可变冷却EGR进气系统及基于其的废气处理方法技术方案

本发明专利技术公布了可变冷却EGR进气系统及基于其的废气处理方法，其特征在于：包括发动机进气总管、水冷中冷器、进气腔、和三通管；三通管包括三个支管：第一支管与EGR气体管道相连通，第二支管连接进气总管，第三支管连接进气腔靠近进气支管一侧；第二支管和第三支管内均装有一个由汽车ECU控制的电子控制阀，进气腔内部装有水冷中冷器。通过上述可变冷却EGR进气系统将气缸排出的废气进行冷却后再循环；可以对EGR气体进行更大程度地冷却，使得控制温度更加精准，避免堵塞，达到理想冷却效果，增加发动机进气量，增加动力和降低油耗。

【技术实现步骤摘要】
可变冷却EGR进气系统及基于其的废气处理方法
本专利技术涉及一种可变进气系统，更具体地涉及一种可冷却EGR系统(ExhaustGasRe-circulation，废气再循环系统，下同)的可变进气系统及基于其的废气处理方法。
技术介绍
EGR系统是一种用来降低汽车尾气排放中氮氧化物的技术，是使汽车尾气排放达到欧IV、V标准以上必须采用的，而汽车在燃烧过程中，将产生500～600℃左右的高温，高热的废气回流，则达不到排放效果，需对废气降温后再回流才有效。若对EGR气体不加以冷却，则炙热的回流废气将加热进气，导致缸内燃烧温度大幅度升高，抵消了EGR降低NOX的作用，严重时还将对发动机机体的结构产生破坏。因此，有必要对高温的EGR气体进行冷却。目前汽车市场上的EGR冷却器都普遍存在冷却器内部堵塞，对炙热的EGR气体冷却不够，达不到理想冷却效果的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术中所存在的问题，提出一种结构简单、安装方便的可变冷却EGR进气系统，避免堵塞，达到理想冷却效果，增加发动机进气量，增加动力和降低油耗。本专利技术的技术问题通过下列技术方案来实现：一种可变冷却EGR进气系统，其特征在于：包括发动机进气总管、水冷中冷器、进气腔、和三通管；三通管包括三个支管：第一支管与EGR气体管道相连通，第二支管连接进气总管，第三支管连接进气腔靠近进气支管一侧；第二支管和第三支管内均装有一个由汽车ECU控制的电子控制阀，进气腔内部装有水冷中冷器。进一步的，当第二支管电子控制阀开启、第三支管电子控制阀关闭时，EGR气体管道通过第二支管与进口总管进气口相汇聚连通，且共同经由水冷中冷器与进气总管出口连通；当第三支管电子控制阀开启、第二支管电子控制阀关闭时，外部EGR气体管道通过第三支管与进气腔连通后再与进气总管出口连通。进一步的，还设置有温度传感器，温度控制器设置在中冷器中，与汽车ECU电连接；汽车ECU与电子控制阀电连接。进一步的，进气总管出口端与气缸连通，气缸设置排气歧管，排气歧管设置支管作为EGR气体管道。进一步的，三通管通过法兰和配套密封件组装在进气总管和排气歧管之间。进一步的，汽车ECU还与发动机转速传感器、节气门开度监测器、以及EGR传感器、EGR控制阀连接；EGR传感器和EGR控制阀设置在EGR气体管道中且位于EGR气体进入三通管第一支管之前位置。进一步的，上述三通管的三个支管周向均匀三叉间隔式设置。基于上述可变冷却EGR进气系统的废气处理方法，其特征在于通过上述可变冷却EGR进气系统将气缸排出的废气进行冷却后再循环；包括如下步骤：步骤1：控制模块接收发动机转速信号、节气门开度信号、水冷中冷器内部气体温度信号以及EGR传感器信号；步骤2：控制模块检测再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比，控制EGR控制阀开闭，将在气缸中混合燃烧产生的废气部分送入三通管进行回收；步骤3：控制模块根据水冷中冷器内部的温度传感器发送的气体温度信号，向三通管中电子控制阀发射指令，决定EGR气体和新鲜空气混合进入水冷中冷器冷却之后再进入进气腔还是混合气直接进入气缸，进入气缸混合燃烧后废气通过排气歧管排出，部分废气经过三通管继续进行冷却回收处理。专利技术人经过试验结果表明，EGR气体中含氧量极低甚至是没有，此气体与进口空气混合后会使气缸进气中氧气浓度降低，比大气更低的含氧量在燃烧时(最高)温度会降低，会抑制氮氧化物(NOX)的产生。发动机只在部分工况下EGR才进行工作。例如，怠速和低负荷时，NOX排放浓度低，为了保证稳定燃烧，EGR不进行工作。发动机缸内气体温度低时，NOX排放浓度也较低，为了保证正常燃烧，冷机时EGR也不进行工作。发动机只有在其热态下EGR才进行工作。综上所述，缸内气体温度对EGR有很大的影响，通过水冷中冷器内部的温度传感器可以准确得到即时温度，可通过即时温度的数值判断水冷中冷器的冷却能力，因此，本专利技术在此基础上设计了本专利技术的结构简单的装置，用于进一步冷却EGR气体。相比较传统EGR冷却系统，本专利技术可以对EGR气体进行更大程度地冷却，使得控制温度更加精准，将温度较高的EGR气体导入到三通管，控制阀门的开闭程度把EGR气体送进集成在进气总管中的水冷中冷器进行冷却，利用进气总管内部水冷中冷器处安装的温度传感器来检测EGR气体的温度，同样通过三通管将温度不高的EGR气体混合进入的新鲜空气直接送入气缸，而三通管可以直接通过法兰和其配套的密封件组装在进气总管和排气歧管上。此专利技术部件少、结构简单，可实现快速安装，实现不同程度地冷却EGR气体，增加发动机进气量，不但可以增加动力，而且能降低油耗。附图说明图1是本专利技术的可变冷却EGR进气系统原理结构框图。图2是本专利技术的可变冷却EGR进气系统中三通管部分的局部示意图。图3是图2的A向视图。图4是图2的B局部放大图。图5是本专利技术的可变冷却EGR进气系统的应用结构图。图6是本专利技术的可变冷却EGR进气系统的方法框图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。如图1所示为根据本专利技术实施的可变冷却EGR进气系统，用以加大进气量，增加动力和降低油耗。包括：三通管1、进气腔2、水冷中冷器3、进气总管4、和进气支管6；进气支管6连接在进气总管4的进气腔2所在端作为出口端，进气总管4、和进气支管6共同叫做进气歧管；图2所中包含三通管1，进气腔2和水冷中冷器3，从A箭头方向所观察到的示意图如图3所示，主要是三通管1的支管Ⅲ与进气腔2通过法兰连接的部分。图4为B处三通管1中的支管Ⅲ内部电子控制阀5在支管中设置的局部放大图。在三通管1的两个排气支管Ⅱ、Ⅲ内部分别装有一个汽车ECU控制的电子控制阀5。三通管1的支管Ⅰ接入EGR气体作为进气管道；支管Ⅱ连接进气总管4用于将EGR气体送入进气总管4中；支管Ⅲ通过法兰连接进气腔2(如图2中A处)，用于将EGR气体送入进气腔2中。水冷中冷器3安装在进气腔2中，水冷中冷器3中安装有温度传感器。经EGR冷却器冷却后的EGR气体可以先进入水冷中冷器3，进一步冷却之后进入进气腔2中；也可以不经水冷中冷器3直接进入发动机气缸，这取决于中冷器3内部的温度传感器反馈的温度。当水冷中冷器3冷却能力充足时，控制模块(如汽车ECU)控制支管Ⅱ内的电子控制阀门5打开，支管Ⅲ内的切换电子控制阀5关闭，EGR气体先进入水冷中冷器3，可以进一步冷却气体温度，增大动力和减少油耗；当中冷器冷却能力不足时，支管Ⅱ内的切换阀门电子控制阀5关闭，支管Ⅲ内的电子控制阀5打开，EGR气体直接进入进气腔2之后分别流入各个气缸。图5为本专利技术与气缸7结合的具体结构图。进气歧管与气缸7连接，在气缸7内混合燃烧后产生的尾气通过排气歧管排出，排气歧管的尾气有一部分与三通管1的EGR气体支管(也即支管Ⅰ)连通，支管Ⅰ中设置EGR控制阀，用于控制EGR气体流量，进而控制再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比(EGR率)。图6所示为本专利技术可变冷却EGR进气系统的硬件控制模块图。温度控制器设置在水冷中冷器3中，与控制模块(ECU)电连接；控制模块与电子控制阀5电连接。控制模块还与发动机转速传感器、节气门开度监测器、以及EGR传感器、EGR控制阀连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变冷却EGR进气系统， 其特征在于：包括发动机进气总管、水冷中冷器、进气腔、和三通管；三通管包括三个支管：第一支管与EGR气体管道相连通，第二支管连接进气总管，第三支管连接进气腔靠近进气支管一侧；第二支管和第三支管内均装有一个由汽车ECU控制的电子控制阀，进气腔内部装有水冷中冷器。

