專利名稱：發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機尾氣循環(huán)裝置，以改善發(fā)動機尾氣排放。
背景技術(shù)：
隨著機動車保有量的增加，尾氣排放對環(huán)境的影響也越來越大，各國政府也開始實現(xiàn)越來越嚴格的排放標準，例如歐II、歐III標準。
為了降低CO、HC排放和燃油消耗率，往往將空燃比調(diào)得偏稀，即λ＜1，以便用三效觸媒將CO、HC轉(zhuǎn)化到歐III標準要求的范圍內(nèi)。由于空燃比調(diào)得偏稀，產(chǎn)生的NOx較高，而且三效觸對NOx的轉(zhuǎn)化效率很低，單純采用這種方式難以達到歐III排放標準。
由于NOx產(chǎn)生的條件是高溫、富氧，目前，在汽車上開始采用廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)，就是將發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣再循環(huán)回發(fā)動機的進氣管，以降低燃燒溫度及氧含量，從而減少NOx的形成。但是，廢氣再循環(huán)雖然可降低NOx，但對發(fā)動機性能也會產(chǎn)生影響。例如在低轉(zhuǎn)速、怠速工況下，將會影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動機的動力性。而在很高的轉(zhuǎn)速時，例如在摩托車發(fā)動機轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)以上時，同樣對發(fā)動機動力性能產(chǎn)生較大影響。
目前汽車上使用的EGR系統(tǒng)，控制廢氣再循環(huán)的是一個控制閥和一個控制器，在發(fā)動機低速時通過控制器使控制閥關(guān)閉，以停止廢氣再循環(huán)，高速時打開進行循環(huán)并控制循環(huán)量。
然而，這種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用于摩托車發(fā)動機時卻遇到了困難，一是這種能夠控制循環(huán)量的控制閥是一個機械式調(diào)節(jié)閥，以控制廢氣循環(huán)流量，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜也造成體積較大，不但難以安裝到摩托車發(fā)動機上，且影響發(fā)動機外觀。最主要的是，由于控制器采集的是油門開度或進氣管上的壓力值，當發(fā)動機達到一定轉(zhuǎn)速后，控制閥一直保護打開狀態(tài)，當發(fā)動機在很高轉(zhuǎn)速例如高于6000轉(zhuǎn)/分時，廢氣循環(huán)量大，會對發(fā)動機動力性能產(chǎn)生明顯影響。第三則是控制器的控制信號為油門的開度或進氣道的壓力，造成控制不精確，不能合理控制工作時機。因此，目前摩托車發(fā)動機未采用廢氣循環(huán)技術(shù)。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)在的廢氣循環(huán)技術(shù)存在上述問題，本實用新型的目的在于提供一種新型的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，這種廢氣循環(huán)裝置簡單、可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同發(fā)動機轉(zhuǎn)速下廢氣循環(huán)的合理控制，可用于摩托車發(fā)動機。
一種發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，包括發(fā)動機、發(fā)動機排氣道和進氣道，以及發(fā)動機的點火電路，連接發(fā)動機進氣道和排氣道的廢氣循環(huán)管路，其特征在于在所述的廢氣循環(huán)管路上有電磁閥，還包括一個廢氣循環(huán)控制器，廢氣循環(huán)控制器的輸出回路接電磁閥的線圈，其輸入端與發(fā)動機的點火電路連接，以點火電路的點火觸發(fā)信號作為廢氣循環(huán)控制器的輸入信號，根據(jù)點火觸發(fā)信號的脈沖頻率控制所述的電磁閥，使其在廢氣對發(fā)動機輸出性能有顯著影響的轉(zhuǎn)速工況下關(guān)閉電磁閥，反之打開電磁閥使廢氣再循環(huán)。
所述的廢氣循環(huán)控制器的輸入端可以與點火電路的中的磁電機輸出端相連，或者是與點火器的輸出相連，或與點火線圈相連，以獲得點火觸發(fā)信號。
所述循環(huán)控制單元可以包括一個單片機，單片機的輸入引腳通過一個對點火觸發(fā)信號整形的整形電路接在點火電路上，單片機的輸出引腳經(jīng)過一限幅電路限幅并經(jīng)一放大電路放大產(chǎn)生高電平后接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接所述的電磁閥的繼電器線圈負極端，繼電器線圈正極端接電源正極，電源還與整形電路及單片機連接，所述三極管Q2的發(fā)射集接地。
所述的單片機可以為AT89C2051單片機，所述的整形電路與AT89C2051的引腳1連接，所述的限幅電路接該單片機的引腳15，該單片機的引腳4、5之間接震蕩電路。
在所述的排氣道上還可以安裝有三效觸媒，所述的廢氣循環(huán)管路連接在三效觸媒前方的排氣道位置。
本實用新型的這種發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，以發(fā)動機點火電路的點火觸發(fā)信號作為廢氣循環(huán)控制器的輸入信號，由于該點火觸發(fā)信號脈沖頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速完全一致或為比例關(guān)系，因此能夠完全根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來合理控制廢氣循環(huán)的工作時機，使得在低速和較高速度時停止廢氣循環(huán)。另外，采用一個僅作為開關(guān)閥使用的電磁閥而非調(diào)節(jié)閥，使得結(jié)構(gòu)簡單、體積小，能夠方便地安裝在摩托車發(fā)動機上且不會影響整體外觀。


