專利名稱：一種小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于小型汽油機廢氣再循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種由小型汽油機進氣系 統(tǒng)負壓驅(qū)動廢氣回流流量控制的廢氣再循環(huán)裝置。該裝置適用于汽油機NOx排放控制，尤 其適用于小型汽油機這樣空間緊湊且成本要求苛刻、電力供應(yīng)不穩(wěn)定或無電力供應(yīng)的應(yīng)用 場合，例如摩托車用汽油機和通用小型汽油機等。
背景技術(shù)：
廢氣再循環(huán)(EGR)的流量控制是廢氣再循環(huán)裝置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，廢氣再循環(huán)流量應(yīng) 伴隨小型汽油機工況變化而加以調(diào)節(jié)。現(xiàn)有技術(shù)中的廢氣再循環(huán)裝置有多種形式，如專利 號為200580040554. 3號的中國實用新型專利中公開了 一種“內(nèi)燃機的EGR控制裝置”，這 種廢氣再循環(huán)控制具有廢氣再循環(huán)流量控制的功能。但是，由于該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在空間尺 寸緊湊的小型汽油機中難以布置，同時裝置的成本對于小型汽油機應(yīng)用場合也是難以承受 的。其次，在大量的小型汽油機應(yīng)用領(lǐng)域，如通用小型汽油機和摩托車，小型汽油機本身只 有簡單的點火裝置，如電磁感應(yīng)式的點火系統(tǒng)，而且要求小型汽油機在沒有電池的條件下 仍能運行，有相當(dāng)多的應(yīng)用場合甚至要求在沒有電源和電池條件下正常工作。因此該專利 的控制單元在沒有電力供應(yīng)保障的條件下各種傳感器和控制及執(zhí)行單元的運作將無法工 作。專利號為200810127273. 7的實用新型專利中公開了一種“確定EGR流量的車載方 法”。該專利是利用文丘里管來確定小型汽油機廢氣再循環(huán)的流量，而小型汽油機同樣沒有 足夠的空間布置文丘里管。專利200580040554. 3以小型汽油機節(jié)氣門開度為依據(jù)，兼顧廢氣再循環(huán)閥開度 和小型汽油機轉(zhuǎn)速等確定小型汽油機運轉(zhuǎn)工況，因此需要各種傳感器進行相關(guān)小型汽油機 運轉(zhuǎn)參數(shù)的測量，還需要數(shù)據(jù)采集裝置。專利200810127273. 7為確定廢氣再循環(huán)流量與預(yù)期流量的差異，也需要增加文 丘里管并要求測量溫度和壓力。這些系統(tǒng)無論怎樣簡化也無法擺脫需要傳感器和電控系 統(tǒng)，而在小型汽油機領(lǐng)域，一般要求在沒有穩(wěn)定的供電條件，或要求在完全沒有供電(如電 池或發(fā)電機)條件下正常工作，而上述裝置無法使用。即便為此增加供電裝置，復(fù)雜的系統(tǒng) 引發(fā)的空間和成本問題也將使其無法應(yīng)用于小型汽油機領(lǐng)域。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，針對現(xiàn)有廢氣再循環(huán)技術(shù)，為 適應(yīng)小型汽油機特有的空間結(jié)構(gòu)緊湊、電力供應(yīng)條件差或沒有電力供應(yīng)的應(yīng)用場合，提供 一種小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置。本實用新型提供的小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，是在小型汽油機的排氣系統(tǒng)與小 型汽油機進氣系統(tǒng)之間增設(shè)一個廢氣再循環(huán)回路，該回路包括一個廢氣流量控制閥，廢氣 流量控制閥的進氣口通過取氣管與排氣系統(tǒng)連通，廢氣流量控制閥的出氣口通過導(dǎo)管與單向閥的進氣口連通，單向閥的出氣口通過廢氣導(dǎo)管與發(fā)動機進氣系統(tǒng)連通，廢氣導(dǎo)管可布 置在位于小型汽油機進氣系統(tǒng)節(jié)氣門的上游或下游，廢氣流量控制閥的負壓接口通過負壓 取壓管與小型汽油機進氣歧管連通，如圖2所示。所述的廢氣流量控制閥通過閥內(nèi)設(shè)置的彈性膜片將閥體內(nèi)腔分隔成負壓室和工 作室兩部分，負壓室通過負壓接口連接負壓取壓管，工作室內(nèi)設(shè)置有通過柱塞桿與彈性膜 片固定連接的柱塞，在柱塞與彈性膜片之間的工作室內(nèi)設(shè)置有一個支撐板，在支撐板與柱 塞之間的柱塞桿上設(shè)置有復(fù)位彈簧，廢氣流量控制閥的進氣口與出氣口分置于柱塞的兩 側(cè)。所述的廢氣流量控制閥的開度由負壓室的工作壓力即小型汽油機進氣歧管內(nèi)負 壓控制，通過調(diào)整復(fù)位彈簧將小型汽油機怠速運行時進氣歧管內(nèi)的壓力設(shè)為基準壓力，并 將此時的廢氣流量控制閥設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)。