一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置，本发明专利技术主要由温压调节器、控制单元及各种电磁阀组成。温压调节器可以实现分段式的压力温度调节，使蓄热工质基本保持在预设的目标状态附近，同时使状态恒定箱始终保持高温高压，始终具有加热低温废气的能力；温压调节器内的蓄热工质可以吸收并蓄存高温废气的热量，待后续低温废气通过时又可向低温废气传热，以此实现对废气温度的控制；控制模块根据废气温度传感器的信号，控制废气的路线，当废气温度在后处理要求的高效温度窗内时，废气经废气直通管直接流进后处理器，当废气温度不在后处理要求的高效温度窗内时，废气流经温压调节器，经温度调节后再流进后处理器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置，本专利技术主要由温压调节器、控制单元及各种电磁阀组成。温压调节器可以实现分段式的压力温度调节，使蓄热工质基本保持在预设的目标状态附近，同时使状态恒定箱始终保持高温高压，始终具有加热低温废气的能力；温压调节器内的蓄热工质可以吸收并蓄存高温废气的热量，待后续低温废气通过时又可向低温废气传热，以此实现对废气温度的控制；控制模块根据废气温度传感器的信号，控制废气的路线，当废气温度在后处理要求的高效温度窗内时，废气经废气直通管直接流进后处理器，当废气温度不在后处理要求的高效温度窗内时，废气流经温压调节器，经温度调节后再流进后处理器。【专利说明】一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置
本专利技术属于内燃机废气余能回收利用领域，同时也属于内燃机排放后处理

技术介绍
随着排放法规的日益严格，内燃机单靠机内净化技术已经很难满足排放要求，所以排放后处理技术对于提高内燃机的排放水平显得尤为重要，但是现有后处理装置对废气温度的要求较为苛刻，只有在很窄的温度窗内时后处理装置才有较高的转化效率，然而车用内燃机的废气温度波动范围大且具有高度瞬变性，这将导致后处理装置的处理效果很差，所以本专利技术的目的在于控制废气温度，将其控制在后处理器要求的高效温度窗内，这对于提高内燃机排放水平意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置，该装置可以存储一定量的低沸点工质作为蓄热载体，并且通过分段式的压力温度调节使蓄热工质基本保持在某一预设的目标状态附近，该状态的温度可取在后处理器要求的高效温度窗内(比如中间值)，压力可取为稍大于工质的临界压力(此时工质的密度相对较大)，当流经该装置的内燃机废气温度高于蓄热工质的温度时，所存储的工质可以吸收并蓄存内燃机高温废气的能量，使废气温度降低，当后续流经该装置的内燃机废气温度低于蓄热工质的温度时，工质又可以将所蓄热量传给低温废气，使废气温度升高，即起到“取高补低”的作用，由于经过分段式的压力温度调节后，蓄热工质的温度基本保持恒定，所以流经该装置并与蓄热工质换热后的废气的温度波动范围将大大减小，并且废气温度平均值也会移向蓄热工质的温度，从而将内燃机所排废气的温度控制在后处理装置要求的高效温度窗内，同时也达到了废气余能回收利用的目的。为实现上述技术特征，本专利技术采用如下技术方案:如附图1所示，所述的分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置由废气温度传感器1、废气进管电磁阀2、废气进管3、废气直通管电磁阀4、工质进电磁阀15、温度压力传感器16、工质进管7、工质进电磁阀Π 8、压力分割阀19、温度压力传感器Π 10、喷嘴111、连通管112、喷嘴Π 13、工质进流量计14、状态恒定箱15、废气通道16、状态调节箱17、压力分割阀Π 18、连通管Π 19、温压调节器20、废气直通管21、工质出流量计22、废气出管电磁阀23、安全阀24、工质出管电磁阀25、废气出管26、工质出管27、工质罐、栗、控制模块等组成。温压调节器20由温度压力传感器16、工质进电磁阀Π8、压力分割阀19、温度压力传感器Π 10、喷嘴Ill、连通管112、喷嘴Π 13、状态恒定箱15、废气通道16、状态调节箱17、压力分割阀Π 18、连通管Π 19和安全阀24等组成。工质罐、栗、工质进管7、温压调节器20和工质出管27串联连接，形成工质的闭合循环回路，工质进电磁阀Π 8、压力分割阀19、压力分割阀Π 18打开后，连通管112和连通管Π19将状态恒定箱15和状态调节箱17连通，进而使得工质进管7、状态恒定箱15、状态调节箱17和工质出管27相互连通，压力分割阀19和压力分割阀Π 18关闭后能使状态恒定箱15和状态调节箱17断开，从而实现状态恒定箱15和状态调节箱17之间的压力分段，进而使得两者的压力互不影响。状态恒定箱15和状态调节箱17之间为废气通道16，状态恒定箱15和状态调节箱17的容积构成工质通道，工质通道和废气通道交叉分布，状态恒定箱15和状态调节箱17分别与废气通道16有着共用壁面，此共用壁面为换热壁面，废气通道内的废气和工质通道内的工质可以通过该换热壁面进行换热。