一種用于船用中速柴油機(jī)的egr系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于船用中速柴油機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括排氣管路、EGR管路、EGR旁通管路、EGR混合器和廢氣旁通管路。EGR管路安裝有EGR閥和EGR單向閥，EGR閥用于開啟和關(guān)閉EGR管路，EGR單向閥用于阻止空氣流入EGR管路。EGR旁通管路上安裝EGR旁通閥，EGR旁通閥用于控制流向EGR旁通管路和EGR管路的廢氣流量。廢氣旁通管路上安裝有廢氣旁通閥，廢氣旁通閥用于控制通過渦輪增壓器的廢氣流量。通過調(diào)節(jié)EGR旁通閥的開合，使排氣重新進(jìn)入氣缸，克服船用中速柴油機(jī)較大的進(jìn)排氣壓力逆差，降低NOx排放。
【專利說明】—種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，尤其涉及一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]廢氣再循環(huán)EGR (Exhaust Gas Recirculation)技術(shù)是通過將一定量的燃燒廢氣以一定的方式重新引入到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，使氣缸內(nèi)的進(jìn)氣空氣的惰性氣體(水蒸汽、氮?dú)夂投趸嫉?比例增加，由于惰性氣體具有較高的比熱容，所以含有較高比例惰性氣體的進(jìn)氣空氣的比熱容增加，從而降低了燃燒過程的最高燃燒溫度，抑制NOx的生成。
[0003]目前，小型柴油機(jī)上廣泛使用的是高壓EGR系統(tǒng)，但高壓EGR系統(tǒng)并不適用于船用中速柴油機(jī)。例如，專利CN102797595A提出的采用文丘里管的方式將排氣引入至進(jìn)氣管，以及CN101255822A提出的采用進(jìn)氣節(jié)流閥對(duì)進(jìn)氣節(jié)流，使廢氣能夠進(jìn)入進(jìn)氣管。但對(duì)于進(jìn)排氣壓力差大于1.2bar的高增壓船用中速柴油機(jī)而言，這些系統(tǒng)會(huì)造成較大的節(jié)流損失，空燃比降低，使得燃燒惡化，燃油消耗率和顆粒物排放會(huì)急劇增加，因此必須采用能夠提供更高EGR驅(qū)動(dòng)力的EGR系統(tǒng)。
[0004]雖然目前已經(jīng)有一些系統(tǒng)可以提供更高的EGR驅(qū)動(dòng)力，但這些方法也存在一些問題。例如，美國(guó)專利US5564275公開了一種適用于高增壓柴油機(jī)的高壓EGR系統(tǒng)，該系統(tǒng)加裝了額外的EGR增壓器，利用廢氣在渦輪中膨脹做功驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)對(duì)EGR進(jìn)行增壓的方式來克服進(jìn)排氣壓力逆差，但是該系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，另外EGR增壓器壓氣機(jī)的工作介質(zhì)為高溫高壓的柴油機(jī)排氣，目前市場(chǎng)找不到成熟可靠的產(chǎn)品，即使市場(chǎng)上出現(xiàn)該產(chǎn)品，由于其特殊的使用環(huán)境，其成本也會(huì)非常高。
[0005]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，以滿足船用中速柴油機(jī)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種船用中速柴油機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，包括進(jìn)氣管、排氣管、潤(rùn)輪增壓器、潤(rùn)輪、壓力機(jī)和中冷器，其特征在于，
[0008]所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)包括排氣管路、EGR管路和EGR旁通管路；所述排氣管路與所述柴油機(jī)、所述EGR管路和所述EGR旁通管路連接，所述EGR管路與所述排氣管路和所述EGR混合器連接，所述EGR旁通管路與所述EGR管路、所述排氣管路和所述渦輪增壓器連接;
[0009]所述排氣管路包括所述排氣管、排氣支管和個(gè)別氣缸排氣管，所述排氣管與所述柴油機(jī)的氣缸和所述EGR旁通管路連接，所述排氣支管與所述柴油器的個(gè)別氣缸和所述個(gè)別氣缸排氣管連接，所述個(gè)別氣缸排氣管與所述排氣支管、所述EGR管路和所述EGR旁通管路相連；
[0010]所述EGR管路位于所述EGR旁通管路和所述進(jìn)氣管之間，所述EGR管路上安裝有EGR閥、EGR單向閥和EGR冷卻器，所述EGR閥用于開啟和關(guān)閉所述EGR管路，所述EGR單向閥用于阻止空氣流入所述EGR管路，所述EGR冷卻器用于降低混合了廢氣和空氣的氣體溫度。
[0011]所述EGR旁通管路位于所述排氣管、所述EGR管路和所述渦輪增壓機(jī)之間，所述EGR旁通管路上安裝EGR旁通閥，所述EGR旁通閥用于控制流向所述EGR旁通管路和所述EGR管路的廢氣流量。
