專利名稱：串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機廢氣再循環(huán)多回路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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)動機廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
EGR技術(shù)是一種有效的降低內(nèi)燃機N0x排放的方法。隨著排放法規(guī)的越來越嚴(yán)格， 要求有更多的EGR流量從內(nèi)燃機的排氣端引入進(jìn)氣端，并且以往不需要進(jìn)行EGR的運行工 況點(例如，外特性和標(biāo)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(dāng)發(fā)動機工作在中高轉(zhuǎn)速大負(fù)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(jìn)氣管。另一種EGR的布置 是將排氣從渦輪的出口引入到壓氣機的進(jìn)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)?來損壞壓氣機的風(fēng)險。

實用新型內(nèi)容為了克服已有技術(shù)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)能力的多回路EGR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 流時用閥將其關(guān)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(shù)方案是該裝置包括低壓級進(jìn)氣管、低 壓級壓氣機、中壓級進(jìn)氣管、高壓級壓氣機、高壓級進(jìn)氣管、中冷器、進(jìn)氣總管、進(jìn)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、高壓級EGR管、中壓級EGR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，高壓級EGR冷卻器、中壓級EGR 冷卻器和低壓級EGR冷卻器，低壓級進(jìn)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(jìn)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(jìn) 氣管連接在高壓級壓氣機的出口和中冷器的入口之間，進(jìn)氣總管連接在中冷器的出口和進(jìn) 氣歧管的入口之間，進(jìn)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
3旁通管內(nèi)，高壓級EGR管安裝在高壓級排氣管和高壓級進(jìn)氣管之間，中壓級EGR管安裝在 中壓級排氣管和中壓級進(jìn)氣管之間，低壓級EGR管安裝在低壓級排氣管和低壓級進(jìn)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管、中 壓級EGR管、低壓級EGR管內(nèi)。高壓級EGR冷卻器安裝于高壓級EGR管上并置于高壓級EGR 控制閥和高壓級排氣管之間，中壓級EGR冷卻器安裝于中壓級EGR管上并置于中壓級EGR 控制閥和中壓級排氣管之間，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。 通過控制高、中、低壓級EGR控制閥的關(guān)閉和開啟，本裝置實現(xiàn)了高、中、低壓級 EGR回路的單獨以及組合工作模式。 本實用新型的有益效果 本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，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。

圖1是本實用新型廢氣再循環(huán)多回路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施做進(jìn)一步描述。 如圖1所示，本實用新型包括低壓級進(jìn)氣管4、低壓級壓氣機5、中壓級進(jìn)氣管9、 高壓級壓氣機10、高壓級進(jìn)氣管14、中冷器15、進(jìn)氣總管16、進(jìn)氣歧管17、發(fā)動機18、排氣 歧管19、高壓級排氣管20、高壓級渦輪21、中壓級排氣管24、低壓級渦輪25、低壓級排氣管 26、旁通管22、旁通閥23、高壓級連接軸27、低壓級連接軸28、高壓級EGR管12、中壓級EGR 管7、低壓級EGR管2、高壓級EGR控制閥13、中壓級EGR控制閥8、低壓級EGR控制閥3，高 壓級EGR冷卻器11 、中壓級EGR冷卻器6和低壓級EGR冷卻器1 。低壓級進(jìn)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(jìn)氣管9連接在低壓級壓氣機5的出 口和高壓級壓氣機10的入口之間，高壓級進(jìn)氣管14連接在高壓級壓氣機10的出口和中冷 器14的入口之間，進(jìn)氣總管16連接在中冷器15的出口和進(jìn)氣歧管17的入口之間，進(jìn)氣歧 管17的出口和排氣歧管19的入口都連接在發(fā)動機18上，高壓級排氣管20連接在排氣歧 管19的出口和高壓級渦輪21的入口之間，中壓級排氣管24連接在高壓級渦輪21的出口 和低壓級渦輪25的入口之間，低壓級排氣管26的一端和低壓級渦輪25的出口相連接，另 一端通大氣，高壓級壓氣機10通過高壓級連接軸27和高壓級渦輪21軸連接，低壓級壓氣 機5通過低壓級連接軸28和低壓級渦輪25軸連接，旁通管22安裝在高壓級排氣管20和 中壓級排氣管24之間，旁通閥23安裝在旁通管22內(nèi)，高壓級EGR管12安裝在高壓級排氣 管20和高壓級進(jìn)氣管14之間，中壓級EGR管7安裝在中壓級排氣管24和中壓級進(jìn)氣管9 之間，低壓級EGR管2安裝在低壓級排氣管26和低壓級進(jìn)氣管4之間，高壓級EGR控制閥 13、中壓級EGR控制閥8、低壓級EGR控制閥3分別安裝于高壓級EGR管12、中壓級EGR管 7、低壓級EGR管2內(nèi)，高壓級EGR冷卻器11安裝于高壓級EGR管12上并置于高壓級EGR 控制閥13和高壓級排氣管20之間，中壓級EGR冷卻器6安裝于中壓級EGR管7上并置于 中壓級EGR控制閥8和中壓級排氣管24之間，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26之間。