發(fā)動(dòng)機(jī)egr系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)包括：EGR冷卻器；EGR閥，與EGR冷卻器出氣端連通；旁通管路，與EGR冷卻器并聯(lián)，其入口處安裝有與ECU控制連接的廢氣流量控制比例閥；溫度傳感器，布設(shè)在旁通管路出口至EGR閥之間，作為ECU采集EGR閥前廢氣溫度的輸入端。該發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，采用與EGR冷卻器并聯(lián)帶有比例閥的旁通管路，通過(guò)調(diào)整比例閥的開(kāi)啟比例，以調(diào)整進(jìn)入EGR閥閥前的廢氣溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了產(chǎn)品可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為發(fā)動(dòng)機(jī)降低NOx排放的主要手段之一，EGR (廢氣再循環(huán))技術(shù)在輕型車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛運(yùn)用。隨著汽車(chē)工業(yè)的進(jìn)步，EGR技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，從真空控制式的氣動(dòng)EGR閥，到直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)EGR閥；從非冷卻EGR系統(tǒng)到帶EGR冷卻器的冷卻EGR系統(tǒng)，都極大促進(jìn)了 EGR技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的成功運(yùn)用。
[0003]然而，隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)EGR廢氣的需求(即EGR率)也逐漸增大，EGR系統(tǒng)的穩(wěn)定性及耐久性問(wèn)題日益突出。在裝配EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，如何避免EGR系統(tǒng)(尤其是EGR閥)因長(zhǎng)期使用而導(dǎo)致的積碳、結(jié)膠等問(wèn)題，成為了亟待解決的難題。經(jīng)EGR冷卻器冷卻后的廢氣溫度過(guò)低，廢氣中積碳沉積，未燃HC等腐蝕性物質(zhì)冷凝后，與積碳結(jié)合生產(chǎn)膠狀物，這是EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠的主要原因之一。
[0004]避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠的現(xiàn)有方法包括:首先，通過(guò)合理匹配EGR冷卻器，優(yōu)化冷卻器冷卻效率，盡可能地將經(jīng)由EGR冷卻器冷卻的廢氣溫度控制在合理范圍(120-1800C )(此溫度范圍EGR閥積碳、結(jié)膠少)。其次，將EGR冷卻器并聯(lián)帶簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)閥的旁通裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)的部分運(yùn)行工況，可直接將廢氣旁通而不經(jīng)過(guò)EGR冷卻器，避免廢氣過(guò)度冷卻，來(lái)避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠。
[0005]現(xiàn)有的技術(shù)方案主要缺點(diǎn):
[0006]首先，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況復(fù)雜，經(jīng)由EGR系統(tǒng)的廢氣溫度和廢氣流量變化較大，通過(guò)合理匹配EGR冷卻器，優(yōu)化冷卻器冷卻效率，可保證在一定工況范圍內(nèi)EGR冷卻器出口(亦即EGR閥前)的廢氣溫度控制在合理范圍，但難以兼顧整個(gè)排放工況區(qū)EGR系統(tǒng)最佳廢氣溫度的需求。
[0007]其次，采用帶旁通裝置的EGR冷卻器，一定程度上可擴(kuò)展EGR冷卻器的控制范圍，但僅通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)閥，EGR冷卻器出口的廢氣溫度可調(diào)控的范圍有限，無(wú)法對(duì)其實(shí)現(xiàn)精確控制。
[0008]最后，EGR冷卻器出口的廢氣溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和排放影響很大，作為EGR系統(tǒng)中關(guān)鍵零部件，EGR冷卻器對(duì)廢氣的冷卻作用至關(guān)重要。試驗(yàn)表明，EGR冷卻器的冷卻效率隨著使用時(shí)間會(huì)有所降低，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法對(duì)其冷卻效率進(jìn)行判定，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)排放超限的風(fēng)險(xiǎn)增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證產(chǎn)品可靠性的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)。[0010]為達(dá)到上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，包括:
[0011]EGR 冷卻器；
[0012]EGR閥，與EGR冷卻器出氣端連通；
[0013]旁通管路，與EGR冷卻器并聯(lián)，其入口處安裝有通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶實(shí)時(shí)控制的廢氣流量控制比例閥；
[0014]溫度傳感器，布設(shè)在旁通管路出口至EGR閥之間，作為發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶采集EGR閥前廢氣溫度的輸入端。
[0015]上述技術(shù)方案中，EGR冷卻器具有EGR冷卻器進(jìn)水端和EGR冷卻器出水端。
[0016]上述技術(shù)方案中，EGR冷卻器和其旁通管路通過(guò)廢氣引入管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管導(dǎo)通。
[0017]上述技術(shù)方案中，EGR閥為電動(dòng)EGR閥。
