本实用新型专利技术属于内燃机技术领域，涉及一种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置；克服了仅通过单个文丘里管难以满足发动机全负荷工况范围内均能实现较好的废气再循环的问题；包括发动机、中冷器、低压级涡轮机、低压级压气机、高压级涡轮机、高压级压气机、EGR冷却器、大文丘里管、小文丘里管、发动机排气歧管、发动机进气歧管和电控EGR阀；发动机排气歧管与高压级涡轮机相连，高压级涡轮机与低压级涡轮机相连；低压级压气机与高压级压气机相连；发动机排气歧管与EGR冷却器相连，EGR冷却器与电控EGR阀相连，再通过三通管路分支，两个分支管路分别与小文丘里管和大文丘里管相连；该装置为发动机引入较大比例EGR提供可行性，降低缸内NOx排放量。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于内燃机
，具体涉及一种二级增压柴油机实现废气再循环 的可调文丘里管装置。
技术介绍
增压柴油机因其燃油经济性好和动力性强等优点而被广泛用于各种机械装置，尤 其是用在重型汽车上。然而由于传统增压技术难以满足发动机对功率的需求，因此新型增 压技术如二级增压装置开始应用于发动机上，二级增压柴油机较单级增压相比进气量显著 增加，最大功率和扭矩得到提高，但其较高的进气量容易导致缸内富氧燃烧，会产生较多 NOx排放量。科学研宄表明NOx排放可造成光化学烟雾，对人体危害极大。因此，降低柴油 机NOx排放技术已成为热点问题。目前柴油机降低NOx排放技术主要分为机内净化和机后 尾气处理。尾气处理装置主要为SCR(选择性催化还原技术），其成本较高，控制技术较复 杂；机内净化技术主要为EGR (废气再循环技术），通过将发动机部分排气引入气缸，可降低 缸内燃烧温度和氧浓度，因此能抑制NOx生成量，并且EGR率增加与NOx减少量几乎成线性 关系。由于EGR系统成本低，控制技术较简单，目前已成为满足国IV及以上发动机排放法 规必不可少的技术。 实现EGR的方式主要包括高压EGR和低压EGR，低压EGR系统指废气从涡轮后引入 到压气机前，这种方式能够实现较大比例的EGR，但废气中微粒成分容易造成压气机和中冷 器的损坏，需要在引入前安装DPF(柴油机微粒捕集器）捕集微粒，使得成本较高；高压EGR 系统指废气从涡轮前引入到压气机后，这种方式不需要安装DPF，成本较低，因此目前应用 更为广泛。但其缺点是实现的EGR率较低，由于二级增压柴油机进气压力较高，使得部分负 荷工况下涡前与进气后的压差较小甚至为负值，因此EGR引入更加困难，并且随EGR率增加 易导致进气温度增加，使得进气效率下降。为满足未来国V及以上发动机排放法规的要求， 必须要增大EGR率，因此需要对二级增压柴油机的进气系统装置改进，为引入较大比例EGR 创造有利条件。公告号CN203499859,其公告日为2014年3月26日的中国技术专利公 开了一种《增压柴油机文丘里管废气再循环装置》，其技术方案是通过文丘里管引入EGR，使 得高负荷工况下仍能够实现EGR引入，相关研宄表明，EGR引入能力和文丘里管喉管直径相 关，喉管直径越小则对EGR的引入效果越好，但其仅通过单个文丘里管匹配EGR系统难以保 证发动机全工况范围内均具有较好的EGR引入效果，尤其是用于具有较高进气压力的二级 增压柴油机上时，若在低速工况下匹配文丘里管系统，则高速工况下进气流量较大容易造 成喉管处产生壅塞，进气压力损失较大，因此会使进气效率降低；若在高速工况下匹配文丘 里管系统，则低速工况时EGR引入效果不明显，因此通过单个文丘里管不能满足二级增压 柴油机所有工况下对EGR率的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的仅通过单个文丘里管 4 CN 204386776 U 说明书 2/6页 难以满足发动机全负荷工况范围内均能实现较好的废气再循环的问题，提供了一种二级增 压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置。为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的，结合【附图说明】如 下： -种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置，包括发动机6、中冷器 16、低压级涡轮机1、低压级压气机2、高压级涡轮机3、高压级压气机4、EGR冷却器7、大文 丘里管11、小文丘里管14、发动机排气歧管5、发动机进气歧管8和电控EGR阀10 ;所述发 动机排气歧管5与高压级涡轮机3相连，所述高压级渦轮机3与低压机祸轮机 1相连；所述 低压级压气机2与高压级压气机4相连； 所述发动机排气歧管5与EGR冷却器7相连，所述EGR冷却器7与所述电控EGR 阀10相连，再通过三通管路分支，两个分支管路分别与小文丘里管14和大文丘里管11相 连； 所述高压级压气机4与所述中冷器I6相连，所述中冷器16与小文丘里管14和大 文丘里管11依次连接，所述大文丘里管 11连接发动机进气歧管8,发动机进气歧管8与发 动机6的发动机气缸相连。 