排放及瞬態(tài)特性的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種利用尾氣余熱同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)低工況性能、高工況燃油效率、NOx排放及瞬態(tài)特性的系統(tǒng)，包括水箱、水泵、蒸發(fā)器、過(guò)熱器、渦輪、壓氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體、混合室、膨脹機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、閥門、連接軸及連接管路，在低轉(zhuǎn)速工況，過(guò)熱蒸汽直接噴注到渦輪前增大渦輪功來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量；在高轉(zhuǎn)速工況，多余的渦輪前廢氣同過(guò)熱蒸汽一起流經(jīng)膨脹機(jī)膨脹做功并由同軸連接的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)；在中低負(fù)荷工況，過(guò)熱蒸汽流經(jīng)膨脹機(jī)，帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)將蒸發(fā)器出口廢氣壓縮引入混合室；在瞬態(tài)加載過(guò)程，向渦輪前噴注過(guò)熱蒸汽提高渦輪的響應(yīng)速度。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
【專利說(shuō)明】同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)低工況性能、高工況燃油效率、NOx排放及瞬態(tài)特性的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種改善內(nèi)燃機(jī)低工況性能、高工況燃油效率、放及瞬態(tài)特性的系統(tǒng)，具體是一種基于排氣能量回收、廢氣再循環(huán)、進(jìn)氣加濕、渦前噴注蒸汽技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)綜合性能改進(jìn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源日益短缺以及環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，內(nèi)燃機(jī)作為主要的動(dòng)力循環(huán)裝置，其節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展受到廣泛的關(guān)注。我國(guó)現(xiàn)已成為世界最大的汽車產(chǎn)銷國(guó)之一，汽車保有量的增大給我國(guó)石油供應(yīng)、環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了巨大的壓力。從目前內(nèi)燃機(jī)的熱平衡來(lái)看，用于動(dòng)力輸出的功率只占燃油燃燒總熱量的30?45% (柴油機(jī))或25?35% (汽油機(jī))，其它熱量則經(jīng)由冷卻系統(tǒng)和廢氣排入到大氣環(huán)境中。其中節(jié)能技術(shù)包括余熱制冷、采暖、溫差發(fā)電、燃料催化重整、后接動(dòng)力渦輪、加裝動(dòng)力循環(huán)裝置等，減排技術(shù)包括廢氣再循環(huán)、三效催化轉(zhuǎn)化、顆粒捕集、氧化催化轉(zhuǎn)化、選擇性催化還原等。目前，這些節(jié)能減排技術(shù)各自實(shí)現(xiàn)的效果較為單一，這將使得采用節(jié)能減排技術(shù)后的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度大大提高。
[0003]目前發(fā)動(dòng)機(jī)大多配有渦輪增壓器，以柴油機(jī)為例，對(duì)于按標(biāo)定工況參數(shù)匹配的增壓柴油機(jī)，在降低柴油機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，增壓壓力的降低將會(huì)使得進(jìn)氣量不足以滿足氣缸燃燒所需的空氣量，從而產(chǎn)生冒黑煙、排氣溫度過(guò)高等后果。對(duì)于增壓柴油機(jī)瞬態(tài)工況，因存在供氣量比供油量滯后的問(wèn)題，使得增壓柴油機(jī)不像非增壓柴油機(jī)那樣很快響應(yīng)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變化，進(jìn)一步又會(huì)造成一系列問(wèn)題。因此對(duì)于增壓柴油機(jī)其低轉(zhuǎn)速工況性能以及瞬態(tài)響應(yīng)特性也是亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述不足，提供一種帶有前車胎受力平衡裝置的車身系統(tǒng)，可以在事故中主動(dòng)對(duì)車胎進(jìn)行干預(yù)，減小事故損失。