[0018]上述技術(shù)方案中，進(jìn)入EGR閥的排氣最終導(dǎo)入被新鮮空氣入口的增壓器壓氣機(jī)加壓的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，再經(jīng)混合氣進(jìn)氣管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管使排氣再度燃燒。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:該發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，采用與EGR冷卻器并聯(lián)帶有比例閥的旁通管路，通過(guò)調(diào)整比例閥的開(kāi)啟比例，實(shí)現(xiàn)不同流量的廢氣旁通，以調(diào)整進(jìn)入EGR閥閥前的廢氣溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了產(chǎn)品可靠性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)的流程圖；
[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0023]1-發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，2-旁通比例控制閥，3-廢氣引入管，4-EGR冷卻器，5_增壓器渦輪機(jī)，6-EGR冷卻器進(jìn)水端，7-EGR冷卻器出水端，8-增壓器壓氣機(jī)，9-新鮮空氣入口，10-溫度傳感器，Il-EGR閥，12-混合氣進(jìn)氣管路，13-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，14-發(fā)動(dòng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。需要理解的是，本實(shí)用新型的以下實(shí)施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，這些用來(lái)限制方向的詞語(yǔ)僅僅是為了便于說(shuō)明，并不代表對(duì)本實(shí)用新型具體技術(shù)方案的限制。
[0025]本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，采用與EGR冷卻器并聯(lián)帶有比例閥的旁通管路，通過(guò)調(diào)整比例閥的開(kāi)啟比例，實(shí)現(xiàn)不同流量的廢氣旁通，以調(diào)整進(jìn)入EGR閥閥前的廢氣溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了產(chǎn)品可靠性。
[0026]以下詳細(xì)的描述通過(guò)舉例但非限制的方式說(shuō)明了本公開(kāi)，應(yīng)該明白的是本公開(kāi)的各種方面可被單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)或者與其他方面結(jié)合的實(shí)現(xiàn)。本說(shuō)明書(shū)清楚的使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造并使用我們相信為新的且非顯而易見(jiàn)的改進(jìn)，描述了若干實(shí)施例、變通方法、變型、備選方案以及系統(tǒng)應(yīng)用，包括當(dāng)前被認(rèn)為是執(zhí)行本說(shuō)明書(shū)中描述的實(shí)用新型原理的最好模式。當(dāng)描述元件或特征和/或?qū)嵤├龝r(shí)，冠以“一” “一個(gè)” “該”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包括”“包含”和“具有”旨在為包括性的，并表示在那些具體描述的元件或特征以外還具有額外的元件或特征。
[0027]如圖1所示,該發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)即排氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation)為小型內(nèi)燃機(jī)在燃燒后將排出氣體的一部分分離出、并導(dǎo)入進(jìn)氣側(cè)使其再度燃燒的技術(shù)。主要目的為降低排出氣體中的氮氧化物(NOx)。發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)包括:EGR冷卻器4和與EGR冷卻器4出氣端連通的EGR閥11，以及與EGR冷卻器4并聯(lián)的旁通管路和布設(shè)在旁通管路出口至EGR閥11之間的溫度傳感器10。其中，旁通管路并聯(lián)在EGR冷卻器兩端，在旁通管路入口安裝有一個(gè)比例閥2，用于控制旁通廢氣的流量；溫度傳感器10用于測(cè)量EGR閥前廢氣溫度，而E⑶采集溫度傳感器的測(cè)量值，與預(yù)設(shè)的目標(biāo)模型溫度值進(jìn)行比對(duì)(目標(biāo)模型溫度為在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程，根據(jù)需求標(biāo)定的EGR閥閥前廢氣溫度的最優(yōu)溫度值)，根據(jù)偏差，驅(qū)動(dòng)比例閥進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)整比例閥的開(kāi)啟比例，實(shí)現(xiàn)不同流量的廢氣旁通，以調(diào)整進(jìn)入EGR閥閥前的廢氣溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了產(chǎn)品可靠性。
[0028]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)14處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管I排出氣體的一部分進(jìn)入增壓器渦輪機(jī)5排出；另一部分氣體分離出、并經(jīng)廢氣引入管3導(dǎo)入具有并聯(lián)旁通管路的EGR冷卻器4，旁通管路入口安裝有比例閥2，EGR冷卻器4具有EGR冷卻器進(jìn)水端6和EGR冷卻器出水端7 ;之后再進(jìn)入EGR閥11最終導(dǎo)入被新鮮空氣入口 9的增壓器壓氣機(jī)8加壓的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，經(jīng)混合氣進(jìn)氣管路12進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管13使排氣再度燃燒，溫度傳感器10布設(shè)在旁通管路出口至EGR閥11之間。