[0012]進(jìn)一步地，所述EGR系統(tǒng)還包括安裝于所述渦輪入口的排氣管和所述渦輪出口的排氣管之間的廢氣旁通管路。
[0013]進(jìn)一步地，所述廢氣旁通管路上安裝有廢氣旁通閥，所述廢氣旁通閥用于控制通過所述渦輪增壓器的廢氣流量。
[0014]進(jìn)一步地，所述EGR系統(tǒng)還包括EGR混合器，所述EGR混合器與所述EGR管路、所述中冷器和所述進(jìn)氣管連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述EGR混合器用于充分混合燃燒廢氣和空氣。
[0016]進(jìn)一步地，所述EGR閥是一個(gè)開關(guān)閥，用于控制EGR管路的開關(guān)和閉合。
[0017]在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，所述EGR旁通閥采用電動(dòng)式蝶閥或氣動(dòng)式蝶閥。
[0018]進(jìn)一步地，所述柴油機(jī)的個(gè)別氣缸的數(shù)量和位置的選擇取決于所述柴油機(jī)所需的廢氣量和發(fā)火順序。
[0019]本實(shí)用新型的一種用于船用中速柴油機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，選擇柴油機(jī)的個(gè)別氣缸作為再循環(huán)使用，為了配合個(gè)別氣缸，相應(yīng)地規(guī)劃了排氣管路。同時(shí)本實(shí)用新型EGR系統(tǒng)還包括EGR旁通路和EGR管路。EGR管路位于EGR旁通管路和進(jìn)氣管之間，EGR管路上安裝有EGR閥、EGR單向閥和EGR冷卻器，通過EGR管路，有效地阻止了空氣流入EGR管路；EGR旁通管路用于控制流向EGR旁通管路和EGR管路的廢氣流量。通過這種結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)EGR旁通閥的開度，可使某些氣缸的排氣壓力高于進(jìn)氣壓力，使排氣重新進(jìn)入氣缸，從而實(shí)現(xiàn)不增加過多輔助裝置克服船用中速柴油機(jī)較大的進(jìn)排氣壓力逆差，引入EGR降低NOx排放的目的。
[0020]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，不需要增加過多的設(shè)備即可為船用中速柴油機(jī)提供足夠的EGR驅(qū)動(dòng)力，克服1.2bar以上的進(jìn)排氣壓力逆差，使其能夠滿足更為嚴(yán)格的排放要求。
[0021]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的一種用于船用中速柴油機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0024]本實(shí)用新型的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)具體如圖1所示，首先在柴油機(jī)本體I中設(shè)有提供EGR的個(gè)別氣缸13。本實(shí)用新型的EGR系統(tǒng)的排氣管路是專門針對(duì)個(gè)別氣缸13的，其包括排氣支管3和排氣管4。而柴油機(jī)本體I的其他氣缸與排氣管2、進(jìn)氣管12和渦輪增壓器21連接。其次本實(shí)用新型還包括EGR旁通管路7和EGR管路8，其中EGR管路8與排氣管路和EGR混合器15連接，EGR旁通管路7與EGR管路8、排氣管路和渦輪增壓器21連接。并且，為保證廢氣與空氣均勻混合，本系統(tǒng)中還設(shè)置有EGR混合器15 ；同時(shí)本系統(tǒng)還設(shè)有廢氣旁通管路9，通過該管路上的廢氣旁通閥10可使EGR系統(tǒng)在的關(guān)閉狀態(tài)下，渦輪增壓器21不會(huì)發(fā)生超速和喘振。該系統(tǒng)將從個(gè)別氣缸排出的廢氣經(jīng)冷卻后引入進(jìn)氣管，并進(jìn)入氣缸重新參與燃燒過程，抑制NOx生成。最后，本系統(tǒng)在柴油機(jī)進(jìn)氣管12和中冷器19之間設(shè)有EGR混合器15，以保證進(jìn)氣箱入口處燃燒廢氣與空氣充分混合。
[0025]EGR旁通管路7上設(shè)有EGR旁通閥6，EGR旁通閥可控制流向排氣管的EGR流量，提高提供再循環(huán)廢氣氣缸的排氣壓力，使其高于進(jìn)氣壓力，從而克服進(jìn)排氣逆差，使EGR進(jìn)入到進(jìn)氣管；EGR管路8設(shè)有EGR閥5和單向閥16，EGR閥5用于不需要EGR的工況下關(guān)閉EGR管路8 ;單向閥6是為了防止進(jìn)氣壓力高于EGR壓力時(shí)，空氣倒流入EGR管路8。通過該構(gòu)造，進(jìn)入氣缸參與燃燒的EGR率可以達(dá)到精確控制。同時(shí)，為了降低EGR與空氣的混合氣溫度，增大柴油機(jī)充氣效率，EGR管路8上還可設(shè)置EGR冷卻器。
