水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括水氣混合裝置、熱交換器、輸汽管和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排氣管上的尾氣歧管，所述熱交換器與所述尾氣排氣管進(jìn)行熱交換，所述水氣混合裝置設(shè)置有第一出水口和尾氣進(jìn)口，所述熱交換器設(shè)置有第一進(jìn)水口、第一出汽口，所述尾氣歧管連接所述水氣混合裝置的尾氣進(jìn)口，所述水氣混合裝置的第一出水口通過管路連接所述熱交換器的第一進(jìn)水口，所述熱交換器的第一出汽口連接所述輸汽管的進(jìn)汽口，所述輸汽管的出汽口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管連接。本實(shí)用新型利用一部分尾氣簡(jiǎn)化了復(fù)雜的增壓、加壓結(jié)構(gòu)。同時(shí)沒有明顯降低液體水潔凈度。充分利用了一部分尾氣的高熱殘值，使得水蒸汽符合后續(xù)反應(yīng)的條件。還包括相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【專利說明】水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)
[0001]本實(shí)用新型是要求由 申請(qǐng)人:提出的，申請(qǐng)日為2013年03月19日，申請(qǐng)?zhí)枮?01310088710.X，發(fā)明名稱為“水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)”的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過整體弓I用結(jié)合于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型涉及一種廢氣減排系統(tǒng)，特別是涉及一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣減排系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)工作原理是在氣缸的燃燒室內(nèi)，使清潔空氣和霧化燃油混合形成的可燃混合氣燃燒爆炸，推動(dòng)活塞做功，排出廢氣。利用電子處理技術(shù)和傳感器技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，可以對(duì)燃燒室溫度、可燃混合氣濃度、可燃混合氣容量等工況參數(shù)進(jìn)行采集和調(diào)整，使燃燒爆炸后產(chǎn)生的尾氣廢氣中有害成分降低，發(fā)動(dòng)機(jī)做功效率最大化。
[0004]即使利用微電子技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可燃混合氣的燃燒也并不徹底，燃燒的產(chǎn)物包含一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)、碳煙微粒(PM)、碳?xì)浠衔锶剂霞捌湮慈紵镔|(zhì)，例如潤滑油和部分裂解產(chǎn)物形成的碳?xì)浠衔?HC)，它們隨尾氣排放進(jìn)入大氣，對(duì)生態(tài)環(huán)境和生物健康危害較大。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中存在一種尾氣再利用的技術(shù)，將排放的尾氣通過管路再次輸送回發(fā)動(dòng)機(jī)參與燃燒，利用不可燃的廢氣降低爆燃時(shí)的溫度，達(dá)到減少有害的氮氧化合物產(chǎn)生的目的。該技術(shù)在降低有害的氮氧化合物的同時(shí)降低了燃燒效率，減排但并不節(jié)能。而且尾氣廢氣包含較高的熱值，目前未充分利用。
[0006]通常燃燒室內(nèi)可以達(dá)到1700?2500°C高溫，50?120kg/cm2的壓力，根據(jù)2004年4月，第28卷第2期的武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版)記載的《利用水降低柴油機(jī)Nox排放研究》提出的技術(shù)原理，利用燃燒室內(nèi)的高溫高壓環(huán)境，通過向燃燒室內(nèi)添加水蒸汽高溫可以改變可燃混合氣的熱化學(xué)反應(yīng)過程，改變形成的尾氣廢氣成分，降低有害成分含量和顆粒排放。
[0007]根據(jù)2012年6月，第28卷第12期的農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)記載的《空氣濕度對(duì)柴油機(jī)NOx和碳煙排放影響的模擬研究》，給出了一些研究結(jié)論:
[0008]空氣濕度與柴油機(jī)NOx和碳煙排放的定量關(guān)系。相比原機(jī)，當(dāng)含濕量為20g/kg時(shí)，缸內(nèi)最終NOx排放減少30%以上。在大負(fù)荷時(shí)，當(dāng)含濕量為10和20g/kg時(shí)，缸內(nèi)最終碳煙排放分別增加19%和30%。在中小負(fù)荷時(shí)，濕度對(duì)碳煙生成影響較小。
[0009]與燃燒干空氣相比，含濕量為20g/kg時(shí)，最高燃燒溫度可降低30K。比熱容和比熱比的變化規(guī)律解釋了濕度對(duì)燃燒溫度的影響作用。
