專利名稱：串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機的廢氣再循環(huán)(EGR)裝置，特別是一種適用于串聯(lián)式 兩級增壓發(fā)動機的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內燃機技術領域。
背景技術：
EGR技術是一種有效降低內燃機NOx排放的方法。隨著排放法規(guī)的越來越嚴格， 要求有更多的EGR流量從內燃機的排氣端引入進氣端，并且以往不需要進行EGR的運行工 況點(例如，外特性和標定工況)為了滿足新排放法規(guī)也需要引入EGR。在和增壓系統(tǒng)配 合使用時，一種EGR系統(tǒng)是把廢氣從渦輪前引入到壓氣機后，形成高壓級回路。但由于增 壓系統(tǒng)運行情況隨發(fā)動機工況點改變而改變，渦輪前的壓力不能總保持大于壓氣機后的壓 力，尤其是當發(fā)動機工作在中高轉速大負荷階段，由于廢氣能量較高，使得壓氣機后壓力大 于渦輪前壓力，如不采取額外措施則排氣不能通過EGR管流入進氣管。另一種EGR系統(tǒng)的 布置是將排氣從渦輪的出口引入到壓氣機的進口，形成低壓級回路。這種布置下可以在發(fā) 動機全工況下實現(xiàn)EGR流所需要的壓差，但高溫排氣流經(jīng)壓氣機會浪費壓氣機的壓縮功并 且?guī)頁p壞壓氣機的風險。

實用新型內容為了克服已有技術的不足，本實用新型提供了一種改善兩級增壓發(fā)動機廢氣再循 環(huán)能力的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置。根據(jù)發(fā)動機工況的變化，選擇合適的EGR回路工 作實現(xiàn)系統(tǒng)所需的EGR流量。盡可能的利用較高壓級的EGR回路，在較高壓級的EGR回路 無法實現(xiàn)EGR流時，用控制閥將其關閉并采用低一級的EGR回路，使發(fā)動機在各個工況下都 能獲得所需的EGR流量并降低排氣對壓氣機的損害，該實用新型還可以同時實現(xiàn)EGR回路 的組合，以滿足更大EGR流量的需求。 為實現(xiàn)上述目的本實用新型所采用的技術方案是該裝置包括低壓級進氣管、低 壓級壓氣機、中壓級進氣管、高壓級壓氣機、高壓級進氣管、中冷器、進氣總管、進氣歧管、發(fā) 動機、排氣歧管、高壓級排氣管、高壓級渦輪、中壓級排氣管、低壓級渦輪、低壓級排氣管、旁 通管、旁通閥、高壓級連接軸、低壓級連接軸、混合EGR管、EGR分支器、高壓級EGR支管、中 壓級EGR支管、低壓級EGR管、高壓級EGR控制閥、中壓級EGR控制閥、低壓級EGR控制閥、 混合EGR冷卻器和低壓級EGR冷卻器，低壓級進氣管的一端和低壓級壓氣機的入口相連接， 另一端通大氣，中壓級進氣管連接在低壓級壓氣機的出口和高壓級壓氣機的入口之間，高 壓級進氣管連接在高壓級壓氣機的出口和中冷器的入口之間，進氣總管連接在中冷器的出 口和進氣歧管的入口之間，進氣歧管的出口和排氣歧管的入口都連接在發(fā)動機上，高壓級 排氣管連接在排氣歧管的出口和高壓級渦輪的入口之間，中壓級排氣管連接在高壓級渦輪 的出口和低壓級渦輪的入口之間，低壓級排氣管的一端和低壓級渦輪的出口相連接，另一 端通大氣，高壓級壓氣機通過高壓級連接軸和高壓級渦輪軸連接，低壓級壓氣機通過低壓 級連接軸和低壓級渦輪軸連接，旁通管安裝在高壓級排氣管和中壓級排氣管之間，旁通閥安裝在旁通管內，EGR分支器是一個三通，其三個連接口分別通過混合EGR管、高壓級EGR支 管、中壓級EGR支管與高壓級排氣管、高壓級進氣管、中壓級進氣管連接，低壓級EGR管安裝 在低壓級排氣管和低壓級進氣管之間，高壓級EGR控制閥、中壓級EGR控制閥、低壓級EGR 控制閥分別安裝于高壓級EGR支管、中壓級EGR支管、低壓級EGR管內?；旌螮GR冷卻器安 裝在混合EGR管上，低壓級EGR冷卻器安裝于低壓級EGR管上并置于低壓級EGR控制閥和 低壓級排氣管之間。 通過高、中、低壓級EGR控制閥的關閉和開啟控制，本系統(tǒng)實現(xiàn)了高、中、低壓級 EGR回路的分別以及組合工作模式。 本實用新型的有益效果 本實用新型設計合理，結構簡單，使發(fā)動機在各個工況下都能獲得所需的EGR流 量并能降低排氣對壓氣機的損害。

