CN111022222B - 一种可调节egr混合*** - Google Patents

一种可调节egr混合*** Download PDF

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Abstract

本发明专利属于汽车技术领域，具体的说是一种可调节EGR混合***。其控制逻辑为：整车工况输入ECU，ECU调整进气节气门、EGR阀和混合器开度，文丘里管传感器和进气温度压力传感器向ECU发送数据，计算EGR混合模型，ECU信号输入执行器，EGR废气导管转动，调节连通截面。当需要高废气流引入时，通过增加连通截面面积，减少流动阻力。当需要低废气流引入时，减少连通截面面积，增加废气涡流效应，提高废气流速，保证混合能力。该方法通过对混合器智能控制，实现EGR混合***智能控制调节，实现进气阻力、EGR率及EGR混合均匀性的兼顾，有效提高机器热效率。同时功能模块化，接口简捷，互换性高，适配不同机器。

Description

一种可调节EGR混合***
技术领域
本发明专利属于汽车技术领域，具体的说是一种可调节EGR混合***。
背景技术
法规对柴油机尾气排放的要求日益严格，NOx作为车辆尾气排放中主要污染物，主要通过EGR***控制。市场对重型柴油机的功率需求日益增加，发动机排量进一步提升，要求更高的EGR混合效率。目前解决EGR的各缸均匀性的普遍技术方案是在进气接管***EGR导气管，此方案缺点是***式管路的气体不易扩散，导入的废气主要是气流边界发生混合，废气气流中心浓度很高，EGR混合效率低。为了解决废气成团不宜扩散的问题，现有专利主要对导管进行改进，使用分布小圆孔导管或扰流翅片，此类方案的缺点EGR导管结构复杂，增加EGR流通阻力，增加工艺难度。
其中对于多缸机而言，进气歧管歧管入口处压力波形态取决于总管、外接管及上游耦合部件中复杂的气流波动，受限于进气歧管布置，各缸EGR率不均匀会导致燃烧***达不到设计要求。同时发动机排量增大，受限于于整车布置空间，需要进一步优化进气管路，节约空间。
专利文献(CN208578655U)中公开了一种EGR进气***和发动机，EGR进气***包括进气管，进气管具有新鲜空气入口、EGR废气入口和混合气出口，进气管的内壁上设置有使从新鲜空气入口进入的新鲜空气产生回旋运动的螺旋导流结构。工作过程中，受螺旋导流结构的作用，进气管的内壁最外侧受到了回旋力，导致进气产生回旋运动；当EGR废气进入进气管，在回旋运动带动下进气阻力较小，被卷入进气内部，被加快混合。该申请利用了导流结构使气体发生回转，以提高EGR混合效率。为了使空气发生回转，其在进气道壁面铸有双螺旋回旋槽，由于增压柴油机进气压力较大，空气流速较快，其螺旋导流结构主要影响外侧壁面空气，中心气流基本不受影响，其次空气回转时，外侧空气受离心作用，压力较高，同时其通过壁面开孔引入EGR气体，外侧高压空气对EGR气体有一定的阻挡作用，在低转速大负荷时，进排气压差较小，EGR气体难以引入，甚至进行返流，影响EGR率。
发明内容
本发明提供了一种结构简单的、可调节EGR混合***，解决了目前EGR混合不均匀导致发动机效能下降的问题，以及***式方案高EGR流通阻力及低EGR率的问题。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种可调节EGR混合***，该***包括EGR阀1、文秋里管传感器2、进气节气门3、混合器4、进气温度压力传感器5和ECU6；所述EGR阀1与文秋里管传感器2连接；所述文秋里管传感器2、进气节气门3与混合器4连接；所述混合器4与进气温度压力传感器5连接；所述ECU6与EGR阀1、文秋里管传感器2、混合器4和进气温度压力传感器5连接。
所述混合器4包括进气歧管7、执行器8、操纵机构9、EGR废气导管10和密封环11；所述进气歧管7为混合器4主体，结构为三通管路，其中第一端口12引入空气，第二端口13引入EGR废气，第三端口14导出混合气体；所述进气歧管7的腔体分为空气流道15、EGR废气流道16以及EGR混合腔17三部分；所述EGR废气流道16通过铸造集成于空气流道15的侧面；所述EGR混合腔17位于空气流道15的后端；所述进气歧管7的空气流道15的主体为S型立体弯管，由第一弯段18、第二弯段19和第一直线段20组成；所述EGR混合腔17的外侧设置有连接通孔21；所述EGR废气流道16和EGR混合腔17通过连接通孔21连接；所述EGR废气流道16为螺旋涡流气道结构；所述EGR废气导管10由管体22和盖板23焊接而成；所述管体22设有废气入口24和废气出口25；所述盖板23上有固定转轴26；所述EGR废气导管10安装在进气歧管7上；所述EGR废气导管10穿过连接通孔21；所述废气入口24与EGR废气流道16连接；所述废气出口25将EGR废气导入EGR混合腔17的中心；所述密封环11安装再进气歧管7上；所述废气入口24与EGR废气流道16形成连通截面27；所述EGR废气导管10在固定转轴26控制下转动，转动过程中，连通截面27面积增大或者减少；所述执行器8安装在进气歧管7上；所述操纵机构9为四杆机构；所述操纵机构9安装在进气歧管7上；所述操纵机构9连接执行器8和EGR废气导管10；所述执行器8通过操纵机构9控制EGR废气导管10转动，实现连通截面27面积增大或者减少。