高壓級EGR管12、高壓級EGR冷卻 器11和高壓級EGR控制閥13構(gòu)成高壓級EGR回路，中壓級EGR管7、中壓級EGR冷卻器6 和中壓級EGR控制閥8構(gòu)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(gòu)成低壓級EGR回路。當(dāng)發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速低工況，高壓級排氣管20內(nèi)壓 力大于高壓級進(jìn)氣管14內(nèi)壓力時，打開高壓級EGR控制閥13，關(guān)閉中壓級EGR控制閥8和 低壓級EGR控制閥3，高壓級EGR回路工作，進(jìn)氣與一部分排氣在高壓級進(jìn)氣管14內(nèi)混合經(jīng) 過中冷器15后由進(jìn)氣總管16流入發(fā)動機18。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(guān)閉相應(yīng) 的EGR控制閥并采用低一級的EGR回路，如有必要還可以實用任意的EGR回路組合來實現(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(quán)利要求一種串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機廢氣再循環(huán)多回路裝置，包括低壓級進(jìn)氣管(4)、低壓級壓氣機(5)、中壓級進(jìn)氣管(9)、高壓級壓氣機(10)、高壓級進(jìn)氣管(14)、中冷器(15)、進(jìn)氣總管(16)、進(jìn)氣歧管(17)、發(fā)動機(18)、排氣歧管(19)、高壓級排氣管(20)、高壓級渦輪(21)、中壓級排氣管(24)、低壓級渦輪(25)、低壓級排氣管(26)、旁通管(22)、旁通閥(23)、高壓級連接軸(27)和低壓級連接軸(28)，其特征在于還包括高壓級EGR管(12)、中壓級EGR管(7)、低壓級EGR管(2)、高壓級EGR控制閥(13)、中壓級EGR控制閥(8)、低壓級EGR控制閥(3)、高壓級EGR冷卻器(11)、中壓級EGR冷卻器(6)和低壓級EGR冷卻器(1)，低壓級進(jìn)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(jìn)氣管(9)連接在低壓級壓氣機(5)的出口和高壓級壓氣機(10)的入口之間，高壓級進(jìn)氣管(14)連接在高壓級壓氣機(10)的出口和中冷器(14)的入口之間，進(jìn)氣總管(16)連接在中冷器(15)的出口和進(jìn)氣歧管(17)的入口之間，進(jìn)氣歧管(17)的出口和排氣歧管(19)的入口都連接在發(fā)動機(18)上，高壓級排氣管(20)連接在排氣歧管(19)的出口和高壓級渦輪(21)的入口之間，中壓級排氣管(24)連接在高壓級渦輪(21)的出口和低壓級渦輪(25)的入口之間，低壓級排氣管(26)一端和低壓級渦輪(25)的出口相連接，另一端通大氣，高壓級壓氣機(10)通過高壓級連接軸(27)和高壓級渦輪(21)軸連接，低壓級壓氣機(5)通過低壓級連接軸(28)和低壓級渦輪(25)軸連接，旁通管(22)安裝在高壓級排氣管(20)和中壓級排氣管(24)之間，旁通閥(23)安裝在旁通管(22)內(nèi)，高壓級EGR管(12)安裝在高壓級排氣管(20)和高壓級進(jìn)氣管(14)之間，中壓級EGR管(7)安裝在中壓級排氣管(24)和中壓級進(jìn)氣管(9)之間，低壓級EGR管(2)安裝在低壓級排氣管(26)和低壓級進(jìn)氣管(4)之間，高壓級EGR控制閥(13)、中壓級EGR控制閥(8)、低壓級EGR控制閥(3)分別安裝于高壓級EGR管(12)、中壓級EGR管(7)、低壓級EGR管(2)內(nèi)，高壓級EGR冷卻器(11)安裝于高壓級EGR管(12)上并置于高壓級EGR控制閥(13)和高壓級排氣管(20)之間，中壓級EGR冷卻器(6)安裝于中壓級EGR管(7)上并置于中壓級EGR控制閥(8)和中壓級排氣管(24)之間，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(26)之間。
專利摘要串聯(lián)式兩級增壓發(fā)動機廢氣再循環(huán)多回路裝置，屬于內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)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(jìn)氣管、高壓級排氣管、高壓級EGR管，中壓級進(jìn)氣管、中壓級排氣管、中壓級EGR管，低壓級進(jìn)氣管、低壓級排氣管、低壓級EGR管，三條EGR管路上分別置有控制閥。通過選擇EGR回路單獨或組合工作保證發(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，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(shè)計合理，結(jié)構(gòu)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F02M25/07GK201513259SQ20092031247
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)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(xué)