一种基于VNT的EGR废气再循环系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于VNT的EGR废气再循环系统，包括颗粒捕集器和两路废气循环管路，颗粒捕集器的输入端与柴油机的排气管相连，颗粒捕集器的输出端与两路废气循环管路的输入端相连，两路废气循环管路包括VNT废气循环管路和EGR废气循环管路；EGR废气循环管路中设置有EGR电子阀，通过调节EGR电子阀的开度进而控制EGR废气循环管路的废气流量；两路废气循环管路的输出端通过文丘里管与柴油机的进气管相连。本实用新型专利技术可以有效控制柴油机废气中的微粒排放物质和碳氢化合物的排放，减少废气污染；且能够使柴油机在所有工况点都实现较好的性能，从而保证船舶柴油机在节能与减排上取得最好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及柴油机的废气循环
，尤其涉及一种基于VNT的EGR废气再循环系统。
技术介绍
随着船舶运输行业的发展,船舶数量逐年加大,船用柴油机排放的废气对大气的污染已经不容忽视。在航运发达的国家和地区,尤其是港口和航线密集的沿海地区,船舶柴油机的排放己经成为当地大气的主要污染源。有报告表明,由船用柴油机排放的废气如氮氧化物(NOx)、硫化物(SOx)、二氧化碳(CO2)和颗粒物(PM)等引起的大气污染约占5％-10％,港口城市的局部地区甚至高达30％-40％。大气污染所造成的雾霾、光化学烟雾等己经直接的威胁到了人们的健康。此外,逐年的全球变暖问题,也已经切实的影响到了人们的生活。世界海事组织对船舶主动力即柴油机污染的控制也越来越严格。柴油机及其能源向绿色环保方向发展已经成为一种必然的趋势。EGR表示排气再循环系统，VNT表示可变喷嘴环涡轮增压器。远洋船舶航行时，由于环境的变化，船舶柴油机进气的温度也会变化，从而对重油燃烧过程中NOx产生影响，同时排气中的循环可燃物的变化，对柴油机的工作循环变动有很大的影响，但是传统的EGR只考虑了循环废气的流量和温度，忽略了EGR要素以及对进气温度、压力进行合适匹配的控制，从而不能有效的构造出最佳的EGR率。为了使船舶柴油机在不同的工况，不同的进气温度，不同的进气压力以及不同的排气中的循环可燃物的比例下实现最佳EGR率的控制，同时满足循环废气顺利进入柴油机进气口以及达到节能与减排的要求，需对原有的EGR及其控制系统进行优化。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于针对现有技术中废气排放污染大，且耗能较多的缺陷，提供一种利用两路废气循环管路对柴油机的废气进行处理的基于VNT的EGR废气再循环系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术提供一种基于VNT的EGR废气再循环系统，包括颗粒捕集器和两路废气循环管路，颗粒捕集器的输入端与柴油机的排气管相连，颗粒捕集器的输出端与两路废气循环管路的输入端相连，两路废气循环管路包括VNT废气循环管路和EGR废气循环管路；EGR废气循环管路中设置有EGR电子阀，通过调节EGR电子阀的开度进而控制EGR废气循环管路的废气流量；两路废气循环管路的输出端通过文丘里管与柴油机的进气管相连。进一步地，本技术的VNT废气循环管路包括依次相连的涡轮机、可变喷嘴环涡轮增压器、压缩机和中冷器，涡轮机的输入端与颗粒捕集器的输出端相连，中冷器的输出端与文丘里管相连。进一步地，本技术的EGR废气循环管路还包括速度传感器和EGR冷却器，速度传感器的输入端与颗粒捕集器的输出端相连，EGR冷却器的输出端与文丘里管相连，EGR电子阀设置在速度传感器和EGR冷却器之间。进一步地，本技术的该系统还包括控制器，控制器与EGR电子阀相连。进一步地，本技术的该系统还包括温度传感器，温度传感器设置在文丘里管和VNT废气循环管路之间，且与控制器相连。进一步地，本技术的该系统还包括柴油机输出轴，柴油机输出轴的输出端设置有转速传感器，转速传感器与控制器相连。进一步地，本技术的EGR电子阀为步进电机驱动式EGR阀。进一步地，本技术的可变喷嘴环涡轮增压器为步进电机驱动式可变喷嘴环涡轮增压器。进一步地，本技术的控制器为单片机。本技术产生的有益效果是：本技术的基于VNT的EGR废气再循环系统，通过在柴油机的输出端设置的颗粒捕集器，可以有效控制柴油机废气中
