一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统及控制方法
本申请公开了一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统及控制方法，涉及废气再循环技术领域，废气再循环系统包括EGR控制模块、废气循环支路及空压机支路；废气循环支路沿气流方向依次包含EGR冷却器、EGR阀和第一单向阀；空压机支路沿气流方向依次为空压机和第二单向阀，且空压机支路跨设于第一单向阀的两侧；废气涡轮采用变截面涡轮，EGR控制模块、变截面涡轮和EGR阀连接至车载ECU；EGR控制模块通过车载ECU调节EGR阀的开关状态及变截面涡轮的开度。本申请的废气再循环系统及控制方法，通过空压机支路及变截面涡轮，提升EGR率，以解决传统的废气再循环系统的EGR率较小的问题。
发明专利
CN202311432379.9
2023-10-31
CN117345479A
2024-01-05
F02M26/05(2016.01)
东风商用车有限公司
李平;徐恩泽;潘泰任;黄世宏;陈珏
442001 湖北省十堰市张湾区车城路2号
武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)
王江能
湖北;42
1.一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，包含主支路，所述主支路沿气流方向依次为增压器(2)、中冷器(3)、进气歧管(5)、发动机本体(6)、排气歧管(7)和废气涡轮，其特征在于： 所述废气再循环系统包括EGR控制模块(26)、设置于进气歧管(5)和排气歧管(7)之间的废气循环支路、以及并联于废气循环支路的空压机支路；所述废气循环支路沿气流方向依次包含EGR冷却器(10)、EGR阀(11)和第一单向阀(12)，所述第一单向阀(12)的流动方向从进气歧管(5)到排气歧管(7)； 所述空压机支路沿气流方向依次为空压机(18)和第二单向阀(23)，且空压机支路跨设于第一单向阀(12)的两侧；所述第二单向阀(23)的流动方向从空压机(18)到进气歧管(5)；所述第二单向阀(23)的出气口通过管路连通至第一单向阀(12)和进气歧管(5)之间的管路； 所述废气涡轮采用变截面涡轮(8)，所述EGR控制模块(26)、变截面涡轮(8)和EGR阀(11)连接至车载ECU(25)；所述EGR控制模块(26)通过车载ECU(25)调节EGR阀(11)的开关状态及变截面涡轮(8)的开度。 2.如权利要求1所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述EGR阀(11)处于常闭状态；所述空压机(18)通过旁通进气管路(15)连通于EGR阀(11)和第一单向阀(12)之间的管路，且所述旁通进气管路(15)上设置旁通阀(14)；所述EGR阀(11)和旁通阀(14)均连接于车载ECU(25)，且EGR阀(11)和旁通阀(14)同开或同闭。 3.如权利要求1所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述EGR控制模块(26)实时接收发动机转速信号和发动机扭矩信号，当发动机转速大于等于第一转速阈值且发动机扭矩大于等于第一扭矩阈值时，所述EGR控制模块(26)通过车载ECU(25)控制EGR阀(11)和旁通阀(14)同时打开，所述空压机(18)抽吸废气循环支路的废气；所述EGR控制模块(26)还可通过车载ECU(25)将变截面涡轮(8)从常规开度调小。 4.如权利要求2所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述EGR冷却器(10)处于常闭状态，所述EGR冷却器(10)连接至车载ECU(25)；所述车载ECU(25)控制EGR冷却器(10)和EGR阀(11)同开或同闭。 5.如权利要求1所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述EGR控制模块(26)包含转速、扭矩、变截面涡轮(8)的开度、空压机(18)的功率与EGR率的参数关系表。 6.如权利要求3所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于，所述EGR阀(11)开启时，当EGR控制模块(26)监测到发动机转速小于等于第二转速阈值或发动机扭矩小于等于第二扭矩阈值时，所述车载ECU控制EGR阀(11)和旁通阀(14)同时关闭，且车载ECU控制变截面涡轮(8)恢复至常规开度。 7.如权利要求2所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述增压器(2)之前还设置空滤(1)，所述增压器(2)和空滤(1)之间的管路通过空压机进气管路(16)连通至旁通进气管路(15)，所述空压机进气管路(16)上设置电磁阀(17)； 所述空压机(18)和第二单向阀(23)之间设置二位三通转换阀(19)，所述二位三通转换阀(19)的一个接口通过管路连接至储气罐(21)；所述电磁阀(17)和二位三通转换阀(19)均连接于车载ECU(25)；所述电磁阀(17)和EGR阀(11)的开闭状态始终相反； 当EGR阀(11)关闭时，所述电磁阀(17)开启，空气经过空滤(1)、空压机进气管路(16)、进入空压机(18)进而进入储气罐(21)中。 8.如权利要求7所述的一种含空压机加变截面涡轮的废气再循环系统，其特征在于：所述废气再循环系统还包含干燥器(20)和设置于储气罐(21)的压力传感器(24)，所述干燥器(20)设置于二位三通转换阀(19)和储气罐(21)之间，且压力传感器(24)连接至车载ECU(25)；当储气罐(21)内部的压力达到设定阈值时，高压气体经干燥器(20)的卸荷孔排入大气；同时，所述车载ECU(25)控制电磁阀(17)和空压机(18)关闭。 9.一种基于权利要求1所述废气再循环系统的控制方法，其特征在于，所述EGR阀(11)处于常闭状态，所述空压机支路在EGR阀(11)关闭时处于非工作状态，所述变截面涡轮(8)在EGR阀(11)关闭时处于常规开度，所述EGR控制模块(26)实时接收发动机转速信号和发动机扭矩信号； 所述控制方法包含以下步骤： 所述EGR控制模块(26)监测到发动机转速大于等于第一转速阈值且发动机扭矩大于等于第一扭矩阈值，所述EGR控制模块(26)通过车载ECU控制EGR阀(11)开启； 所述EGR控制模块(26)查表得到空压机(18)的最佳功率和变截面涡轮(8)的最佳开度，控制空压机(18)按照最佳功率运行，变截面涡轮(8)从常规开度调小至最佳开度，所述空压机(18)抽吸废气循环支路的废气； 主支路、废气循环支路和空压机支路同时工作，废气通过排气歧管(7)、EGR冷却器(10)、EGR阀(11)和第一单向阀(12)进入进气歧管(5)；空压机(18)从EGR阀(11)和第一单向阀(12)之间抽吸废气并循环送至进气歧管(5)；同时，新鲜空气经过增压器(2)和中冷器(3)进入进气歧管(5)，新鲜空气和废气混合后进入发动机本体。 10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述EGR阀(11)处于常闭状态；所述空压机(18)通过旁通进气管路(15)连通于EGR阀(11)和第一单向阀(12)之间的管路，且所述旁通进气管路(15)上设置旁通阀(14)；所述EGR阀(11)和旁通阀(14)均连接于车载ECU(25)，且EGR阀(11)和旁通阀(14)同开或同闭； 所述EGR控制模块(26)实时接收发动机转速信号和发动机扭矩信号，当发动机转速大于等于第一转速阈值且发动机扭矩大于等于第一扭矩阈值时，所述EGR控制模块(26)通过车载ECU(25)控制EGR阀(11)和旁通阀(14)同时打开，所述空压机(18)抽吸废气循环支路的废气，所述EGR控制模块(26)还可通过车载ECU(25)将变截面涡轮(8)从常规开度调小。