基于引流板的汽油機(jī)egr分層進(jìn)氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，本實(shí)用新型中排氣管經(jīng)旁通管、EGR閥、EGR冷卻器、EGR回路與進(jìn)氣總管固接；缸蓋部分進(jìn)氣口側(cè)的氣流腔分別與進(jìn)氣分流腔部分的氣流腔對(duì)應(yīng)連接，且缸蓋部分的進(jìn)氣口與進(jìn)氣分流腔部分的各歧管相對(duì)應(yīng)；節(jié)氣門經(jīng)進(jìn)氣總管與進(jìn)氣總管孔固接；排氣管的各排氣歧管分別與缸蓋部分的四個(gè)排氣道對(duì)應(yīng)連接；本實(shí)用新型能避免廢氣和新鮮空氣燃燒室外的過(guò)早混合以及進(jìn)氣門關(guān)閉后的堆積混合現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)新鮮空氣和壓力的等壓進(jìn)氣，降低新鮮空氣和廢氣的混合程度，能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷控制，提高汽油機(jī)的循環(huán)熱效率，實(shí)現(xiàn)高EGR率燃燒，有效改善汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
【專利說(shuō)明】基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，更確切的說(shuō)，本實(shí)用新型是一種基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]石油這一不可再生資源占據(jù)了世界能源結(jié)構(gòu)的重要部分，而我國(guó)對(duì)石油資源的依賴也逐年攀升。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的汽車石油年消耗占了全國(guó)石油年消耗量的約50%，因此實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的節(jié)能技術(shù)革新將對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排戰(zhàn)略做出重大貢獻(xiàn)。
[0003]汽油機(jī)相對(duì)于柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其質(zhì)量小、價(jià)格低、震動(dòng)噪聲小的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于乘用車載發(fā)動(dòng)機(jī)，但由于汽油機(jī)固有的節(jié)氣門結(jié)構(gòu)和汽油的易爆性使得汽油機(jī)相對(duì)于柴油機(jī)而言具有更大的泵氣損失和更小的壓縮比，因而有更差的燃油經(jīng)濟(jì)性。廢氣再循環(huán)(EGR)被認(rèn)為是改善汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的有效技術(shù)手段之一，在中小負(fù)荷引入廢氣，可以增大節(jié)氣門開(kāi)度，減小中小負(fù)荷時(shí)的泵氣損失；在大負(fù)荷引入廢氣，可以抑制爆震，從而可以進(jìn)一步提高幾何壓縮比，提高循環(huán)熱效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。但廢氣再循環(huán)率過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)燃燒產(chǎn)生不利影響，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兟矚庵形慈继細(xì)浜鸵谎趸寂欧旁龆?，燃油?jīng)濟(jì)性變差。而缸內(nèi)EGR分層可以解決高EGR率下的燃燒惡化問(wèn)題，所謂的EGR分層就是在火花塞點(diǎn)火前，缸內(nèi)新鮮空氣和引入的廢氣并沒(méi)有完全均勻混合，而是呈現(xiàn)出帶狀或環(huán)狀的空間分布，即燃燒室中間為新鮮空氣和燃油的混合氣，兩側(cè)或周圍為引入的廢氣，這樣就可以使得點(diǎn)火時(shí)火花塞附近為可以正常點(diǎn)燃的混合氣，不受廢氣的影響，而且還能保證火焰前期的正常傳播。所以使用EGR分層技術(shù)可以進(jìn)一步提高EGR容忍度，更大程度的改善汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0004]汽油機(jī)普遍采用的是屋脊形燃燒室和缸內(nèi)滾流的混合氣形成方式，而滾流方向的帶狀EGR分層(中間為新鮮空氣和燃油的混合氣，兩側(cè)為引入的廢氣)是一種非常適合該種汽油機(jī)的EGR分層方式。為實(shí)現(xiàn)這一分層方式，除了在進(jìn)氣口加廢氣引入導(dǎo)管，并沒(méi)有成熟的分層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，并且在進(jìn)氣道中插入導(dǎo)管，會(huì)降低進(jìn)氣管新鮮空氣的進(jìn)氣截面積，影響發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)的充量系數(shù)。因此，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種新型的適用于EGR滾流分層的進(jìn)氣系統(tǒng)對(duì)提高汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的汽油機(jī)均質(zhì)EGR容忍度低、汽油機(jī)缸內(nèi)EGR滾流分層實(shí)現(xiàn)困難和導(dǎo)管引入式影響充量系數(shù)的問(wèn)題，提出了一種基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型由缸蓋部分1、進(jìn)氣分流腔部分I1、進(jìn)氣管路部分II1、排氣管1、旁通管2、EGR閥3、EGR冷卻器4、EGR回路5組成，其中排氣管I經(jīng)旁通管2、EGR閥3、EGR冷卻器
