專利名稱：串聯(lián)式兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)(EGR)裝置，特別是一種適用于串聯(lián)式 兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
EGR技術(shù)是一種有效降低內(nèi)燃機(jī)NOx排放的方法。隨著排放法規(guī)的越來(lái)越嚴(yán)格， 要求有更多的EGR流量從內(nèi)燃機(jī)的排氣端引入進(jìn)氣端，并且以往不需要進(jìn)行EGR的運(yùn)行工 況點(diǎn)(例如，外特性和標(biāo)定工況)為了滿足新排放法規(guī)也需要引入EGR。在和增壓系統(tǒng)配 合使用時(shí)，一種EGR系統(tǒng)是把廢氣從渦輪前引入到壓氣機(jī)后，形成高壓級(jí)回路。但由于增 壓系統(tǒng)運(yùn)行情況隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況點(diǎn)改變而改變，渦輪前的壓力不能總保持大于壓氣機(jī)后的壓 力，尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在中高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷階段，由于廢氣能量較高，使得壓氣機(jī)后壓力大 于渦輪前壓力，如不采取額外措施則排氣不能通過EGR管流入進(jìn)氣管。另一種EGR系統(tǒng)的 布置是將排氣從渦輪的出口引入到壓氣機(jī)的進(jìn)口，形成低壓級(jí)回路。這種布置下可以在發(fā) 動(dòng)機(jī)全工況下實(shí)現(xiàn)EGR流所需要的壓差，但高溫排氣流經(jīng)壓氣機(jī)會(huì)浪費(fèi)壓氣機(jī)的壓縮功并 且?guī)?lái)?yè)p壞壓氣機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服已有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種改善兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循 環(huán)能力的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化，選擇合適的EGR回路工 作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的EGR流量。盡可能的利用較高壓級(jí)的EGR回路，在較高壓級(jí)的EGR回路 無(wú)法實(shí)現(xiàn)EGR流時(shí)，用控制閥將其關(guān)閉并采用低一級(jí)的EGR回路，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下都 能獲得所需的EGR流量并降低排氣對(duì)壓氣機(jī)的損害，該實(shí)用新型還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)EGR回路 的組合，以滿足更大EGR流量的需求。 為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該裝置包括低壓級(jí)進(jìn)氣管、低 壓級(jí)壓氣機(jī)、中壓級(jí)進(jìn)氣管、高壓級(jí)壓氣機(jī)、高壓級(jí)進(jìn)氣管、中冷器、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管、發(fā) 動(dòng)機(jī)、排氣歧管、高壓級(jí)排氣管、高壓級(jí)渦輪、中壓級(jí)排氣管、低壓級(jí)渦輪、低壓級(jí)排氣管、旁 通管、旁通閥、高壓級(jí)連接軸、低壓級(jí)連接軸、混合EGR管、EGR分支器、高壓級(jí)EGR支管、中 壓級(jí)EGR支管、低壓級(jí)EGR管、高壓級(jí)EGR控制閥、中壓級(jí)EGR控制閥、低壓級(jí)EGR控制閥、 