工质进电磁阀15、工质进电磁阀Π 8和压力分割阀19打开后，在栗的作用下，工质罐内的工质能通过工质进管7、喷嘴Ill和喷嘴Π 13分别被喷入到状态恒定箱15和状态调节箱17内，然后通过换热壁面吸收废气的热量后蒸发，压力分割阀19和压力分割阀Π 18关闭，工质出管电磁阀25打开后，状态调节箱17内的气态工质可以通过工质出管27流进工质罐。发动机、废气进管3、废气通道16、废气出管26、后处理器串联连接，形成废气第一线路，发动机、废气直通管21、后处理器串联连接，形成废气第二线路，废气第一线路和废气第二线路并联。安全阀24为单向阀，与工质出管电磁阀25并联，当工质通道内的工质压力达到某一预设的安全上限时，高压工质顶开安全阀24，流进工质罐。以工质进流量计14为依据，定量工质在栗的作用下由工质罐被加入到状态恒定箱15和状态调节箱17内后，控制模块控制工质进电磁阀15和工质出管电磁阀25关闭，此后工质吸收并蓄存废气的热量逐渐全部蒸发，然后经过一段定容加热过程后达到某一预设的目标状态，此过程是目标状态的建立过程(详细建立过程将在“【具体实施方式】”中介绍)，此后控制模块根据废气温度传感器的信号控制废气流经第一线路或第二线路。以废气温度传感器I的信号为依据，当发动机所排废气的温度不处于后处理器要求的高效温度窗内时，控制模块控制废气进管电磁阀2和废气出管电磁阀23打开，废气直通管电磁阀4关闭，废气流经废气进管3后会流进废气通道16，并通过换热壁面与状态恒定箱15和状态调节箱17内的工质换热，当流经的废气温度高于工质温度时，蓄热工质吸收废气的热量并蓄存，当后续流经的废气温度低于工质温度时，蓄热工质向低温废气传热，以此来调节废气的温度，然后废气流经废气出管26，通过废气第一线路流进后处理器。当废气温度处在后处理器要求的高效温度窗内时，废气进管电磁阀2和废气出管电磁阀23关闭，废气直通管电磁阀4打开，废气流经废气直通管21经废气第二线路直接流进后处理器。蓄热工质达到目标状态后仍会与持续经过工质通道16的废气进行热交换，由于废气温度是波动的，所以蓄热工质一会吸热，一会放热，蓄热工质的状态也将会绕目标状态上下波动，但为了使工质基本保持在目标状态附近，当工质通道内的压力温度超过控制模块内预设的上限值时，这就需要利用温压调节器20的分段式调压调温功能来降低工质通道的压力和温度，所谓分段式的压力温度调节是指把状态恒定箱15和状态调节箱17暂时断开，使它们互不影响，降低状态调节箱17内工质的压力和温度后再将状态恒定箱15和状态调节箱17重新连通，以此降低状态恒定箱15和状态调节箱17内工质的压力和温度，具体实现方法是:控制模块控制压力分割阀19和压力分割阀Π 18关闭(此时工质进电磁阀15和工质出管电磁阀25是关闭的，工质进电磁阀Π 8是打开的)，将状态恒定箱15和状态调节箱17分割开，工质出管电磁阀25打开，将状态调节箱17内一部分高温高压气态工质排向工质罐，工质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式压力温度调节的内燃机排气温度控制装置，其主要由废气温度传感器(1)、废气进管电磁阀(2)、废气进管(3)、废气直通管电磁阀(4)、工质进电磁阀Ⅰ(5)、温度压力传感器Ⅰ(6)、工质进管(7)、工质进电磁阀Ⅱ(8)、压力分割阀Ⅰ(9)、温度压力传感器Ⅱ(10)、喷嘴Ⅰ(11)、连通管Ⅰ(12)、喷嘴Ⅱ(13)、工质进流量计(14)、状态恒定箱(15)、废气通道(16)、状态调节箱(17)、压力分割阀Ⅱ(18)、连通管Ⅱ(19)、温压调节器(20)、废气直通管(21)、工质出流量计(22)、废气出管电磁阀(23)、安全阀(24)、工质出管电磁阀(25)、废气出管(26)、工质出管(27)、工质罐、泵、控制模块、发动机和后处理器等组成，所述的工质罐、泵、工质进管(7)、温压调节器(20)和工质出管(27)串联连接，形成工质的闭合循环回路，所述的工质进电磁阀Ⅰ(5)、工质进电磁阀Ⅱ(8)、压力分割阀Ⅰ(9)打开后，在泵的作用下，工质罐内的工质能通过工质进管(7)、喷嘴Ⅰ(11)和喷嘴Ⅱ(13)分别被喷入到状态恒定箱(15)和状态调节箱(17)内，压力分割阀Ⅰ(9)和压力分割阀Ⅱ(18)关闭，工质出管电磁阀(25)打开后，状态调节箱(17)内的气态工质可以通过工质出管(27)流进工质存储罐，所述的发动机、废气进管(3)、废气通道(16)、废气出管(26)、后处理器串联连接，形成废气第一线路，所述的发动机、废气直通管(21)、后处理器串联连接，形成废气第二线路，废气第一线路和废气第二线路并联。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金山，张成良，韩永强，王先锋，许允，田径，李润钊，种道光，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22