圖1是本實用新型混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的具體實施做進一步描述。 如圖1所示，本實用新型包括低壓級進氣管4、低壓級壓氣機5、中壓級進氣管8、高 壓級壓氣機9、高壓級進氣管13、中冷器14、進氣總管15、進氣歧管16、發(fā)動機17、排氣歧管 18、高壓級排氣管19、高壓級渦輪24、中壓級排氣管25、低壓級渦輪26、低壓級排氣管27、 旁通管22、旁通閥23、高壓級連接軸28、低壓級連接軸29、混合EGR管20、高壓級EGR支管 11、中壓級EGR支管6、低壓級EGR管2、高壓級EGR控制閥12、中壓級EGR控制閥7、低壓級 EGR控制閥3、混合EGR冷卻器21和低壓級EGR冷卻器1，低壓級進氣管4的一端和低壓級 壓氣機5的入口相連接，另一端通大氣，中壓級進氣管8連接在低壓級壓氣機5的出口和高 壓級壓氣機9的入口之間，高壓級進氣管13連接在高壓級壓氣機9的出口和中冷器14的 入口之間，進氣總管15連接在中冷器14的出口和進氣歧管16的入口之間，進氣歧管16的 出口和排氣歧管18的入口都連接在發(fā)動機17上，高壓級排氣管19連接在排氣歧管18的 出口和高壓級渦輪24的入口之間，中壓級排氣管25連接在高壓級渦輪24的出口和低壓級 渦輪26的入口之間，低壓級排氣管27的一端和低壓級渦輪26的出口相連接，另一端通大 氣，高壓級壓氣機9通過高壓級連接軸28和高壓級渦輪24軸連接，低壓級壓氣機5通過低 壓級連接軸29和低壓級渦輪26軸連接，旁通管22安裝在高壓級排氣管19和中壓級排氣 管25之間，旁通閥23安裝在旁通管22內，EGR分支器10是一個三通，其三個連接口分別 通過混合EGR管20、高壓級EGR支管11 、中壓級EGR支管6與高壓級排氣管19、高壓級進氣 管13、中壓級進氣管8連接，低壓級EGR管2安裝在低壓級排氣管27和低壓級進氣管4之 間，高壓級EGR控制閥12、中壓級EGR控制閥7、低壓級EGR控制閥3分別安裝于高壓級EGR 支管11、中壓級EGR支管6、低壓級EGR管2內?；旌螮GR冷卻器21安裝于混合EGR管20 上，低壓級EGR冷卻器1安裝于低壓級EGR管2上并置于低壓級EGR控制閥3和低壓級排 氣管27之間?；旌螮GR管20、混合EGR冷卻器21、EGR分支器10、高壓級EGR支管11和高 壓級EGR控制閥12構成高壓級EGR回路，混合EGR管2Q、混合EGR冷卻器21、 EGR分支器10、中壓級EGR支管6和中壓級EGR控制閥7構成中壓級EGR回路，低壓級EGR管2、低壓級 EGR冷卻器1和低壓級EGR控制閥3構成低壓級EGR回路。當發(fā)動機處于低轉速低工況運 行，高壓級排氣管19內壓力大于高壓級進氣管13內壓力時，打開高壓級EGR控制閥12，關 閉中壓級EGR控制閥7和低壓級EGR控制閥3，高壓級EGR回路工作，進氣與一部分排氣在 高壓級進氣管13內混合經(jīng)過中冷器14后由進氣總管15流入發(fā)動機17。其它工況下，要根 據(jù)各EGR回路兩端壓差情況盡可能的利用較高壓級的EGR回路，在較高壓級的EGR回路無 法實現(xiàn)EGR流時關閉相應的控制閥采用低一級的EGR回路，或采用EGR回路的組合工作來 實現(xiàn)更大的EGR流量，使發(fā)動機在各個工況下都能獲得所需的EGR流量并降低排氣對壓氣 機的損害。