混合EGR冷卻器和低壓級(jí)EGR冷卻器，低壓級(jí)進(jìn)氣管的一端和低壓級(jí)壓氣機(jī)的入口相連接， 另一端通大氣，中壓級(jí)進(jìn)氣管連接在低壓級(jí)壓氣機(jī)的出口和高壓級(jí)壓氣機(jī)的入口之間，高 壓級(jí)進(jìn)氣管連接在高壓級(jí)壓氣機(jī)的出口和中冷器的入口之間，進(jìn)氣總管連接在中冷器的出 口和進(jìn)氣歧管的入口之間，進(jìn)氣歧管的出口和排氣歧管的入口都連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上，高壓級(jí) 排氣管連接在排氣歧管的出口和高壓級(jí)渦輪的入口之間，中壓級(jí)排氣管連接在高壓級(jí)渦輪 的出口和低壓級(jí)渦輪的入口之間，低壓級(jí)排氣管的一端和低壓級(jí)渦輪的出口相連接，另一 端通大氣，高壓級(jí)壓氣機(jī)通過高壓級(jí)連接軸和高壓級(jí)渦輪軸連接，低壓級(jí)壓氣機(jī)通過低壓 級(jí)連接軸和低壓級(jí)渦輪軸連接，旁通管安裝在高壓級(jí)排氣管和中壓級(jí)排氣管之間，旁通閥安裝在旁通管內(nèi)，EGR分支器是一個(gè)三通，其三個(gè)連接口分別通過混合EGR管、高壓級(jí)EGR支 管、中壓級(jí)EGR支管與高壓級(jí)排氣管、高壓級(jí)進(jìn)氣管、中壓級(jí)進(jìn)氣管連接，低壓級(jí)EGR管安裝 在低壓級(jí)排氣管和低壓級(jí)進(jìn)氣管之間，高壓級(jí)EGR控制閥、中壓級(jí)EGR控制閥、低壓級(jí)EGR 控制閥分別安裝于高壓級(jí)EGR支管、中壓級(jí)EGR支管、低壓級(jí)EGR管內(nèi)?；旌螮GR冷卻器安 裝在混合EGR管上，低壓級(jí)EGR冷卻器安裝于低壓級(jí)EGR管上并置于低壓級(jí)EGR控制閥和 低壓級(jí)排氣管之間。 通過高、中、低壓級(jí)EGR控制閥的關(guān)閉和開啟控制，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高、中、低壓級(jí) EGR回路的分別以及組合工作模式。 本實(shí)用新型的有益效果 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下都能獲得所需的EGR流 量并能降低排氣對(duì)壓氣機(jī)的損害。

圖1是本實(shí)用新型混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施做進(jìn)一步描述。 如圖1所示，本實(shí)用新型包括低壓級(jí)進(jìn)氣管4、低壓級(jí)壓氣機(jī)5、中壓級(jí)進(jìn)氣管8、高 壓級(jí)壓氣機(jī)9、高壓級(jí)進(jìn)氣管13、中冷器14、進(jìn)氣總管15、進(jìn)氣歧管16、發(fā)動(dòng)機(jī)17、排氣歧管 18、高壓級(jí)排氣管19、高壓級(jí)渦輪24、中壓級(jí)排氣管25、低壓級(jí)渦輪26、低壓級(jí)排氣管27、 旁通管22、旁通閥23、高壓級(jí)連接軸28、低壓級(jí)連接軸29、混合EGR管20、高壓級(jí)EGR支管 11、中壓級(jí)EGR支管6、低壓級(jí)EGR管2、高壓級(jí)EGR控制閥12、中壓級(jí)EGR控制閥7、低壓級(jí) EGR控制閥3、混合EGR冷卻器21和低壓級(jí)EGR冷卻器1，低壓級(jí)進(jìn)氣管4的一端和低壓級(jí) 壓氣機(jī)5的入口相連接，另一端通大氣，中壓級(jí)進(jìn)氣管8連接在低壓級(jí)壓氣機(jī)5的出口和高 壓級(jí)壓氣機(jī)9的入口之間，高壓級(jí)進(jìn)氣管13連接在高壓級(jí)壓氣機(jī)9的出口和中冷器14的 入口之間，進(jìn)氣總管15連接在中冷器14的出口和進(jìn)氣歧管16的入口之間，進(jìn)氣歧管16的 出口和排氣歧管18的入口都連接在發(fā)動(dòng)機(jī)17上，高壓級(jí)排氣管19連接在排氣歧管18的 