技术方案中所述小文丘里管14并联旁通管路，旁通管路上设有进气旁通阀15。 技术方案中所述文丘里管14喉管处设有压力传感器13,所述发动机进气歧管8内 设有氧传感器9,柴油机凸轮轴上设有转速传感器I 7,发动机曲轴上设有扭矩传感器18。 技术方案中所述小文丘里管14的喉管直径比为0· 3 ;所述大文丘里管11的喉管 直径比为0. 7 ;所述小文丘里管14和大文丘里管11的压缩角均为18°、扩压角均为12°。 技术方案中所述小文丘里管14和大文丘里管11的内部管道变直径处均平滑过 渡。 技术方案中所述小文丘里管14和大文丘里管11喉管表面均设有引射口 21。 技术方案中所述大文丘里管11、小文丘里管14喉管处外端均设有稳压罩19。 技术方案中所述大文丘里管11喉管处外端设有的稳压罩19与所述电控EGR阀10 相连的分支管路20上设有控制阀12。 技术方案中所述引射口 2I在大文丘里管11、小文丘里管14的喉管周围均设置三 排圆周，每排圆周均匀布置六个引射口。 技术方案中所述发动机气缸内排出的废气不经过高压级涡轮机3而直接被引入 到文丘里管的喉管内。由发动机气缸内排出的废气开始经过的管路称为EGR主管路，在EGR 主管路上安装EGR冷却器7和电控EGR阀10,在管路末端通过安装三通管路实现分支，每个 分支管路分别与小文丘里14和大文丘里管11管喉管外端的稳压罩19相连。 在EGR主管路上安装EGR冷却器7和电控EGR阀10,由大文丘里管11引入废气的 分支管路上安装控制阀12。 本技术的目的是对目前应用文丘里管引入EGR的进气装置进行改进，开发可 调两级文丘里管进气系统装置，可根据增压发动机工况的变化调节文丘里管与EGR匹配方 式，保证二级增压发动机在较宽的工况范围内能够满足对EGR率的需求。该装置可用于优 化发动机EGR引入技术，能在任意工况下实现较大比例的EGR，因此在发动机较高进气量前 提下应用该装置较为合适。定义文丘里管的直径比为喉管直径和端口直径之比，技术 5 CN 204386776 U 说明书 3/6页 所述两级文丘里管由端口直径相同、但喉管直径不同的输入文丘里管和输出文丘里管串联 组成，进气装置还包括进气旁通阀，EGR引入系统包括EGR控制阀和EGR冷却器，其主要特征 是两个不同喉管直径比的文丘里管串联，第一个采用小文丘里管，第二个采用大文丘里管， 在小文丘里管进气端开设旁通管路并安装进气旁通阀。 在每个文丘里管喉管处引入废气，引射口为直径为某一定值的圆孔，每六个圆孔 为一排，均匀分布在管圆周上，引射口的方向尽量与进气方向一致。在每个文丘里管喉管外 部安装圆形封闭外罩，封闭外罩起稳压作用，每个废气引射口均处于稳压罩内。 在EGR主管道上安装电控EGR阀，用于控制管路开度。文丘里管后的进歧管管内 安装氧传感器，可以向ECU传递进气流量的信号，从而控制EGR阀门开度。 在小文丘里管喉管处安装压力传感器，可通过对E⑶反馈信号调节进气旁通阀的 开度。在ECU内预先设定文丘里管旁通阀开启的临界进气压力p e，当进气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置，包括发动机(6)、中冷器(16)、低压级涡轮机(1)、低压级压气机(2)、高压级涡轮机(3)、高压级压气机(4)、EGR冷却器(7)、大文丘里管(11)、小文丘里管(14)、发动机排气歧管(5)、发动机进气歧管(8)和电控EGR阀(10)；所述发动机排气歧管(5)与高压级涡轮机(3)相连，所述高压级涡轮机(3)与低压级涡轮机(1)相连；所述低压级压气机(2)与高压级压气机(4)相连；其特征在于：所述发动机排气歧管(5)与EGR冷却器(7)相连，所述EGR冷却器(7)与所述电控EGR阀(10)相连，再通过三通管路分支，两个分支管路分别与小文丘里管(14)和大文丘里管(11)相连；所述高压级压气机(4)与所述中冷器(16)相连，所述中冷器(16)与小文丘里管(14)和大文丘里管(11)依次连接，所述大文丘里管(11)连接发动机进气歧管(8)，发动机进气歧管(8)与发动机(6)的发动机气缸相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘高，孙万臣，郭亮，杜家坤，李国良，范鲁艳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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