權利要求一種串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，包括低壓級進氣管(4)、低壓級壓氣機(5)、中壓級進氣管(8)、高壓級壓氣機(9)、高壓級進氣管(13)、中冷器(14)、進氣總管(15)、進氣歧管(16)、發(fā)動機(17)、排氣歧管(18)、高壓級排氣管(19)、高壓級渦輪(24)、中壓級排氣管(25)、低壓級渦輪(26)、低壓級排氣管(27)、旁通管(22)、旁通閥(23)、高壓級連接軸(28)和低壓級連接軸(29)，其特征在于還包括混合EGR管(20)、EGR分支器(10)、高壓級EGR支管(11)、中壓級EGR支管(6)、低壓級EGR管(2)、高壓級EGR控制閥(12)、中壓級EGR控制閥(7)、低壓級EGR控制閥(3)、混合EGR冷卻器(21)和低壓級EGR冷卻器(1)，低壓級進氣管(4)的一端和低壓級壓氣機(5)的入口相連接，另一端通大氣，中壓級進氣管(8)連接在低壓級壓氣機(5)的出口和高壓級壓氣機(9)的入口之間，高壓級進氣管(13)連接在高壓級壓氣機(9)的出口和中冷器(14)的入口之間，進氣總管(15)連接在中冷器(14)的出口和進氣歧管(16)的入口之間，進氣歧管(16)的出口和排氣歧管(18)的入口都連接在發(fā)動機(17)上，高壓級排氣管(19)連接在排氣歧管(18)的出口和高壓級渦輪(24)的入口之間，中壓級排氣管(25)連接在高壓級渦輪(24)的出口和低壓級渦輪(26)的入口之間，低壓級排氣管(27)的一端和低壓級渦輪(26)的出口相連接，另一端通大氣，高壓級壓氣機(9)通過高壓級連接軸(28)和高壓級渦輪(24)軸連接，低壓級壓氣機(5)通過低壓級連接軸(29)和低壓級渦輪(26)軸連接，旁通管(22)安裝在高壓級排氣管(19)和中壓級排氣管(25)之間，旁通閥(23)安裝在旁通管(22)內， EGR分支器(10)是一個三通，其三個連接口分別通過混合EGR管(20)、高壓級EGR支管(11)、中壓級EGR管(6)與高壓級排氣管(19)、高壓級進氣管(13)、中壓級進氣管(8)連接，低壓級EGR管(2)安裝在低壓級排氣管(27)和低壓級進氣管(4)之間，高壓級EGR控制閥(12)、中壓級EGR控制閥(7)、低壓級EGR控制閥(3)分別安裝于高壓級EGR支管(11)、中壓級EGR支管(6)、低壓級EGR支管(2)內，混合EGR冷卻器(21)安裝于混合EGR管(20)上，低壓級EGR冷卻器(1)安裝于低壓級EGR管(2)上并置于低壓級EGR控制閥(3)和低壓級排氣管(27)之間。
專利摘要串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機的混合式廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內燃機技術領域。本實用新型包括發(fā)動機、高壓級增壓器、低壓級增壓器、高壓級進氣管、高壓級排氣管、混合EGR管、EGR分支器、高壓級EGR支管，中壓級進氣管、中壓級排氣管、中壓級EGR支管，低壓級進氣管、低壓級排氣管、低壓級EGR管，高、中、低壓級EGR(支)管路上分別置有控制閥。通過各EGR回路的選擇或組合使用保證發(fā)動機在各工況下都獲得足夠的EGR流量且盡量利用較高壓級的EGR回路以降低壓氣機的耗功和高溫排氣對壓氣機的損害。本實用新型設計合理，結構簡單，適用于對EGR有高要求的串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機。
文檔編號F02M25/07GK201513258SQ20092031245
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權日2009年10月14日
發(fā)明者劉博 , 崔毅, 田中旭, 石磊, 鄧康耀 申請人:上海交通大學