出口和高壓級(jí)渦輪24的入口之間，中壓級(jí)排氣管25連接在高壓級(jí)渦輪24的出口和低壓級(jí) 渦輪26的入口之間，低壓級(jí)排氣管27的一端和低壓級(jí)渦輪26的出口相連接，另一端通大 氣，高壓級(jí)壓氣機(jī)9通過高壓級(jí)連接軸28和高壓級(jí)渦輪24軸連接，低壓級(jí)壓氣機(jī)5通過低 壓級(jí)連接軸29和低壓級(jí)渦輪26軸連接，旁通管22安裝在高壓級(jí)排氣管19和中壓級(jí)排氣 管25之間，旁通閥23安裝在旁通管22內(nèi)，EGR分支器10是一個(gè)三通，其三個(gè)連接口分別 通過混合EGR管20、高壓級(jí)EGR支管11 、中壓級(jí)EGR支管6與高壓級(jí)排氣管19、高壓級(jí)進(jìn)氣 管13、中壓級(jí)進(jìn)氣管8連接，低壓級(jí)EGR管2安裝在低壓級(jí)排氣管27和低壓級(jí)進(jìn)氣管4之 間，高壓級(jí)EGR控制閥12、中壓級(jí)EGR控制閥7、低壓級(jí)EGR控制閥3分別安裝于高壓級(jí)EGR 支管11、中壓級(jí)EGR支管6、低壓級(jí)EGR管2內(nèi)?；旌螮GR冷卻器21安裝于混合EGR管20 上，低壓級(jí)EGR冷卻器1安裝于低壓級(jí)EGR管2上并置于低壓級(jí)EGR控制閥3和低壓級(jí)排 氣管27之間?；旌螮GR管20、混合EGR冷卻器21、EGR分支器10、高壓級(jí)EGR支管11和高 壓級(jí)EGR控制閥12構(gòu)成高壓級(jí)EGR回路，混合EGR管2Q、混合EGR冷卻器21、 EGR分支器10、中壓級(jí)EGR支管6和中壓級(jí)EGR控制閥7構(gòu)成中壓級(jí)EGR回路，低壓級(jí)EGR管2、低壓級(jí) EGR冷卻器1和低壓級(jí)EGR控制閥3構(gòu)成低壓級(jí)EGR回路。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速低工況運(yùn) 行，高壓級(jí)排氣管19內(nèi)壓力大于高壓級(jí)進(jìn)氣管13內(nèi)壓力時(shí)，打開高壓級(jí)EGR控制閥12，關(guān) 閉中壓級(jí)EGR控制閥7和低壓級(jí)EGR控制閥3，高壓級(jí)EGR回路工作，進(jìn)氣與一部分排氣在 高壓級(jí)進(jìn)氣管13內(nèi)混合經(jīng)過中冷器14后由進(jìn)氣總管15流入發(fā)動(dòng)機(jī)17。其它工況下，要根 據(jù)各EGR回路兩端壓差情況盡可能的利用較高壓級(jí)的EGR回路，在較高壓級(jí)的EGR回路無(wú) 法實(shí)現(xiàn)EGR流時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的控制閥采用低一級(jí)的EGR回路，或采用EGR回路的組合工作來(lái) 實(shí)現(xiàn)更大的EGR流量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下都能獲得所需的EGR流量并降低排氣對(duì)壓氣 機(jī)的損害。
權(quán)利要求一種串聯(lián)式兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，包括低壓級(jí)進(jìn)氣管(4)、低壓級(jí)壓氣機(jī)(5)、中壓級(jí)進(jìn)氣管(8)、高壓級(jí)壓氣機(jī)(9)、高壓級(jí)進(jìn)氣管(13)、中冷器(14)、進(jìn)氣總管(15)、進(jìn)氣歧管(16)、發(fā)動(dòng)機(jī)(17)、排氣歧管(18)、高壓級(jí)排氣管(19)、高壓級(jí)渦輪(24)、中壓級(jí)排氣管(25)、低壓級(jí)渦輪(26)、低壓級(jí)排氣管(27)、旁通管(22)、旁通閥(23)、高壓級(jí)連接軸(28)和低壓級(jí)連接軸(29)，其特征在于還包括混合EGR管(20)、EGR分支器(10