[0010]自由基O是影響NOx生成的重要中間物質(zhì)，而N2、02濃度的下降及混合氣局部富氧的改善在降低NOx過程中也起到了重要的作用。對(duì)碳煙來說，在詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，可考慮水煤氣反應(yīng)。
[0011]可作為降低發(fā)電用和船用等柴油機(jī)NOx排放的有益借鑒。
[0012]根據(jù)大連海事大學(xué)，2003年徐樂平的博士論文《噴水霧加濕進(jìn)氣減少船用柴油機(jī)氮氧化物排放的研究》，給出的研究結(jié)果指出汽缸中加水燃燒，通過以水霧形式進(jìn)入氣缸，不會(huì)對(duì)氣缸造成非正常磨損，同時(shí)在短時(shí)間內(nèi)將干燥空氣與水氣充分混合技術(shù)上可行。
[0013]根據(jù)國外內(nèi)燃機(jī)車雜志，2000年第5期《各種變化因素對(duì)中速柴油機(jī)NOx排放的影響》，給出了在滯燃期產(chǎn)生的NOx排放物濃度和種類，受混合空氣濕度影響的定量分析，表明了可以通過技術(shù)手段改變混合空氣濕度影響不同油品NOx的排放物濃度和種類。
[0014]以及武漢理工大學(xué)，2004年姚光榮的碩士論文《發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道噴水的研究一降低NOx排放》等各方面的研究成果可以看出，利用改變空氣濕度，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒反應(yīng)過程，降低氣缸內(nèi)的溫度分布，就可以抑制NOx的生成量，減少碳粒，提高燃油效率。改善尾氣廢氣成分具有技術(shù)可行性，有可能利用現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)形成減排裝置和減排方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]本實(shí)用新型的目的是提供一種水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣廢氣中有害成分含量高、碳煙微粒多，尾氣殘留熱值未能充分利用的技術(shù)問題。
[0016]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種利用上述水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)尾氣環(huán)保排放。
[0017]本實(shí)用新型的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括水氣混合裝置、熱交換器、輸汽管和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排氣管上的尾氣歧管，所述熱交換器與所述尾氣排氣管進(jìn)行熱交換，所述水氣混合裝置設(shè)置有第一出水口和尾氣進(jìn)口，所述熱交換器設(shè)置有第一進(jìn)水口、第一出汽口，所述尾氣歧管連接所述水氣混合裝置的尾氣進(jìn)口，所述水氣混合裝置的第一出水口通過管路連接所述熱交換器的第一進(jìn)水口，所述熱交換器的第一出汽口連接所述輸汽管的進(jìn)汽口，所述輸汽管的出汽口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管連接。
[0018]所述熱交換器設(shè)置在所述尾氣排氣管中。
[0019]所述水氣混合裝置中儲(chǔ)存液體水，所述尾氣進(jìn)口上還連接有通氣管，所述通氣管延伸到液面下方。
[0020]所述水氣混合裝置的腔體上還設(shè)置有注水口，所述注水口通過管路與水箱或冷卻水循環(huán)管路相連接。
[0021 ] 所述注水口上還安裝有第一單向閥門，用于調(diào)節(jié)水氣混合裝置中的液體水容量，保持液面正常位置。
[0022]所述尾氣歧管中還安裝有第二單向閥門，用于調(diào)節(jié)尾氣歧管中高熱值尾氣的流量，改變或保持水氣混合裝置中的細(xì)小水顆粒的數(shù)量。
[0023]所述熱交換器中的空腔形狀為迷宮形、條形、圓形、螺旋形、多分支的歧管形之一。
[0024]所述輸汽管的出汽口連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器的葉輪室出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣管上或者連接在渦輪增壓器葉輪室的進(jìn)氣管路上，所述出汽口上安裝有第三單向閥。
[0025]所述輸汽管的出汽口連接在中冷器的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣管上，或者連接在中冷器的進(jìn)氣口和渦輪增壓器葉輪室之間的進(jìn)氣管上。