[0029]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，首先判斷EGR閥是否處于工作狀態(tài)，如果處于工作狀態(tài)，則比例閥控制功能使能(處于工作待命狀態(tài))，否則關(guān)閉。當(dāng)EGR閥處于工作狀態(tài)，比例閥控制功能使能，ECU會(huì)采集EGR閥閥前的廢氣溫度T，并與存儲(chǔ)在ECU中的目標(biāo)模型溫度值Td對(duì)比。通過(guò)對(duì)比得出溫度差值Λ T= (T-Td)0
[0030]如圖2所示，當(dāng)Λ T < (TC，即EGR閥閥前實(shí)際溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致EGR系統(tǒng)積碳和結(jié)膠的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)EGR冷卻器對(duì)廢氣過(guò)度冷卻。ECU根據(jù)Λ T實(shí)際值調(diào)節(jié)比例閥打開(kāi)一定開(kāi)度，將部分廢氣不經(jīng)冷卻直接到達(dá)EGR閥前。隨著比例閥的開(kāi)啟，Λ T逐漸增大，當(dāng)?shù)扔?，即實(shí)際溫度等同于目標(biāo)溫度時(shí)，比例閥停止調(diào)節(jié)并維持當(dāng)前開(kāi)度值，直至Λ T發(fā)生變化為止。
[0031]當(dāng)Λ T > 0°C，即EGR閥閥前實(shí)際溫度高于目標(biāo)溫度時(shí)，經(jīng)由EGR閥的廢氣溫度相對(duì)升高，實(shí)際進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度較高，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及排放惡化。當(dāng)EGR閥閥前溫度過(guò)高時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致EGR閥因工作溫度過(guò)高而發(fā)生損壞。此時(shí)EGR冷卻器對(duì)廢氣冷卻不足。ECU根據(jù)Λ T實(shí)際值調(diào)節(jié)比例閥關(guān)閉一定開(kāi)度，促使大部分廢氣經(jīng)EGR冷卻器冷卻后再達(dá)到EGR閥前。隨著比例閥的關(guān)閉，Λ T逐漸減小，當(dāng)?shù)扔?，即實(shí)際溫度等同于目標(biāo)溫度時(shí)，比例閥停止調(diào)節(jié)并維持當(dāng)前開(kāi)度值，直至Λ T發(fā)生變化為止。[0032]當(dāng)Λ T=0°C，即EGR閥閥前實(shí)際溫度等同于目標(biāo)溫度時(shí)，比例閥維持當(dāng)前開(kāi)度值，直至Λ T發(fā)生變化為止。
[0033]當(dāng)Λ T > (TC，比例閥逐漸關(guān)閉至O位置時(shí)，如果此時(shí)Λ T > 50°C，可認(rèn)為EGR冷卻器工作基本正常，但冷卻效率有所下降；如果AT > 100°C，則判定EGR冷卻器工作異常，冷卻效率不滿足使用要求，ECU根據(jù)判定結(jié)果生成故障碼，點(diǎn)亮整車(chē)故障燈，并采取扭矩保護(hù)措施，限制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，防止損壞EGR系統(tǒng)其它部件，及發(fā)動(dòng)機(jī)排放明顯劣化。
[0034]本系統(tǒng)適應(yīng)于現(xiàn)有EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，在外觀上不需要進(jìn)行較大改動(dòng)。
[0035]綜上，該發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，采用在EGR冷卻器并聯(lián)帶有比例閥的旁通管路，通過(guò)調(diào)整比例閥的開(kāi)啟比例，實(shí)現(xiàn)不同流量的廢氣旁通，以調(diào)整進(jìn)入EGR閥閥前的廢氣溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)行工況下，EGR閥前廢氣溫度可控，有效避免EGR系統(tǒng)積碳、結(jié)膠；進(jìn)而良好地控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的混合氣溫度，從而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的最優(yōu)狀態(tài)；且通過(guò)對(duì)EGR冷卻器的冷卻效率實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了產(chǎn)品可靠性。
[0036]以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，其特征在于，包括: EGR冷卻器； EGR閥，與EGR冷卻器出氣端連通； 旁通管路，與EGR冷卻器并聯(lián)，其入口處安裝有通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)時(shí)控制的廢氣流量控制比例閥； 溫度傳感器，布設(shè)在旁通管路出口至EGR閥之間，作為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU采集EGR閥前廢氣溫度的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR冷卻器具有EGR冷卻器進(jìn)水端和EGR冷卻器出水端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR冷卻器和其旁通管路通過(guò)廢氣引入管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，其特征在于:所述EGR閥為電動(dòng)EGR閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)入EGR閥的排氣最終導(dǎo)入被新鮮空氣入口的增壓器壓氣機(jī)加壓的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，再經(jīng)混合氣進(jìn)氣管路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管使排氣再度燃燒。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK203403990SQ201320544397
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李明星, 朱萬(wàn)冬, 王輝, 黎幸榮 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司