一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及廢氣再利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculat1n)簡稱EGR，EGR系統(tǒng)的作用就是將柴油機產(chǎn)生的廢氣的一部分再送回氣缸，使柴油機內(nèi)物體燃燒過程中的著火延遲期增加，燃燒速率變慢，氣缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，從而破壞氮氧化合物生成所需要的高溫富氧的條件，使柴油機的氮氧化合物排放量降低。
[0003]對于外置EGR柴油機來說，EGR系統(tǒng)的布置方式有很多種，目前應(yīng)用較為廣泛一種布置方式如圖1所示，在柴油機排氣管11處取廢氣，廢氣經(jīng)過冷卻器12冷卻后，流經(jīng)冷端單向閥13和EGR閥14，引入到柴油機進氣管15，最終與新鮮空氣混合后進入氣缸。
[0004]上述布置方式的EGR系統(tǒng)中，排氣管11和進氣管15兩側(cè)的氣體壓差直接影響其EGR率(EGR率指柴油機廢氣再循環(huán)過程中，柴油機的進氣中廢氣量占總進氣量的比值)。當(dāng)柴油機排氣管11內(nèi)氣體壓力高于進氣管15內(nèi)氣體壓力時，其EGR率較高；當(dāng)柴油機排氣管11內(nèi)氣體壓力低于進氣管15內(nèi)氣體壓力時，其EGR率較低，但是仍然存在。這是因為柴油機廢氣再循環(huán)并不完全依賴于排氣管11和進氣管15兩側(cè)的氣體壓差，而是在很大程度上由柴油機排氣管11中的排氣脈沖能量來實現(xiàn)。
[0005]在上述柴油機排氣管11內(nèi)氣體壓強低于進氣管15內(nèi)氣體壓強的情況下，可能出現(xiàn)瞬時的排氣峰值高于進氣管15內(nèi)氣體壓力的情況，此時在排氣脈沖能量的推動下，部分廢氣流經(jīng)冷卻器12和冷端單向閥13，混入新鮮空氣中，實現(xiàn)廢氣再循環(huán)。針對此種工況，模擬計算出了柴油機有無冷端單向閥13對其EGR廢氣再循環(huán)量的影響，如圖2所示，可見，沒有安裝冷端單向閥13時，柴油機可能出現(xiàn)廢氣倒灌現(xiàn)象，其EGR率較低；安裝冷端單向閥13后，能保證柴油機不出現(xiàn)廢氣倒流的現(xiàn)象，從而獲得較為理想的EGR率。
[0006]對于上述EGR系統(tǒng)來說，冷端單向閥13的使用有助于其獲得了較為理想的EGR率，但是這種設(shè)計方式也有其不可避免的缺陷。為了降低廢氣溫度，保證冷端單向閥13和EGR閥14的使用壽命，以及優(yōu)化柴油機排放，必須使用冷卻器12對廢氣進行冷卻；由于柴油機布置空間的局限性，冷卻器12與冷端單向閥13之間的管路流通性存在一定問題，會造成一定的氣路壓損，如圖3中的數(shù)據(jù)顯示，在柴油機EGR內(nèi)部不同位置測得的排氣脈沖曲線是不同的。圖中黑色實線為在冷卻器12廢氣入口端采集到的廢氣脈沖波形，黑色虛線為在冷端單向閥13前采集到的廢氣脈沖波形，可見，廢氣經(jīng)過冷卻器12及管路的緩沖后，到達冷端單向閥13處的排氣脈沖能量受到了一定削弱。排氣脈沖能量的削弱最直接的影響就是降低柴油機的EGR率。
[0007]從上述過程中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中廢氣在流經(jīng)EGR系統(tǒng)的冷卻器時其脈沖能量會受到一定削弱，從而導(dǎo)致了柴油機EGR率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR率較低的問題。
[0009]本申請?zhí)峁┑膹U氣再循環(huán)系統(tǒng)和方法的技術(shù)方案如下:
[0010]一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)用于發(fā)動機，包括:
[0011]冷卻器、單向閥和EGR閥，單向閥的入口端與發(fā)動機的排氣口連接，出口端與冷卻器的入口端連接；冷卻器的出口端與EGR閥的入口端連接，EGR閥的出口端與發(fā)動機的進氣口連接；
[0012]發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣由排氣口流出，依次流經(jīng)單向閥、冷卻器和EGR閥后，流入進氣
□ O
[0013]優(yōu)選地，單向閥為熱端單向閥。
[0014]優(yōu)選地，冷卻器的近地面有進水管，冷卻器的遠(yuǎn)地面有出水管。