[0026]以及包括所述水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0027]本實(shí)用新型的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，管路結(jié)構(gòu)充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高熱值尾氣。一部分尾氣用于對(duì)液體水進(jìn)行初步加熱并提供單向流動(dòng)的壓力差，保證整個(gè)水氣混合裝置和熱交換器管路中介質(zhì)流動(dòng)的單向性，逆止混合水氣倒流，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的增壓、加壓結(jié)構(gòu)。同時(shí)沒有明顯降低液體水的潔凈度。
[0028]另一部分尾氣用于快速加熱混合的水氣形成高溫水蒸汽，充分利用了尾氣的高熱殘值，使得水蒸汽符合后續(xù)反應(yīng)的條件，同時(shí)封閉的熱交換方式保證了水蒸汽參與后續(xù)反應(yīng)的潔凈度。
[0029]燃燒室內(nèi)過熱蒸汽隨熱化學(xué)反應(yīng)分解，釋放氫、氧，觸發(fā)與燃燒室內(nèi)物質(zhì)的二次燃燒，提高了燃油的熱效率，使得以碳顆粒為主的顆粒物和有害的氮氧化合物大量參與反應(yīng)生成無害物質(zhì)排出，降低了尾氣中的有害廢氣成分，改善了排放清潔度。
[0030]采用本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以明顯減少尾氣中的排放顆粒，降低有害成分。
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0035]圖4為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7為本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]如圖1所示，本實(shí)用新型包括水氣混合裝置01、熱交換器02、尾氣排氣管03、尾氣歧管04和輸汽管05 ；
[0040]水氣混合裝置01，用于將高熱值尾氣與液體水充分混合，增加液體水的空氣溶解度，快速提高液體水的預(yù)熱溫度；
[0041]熱交換器02，用于將注入的液體水加熱為相應(yīng)溫度的水蒸汽排出；
[0042]尾氣排氣管03，用于發(fā)動(dòng)機(jī)高熱值尾氣的主要排放通道，為熱交換器02提供熱源；
[0043]尾氣歧管04，用于發(fā)動(dòng)機(jī)高熱值尾氣的次要排放通道，為水氣混合裝置01提供熱源和壓力；
[0044]輸汽管05，用于作為將水蒸汽輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)09進(jìn)氣管08的通道；
[0045]尾氣歧管04、水氣混合裝置01、熱交換器02和輸汽管05順序連接，形成兩端具有壓力差的輸送通道，輸汽管05的水蒸汽出口與發(fā)動(dòng)機(jī)09進(jìn)氣管08連接。
[0046]本實(shí)用新型的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)利用尾氣歧管04提供的小部分高熱值的尾氣為水氣混合裝置01提供熱源，使得被攪拌的液體水快速升溫，達(dá)到第一次加熱的溫度，使得液體水在進(jìn)入熱交換器前獲得一個(gè)額外的加熱過程和加熱時(shí)間。同時(shí)，利用高熱值尾氣產(chǎn)生的壓力保證水氣混合裝置01中液體水向熱交換器02的單向流動(dòng)性。
[0047]本實(shí)用新型的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)利用尾氣排氣管03提供的大部分高熱值的尾氣為熱交換器02提供熱源，使得液體水可以被熱交換器02快速加熱氣化，形成高溫水蒸汽，達(dá)到第二次加熱汽化的需求溫度，使水蒸汽通過輸送管道達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管時(shí)的溫度，滿足與可燃混合氣混合的臨界溫度。
[0048]如圖2所示，本實(shí)施例的尾氣歧管04設(shè)置在尾氣排氣管03上，熱交換器02安裝于尾氣排氣管03中；熱交換器02設(shè)置有第一進(jìn)水口 02a、第一出汽口 02b ;水氣混合裝置01設(shè)置有用于進(jìn)行氣體和液體混合的腔體，腔體上設(shè)置有第一出水口 Ola和尾氣進(jìn)口 Olb ；尾氣歧管04連接水氣混合裝置01的尾氣進(jìn)口 01b，水氣混合裝置01的第一出水口 Ola通過管路連接熱交換器02的第一進(jìn)水口 02a，熱交換器02的第一出汽口 02b連接輸汽管05的進(jìn)汽口，輸汽管05的出汽口與發(fā)動(dòng)機(jī)09進(jìn)氣管08連接。
[0049]水氣混合裝置01中儲(chǔ)存有液體水，水氣混合裝置01的第一出水口 Ola和尾氣進(jìn)口 Olb設(shè)置在腔體中液體水的液面上方，尾氣進(jìn)口 Olb上連接有通氣管延伸到液面下方的腔體底部。
[0050]顯然地，實(shí)施例1中也可以省略通氣管，通過利用高溫尾氣形成的旋流直接加熱液體水，將液體水撕裂為細(xì)小的水微粒。
[0051]以實(shí)施例1為基礎(chǔ)的實(shí)施例2中，水氣混合裝置01的腔體上還設(shè)置有注水口 01c，還包括水箱06，水箱06的出水口通過管路與注水口 Olc相連接，通過人工或機(jī)械聯(lián)動(dòng)方式為水氣混合裝置01補(bǔ)充液體水。液體水采用蒸餾水,盡可能降低水中的溶解物。