4、EGR回路5與進(jìn)氣管路部分III的進(jìn)氣總管38固接；缸蓋部分I進(jìn)氣口側(cè)的氣流腔al5、氣流腔bl6、氣流腔cl7、氣流腔dl8、氣流腔el9、氣流腔f20、氣流腔g21、氣流腔h22、氣流腔i23、氣流腔j24、氣流腔k25、氣流腔126、氣流腔m27、氣流腔n28、氣流腔o29、氣流腔p30、氣流腔q31、氣流腔r32、氣流腔s33、氣流腔t34分別與進(jìn)氣分流腔部分II的氣流腔a’ 104、氣流腔b’ 105、氣流腔c’ 106、氣流腔d’ 107、氣流腔e’ 108、氣流腔f’ 109、氣流腔g’ 110、氣流腔h’ 111、氣流腔i’ 112、氣流腔j’ 113、氣流腔k’ 114、氣流腔I’ 115、氣流腔m’ 116、氣流腔nll7、氣流腔o’ 118、氣流腔ρ’ 119、氣流腔q’ 120、氣流腔r’ 121、氣流腔s’ 122、氣流腔t’ 123對(duì)應(yīng)連接，且缸蓋部分I的進(jìn)氣口與進(jìn)氣分流腔部分II的各歧管相對(duì)應(yīng)；進(jìn)氣管路部分III的節(jié)氣門39經(jīng)進(jìn)氣總管38與進(jìn)氣分流腔部分II中中間氣室C的進(jìn)氣總管孔81固接；排氣管I位于缸蓋部分I的排氣口側(cè)，排氣管I的各排氣歧管分別與缸蓋部分I的排氣道I 13、排氣道II 11、排氣道III 9、排氣道IV 7對(duì)應(yīng)連接。
[0007]所述的缸蓋部分I由四缸6、排氣道IV 7、三缸8、排氣道III 9、二缸10、排氣道
II11、一缸12、排氣道I 13、汽缸蓋14、氣流腔al5、氣流腔bl6、氣流腔cl7、氣流腔dl8、氣流腔el9、氣流腔f20、氣流腔g21、氣流腔h22、氣流腔i23、氣流腔j24、氣流腔k25、氣流腔126、氣流腔m27、氣流腔n28、氣流腔o29、氣流腔p30、氣流腔q31、氣流腔r32、氣流腔s33、氣流腔t34組成，其中一缸12、二缸10、三缸8、四缸6自左至右依次排列，一缸12、二缸10、三缸8、四缸6分別設(shè)有排氣道I 13、排氣道II 11、排氣道III 9、排氣道IV 7 ;氣流腔al5、氣流腔b 16、氣流腔c 17、氣流腔dl8、氣流腔el9的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于一缸12的進(jìn)氣道，氣流腔f20、氣流腔g21、氣流腔h22、氣流腔i23、氣流腔j24的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于二缸10的進(jìn)氣道，氣流腔k25、氣流腔126、氣流腔m27、氣流腔n28、氣流腔o29的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于三缸8的進(jìn)氣道，氣流腔p30、氣流腔q31、氣流腔r32、氣流腔s33、氣流腔t34的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于四缸6的進(jìn)氣道。
[0008]所述的進(jìn)氣分流腔部分II由上氣室A、上隔板B、中間氣室C、下隔板D、下氣室E組成，其中上氣室A由上壁板45、后壁板I 46、左壁板I 47、上進(jìn)氣管口 48、前壁板I 49、右壁板I 50組成，其中上進(jìn)氣管口 48設(shè)于前壁板I 49。
[0009]上隔板B設(shè)有上孔板IV 51、上孔板III 52、上孔板II 53、上孔板I 54、上孔I 55、上孔II 56、上孔III 57、上孔IV 58、上孔V 59、上孔VI 60、上孔VII 61、上孔VDI 62。
[0010]下隔板D設(shè)有下孔VDI 86、下孔Vn 87、下孔VI 88、下孔V 89、下孔IV 90、下孔III 91、下孔II 92、下孔I 93、下孔板I 94、下孔板II 95、下孔板III 96、下孔板IV 97。
[0011]下氣室E由下壁板98、后壁板II 99、左壁板III100、下進(jìn)氣管口 101、前壁板III102、右壁板III 103組成，其中下進(jìn)氣管口 101設(shè)于前壁板II 102。
[0012]中間氣室C上下分別與上隔板B和下隔板D固接，形成出口于中間氣室C后部、自左至右的氣流腔a’ 104、氣流腔b’ 105、氣流腔c’ 106、氣流腔d’ 107、氣流腔e’ 108、氣流腔f’ 109、氣流腔g’ 110、氣流腔h’ 111、氣流腔i’ 112、氣流腔j’ 113、氣流腔k’ 114、氣流腔I’ 115、氣流腔m’ 116、氣流腔nll7、氣流腔o’ 118、氣流腔ρ’ 119、氣流腔q’ 120、氣流腔r’ 121、氣流腔s’ 122、氣流腔t’ 123，其中上隔板B的上孔I 55、上孔II 56、上孔III 57、上孔IV 58、上孔V 59、上孔VI 60、上孔VII 61、上孔VDI 62分別與氣流腔b’ 105、氣流腔d’ 107、氣流腔g’ 110、氣流腔i’ 112、氣流腔I’ 115、氣流腔η’ 117、氣流腔q’ 120、氣流腔s’ 122相通；
