專利名稱：實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置及進氣控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置及進氣控制方法，屬于汽車發(fā)動機尾氣排放控制技術。
背景技術：
隨著我國汽車保有量快速增加以及對汽車尾氣排放要求的法規(guī)日益嚴格，進一步減少氮氧化物(NOx)是必然趨勢。采用廢氣再循環(huán)(EGR)是降低汽油機NOx排放最有效手段之一，通常EGR是將廢氣引入進氣總管，這樣一旦EGR的量增加，會影響到發(fā)動機的動力性和經濟性，因為混合氣中廢氣過多，火花塞周圍的廢氣增多，不利于汽油機著火，燃燒的速度降低很多，過多的EGR量對混合氣的燃燒非常不利，會使發(fā)動機的油耗增加而功率下降。而采用分層廢氣再循環(huán)技術可以增大EGR率，同時減少功率下降和改善燃油經濟性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置及控制進氣方法，該裝置和控制方法能促使再循環(huán)的廢氣在缸內實現(xiàn)分層，從而可大大改善發(fā)動機的NOx排放，提高燃油經濟性。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現(xiàn)的。實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置，其特征在于，該裝置由汽油機廢氣出口到通向廢氣歧管的EGR總管及通向進氣門口的EGR歧管、EGR歧管的固定連接板、EGR總管上的可控閥門、閥門的聯(lián)動機構、冷卻水溫度開關組成。
上述的固定連接板設置在靠近發(fā)動機進氣歧管一側的氣缸蓋附近，其上開設與進氣道形狀相同的圓孔、橢圓孔或馬蹄型的孔。上述的固定連接板引出與氣缸數(shù)目相同的EGR歧管，EGR歧管的一端連接到EGR總管上，另一端伸入到固定連接板上相應氣缸的進氣孔內，到達進氣門口附近，可以伸到氣門口的左側或右側，也可以同時伸到氣門口的左側和右側。
采用上述的裝置，實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的進氣方法，其特征在于，包括下列具體做法1)當冷卻水溫度低于50℃或負荷小于35％的最大扭矩時，EGR不進入氣缸；2)當冷卻水溫度高于50℃，但負荷大于70％的最大扭矩時，EGR也不進入氣缸。
本發(fā)明優(yōu)點是能夠通過EGR降低NOx排放水平的同時，發(fā)動機的功率基本不變，并且在一定的EGR率情況下還可以使發(fā)動機的功率增加超過3％，比油耗下降不低于3％。


附圖1為本發(fā)明的汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置示意圖。
附圖2為廢氣再循環(huán)的歧管連接板結構裝置圖。
附圖中1為發(fā)動機廢氣出口，2為EGR總管，3為EGR閥，4為溫度開關，5為與節(jié)氣門聯(lián)動的EGR節(jié)流閥，6為節(jié)氣門，7為發(fā)動機進氣口，8為固定連接板，9為EGR歧管。
具體實施例方式
廢氣再循環(huán)(EGR)技術是將部分廢氣引入進氣系統(tǒng)，隨進氣進入發(fā)動機氣缸參與發(fā)動機燃燒。由于廢氣中二氧化碳(CO2)和水(H2O)的加入，增加了廢氣殘余系數(shù)，提高了燃燒混合氣的熱容比，使得燃燒速度降低，最高燃燒溫度下降，這些都不利于NOx的生成，因此采用EGR技術后，可以有效減少NOx的排放。但是，通常EGR是將廢氣引入進氣總管，這樣一旦EGR的量增加，會影響到發(fā)動機的動力性和經濟性，因為混合氣中廢氣過多，火花塞周圍的廢氣增多，不利于汽油機著火，燃燒的速度迅速降低，過多的EGR量對混合氣的燃燒非常不利，會使發(fā)動機的油耗增加以及功率下降。
本發(fā)明采用缸內分層式廢氣再循環(huán)，可以避免上述問題，因為廢氣經過廢氣歧管引到發(fā)動機氣缸的一側(或兩側)，可燃混合氣在火花塞到氣缸壁之間形成濃度梯度，在火花塞周圍的是適合于著火的混合氣，在氣缸周圍是廢氣較多的區(qū)域，這樣既可以保證可靠點火，又不影響火焰的傳播，因而可以在大幅度降低NOx排放的同時，基本不影響發(fā)動機的動力性和經濟性，在適當?shù)腅GR量的情況下，還會使發(fā)動機的功率增加3～5％，比油耗降低3～5％。
實施例1、在發(fā)動機進氣歧管與氣缸蓋之間增加一個厚約為15mm的連接板(如附圖2所示)，連接板上有各個缸的進氣通道。在每缸進氣通道的相應位置上鉆Φ12mm的孔，將通往各缸的EGR管從此孔中伸入，并整型使其到達相應位置。將EGR管與連接板焊牢。用一根較粗的管將這些EGR管的另一端連接到一起，稱為EGR總管。
2、將EGR總管連接到發(fā)動機的排氣管上，中間加裝一個節(jié)流閥和一個EGR閥。節(jié)流閥通過聯(lián)動機構與節(jié)氣門相連。
3、發(fā)動機進氣歧管節(jié)氣門下方處安裝一個真空取氣口，發(fā)動機缸體水套上安裝一個冷卻水溫度控制開關。用真空管將真空取氣口、冷卻水溫度開關和EGR閥的真空孔連接起來。
權利要求
1.一種實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置，其特征在于該裝置由汽油機廢氣出口到通向廢氣歧管的EGR總管及通向進氣門口的EGR歧管、EGR歧管的固定連接板、EGR總管上的可控閥門、閥門的聯(lián)動機構、冷卻水溫度開關組成。
2.按權利要求1所述的實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置，其特征在于固定連接板設置在靠近發(fā)動機進氣歧管一側的氣缸蓋附近，其上開設與進氣道形狀相同的圓孔、橢圓孔或馬蹄型的孔；固定連接板引出與氣缸數(shù)目相同的EGR歧管，EGR歧管的一端連接到EGR總管上，另一端伸入到固定連接板上相應氣缸的進氣孔內，到達進氣門口附近，可以伸到氣門口的左側或右側，也可以同時伸到氣門口的左側和右側。
3.一種采用按權利要求1所述的實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置裝置，實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的進氣方法，其特征在于包括下列具體做法1)冷卻水溫度低于50℃或負荷小于35％的最大扭矩時，EGR不進入氣缸；2)當冷卻水溫度高于50℃，但負荷大于70％的最大扭矩時，EGR也不進入氣缸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)汽油機缸內分層式廢氣再循環(huán)的裝置及控制進氣方法，屬于汽車發(fā)動機尾氣排放控制技術。廢氣再循環(huán)裝置由汽油機廢氣出口到通向廢氣歧管的EGR總管及通向進氣門口的EGR歧管、EGR歧管的固定連接板、EGR總管上的可控閥門、閥門的聯(lián)動機構、冷卻水溫度開關組成。采用上述裝置實現(xiàn)廢氣再循環(huán)的做法是根據發(fā)動機冷卻水溫度及其負荷來調整廢氣再循環(huán)的量。本發(fā)明優(yōu)點是能夠通過EGR降低NOx排放水平的同時，發(fā)動機的功率基本不變，并且在一定的EGR率情況下還可以使發(fā)動機的功率增加3～5％，比油耗下降3～5％。
文檔編號F02D43/00GK1470755SQ03148289
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者姚春德, 劉增勇, 敬章超, 鄭貴忠 申請人:天津大學