專利名稱：一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣裝置，具體來說，涉及一種采用了 SCR排氣后處理裝置的增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置。
背景技術(shù)：
隨著市場對柴油機(jī)動力性經(jīng)濟(jì)性的需求，渦輪增壓技術(shù)成為柴油機(jī)普遍采用的技術(shù)。渦輪增壓器可以增加進(jìn)氣壓力，增加進(jìn)氣量，提高發(fā)動機(jī)動力性，發(fā)動機(jī)升功率和比油耗都有很大改善。隨之而來的進(jìn)氣中冷技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng)了渦輪增壓器的作用，降低增壓后氣體溫度，提高進(jìn)氣充量。然而增壓發(fā)動機(jī)的動態(tài)響應(yīng)性一直為人們所詬病，特別是現(xiàn)在城市工況中使用的公交車、郵政車、城市專用車等，由于紅綠燈及堵車等原因，使駕駛員對車輛的動態(tài)響應(yīng)性能要求越來越高。另外，在寒冷的天氣，發(fā)動機(jī)啟動暖機(jī)過程緩慢，造成發(fā)動機(jī)暖機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性較差，快速暖機(jī)技術(shù)也受到人們的重視。因此，如何提高增壓發(fā)動機(jī)的動態(tài)性能和冷啟動性能成為熱點課題。另一方面，隨著排放法規(guī)越來越嚴(yán)格，后處理系統(tǒng)成為發(fā)動機(jī)不可缺少的一部分。對于即將全面實行的國四方案，國內(nèi)大型車用增壓柴油機(jī)廠家普遍采用SCR的后處理方式降低NOx排放的技術(shù)路線。國內(nèi)柴油品質(zhì)較歐美等發(fā)達(dá)國家低，含硫量較高，達(dá)到20ppm，對于增加了 SCR排氣后處理裝置的柴油發(fā)動機(jī)，缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生硫酸鹽隨尾氣排出，經(jīng)過后處理催化器時，部分依附在催化劑的涂層上，造成排氣中含有大量的硫酸鹽，這些硫酸鹽很快就覆蓋了催化劑的涂層，從而使后處理系統(tǒng)對NOx的轉(zhuǎn)化效率急劇下降，使NOx排放超過國家OBD法規(guī)對NOx的限值，進(jìn)而引起發(fā)動機(jī)限扭，嚴(yán)重影響駕駛。一般情況下，當(dāng)催化器的溫度高于280°C時，硫酸鹽會產(chǎn)生分解并隨尾氣排出，不會影響催化器的轉(zhuǎn)化效率。但是，通過市場用戶現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，車輛在城區(qū)道路工況下，發(fā)動機(jī)長期處于一種瞬態(tài)工況，紅綠燈很多且路況不好，發(fā)動機(jī)長期運行在中低速區(qū)，加上負(fù)載偏低，發(fā)動機(jī)排氣溫度不高，經(jīng)過排氣管到達(dá)后處理催化器時，排氣溫度很低，催化器處的排氣溫度不高于240°C。因此提高排氣溫度解決硫中毒問題勢在必行。中國專利公開號CN 202108580U，
公開日2012年I月11日，實用新型名稱《渦輪增壓器余氣回收儲氣瞬間補氣裝置》，包括廢氣渦輪增壓器、發(fā)動機(jī)以及與發(fā)動機(jī)和廢氣渦輪增壓器相連接的中冷系統(tǒng)，所述中冷系統(tǒng)與廢氣渦輪增壓器的連接管路上通過另一支管連接儲氣罐的進(jìn)氣端；儲氣罐的出氣端連接發(fā)動機(jī)與中冷系統(tǒng)之間的管路。不使用其他動力源，直接利用渦輪增壓器多余氣量儲存，儲氣罐出氣端的管路上加裝有電磁閥，電磁閥由電控單元ECU采集油門踏板信號后控制其的開戶或關(guān)閉。增設(shè)儲氣罐為了在柴油發(fā)動機(jī)急加速過程中，能夠通過電磁閥的瞬間打開后瞬間補氣，解決柴油機(jī)急加速過程的排放問題。