[0052]以實(shí)施例2為基礎(chǔ)的實(shí)施例3中，在注水口 Olc上還安裝有第一單向閥門07a，防止水氣混合裝置01中被預(yù)熱的液體水和高熱值的尾氣向水箱06中逆流；在水氣混合裝置01中還安裝有若干水位傳感器，上位控制系統(tǒng)根據(jù)水位傳感器采集的水氣混合裝置01中的液面位置信號(hào)，獲得液體水消耗量，控制第一單向閥門07a快速啟閉，調(diào)節(jié)水氣混合裝置01中的液體水容量，保持液面正常位置，避免出現(xiàn)液面過低液體水無法被高熱值的尾氣預(yù)熱，液面過高液體水直接進(jìn)入熱交換器02或尾氣歧管04中。
[0053]以實(shí)施例3為基礎(chǔ)的實(shí)施例4中，尾氣歧管04中還安裝有第二單向閥門07b，防止水氣混合裝置01中被預(yù)熱的液體水向尾氣歧管04中逆流；在水氣混合裝置01中還安裝有濕度傳感器，上位控制系統(tǒng)根據(jù)濕度傳感器采集的水氣混合裝置01中的空氣濕度信號(hào)，獲得細(xì)小水顆粒的密度，控制第二單向閥門07b的啟閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)高熱值尾氣的流量，調(diào)節(jié)液體水的預(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間。進(jìn)而改變或保持水氣混合裝置01中的細(xì)小水顆粒的數(shù)量，避免細(xì)小水顆粒的數(shù)量過少導(dǎo)致熱交換器02無法產(chǎn)生足夠的水蒸汽；細(xì)小水顆粒的數(shù)量過多導(dǎo)致熱交換器02無法充分使液體水汽化。
[0054]第一單向閥門07a和第二單向閥門07b通常選用單向電磁閥。各單向閥門的啟閉狀態(tài)通過上位控制系統(tǒng)利用成熟的微電子控制模塊和傳感器反饋協(xié)調(diào)控制?？梢葬槍?duì)不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)完成液體水和高熱值的尾氣注入順序和流量的控制?；蛘邔?duì)于第一單向閥門07a和第二單向閥門07b的啟閉狀態(tài)通過簡(jiǎn)化的開關(guān)電路進(jìn)行控制。
[0055]熱交換器02中的空腔可以根據(jù)尾氣排氣管03的形狀和容積設(shè)計(jì)成迷宮形、條形、圓形、螺旋形、多分支的歧管形等利于與尾氣進(jìn)行熱交換的結(jié)構(gòu)，使得能夠完成充分的熱量交換，使得液體水從第一進(jìn)水口 02a進(jìn)入,加熱氣化為水蒸汽后從第一出汽口 02b排出。
[0056]水氣混合裝置01的第一出水口 Ola通過穿過尾氣排氣管03側(cè)壁的管路與熱交換器02的第一進(jìn)水口 02a連接，熱交換器02的第一出汽口 02b與穿過尾氣排氣管03側(cè)壁的輸汽管05的進(jìn)汽口連接，輸汽管05的出汽口與發(fā)動(dòng)機(jī)09進(jìn)氣管08連接。
[0057]輸汽管05采用不銹鋼、聚四氟乙烯等耐腐蝕、耐高溫材料。
[0058]在實(shí)際應(yīng)用中，尾氣歧管04中的高熱值尾氣經(jīng)過單向閥門07b進(jìn)入水氣混合裝置01，水氣混合裝置01中的通氣管將尾氣與液體水進(jìn)行攪拌混合，將液體水進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)氣泡將水撕裂為細(xì)小的水顆粒，受尾氣壓力進(jìn)入熱交換器02與高熱值尾氣充分進(jìn)行快速的熱交換、汽化達(dá)到參與熱化學(xué)反應(yīng)的臨界溫度，形成溫度高于374°C高溫水蒸汽，經(jīng)輸汽管05輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)09進(jìn)氣管08，隨噴入的霧化燃油進(jìn)一步混合參與到燃燒爆炸的各過程。
[0059]根據(jù)現(xiàn)有的熱化學(xué)反應(yīng)原理，內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)生的顆粒物主要成分碳顆?？梢酝ㄟ^在燃燒室中加入適量的水蒸氣，在高溫高壓下進(jìn)一步反應(yīng)形成一氧化碳或二氧化碳和氫氣，反應(yīng)式如下:
[0060]C+H20一聞溫、聞壓一>C0+H2 (氧含量不足時(shí))；
[0061]C+H20—高溫、高壓一>C02+H2 (氧含量充足時(shí))。
[0062]上述反應(yīng)產(chǎn)生的氫，使得可燃?xì)怏w燃燒后的各類氮氧化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，大大降低有害的氮氧化合物濃度，反應(yīng)式如下:
[0063]xH2+2N0x—聞溫、聞壓—〉N2+xH20。
[0064]上述反應(yīng)產(chǎn)生的CO在氧氣充足的情況下，可以二次燃燒，形成C02和H20，并放出熱量
[0065]綜上所述，利用燃燒室內(nèi)的高溫、高壓環(huán)境，可以將微小的水顆粒參與熱化學(xué)反應(yīng)，有效的降低有害物質(zhì)排放，并提高燃燒釋放的熱能。