[0013]下隔板D的下孔I 93、下孔II 92、下孔III 91、下孔IV 90、下孔V 89、下孔VI 88、下
孔Vn 87、下孔VDI 86分別與氣流腔a’ 104、氣流腔e’ 108、氣流腔f’ 109、氣流腔j’ 113氣流腔k’ 114、氣流腔o’ 118、氣流腔ρ’ 119、氣流腔t’ 123相通。
[0014]上隔板B上和下隔板D下分別與上氣室A和下氣室E固接。
[0015]中間氣室C中進(jìn)氣總管孔81設(shè)于前壁板78 ;中間氣室C中隔板I 76與橫隔板
I79垂直固接;隔板乂 72、隔板IV 73、隔板III 74、隔板II 75橫隔板II與80垂直固接；隔板IX 68、隔板VDI 69、隔板VII 70、隔板VI 71與橫隔板III 82垂直固接；隔板父111 64、隔板ΧΠ 65、隔板XI 66、隔板X 67與橫隔板IV 83垂直固接；隔板XIV 63與橫隔板V 84垂直固接；橫隔板I 79、橫隔板II 80、橫隔板III 82、橫隔板IV 83、橫隔板V 84與前壁板78平行。
[0016]由上隔板B、左壁板II 77、前壁板II 78、右壁板II 85、橫隔板V 84、隔板XIV 63、隔板XIII 64、橫隔板IV 83、隔板X 67、隔板IX 68、橫隔板III 82、隔板VI 71、隔板V 72、橫隔板
II80、隔板II 75、隔板I 76、橫隔板I 79、下隔板D形成的中間氣室C氣流腔，開(kāi)口于中間氣室C后面的氣流腔c’ 106氣流腔h’ 111、氣流腔m’ 116、氣流腔r’ 121。
[0017]所述的進(jìn)氣管路部分III由EGR回路5、上進(jìn)氣管35、三通閥II 36、EGR回路壓力傳感器37、進(jìn)氣總管38、節(jié)氣門39、三通閥I 40、下分流管41、下進(jìn)氣管42、上分流管43、新鮮空氣壓力傳感器44組成，其中EGR回路5末端分成兩個(gè)歧管，其中一個(gè)歧管經(jīng)三通閥II 36、上進(jìn)氣管35與進(jìn)氣分流腔部分II的上氣室A連接，另一個(gè)歧管經(jīng)三通閥I 40、下進(jìn)氣管42與進(jìn)氣分流腔部分II的下氣室E連接；節(jié)氣門39固接于進(jìn)氣總管38的入口處，進(jìn)氣總管38上端經(jīng)上分流管43與三通閥II 36連通，進(jìn)氣總管38下端經(jīng)下分流管41與三通閥I 40連通；EGR回路壓力傳感器37固接于EGR回路5上，新鮮空氣壓力傳感器44固接于進(jìn)氣分流腔部分II的中間氣室C。
[0018]三條進(jìn)氣路徑
[0019]本實(shí)用新型通過(guò)上氣室蓋A、上隔板B、中間氣室C、下隔板D和下氣室蓋E形成了三條進(jìn)氣路徑:
[0020]上氣室進(jìn)氣路徑:通過(guò)調(diào)節(jié)三通閥II 36控制EGR回路5和上分流管43的進(jìn)氣比例，從而控制EGR引入量，引入氣體再經(jīng)上進(jìn)氣管35進(jìn)入上氣室蓋A與上隔板B固接形成的上氣室內(nèi)，然后通過(guò)上隔板B上的上孔I 55進(jìn)入氣流腔b’105、通過(guò)上孔II 56進(jìn)入氣流腔d’107，通過(guò)上孔III 57進(jìn)入氣流腔g’110，通過(guò)上孔IV 58進(jìn)入氣流腔i’112、通過(guò)上孔V 59進(jìn)入氣流腔I’ 115、通過(guò)上孔VI 60進(jìn)入氣流腔η’ 117、通過(guò)上孔YD 61進(jìn)入氣流腔q’ 120、通過(guò)上孔珊62進(jìn)入氣流腔s’ 122，最后分別經(jīng)缸蓋部分I的氣流腔bl6、氣流腔dl8、氣流腔g21、氣流腔i23、氣流腔126、氣流腔n28、氣流腔q31、氣流腔s33進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
[0021]中間氣室進(jìn)氣路徑:中間氣室路徑只引入新鮮空氣，新鮮空氣經(jīng)進(jìn)氣管路部分(III)的進(jìn)氣總管38進(jìn)入進(jìn)氣分流腔部分(II )的中間氣室、氣流腔c’106、氣流腔h’lll、氣流腔m’ 116、氣流腔r’ 121，然后進(jìn)入缸蓋部分I的氣流腔cl7、氣流腔h22、氣流腔m27、氣流腔r32，最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
[0022]下氣室進(jìn)氣路徑:通過(guò)調(diào)節(jié)三通閥I 40控制EGR回路5和下分流管41的進(jìn)氣比例，從而控制EGR引入量，引入氣體再經(jīng)下進(jìn)氣管42進(jìn)入進(jìn)氣分流腔部分II的下氣室E，然后通過(guò)下孔I 93進(jìn)入氣流腔a’104、通過(guò)下孔II 92進(jìn)入氣流腔e’108，通過(guò)下孔III 91進(jìn)入氣流腔f’ 109、通過(guò)下孔IV 90進(jìn)入氣流腔j’ 113、通過(guò)下孔V 89進(jìn)入氣流腔k’ 114、通過(guò)下孔VI 88進(jìn)入氣流腔o’ 118、通過(guò)下孔VII 87進(jìn)入氣流腔ρ’ 119、通過(guò)下孔86 VDI進(jìn)入氣流腔t’ 123，最后經(jīng)相對(duì)應(yīng)的缸蓋部分I的氣流腔al5、氣流腔el9.、氣流腔f20、氣流腔j24、氣流腔k25、氣流腔o29、氣流腔p30、氣流腔t34進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