[0005]本發(fā)明的目的是，提出一種基于廢氣能量回收、廢氣再循環(huán)、進(jìn)氣加濕、渦輪前噴注蒸汽技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)綜合性能改進(jìn)系統(tǒng)，包括改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)低工況性能、高工況燃油效率、NOx排放及瞬態(tài)特性。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括水箱、水泵、蒸發(fā)器、過(guò)熱器、渦輪、壓氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體、混合室、膨脹機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、連接軸、閥門及連接管路。其特征在于水箱中的液態(tài)水依次流經(jīng)水泵入口管路、水泵、水泵出口管路和蒸發(fā)器變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ娘柡驼羝?，飽和蒸汽依次流?jīng)過(guò)熱器入口管路和過(guò)熱器變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽；發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)排氣管路、渦輪、渦后管路、過(guò)熱器、過(guò)熱器出口管路、蒸發(fā)器和蒸發(fā)器出口管路變?yōu)榈蜏氐蛪旱膹U氣；新鮮空氣經(jīng)壓氣機(jī)入口管路、壓氣機(jī)和進(jìn)氣管路進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，壓氣機(jī)則是通過(guò)增壓器連接軸連接到渦輪；過(guò)熱蒸汽流經(jīng)過(guò)熱蒸汽出口管路、過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥、膨脹機(jī)入口管路和廢氣旁通閥直接噴注到排氣管路，或經(jīng)膨脹機(jī)入口管路和膨脹機(jī)入口閥單獨(dú)噴入到膨脹機(jī)或者同流經(jīng)膨脹機(jī)入口管路和廢氣旁通閥的部分廢氣一同噴注到膨脹機(jī)，并由膨脹機(jī)出口管路流出；膨脹機(jī)可帶動(dòng)膨脹機(jī)軸連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電或者帶動(dòng)壓縮機(jī)軸連接的壓縮機(jī)壓縮做功；低溫廢氣經(jīng)壓縮機(jī)入口管路、壓縮機(jī)入口閥、壓縮機(jī)和壓縮機(jī)出口管路進(jìn)入混合室，飽和蒸汽經(jīng)飽和蒸汽管路和飽和蒸汽閥進(jìn)入混合室；混合后的濕燃?xì)饨?jīng)混合室出口管路和混合室出口閥流入進(jìn)氣管路實(shí)現(xiàn)濕燃?xì)獾膹U氣再循環(huán)；流經(jīng)壓縮機(jī)出口管路的廢氣可同樣由旁路調(diào)節(jié)閥、旁通管路直接排出。
[0007]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥和廢氣旁通閥開(kāi)啟，飽和蒸汽閥、混合室出口閥和膨脹機(jī)入口閥關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽直接噴注到排氣管路，增大渦輪的輸出功，使得壓氣機(jī)的壓縮功增大，解決低轉(zhuǎn)速工況下進(jìn)氣不足、冒黑煙、排溫過(guò)高的問(wèn)題。
[0008]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥、壓縮機(jī)入口閥、膨脹機(jī)入口閥和旁路調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，飽和蒸汽閥和混合室出口閥關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存，同時(shí)帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)惰轉(zhuǎn)。
[0009]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，還可通過(guò)調(diào)節(jié)廢氣旁通閥的開(kāi)度，將多余的廢氣能量經(jīng)膨脹機(jī)入口管路旁通，與過(guò)熱蒸汽一起流經(jīng)膨脹機(jī)做功，實(shí)現(xiàn)廢氣能量的回收。
[0010]為了降低中低負(fù)荷工況下的NOx排放，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥、壓縮機(jī)入口閥、混合室出口閥和膨脹機(jī)入口閥打開(kāi)，廢氣旁通閥和旁路調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)壓縮做功，將由壓縮機(jī)入口管路旁通的部分低壓廢氣壓縮做功，變?yōu)楦邏簭U氣并經(jīng)壓縮機(jī)出口管路、混合室、混合室出口管路、混合室出口閥回流至進(jìn)氣管路，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)，降低放量。
[0011]為了降低中低負(fù)荷工況下的NOx排放，還可通過(guò)調(diào)節(jié)飽和蒸汽閥的開(kāi)度，旁通部分飽和蒸汽同廢氣在混合室內(nèi)混合，因此在實(shí)現(xiàn)EGR廢氣溫度降低的同時(shí)，也增大了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的濕度，進(jìn)一步將EGR廢氣冷卻同進(jìn)氣加濕技術(shù)融合起來(lái)達(dá)到降低NOx排放的效果。
[0012]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于瞬態(tài)加載過(guò)程中，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥和廢氣旁通閥開(kāi)啟，飽和蒸汽閥、混合室出口閥和膨脹機(jī)入口閥關(guān)閉，在瞬態(tài)加載過(guò)程中通過(guò)控制過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥和廢氣旁通閥的開(kāi)度向排氣管路噴注一定量的過(guò)熱蒸汽，使得排氣管路內(nèi)的壓力迅速建立起來(lái)，進(jìn)一步提高渦輪增壓器的響應(yīng)速率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)特性。
