基于高壓氣源的單缸柴油機(jī)egr裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種柴油機(jī)，具體地說(shuō)是柴油機(jī)EGR裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂廢氣再循環(huán)(EGR)是將排氣中的一部分廢氣引入到進(jìn)氣管，同新鮮空氣混合后進(jìn)入氣缸重新參與燃燒的過(guò)程。隨著船舶柴油機(jī)NOX排放法規(guī)日益嚴(yán)格，EGR已經(jīng)成為降低NOX排放的最有效手段之一。如何實(shí)現(xiàn)EGR是EGR技術(shù)中的關(guān)鍵，目前增壓柴油機(jī)的主要的實(shí)現(xiàn)方式有兩種:低壓EGR和高壓EGR。二者的區(qū)別在于:低壓EGR將渦輪前廢氣引入到壓氣機(jī)進(jìn)口，而高壓EGR則將渦輪前廢氣引入到壓氣機(jī)出口。因低壓EGR容易造成廢氣的泄漏、廢氣中顆粒等雜質(zhì)會(huì)對(duì)壓氣機(jī)葉片造成損傷，因此目前大多都采用高壓EGR方式。無(wú)論高壓EGR還是低壓EGR，都存在共同的問(wèn)題，由于增壓柴油機(jī)進(jìn)氣壓力均高于柴油機(jī)排氣，廢氣很難正常與高壓進(jìn)氣完成摻混，因此如何成功的將廢氣引入到進(jìn)氣成為了關(guān)鍵因素。
[0003]目前，已有的EGR系統(tǒng)和方案，大多都是針對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)或者船用多缸增壓柴油機(jī)上。如專利“一種實(shí)現(xiàn)大EGR率的低壓EGR引入裝置及低壓EGR引入方法(申請(qǐng)?zhí)?201510188412.7)”中記載的技術(shù)方案等。而針對(duì)單缸柴油機(jī)的EGR試驗(yàn)臺(tái)研究還很少。如專利“如一種實(shí)現(xiàn)柴油單缸機(jī)EGR的裝置及EGR控制方法(申請(qǐng)?zhí)枮?201410804230.3)”提供了一種柴油單缸機(jī)EGR裝置及EGR控制方法，通過(guò)在排氣管末端增加顆粒捕集器和氣栗，來(lái)提高EGR壓力實(shí)現(xiàn)EGR回流。雖然該方法能夠達(dá)到預(yù)定的效果，但是仍有值得改進(jìn)的地方，如顆粒捕集器和氣栗的及其輔助設(shè)備是的整個(gè)EGR系統(tǒng)更加復(fù)雜、氣栗的采用需要額外消耗能量等。目前還沒(méi)有基于高壓氣源的單缸柴油機(jī)EGR裝置的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供克服了進(jìn)氣壓力過(guò)高、排氣壓力過(guò)低而造成的無(wú)法回流等問(wèn)題的基于高壓氣源的單缸柴油機(jī)EGR裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型基于高壓氣源的單缸柴油機(jī)EGR裝置，其特征是:包括單缸柴油機(jī)、渦輪增壓器、進(jìn)氣三通閥、排氣三通閥，進(jìn)氣三通閥包括進(jìn)氣口、第一出氣口和第二出氣口，進(jìn)氣口通過(guò)高壓外氣源進(jìn)氣閥連通高壓外氣源，第一出氣口與單缸柴油機(jī)之間設(shè)置第一進(jìn)氣支路，第二出氣口與渦輪增壓器的渦輪之間設(shè)置第二進(jìn)氣支路，排氣三通閥包括排氣口、第一廢氣口和第二廢氣口，排氣口與單缸柴油機(jī)相連，第一廢氣口通過(guò)第一廢氣支路連通大氣，第二廢氣口與渦輪增壓器的壓氣機(jī)之間設(shè)置第二廢氣支路，壓氣機(jī)通過(guò)EGR管路連接第一進(jìn)氣支路，EGR管路上依次設(shè)置EGR過(guò)濾器、EGR冷卻器、單向閥、控制電磁閥。
[0007]本實(shí)用新型還可以包括:
[0008]1、進(jìn)氣三通閥與EGR管路之間的第一進(jìn)氣支路上安裝第一流量傳感器和第一壓力傳感器，EGR過(guò)濾器與壓氣機(jī)之間的EGR管路上安裝第二流量傳感器和第二壓力傳感器。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:利用壓力可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的高壓氣源來(lái)實(shí)現(xiàn)單缸柴油機(jī)的增壓工作方式，解決了單缸柴油機(jī)因排氣不連續(xù)、排氣量不足等弊端而無(wú)法正常使用渦輪增壓的問(wèn)題；同時(shí)通過(guò)一個(gè)渦輪增壓器的“逆向利用”提高了EGR廢氣的壓力，有效解決了進(jìn)氣壓力過(guò)高、EGR廢氣壓力過(guò)低導(dǎo)致的無(wú)法回流的問(wèn)題;整個(gè)裝置通過(guò)兩個(gè)三通閥即可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)EGR工作循環(huán)和非EGR工作循環(huán)之間的切換，方便快捷。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
