CN201513258U - 串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置 - Google Patents

串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置 Download PDF

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Abstract

串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置，属于内燃机技术领域。本实用新型包括发动机、高压级增压器、低压级增压器、高压级进气管、高压级排气管、混合EGR管、EGR分支器、高压级EGR支管，中压级进气管、中压级排气管、中压级EGR支管，低压级进气管、低压级排气管、低压级EGR管，高、中、低压级EGR(支)管路上分别置有控制阀。通过各EGR回路的选择或组合使用保证发动机在各工况下都获得足够的EGR流量且尽量利用较高压级的EGR回路以降低压气机的耗功和高温排气对压气机的损害。本实用新型设计合理，结构简单，适用于对EGR有高要求的串联式两级增压发动机。

Description

串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置
技术领域
本实用新型涉及一种发动机的废气再循环(EGR)装置，特别是一种适用于串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置，属于内燃机技术领域。
背景技术
EGR技术是一种有效降低内燃机NOx排放的方法。随着排放法规的越来越严格，要求有更多的EGR流量从内燃机的排气端引入进气端，并且以往不需要进行EGR的运行工况点(例如，外特性和标定工况)为了满足新排放法规也需要引入EGR。在和增压***配合使用时，一种EGR***是把废气从涡轮前引入到压气机后，形成高压级回路。但由于增压***运行情况随发动机工况点改变而改变，涡轮前的压力不能总保持大于压气机后的压力，尤其是当发动机工作在中高转速大负荷阶段，由于废气能量较高，使得压气机后压力大于涡轮前压力，如不采取额外措施则排气不能通过EGR管流入进气管。另一种EGR***的布置是将排气从涡轮的出口引入到压气机的进口，形成低压级回路。这种布置下可以在发动机全工况下实现EGR流所需要的压差，但高温排气流经压气机会浪费压气机的压缩功并且带来损坏压气机的风险。
实用新型内容
为了克服已有技术的不足，本实用新型提供了一种改善两级增压发动机废气再循环能力的混合式废气再循环多回路装置。根据发动机工况的变化，选择合适的EGR回路工作实现***所需的EGR流量。尽可能的利用较高压级的EGR回路，在较高压级的EGR回路无法实现EGR流时，用控制阀将其关闭并采用低一级的EGR回路，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并降低排气对压气机的损害，该实用新型还可以同时实现EGR回路的组合，以满足更大EGR流量的需求。
为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：该装置包括低压级进气管、低压级压气机、中压级进气管、高压级压气机、高压级进气管、中冷器、进气总管、进气歧管、发动机、排气歧管、高压级排气管、高压级涡轮、中压级排气管、低压级涡轮、低压级排气管、旁通管、旁通阀、高压级连接轴、低压级连接轴、混合EGR管、EGR分支器、高压级EGR支管、中压级EGR支管、低压级EGR管、高压级EGR控制阀、中压级EGR控制阀、低压级EGR控制阀、混合EGR冷却器和低压级EGR冷却器，低压级进气管的一端和低压级压气机的入口相连接，另一端通大气，中压级进气管连接在低压级压气机的出口和高压级压气机的入口之间，高压级进气管连接在高压级压气机的出口和中冷器的入口之间，进气总管连接在中冷器的出口和进气歧管的入口之间，进气歧管的出口和排气歧管的入口都连接在发动机上，高压级排气管连接在排气歧管的出口和高压级涡轮的入口之间，中压级排气管连接在高压级涡轮的出口和低压级涡轮的入口之间，低压级排气管的一端和低压级涡轮的出口相连接，另一端通大气，高压级压气机通过高压级连接轴和高压级涡轮轴连接，低压级压气机通过低压级连接轴和低压级涡轮轴连接，旁通管安装在高压级排气管和中压级排气管之间，旁通阀安装在旁通管内，EGR分支器是一个三通，其三个连接口分别通过混合EGR管、高压级EGR支管、中压级EGR支管与高压级排气管、高压级进气管、中压级进气管连接，低压级EGR管安装在低压级排气管和低压级进气管之间，高压级EGR控制阀、中压级EGR控制阀、低压级EGR控制阀分别安装于高压级EGR支管、中压级EGR支管、低压级EGR管内。混合EGR冷却器安装在混合EGR管上，低压级EGR冷却器安装于低压级EGR管上并置于低压级EGR控制阀和低压级排气管之间。
通过高、中、低压级EGR控制阀的关闭和开启控制，本***实现了高、中、低压级EGR回路的分别以及组合工作模式。
本实用新型的有益效果：
本实用新型设计合理，结构简单，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并能降低排气对压气机的损害。
附图说明
图1是本实用新型混合式废气再循环多回路装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施做进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括低压级进气管4、低压级压气机5、中压级进气管8、高压级压气机9、高压级进气管13、中冷器14、进气总管15、进气歧管16、发动机17、排气歧管18、高压级排气管19、高压级涡轮24、中压级排气管25、低压级涡轮26、低压级排气管27、旁通管22、旁通阀23、高压级连接轴28、低压级连接轴29、混合EGR管20、高压级EGR支管11、中压级EGR支管6、低压级EGR管2、高压级EGR控制阀12、中压级EGR控制阀7、低压级EGR控制阀3、混合EGR冷却器21和低压级EGR冷却器1，低压级进气管4的一端和低压级压气机5的入口相连接，另一端通大气，中压级进气管8连接在低压级压气机5的出口和高压级压气机9的入口之间，高压级进气管13连接在高压级压气机9的出口和中冷器14的入口之间，进气总管15连接在中冷器14的出口和进气歧管16的入口之间，进气歧管16的出口和排气歧管18的入口都连接在发动机17上，高压级排气管19连接在排气歧管18的出口和高压级涡轮24的入口之间，中压级排气管25连接在高压级涡轮24的出口和低压级涡轮26的入口之间，低压级排气管27的一端和低压级涡轮26的出口相连接，另一端通大气，高压级压气机9通过高压级连接轴28和高压级涡轮24轴连接，低压级压气机5通过低压级连接轴29和低压级涡轮26轴连接，旁通管22安装在高压级排气管19和中压级排气管25之间，旁通阀23安装在旁通管22内，EGR分支器10是一个三通，其三个连接口分别通过混合EGR管20、高压级EGR支管11、中压级EGR支管6与高压级排气管19、高压级进气管13、中压级进气管8连接，低压级EGR管2安装在低压级排气管27和低压级进气管4之间，高压级EGR控制阀12、中压级EGR控制阀7、低压级EGR控制阀3分别安装于高压级EGR支管11、中压级EGR支管6、低压级EGR管2内。混合EGR冷却器21安装于混合EGR管20上，低压级EGR冷却器1安装于低压级EGR管2上并置于低压级EGR控制阀3和低压级排气管27之间。混合EGR管20、混合EGR冷却器21、EGR分支器10、高压级EGR支管11和高压级EGR控制阀12构成高压级EGR回路，混合EGR管20、混合EGR冷却器21、EGR分支器10、中压级EGR支管6和中压级EGR控制阀7构成中压级EGR回路，低压级EGR管2、低压级EGR冷却器1和低压级EGR控制阀3构成低压级EGR回路。当发动机处于低转速低工况运行，高压级排气管19内压力大于高压级进气管13内压力时，打开高压级EGR控制阀12，关闭中压级EGR控制阀7和低压级EGR控制阀3，高压级EGR回路工作，进气与一部分排气在高压级进气管13内混合经过中冷器14后由进气总管15流入发动机17。其它工况下，要根据各EGR回路两端压差情况尽可能的利用较高压级的EGR回路，在较高压级的EGR回路无法实现EGR流时关闭相应的控制阀采用低一级的EGR回路，或采用EGR回路的组合工作来实现更大的EGR流量，使发动机在各个工况下都能获得所需的EGR流量并降低排气对压气机的损害。

