一种EGR系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及发动机EGR领域，具体公开了一种EGR系统及其控制方法，该系统包括发动机、压气机、涡轮机、控制阀以及EGR管路，发动机的每一个气缸均分别与进气歧管和排气歧管连通；压气机的输入端与大气连通，输出端与进气歧管连通；涡轮机与压气机连接，涡轮机的输出端与大气连通，输入端通过第一管路与排气歧管连接，EGR管路的一端与第一管路连通，另一端与进气歧管连通，控制阀安装在排气歧管的主管路上，控制阀能够控制一部分气缸所排放的废气进入第一管路中的量。本发明专利技术通过控制阀控制进入第一管路的废气量，解决了现有技术中EGR系统的EGR率提升困难，且提升程度依赖增压器自身性能的问题。

A EGR system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种EGR系统及其控制方法
本专利技术涉及发动机EGR领域，尤其涉及一种EGR系统及其控制方法。
技术介绍
废气再循环(ExhaustGasRecirculation，EGR)是将柴油机或汽油机产生的废气的一部分引出排气管路，并通过一个控制阀(比如EGR阀)将适量的废气引入进气管路中与新鲜空气混合，再进入燃烧室参与燃烧的一种排放控制技术。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热量，进而降低了气缸中混合气的燃烧温度，从而减少了NOX的生成量。然而，尾气排放标准的升级以及后处理系统的老化问题使得柴油机需要提升EGR率，但是，在增压器规格一定(即，增压器的压比一定)的条件下，EGR率的提升较为困难。具体地，如图1所示，现有技术中的发动机EGR系统包括：EGR管路1-1、中冷器2-1、发动机3-1、进气管路4-1、第一排气管路5-1、第二排气管路6-1和EGR阀7-1。其中，发动机3-1的三个气缸(例如1缸、2缸、3缸)连接第一排气管路5-1的一端，第一排气管路5-1的另一端与涡轮机8-1连接，此外，第一排气管路5-1还与EGR管路1-1的一端连接，EGR管路1-1的另一端与进气管路4-1连接。发动机3-1的另外三个气缸(例如4缸、5缸、6缸)连接第二排气管路6-1的一端，第二排气管路6-1的另一端同样与涡轮机8-1相连接，来自4缸、5缸、6缸的排气经由第二排气管路6-1流通至涡轮机8-1并带动压气机9-1压缩进气，随后以排气排出。该EGR系统的工作过程如下：来自1缸、2缸、3缸的废气经由第一排气管路5-1分成两部分，废气的一部分经由涡轮机8-1进气口进入涡轮机8-1并驱动涡轮机8-1，从而带动压气机9-1压缩进气。废气的另一部分经由EGR管路1-1流通至EGR阀7-1，在EGR阀7-1被打开并且EGR管路1-1中的气压大于进气管路4-1中的气压的情况下，废气通过EGR阀7-1之后与进气混合并经中冷器2-1冷却后经由发动机3-1进气口进入发动机3-1的气缸中。在上述EGR系统的工作过程中，来自1缸、2缸、3缸的废气仅在涡轮机8-1前的压力大于进气压力时才产生EGR，这导致EGR率提升较为困难，EGR率的提升完全依赖于增压器的自身性能，对增压器的匹配提出了较高的要求。因此，存在对于能够有效提升EGR率的发动机EGR系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于：提供一种EGR系统，以解决现有技术中EGR系统的EGR率提升困难，难以实现较高EGR率，并且提升程度依赖增压器自身性能的问题。本专利技术的另一个目的在于：提供一种EGR系统的控制方法。一方面，本专利技术提供一种EGR系统，包括：发动机，所述发动机包括至少两个气缸，每一个所述气缸均分别与进气歧管和排气歧管连通；压气机，所述压气机的输入端与大气连通，输出端与所述进气歧管的主管路连通；涡轮机，所述涡轮机与所述压气机连接，所述涡轮机的输出端与大气连通，输入端通过第一管路与所述排气歧管连通；EGR管路，所述EGR管路的一端与所述第一管路连通，另一端与所述进气歧管的主管路连通；控制阀，所述控制阀安装在所述排气歧管的主管路上，所述控制阀能够控制一部分气缸所排放的废气进入第一管路中的量。