專(zhuān)利名稱(chēng)：非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放的控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)(EGR)裝置。
背景技術(shù)：
汽車(chē)因具有機(jī)動(dòng)靈活、使用方便、高效快捷等特點(diǎn)，可給人們的工作出行、貨物運(yùn)輸?shù)葞?lái)極大的方便，所以它的發(fā)展極為迅速，應(yīng)用也越來(lái)越普及。隨著汽車(chē)技術(shù)、特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，以柴油為能源的汽車(chē)近年來(lái)得到了迅速地發(fā)展。作為汽車(chē)家族中重要成員的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)，由于它具有燃油消耗低、扭矩特性好、經(jīng)濟(jì)成本低、安全可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多司機(jī)的青睞。也正是因?yàn)槿绱?，世界上各發(fā)達(dá)國(guó)家已不只是把它用在重型汽車(chē)上，而且已轉(zhuǎn)向、并廣泛應(yīng)用在輕型汽車(chē)(包括小轎車(chē))上。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示歐洲的柴油機(jī)轎車(chē)份額已從1990年的15％達(dá)到目前的40％。然而，以普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)，其排放的尾氣中所含有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的污染是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。這些有害物質(zhì)包括1、顆粒物(含可見(jiàn)和不可見(jiàn)顆粒物)；2、一氧化碳CO；3、碳?xì)浠衔颒C；4、氮氧化物(NOx)等，它們進(jìn)入大氣以后，可對(duì)我們?nèi)祟?lèi)籍以生存的自然環(huán)境帶來(lái)很大破壞，同時(shí)也對(duì)我們?nèi)祟?lèi)肌體造成傷害。顯見(jiàn)，如不對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣加以治理，就會(huì)對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)、人體的健康、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重的后果。因而，歐洲各國(guó)對(duì)汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)的排放制定了嚴(yán)格的限制標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)其柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的生產(chǎn)制造技術(shù)也有了很大的提高，在汽車(chē)上已普遍使用電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其排放已達(dá)到現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。
目前我國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廠(chǎng)家所采用的技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)比較落后，雖然這些廠(chǎng)家生產(chǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的數(shù)量可觀，但其產(chǎn)品基本全部為非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，故其污染物的排放離國(guó)標(biāo)GB18352.2-2001的規(guī)定還有很大差距。為了改變這種現(xiàn)狀，絕大多數(shù)廠(chǎng)家采用了“煙塵過(guò)濾器”和“催化轉(zhuǎn)換”等技術(shù)，較為有效地解決了此類(lèi)車(chē)顆粒物、CO、HC的排放問(wèn)題，但對(duì)氮氧化物(NOx)的排放超標(biāo)問(wèn)題，無(wú)論是國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠(chǎng)家，還是國(guó)內(nèi)的院校及相關(guān)科研單位，至今都還未拿出使此類(lèi)國(guó)產(chǎn)非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)尾氣排放達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品或樣機(jī)。因而，解決我國(guó)目前國(guó)產(chǎn)非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放問(wèn)題是一項(xiàng)很急迫的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)我國(guó)目前仍在大量生產(chǎn)非電控、高污染柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)狀，在盡可能少增加制造成本的前提下，本實(shí)用新型的目的是提供一種既可以保持柴油機(jī)汽車(chē)的一系列優(yōu)良特性，又能非常有效地降低其尾氣中氮氧化物含量，使其尾氣排放達(dá)到GB18352.2-2001以及歐洲2號(hào)所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，它包括一EGR閥閥體，其上設(shè)置有一進(jìn)氣孔，一排氣孔，所述進(jìn)氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管連接，所述排氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管連接；一EGR閥閥桿，其設(shè)置在所述閥體內(nèi)，所述閥桿的頭部設(shè)置有一錐形閥頭，與所述錐形閥頭配合，所述閥體的進(jìn)氣孔為一錐形孔；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其輸出端連接所述閥桿尾部，在所述輸出端與所述閥桿之間設(shè)置有一反饋信號(hào)提取裝置；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元，其包括一輸入有與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況信號(hào)相接的微處理器，所述微處理器的輸出端經(jīng)一驅(qū)動(dòng)電路與所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端連接。
所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一與真空源連接的電磁閥，一設(shè)置在所述閥體上的出氣孔，一連接在所述閥桿尾部的彈性膜片，以及一連接在所述閥體頂部與所述彈性膜片之間的復(fù)位彈簧，連接所述出氣孔的管路的另一端與所述真空源的吸氣管分設(shè)在所述電磁閥的閥門(mén)兩側(cè)，一旦打開(kāi)閥門(mén)二者連通。