圖1為本實用新型的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置示意圖。
圖2為廢氣循環(huán)控制器的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和一個具體實施例對本實用新型的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置作進一步說明。
如圖1所示，在摩托車發(fā)動機1的排氣道2與進氣道3之間串接有一個廢氣循環(huán)管路4，在廢氣循環(huán)管路4上安裝有一個電磁閥5，該電磁閥5為一個開關(guān)閥，一個控制電磁閥5開關(guān)的廢氣循環(huán)控制器6的輸出端連接電磁閥5的電磁線圈，廢氣循環(huán)控制器6的輸入端接在點火電路7的磁電機10的脈沖信號輸出端，以獲得脈沖頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速一致點火脈沖信號，或者是接在點火器8的輸出端，也可接在點火線圈9上以獲得與發(fā)動機轉(zhuǎn)速嚴格一致或成比例關(guān)系的點火觸發(fā)信號。由于點火觸發(fā)信號電壓隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，使得當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到一定值后，廢氣循環(huán)控制器6控制電磁閥5打開進行廢氣的再循環(huán)，以降低NOX排放，當轉(zhuǎn)速升高超過一定值后則又控制電磁閥5關(guān)閉，以禁止廢氣循環(huán)，保證發(fā)動機的動力性能不受影響，達到合理控制廢氣循環(huán)的工作時機的目的，在保證NOx排放的情況下又能夠保證發(fā)動機的動力性能不受較大影響。
在排氣道上還安裝有三效觸媒以減少CO、HC排放量。通過將廢氣循環(huán)技術(shù)與三效觸媒聯(lián)用，可控制發(fā)動機廢氣排入達歐III標準。
為便于設(shè)定對發(fā)動機廢氣循環(huán)工作時機進行設(shè)定，以滿足在不同的發(fā)動機上根據(jù)工況設(shè)定廢氣循環(huán)的時機，保證在不同發(fā)動機上采用同樣的控制器均可方便地實現(xiàn)廢氣循環(huán)的合理控制，采用單片機進行了控制。廢氣循環(huán)控制器的電路原理圖如圖2所示，采用一個AT89C2051單片機，發(fā)動機點火信號由R1、R2、R3、D1組成的整形電路11，接在單片機的引腳1上，輸出引腳15經(jīng)過一限幅電路12限幅并經(jīng)一放大電路放大產(chǎn)生高電平后接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接電磁閥5的繼電器線圈DCF負極端，繼電器線圈DCF正極端接電源正極三極管Q2的發(fā)射集接地。引腳4、5之間接電容器C5、C6等構(gòu)成的震蕩電路。
整形電路11包括一個串聯(lián)在點火電路與AT89C2051單片機引腳1之間的電阻R1，以及一個接在穩(wěn)壓電源與單片機輸入引腳1間的電阻R2，和一個接在地線與單片機輸入引腳1之間的電阻R3。以對點火觸發(fā)信號進行整形。
限幅電路11，由一個直接與AT89C2051單片機輸出引腳15相連的電阻R4和與電阻R4串聯(lián)的一個二極管D1組成；放大電路包括一個三極管Q1，三極管Q1的基極接二極管D1的負極，三極管Q1的集電極串聯(lián)一個電阻R5和一個二極管D2后接所述的三集管Q2的基極，以產(chǎn)生高電平觸發(fā)三極管Q2使其導(dǎo)通，三極管Q1的發(fā)射極接電源。
芯片IC1及電容C1、C2、C3、C4構(gòu)成穩(wěn)壓電路，供控制電路穩(wěn)定工作。電容C1、C2正極端接在芯片IC1輸入端并且負極接地，電容C3、C4正極端接在芯片IC1的輸出端并且負極接地。
電磁閥的繼電器線圈還并聯(lián)有一個起保護作用的二極管D3，D3負極端接所述三極管Q2的集電極。
發(fā)動機點火觸發(fā)信號為脈沖信號，其電壓隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速增高，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到需要轉(zhuǎn)速，對于摩托車發(fā)動機可以設(shè)定為3000轉(zhuǎn)/分，單片計算機輸出高電平觸發(fā)脈沖，該脈沖信號經(jīng)R4、D1限幅后，觸發(fā)Q1導(dǎo)通，Q1集電極輸出高電位經(jīng)R5觸發(fā)Q2導(dǎo)通后，即接通電磁閥門DCF線圈，使其電磁閥門開始工作，進行廢氣再循環(huán)，以減少Nox的產(chǎn)生。而低速時不開啟廢氣循環(huán)裝置。
根據(jù)對單片機的設(shè)定，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到需要轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分后，單片計算機輸出低電平觸發(fā)脈沖，Q1集電極輸出也為低電平，使得作為開關(guān)管的三極管Q2關(guān)閉，不能在電源、線圈與三極管Q2接地的發(fā)射極之間形成回路，即關(guān)閉電磁閥門DCF線圈，使其電磁閥門停止工作，關(guān)閉了廢氣再循環(huán)回路，以保證在較高轉(zhuǎn)速下發(fā)動機的動力性能。