[0015]優(yōu)選地，冷卻器包括外腔和內(nèi)腔，內(nèi)腔用于廢氣流通，外腔用于冷水流通。
[0016]一種廢氣再循環(huán)方法，包括:
[0017]廢氣由發(fā)動機的排氣口流向單向閥，當(dāng)排氣口端氣壓大于發(fā)動機的進氣口端氣壓時，開啟單向閥，當(dāng)排氣口端氣壓小于或者等于進氣口端氣壓時，關(guān)閉單向閥；
[0018]由單向閥流向冷卻器，冷卻器對廢氣進行冷卻；
[0019]由冷卻器流向EGR閥，EGR閥依據(jù)廢氣預(yù)設(shè)值調(diào)整其閉合度；
[0020]由EGR閥流入進氣口，發(fā)動機對廢氣進行再利用。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請包括以下優(yōu)點:
[0022]在本申請中，單向閥的入口端與發(fā)動機的排氣口連接，出口端與冷卻器的入口端連接；冷卻器的出口端與EGR閥的入口端連接，EGR閥的出口端與發(fā)動機的進氣口連接；發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣由排氣口流出，依次流經(jīng)單向閥、冷卻器和EGR閥后，流入進氣口。在現(xiàn)有技術(shù)中，排氣管排出的廢氣先后流經(jīng)冷卻器和單向閥，并且在流經(jīng)冷卻器的過程中可能發(fā)生廢氣倒流現(xiàn)象，進而倒流的廢氣削弱廢氣脈沖能量，即廢氣在流向冷端單向閥的過程中脈沖能量已被削弱；而本申請中由排氣口排出的廢氣直接流向單向閥，由于單向閥的防倒流作用，流過單向閥的廢氣不會出現(xiàn)倒流的現(xiàn)象，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中廢氣首先流經(jīng)冷卻器并在此過程中由于倒流的廢氣削弱脈沖能量的情況，減少了廢氣排氣脈沖能量的損失，能夠有效利用排氣脈沖能量，提高發(fā)動機的EGR率。
[0023]當(dāng)然，實施本申請的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是現(xiàn)有技術(shù)柴油機排氣管內(nèi)氣壓低于進氣管內(nèi)氣壓時，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)有無單向閥時廢氣再循環(huán)量的曲線圖；
[0027]圖3是現(xiàn)有技術(shù)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)不同位置處排氣脈沖曲線圖；
[0028]圖4是本申請實施例提供的一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是同一機型下，本發(fā)明的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)單向閥前與現(xiàn)有技術(shù)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)冷端單向閥前的廢氣壓力曲線圖；
[0030]圖6是同一工況下，本發(fā)明的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)量曲線圖；
[0031]圖7是本發(fā)明實施例提供的一種廢氣再循環(huán)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0033]本申請?zhí)峁┮环N廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)用于發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)示意圖請參閱圖4所示，該系統(tǒng)包括單向閥41、冷卻器42和EGR閥43，其中，單向閥41的入口端與發(fā)動機的排氣口連接，出口端與冷卻器的入口端連接；冷卻器42的出口端與EGR閥43的入口端連接，EGR閥43的出口端與發(fā)動機的進氣口連接。
[0034]由發(fā)動機排氣口排出的廢氣，依次流經(jīng)單向閥41、冷卻器42和EGR閥43后，流入發(fā)動機的進氣口以供再次使用。
[0035]其中，單向閥41又稱止回閥或逆止閥，可防止廢氣逆向流動，當(dāng)發(fā)動機的排氣口端氣壓大于其進氣口端氣壓時，所述單向閥為開啟狀態(tài)，即