本實用新型的優(yōu)點和積極效果本實用新型利用小型汽油機進氣負壓與小型汽油機負荷之間的相關(guān)性控制廢氣 再循環(huán)流量，使之隨負荷變化。由于小型汽油機進氣負壓可提供驅(qū)動力，因此可利用小型汽 油機進氣負壓直接驅(qū)動廢氣再循環(huán)流量控制閥，裝置運行可不需要電力供應(yīng)，簡化了系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中廢氣再循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。(為200580040554. 3號的中國實 用新型專利中公開的系統(tǒng)圖)圖2是本實用新型廢氣再循環(huán)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例廢氣再循環(huán)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型機械式廢氣流量控制閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型實施例單向閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型實施例廢氣再循環(huán)控制裝置流量控制閥開閉壓力設(shè)定示意圖。圖7是本實用新型實施例廢氣再循環(huán)控制裝置流量控制閥開閉壓力與開度關(guān)系 示意圖。圖中，1廢氣取氣管，2廢氣流量控制閥，3單向閥，4廢氣導(dǎo)管，5負壓取壓管，6進 氣空濾器，7進氣流通管道，8節(jié)氣門，9進氣歧管，10排氣管，11負壓接口，12彈性膜片，13 復(fù)位彈簧，14柱塞，15廢氣流量控制閥出氣口，16廢氣流量控制閥進氣口，17負壓室，18單 向閥出氣口，19簧片，20單向閥進氣口。
具體實施方式實施例1 小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置如圖3所示，以單缸汽油機為例說明本實用新型的廢氣再循環(huán)(EGR)流量控制系 統(tǒng)。本實用新型提供的小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，是在小型汽油機的排氣管10與小型汽 油機進氣系統(tǒng)之間增設(shè)一個廢氣再循環(huán)回路，該回路包括一個廢氣流量控制閥2，廢氣流量 控制閥的進氣口 16通過廢氣取氣管1與排氣管10連通，廢氣流量控制閥2的出氣口 15通 過導(dǎo)管與單向閥3的進氣口 20連通，單向閥的出氣口 18通過廢氣導(dǎo)管4與進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)連通，導(dǎo)管可布置在位于小型汽油機進氣系統(tǒng)節(jié)氣門8的上游或下游，廢氣流量控制 閥的負壓接口 11通過負壓取壓管5與小型汽油機進氣歧管9連通。圖4是圖3中機械式廢氣流量控制閥2的結(jié)構(gòu)示意圖。廢氣流量控制閥通過閥內(nèi) 設(shè)置的彈性膜片12將閥體內(nèi)腔分隔成負壓室17和工作室兩部分，負壓室通過負壓接口 11 連接負壓取壓管5，工作室內(nèi)設(shè)置有通過柱塞桿與彈性膜片固定連接的柱塞14，在柱塞與 彈性膜片之間的工作室內(nèi)設(shè)置有一個支撐板，在支撐板與柱塞之間的柱塞桿上設(shè)置有復(fù)位 彈簧13，廢氣流量控制閥的進氣口 16與出氣口 15分置于柱塞14的兩側(cè)。圖5為簧片式單向閥結(jié)構(gòu)示意圖，單向閥進氣口 20與廢氣流量控制閥2相連，廢 氣由單向閥出氣口 18與廢氣導(dǎo)管4相連。當(dāng)單向閥進氣口 20壓力大于單向閥出氣口 18 壓力時，簧片19打開，廢氣可以流通。反之，當(dāng)單向閥出氣口 18壓力大于單向閥進氣口 20 壓力時，簧片19在逆向壓力作用下關(guān)閉。本實用新型工作原理及工作過程由于小型汽油機排放的廢氣在排氣管10與進氣系統(tǒng)二者之間存在一定的壓差， 在該壓差的作用下，廢氣再循環(huán)回路依次經(jīng)取氣管1、廢氣流量控制閥2、單向閥3和廢氣導(dǎo) 管4回流至小型汽油機進氣系統(tǒng)實現(xiàn)廢氣再循環(huán)。廢氣流量控制閥2的開度由負壓取壓管 5傳遞的小型汽油機進氣歧管9內(nèi)的進氣負壓控制，隨小型汽油機進氣歧管9內(nèi)的進氣負壓 增大(即，進氣歧管內(nèi)的絕對壓力降低)廢氣流量控制閥2的開度減小。本實用新型以小 型汽油機怠速運行時進氣歧管9內(nèi)的絕對壓力為基準，當(dāng)進氣歧管9內(nèi)的絕對壓力低于該 基準壓力時，廢氣流量控制閥2處于關(guān)閉的狀態(tài)。