的微粒排放物质和碳氢化合物的排放，减少废气污染，并且为废气循环系统提供了更加稳定的运行环境；通过调节设置在EGR废气循环管路中的EGR电子阀的开度，能够对EGR废气循环管路中的废气流量进行控制，使柴油机不仅能够保持高速时的涡轮效率,而且可以提高低速时的涡轮效率,在所有工况点都实现较好的性能，从而保证船舶柴油机在节能与减排上取得最好的效果。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术实施例的基于VNT的EGR废气再循环系统的结构示意图；图2是本技术实施例的基于VNT的EGR废气再循环系统的控制系统模块框图；图中，1-涡轮机，2-压缩机，3-可变喷嘴环涡轮增压，4-颗粒捕集器，5-速度传感器，6-转速传感器，7-柴油机输出轴，8-排气管，9-EGR电子阀，10-控制器，11-中冷器，12-柴油机，13-进气管，14-文丘里管，15-EGR冷却器，16-温度传感器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术的基于VNT的EGR废气再循环系统，包括颗粒捕集器4和两路废气循环管路，颗粒捕集器4的输入端与柴油机12的排气管8相连，颗粒捕集器4的输出端与两路废气循环管路的输入端相连，两路废气循环管路包括VNT废气循环管路和EGR废气循环管路；EGR废气循环管路中设置有EGR电子阀9，通过调节EGR电子阀9的开度进而控制EGR废气循环管路的废气流量；两路废气循环管路的输出端通过文丘里管14与柴油机12的进气管13相连。VNT废气循环管路包括依次相连的涡轮机1、可变喷嘴环涡轮增压器3、压缩机2和中冷器11，涡轮机1的输入端与颗粒捕集器4的输出端相连，中冷器11的输出端与文丘里管14相连。EGR废气循环管路还包括速度传感器5和EGR冷却器15，速度传感器5的输入端与颗粒捕集器4的输出端相连，EGR冷却器15的输出端与文丘里管14相连，EGR电子阀9设置在速度传感器5和EGR冷却器15之间。该系统还包括控制器10，控制器10与EGR电子阀9相连；该系统还包括温度传感器16，温度传感器16设置在文丘里管14和VNT废气循环管路之间，且与控制器10相连；该系统还包括柴油机输出轴7，柴油机输出轴的输出端设置有转速传感器6，转速传感器6与控制器10相连。EGR电子阀9为步进电机驱动式EGR阀；可变喷嘴环涡轮增压器3为步进电机驱动式可变喷嘴环涡轮增压器；控制器10为单片机。如图2所示，在本技术的另一个具体实施例中，基于VNT的EGR废气再循环系统，柴油机的排气口经排气管连接两路输出，一路通过排气管依次连接涡轮机、可变喷嘴环涡轮增压器(VNT)、压缩机、中冷器、文丘里管，另一路是在排气管后依次连接速度传感器、EGR电子阀和EGR冷却器，中冷器和EGR冷却器的输出口均通过进气管连接于柴油机的进气口；还包括柴油机输出轴，柴油机输出轴上设有转速传感器，在中冷器输出的管道上设有温度传感器；还包括控制器，控制器的信号输入端与速度传感器、温度传感器和转速传感器的信号输出端连接，控制器的输出端与EGR电子阀的控制信号输入端和VNT的信号输入端连接。还包括颗粒捕集器，颗粒捕集器的输入口通过管道连接于柴油机的排气管，颗粒捕集器的输出口连接涡轮机的输入口和EGR电子阀的输入口的管路。EGR电子阀为步进电机驱动式EGR阀，可变喷嘴环涡轮增压器为步进电机驱动式可变喷嘴环涡轮增压器，控制器为单片机。柴油发动机的污染主要来自三个方面——微粒排放物质、碳氢化合物(HCx)、氮氧化物(NOx)。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于VNT的EGR废气再循环系统，其特征在于，包括颗粒捕集器(4)和两路废气循环管路，颗粒捕集器(4)的输入端与柴油机(12)的排气管(8)相连，颗粒捕集器(4)的输出端与两路废气循环管路的输入端相连，两路废气循环管路包括VNT废气循环管路和EGR废气循环管路；EGR废气循环管路中设置有EGR电子阀(9)，通过调节EGR电子阀(9)的开度进而控制EGR废气循环管路的废气流量；两路废气循环管路的输出端通过文丘里管(14)与柴油机(12)的进气管(13)相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于VNT的EGR废气再循环系统，其特征在于，包括颗粒捕集器(4)和两路废气循环管路，颗粒捕集器(4)的输入端与柴油机(12)的排气管(8)相连，颗粒捕集器(4)的输出端与两路废气循环管路的输入端相连，两路废气循环管路包括VNT废气循环管路和EGR废气循环管路；EGR废气循环管路中设置有EGR电子阀(9)，通过调节EGR电子阀(9)的开度进而控制EGR废气循环管路的废气流量；两路废气循环管路的输出端通过文丘里管(14)与柴油机(12)的进气管(13)相连。2.根据权利要求1所述的基于VNT的EGR废气再循环系统，其特征在于，VNT废气循环管路包括依次相连的涡轮机(1)、可变喷嘴环涡轮增压器(3)、压缩机(2)和中冷器(11)，涡轮机(1)的输入端与颗粒捕集器(4)的输出端相连，中冷器(11)的输出端与文丘里管(14)相连。3.根据权利要求1所述的基于VNT的EGR废气再循环系统，其特征在于，EGR废气循环管路还包括速度传感器(5)和EGR冷却器(15)，速度传感器(5)的输入端与颗粒捕集器(4)的输出端相连，EGR冷却器(15)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，孙俊，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42