但由于渦輪增壓器輸出的高溫壓縮空氣進(jìn)入儲氣罐后會逐漸冷卻，導(dǎo)致瞬間補入發(fā)動機(jī)的氣體溫度較低，難以解決發(fā)動機(jī)暖機(jī)以及提高冷啟動性能的問題，特別是在柴油發(fā)動機(jī)普遍采用SCR排氣后處理裝置后，由于瞬間補氣的氣體溫度較低，電磁閥的開閉與發(fā)動機(jī)的排氣溫度變化并無關(guān)聯(lián)，易造成SCR排氣后處理裝置中催化劑的硫中毒問題。該實用新型無法監(jiān)測SCR排氣后處理裝置排氣的溫度變化，也無法提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度，進(jìn)而無法同時解決發(fā)動機(jī)冷啟動性能差、暖機(jī)速度慢、發(fā)動機(jī)動態(tài)響應(yīng)速度低和SCR排氣后處理裝置易失效的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有增壓發(fā)動機(jī)動態(tài)響應(yīng)速度低，冷啟動性能差、暖機(jī)速度慢和SCR排氣后處理裝置易失效的缺陷和不足，提出一種進(jìn)氣阻力小，動態(tài)響應(yīng)速度高，冷啟動性能好，暖機(jī)速度快且可保證SCR排氣后處理裝置高效運行的增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置。為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置，發(fā)動機(jī)體的廢氣排氣管路上連通有增壓器，增壓器的壓縮空氣出口經(jīng)中冷器與發(fā)動機(jī)體進(jìn)氣管相連通，增壓器的廢氣出口與SCR排氣后處理裝置相連通，有一旁通管道的一端與所述中冷器的進(jìn)氣管道相連通，另一端與所述中冷器的出氣管道相連通，所述的旁通管道上設(shè)置有旁通電控閥門，所述旁通電控閥門的控制端與ECU電子控制單元的輸出端相連接，有一 SCR溫度傳感器與所述ECU電子控制單元的輸入端相連接，所述的SCR溫度傳感器設(shè)置在SCR排氣后處理裝置的排氣口上。所述的旁通電控閥門為比例閥或伺服閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果是1.本實用新型提供了一種新型的增壓發(fā)動機(jī)智能雙路進(jìn)氣系統(tǒng)，在車輛啟動或加速過程旁通中冷器，快速進(jìn)氣，提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣動態(tài)響應(yīng)；在低負(fù)荷運行時，提高發(fā)動機(jī)的排氣溫度，達(dá)到硫酸鹽的分解溫度，避免由于SCR排氣后處理裝置失效而產(chǎn)生的OBD報警及發(fā)動機(jī)限扭問題。在發(fā)動機(jī)冷啟動過程中，通過提高進(jìn)氣溫度，增加缸內(nèi)燃燒溫度，幫助發(fā)動機(jī)快速暖機(jī)。2.增壓氣體旁通后減少了進(jìn)氣阻力，加快了發(fā)動機(jī)加速過程中的進(jìn)氣，改善了增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣動態(tài)響應(yīng)特性，從而改善了車輛啟動和加速過程中的動態(tài)特性。發(fā)動機(jī)在各工況運行時的適應(yīng)性能提高。3.在不犧牲發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性的前提下，解決了發(fā)動機(jī)在中小負(fù)荷運行中排溫過低造成的SCR硫中毒問題，提高了 SCR排氣后處理裝置運行的可靠性。在發(fā)動機(jī)處于熱機(jī)過程中，提高缸內(nèi)燃燒溫度，加快發(fā)動機(jī)暖機(jī)過程。4.本實用新型的一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置不僅適于裝有SCR排氣后處理裝置的增壓柴油發(fā)動機(jī)，也適于安裝有SCR排氣后處理裝置的增壓汽油發(fā)動機(jī)。

