專利名稱：Egr廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及ー種EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
縱觀整個發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向，節(jié)能、環(huán)保已成為時代的主題。隨著全球排放法規(guī)的出臺，人們越來越多的開始關(guān)注產(chǎn)品的排放特性。針對輕型柴油機(jī)、重型柴油機(jī)以及轎車柴油機(jī)，美國、日本、歐盟相繼出臺一系列新的排放法規(guī)，來限制氮氧化合物(N0X)、顆粒(PM)、以及碳?xì)浠衔?HC)的排放量。排放法規(guī)的加嚴(yán)，對發(fā)動機(jī)新產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)提出了更大的挑戰(zhàn)，尤其是柴油機(jī)歐V排放升級到歐VI排放階段。為滿足排放法規(guī)的要求，適應(yīng)國際市場環(huán)境的變化，發(fā)動機(jī)技術(shù)集中在優(yōu)化燃燒系統(tǒng)、改善燃油噴射技術(shù)、廢氣再循環(huán)控制(EGR)、先進(jìn)的渦輪增壓和兩級渦輪增壓、可變氣門驅(qū)動、閉環(huán)燃燒控制等方面進(jìn)行探索，其中EGR作為改善柴油機(jī)排放的重要組成部分，對EGR的布置、整機(jī)系統(tǒng)匹配以及EGR率(廢氣與進(jìn)入燃燒室混合氣的比值)的精確控制方面尤為重要。而現(xiàn)有的廢氣再循環(huán)控制(EGR)存在以下主要缺陷:(I)發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速及極限エ況下，新鮮空氣倒流，燃燒不穩(wěn)定，進(jìn)氣損失大；(2)對導(dǎo)入缸內(nèi)參與燃燒的廢氣，在無廢氣預(yù)冷吋，EGR冷卻系統(tǒng)壓カ較大，尤其是在低轉(zhuǎn)速，中、高負(fù)荷エ況，存在因EGR冷卻能力不足導(dǎo)致進(jìn)氣溫度過高，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)爆震現(xiàn)象；(3)傳統(tǒng)意義上的EGR冷卻器，不能夠根據(jù)エ況的改變而進(jìn)行變溫調(diào)節(jié)，發(fā)動機(jī)在某一エ況僅對應(yīng)ー個最佳的溫度；(4)對導(dǎo)入缸內(nèi)參與燃燒的廢氣，未進(jìn)行過廢氣處理，廢氣中的碳煙粒子進(jìn)入燃燒室會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，導(dǎo)入過程中會污染EGR閥；(5)廢氣直接導(dǎo)入進(jìn)氣歧管，容易造成廢氣和新鮮混合氣混合不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其可對循環(huán)廢氣進(jìn)行處理，降低主冷卻器的壓力，根據(jù)缸內(nèi)的溫度可實(shí)現(xiàn)變エ況溫度調(diào)節(jié)，促進(jìn)廢氣和新鮮混合氣的充分混合，穩(wěn)定EGR廢氣壓力。(ニ)技術(shù)方案為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供ー種EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控裝置和廢氣循環(huán)裝置；所述廢氣循環(huán)裝置包括依次連接的排氣歧管、EGR取氣管、廢氣處理裝置、EGR閥、廢氣導(dǎo)入管、進(jìn)氣歧管和燃燒室；所述監(jiān)控裝置包括設(shè)置于所述EGR取氣管上的第一廢氣壓カ傳感器、設(shè)置于廢氣導(dǎo)入管與進(jìn)氣歧管之間的第二廢氣壓カ傳感器以及ECU控制單元，所述第一廢氣壓力傳感器和第二廢氣壓力傳感器將檢測到的信號傳遞給所述ECU控制單元；所述EGR閥的通斷由E⑶控制單元控制。
