[实用新型]二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置

说明书

技术领域

本实用新型属于内燃机技术领域，具体涉及一种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置。

背景技术

增压柴油机因其燃油经济性好和动力性强等优点而被广泛用于各种机械装置，尤其是用在重型汽车上。然而由于传统增压技术难以满足发动机对功率的需求，因此新型增压技术如二级增压装置开始应用于发动机上，二级增压柴油机较单级增压相比进气量显著增加，最大功率和扭矩得到提高，但其较高的进气量容易导致缸内富氧燃烧，会产生较多NOx排放量。科学研究表明NOx排放可造成光化学烟雾，对人体危害极大。因此，降低柴油机NOx排放技术已成为热点问题。目前柴油机降低NOx排放技术主要分为机内净化和机后尾气处理。尾气处理装置主要为SCR(选择性催化还原技术)，其成本较高，控制技术较复杂；机内净化技术主要为EGR(废气再循环技术)，通过将发动机部分排气引入气缸，可降低缸内燃烧温度和氧浓度，因此能抑制NOx生成量，并且EGR率增加与NOx减少量几乎成线性关系。由于EGR系统成本低，控制技术较简单，目前已成为满足国IV及以上发动机排放法规必不可少的技术。

实现EGR的方式主要包括高压EGR和低压EGR，低压EGR系统指废气从涡轮后引入到压气机前，这种方式能够实现较大比例的EGR，但废气中微粒成分容易造成压气机和中冷器的损坏，需要在引入前安装DPF(柴油机微粒捕集器)捕集微粒，使得成本较高；高压EGR系统指废气从涡轮前引入到压气机后，这种方式不需要安装DPF，成本较低，因此目前应用更为广泛。但其缺点是实现的EGR率较低，由于二级增压柴油机进气压力较高，使得部分负荷工况下涡前与进气后的压差较小甚至为负值，因此EGR引入更加困难，并且随EGR率增加易导致进气温度增加，使得进气效率下降。为满足未来国V及以上发动机排放法规的要求，必须要增大EGR率，因此需要对二级增压柴油机的进气系统装置改进，为引入较大比例EGR创造有利条件。公告号CN203499859，其公告日为2014年3月26日的中国实用新型专利公开了一种《增压柴油机文丘里管废气再循环装置》，其技术方案是通过文丘里管引入EGR，使得高负荷工况下仍能够实现EGR引入，相关研究表明，EGR引入能力和文丘里管喉管直径相关，喉管直径越小则对EGR的引入效果越好，但其仅通过单个文丘里管匹配EGR系统难以保证发动机全工况范围内均具有较好的EGR引入效果，尤其是用于具有较高进气压力的二级增压柴油机上时，若在低速工况下匹配文丘里管系统，则高速工况下进气流量较大容易造成喉管处产生壅塞，进气压力损失较大，因此会使进气效率降低；若在高速工况下匹配文丘里管系统，则低速工况时EGR引入效果不明显，因此通过单个文丘里管不能满足二级增压柴油机所有工况下对EGR率的需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的仅通过单个文丘里管难以满足发动机全负荷工况范围内均能实现较好的废气再循环的问题，提供了一种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置，包括发动机6、中冷器16、低压级涡轮机1、低压级压气机2、高压级涡轮机3、高压级压气机4、EGR冷却器7、大文丘里管11、小文丘里管14、发动机排气歧管5、发动机进气歧管8和电控EGR阀10；所述发动机排气歧管5与高压级涡轮机3相连，所述高压级涡轮机3与低压机涡轮机1相连；所述低压级压气机2与高压级压气机4相连；

所述发动机排气歧管5与EGR冷却器7相连，所述EGR冷却器7与所述电控EGR阀10相连，再通过三通管路分支，两个分支管路分别与小文丘里管14和大文丘里管11相连；

所述高压级压气机4与所述中冷器16相连，所述中冷器16与小文丘里管14和大文丘里管11依次连接，所述大文丘里管11连接发动机进气歧管8，发动机进气歧管8与发动机6的发动机气缸相连。

技术方案中所述小文丘里管14并联旁通管路，旁通管路上设有进气旁通阀15。

技术方案中所述文丘里管14喉管处设有压力传感器13，所述发动机进气歧管8内设有氧传感器9，柴油机凸轮轴上设有转速传感器17，发动机曲轴上设有扭矩传感器18。

技术方案中所述小文丘里管14的喉管直径比为0.3；所述大文丘里管11的喉管直径比为0.7；所述小文丘里管14和大文丘里管11的压缩角均为18°、扩压角均为12°。

技术方案中所述小文丘里管14和大文丘里管11的内部管道变直径处均平滑过渡。