本发明的有益效果为：
该方法通过对混合器智能控制，实现EGR混合***智能控制，实现进气阻力、EGR率及EGR混合均匀性的兼顾，有效提高机器热效率。同时功能模块化，接口简捷，互换性高，适配不同机器。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明中混合器的结构示意图；
图3为本发明中进气歧管的主视图；
图4a为本发明中进气歧管的主视图；
图4b为本发明中进气歧管的俯视图；
图5a为本发明中进气歧管的一种角度剖视图；
图5b为本发明中进气歧管的另一种角度剖视图；
图6为图5b中B—B处的剖视图；
图7为本发明中EGR废气导管的主视图；
图8a为本发明中混合器的一种角度剖视图；
图8b为本发明中混合器的另一种角度剖视图；
图9为图8b中D—D处的剖视图；
图10为本发明的***流程。
图中：1、EGR阀；2、文秋里管传感器；3、进气节气门；4、混合器；5、进气温度压力传感器；6、ECU；7、进气歧管；8、执行器；9、操纵机构；10、EGR废气导管；11、密封环；12、第一端口；13、第二端口；14、第三端口；15、空气流道；16、EGR废气流道；17、EGR混合腔；18、第一弯段；19、第二弯段；20、第一直线段；21、连接通孔；22、管体；23、盖板；24、废气入口；25、废气出口；26、固定转轴；27、连通截面。
具体实施方式
参阅图1，一种高效EGR引入混合***，包括EGR阀1，文秋里管传感器2，进气节气门3，混合器4，进气温度压力传感器5，ECU6等部件。
其中所述EGR阀1受ECU6控制，主要功能是控制废气流量。文秋里管传感器2主要功能是测量废气流量，同时将数据发送至ECU6。进气节气门3受ECU6控制，主要功能是控制空气流量。混合器4受ECU6控制，主要功能是将空气和废气进行混合。进气温度压力传感器5主要功能是测量混合气压力温度，同时将数据发送至ECU6。ECU6为发动机控制单元，功能是接受文秋里管传感器2和进气温度压力传感器5的信号，按照逻辑控制混合器4工作，以保证EGR率符合工况要求。
参阅图2，所述混合器4包括进气歧管7、执行器8、操纵机构9、EGR废气导管10和密封环11。
参阅图3，所述进气歧管7为混合器4主体，结构为三通管路，其中第一端口12引入空气，第二端口13引入EGR废气，第三端口14导出混合气体；所述进气歧管7的腔体分为空气流道15、EGR废气流道16以及EGR混合腔17三部分；所述EGR废气流道16通过铸造集成于空气流道15的侧面；所述EGR混合腔17位于空气流道15的后端.
参阅图4a、图4b，所述进气歧管7的空气流道主体为S型立体弯管，由第一弯段18、第二弯段19和第一直线段20组成。
参阅图5a、图5b，所述EGR混合腔17的外侧设置有连接通孔21；所述EGR废气流道16和EGR混合腔17通过连接通孔21连接；
参阅图6，所述EGR废气流道16为螺旋涡流气道结构。
参阅图7，所述EGR废气导管10由管体22和盖板23焊接而成；所述管体22设有废气入口24和废气出口25；所述盖板23上有固定转轴26。
参阅图8a、图8b，所述EGR废气导管10安装于进气歧管7；所述EGR废气导管10穿过连接通孔21；所述废气入口24与EGR废气流道16连接；所述废气出口25将EGR废气导入EGR混合腔17的中心；所述密封环11安装于进气歧管7上，保证密封。
参阅图9，所述废气入口24与EGR废气流道16形成连通截面27；所述EGR废气导管10在固定转轴26控制下转动，转动过程中，连通截面27面积增大或者减少。
参阅图1，所述执行器8安装于进气歧管7上；所述操纵机构9为四杆机构；所述操纵机构9安装于进气歧管7上；所述操纵机构9连接执行器8和EGR废气导管10；所述执行器8通过纵机构9控制EGR废气导管10转动，实现连通截面27面积增大或者减少。
综上，所述混合器4实现调节混合功能的过程为，空气流经空气流道15，经过第一弯段18和第二弯段19的导向作用，使空气发生回转。同时，空气流径EGR废气导管10，流道截面缩小，空气流速加快，在EGR废气导管10处产生文丘里效应，有效吸入EGR废气，同时空气气流扰动，产生紊流。EGR废气流经EGR废气流道16，此时由于EGR废气流道16为螺旋涡流气道结构，废气形成涡流。废气导入EGR混合腔17中心，空气紊流和废气涡流碰撞，迅速打散废气气流，使废气与空气大范围混合，提高EGR混合效率。连通截面27的大小影响涡流形成能力，具体表现为截面小时，涡流加剧，截面大时，涡流减小。连通截面27的大小由执行器8控制。
参阅图10，所述控制逻辑为：整车工况输入ECU，ECU调整进气节气门、EGR阀和混合器开度，文丘里管传感器和进气温度压力传感器向ECU发送数据，计算EGR混合模型，ECU信号输入执行器，EGR废气导管10转动，调节连通截面27。当需要高废气流引入时，通过增加连通截面27面积，减少流动阻力。当需要低废气流引入时，减少连通截面27面积，增加废气涡流效应，提高废气流速，保证混合能力。
该方法通过对混合器智能控制，实现EGR混合***智能控制调节，实现进气阻力、EGR率及EGR混合均匀性的兼顾，有效提高机器热效率。同时功能模块化，接口简捷，互换性高，适配不同机器。