[0066]以上實(shí)施例可以直接應(yīng)用于自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)。通常在包括渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，渦輪增壓器的渦輪室連接發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排氣管，葉輪室連接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管。
[0067]如圖3所示，在本實(shí)施例中，針對(duì)渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)09中包括渦輪增壓器10，渦輪增壓器10的渦輪室與尾氣排氣管03連接，渦輪增壓器10的葉輪室的出氣口與進(jìn)氣管08連接，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1，在其他結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2的輸汽管05的出汽口連接在渦輪增壓器10的葉輪室出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)09之間的進(jìn)氣管08上。本實(shí)施例利用空氣壓縮造成的氣體溫度升高因素，可以減少利用尾氣歧管04獲得的尾氣量，使水氣混合裝置01維持在一個(gè)相對(duì)低工作溫度下，延長(zhǎng)使用壽命，減少維修成本。
[0068]如圖4所示，在本實(shí)施例中，渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)09包括的渦輪增壓器10，渦輪增壓器10的渦輪室與尾氣排氣管03連接，渦輪增壓器10的葉輪室與中冷器11連接，中冷器11的出氣口與進(jìn)氣管08連接，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1，在其他結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例3的輸汽管05的出汽口連接在串聯(lián)在進(jìn)氣管08上的中冷器11的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)09之間的進(jìn)氣管08上。
[0069]如圖5所示，在本實(shí)施例在以上實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，渦輪增壓器10的葉輪室與進(jìn)氣管08相連接，進(jìn)氣管08上串聯(lián)水冷中冷器，和/或風(fēng)冷中冷器，輸汽管05的出汽口連接在中冷器11的進(jìn)氣口和渦輪增壓器10葉輪室之間的進(jìn)氣管08上，輸汽管05的出汽口上安裝有第三單向閥07c，防止新鮮的壓縮空氣順輸汽管05流入熱交換器02中的空腔中，使得腔體內(nèi)出現(xiàn)氣流紊亂和溫度驟變，水汽冷凝在腔體內(nèi)。本實(shí)施例為了保證壓縮空氣的最大壓縮密度，排除相對(duì)高溫對(duì)壓縮密度的影響，在壓縮空氣冷卻環(huán)節(jié)前，將輸出的水汽與壓縮空氣充分混合，使得可以形成壓縮的飽含一定濕度的空氣，避免了壓縮空氣在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)前出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。
[0070]如圖6所示，在本實(shí)施例在以上實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，不再設(shè)置水箱06，水氣混合裝置01腔體上的注水口 Olc通過管路連接在水冷中冷器冷卻水的循環(huán)管路上。水冷中冷器冷卻水的循環(huán)管路一端串聯(lián)水冷冷卻室，一端串聯(lián)水冷散熱器，新鮮的壓縮空氣經(jīng)水冷冷卻室冷卻，冷卻室中冷卻水吸收的熱量經(jīng)循環(huán)管路遷移到水冷散熱器散熱，然后由水泵提供壓力返回水冷冷卻室，因此水氣混合裝置01腔體上的注水口 Olc通過管路連接在水冷中冷器冷卻水循環(huán)管路的低溫段。本實(shí)施例可以進(jìn)一步改善系統(tǒng)補(bǔ)水環(huán)節(jié)的操作復(fù)雜程度，通過測(cè)量水冷中冷器冷卻水的消耗就可以及時(shí)補(bǔ)充。
[0071]如圖7所示，在本實(shí)施例在以上實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，輸汽管05的出汽口連接在渦輪增壓器10葉輪室與空氣濾清器之間的進(jìn)氣管路上。采用本連接結(jié)構(gòu)，可以利用熱交換器02中較高溫度形成的壓力將水汽直接排入渦輪增壓器10葉輪室內(nèi)，與新鮮空氣混合壓縮，避免了由于經(jīng)渦輪增壓后壓縮空氣壓力較高，為了使熱交換器02中水汽可靠排入進(jìn)氣管08，需要增加熱交換器02工作壓力，以及需要對(duì)相應(yīng)連接管路進(jìn)行額外的密封，改善了熱交換器02的工作參數(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)地使用壽命。
[0072]采用本實(shí)用新型水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放更符合環(huán)保要求，燃油使用效率更高。