[0023]分層EGR進(jìn)氣系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的實(shí)現(xiàn)
[0024]本實(shí)用新型實(shí)例通過(guò)控制廢氣流入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室進(jìn)氣門處的引入位置實(shí)現(xiàn)了適合于滾流運(yùn)動(dòng)的汽油機(jī)帶狀分層進(jìn)氣系統(tǒng)，如圖10所示，兩側(cè)分別為高廢氣濃度區(qū)I 126和高廢氣濃度區(qū)II 124，中間為低廢氣濃度區(qū)125。而為了減少新鮮空氣和廢氣在缸內(nèi)的混合程度，首先要保證進(jìn)入缸內(nèi)的廢氣壓力和新鮮空氣壓力相同，減少由于缸內(nèi)壓力梯度的不同帶來(lái)的氣體混合，因此通過(guò)EGR回路壓力傳感器37和新鮮空氣壓力傳感器44分別測(cè)量EGR回路和新鮮空氣的壓力，結(jié)合EGR閥2的開(kāi)度節(jié)流控制EGR回路中的廢氣壓力，從而保證廢氣和新鮮空氣具有相同的進(jìn)氣壓力。
[0025]對(duì)于均質(zhì)混合氣燃燒的汽油機(jī)來(lái)說(shuō)是通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮空氣的進(jìn)氣量調(diào)整負(fù)荷大小的，小負(fù)荷所需新鮮空氣量少，大負(fù)荷所需新鮮空氣量多，為取消或增大節(jié)氣門開(kāi)度，減小汽油機(jī)部分負(fù)荷的泵氣損失，本實(shí)例通過(guò)三通閥I 40和三通閥II 36控制EGR引入量，也即控制高廢氣濃度區(qū)I 126和高廢氣濃度區(qū)II 124的EGR濃度和EGR層厚度，進(jìn)而控制新鮮空氣的引入量。
[0026]全負(fù)荷工況:節(jié)氣門39全開(kāi)，控制三通閥I 40使下分流管41和下進(jìn)氣管42連通，控制三通閥II 36使上分流管43和上進(jìn)氣管35連通。新鮮空氣首先進(jìn)入進(jìn)氣總管38然后經(jīng)上氣室進(jìn)氣路徑、中間氣室進(jìn)氣路徑和下氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)入缸蓋部分I的a?t的所有氣流腔后進(jìn)入燃燒室，保證節(jié)氣門39全開(kāi)后最大的新鮮空氣進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷。
[0027]全負(fù)荷和75%負(fù)荷過(guò)度工況:控制三通閥I 40使新鮮空氣經(jīng)下分流管41和廢氣經(jīng)EGR回路5末端下歧管均能進(jìn)入下進(jìn)氣管42，而下氣室廢氣的濃度可以隨著三通閥I 40的開(kāi)關(guān)比例連續(xù)可變，使得經(jīng)下氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)入缸蓋部分I的a、e、f、j、k、ο、p、t各氣流腔的氣體為廢氣濃度由0-100%變化的廢氣和新鮮空氣的混合氣，從而實(shí)現(xiàn)新鮮空氣量的連續(xù)可變，完成全負(fù)荷到75%負(fù)荷的過(guò)度。
[0028]75%負(fù)荷工況:節(jié)氣門39全開(kāi)，控制三通閥II 36使上分流管43和上進(jìn)氣管35連通，控制三通閥I 40使EGR回路5的末端下歧管和下進(jìn)氣管42連通。新鮮空氣進(jìn)入進(jìn)氣總管38和上分流管43后分別經(jīng)中間氣室進(jìn)氣路徑和上氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)入缸蓋部分I的b、c、d、g、h、1、l、m、n、q、r、s氣流腔；廢氣由下進(jìn)氣管42進(jìn)入下氣室,經(jīng)下氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)入缸蓋部分I的a、e、f、j、k、O、p、t各氣流腔，從而形成中間低廢氣濃度區(qū)較寬，兩側(cè)高廢氣濃度區(qū)較窄的分層狀態(tài)，保證節(jié)氣門39全開(kāi)后75%的新鮮空氣進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的75%負(fù)荷。
[0029]75%負(fù)荷和50%負(fù)荷過(guò)度工況:節(jié)氣門39全開(kāi)，保持下氣室進(jìn)氣路徑和中間氣室進(jìn)氣路徑的進(jìn)氣狀態(tài)與大負(fù)荷工況相同，通過(guò)調(diào)節(jié)三通閥II 36使由EGR回路5末端的上歧管進(jìn)入的廢氣和由上分流管43進(jìn)入的新鮮空氣在上氣室能夠混合，并經(jīng)三通閥II 36的開(kāi)度控制廢氣濃度由0-100%連續(xù)可變，使得進(jìn)入缸蓋部分I的以(14、1、1、114、8各氣流腔的氣體為濃度可調(diào)的混合氣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)總進(jìn)氣量50%-75%的連續(xù)可變，完成75%負(fù)荷到50%負(fù)荷的過(guò)度。