圖1是本實用新型中經(jīng)中冷器2送氣時的工作原理圖。圖2是本實用新型中同時經(jīng)中冷器2和旁通管道4送氣時的工作原理圖。圖中散熱器1，中冷器2，旁通電控閥門3，旁通管道4，進(jìn)氣管道5，E⑶電子控制單元6，SCR溫度傳感器7，排氣管8，SCR排氣后處理裝置9，增壓器10，冷卻水道11，發(fā)動機(jī)體12。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，圖2，本實用新型的一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置，發(fā)動機(jī)體12的廢氣排氣管路上連通有增壓器10，增壓器10的壓縮空氣出口經(jīng)中冷器2與發(fā)動機(jī)體12進(jìn)氣管相連通，增壓器10的廢氣出口與SCR排氣后處理裝置9相連通，有一旁通管道4的一端與所述中冷器2的進(jìn)氣管道5相連通，另一端與所述中冷器2的出氣管道13相連通，所述的旁通管道4上設(shè)置有旁通電控閥門3，所述旁通電控閥門3的控制端與ECU電子控制單元6的輸出端相連接，有一 SCR溫度傳感器7與所述ECU電子控制單元6的輸入端相連接，所述的SCR溫度傳感器7設(shè)置在SCR排氣后處理裝置9的排氣口上。本實用新型是在增壓器10之后增加一路旁通管道4與中冷器2并聯(lián)，并在旁通管道4中增加一個旁通電控閥門3。在一定條件下，開啟旁通電控閥門3，增壓氣體部分中冷，可以改善發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)響應(yīng)性；可以提高發(fā)動機(jī)排溫，防止SCR發(fā)生硫中毒現(xiàn)象；可以加快發(fā)動機(jī)暖機(jī)。車輛在啟動或加速過程中，發(fā)動機(jī)需要迅速向缸內(nèi)噴入大量燃油，這使進(jìn)氣系統(tǒng)在短時間內(nèi)需要提供大量進(jìn)氣，而在增壓器10和中冷器2的影響下，氣量不可能迅速達(dá)到要求，而是有一段時間的遲滯現(xiàn)象，為了避免這種工況下發(fā)動機(jī)出現(xiàn)大量黑煙，發(fā)動機(jī)ECU電子控制單元6自動限制噴油量，使車輛啟動和加速緩慢。使用本實用新型的雙路進(jìn)氣系統(tǒng)，可以在各過程中打開旁通管道4的旁通電控閥門3，由于中冷器2對氣流的阻力較大，部分增壓后氣體通過旁通管道4進(jìn)入氣缸，實現(xiàn)雙路進(jìn)氣。這種方式能夠減小進(jìn)氣阻力，短時間內(nèi)將大量氣體送入發(fā)動機(jī)體12的氣缸，改善發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能。在小負(fù)荷或者瞬態(tài)工況，發(fā)動機(jī)排氣到達(dá)SCR排氣后處理裝置9中的溫度過低，高含硫燃料產(chǎn)生的硫酸鹽容易吸附在SCR排氣后處理裝置9中的催化劑表面，不易分解，使SCR排氣后處理裝置9的轉(zhuǎn)化效率大大降低。本實用新型可以通過SCR溫度傳感器7監(jiān)測SCR排氣后處理裝置9中的排氣溫度，通過開啟旁通管道4上的旁通電控閥門3，提高進(jìn)氣溫度，從而提高排溫，使硫酸鹽即時分解，保證催化劑的活性。試驗表明，使用雙路進(jìn)氣，雖然由于進(jìn)氣溫度提高，進(jìn)氣量稍有減少，但是由于增壓柴油機(jī)在小負(fù)荷下的空燃比高達(dá)30-40，對油耗幾乎沒有太大影響；雖然由于缸內(nèi)溫度升高而造成排氣管8的NOx排放稍有增加，但可以由本實用新型通過提高排氣溫度所營造出適于SCR排氣后處理裝置9運行的高效穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效率來彌補。在寒冷的天氣，發(fā)動機(jī)在暖機(jī)過程中摩擦較大，對發(fā)動機(jī)效率降低，經(jīng)濟(jì)性能較差，排放性能也受到影響。