[发明专利]用于内燃机的废气再循环系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及到内燃机领域，特指一种用于内燃机的废气再循环系统。

背景技术

内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好等特点，已广泛应用在生产和生活当中，而且成为其主要动力来源之一。但内燃机燃烧排出的废气中含有害气体的成分较高，严重地污染大气环境，影响人类的健康。因此，为了抑制大气环境污染，各国政府颁布了越来越严格的排放控制法规。

废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculation)简称EGR，是将内燃机产生的部分废气再送回气缸，这样降低了氧气（O2）的空间浓度。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧放热速率将会放慢从而导致燃烧室中压力升高缓和，使得缸内最高燃烧温度降低，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量(mass flow)减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。总之，废气再循环技术是内燃机实现清洁燃烧的重要技术之一。

传统的单级增压柴油机燃烧效率高，但升功率较低，低速全负荷时增压压力不够（充气量不够），导致低速高负荷时颗粒排放高；在外特性上，为了追求高扭矩，没有进行外部EGR再循环，导致NOx排放高；另外，单级增压柴油机增压器响应特性慢，扭矩提升慢。如采用单级可变涡轮增压器，由于其增压器效率较低，增压压力有限，仍不能充分的提升升功率。为了提高柴油机的升功率并改善排放特性，提高加速时的响应特性，采用两级增压不适为有效的措施。这样，两级增压不仅提升了高速增压压力，而且大幅度提升低速增压压力。因此，在全工况下也可采用较高EGR率来降低缸内燃烧时NOx的生成。

传统的多点喷射自然吸气汽油机，其设计较简单，成本较低，但缸内源排放较差。由于汽油机的扭矩由进气量决定，进气量越多，扭矩越大，为了提升升扭矩，增压是唯一的途径，因此越来越多的汽车公司推出增压直喷汽油机。EGR技术对于汽油机来说，不仅可以降低中低负荷下的NOx，还可降低泵气损失，但EGR量过多则会影响外特性的扭矩，所以EGR技术对汽油机来说也是一项重要的节能减排的有效技术。

所谓的低温燃烧系统是为了进一步改善燃烧系统，减少缸内燃烧产生的排放物NOx，又不降低内燃机的扭矩输出，该系统在传统增压废气再循环内燃机的基础上，进一步提高了中高负荷工况点的增压压力，增大新鲜充量密度。同时采用高比例的低温外部EGR率，因此减小了缸内O₂的浓度，却没有减少缸内O₂的总量。这样，降低了缸内燃烧的温度，又保证高扭矩的输出。

传统的废气再循环一般有如下两种方式：

一种是将涡轮前的排气引入中冷器之后，称为高压废气再循环系统。采用可变截面涡轮增压器，可以扩大废气再循环有效工作范围，降低氮氧化物（NOx）和微粒（PM）排放，却不增大燃油消耗，这是将高压废气再循环系统用于增压中冷柴油机的最为常用的方法。但采用该方法的再循环废气温度过高，导致EGR中冷器热负荷高，中冷后的再循环废气温度仍高于冷却水温，与新鲜空气混合后进入气缸，反而提高了进入缸内新鲜充量的温度，不利于降低燃烧温度；其次，该方法在变工况时响应特性较差，不利于瞬态工况EGR的实时控制；再次，该方法减少了通过涡轮机的高压高能废气，不利于增压压力的提升。

另一种是将涡轮后的废气引入压气机之前，称为低压废气再循环系统，它可有效降低氮氧化物，再循环废弃温度低，有利于降低缸内燃烧温度，但废气循环工作范围有限，EGR不能进行较高比例循环，而且采用该方法的再循环废气在变工况时响应特性更差，这将使目标控制EGR量与实际进入气缸的EGR量存在较大差异，导致缸内燃烧源排放差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、再循环废弃响应快、冷却组建热负荷低的用于内燃机的废气再循环系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于内燃机的废气再循环系统，其特征在于：包括依次相连的冷却组件、压气机以及储气罐，所述冷却组件的进气端与内燃机的排气口相连通，所述储气罐的出气端与内燃机的进气口相连通。

作为本发明的进一步改进：

所述冷却组件为风冷式冷却器。

所述冷却组件包括依次相连的水冷式冷却器和风冷式冷却器，所述水冷式冷却器的进气口与内燃机的排气口相连通。

所述压气机与储气罐之间的管路上设有只允许气流从压气机流向储气罐的单向阀。