[0030]50%負(fù)荷工況:節(jié)氣門39全開(kāi)，控制三通閥II 36使EGR回路5的末端上歧管和上進(jìn)氣管35連通，控制三通閥I 40使EGR回路5的末端下歧管和下進(jìn)氣管42連通。新鮮空氣由進(jìn)氣總管38進(jìn)入中間氣室，經(jīng)中間氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)入缸蓋部分I的c、h、m、r各氣流腔；廢氣由上進(jìn)氣管35和下進(jìn)氣管42分別進(jìn)入上氣室和下氣室，分別經(jīng)上氣室進(jìn)氣路徑和下氣室路徑進(jìn)入缸蓋部分I的b、d、g、1、1、n、q、s各氣流腔和a、e、f、j、k、o、p、t氣流腔，形成兩側(cè)高廢氣濃度區(qū)較寬和中間低廢氣濃度區(qū)較窄的分層狀態(tài)，保證節(jié)氣門39全開(kāi)后50%的進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的50%負(fù)荷。
[0031]50%以下負(fù)荷工況:保持上氣室進(jìn)氣路徑、中間氣室進(jìn)氣路徑和下氣室進(jìn)氣路徑進(jìn)氣狀態(tài)與中負(fù)荷時(shí)相同，通過(guò)調(diào)整節(jié)氣門39開(kāi)度進(jìn)一步限制新鮮空氣的進(jìn)入量，實(shí)現(xiàn)50%以下負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)，與此同時(shí)，通過(guò)調(diào)整EGR閥3開(kāi)度使廢氣和新鮮空氣的進(jìn)氣壓力仍然保持相同。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是:
[0033]1.可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)中負(fù)荷以上工況的無(wú)節(jié)氣門負(fù)荷調(diào)節(jié)，并增大了小負(fù)荷的節(jié)氣門開(kāi)度，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣過(guò)程中的泵氣損失，能夠有效改善汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0034]2.發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)進(jìn)氣道內(nèi)插入四個(gè)引流板，形成五個(gè)氣體流道腔，通過(guò)外側(cè)和次外側(cè)氣體流道腔內(nèi)進(jìn)不同廢氣濃度的氣體，實(shí)現(xiàn)燃燒室內(nèi)中間廢氣濃度小、兩側(cè)廢氣濃度高的帶狀分層。
[0035]3.進(jìn)氣道和進(jìn)氣管中引流板的合理布置可以實(shí)現(xiàn)三條進(jìn)氣路徑，并通過(guò)調(diào)節(jié)入口處的兩個(gè)三通閥完成缸內(nèi)EGR帶狀分層的廢氣層厚度連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷控制。
[0036]4.本實(shí)用新型提出的滾流式汽油機(jī)帶狀EGR分層可以降低末端混合氣的自燃概率，從而可以進(jìn)一步提高幾何壓縮比，提高汽油機(jī)的循環(huán)熱效率。
[0037]5.本實(shí)用新型提出的引流板式EGR分層結(jié)構(gòu)，可以提高汽油機(jī)EGR容忍度，實(shí)現(xiàn)高EGR率燃燒。
[0038]6.所用引流板一直鑲嵌到汽油機(jī)進(jìn)氣道末端，能夠避免廢氣和新鮮空氣燃燒室外的過(guò)早混合以及進(jìn)氣門關(guān)閉后的堆積混合現(xiàn)象。
[0039]7.廢氣流道腔和新鮮空氣流道腔共用，沒(méi)有降低全負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣截面積，有利于提高充量系數(shù)。
[0040]8.通過(guò)兩個(gè)壓力傳感器測(cè)量反饋控制EGR閥開(kāi)度，能夠?qū)崿F(xiàn)新鮮空氣和壓力的等壓進(jìn)氣，降低新鮮空氣和廢氣的混合程度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0042]圖2是缸蓋部分I示意圖
[0043]圖3是進(jìn)氣管路部分III與進(jìn)氣分流腔部分II連接正面立體圖
[0044]圖4是上氣室蓋A正面立體示意圖
[0045]圖5是上隔板B立體示意圖
[0046]圖6是中間氣室C正面立體示意圖
[0047]圖7是下隔板D立體示意圖
[0048]圖8是下氣室蓋E正面立體不意圖
[0049]圖9是上隔板B、中間氣室C與下隔板D裝配反面立體圖
[0050]圖10是基于引流板的廢氣分層效果示意圖[0051]圖11是過(guò)氣門引流板插入位置示意圖
[0052]其中:1.缸蓋部分I1.進(jìn)氣分流腔部分II1.進(jìn)氣管路部分A.上氣室蓋B.上隔板C.中間氣室D.下隔板E.下氣室蓋1.排氣管2.旁通管3.EGR閥4.EGR冷卻器5.EGR回路
6.四缸7.排氣口 IV 8.三缸9.排氣口III10.二缸11.排氣口 II 12.一缸13.排氣口 I 14.汽缸蓋15.氣流腔al6.氣流腔bl7.氣流腔cl8.氣流腔dl9.氣流腔e20.氣流腔f21.氣流腔g22.氣流腔h23.氣流腔i24.氣流腔j25.氣流腔k26.氣流腔127.氣流腔m28.氣流腔n29.氣流腔o30.氣流腔p31.氣流腔q32.氣流腔r33.氣流腔s34.氣流腔t35.上進(jìn)氣管36.三通閥II 37.EGR回路壓力傳感器38.進(jìn)氣總管39.節(jié)氣門40.三通閥I 41.下分流管42.下進(jìn)氣管43.上分流管44.新鮮空氣壓力傳感器45.上壁板46.后壁板I 47.左壁板I 48.上進(jìn)氣管口 49.前壁板I 50.右壁板I 51.上孔板IV 52.上孔板III 53.上孔板