優(yōu)選的，所述廢氣循環(huán)裝置還包括EGR冷卻器，其連接于所述EGR閥與所述廢氣導(dǎo)入管之間；所述EGR冷卻器與出水管連接。優(yōu)選的，所述EGR冷卻器為可變流量的EGR冷卻器；所述EGR冷卻器上設(shè)有屬于所述監(jiān)控裝置的第二水溫傳感器，其將檢測到的信號傳遞給所述ECU控制單元。優(yōu)選的，所述EGR閥與所述廢氣導(dǎo)入管之間設(shè)有與所述EGR冷卻器并聯(lián)的EGR旁通閥；所述EGR旁通閥的通斷由所述ECU控制單元控制。優(yōu)選的，所述廢氣循環(huán)裝置還包括廢氣預(yù)冷通道，其連接于所述EGR取氣管和所述廢氣處理裝置之間。優(yōu)選的，所述廢氣預(yù)冷通道設(shè)在正時罩蓋上，所述廢氣預(yù)冷通道的一端通過EGR波紋管與所述EGR取氣管連接，且另一端通過廢氣連接管與所述廢氣處理裝置連接。優(yōu)選的，冷卻水源依次與水泵、氣缸蓋通路以及所述廢氣預(yù)冷通道連接。優(yōu)選的，所述廢氣預(yù)冷通道上設(shè)有屬于所述監(jiān)控裝置的第一水溫傳感器，其將檢測到的信號傳遞給所述ECU控制單元。優(yōu)選的，所述廢氣循環(huán)裝置還包括單向閥，其連接于所述EGR取氣管與所述EGR波紋管之間，使廢氣從所述EGR取氣管至所述EGR波紋管單向流動。另外，所述廢氣循環(huán)裝置還包括廢氣穩(wěn)壓腔，其連接于所述廢氣導(dǎo)入管與所述第ニ廢氣壓力傳感器之間。(三)有益效果本發(fā)明采用上述技術(shù)方案提供的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，主要有以下效果:(I)當(dāng)進(jìn)氣歧管壓カ高于排氣歧管壓カ時，能夠避免新鮮混合氣倒流，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低廢氣損失；(2) EGR冷卻系統(tǒng)中設(shè)置有預(yù)冷通道，能夠降低主冷卻的壓力，迅速降低廢氣的溫度，提高進(jìn)氣密度；(3)采用可變流量EGR冷卻器，能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性；(4) EGR廢氣處理裝置能夠保護(hù)EGR閥不被污染，提高EGR率的有效性，避免碳煙顆粒進(jìn)入燃燒室加快缸活塞組的磨損；(5)廢氣穩(wěn)壓腔的設(shè)計，能夠促進(jìn)廢氣與新鮮混合氣的混合，改善燃燒，降低NOX排放。


圖1是本發(fā)明EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1:排氣歧管；2:EGR取氣管；3:第一廢氣壓力傳感器；4:單向閥；5:EGR波紋管；6:廢氣預(yù)冷通道；7:廢氣連接管；8:廢氣處理裝置；9 =EGR閥；10:EGR冷卻器；11:EGR旁通閥；12:廢氣導(dǎo)入管；13:廢氣穩(wěn)壓腔；14:第二廢氣壓力傳感器；15:進(jìn)氣歧管；16:燃燒室；17:冷卻水源；18:水泵；19:氣缸蓋通路；20:出水管；21:第一水溫傳感器；22:第二水溫傳感器；23:E⑶控制單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)作進(jìn)一歩詳細(xì)說明。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相
對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控裝置和廢氣循環(huán)裝置。廢氣循環(huán)裝置包括依次連接的排氣歧管1、EGR取氣管2、單向閥4、EGR波紋管5、廢氣預(yù)冷通道6、廢氣連接管7、廢氣處理裝置8、EGR閥9、EGR冷卻器10、廢氣導(dǎo)入管12、廢氣穩(wěn)壓腔13、進(jìn)氣歧管15和燃燒室16。其中，廢氣處理裝置8用以過濾炭煙顆粒，提高EGR率的有效性。監(jiān)控裝置包括第一廢氣壓力傳感器3、第二廢氣壓力傳感器14、第一水溫傳感器21、第二水溫傳感器22和E⑶控制單元23。通過監(jiān)控裝置可實(shí)時監(jiān)測和調(diào)控EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。EGR冷卻器10與出水管20連接，EGR冷卻器10為可變流量的EGR冷卻器。EGR冷卻器10上設(shè)有第二水溫傳感器22，所述第二水溫傳感器22將檢測到的信號傳遞給E⑶控制單元23。EGR閥9與廢氣導(dǎo)入管12之間設(shè)有與EGR冷卻器10并聯(lián)的EGR旁通閥11，其中，EGR閥9和EGR旁通閥11的通斷由E⑶控制單元23控制。該系統(tǒng)里面設(shè)置有可變流量式EGR冷卻器10以及與EGR冷卻器10并聯(lián)的EGR旁通閥11，用來滿足發(fā)動機(jī)不同工況下的控制策略。