[0013]上述各閥門為開(kāi)度可調(diào)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來(lái)精確控制各管路內(nèi)廢氣或者過(guò)熱蒸汽的流量；水泵為變頻驅(qū)動(dòng)泵用來(lái)控制泵出口水的流量。
[0014]本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是，將發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣能量回收技術(shù)、廢氣再循環(huán)技術(shù)、進(jìn)氣加濕技術(shù)、渦輪前噴注蒸汽技術(shù)融合在一起，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的低工況性能、高工況燃油經(jīng)濟(jì)性、NOx排放及瞬態(tài)特性。本發(fā)明同時(shí)盡可能縮小了系統(tǒng)尺寸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜度以及成本，具有現(xiàn)實(shí)可行性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中，I為水箱，2為水泵入口管路，3為水泵，4為水泵出口管路，5為蒸發(fā)器，6為過(guò)熱器入口管路，7為過(guò)熱器，8為過(guò)熱蒸汽出口管路，9為過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥，10為膨脹機(jī)入口管路，11為廢氣旁通閥，12為渦輪，13為增壓器連接軸，14為壓氣機(jī)入口管路，15為壓氣機(jī)，16為進(jìn)氣管路，17為內(nèi)燃機(jī)機(jī)體，18為排氣管路，19為渦后管路，20為過(guò)熱器出口管路，21為蒸發(fā)器出口管路，22為飽和蒸汽管路，23為飽和蒸汽閥，24為膨脹機(jī)，25為膨脹機(jī)出口管路，26為壓縮機(jī)軸，27為壓縮機(jī)入口管路，28為壓縮機(jī)入口閥，29為壓縮機(jī)，30為壓縮機(jī)出口管路，31為混合室，32為混合室出口管路，33為混合室出口閥，34為膨脹機(jī)入口閥，35為發(fā)電機(jī)，36為膨脹機(jī)軸，37為旁路調(diào)節(jié)閥，38為旁通管路。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例
[0019]如圖1所示，本發(fā)明包括水箱1、水泵3、蒸發(fā)器5、過(guò)熱器7、渦輪12、壓氣機(jī)15、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體17、混合室31、膨脹機(jī)24、壓縮機(jī)2、發(fā)電機(jī)35、閥門、連接軸及連接管路，其中水箱I中的液態(tài)水依次流經(jīng)水泵入口管路2、水泵3、水泵出口管路4、蒸發(fā)器5變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ娘柡驼羝?，飽和蒸汽依次流?jīng)過(guò)熱器入口管路6、過(guò)熱器7變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽；發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)排氣管路18、渦輪12、渦后管路19、過(guò)熱器7、過(guò)熱器出口管路20、蒸發(fā)器5、蒸發(fā)器出口管路21變?yōu)榈蜏氐蛪旱膹U氣；新鮮空氣經(jīng)壓氣機(jī)入口管路14、壓氣機(jī)15、進(jìn)氣管路16進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)機(jī)體17，壓氣機(jī)15則是通過(guò)增壓器連接軸13連接到渦輪12 ;過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)熱蒸汽出口管路8、過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9、膨脹機(jī)入口管路10、廢氣旁通閥11直接噴注到排氣管路18，或經(jīng)膨脹機(jī)入口管路10、膨脹機(jī)入口閥34單獨(dú)噴入到膨脹機(jī)24或者同流經(jīng)膨脹機(jī)入口管路10、廢氣旁通閥11的部分廢氣一同噴注到膨脹機(jī)24，并由膨脹機(jī)出口管路25流出；膨脹機(jī)24可帶動(dòng)膨脹機(jī)軸36連接的發(fā)電機(jī)35發(fā)電或者帶動(dòng)壓縮機(jī)軸26連接的壓縮機(jī)29壓縮做功；低溫廢氣經(jīng)壓縮機(jī)入口管路27、壓縮機(jī)入口閥28、壓縮機(jī)29、壓縮機(jī)出口管路30進(jìn)入混合室31，飽和蒸汽經(jīng)飽和蒸汽管路22、飽和蒸汽閥23進(jìn)入混合室31 ;混合后的濕燃?xì)饨?jīng)混合室出口管路32、混合室出口閥33流入進(jìn)氣管路16實(shí)現(xiàn)濕燃?xì)獾膹U氣再循環(huán)；流經(jīng)壓縮機(jī)出口管路30的廢氣可同樣由旁路調(diào)節(jié)閥37、旁通管路38直接排出。
[0020]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9和廢氣旁通閥11開(kāi)啟，飽和蒸汽閥23、混合室出口閥33和膨脹機(jī)入口閥34關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽直接噴注到排氣管路18，增大渦輪12的輸出功，使得壓氣機(jī)15的壓縮功增大，解決低轉(zhuǎn)速工況下進(jìn)氣不足、冒黑煙、排溫過(guò)高的問(wèn)題。
