[发明专利]一种自洁净功能的车用EGR复合结构

说明书

技术领域：

本发明涉及一种自洁净功能的车用EGR复合结构，应用于汽车发动机行业，满足了欧4以上的环保辅助要求。

背景技术：

汽车发动机排气中的有害成分主要是PM、NOx、HC及CO等。在过去2～3年里，低排放发动机已经成为人们争论、关心、甚至渴望实现的一个理想。

美国国家环保局(EPA)2007排放法规要求汽车制造商同时减少废气的颗粒(PM)和氮氧化物(Nox)两种污染物。这需要有相当的技巧，解决这个问题没有什么捷径可走。按传统的方法，减少一种污染势必导致另一种污染的增加。汽车制造商似乎已经陷入了困境。

在排放法规的压力下，一方面车用柴油机正不断进行技术升级和改进，另一方面，选择恰当的后处理技术策略和装备，例如，SCR、DPF、DOC等。但以上装置在汽车上应用，无疑将使每辆汽车的出厂成本2～4万元，不仅如此，上述技术装备还面临复杂的维护、较高的使用成本和寿命问题，如SCR技术和装备是需要定期加入专用的尿素还原剂为前提，不仅增加原料消耗，也增加司机的劳动强度，在城市之内的公交车上应用较为合适，而应用于公路车辆就有上述不便。而具有辅助改善后处理功能的车用EGR系统的成本仅仅为前者的1/3～1/6，无疑使EGR更具有生命力。

因此，从2007年开始，全球的柴油发动机制造商投入了更多的精力来开发和使用更高水平的辅助后处理功能的废气再循环系统(EGR)。如Detroit Co、Mack Co和Volvo Co等主要的汽车生产商将采用EGR作为辅助措施，来满足2010年的废气排放标准。

EGR系统是车用发动机上的一个主要元件，其核心部分是数控的EGR阀，该EGR阀安装在排气歧管上，其作用是独立地对再循环到发动机的废气量进行准确的控制。通常情况下，EGR阀通过3个孔径递增的计量孔控制从排气歧管回流进气歧管的废气量，以产生不同流量的组合。每个计量孔都由1个电磁阀和针阀组成，当电磁阀通电时，电枢便被磁铁吸向上方，使计量孔开启。旋转式针阀保证了当EGR阀关闭时，具有良好密封性。

当发动机正常运转或发动机的转速超过怠速限制时，EGR阀开启，使少量的废气回流进入发动机进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室；怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。废气在燃烧室内不参与燃烧，它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少NOX的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。

EGR废气的冷却器一般是依靠发动机冷却液进行热交换的管式的结构形式，热交换器本体采用优质奥氏体不锈钢。对硫酸具有高的抗腐蚀性；绝大部分采用激光焊接制造工艺；内部设有能产生涡流的翼形导流片，因而具有很高的功率密度，结构非常紧凑。

EGR除降低NOx排放以外，同时兼顾PM的排放。因为一部分废气被重新引入燃烧室中参与燃烧；另外采用EGR时缸内的温度会比无EGR的基本型发动机高。

劣质柴油含硫量高，将大大提高汽车尾气中PM的排放量。十六烷值在柴油机燃料参数中对NOx排放影响最大。

EGR系统会从燃油不完全燃烧中累积更多的PM或者炭烟。而一些炭烟潜流至活塞环，积沉在活塞环和轴承表面，而增加摩擦和加快磨损；此外，这些未完全燃烧的PM或者炭烟以及胶质成分也会沉积在EGR阀体上，使阀体的开和关动作‘发滞’，密封不严，使排气回流的比例波动；同样这些未完全燃烧的PM或者炭烟以及胶质成分也会沉积在EGR换热器的内管壁上，致使换热效率降低，失去了EGR换热器的功能，回流气体的温度也会变化。因此，如何保持EGR系统的稳定是关键。必须有足够的力量来克服EGR阀体上胶质产生的粘附阻力；同样也要清除这些未完全燃烧的PM或者炭烟以及胶质成分也会沉积在EGR换热器的内管壁上。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自洁净功能的车用EGR复合结构，是在原汽车发动机的EGR系统结构上，增加了部分新的结构，消除PM或者炭烟对活塞环和轴承摩擦和磨损；还消除PM或者炭烟在EGR阀体上沉积的问题，使阀体的开和关动作‘不发滞’，密封严，使排气回流的比例稳定；能够保证EGR冷却器的换热效率稳定的功能。