[发明专利]一种废气再循环控制系统及汽车

说明书

本发明提供了一种废气再循环控制系统及汽车，控制器，其中，该废气再循环控制系统包括：用于获取发动机的转速和负荷，并根据转速和负荷确定发动机的负荷范围；与发动机进气端连通的进气管路；第一管路；第二管路；第三管路；第四管路，且低压EGR中冷器的上游与第三管路连通；高压EGR阀，与控制器连接；低压EGR阀，与控制器连接；高压放气阀，与控制器连接。本发明的废气再循环控制系统充分利用EGR技术，针对发动机所处的不同负荷工况，调整不同的进气方式，可以同时提高发动机的部分负荷的燃油经济水平和外特性工况的动力性能，降低发动机燃油消耗，提高发动机运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是涉及一种废气再循环控制系统及汽车。

背景技术

近年来，随着大气污染的日益严重，机动车的燃油经济性和排放性能受到越来越严苛的限制。新能源汽车受到生产成本、续驶里程以及驾驶安全性等诸多方面的限制，难以短时间内得到推广使用。针对现有传统燃油汽车进行技术升级是最为现实且行之有效的方式，废气再循环技术(即Exhaust Gas Recirculation，EGR技术)，能够有效改善汽油机的燃油消耗水平及排放性能，日益受到广泛关注。

增压汽油机广泛采用的低压EGR技术方案的主要特点在于，将废气由三元催化器下游引出，经过EGR中冷器降温后，通过EGR阀，引入到压气机入口前的混合腔内，与新鲜空气进行混合，混合后的气体经过压气机进入到增压中冷装置，通过节气门后最终进入到进气歧管。

该技术手段的主要优势在于，废气经过三元催化器后，成分相对较为清洁，同时二氧化碳比例得到提高，利用富含二氧化碳的废气可最大幅度地降低缸内燃烧温度，改善NOx(氮氧化物)排放水平，降低部分负荷工况时的泵气损失，提高发动机燃油经济性能。

EGR技术改善发动机性能的原理在于，利用再循环废气比热较高的特点，降低缸内混合气的燃烧温度，改善中、高负荷工况的NOx(氮氧化物)排放水平，缓解或消除因排气温度过高而常采用的加浓策略；同时，因EGR气体中氧气含量极低，在新鲜空气中引入EGR气体，可有效改善发动机部分负荷工况的泵气损失。然而，传统低压EGR技术方案的主要缺点在于，EGR由三元催化器下游取气，二氧化碳含量较高，发动机燃烧稳定性会限制EGR率的使用量，无法充分发挥EGR技术改善油耗的优势，具体情况如下：

a)、中、小负荷工况，最大EGR率受到发动机燃烧稳定性限制，当EGR率较高时，混合气燃烧速度的下降，会抵消燃烧相位提前所带来的优势，同时发动机循环变动性能恶化，导致发动机燃油经济性能和燃烧稳定性恶化。

b)、外特性工况，为提高发动机的动力性能，同时降低排气温度，高转速时使用的加浓策略会导致排气中产生较多的未燃碳氢化合物、一氧化碳和氢气等易燃及可燃组分，但经过三元催化器后，上述具有较强反应活性的组分大部分会被氧化，造成燃料燃烧效率的下降；同时，EGR气体中含有的大量二氧化碳成分还会显著削弱缸内混合气燃烧速度，造成缸内火焰传播速度显著降低，发动机动力性能受到限制。

c)、此外，由于低压EGR系统管路较长，导致瞬态工况下EGR响应速度较慢，特别是急加速工况，EGR气体难以及时进入进气歧管，从而影响发动机性能。

2009年美国西南研究院提出一种专门的废气再循环(Dedicated EGR)技术，即采用某一个气缸的排气作为EGR气体来源，将该缸废气直接与经过压气机的新鲜空气在混合腔内混合，并经过中冷装置和节气门后进入进气总管，最终平均进入各缸。

该技术方案的优势在于，EGR响应快，特别是中小负荷工况；此外，在中高负荷工况，作为EGR气体来源的气缸单独采用加浓策略，废气中含有氢气、一氧化碳和碳氢化合物等易燃物质，可改善发动机各缸混合气燃烧速度和效率，提高发动机性能；同时，其余三个气缸采用理论当量比燃烧策略，排气经过涡轮增压器和三元催化器后排出，不会对排放产生不利影响，因此采用D-EGR技术，发动机在燃油经济性得到改善的同时，排放性能也能得到改善。