Claims (1)

1.一种可调节EGR混合***，其特征在于，该***包括EGR阀(1)、文秋里管传感器(2)、进气节气门(3)、混合器(4)、进气温度压力传感器(5)和ECU(6)；所述EGR阀(1)与文秋里管传感器(2)连接；所述文秋里管传感器(2)、进气节气门(3)与混合器(4)连接；所述混合器(4)与进气温度压力传感器(5)连接；所述ECU(6)与EGR阀(1)、文秋里管传感器(2)、混合器(4)和进气温度压力传感器(5)连接；所述混合器(4)包括进气歧管(7)、执行器(8)、操纵机构(9)、EGR废气导管(10)和密封环(11)；所述进气歧管(7)为混合器(4)主体，结构为三通管路，其中第一端口(12)引入空气，第二端口(13)引入EGR废气，第三端口(14)导出混合气体；所述进气歧管(7)的腔体分为空气流道(15)、EGR废气流道(16)以及EGR混合腔(17)三部分；所述EGR废气流道(16)通过铸造集成于空气流道(15)的侧面；所述EGR混合腔(17)位于空气流道(15)的后端；所述进气歧管(7)的空气流道(15)的主体为S型立体弯管，由第一弯段(18)、第二弯段(19)和第一直线段(20)组成；所述EGR混合腔(17)的外侧设置有连接通孔(21)；所述EGR废气流道(16)和EGR混合腔(17)通过连接通孔(21)连接；所述EGR废气流道(16)为螺旋涡流气道结构；所述EGR废气导管(10)由管体(22)和盖板(23)焊接而成；所述管体(22)设有废气入口(24)和废气出口(25)；所述盖板(23)上有固定转轴(26)；所述EGR废气导管(10)安装在进气歧管(7)上；所述EGR废气导管(10)穿过连接通孔(21)；所述废气入口(24)与EGR废气流道(16)连接；所述废气出口(25)将EGR废气导入EGR混合腔(17)的中心；所述密封环(11)安装再进气歧管(7)上；所述废气入口(24)与EGR废气流道(16)形成连通截面(27)；所述EGR废气导管(10)在固定转轴(26)控制下转动，转动过程中，连通截面(27)面积增大或者减少；所述执行器(8)安装在进气歧管(7)上；所述操纵机构(9)为四杆机构；所述操纵机构(9)安装在进气歧管(7)上；所述操纵机构(9)连接执行器(8)和EGR废气导管(10)；所述执行器(8)通过操纵机构(9)控制EGR废气导管(10)转动，实现连通截面(27)面积增大或者减少。
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