作为优选，所述涡轮机还通过第二管路与所述控制阀连通，所述控制阀能够控制所述一部分气缸所排放的废气全部进入第一管路、全部进入第二管路或者一部分进入第一管路且另一部分进入第二管路。作为优选，所述控制阀以及所述第一管路与所述排气歧管的主管路的连接处均位于所述一部分气缸和所述另一部分气缸与所述排气歧管的主管路的连接处之间。作为优选，所述控制阀包括：阀体外壳，所述阀体外壳上间隔设有第一端口、第二端口和第三端口；阀芯，所述阀芯位于所述阀体外壳内部；所述控制阀通过所述第一端口和所述第三端口连接在所述排气歧管的主管路上，并且所述第三端口相比所述第一端口靠近所述第一管路与所述排气歧管的主管路的连接处，所述第二端口与所述第二管路连接，所述阀芯能够控制所述第二端口或者所述第三端口的开度。作为优选，所述一部分气缸均通过所述第一端口与所述控制阀连通。作为优选，所述阀体外壳上还设有第四端口，所述第四端口位于所述第一端口、和所述第三端口之间，所述一部分气缸中的一个与所述第四端口连通，所述一部分气缸中的其余部分与所述第三端口连通。作为优选，所述阀体外壳呈圆柱形，所述第一端口、所述第二端口以及所述第三端口间隔设置在所述阀体外壳的周面上。作为优选，所述控制阀还包括步进电机，所述步进电机位于所述阀体外壳的一侧且与所述步进电机的输出轴连接，所述步进电机能够正转或者反转。作为优选，所述步进电机为直流步进电机，所述直流步进电机通过联轴器与所述阀芯连接。作为优选，所述控制阀还包括与所述步进电机连接的控制模块，所述控制模块能够控制所述阀芯位于所述阀体外壳中的位置。作为优选，还包括安装在所述压气机的输出端与所述进气歧管的主管路之间的中冷器，安装在所述EGR管路上的EGR冷却器和EGR阀。另一方面，本专利技术提供一种EGR系统的控制方法，适用于上述任一方案中所述的一种EGR系统，包括：控制控制阀，使一部分气缸所排放的废气全部进入第一管路或者全部不进入第一管路。作为优选，控制控制阀，使一部分气缸所排放的废气部分进入第一管路。作为优选，阀芯将第三端口部分密封，将第二端口全部开启；或者将第三端口和第二端口均全部开启；或者将第二端口部分密封，第三端口全部开启；一部分气缸所排放的废气的一部分进入第一管路，另一部分进入第二管路。本专利技术的有益效果为：1)通过控制阀控制进入第一管路的废气的量，进而控制第一管路的气压，从而实现对于通过EGR管路进入进气歧管废气的量的控制，从而实现对于EGR率的控制，当废气全部进入第一管路，第一管路中的气压达到最大，从而通过控制阀的控制即可实现高的EGR率，解决了现有技术中EGR系统的EGR率提升困难，难以实现较高EGR率，并且提升程度依赖增压器自身性能的问题。2)当控制阀控制一部分气缸所排放的废气全部进入第一管路，可以使第一管路内的气压达到最大，由于EGR管路从第一管路取气，可以使更多的EGR气体进入进气歧管中，因而能够实现较高的EGR率，并且不依赖增压器的自身性能。3)当控制阀控制一部分气缸所排放的废气全部进入第二管路，另一部分气缸所排放的废气全部进入第一管路，若一部分气缸和另一部分气缸的数量相同时，此时可实现脉冲增压。4)当控制阀控制一部分气缸所排放的废气和另一部分气缸所排的废气均可以通过第一管路和第二管路自由进入涡轮机对涡轮机进行驱动，并且一部分气缸和另一部分气缸的数量相同时，此时可以实现定压增压。5)当控制阀控制一部分气缸所排放的废气的一部分能够进入第一管路时，可以实现对于EGR管路取气侧管路气压的调节，进而调节EGR率。附图说明图1为本专利技术
技术介绍
