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CN201513259U - 串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置 - Google Patents

串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置 Download PDF

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CN201513259U CN200920312473XU CN200920312473U CN201513259U CN 201513259 U CN201513259 U CN 201513259U CN 200920312473X U CN200920312473X U CN 200920312473XU CN 200920312473 U CN200920312473 U CN 200920312473U CN 201513259 U CN201513259 U CN 201513259U
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刘博�
邓康耀
崔毅
石磊
田中旭
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Shanghai Jiaotong University
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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Abstract

串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置，属于内燃机技术领域。本实用新型包括发动机、高压级增压器、低压级增压器、高压级进气管、高压级排气管、高压级EGR管，中压级进气管、中压级排气管、中压级EGR管，低压级进气管、低压级排气管、低压级EGR管，三条EGR管路上分别置有控制阀。通过选择EGR回路单独或组合工作保证发动机在各工况下都获得足够的EGR流量且尽量利用较高压级的EGR回路，降低压气机的耗功和高温排气对压气机的损害。本实用新型设计合理，结构简单，适用于对EGR有高要求的串联式两级增压发动机。

Description

串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置
技术领域
本实用新型涉及一种发动机的废气再循环(EGR)装置，特别是一种适用于串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置，属于内燃机技术领域。
背景技术
EGR技术是一种有效的降低内燃机NOx排放的方法。随着排放法规的越来越严格，要求有更多的EGR流量从内燃机的排气端引入进气端，并且以往不需要进行EGR的运行工况点(例如，外特性和标定工况)为了满足新排放法规也需要引入EGR。在和增压系统配合使用时，一种EGR系统是把废气从涡轮前引入到压气机后，形成高压级回路。但由于增压系统运行情况随发动机工况点改变而改变，涡轮前的压力不能总保持大于压气机后的压力，尤其是当发动机工作在中高转速大负荷阶段，由于废气能量较高，使得压气机后压力大于涡轮前压力，如不采取额外措施则排气不能通过EGR管流入进气管。另一种EGR的布置是将排气从涡轮的出口引入到压气机的进口，形成低压级回路。这种布置下可以在发动机全工况下实现EGR流所需要的压差，但高温排气流经压气机会浪费压气机的压缩功并且带来损坏压气机的风险。
实用新型内容
为了克服已有技术的不足，本实用新型提供了一种改善两级增压发动机废气再循环能力的多回路EGR装置。根据发动机工况的变化，选择合适的EGR回路工作，实现系统所需的EGR流量。尽可能的利用较高压级的EGR回路，在较高压级的EGR回路无法实现EGR流时用阀将其关闭并采用低一级的EGR回路，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并降低排气对压气机的损害，该实用新型还可以同时实现EGR回路的组合以满足更大EGR流量的需求。
为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：该装置包括低压级进气管、低压级压气机、中压级进气管、高压级压气机、高压级进气管、中冷器、进气总管、进气歧管、发动机、排气歧管、高压级排气管、高压级涡轮、中压级排气管、低压级涡轮、低压级排气管、旁通管、旁通阀、高压级连接轴、低压级连接轴、高压级EGR管、中压级EGR管、低压级EGR管、高压级EGR控制阀、中压级EGR控制阀，低压级EGR控制阀，高压级EGR冷却器、中压级EGR冷却器和低压级EGR冷却器，低压级进气管的一端和低压级压气机的入口相连接，另一端通大气。中压级进气管连接在低压级压气机的出口和高压级压气机的入口之间，高压级进气管连接在高压级压气机的出口和中冷器的入口之间，进气总管连接在中冷器的出口和进气歧管的入口之间，进气歧管的出口和排气歧管的入口都连接在发动机上，高压级排气管连接在排气歧管的出口和高压级涡轮的入口之间，中压级排气管连接在高压级涡轮的出口和低压级涡轮的入口之间，低压级排气管的一端和低压级涡轮的出口相连接，另一端通大气。高压级压气机通过高压级连接轴和高压级涡轮轴连接，低压级压气机通过低压级连接轴和低压级涡轮轴连接，旁通管安装在高压级排气管和中压级排气管之间，旁通阀安装在旁通管内，高压级EGR管安装在高压级排气管和高压级进气管之间，中压级EGR管安装在中压级排气管和中压级进气管之间，低压级EGR管安装在低压级排气管和低压级进气管之间，高压级EGR控制阀、中压级EGR控制阀、低压级EGR控制阀分别安装于高压级EGR管、中压级EGR管、低压级EGR管内。高压级EGR冷却器安装于高压级EGR管上并置于高压级EGR控制阀和高压级排气管之间，中压级EGR冷却器安装于中压级EGR管上并置于中压级EGR控制阀和中压级排气管之间，低压级EGR冷却器安装于低压级EGR管上并置于低压级EGR控制阀和低压级排气管之间。
通过控制高、中、低压级EGR控制阀的关闭和开启，本装置实现了高、中、低压级EGR回路的单独以及组合工作模式。
本实用新型的有益效果：
本实用新型设计合理，结构简单，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并降低排气对压气机的损害。
附图说明
图1是本实用新型废气再循环多回路装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施做进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括低压级进气管4、低压级压气机5、中压级进气管9、高压级压气机10、高压级进气管14、中冷器15、进气总管16、进气歧管17、发动机18、排气歧管19、高压级排气管20、高压级涡轮21、中压级排气管24、低压级涡轮25、低压级排气管26、旁通管22、旁通阀23、高压级连接轴27、低压级连接轴28、高压级EGR管12、中压级EGR管7、低压级EGR管2、高压级EGR控制阀13、中压级EGR控制阀8、低压级EGR控制阀3，高压级EGR冷却器11、中压级EGR冷却器6和低压级EGR冷却器1。低压级进气管4的一端和低压级压气机5的入口相连接，另一端通大气，中压级进气管9连接在低压级压气机5的出口和高压级压气机10的入口之间，高压级进气管14连接在高压级压气机10的出口和中冷器14的入口之间，进气总管16连接在中冷器15的出口和进气歧管17的入口之间，进气歧管17的出口和排气歧管19的入口都连接在发动机18上，高压级排气管20连接在排气歧管19的出口和高压级涡轮21的入口之间，中压级排气管24连接在高压级涡轮21的出口和低压级涡轮25的入口之间，低压级排气管26的一端和低压级涡轮25的出口相连接，另一端通大气，高压级压气机10通过高压级连接轴27和高压级涡轮21轴连接，低压级压气机5通过低压级连接轴28和低压级涡轮25轴连接，旁通管22安装在高压级排气管20和中压级排气管24之间，旁通阀23安装在旁通管22内，高压级EGR管12安装在高压级排气管20和高压级进气管14之间，中压级EGR管7安装在中压级排气管24和中压级进气管9之间，低压级EGR管2安装在低压级排气管26和低压级进气管4之间，高压级EGR控制阀13、中压级EGR控制阀8、低压级EGR控制阀3分别安装于高压级EGR管12、中压级EGR管7、低压级EGR管2内，高压级EGR冷却器11安装于高压级EGR管12上并置于高压级EGR控制阀13和高压级排气管20之间，中压级EGR冷却器6安装于中压级EGR管7上并置于中压级EGR控制阀8和中压级排气管24之间，低压级EGR冷却器1安装于低压级EGR管2上并置于低压级EGR控制阀3和低压级排气管26之间。高压级EGR管12、高压级EGR冷却器11和高压级EGR控制阀13构成高压级EGR回路，中压级EGR管7、中压级EGR冷却器6和中压级EGR控制阀8构成中压级EGR回路，低压级EGR管2、低压级EGR冷却器1和低压级EGR控制阀3构成低压级EGR回路。当发动机处于低转速低工况，高压级排气管20内压力大于高压级进气管14内压力时，打开高压级EGR控制阀13，关闭中压级EGR控制阀8和低压级EGR控制阀3，高压级EGR回路工作，进气与一部分排气在高压级进气管14内混合经过中冷器15后由进气总管16流入发动机18。其它工况下，要根据各EGR回路两端压差情况尽可能的利用较高压级的EGR回路，在较高压级的EGR回路无法实现EGR流时，关闭相应的EGR控制阀并采用低一级的EGR回路，如有必要还可以实用任意的EGR回路组合来实现更大的EGR流量，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并降低排气对压气机的损害。