[0021]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9、壓縮機(jī)入口閥28、膨脹機(jī)入口閥34和旁路調(diào)節(jié)閥37開(kāi)啟，飽和蒸汽閥23和混合室出口閥33關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)24內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的發(fā)電機(jī)35發(fā)電并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存，同時(shí)帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)29惰轉(zhuǎn)。
[0022]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，還可通過(guò)調(diào)節(jié)廢氣旁通閥11的開(kāi)度，將多余的廢氣能量經(jīng)膨脹機(jī)入口管路10旁通，與過(guò)熱蒸汽一起流經(jīng)膨脹機(jī)24做功，實(shí)現(xiàn)廢氣能量的回收。
[0023]為了降低中低負(fù)荷工況下的NOx排放，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9、壓縮機(jī)入口閥28、混合室出口閥33和膨脹機(jī)入口閥34打開(kāi)，廢氣旁通閥11和旁路調(diào)節(jié)閥37關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)24內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)29壓縮做功，將由壓縮機(jī)入口管路27旁通的部分低壓廢氣壓縮做功，變?yōu)楦邏簭U氣并經(jīng)壓縮機(jī)出口管路30、混合室31、混合室出口管路32、混合室出口閥33回流至進(jìn)氣管路16，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)，降低放量。
[0024]為了降低中低負(fù)荷工況下的NOx排放，還可通過(guò)調(diào)節(jié)飽和蒸汽閥23的開(kāi)度，旁通部分飽和蒸汽同廢氣在混合室31內(nèi)混合，因此在實(shí)現(xiàn)EGR廢氣溫度降低的同時(shí)，也增大了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的濕度，進(jìn)一步將EGR冷卻同進(jìn)氣加濕技術(shù)融合起來(lái)達(dá)到降低NOx排放的效果。
[0025]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于瞬態(tài)加載過(guò)程中，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9和廢氣旁通閥11開(kāi)啟，飽和蒸汽閥23、混合室出口閥33和膨脹機(jī)入口閥34關(guān)閉，在瞬態(tài)加載過(guò)程中通過(guò)控制過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥9和廢氣旁通閥11的開(kāi)度向排氣管路18噴注一定量的過(guò)熱蒸汽，使得排氣管路18內(nèi)的壓力迅速建立起來(lái)，進(jìn)一步提高渦輪增壓器的響應(yīng)速率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)特性。
[0026]上述各閥門為開(kāi)度可調(diào)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來(lái)精確控制各管路內(nèi)廢氣或者過(guò)熱蒸汽的流量，水泵3為配有變頻驅(qū)動(dòng)的泵，用來(lái)控制泵出口水的流量。通過(guò)閥門與水泵的協(xié)同調(diào)節(jié)作用使得該系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下。
[0027]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了說(shuō)明，但這些說(shuō)明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書(shū)限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)低工況性能、高工況燃油效率、NO x排放及瞬態(tài)特性的系統(tǒng)，包括水箱(I)、水泵(3)、蒸發(fā)器(5)、過(guò)熱器(7)、渦輪(12)、壓氣機(jī)(15)、內(nèi)燃機(jī)機(jī)體(17)、混合室(31)、膨脹機(jī)(24)、壓縮機(jī)(2)、發(fā)電機(jī)(35)、閥門、連接軸及連接管路，其特征在于水箱(I)中的液態(tài)水依次流經(jīng)水泵入口管路(2)、水泵(3)、水泵出口管路(4)和蒸發(fā)器(5)變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ娘柡驼羝柡驼羝来瘟鹘?jīng)過(guò)熱器入口管路(6)和過(guò)熱器(7)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽；發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)排氣管路(18)、渦輪(12)、渦后管路(19)、過(guò)熱器(7)、過(guò)熱器出口管路(20)、蒸發(fā)器(5)和蒸發(fā)器出口管路(21)變?yōu)榈蜏氐蛪旱膹U氣；新鮮空氣經(jīng)壓氣機(jī)入口管路(14)、壓氣機(jī)(15)和進(jìn)氣管路(16)進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)機(jī)體(17)，壓氣機(jī)(15)則是通過(guò)增壓器連接軸(13)連接到渦輪(12);過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)熱蒸汽出口管路(8)、過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