本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)及其使用方法及具有其的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

面對(duì)全球變暖以及環(huán)保、能源短缺問(wèn)題，對(duì)車(chē)用動(dòng)力要求即節(jié)能又環(huán)保。egr(廢氣再循環(huán))技術(shù)已經(jīng)成為清潔高效發(fā)動(dòng)機(jī)上一種不可或缺的技術(shù)，它在顯著降低nox排放的同時(shí)，也改善了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒經(jīng)濟(jì)性。

在自然吸氣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，egr的引入都不是問(wèn)題，排氣壓力高于進(jìn)氣壓力，廢氣很容易進(jìn)入缸內(nèi)實(shí)現(xiàn)再循環(huán)。但是增壓發(fā)動(dòng)機(jī)歧管內(nèi)的進(jìn)氣壓力在低負(fù)荷時(shí)小于大氣壓，高負(fù)荷時(shí)高于大氣壓。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上egr系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地分為兩類(lèi)：低壓egr和高壓egr。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：現(xiàn)有技術(shù)的一種低壓egr系統(tǒng)，它從渦輪機(jī)后引出廢氣，通到壓氣機(jī)前。這種egr系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是廢氣溫度低，對(duì)egr中冷器要求低。但是廢氣中含有碳煙以及水蒸汽，會(huì)污化及腐蝕壓氣機(jī)和進(jìn)氣中冷器。另一種egr系統(tǒng)采用渦輪前取egr廢氣，好處是能實(shí)現(xiàn)高的egr率。與第一種的缺點(diǎn)一樣，而且更加顯著。

某汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用高壓egr系統(tǒng)，它直接從增壓器渦輪機(jī)前取出廢氣，經(jīng)過(guò)冷卻后通到進(jìn)氣歧管內(nèi)。渦輪前比渦輪后溫度高約100℃，所以這種高壓egr對(duì)egr中冷器的冷卻能力提出高的要求。另外從渦輪前取的廢氣，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)催化器，廢氣中的碳煙會(huì)污化進(jìn)氣歧管和氣道，而且廢氣中的nox會(huì)加劇燃燒爆震傾向。

另一種實(shí)現(xiàn)高、低壓egr可控引入裝置。它是在高壓egr布置基礎(chǔ)上，在egr閥和egr中冷器后加入三通，除保留原有的高壓egr通路，又增加了一路引到增壓器壓氣機(jī)前，類(lèi)似一種低壓模式。高壓egr的問(wèn)題仍然存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種再循環(huán)的egr廢氣更為清潔，降低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣相關(guān)零部件的不利影響；降低egr廢氣最高溫度，降低了對(duì)egr冷卻器冷卻能力要求的增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體及進(jìn)、排氣系統(tǒng)；

壓氣機(jī)、進(jìn)氣中冷器、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)通過(guò)管路依次連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管連通；

發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管通過(guò)管路依次連接渦輪機(jī)和主催化器；還具有：

預(yù)催化器，所述預(yù)催化器安裝在所述渦輪機(jī)后端的管道上；

egr中冷器，其第一端通過(guò)管路接入所述預(yù)催化器后端的管路上，第二端通過(guò)管路接入進(jìn)氣系統(tǒng)。

所述egr中冷器第二端接入發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)后端的管路上。

所述egr中冷器的管路上還設(shè)有egr閥。

還包括排氣節(jié)流閥，所述排氣節(jié)流閥安裝在主催化器前端的管路上；所述egr中冷器第一端接入所述預(yù)催化器和排氣節(jié)流閥之間的管路上。

所述渦輪機(jī)和壓氣機(jī)同軸連接。

增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的使用方法，從預(yù)催化器后引出再循環(huán)的廢氣，經(jīng)過(guò)egr中冷器冷卻，再經(jīng)過(guò)egr閥，最后進(jìn)入節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣歧管，形成egr廢氣的主通路；在排氣系統(tǒng)egr引出口與主催化器之間，增加了可控的排氣節(jié)流閥，通過(guò)控制背壓達(dá)到提高egr率和egr范圍的效果。

一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，具有上述增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果，

1.經(jīng)過(guò)預(yù)催化器的廢氣，排放物中微粒質(zhì)量顯著降低，減小了對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)、氣道以及進(jìn)氣門(mén)處積炭、油泥的積累。同時(shí)廢氣中nox濃度處于較低水平，緩解了對(duì)中高負(fù)荷下燃燒爆震的不利影響。

2.與渦輪前取的廢氣相比，預(yù)催化器后的廢氣溫度降低約100℃，降低了對(duì)egr中冷器的冷卻要求?？梢赃x擇成本低且更小巧的egr中冷器。

3.egr直接引入到節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣歧管，避免egr廢氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)和進(jìn)氣中冷器。這樣降低了egr對(duì)壓氣機(jī)和進(jìn)氣中冷器的不利影響。

4.egr引出口下游排氣通道上的節(jié)流閥，可控制排氣背壓，不但能優(yōu)化egr率，而且提高了egr的工作范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明專(zhuān)利增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)egr系統(tǒng)的egr運(yùn)行工況圖；