廢氣預(yù)冷通道6設(shè)在正時罩蓋上，特別是上罩蓋上。冷卻水源17依次與水泵18、氣缸蓋通路19以及所述廢氣預(yù)冷通道6連接。廢氣預(yù)冷通道6上設(shè)有第一水溫傳感器21，第一水溫傳感器21將檢測到的信號傳遞給ECU控制單元23。廢氣預(yù)冷通道6能夠降低主冷卻裝置(即EGR冷卻器10)的壓力，迅速降低廢氣的溫度，提高進(jìn)氣密度。單向閥4使廢氣從EGR取氣管2至EGR波紋管5單向流動，用來控制低轉(zhuǎn)速下及極限工況下的廢氣通路。EGR取氣管2與單向閥4之間設(shè)有第一廢氣壓力傳感器3，第一廢氣壓力傳感器3將檢測到的信號傳遞給ECU控制單元23。廢氣穩(wěn)壓腔13與進(jìn)氣歧管15之間設(shè)有第二廢氣壓力傳感器14，第二廢氣壓力傳感器14將檢測到的信號傳遞給ECU控制單元23。其中，廢氣穩(wěn)壓腔13可均衡進(jìn)入進(jìn)氣歧管之前的廢氣。本發(fā)明的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的控制機(jī)理:根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化由ECU判定EGR參與燃燒的工況條件，ECU按照標(biāo)定的EGR脈譜對EGR閥進(jìn)行步進(jìn)控制。系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)如下:EGR預(yù)冷卻設(shè)計流量:10L/min (冷卻水來自水泵進(jìn)水口，具有最大的冷卻能力)進(jìn)氣溫度:600°C 700°C冷卻液設(shè)計流量范圍:10L/min 40L/min出氣溫度:60°C 150°C
旁通閥的出氣溫度:150°C 300°C (主要目的是在保證迅速提高發(fā)動機(jī)工作溫度的同時保護(hù)EGR閥)單向閥的控制機(jī)理:當(dāng)增壓后的進(jìn)氣壓力(既發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管中的大氣壓力)高于排氣歧管內(nèi)的壓力時候，控制氣流的流動方向，保證足夠的EGR驅(qū)動力。EGR廢氣處理裝置:cpsi (孔道密度)=600 ；PM (排放的碳煙粒子)直徑< 0.1mm (凈化能力)；廢氣穩(wěn)壓腔:穩(wěn)壓腔容積=0.9L。本發(fā)明的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程描述如下:廢氣經(jīng)排氣歧管I出來，由EGR取氣管2導(dǎo)出，此時由第一廢氣壓力傳感器3監(jiān)測廢氣的壓力，通過單向閥4、EGR波紋管5匯集到設(shè)置于正時上罩蓋的廢氣預(yù)冷通道6處進(jìn)行預(yù)冷，該通道設(shè)在水泵進(jìn)水口與缸蓋分開，單獨(dú)使用未經(jīng)氣缸體曲軸箱預(yù)熱過的冷卻水冷卻，冷卻能力強(qiáng)。經(jīng)預(yù)冷的廢氣隨后經(jīng)廢氣連接管7到達(dá)廢氣處理裝置8凈化，可過濾廢氣中的碳煙顆粒，然后依靠EGR閥9對廢氣量進(jìn)行控制。正常溫度狀態(tài)下，從EGR閥9出來的廢氣經(jīng)過可變流量的EGR冷卻器10、廢氣導(dǎo)入管12進(jìn)入廢氣穩(wěn)壓腔13，廢氣穩(wěn)壓腔13可均衡進(jìn)入進(jìn)氣歧管之前的廢氣，穩(wěn)定EGR廢氣壓力，減少波動現(xiàn)象。但當(dāng)發(fā)動機(jī)工作溫度低于正常狀態(tài)時，從EGR閥9出來的廢氣經(jīng)EGR旁通閥11、廢氣導(dǎo)入管12進(jìn)入廢氣穩(wěn)壓腔13。廢氣經(jīng)廢氣穩(wěn)壓腔13出來由第二廢氣壓力傳感器14檢測實(shí)際進(jìn)入進(jìn)氣歧管15的廢氣壓力，廢氣在進(jìn)氣歧管15內(nèi)隨新鮮混合氣進(jìn)入燃燒室16參與燃燒。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.