即當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)/分～6000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速條件下，控制廢氣再循環(huán)電磁閥打開，進行廢氣再循環(huán)，以在對發(fā)動機動力性能影響不大的工況下降低NOx排放。在高于6000轉(zhuǎn)/分時，則停止廢氣再循環(huán)，以保證動力性能。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，包括發(fā)動機、發(fā)動機排氣道和進氣道，以及點火電路，連接發(fā)動機進氣道和排氣道的廢氣循環(huán)管路，其特征在于在所述的廢氣循環(huán)管路上有電磁閥，還包括一個廢氣循環(huán)控制器，廢氣循環(huán)控制器的輸出端與電磁閥的線圈相接，其輸入端與發(fā)動機的點火電路連接，以點火電路的點火觸發(fā)信號作為廢氣循環(huán)控制器的輸入信號，根據(jù)點火觸發(fā)信號的脈沖頻率控制所述的電磁閥，使其在廢氣對發(fā)動機輸出性能有顯著影響的轉(zhuǎn)速工況下關(guān)閉電磁閥，反之打開電磁閥使廢氣再循環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的廢氣循環(huán)控制器的輸入端與點火電路的中的磁電機輸出端相連，或者是與點火器的輸出相連，或與點火線圈相連，以獲得點火觸發(fā)信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述循環(huán)控制單元包括一個單片機，單片機的輸入引腳通過一個對點火觸發(fā)信號整形的整形電路接在點火電路上，單片機的輸出引腳經(jīng)過一限幅電路限幅并經(jīng)一放大電路放大產(chǎn)生高電平后接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接所述的電磁閥的繼電器線圈負極端，繼電器線圈正極端接電源正極，電源還與整形電路及單片機連接，所述三極管Q2的發(fā)射集接地。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的單片機為AT89C2051單片機，所述的整形電路與AT89C2051的引腳1連接，所述的限幅電路接該單片機的引腳15，該單片機的引腳4、5之間接震蕩電路。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的整形電路包括一個串聯(lián)在點火電路與所述的單片機之間的電阻R1，以及一個接在穩(wěn)壓電源與單片機輸入引腳間的電阻R2，和一個接在地線與單片機輸入引腳之間的電阻R3。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的限幅電路，由一個直接與單片機輸出引腳相連的電阻R4和與電阻R4串聯(lián)的一個二極管D1組成；所述的放大電路包括一個三極管Q1，三極管Q1的基極接二極管D1的負極，三極管Q1的集電極串聯(lián)一個電阻R5和一個二極管D2后接所述的三集管Q2的基極，以產(chǎn)生高電平觸發(fā)三極管Q2使其導(dǎo)通，三極管Q1的發(fā)射極接電源。
7.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的電源為穩(wěn)壓電源，其電路由一個芯片IC1及電容C1、C2、C3、C4構(gòu)成，電容C1、C2正極端接在芯片輸入端并且負極接地，電容C3、C4正極端接在芯片IC1的輸出端并且負極接地。
8.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的電磁閥的繼電器線圈還并聯(lián)有一個起保護作用的二極管D3，D3負極端接所述三極管Q2的集電極。
9.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于當發(fā)動機轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分～6000轉(zhuǎn)/分時，所述的廢氣循環(huán)控制器控制電磁閥打開。
10.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于在所述的排氣道上還安裝有三效觸媒，所述的廢氣循環(huán)管路連接在三效觸媒前方的排氣道位置。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)動機的廢氣再循環(huán)裝置，包括發(fā)動機、發(fā)動機排氣道和進氣道，以及點火電路，連接發(fā)動機進氣道和排氣道的廢氣循環(huán)管路，其特征在于在所述的廢氣循環(huán)管路上有電磁閥，還包括一個廢氣循環(huán)控制器，廢氣循環(huán)控制器的輸出端與電磁閥的線圈相接，其輸入端與發(fā)動機的點火電路連接，以點火電路的點火觸發(fā)信號作為廢氣循環(huán)控制器的輸入信號，根據(jù)點火觸發(fā)信號的脈沖頻率控制所述的電磁閥，使其在廢氣對發(fā)動機輸出性能有顯著影響的轉(zhuǎn)速工況下關(guān)閉電磁閥，反之打開電磁閥使廢氣再循環(huán)。這種廢氣循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)簡單，控制合理，能夠兼顧廢氣排放控制和發(fā)動機的動力性能。
文檔編號F02D43/00GK2900813SQ200620012510
公開日2007年5月16日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者鄧志勇, 吳繼平 申請人:重慶隆鑫工業(yè)(集團)有限公司