II54.上孔板I 55.上孔I 56.上孔II 57.上孔III 58.上孔IV 59.上孔V 60.上孔VI 61.上孔VD62.上孔VDI 63.隔板XIV 64.隔板XIII 65.隔板ΧΠ 66.隔板XI 67.隔板X 68.隔板1X69.隔板VDI70.隔板VD71.隔板VI 72.隔板V 73.隔板IV 74.隔板III75.隔板II 76.隔板I 77.左壁板II 78.前壁板II 79.橫隔板I 80.橫隔板II 81.進(jìn)氣總管孔82.橫隔板III83.橫隔板IV 84.橫隔板V 85.右壁板II 86.下孔VDI 87.下孔VII 88.下孔VI 89.下孔V 90.下孔IV 91.下孔III 92.下孔II 93.下孔I 94.下孔板I 95.下孔板II 96.下孔板III 97.下孔板IV 98.下壁板99.后壁板II 100.左壁板III101.下進(jìn)氣管口 102.前壁板III 103.右壁板
III104.氣流腔a’ 105.氣流腔b’ 106.氣流腔c’ 107.氣流腔d’ 108.氣流腔e’ 109.氣流腔f’110.氣流腔g’111.氣流腔h’112.氣流腔i’113.氣流腔j’114.氣流腔k’115.氣流腔I’ 116.氣流腔m’ 117.氣流腔η’ 118.氣流腔o’ 119.氣流腔P’ 120.氣流腔q’ 121.氣流腔r’.122.氣流腔s’ 123.氣流腔t’ 124.高廢氣濃度區(qū)II 125.低廢氣濃度區(qū)126.高廢氣濃度區(qū)I
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述:
[0054]所述的排氣管I為普通四缸汽油機(jī)用排氣管，安裝在缸蓋部分I的排氣口側(cè)，排氣管I的各歧管與汽缸蓋的排氣口一一對(duì)應(yīng)，排氣管I 一般為鑄鐵材料。
[0055]所述的EGR閥3串聯(lián)在EGR回路5中，EGR冷卻器4之前，用于控制引入進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR量，與EGR回路壓力傳感器37和新鮮空氣壓力傳感器44配合使用，保證引入燃燒室內(nèi)的廢氣壓力和新鮮空氣壓力相等。
[0056]所述的EGR冷卻器4為水冷EGR冷卻器，串聯(lián)在EGR回路5中，EGR閥3的后端，外圍裝有一進(jìn)一出的冷卻水接口，通過(guò)進(jìn)出水量的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)EGR溫度的控制。
[0057]所述的EGR回路5 —端固接在排氣管1，另一端分成兩個(gè)末端歧管，分別固接在三通閥I 25和三通閥II 31上。
[0058]參閱圖2，所述的汽缸蓋6為汽油機(jī)用屋脊形燃燒室汽缸蓋，具體的說(shuō)，汽缸蓋6有四個(gè)進(jìn)氣道，從左往右依次為一缸12、二缸10、三缸8、四缸6的進(jìn)氣道，每個(gè)進(jìn)氣道相同位置插入四個(gè)引流板，引流板安裝方法如圖11剖面線所示:將引流板分成緊貼氣門的兩部分，與氣門曲面間隙保持為0.3mm。
[0059]一缸12、二缸10、三缸8、四缸6分別設(shè)有排氣道I 13、排氣道II 11、排氣道III 9、排氣道IV 7 ;氣流腔al5、氣流腔bl6、氣流腔Cl7、氣流腔dl8、氣流腔el9的橫截面面積比為1:1:4:1:1，且設(shè)于一缸12的進(jìn)氣道；氣流腔f20、氣流腔g21、氣流腔h22、氣流腔i23、氣流腔j24的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于二缸10的進(jìn)氣道；氣流腔k25、氣流腔126、氣流腔m27、氣流腔n28、氣流腔o29的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于三缸8的進(jìn)氣道；氣流腔P30、氣流腔q31、氣流腔r32、氣流腔s33、氣流腔t34的橫截面面積比為1: 1:4:1: 1，且設(shè)于四缸6的進(jìn)氣道。
[0060]參閱圖3，EGR回路5末端分成兩個(gè)歧管，其中一個(gè)歧管經(jīng)三通閥II 36、上進(jìn)氣管35與進(jìn)氣分流腔部分II的上氣室A連接，另一個(gè)歧管經(jīng)三通閥I 40、下進(jìn)氣管42與進(jìn)氣分流腔部分II的下氣室E連接；節(jié)氣門39固接于進(jìn)氣總管38的入口處，進(jìn)氣總管38上端經(jīng)上分流管43與三通閥II 36連通，進(jìn)氣總管38下端經(jīng)下分流管41與三通閥I 40連通，三通閥I 40和三通閥II 36可實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)；EGR回路壓力傳感器37固接于EGR回路5上；新鮮空氣壓力傳感器44固接于進(jìn)氣分流腔部分II的中間氣室C，用于測(cè)量中間氣室C內(nèi)部的氣體壓力。EGR回路壓力傳感器37，為普通發(fā)動(dòng)機(jī)用壓力傳感器，安裝在EGR回路5上，測(cè)量EGR回路中廢氣的壓力。以上兩種傳感器的量程在5bar以內(nèi)即可。
[0061]參閱圖6、圖9，所述的進(jìn)氣分流腔部分II由上氣室A、上隔板B、中間氣室C、下隔板D、下氣室E組成，其中中間氣室C上下分別與上隔板B和下隔板D固接，形成出口于中間氣室C后部、自左至右的氣流腔a’ 104、氣流腔b’ 105、氣流腔c’ 106、氣流腔d’ 107、氣流腔e’ 108、氣流腔f’ 109、氣流腔g’ 110、氣流腔h’ 111、氣流腔i’ 112、氣流腔j’ 113、氣流腔k’ 114、氣流腔I’ 115、氣流腔m’ 116、氣流腔nll7、氣流腔o’ 118、氣流腔ρ’ 119、氣流腔q’ 120、氣流腔r’ 121、氣流腔s’ 122、氣流腔t’ 123 ;上隔板B的上孔I 55、上孔II 56、上孔