)、高壓級(jí)EGR支管(11)、中壓級(jí)EGR支管(6)、低壓級(jí)EGR管(2)、高壓級(jí)EGR控制閥(12)、中壓級(jí)EGR控制閥(7)、低壓級(jí)EGR控制閥(3)、混合EGR冷卻器(21)和低壓級(jí)EGR冷卻器(1)，低壓級(jí)進(jìn)氣管(4)的一端和低壓級(jí)壓氣機(jī)(5)的入口相連接，另一端通大氣，中壓級(jí)進(jìn)氣管(8)連接在低壓級(jí)壓氣機(jī)(5)的出口和高壓級(jí)壓氣機(jī)(9)的入口之間，高壓級(jí)進(jìn)氣管(13)連接在高壓級(jí)壓氣機(jī)(9)的出口和中冷器(14)的入口之間，進(jìn)氣總管(15)連接在中冷器(14)的出口和進(jìn)氣歧管(16)的入口之間，進(jìn)氣歧管(16)的出口和排氣歧管(18)的入口都連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(17)上，高壓級(jí)排氣管(19)連接在排氣歧管(18)的出口和高壓級(jí)渦輪(24)的入口之間，中壓級(jí)排氣管(25)連接在高壓級(jí)渦輪(24)的出口和低壓級(jí)渦輪(26)的入口之間，低壓級(jí)排氣管(27)的一端和低壓級(jí)渦輪(26)的出口相連接，另一端通大氣，高壓級(jí)壓氣機(jī)(9)通過高壓級(jí)連接軸(28)和高壓級(jí)渦輪(24)軸連接，低壓級(jí)壓氣機(jī)(5)通過低壓級(jí)連接軸(29)和低壓級(jí)渦輪(26)軸連接，旁通管(22)安裝在高壓級(jí)排氣管(19)和中壓級(jí)排氣管(25)之間，旁通閥(23)安裝在旁通管(22)內(nèi)， EGR分支器(10)是一個(gè)三通，其三個(gè)連接口分別通過混合EGR管(20)、高壓級(jí)EGR支管(11)、中壓級(jí)EGR管(6)與高壓級(jí)排氣管(19)、高壓級(jí)進(jìn)氣管(13)、中壓級(jí)進(jìn)氣管(8)連接，低壓級(jí)EGR管(2)安裝在低壓級(jí)排氣管(27)和低壓級(jí)進(jìn)氣管(4)之間，高壓級(jí)EGR控制閥(12)、中壓級(jí)EGR控制閥(7)、低壓級(jí)EGR控制閥(3)分別安裝于高壓級(jí)EGR支管(11)、中壓級(jí)EGR支管(6)、低壓級(jí)EGR支管(2)內(nèi)，混合EGR冷卻器(21)安裝于混合EGR管(20)上，低壓級(jí)EGR冷卻器(1)安裝于低壓級(jí)EGR管(2)上并置于低壓級(jí)EGR控制閥(3)和低壓級(jí)排氣管(27)之間。
專利摘要串聯(lián)式兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓級(jí)增壓器、低壓級(jí)增壓器、高壓級(jí)進(jìn)氣管、高壓級(jí)排氣管、混合EGR管、EGR分支器、高壓級(jí)EGR支管，中壓級(jí)進(jìn)氣管、中壓級(jí)排氣管、中壓級(jí)EGR支管，低壓級(jí)進(jìn)氣管、低壓級(jí)排氣管、低壓級(jí)EGR管，高、中、低壓級(jí)EGR(支)管路上分別置有控制閥。通過各EGR回路的選擇或組合使用保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各工況下都獲得足夠的EGR流量且盡量利用較高壓級(jí)的EGR回路以降低壓氣機(jī)的耗功和高溫排氣對(duì)壓氣機(jī)的損害。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于對(duì)EGR有高要求的串聯(lián)式兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK201513258SQ20092031245
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者劉博 , 崔毅, 田中旭, 石磊, 鄧康耀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)