所述反饋信號(hào)提取裝置為一設(shè)置在所述出氣孔與所述電磁閥之間管路上的壓力傳感器。
所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與所述閥桿尾部連接。
所述步進(jìn)電機(jī)為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
所述步進(jìn)電機(jī)為一步進(jìn)電機(jī)連接一“角度/位移”轉(zhuǎn)換器。
所述反饋信號(hào)提取裝置為一設(shè)置在所述閥桿與所述轉(zhuǎn)換器之間的位移測(cè)量器。
本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比高，富余的氧含量易于形成不易分解的氮氧化物的特點(diǎn)，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管與排氣管之間設(shè)置了一套包括EGR閥、EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)和EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元在內(nèi)的電控廢氣再循環(huán)裝置，通過(guò)將排氣管中一部分廢氣再送回到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管與新鮮空氣一起參與燃燒方式，利用這部分廢氣溫度高利于燃燒，氧含量低利于減少氮氧化物的生成的特點(diǎn)，在不影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比要求的同時(shí)，破壞氮氧化物的生成條件，降低氮氧化物的排放。實(shí)驗(yàn)與測(cè)試表明，同普通的“非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)”相比，采用本實(shí)用新型在保持柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力特性、燃油的經(jīng)濟(jì)性基本不變的前提下，不僅把此類(lèi)汽車(chē)尾氣中的氮氧化物的排放較前降低了40％-50％，而且也使其他污染物的排放不增加，達(dá)到了GB18352.2-2001以及歐洲2號(hào)所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。2、本實(shí)用新型由于在EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中采用了一與真空源組合的電磁閥，并在閥體內(nèi)設(shè)置了一與閥桿尾部連接的彈性膜片和復(fù)位彈簧，因此可以通過(guò)電磁閥的開(kāi)關(guān)頻率控制EGR閥的開(kāi)啟程度，并控制向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管輸送廢氣量的多少。3、本實(shí)用新型在EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中采用直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)加“角度/位移”轉(zhuǎn)換器帶動(dòng)閥桿的驅(qū)動(dòng)方式，可以使機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)化、可靠；控制精度更高。4、本實(shí)用新型由于在出氣孔與電磁閥之間的管路上設(shè)置有一壓力傳感器，或在采用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，在閥桿與轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置有一位移測(cè)量器，因此可以隨時(shí)了解發(fā)動(dòng)機(jī)工況是否處于最佳狀態(tài)，并反饋給電子控制單元，以進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)用新型技術(shù)可靠，不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，性能可靠，使用方便，特別是能有效控制NOx的排放，保護(hù)大氣環(huán)境，如把這一技術(shù)用在我國(guó)數(shù)量可觀的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)上，將會(huì)給國(guó)家?guī)?lái)較高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，特別是對(duì)推進(jìn)我國(guó)使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輕型汽車(chē)的發(fā)展及保護(hù)環(huán)境具有十分重要的意義。


圖1是本實(shí)用新型組成框圖圖2是本實(shí)用新型EGR閥和EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)另一實(shí)施例具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括一EGR閥1，一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2和一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元3。
如圖2所述，本實(shí)用新型的EGR閥1包括一閥體11和一閥桿12，閥體11上設(shè)置有一進(jìn)氣孔13，一排氣孔14，進(jìn)氣孔13通過(guò)管路15與發(fā)動(dòng)機(jī)4的排氣管5連接，排氣孔14通過(guò)管路16與發(fā)動(dòng)機(jī)4的進(jìn)氣管6連接。閥桿12設(shè)置在閥體11內(nèi)，閥桿12的頭部設(shè)置有一錐形閥頭17，與錐形閥頭17配合，閥體11的進(jìn)氣孔13為一錐形孔，錐形閥頭17與進(jìn)氣孔13的開(kāi)合大小，由閥桿12的上下移動(dòng)位置決定，同時(shí)，錐形閥頭17與進(jìn)氣孔13的開(kāi)合大小，決定了廢氣再循環(huán)率的多少。
EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2包括一與真空源連接的電磁閥21，一設(shè)置在閥體11上的出氣孔18，一連接在閥桿12尾部的彈性膜片22，以及一連接在閥體11頂部與彈性膜片22之間的復(fù)位彈簧23，連接出氣孔18的管路24的另一端與真空源的吸氣管25分設(shè)在電磁閥21的閥門(mén)26兩側(cè)，一旦電磁閥21的閥門(mén)26打開(kāi)，管路24與吸氣管25便可以連通抽真空，此時(shí)彈性膜片22下面的氣壓低于上面的氣壓，而向上鼓起，進(jìn)而帶動(dòng)閥桿12向上運(yùn)動(dòng)，閥頭17與錐形進(jìn)氣孔13分離，廢氣被抽入閥體11，并通過(guò)排氣孔14和管路16進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)4的進(jìn)氣管6，與新鮮空氣一起進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