)、膨脹機(jī)入口管路(10)和廢氣旁通閥(11)直接噴注到排氣管路(18)，或經(jīng)膨脹機(jī)入口管路(10)和膨脹機(jī)入口閥(34)單獨(dú)噴入到膨脹機(jī)(24)或者同流經(jīng)膨脹機(jī)入口管路(10)和廢氣旁通閥(11)的部分廢氣一同噴注到膨脹機(jī)(24)，并由膨脹機(jī)出口管路(25)流出；膨脹機(jī)(24)可帶動(dòng)膨脹機(jī)軸(36)連接的發(fā)電機(jī)(35)發(fā)電或者帶動(dòng)壓縮機(jī)軸(26)連接的壓縮機(jī)(29)壓縮做功；低溫低壓廢氣經(jīng)壓縮機(jī)入口管路(27)、壓縮機(jī)入口閥(28)、壓縮機(jī)(29)和壓縮機(jī)出口管路(30)進(jìn)入混合室(31)，飽和蒸汽經(jīng)飽和蒸汽管路(22)和飽和蒸汽閥(23)進(jìn)入混合室(31);混合后的濕燃?xì)饨?jīng)混合室出口管路(32)和混合室出口閥(33)流入進(jìn)氣管路(16)實(shí)現(xiàn)濕燃?xì)獾膹U氣再循環(huán)；流經(jīng)壓縮機(jī)出口管路(30)的廢氣可同樣由旁路調(diào)節(jié)閥(37)和旁通管路(38)直接排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)和廢氣旁通閥(11)開(kāi)啟，飽和蒸汽閥(23)、混合室出口閥(33)和膨脹機(jī)入口閥(34)關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽直接噴注到排氣管路(18)，增大渦輪(12)的輸出功。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)、壓縮機(jī)入口閥(28)、膨脹機(jī)入口閥(34)和旁路調(diào)節(jié)閥(37)開(kāi)啟，飽和蒸汽閥(23)和混合室出口閥(33)關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)(24)內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的發(fā)電機(jī)(35)發(fā)電并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存，同時(shí)帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)(29)惰轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，可通過(guò)調(diào)節(jié)廢氣旁通閥(11)的開(kāi)度，將多余的廢氣能量經(jīng)膨脹機(jī)入口管路(10)旁通，與過(guò)熱蒸汽一起流經(jīng)膨脹機(jī)(24)做功，實(shí)現(xiàn)廢氣能量的回收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，為了降低中低負(fù)荷工況下的NOx排放，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)、壓縮機(jī)入口閥(28)、混合室出口閥(33)和膨脹機(jī)入口閥(34)打開(kāi)，廢氣旁通閥(11)和旁路調(diào)節(jié)閥(37)關(guān)閉，過(guò)熱蒸汽在膨脹機(jī)(24)內(nèi)膨脹做功，帶動(dòng)同軸連接的壓縮機(jī)(29)壓縮做功，將由壓縮機(jī)入口管路(27)旁通的部分低壓廢氣壓縮做功，變?yōu)楦邏簭U氣并經(jīng)壓縮機(jī)出口管路(30)、混合室(31)、混合室出口管路(32)、混合室出口閥(33)回流至進(jìn)氣管路(16)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)，降低放量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，可通過(guò)調(diào)節(jié)飽和蒸汽閥(23)的開(kāi)度，旁通部分飽和蒸汽同廢氣在混合室(31)內(nèi)混合，在實(shí)現(xiàn)EGR廢氣溫度降低的同時(shí)，也增大了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的濕度，進(jìn)一步將EGR冷卻同進(jìn)氣加濕技術(shù)融合起來(lái)達(dá)到降低NOx排放的效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于瞬態(tài)加載過(guò)程中，過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)和廢氣旁通閥(11)開(kāi)啟，飽和蒸汽閥(23)、混合室出口閥(33)和膨脹機(jī)入口閥(34)關(guān)閉，在瞬態(tài)加載過(guò)程中通過(guò)控制過(guò)熱蒸汽調(diào)節(jié)閥(9)和廢氣旁通閥(11)的開(kāi)度向排氣管路(18)噴注一定量的過(guò)熱蒸汽，使得排氣管路(18)內(nèi)的壓力迅速建立起來(lái)，進(jìn)一步提高渦輪增壓器的響應(yīng)速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述的閥(9、11、23、28、33、34、37)均為開(kāi)度可調(diào)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用來(lái)精確控制各管路內(nèi)廢氣或者過(guò)熱蒸汽的流量；所述水泵(3)為變頻驅(qū)動(dòng)泵用來(lái)控制泵出口水的流量。
【文檔編號(hào)】F02B37/18GK104500218SQ201410697271
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】朱思鵬, 鄧康耀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)