中发动机EGR系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中一种EGR系统的结构示意图(包括三个端口时)；图3为本专利技术实施例中一种EGR系统的结构示意图(包括四个端口时)；图4为本专利技术实施例中一种EGR系统中控制阀的结构示意图；图5为图4所示的控制阀沿A-A方向的剖视图。图中：1-1、EGR管路；2-1、中冷器；3-1、发动机；4-1、进气管路；5-1、第一排气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种EGR系统，其特征在于，包括：发动机(1)，所述发动机(1)包括至少两个气缸(11)，每一个所述气缸(11)均分别与进气歧管(12)和排气歧管(13)连通；压气机(21)，所述压气机(21)的输入端与大气连通，输出端与所述进气歧管(12)的主管路连通；涡轮机(22)，所述涡轮机(22)与所述压气机(21)连接，所述涡轮机(22)的输出端与大气连通，输入端通过第一管路(4)与所述排气歧管(13)连通；EGR管路(3)，所述EGR管路(3)的一端与所述第一管路(4)连通，另一端与所述进气歧管(12)的主管路连通；控制阀(5)，所述控制阀(5)安装在所述排气歧管(13)的主管路上，所述控制阀(5)能够控制一部分气缸(11)所排放的废气进入第一管路(4)中的量。

【技术特征摘要】
1.一种EGR系统，其特征在于，包括：发动机(1)，所述发动机(1)包括至少两个气缸(11)，每一个所述气缸(11)均分别与进气歧管(12)和排气歧管(13)连通；压气机(21)，所述压气机(21)的输入端与大气连通，输出端与所述进气歧管(12)的主管路连通；涡轮机(22)，所述涡轮机(22)与所述压气机(21)连接，所述涡轮机(22)的输出端与大气连通，输入端通过第一管路(4)与所述排气歧管(13)连通；EGR管路(3)，所述EGR管路(3)的一端与所述第一管路(4)连通，另一端与所述进气歧管(12)的主管路连通；控制阀(5)，所述控制阀(5)安装在所述排气歧管(13)的主管路上，所述控制阀(5)能够控制一部分气缸(11)所排放的废气进入第一管路(4)中的量。2.根据权利要求1所述的一种EGR系统，其特征在于，所述涡轮机(22)还通过第二管路(6)与所述控制阀(5)连通，所述控制阀(5)能够控制所述一部分气缸(11)所排放的废气全部进入第一管路(4)、全部进入第二管路(6)或者一部分进入第一管路(4)且另一部分进入第二管路(6)。3.根据权利要求2所述的一种EGR系统，其特征在于，所述控制阀(5)以及所述第一管路(4)与所述排气歧管(13)的主管路的连接处均位于所述一部分气缸(11)和所述另一部分气缸(11)与所述排气歧管(13)的主管路的连接处之间。4.根据权利要求2所述的一种EGR系统，其特征在于，所述控制阀(5)包括：阀体外壳(51)，所述阀体外壳(51)上间隔设有第一端口(511)、第二端口(512)和第三端口(513)；阀芯(53)，所述阀芯(53)位于所述阀体外壳(51)内部；所述控制阀(5)通过所述第一端口(511)和所述第三端口(513)连接在所述排气歧管(13)的主管路上，并且所述第三端口(513)相比所述第一端口(511)靠近所述第一管路(4)与所述排气歧管(13)的主管路的连接处，所述第二端口(512)与所述第二管路(6)连接，所述阀芯(53)能够控制所述第二端口(512)或者所述第三端口(513)的开度。5.根据权利要求4所述的一种EGR系统，其特征在于，所述一部分气缸(11)均与所述第一端口(511)连接。6.根据权利要求4所述的一种EGR系统，其特征在于，所述阀体外壳(51)上还设有第四端口(514)，所述一部分气缸(11)中的一个气缸(11)与所述第四端口(514)连通，所述一部分气缸(11)中的其余气缸(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊龙，李卫，李志杰，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37