上述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2中，可以在出氣孔14與電磁閥之間的管路16上設(shè)置有一壓力傳感器27，作為反饋信號(hào)提取裝置。
如圖3所示，EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2還可以采取其它結(jié)構(gòu)方式，比如采用直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)28連接閥桿12尾部，帶動(dòng)閥桿平移；或采用轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)再連接一“角度/位移”轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換器的輸出端與閥桿12的尾部連接，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿12的移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)閥頭17與錐形進(jìn)氣孔13分離，使廢氣被抽入閥體11，并通過(guò)排氣孔14和管路16進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)4的進(jìn)氣管6，與新鮮空氣一起進(jìn)入氣缸。
上述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2中，可以在閥桿12與轉(zhuǎn)換器28之間設(shè)置一位移測(cè)量器29作為反饋信號(hào)提取裝置，隨時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒工況是否是處于最佳狀態(tài)。
如圖1所示，EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元3包括一個(gè)微處理器31，事先將發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工況和調(diào)節(jié)程序編程輸入微處理器31，并將發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的冷卻液溫度信號(hào)32、調(diào)速器手柄位置信號(hào)33、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)34及從EGR閥反饋信號(hào)提取裝置測(cè)量的反饋信號(hào)35等隨時(shí)輸入微處理器31，與最佳工況進(jìn)行比較并進(jìn)行調(diào)節(jié)，微處理器31的輸出端連接EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的輸入端，以驅(qū)動(dòng)EGR閥1的啟閉程度，控制廢氣再循環(huán)率的多少。
權(quán)利要求1.一種非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，它包括一EGR閥閥體，其上設(shè)置有一進(jìn)氣孔，一排氣孔，所述進(jìn)氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管連接，所述排氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管連接；一EGR閥閥桿，其設(shè)置在所述閥體內(nèi)，所述閥桿的頭部設(shè)置有一錐形閥頭，與所述錐形閥頭配合，所述閥體的進(jìn)氣孔為一錐形孔；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其輸出端連接所述閥桿尾部，在所述輸出端與所述閥桿之間設(shè)置有一反饋信號(hào)提取裝置；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元，其包括一與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況信號(hào)相接的微處理器，所述微處理器的輸出端經(jīng)一驅(qū)動(dòng)電路與所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一與真空源連接的電磁閥，一設(shè)置在所述閥體上的出氣孔，一連接在所述閥桿尾部的彈性膜片，以及一連接在所述閥體頂部與所述彈性膜片之間的復(fù)位彈簧，連接所述出氣孔的管路的另一端與所述真空源的吸氣管分設(shè)在所述電磁閥的閥門(mén)兩側(cè)，一旦打開(kāi)閥門(mén)二者連通。
3.如權(quán)利要求2所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述反饋信號(hào)提取裝置為一設(shè)置在所述出氣孔與所述電磁閥之間管路上的壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與所述閥桿尾部連接。
5.如權(quán)利要求4所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。
6.如權(quán)利要求4所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)為一步進(jìn)電機(jī)連接一“角度/位移”轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求4或5或6所述的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述反饋信號(hào)提取裝置為一設(shè)置在所述閥桿與所述轉(zhuǎn)換器之間的位移測(cè)量器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)裝置，它包括一EGR閥閥體，其上設(shè)置有一進(jìn)氣孔，一排氣孔，所述進(jìn)氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管連接，所述排氣孔通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管連接；一EGR閥閥桿，其設(shè)置在所述閥體內(nèi)，所述閥桿的頭部設(shè)置有一錐形閥頭，與所述錐形閥頭配合，所述閥體的進(jìn)氣孔為一錐形孔；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其輸出端連接所述閥桿尾部；一EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子控制單元，其與所述EGR閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出端連接。本實(shí)用新型技術(shù)可靠，不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性，制造成本低，如把這一技術(shù)用在我國(guó)數(shù)量可觀的非電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)上，將會(huì)給國(guó)家?guī)?lái)較高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F01N9/00GK2656648SQ0320878
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
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