[0012]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型一種基于高壓氣源的單缸柴油機(jī)EGR裝置，包括高壓外氣源進(jìn)氣閥1、進(jìn)氣三通閥2、排氣三通閥11、電磁控制閥3、單向閥4、EGR7令卻器5、EGR過(guò)濾器6、進(jìn)氣壓力傳感器12、排氣壓力傳感器7、進(jìn)氣流量傳感器13、排氣流量傳感器8、廢氣禍輪9、壓氣機(jī)10以及增壓器進(jìn)出口管道等。
[0013]高壓外氣源進(jìn)氣閥I入口與高壓氣源相連，高壓外氣源進(jìn)氣閥I出口與進(jìn)氣三通閥2入口相連，進(jìn)氣三通閥2出口管道以三通方式流出，一端出口與廢氣渦輪9入口相連，廢氣渦輪9出口與大氣相連，另一端出口與柴油機(jī)氣缸相連，其間安裝有進(jìn)氣壓力傳感器12和進(jìn)氣流量傳感器13;
[0014]排氣三通閥11入口與柴油機(jī)排氣相連，排氣三通閥11出口管道以三通方式流出，一端出口與壓氣機(jī)10入口相連，壓氣機(jī)10出口設(shè)置排氣壓力傳感器7和排氣流量傳感器8，且壓氣機(jī)10出口依次與EGR過(guò)濾器6、EGR冷卻器5、單向閥4、控制電磁閥3相連，控制電磁閥3出口與柴油機(jī)進(jìn)氣管相連，另一端出口與大氣相連。
[0015]壓縮空氣由高壓外氣源進(jìn)氣閥I引入，且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為Ibar-1Obar0
[0016]壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣三通閥2，以三通方式流出，即分為兩個(gè)進(jìn)氣支路:一路直接流入柴油機(jī)氣缸，此為進(jìn)氣支路I，另一路則直接流入廢氣渦輪9入口，此為進(jìn)氣支路2。
[0017]柴油機(jī)廢氣通過(guò)排氣三通閥11，以三通方式流出，即分為兩個(gè)廢氣支路:一路直接排入大氣，此為廢氣支路I，另一路則直接流入壓氣機(jī)10入口，此為廢氣支路2。
[0018]由進(jìn)氣支路1、2和廢氣支路1、2共同構(gòu)成了兩個(gè)回路，分別為:
[0019]1.柴油機(jī)進(jìn)、排氣回路。壓縮空氣由進(jìn)氣支路I進(jìn)入柴油機(jī)氣缸，參與燃燒之后由廢氣支路I排入大氣，由此構(gòu)成柴油機(jī)的進(jìn)、排氣回路，其燃燒與排放效果相當(dāng)于現(xiàn)有的渦輪增壓柴油機(jī)。
[0020]2.EGR回路。壓縮空氣由進(jìn)氣支路2進(jìn)入到廢氣渦輪9，完成做功之后排入大氣;EGR廢氣由廢氣支路2流入壓氣機(jī)10，完成升壓之后由壓氣機(jī)10出口流出，依次流經(jīng)EGR過(guò)濾器
6、EGR冷卻器5、單向閥5以及電磁控制閥3，最后接入進(jìn)氣支路I中，由此構(gòu)成了 EGR回路。通過(guò)高壓、高速進(jìn)氣驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪9，從而帶動(dòng)同軸壓氣機(jī)10對(duì)EGR廢氣進(jìn)行升壓，從而實(shí)現(xiàn)了EGR廢氣的回流。
[0021 ]其中，電磁控制閥的開(kāi)度控制由設(shè)定的EGR率決定，不同的EGR率選擇不同的開(kāi)度，根據(jù)不同機(jī)型不同工況計(jì)算得到。
[0022]該裝置的控制方案如下:
[0023]1.EGR工作循環(huán)
[0024]進(jìn)氣三通閥2保持兩個(gè)出口均處于打開(kāi)狀態(tài)，且排氣三通閥3兩個(gè)出口均處于打開(kāi)狀態(tài)。
[0025](I).分別獲取進(jìn)氣壓力傳感器12信號(hào)P1、排氣壓力傳感器7信號(hào)P2、進(jìn)氣流量傳感器13信號(hào)Ql、排氣流量傳感器8信號(hào)Q2;
[0026](2).判斷Pl和P2的大小:若Pl >P2，則電磁控制閥3保持常閉狀態(tài);若Pl <P2，則打開(kāi)電磁控制閥。
[0027](3).根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的進(jìn)氣流量傳感器13信號(hào)Q1、排氣流量傳感器8信號(hào)Q2，調(diào)節(jié)電磁控制閥3，根據(jù)設(shè)定的EGR率，將一定量廢氣引入柴油機(jī)進(jìn)氣中，實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)EGR。
[0028]Π.非EGR