本實用新型通過旁通管道4，提高部分增壓氣體的溫度，使進(jìn)入缸內(nèi)氣體的平均溫度增加，因此提高了發(fā)動機(jī)缸內(nèi)燃燒的溫度，使經(jīng)散熱器I散熱后的發(fā)動機(jī)冷卻水經(jīng)冷卻水道11和發(fā)動機(jī)體12后，發(fā)動機(jī)體12的溫度可以迅速提高，以便于加快發(fā)動機(jī)暖機(jī)。圖1中，所述的旁通電控閥門3關(guān)閉即截止，由增壓器10輸出的增壓氣體經(jīng)進(jìn)氣管道5，全部流經(jīng)中冷器2，再由管道送入發(fā)動機(jī)體12內(nèi)的各氣缸中。此狀態(tài)適于發(fā)動機(jī)中、聞負(fù)荷運行時。圖2中，所述的旁通電控閥門3開啟即導(dǎo)通，由增壓器10輸出的增壓氣體經(jīng)進(jìn)氣管道5，分別流經(jīng)中冷器2和旁通管道4，再由管道送入發(fā)動機(jī)體12內(nèi)的各氣缸中。此狀態(tài)適于發(fā)動機(jī)冷啟動、瞬時加速或發(fā)動機(jī)低負(fù)荷運行、排氣溫度過低時。所述的旁通電控閥門3可以采用電控的開關(guān)閥，由于氣體流經(jīng)中冷器2時的阻力大于旁通管道4，為了調(diào)節(jié)旁通管道4中氣體的流量，最好是所述的旁通電控閥門3為比例閥或伺服閥。本實用新型的一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置及進(jìn)氣方法不僅適于裝有SCR排氣后處理裝置9的增壓柴油機(jī)，也可適于安裝有SCR排氣后處理裝置9的增壓汽油機(jī)。
權(quán)利要求1.一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置，發(fā)動機(jī)體(12)的廢氣排氣管路上連通有增壓器(10)，增壓器(10)的壓縮空氣出口經(jīng)中冷器(2)與發(fā)動機(jī)體(12)進(jìn)氣管相連通，增壓器(10)的廢氣出口與SCR排氣后處理裝置(9)相連通，其特征在于有一旁通管道(4) 一端與所述中冷器(2)的進(jìn)氣管道(5)相連通，另一端與所述中冷器(2)的出氣管道(13)相連通，所述的旁通管道(4)上設(shè)置有旁通電控閥門(3)，所述旁通電控閥門(3)的控制端與E⑶電子控制單元(6)的輸出端相連接，有一 SCR溫度傳感器(7)與所述E⑶電子控制單元(6)的輸入端相連接，所述的SCR溫度傳感器(7)設(shè)置在SCR排氣后處理裝置(9)的排氣口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置，其特征在于所述的旁通電控閥門(3 )為比例閥或伺服閥。
專利摘要一種增壓發(fā)動機(jī)智能化雙路進(jìn)氣裝置，有一旁通管道(4)的一端與所述中冷器(2)的進(jìn)氣管道(5)相連通，另一端與所述中冷器(2)的出氣管道(13)相連通，旁通管道(4)上設(shè)置有旁通電控閥門(3)，旁通電控閥門(3)的控制端與ECU電子控制單元(6)的輸出端相連接，有一SCR溫度傳感器(7)與ECU電子控制單元(6)的輸入端相連接，并設(shè)置在SCR排氣后處理裝置(9)的排氣口上。經(jīng)中冷器(2)和旁通管道(4)向發(fā)動機(jī)送氣。提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣動態(tài)響應(yīng)，在低負(fù)荷運行時，提高發(fā)動機(jī)的排氣溫度，達(dá)到硫酸鹽的分解溫度，避免由于SCR排氣后處理裝置(9)失效而產(chǎn)生的OBD報警及發(fā)動機(jī)限扭問題。
文檔編號F02D9/02GK202900475SQ20122053710
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者陳小迅, 胡前, 楊細(xì)元, 張鑫, 陳偉建, 唐天清 申請人:東風(fēng)汽車有限公司