上述圖中的標(biāo)記均為：1、壓氣機(jī)，2、進(jìn)氣中冷器，3、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)，4、進(jìn)氣歧管，5、渦輪機(jī)，6、預(yù)催化器，7、排氣節(jié)流閥，8、主催化器，9、egr中冷器，10、egr閥。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

文中描述的前端和后端，均是以氣體流向?yàn)榛鶞?zhǔn)。進(jìn)氣端為前端，出氣端為后端。

參見(jiàn)圖1，一種增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體及進(jìn)、排氣系統(tǒng)；

壓氣機(jī)1、進(jìn)氣中冷器2、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)3通過(guò)管路依次連接，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)3通過(guò)管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管4連通；

發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管通過(guò)管路依次連接渦輪機(jī)5和主催化器8；還具有：

預(yù)催化器6，預(yù)催化器6安裝在渦輪機(jī)5后端的管道上；

egr中冷器9，其第一端通過(guò)管路接入預(yù)催化器6后端的管路上，第二端通過(guò)管路接入進(jìn)氣系統(tǒng)。

egr中冷器9第二端接入發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)3后端的管路上。

egr中冷器9的管路上還設(shè)有egr閥10。

還包括排氣節(jié)流閥7，排氣節(jié)流閥7安裝在主催化器8前端的管路上；egr中冷器9第一端接入預(yù)催化器6和排氣節(jié)流閥7之間的管路上。

渦輪機(jī)5和壓氣機(jī)1同軸連接。

實(shí)施例二

增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的使用方法，從預(yù)催化器6后引出再循環(huán)的廢氣，經(jīng)過(guò)egr中冷器9冷卻，再經(jīng)過(guò)egr閥10，最后進(jìn)入節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣歧管4，形成egr廢氣的主通路；在排氣系統(tǒng)egr引出口與主催化器8之間，增加了可控的排氣節(jié)流閥7，通過(guò)控制背壓達(dá)到提高egr率和egr范圍的效果。

實(shí)施例三

一種汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，具有上述增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。

再循環(huán)的egr廢氣從預(yù)催化器6后引出，它比從渦輪前取的廢氣，溫度低約100℃。經(jīng)過(guò)預(yù)催化器6的氧化還原，廢氣中碳顆粒和nox含量更低。這樣可降低對(duì)egr通路、egr中冷器9、進(jìn)氣歧管4及氣道的污染及堵塞，提高系統(tǒng)可靠性。

egr廢氣從節(jié)氣門(mén)后進(jìn)入進(jìn)氣歧管4。相比常規(guī)的低壓egr系統(tǒng)，從壓氣機(jī)1前接入egr廢氣的方式。避免了egr廢氣對(duì)壓氣機(jī)1和進(jìn)氣中冷器2的堵塞及腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，提高了進(jìn)氣系統(tǒng)的可靠性。

但是上述egr通路方案也存在不足，egr工作范圍較窄。egr只能工作在圖2所示的a和b發(fā)動(dòng)機(jī)工況區(qū)域。對(duì)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，平均有效壓力低于11bar以下區(qū)域，進(jìn)氣歧管4內(nèi)為負(fù)壓。平均有效壓力越小的區(qū)域，也就是負(fù)荷越小的區(qū)域，負(fù)壓越大。比如a區(qū)，進(jìn)氣歧管4內(nèi)較大的負(fù)壓，使egr通路有足夠的壓差，保障了足夠的egr率。但對(duì)于b區(qū)，進(jìn)氣歧管4內(nèi)負(fù)壓降低，導(dǎo)致egr流量不足，但該區(qū)域?qū)gr率的需求卻是最高的。為解決這一矛盾，本發(fā)明在主催化器8之前增加了排氣節(jié)流閥7。通過(guò)控制排氣節(jié)流閥77的開(kāi)度提高排氣系統(tǒng)背壓，進(jìn)而提高egr系統(tǒng)的壓差，保障了b區(qū)egr率的需求。同時(shí)，因?yàn)榕艢夤?jié)流閥7的作用，使egr工作區(qū)域拓展到圖2中的c區(qū)。使c區(qū)的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排放都得到改善。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果，

1.經(jīng)過(guò)預(yù)催化器6的廢氣，排放物中微粒質(zhì)量顯著降低，減小了對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)、氣道以及進(jìn)氣門(mén)處積炭、油泥的積累。同時(shí)廢氣中nox濃度處于較低水平，緩解了對(duì)中高負(fù)荷下燃燒爆震的不利影響。

2.與渦輪前取的廢氣相比，預(yù)催化器6后的廢氣溫度降低約100℃，降低了對(duì)egr中冷器9的冷卻要求?？梢赃x擇成本低且更小巧的egr中冷器9。

3.egr直接引入到節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣歧管4，避免egr廢氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)1和進(jìn)氣中冷器2。這樣降低了egr對(duì)壓氣機(jī)1和進(jìn)氣中冷器2的不利影響。

4.egr引出口下游排氣通道上的節(jié)流閥，可控制排氣背壓，不但能優(yōu)化egr率，而且提高了egr的工作范圍。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。