Claims (1)

1.一种串联式两级增压发动机的混合式废气再循环多回路装置，包括低压级进气管(4)、低压级压气机(5)、中压级进气管(8)、高压级压气机(9)、高压级进气管(13)、中冷器(14)、进气总管(15)、进气歧管(16)、发动机(17)、排气歧管(18)、高压级排气管(19)、高压级涡轮(24)、中压级排气管(25)、低压级涡轮(26)、低压级排气管(27)、旁通管(22)、旁通阀(23)、高压级连接轴(28)和低压级连接轴(29)，其特征在于还包括混合EGR管(20)、EGR分支器(10)、高压级EGR支管(11)、中压级EGR支管(6)、低压级EGR管(2)、高压级EGR控制阀(12)、中压级EGR控制阀(7)、低压级EGR控制阀(3)、混合EGR冷却器(21)和低压级EGR冷却器(1)，低压级进气管(4)的一端和低压级压气机(5)的入口相连接，另一端通大气，中压级进气管(8)连接在低压级压气机(5)的出口和高压级压气机(9)的入口之间，高压级进气管(13)连接在高压级压气机(9)的出口和中冷器(14)的入口之间，进气总管(15)连接在中冷器(14)的出口和进气歧管(16)的入口之间，进气歧管(16)的出口和排气歧管(18)的入口都连接在发动机(17)上，高压级排气管(19)连接在排气歧管(18)的出口和高压级涡轮(24)的入口之间，中压级排气管(25)连接在高压级涡轮(24)的出口和低压级涡轮(26)的入口之间，低压级排气管(27)的一端和低压级涡轮(26)的出口相连接，另一端通大气，高压级压气机(9)通过高压级连接轴(28)和高压级涡轮(24)轴连接，低压级压气机(5)通过低压级连接轴(29)和低压级涡轮(26)轴连接，旁通管(22)安装在高压级排气管(19)和中压级排气管(25)之间，旁通阀(23)安装在旁通管(22)内，  EGR分支器(10)是一个三通，其三个连接口分别通过混合EGR管(20)、高压级EGR支管(11)、中压级EGR管(6)与高压级排气管(19)、高压级进气管(13)、中压级进气管(8)连接，低压级EGR管(2)安装在低压级排气管(27)和低压级进气管(4)之间，高压级EGR控制阀(12)、中压级EGR控制阀(7)、低压级EGR控制阀(3)分别安装于高压级EGR支管(11)、中压级EGR支管(6)、低压级EGR支管(2)内，混合EGR冷却器(21)安装于混合EGR管(20)上，低压级EGR冷却器(1)安装于低压级EGR管(2)上并置于低压级EGR控制阀(3)和低压级排气管(27)之间。
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