[发明专利]一种柴油机的EGR系统的控制方法、系统及应用

说明书

本发明的目的在于提供一种柴油机的EGR系统的控制方法、系统及应用，包括如下步骤：S1：根据柴油机的转速和扭矩，获得该工况下所需的目标EGR率；S2：将实时EGR率与所述S1步骤所述的目标EGR率进行比较，若实时EGR率比目标EGR率小，使EGR废气量增大，实时EGR率达到目标EGR率，反之亦然；本发明在EGR管路中设置EGR阀，灵活控制EGR率，并且所述的EGR系统的控制方法，能够根据柴油机全工况的要求，在柴油机中等转速和中等负荷采用较大的EGR率，在高转速和高负荷采用较小的EGR率，在保证柴油机性能的前提下，最大限度地降低NOx排放。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别涉及一种柴油机的EGR系统的控制方法、系统及应用。

背景技术

废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)是将发动机上一循环燃烧过后产生的废气通过EGR管重新引入气缸，从而达到改变滞燃期和缸内燃烧过程的技术。废气的物理状态以及其化学组成成分是决定EGR对发动机燃烧及排放特性影响的关键因素。EGR对内燃机燃烧过程的影响主要为稀释效应(惰性气体的存在)和热效应(热容、热交换)。由于EGR废气中的CO₂和H₂O比热容较大，其引入燃烧室后使得混合气的比热容增大，在气缸内燃料总放热量不变的情况下，燃烧最高温度会有所降低。而且废气中的惰性气体进入燃烧室，会导致缸内O₂浓度下降，从而抑制了NO_x的生成。

EGR根据引入方式不同，分为低压EGR和高压EGR。低压EGR是从增压器的涡轮后将废气引出，通过EGR管引入到增压器的压气机前的废气循环方式。该循环方式可以始终保证排气压力高于进气压力，并可实现尽可能高的EGR率。但由于该方式使EGR废气和新鲜进气全部流经增压器的压气机，因此需要更大尺寸的增压器，而且废气会对增压器的压气机造成水击、污染和腐蚀，减低其可靠性和耐久性。高压EGR是从增压器的涡轮前将排气引出，通过EGR管引入到增压器的压气机后的废气循环方式。与低压EGR相比，高压EGR不会对增压器的压气机造成污染和损坏。但是高压EGR在柴油机某些工况下，EGR废气压力与增压后进气压力之间的压差太小，无法实现足够高的EGR率，甚至在柴油机某些工况，增压后进气压力会高于排气压力，导致EGR无法实现。

大功率柴油机如采用低压EGR系统，势必增大涡轮增压器的压气机的尺寸，增大空气系统的布置难度，同时增压器的污染不可避免。大功率柴油机的增压压力高，如采用高压EGR系统，在大部分工况下EGR废气不能引入到增压器的压气机后的进气管，无法实现EGR。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柴油机的EGR系统的控制方法、系统及应用，能够实现在大功率柴油机的高进气压力下，EGR废气能够大比例地引入进气管，并且根据柴油机的工况可灵活控制EGR率，从而有效降低缸内燃烧温度，减少柴油机氮氧化物排放。

所述的一种柴油机的EGR系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：根据柴油机的转速和扭矩，获得该工况下所需的目标EGR率；

S2：将实时EGR率与所述S1步骤所述的目标EGR率进行比较，若实时EGR率比目标EGR率小，使EGR废气量增大，实时EGR率达到目标EGR率，反之亦然；

具体的:

S101：当柴油机低转速运行时，不引入EGR废气；

S102：当柴油机中间转速运行时，在中小负荷采用不超过30％的目标EGR率，在大负荷采用的目标EGR率为10～15％；

S103：当柴油机额定转速运行时，在中小负荷采的EGR率为15～20％，在大负荷采用的EGR率为10～15％。

需要明确的是：某机型的最高转速是1800转每分钟，低转速是1000转以下，中间转速是1000～1700转，额定转速是1800转。