[0073]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:包括水氣混合裝置(01)、熱交換器(02)、輸汽管(05)和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排氣管(03)上的尾氣歧管(04)，所述熱交換器(02)與所述尾氣排氣管(03)進(jìn)行熱交換，所述水氣混合裝置(01)設(shè)置有第一出水口(Ola)和尾氣進(jìn)口(01b)，所述熱交換器(02)設(shè)置有第一進(jìn)水口(02a)、第一出汽口(02b)，所述尾氣歧管(04)連接所述水氣混合裝置(01)的尾氣進(jìn)口(01b)，所述水氣混合裝置(01)的第一出水口(Ola)通過管路連接所述熱交換器(02)的第一進(jìn)水口(02a)，所述熱交換器(02)的第一出汽口(02b)連接所述輸汽管(05)的進(jìn)汽口，所述輸汽管(05)的出汽口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(08)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱交換器(02)設(shè)置在所述尾氣排氣管(03)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述水氣混合裝置(01)中儲(chǔ)存液體水，所述尾氣進(jìn)口(Olb)上還連接有通氣管，所述通氣管延伸到液面下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述水氣混合裝置(01)的腔體上還設(shè)置有注水口(01c)，所述注水口(Olc)通過管路與水箱(06)或冷卻水循環(huán)管路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述注水口(Olc)上還安裝有第一單向閥門(07a)，用于調(diào)節(jié)水氣混合裝置(01)中的液體水容量，保持液面正常位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述尾氣歧管(04)中還安裝有第二單向閥門(07b)，用于調(diào)節(jié)尾氣歧管(04)中高熱值尾氣的流量，改變或保持水氣混合裝置(01)中的細(xì)小水顆粒的數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述熱交換器(02)中的空腔形狀為迷宮形、條形、圓形、螺旋形、多分支的歧管形之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5、6、7任一所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸汽管(05)的出汽口連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(09)的渦輪增壓器(10)的葉輪室出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)(09)之間的進(jìn)氣管(08)上或者連接在渦輪增壓器(10)葉輪室的進(jìn)氣管路上，所述出汽口上安裝有第三單向閥(07c)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5、6、7任一所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸汽管(05)的出汽口連接在中冷器(11)的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)(09)之間的進(jìn)氣管(08)上，或者連接在中冷器(11)的進(jìn)氣口和渦輪增壓器(10)葉輪室之間的進(jìn)氣管(08)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸汽管(05)的出汽口連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(09)的渦輪增壓器(10)的葉輪室出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)(09)之間的進(jìn)氣管(08)上或者連接在渦輪增壓器(10)葉輪室的進(jìn)氣管路上，所述出汽口上安裝有第三單向閥(07c)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸汽管(05)的出汽口連接在中冷器(11)的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)(09)之間的進(jìn)氣管(08)上，或者連接在中冷器(11)的進(jìn)氣口和渦輪增壓器(10)葉輪室之間的進(jìn)氣管(08)上。
12.包括權(quán)利要求1至11任一所述水混合型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F01N5/02GK203925794SQ201420123139
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】王兆宇, 邢子義 申請(qǐng)人:龍口中宇熱管理系統(tǒng)科技有限公司