在小型汽油機突減負荷的過程中，進氣絕 對壓力也將迅速降低至基準壓力以下，此時亦可實現(xiàn)阻斷廢氣再循環(huán)。當(dāng)小型汽油機由怠 速工況加大負荷后，進氣歧管9內(nèi)的絕對壓力也將隨之增大，廢氣流量控制閥2從關(guān)閉狀態(tài) 迅速打開。當(dāng)廢氣導(dǎo)管4所在進氣系統(tǒng)內(nèi)壓力瞬時超過排氣管10的內(nèi)壓力時，單向閥3關(guān) 閉，可阻斷新鮮空氣或油氣混合氣沿廢氣再循環(huán)系統(tǒng)流入排氣管10。廢氣導(dǎo)管4可布置在 小型汽油機進氣系統(tǒng)節(jié)氣門8的上游或下游。負壓接口 11與負壓取壓管5相連，彈性膜片12將負壓室17與工作室隔開，進氣 絕對壓力被負壓取壓管5傳遞到負壓室17。小型汽油機負載越大，進氣歧管9內(nèi)的進氣絕 對壓力越高，廢氣流量控制閥膜片12兩邊壓差就較小，在彈簧13的作用下柱塞14抬起位 置就越高。此時廢氣取氣管1內(nèi)的廢氣可以有更大的流通截面從廢氣出氣口 15流出，即， 處于圖6的打開區(qū)以及圖7的Pa左側(cè)區(qū)域。小型汽油機負荷越低，進氣絕對壓力降低，膜 片12兩側(cè)壓差增大，柱塞14被向下拉動，導(dǎo)致廢氣流通截面縮小，即，處于圖6的過渡區(qū)以 及圖7的Pa與Pb之間的區(qū)域。通過實測小型汽油機怠速工況進氣負壓，即Pb，通過設(shè)定彈 簧剛度，使小型汽油機處于怠速工況或突減負荷時在進氣負壓的驅(qū)動下柱塞14向下移動 至關(guān)閉狀態(tài)，此時，廢氣將被流量控制閥2阻斷，S卩，處于圖6的關(guān)閉區(qū)以及圖7的Pb右側(cè) 區(qū)域。本應(yīng)用實施例所有部件均為機械式，由于進氣歧管9內(nèi)的絕對壓力與環(huán)境大氣壓 之間的壓差可直接驅(qū)動機械式廢氣流量控制閥2實現(xiàn)開度控制，因此整個系統(tǒng)無需電力供 應(yīng)即可實現(xiàn)正常工作。
權(quán)利要求一種小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于在小型汽油機的排氣系統(tǒng)與進氣系統(tǒng)之間增設(shè)一個廢氣再循環(huán)回路，該回路包括一個廢氣流量控制閥，廢氣流量控制閥的進氣口通過取氣管與小型汽油機的排氣系統(tǒng)連通，廢氣流量控制閥的出氣口通過導(dǎo)管與單向閥的進氣口連通，單向閥的出氣口通過導(dǎo)管與小型汽油機的進氣系統(tǒng)連通，廢氣流量控制閥的負壓接口通過負壓取壓管與小型汽油機的進氣歧管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的廢氣流量控 制閥通過閥內(nèi)設(shè)置的彈性膜片將閥體內(nèi)腔分隔成負壓室和工作室兩部分，負壓室通過負壓 接口連接負壓取壓管，工作室內(nèi)設(shè)置有通過柱塞桿與彈性膜片固定連接的柱塞，在柱塞與 彈性膜片之間的工作室內(nèi)設(shè)置有一個支撐板，在支撐板與柱塞之間的柱塞桿上設(shè)置有復(fù)位 彈簧，廢氣流量控制閥的進氣口與出氣口分置于柱塞的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的廢氣流量控 制閥的開度由負壓室的工作壓力即小型汽油機進氣歧管內(nèi)負壓控制，通過調(diào)整復(fù)位彈簧將 小型汽油機怠速運行時進氣歧管內(nèi)的壓力設(shè)為基準壓力，并將此時的廢氣流量控制閥亦即 柱塞設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于所述的 廢氣導(dǎo)管可布置在小型汽油機進氣系統(tǒng)節(jié)氣門的上游或下游。
專利摘要一種小型汽油機廢氣再循環(huán)裝置。本實用新型是在小型汽油機的排氣系統(tǒng)與進氣系統(tǒng)之間增設(shè)一個廢氣再循環(huán)回路，該回路包括一個廢氣流量控制閥，流量控制閥的進氣口通過取氣管與排氣系統(tǒng)連通，流量控制閥的出氣口通過導(dǎo)管與單向閥的進氣口連通，單向閥的出氣口通過廢氣導(dǎo)管與小型汽油機進氣系統(tǒng)連通，流量控制閥的負壓接口通過負壓取壓管與小型汽油機進氣歧管連通。流量控制閥的開度由小型汽油機進氣歧管內(nèi)負壓控制，通過調(diào)整流量控制閥內(nèi)復(fù)位彈簧和彈性膜片將小型汽油機怠速運行時進氣歧管內(nèi)的壓力設(shè)為基準壓力，并將此時的流量控制閥設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)。本實用新型所有部件均為機械式，整個系統(tǒng)無需電力供應(yīng)即可實現(xiàn)廢氣再循環(huán)的正常工作。
文檔編號F16K31/126GK201620976SQ20102013566
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者林漫群, 賈濱, 閻希成 申請人:天津內(nèi)燃機研究所