[0026]如圖1所示，附圖中的箭頭表示了廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中廢氣和空氣的流向，A表示排氣，B表示進(jìn)氣。其中，EGR從個(gè)別氣缸13中排出，通過排氣管路，即與其連接的排氣支管3和排氣管4，流向EGR旁通管路7和EGR管路8 ;同時(shí)EGR旁通管路7與其他氣缸的排氣管路2和渦輪增壓器21的渦輪11連通。EGR旁通閥6安裝在EGR旁通管路7上，通過EGR旁通閥6可以調(diào)節(jié)EGR壓力，并控制流向EGR旁通管路7和EGR管路8的廢氣流量。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，EGR旁通閥6即可以選用電動(dòng)式蝶閥也可以選用氣動(dòng)式蝶閥。EGR管路8上安裝有EGR閥5和單向閥16，EGR閥5為開關(guān)閥，用于開啟和關(guān)閉EGR管路8，單向閥16安裝于EGR閥5和EGR混合器15之間，由于單向閥16的單向特性，所以有效地防止空氣流入EGR管路8 ;同時(shí)，為了降低EGR與空氣的混合氣溫度，增大柴油機(jī)充氣效率，EGR管路8上還設(shè)有EGR冷卻器17，EGR冷卻器17安裝于EGR閥5與單向閥16之間。通過該構(gòu)造，可為船用中速柴油機(jī)提供更高的EGR驅(qū)動(dòng)力，且進(jìn)入氣缸的廢氣流量和溫度可實(shí)現(xiàn)精確控制。
[0027]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)還包括EGR混合器15，EGR混合器15安裝于中冷器19后的進(jìn)氣管路18、單向閥16和進(jìn)氣管路14之間。進(jìn)入進(jìn)氣側(cè)的再循環(huán)廢氣與經(jīng)壓氣機(jī)20增壓后的空氣在EGR混合器15內(nèi)充分混合進(jìn)入進(jìn)氣管12，通過該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可保證進(jìn)入各氣缸的EGR率均勻性，從而避免了因EGR率不均造成的各缸性能差異。
[0028]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的EGR系統(tǒng)還包括廢氣循環(huán)系統(tǒng)，其包括的廢氣旁通管路9。廢氣旁通管路9安裝于渦輪11入口的排氣管2和渦輪11出口的排氣管路之間。并且還在廢氣旁通管路9上安裝廢氣旁通閥10。當(dāng)EGR閥5關(guān)閉時(shí)，通過廢氣旁通閥10可以控制通過渦輪增壓器21的渦輪11的廢氣流量，而且通過該結(jié)構(gòu)，可以有效地防止渦輪增壓器21超速和喘振。
[0029]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，包括進(jìn)氣管、排氣管、渦輪增壓器、渦輪、壓力機(jī)和中冷器，其特征在于， 所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)包括排氣管路、EGR管路和EGR旁通管路；所述排氣管路與所述柴油機(jī)、所述EGR管路和所述EGR旁通管路連接，所述EGR管路與所述排氣管路和所述EGR混合器連接，所述EGR旁通管路與所述EGR管路、所述排氣管路和所述渦輪增壓器連接； 所述排氣管路包括所述排氣管、排氣支管和個(gè)別氣缸排氣管，所述排氣管與所述柴油機(jī)的氣缸和所述EGR旁通管路連接，所述排氣支管與所述柴油器的個(gè)別氣缸和所述個(gè)別氣缸排氣管連接，所述個(gè)別氣缸排氣管與所述排氣支管、所述EGR管路和所述EGR旁通管路相連； 所述EGR管路位于所述EGR旁通管路和所述進(jìn)氣管之間，所述EGR管路上安裝有EGR閥和EGR單向閥； 所述EGR旁通管路位于所述排氣管、所述EGR管路和所述渦輪增壓機(jī)之間， 所述EGR旁通管路上安裝有EGR旁通閥。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，其中，所述EGR系統(tǒng)還包括安裝于所述渦輪入口的排氣管和所述渦輪出口的排氣管之間的廢氣旁通管路。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，其中，所述廢氣旁通管路上安裝有廢氣旁通閥。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，其中，所述EGR系統(tǒng)還包括EGR混合器，所述EGR混合器與所述EGR管路、所述中冷器和所述進(jìn)氣管連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，其中，所述EGR閥是一個(gè)開關(guān)閥。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于船用中速柴油機(jī)的EGR系統(tǒng)，其中，所述EGR旁通閥是電動(dòng)式蝶閥或氣動(dòng)式蝶閥。
【文檔編號(hào)】F02B37/12GK203655418SQ201320587912
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】張東明, 平濤, 胡必柱, 仲杰, 李先南, 張文正 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所