燃油經濟性差；在低負荷工況只能實現約30％EGR率，且空燃比較大，低負荷工況排氣溫度較低。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的廢氣能量管理裝置，有效分配和利用發動機廢氣能量，從而實現高廢氣循環EGR率(以下簡稱EGR)、高增壓壓力、低泵氣損失和提高低負荷排氣溫度。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：一種非對稱雙流道渦輪增壓發動機的廢氣能量管理裝置，其包括發動機、排氣歧管、放氣閥控制裝置、非對稱雙流道渦輪增壓器、電控碟片式EGR閥、進氣管路和EGR管路；

所述非對稱雙流道渦輪增壓器包括渦輪機和與渦輪機同軸的壓氣機，渦輪機與排氣歧管出口連接；