[发明专利]点燃式的增压发动机用废气再循环系统及其使用方法

说明书

本发明提供了一种点燃式的增压发动机用废气再循环系统，包括：进气管道、节气门、进气歧管、增压器、排气管道、排气歧管、废气后处理装置、第一中冷器、旁通阀、第一EGR阀、有第一端口和第二端口的第一管道、与旁通阀并联的第二中冷器、第二EGR阀、有第四端口和与第一管道连通的第三端口的第二管道及连通第一管道和第二管道的多通阀，第一端口与排气歧管和废气后处理装置间的排气管道连通，第二端口与节气门和进气歧管间的进气管道连通，第四端口与增压器上游的进气管道连通，控制多通阀使第一管道输送废气，且控制旁通阀使多通阀与第二端口连通，或将废气经第一端口和第四端口输向进气歧管。该废气再循环系统提高了EGR率，改善了油耗。

技术领域

本发明涉及一种发动机的废气再循环系统，尤其是一种点燃式的增压发动机用废气再循环系统及其使用方法。

背景技术

提高发动机热效率，降低油耗是汽车工业面临的一个重要课题。以汽油机为例，相比柴油机，汽油机热效率较低的主要原因包括低的几何压缩比、高的泵气损失以及低的混合气比热比等。其中，几何压缩比低的主要原因是汽油机在高负荷的爆震燃烧。废气再循环系统(EGR)是指将发动机排出的废气经冷却后，重新进入缸内参与燃烧的技术。冷却EGR的引入一方面增加了末端未然混合气的比热容，使得末端混合气的温度降低，从而使爆震得以抑制。另一方面，EGR内含有的惰性气体，会增加淬熄反应的程度，从而延长末端混合气的自燃时间，达到抑制爆震的效果。因此，外部冷却EGR通过对高负荷爆震的抑制可以提高几何压缩比并强化增压小型化的水平，从而提高汽油机热效率。同时，在低负荷区域，由于外部冷却EGR的体积稀释作用，有助于降低汽油机的泵气损失，而燃烧温度的降低不仅有利于混合气比热比的增加，也有利于传热损失的降低。这些方面的优势使得外部冷却EGR技术具备提高发动机高负荷及低负荷热效率的潜力，从而降低油耗。

但是，目前在增压汽油机上搭建的两种外部冷却EGR系统，即高压EGR和低压EGR系统，均不能在增压汽油机整个运行区域内实现油耗改善的最大化。高压EGR一般把排气歧管取的废气引入到进气歧管，如图1所示。而低压EGR是从汽油机尾气后处理装置后取废气，在空气滤清器的后端引入废气，如图2所示。在图1中，进气管道上设置有空气滤清器100、压缩机101和节气门102，排气管道上设置有涡轮机104和废气后处理装置105，取废气管道连接在发动机103和涡轮机104之间，还连接在节气门102和发动机103之间，取废气管道上设置有中冷器106和高压EGR阀107。在图2中，进气管道上设置有空气滤清器200、压缩机201和节气门202，排气管道上设置有涡轮机204和废气后处理装置205，取废气管道连接在废气后处理装置205下游的排气管道上，还连接在空气滤清器200和压缩机201之间，取废气管道上设置有中冷器206和低压EGR阀207。这两种EGR系统的结构决定了其只能运行在一定的发动机工况范围内，不能有效地覆盖发动机整个运行工况，所以无法改善发动机整个运行工况内的油耗。以下将详细论述。