Claims (1)

1.一种串联式两级增压发动机废气再循环多回路装置，包括低压级进气管(4)、低压级压气机(5)、中压级进气管(9)、高压级压气机(10)、高压级进气管(14)、中冷器(15)、进气总管(16)、进气歧管(17)、发动机(18)、排气歧管(19)、高压级排气管(20)、高压级涡轮(21)、中压级排气管(24)、低压级涡轮(25)、低压级排气管(26)、旁通管(22)、旁通阀(23)、高压级连接轴(27)和低压级连接轴(28)，其特征在于还包括高压级EGR管(12)、中压级EGR管(7)、低压级EGR管(2)、高压级EGR控制阀(13)、中压级EGR控制阀(8)、低压级EGR控制阀(3)、高压级EGR冷却器(11)、中压级EGR冷却器(6)和低压级EGR冷却器(1)，低压级进气管(4)的一端和低压级压气机(5)的入口相连接，另一端通大气，中压级进气管(9)连接在低压级压气机(5)的出口和高压级压气机(10)的入口之间，高压级进气管(14)连接在高压级压气机(10)的出口和中冷器(14)的入口之间，进气总管(16)连接在中冷器(15)的出口和进气歧管(17)的入口之间，进气歧管(17)的出口和排气歧管(19)的入口都连接在发动机(18)上，高压级排气管(20)连接在排气歧管(19)的出口和高压级涡轮(21)的入口之间，中压级排气管(24)连接在高压级涡轮(21)的出口和低压级涡轮(25)的入口之间，低压级排气管(26)一端和低压级涡轮(25)的出口相连接，另一端通大气，高压级压气机(10)通过高压级连接轴(27)和高压级涡轮(21)轴连接，低压级压气机(5)通过低压级连接轴(28)和低压级涡轮(25)轴连接，旁通管(22)安装在高压级排气管(20)和中压级排气管(24)之间，旁通阀(23)安装在旁通管(22)内，高压级EGR管(12)安装在高压级排气管(20)和高压级进气管(14)之间，中压级EGR管(7)安装在中压级排气管(24)和中压级进气管(9)之间，低压级EGR管(2)安装在低压级排气管(26)和低压级进气管(4)之间，高压级EGR控制阀(13)、中压级EGR控制阀(8)、低压级EGR控制阀(3)分别安装于高压级EGR管(12)、中压级EGR管(7)、低压级EGR管(2)内，高压级EGR冷却器(11)安装于高压级EGR管(12)上并置于高压级EGR控制阀(13)和高压级排气管(20)之间，中压级EGR冷却器(6)安装于中压级EGR管(7)上并置于中压级EGR控制阀(8)和中压级排气管(24)之间，低压级EGR冷却器(1)安装于低压级EGR管(2)上并置于低压级EGR控制阀(3)和低压级排气管(26)之间。
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