III57、上孔IV 58、上孔V 59、上孔VI 60、上孔VII 61、上孔VDI 62分別與氣流腔b’ 105、氣流腔d’ 107、氣流腔g’ 110、氣流腔i’ 112、氣流腔I’ 115、氣流腔η’ 117、氣流腔q’ 120、氣流腔s’122相通；下隔板D的下孔I 93、下孔II 92、下孔III 91、下孔IV 90、下孔V 89、下孔VI 88、下孔VII 87、下孔珊86分別與氣流腔a’ 104、氣流腔e’ 108、氣流腔f’ 109、氣流腔j’ 113氣流腔k’ 114、氣流腔o’ 118、氣流腔ρ’ 119、氣流腔t’ 123相通；上隔板B上和下隔板D下分別與上氣室A和下氣室E固接；中間氣室C氣流腔，開(kāi)口于中間氣室C后面的氣流腔c’ 106氣流腔h’ 111、氣流腔m’ 116、氣流腔r’ 121。
[0062]本實(shí)例所用的各引流板、各外壁板、上下隔板以及各止流板均為鍍鋅板材料，厚度
約0.7臟。
【權(quán)利要求】
1.一種基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng),其特征在于由缸蓋部分(I )、進(jìn)氣分流腔部分(II )、進(jìn)氣管路部分(III)、排氣管(I)、旁通管(2)、EGR閥(3)、EGR冷卻器(4)、EGR回路(5)組成，其中缸蓋部分(I )進(jìn)氣口側(cè)的氣流腔a(15)、氣流腔b(16)、氣流腔c (17)、氣流腔d (18)、氣流腔e (19)、氣流腔f (20)、氣流腔g (21)、氣流腔h (22)、氣流腔i (23)、氣流腔j (24)、氣流腔k (25)、氣流腔I (26)、氣流腔m (27)、氣流腔η (28)、氣流腔ο (29)、氣流腔P (30)、氣流腔q (31)、氣流腔r (32)、氣流腔s (33)、氣流腔t (34)分別與進(jìn)氣分流腔部分(II )的氣流腔a’(104)、氣流腔b’(105)、氣流腔c’(106)、氣流腔d’(107)、氣流腔e’(108)、氣流腔f’(109)、氣流腔g’(110)、氣流腔h’(111)、氣流腔i’(112)、氣流腔j’(113)、氣流腔k’(114)、氣流腔I’(115)、氣流腔m’(116)、氣流腔η(117)、氣流腔o’(118)、氣流腔ρ’(119)、氣流腔q’(120)、氣流腔r’(121)、氣流腔s’(122)、氣流腔t’ (123)對(duì)應(yīng)連接，且缸蓋部分(I )的進(jìn)氣口與進(jìn)氣分流腔部分(II )的各歧管相對(duì)應(yīng)；進(jìn)氣管路部分(III)經(jīng)的與進(jìn)氣分流腔部分(II )中中間氣室(C)的進(jìn)氣總管孔(81)固接；排氣管(I)位于缸蓋部分(I )的排氣口側(cè)，排氣管(I)的各排氣歧管分別與缸蓋部分(I )的排氣道I (13)、排氣道II (11)、排氣道III (9)、排氣道IV (7)對(duì)應(yīng)連接；排氣管(I)經(jīng)旁通管⑵、EGR閥(3)、EGR冷卻器(4)、EGR回路(5)與進(jìn)氣管路部分(III)的進(jìn)氣總管(38)固接。
2.按權(quán)利要求1所述的基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于所述的缸蓋部分I由四缸(6)、排氣道IV (7)、三缸(8)、排氣道III (9)、二缸(10)、排氣道II (11)、一缸(12)、排氣道I (13)、汽缸蓋(14)、氣流腔a(15)、氣流腔b (16)、氣流腔c (17)、氣流腔d (18)、氣流腔e (19)、氣流腔f (20)、氣流腔g (21)、氣流腔h (22)、氣流腔i (23)、氣流腔j (24)、氣流腔k (25)、氣流腔I (26)、氣流腔m (27)、氣流腔η (28)、氣流腔ο (29)、氣流腔P (30)、氣流腔q (31)、氣流腔r (32)、氣流腔s (33)、氣流腔t (34)組成，其中一缸(12)、二缸(10)、三缸(8)、四缸(6)自左至右依次排列，一缸(12)、二缸(10)、三缸(8)、四缸(6)分別設(shè)有排氣道I (13)、排氣道II (11)、排氣道III (9)、排氣道IV (7);氣流腔a(15)、氣流腔b(16)、氣流腔c(17)、氣流 腔d(18)、氣流腔e(19)的橫截面面積比為1: 1:4:1: 1，且設(shè)于一缸(12)的進(jìn)氣道；氣流腔f (20)、氣流腔g (21)、氣流腔h (22)、氣流腔i (23)、氣流腔j (24)的橫截面面積比為1:1:4:1: 1，且設(shè)于二缸(10)的進(jìn)氣道；氣流腔k(25)、氣流腔I (26)、氣流腔m(27)、氣流腔n(28)、氣流腔0(29)的橫截面面積比為1: 1:4:1: 1，且設(shè)于三缸⑶的進(jìn)氣道；氣流腔P (30)、氣流腔q (31)、氣流腔r (32)、氣流腔s (33)、氣流腔t (34)的橫截面面積比為1:1:4:1:1,且設(shè)于四缸(6)的進(jìn)氣道。