【技术特征摘要】
1.一种可变冷却EGR进气系统，其特征在于：包括发动机进气总管、水冷中冷器、进气腔、和三通管；三通管包括三个支管：第一支管与EGR气体管道相连通，第二支管连接进气总管，第三支管连接进气腔靠近进气支管一侧；第二支管和第三支管内均装有一个由汽车ECU控制的电子控制阀，进气腔内部装有水冷中冷器。2.根据权利要求1所述的可变冷却EGR进气系统，其特征在于：当第二支管电子控制阀开启、第三支管电子控制阀关闭时，EGR气体管道通过第二支管与进口总管进气口相汇聚连通，且共同经由水冷中冷器与进气总管出口连通；当第三支管电子控制阀开启、第二支管电子控制阀关闭时，外部EGR气体管道通过第三支管与进气腔连通后再与进气总管出口连通。3.根据权利要求1或2所述的可变冷却EGR进气系统，其特征在于：还设置有温度传感器，温度控制器设置在中冷器中，与汽车ECU电连接；汽车ECU与电子控制阀电连接。4.根据权利要求3所述的可变冷却EGR进气系统，其特征在于：进气总管出口端与气缸连通，气缸设置排气歧管，排气歧管设置支管作为EGR气体管道。5.根据权利要求4所述的可变冷却EGR进气系统，其特征在于：三通管通过法兰和配套密封件组装在进...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗马吉，徐开凡，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42