ー種EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控裝置和廢氣循環(huán)裝置；所述廢氣循環(huán)裝置包括依次連接的排氣歧管(I )、EGR取氣管(2)、廢氣處理裝置(8)、EGR閥(9)、廢氣導(dǎo)入管(12)、進(jìn)氣歧管(15)和燃燒室(16);所述監(jiān)控裝置包括設(shè)置于所述EGR取氣管(2)上的第一廢氣壓力傳感器(3)、設(shè)置于廢氣導(dǎo)入管(12)與進(jìn)氣歧管(15)之間的第二廢氣壓力傳感器(14)以及E⑶控制単元(23)，所述第一廢氣壓力傳感器(3)和第二廢氣壓力傳感器(14)將檢測到的信號傳遞給所述ECU控制單元(23);所述EGR閥(9)的通斷由E⑶控制單元(23)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣循環(huán)裝置還包括EGR冷卻器(10)，其連接于所述EGR閥(9)與所述廢氣導(dǎo)入管(12)之間；所述EGR冷卻器(10)與出水管(20)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR冷卻器(10)為可變流量的EGR冷卻器；所述EGR冷卻器(10)上設(shè)有屬于所述監(jiān)控裝置的第二水溫傳感器(22 )，其將檢測到的信號傳遞給所述E⑶控制單元(23 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR閥(9)與所述廢氣導(dǎo)入管(12)之間設(shè)有與所述EGR冷卻器(10)并聯(lián)的EGR旁通閥(11);所述EGR旁通閥(11)的通斷由所述E⑶控制單元(23)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣循環(huán)裝置還包括廢氣預(yù)冷通道(6)，其連接于所述EGR取氣管(2)和所述廢氣處理裝置(8)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣預(yù)冷通道(6)設(shè)在正時罩蓋上，所述廢氣預(yù)冷通道(6)的一端通過EGR波紋管(5)與所述EGR取氣管(2)連接，且另一端通過廢氣連接管(7)與所述廢氣處理裝置(8)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:冷卻水源(17)依次與水泵(18)、氣缸蓋通路(19)以及所述廢氣預(yù)冷通道(6)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣預(yù)冷通道(6)上設(shè)有屬于所述監(jiān)控裝置的第一水溫傳感器(21)，其將檢測到的信號傳遞給所述ECU控制單元(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣循環(huán)裝置還包括單向閥(4)，其連接于所述EGR取氣管(2)與所述EGR波紋管(5)之間，使廢氣從所述EGR取氣管(2 )至所述EGR波紋管(5 )單向流動。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述廢氣循環(huán)裝置還包括廢氣穩(wěn)壓腔(13)，其連接于所述廢氣導(dǎo)入管(12)與所述第二廢氣壓カ傳感器(14)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種EGR廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)，其包括監(jiān)控裝置和廢氣循環(huán)裝置，廢氣循環(huán)裝置包括依次連接的排氣歧管(1)、EGR取氣管(2)、單向閥(4)、廢氣預(yù)冷通道(6)、廢氣處理裝置(8)、EGR冷卻器(10)、廢氣導(dǎo)入管(12)、廢氣穩(wěn)壓腔(13)、進(jìn)氣歧管(15)和燃燒室(16)。采用本發(fā)明主要有以下效果當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力高于排氣歧管壓力時，能避免新鮮混合氣倒流，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；EGR冷卻系統(tǒng)中設(shè)置有預(yù)冷通道，能降低主冷卻的壓力，迅速降低廢氣的溫度，提高進(jìn)氣密度；EGR廢氣處理裝置能保護(hù)EGR閥不被污染，提高EGR率的有效性，避免碳煙顆粒進(jìn)入燃燒室加快缸活塞組的磨損。
文檔編號F02D21/08GK103114916SQ20131006517
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者賈殿臣, 李書利, 段景輝, 魏洪偉, 梁燕茹, 夏培生, 李學(xué)超 申請人:長城汽車股份有限公司