3.按權(quán)利要求1所述的基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于所述的進(jìn)氣分流腔部分(II )由上氣室(A)、上隔板(B)、中間氣室(C)、下隔板(D)、下氣室(E)組成，其中上氣室(A)由上壁板(45)、后壁板I (46)、左壁板I (47)、上進(jìn)氣管口(48)、前壁板I (49)、右壁板I (50)組成，其中上進(jìn)氣管口(48)設(shè)于前壁板I (49);上隔板(B)設(shè)有上孔板IV (51)、上孔板III (52)、上孔板II (53)、上孔板I (54)、上孔I (55)、上孔II(56)、上孔III (57)、上孔IV (58)、上孔 V (59)、上孔VI (60)、上孔VII (61)、上孔VDI (62)；下隔板(D)設(shè)有下孔珊(86)、下孔VII (87)、下孔VI (88)、下孔V (89)、下孔IV (90)、下孔III(91)、下孔II (92)、下孔I (93)、下孔板I (94)、下孔板II (95)、下孔板III (96)、下孔板IV(97);下氣室(E)由下壁板(98)、后壁板II (99)、左壁板III (100)、下進(jìn)氣管口 (101)、前壁板III (102)、右壁板III (103)組成，其中下進(jìn)氣管口 (101)設(shè)于前壁板II (102);中間氣室(C)上下分別與上隔板(B)和下隔板(D)固接，形成出口于中間氣室(C)后部、自左至右的氣流腔a’(104)、氣流腔b’(105)、氣流腔c’(106)、氣流腔d’(107)、氣流腔e’(108)、氣流腔f’(109)、氣流腔g’(110)、氣流腔h’(111)、氣流腔i’(112)、氣流腔j’(113)、氣流腔k’(114)、氣流腔I’(115)、氣流腔m’(116)、氣流腔η(117)、氣流腔o’(118)、氣流腔P’(119)、氣流腔q’(120)、氣流腔r’(121)、氣流腔s’(122)、氣流腔t’(123)，其中上隔板(B)的上孔 I (55)、上孔 II (56)、上孔III (57)、上孔IV (58)、上孔 V (59)、上孔VI (60)、上孔VII (61)、上孔VDI (62)分別與氣流腔b’(105)、氣流腔d’(107)、氣流腔g’(110)、氣流腔i’(112)、氣流腔I’(115)、氣流腔η’(117)、氣流腔q’(120)、氣流腔s’(122)相通；下隔板(D)的下孔 I (93)、下孔 II (92)、下孔III (91)、下孔IV (90)、下孔 V (89)、下孔VI (88)、下孔VII (87)、下孔珊(86)分別與氣流腔a’(104)、氣流腔e’(108)、氣流腔f’(109)、氣流腔j’ (113)氣流腔k’(114)、氣流腔o’(118)、氣流腔ρ’(119)、氣流腔t’(123)相通；上隔板(B)上和下隔板(D)下分別與上氣室(A)和下氣室(E)固接；中間氣室(C)中進(jìn)氣總管孔(81)設(shè)于前壁板(78);中間氣室(C)中隔板I (76)與橫隔板I (79)垂直固接；隔板V(72)、隔板IV (73)、隔板III (74)、隔板II (75)橫隔板II與(80)垂直固接；隔板漢(68)、隔板VDI (69)、隔板VII (70)、隔板VI (71)與橫隔板III (82)垂直固接；隔板XIII (64)、隔板XH (65)、隔板XI (66)、隔板X (67)與橫隔板IV (83)垂直固接；隔板XIV (63)與橫隔板V(84)垂直固接；橫隔板I (79)、橫隔板II (80)、橫隔板III (82)、橫隔板IV (83)、橫隔板V(84)與前壁板(78)平行；由上隔板(B)、左壁板II (77)、前壁板II (78)、右壁板II (85)、橫隔板V (84)、隔板XIV (63)、隔板XIII (64)、橫隔板IV (83)、隔板X (67)、隔板IX (68)、橫隔板III (82)、隔板VI (71)、隔板V (72)、橫隔板II (80)、隔板II (75)、隔板I (76)、橫隔板I (79)、下隔板(D)形成的中間氣室(C)氣流腔，開(kāi)口于中間氣室(C)后面的氣流腔c’ (106)氣流腔 h’(111)、氣流腔 m’(116)、氣流腔 r’(121)。
4.按權(quán)利要求1所述的基于引流板的汽油機(jī)EGR分層進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征在于所述的進(jìn)氣管路部分(III)由EGR回路(5)、上進(jìn)氣管(35)、三通閥II (36)、EGR回路壓力傳感器(37)、進(jìn)氣總管(38)、節(jié)氣門(39)、三通閥I (40)、下分流管(41)、下進(jìn)氣管(42)、上分流管(43)、新鮮空氣壓力傳感器(44)組成，其中EGR回路(5)末端分成兩個(gè)歧管，其中一個(gè)歧管經(jīng)三通閥II (36)、上進(jìn)氣管(35)與進(jìn)氣分流腔部分II的上氣室(A)連接，另一個(gè)歧管經(jīng)三通閥I (40)、下進(jìn)氣管(42)與進(jìn)氣分流腔部分II的下氣室(E)連接；節(jié)氣門(39)固接于進(jìn)氣總管(38)的入口處，進(jìn)氣總管(38)上端經(jīng)上分流管(43)與三通閥II (36)連通，進(jìn)氣總管(38)下端經(jīng)下分流管(41)與三通閥I (40)連通；EGR回路壓力傳感器(37)固接于EGR回路(5)上，新鮮空氣壓力傳感器(44)固接于進(jìn)氣分流腔部分(II )的中間氣室(C)。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK203614273SQ201320849102
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】韓林沛, 洪偉, 蘇巖, 許允, 朱航, 古春山, 解方喜, 鐘兵, 王玉玲, 張光攀 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)