[发明专利]一种气体发动机废气再循环系统

说明书

本发明公开了一种气体发动机废气再循环系统，属于内燃机领域，本发明的目的是减小空气、气体燃料、EGR波动导致的各缸EGR及气体混合气差异，有效提高气体发动机各缸工作的一致性，提高气体发动机工作稳定性、可靠性。本发明通过发动机排气总管中设有混合腔，EGR混合器和进气总管之间设有进气混合装置，使燃烧废气及进气混合气在流动方向上波动幅度大幅度减弱。进入进气总管中不同截面间混合气量将更加均匀，可以减小空气、气体燃料、EGR波动导致的各缸EGR及气体混合气不均匀，有效提高气体发动机各缸工作的一致性，提高气体发动机工作稳定性、可靠性。

技术领域

本发明属于内燃机领域，具体来说是涉及一种气体发动机废气再循环系统。

背景技术

随着汽车尾气排放法规的不断严格，以及石油能源的日益紧缺，发动机的发展面临着在满足排放法规要求下发挥最佳性能(如提高动力性能、降低燃料消耗率等)的日益紧迫的挑战。面对节能和环保两方面的严峻形势，为了保护人类生存环境及合理利用资源，世界各国除了相继制订出严格的发动机尾气排放法规外，都开始认真思考汽车工业的能源结构调整问题。积极开发新型清洁能源，以期主动减少和控制汽车污染物的排放。其中气体燃料以其资源丰富、价格低廉、排放污染低的突出优点倍受人们青睐，被认为是很有发展前途的发动机代用燃料。

气体发动机以预混为主形成当量比混合气，为提高混合气质量，均设有高效混合器。对于当量燃烧的气体发动机来说，为了降低燃烧温度提升排放水平满足更严格的排放法规，需要加入EGR，而EGR与气体燃料、进气的混合均匀性对于发动机燃烧、性能有显著的影响。

目前气体发动机设有混合均匀度较高的燃料气体和空气混合的混合器及从排气管引入的燃烧废气和进气混合的EGR混合器，申请公布号CN 104405539A的混合器混合均匀度约为95％，极大的提高了混合均匀度，提高了发动机进气均匀性，提高了发动机的动力，减少了因空气与燃气混合不均匀产生的各种故障，在同样的输出功率下，降低了天然气的消耗，节约了能源，该混合器更加经济适用。授权公告号CN 104265513B的专利公布了天然气发动机EGR混合装置：该天然气发动机EGR混合装置通过设置分体结构的燃气混合器及EGR扰流器实现相同的EGR混合效果。另外，利用EGR扰流器螺旋形扰流槽及锥形管状结构对不同的气体进行混合和加速，降低了流动阻力，避免消耗更多的发动机功耗，有利于降低整体油耗。但这些专利只能使空气和气体燃料及EGR在进气流道的空间轴向截面上混合非常均匀，特别EGR管路从排气岐管提取燃烧废气，因发动机各缸依次排气导致排气歧管中燃烧废气出现周期性的波动，燃烧废气的周期性波动将导致EGR出现周期性波动，此外空气和气体燃料往往也有一定波动，这些波动将导致进气混合气发生周期性波动。虽然进气道空间轴向截面上混合气是均匀的，但因波动将导致进气流道不同空间轴向截面上混合气量(空气、气体燃料、EGR)波动性差异，即虽然空间上混合均匀了，但是同一位置不同时间并不均匀(时间上不均匀)，发动机不同气缸进气门开启、关闭时刻不同，将导致气体发动机各缸进入的混合气量(空气、气体燃料、EGR)出现较大差异。在发动机进气中，如果进入各缸的EGR及气体混合气量差别较大，会造成发动机失火、爆震、各缸均匀性差、排放物超标等一系列问题，进而影响发动机的正常运行和可靠性。

发明内容

为了减小空气、气体燃料、EGR波动导致的各缸EGR及气体混合气差异，有效提高气体发动机各缸工作的一致性，提高气体发动机工作稳定性、可靠性，本发明提供了一种气体发动机废气再循环系统，采用的技术方案具体如下：

一种气体发动机废气再循环系统，主要包括：进气总管10、排气总管11、EGR(排气再循环)冷却器5、EGR控制阀6、EGR混合器7和进气混合装置9；

发动机12燃烧废气经排气总管11的EGR取气口1流入EGR管路，EGR管路另一端连接EGR冷却器5，燃烧废气经过EGR冷却器5冷却后流向EGR控制阀6，从EGR控制阀6流出通过EGR混合器7和空气、气体燃料进行混合，然后经过进气混合装置9进入进气总管10流入发动机气缸；