[发明专利]一种废气再循环系统及废气再循环率的控制方法

说明书

技术领域　

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种废气再循环系统及废气再循环率的控制方法。　 

背景技术　

发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，这对降低柴油机氮氧化物（ＮＯｘ）和颗粒（ＰＭ）排放提出了更高的要求。因此，如何在保持良好经济性的同时降低ＮＯｘ和ＰＭ排放，实现柴油机高效、清洁燃烧以满足日益严格的排放法规已成为柴油机燃烧技术所面临的共同难题与挑战。其中，废气再循环（ＥＧＲ）是现代柴油机降低ＮＯｘ排放有效手段之一，ＥＧＲ可降低缸内氧浓度和最高燃烧温度，达到了降低ＮＯｘ　的效果。　 

参见图1，为现有的废气再循环系统的组成示意图。其工作原理为：多缸发动机5产生的废气从多缸发动机5的各个排气歧管排入排气总管7；废气再循环管1从排气总管7取废气，取出的废气经ＥＧＲ阀6、ＥＧＲ冷却器4后进入进气总管3（进入进气节流阀2的下游）；涡轮增压器8吸入的空气经中冷器9进入进气节流阀2的上游；废气与空气在节流阀2的下游进行混合后经多缸发动机的各个进气歧管送入多缸发动机5参与燃烧。　 

由于涡流增压器效率的提高，增压后的进气压力在相当大转速范围内会高于涡流增压器前的排气压力，因而得不到足够的ＥＧＲ率。为了降低ＮＯｘ的排放量就要提高ＥＧＲ率（进入发动机进气歧管的废气质量与总气体质量的比值），常用的方法是采用ＥＧＲ阀和进气节流阀，ＥＧＲ阀可以改变ＥＧＲ管路的流通直径进而改变废气的流量，改变ＥＧＲ率，进气节流阀降低了进气量，并在节流阀后面形成负压，使废气容易进入，所以增加了ＥＧＲ率。　 

现有技术中采用ＥＧＲ阀和进气节流阀来获得足够大的、可调整的ＥＧＲ率，但是，进气节流阀在增加ＥＧＲ率的同时会显著增加泵气损失（泵气损失指发动机在进、排气过程中，造成的能量损失），降低了进气量，泵气损失对于发动 机有效输出功来说是负功，它的增加将减小发动机的有效输出，发动机只能通过喷更多的油才能达到相同的功率输出，因此或增加发动机的油耗，同时使得颗粒物排放增加。　 

此外，ＥＧＲ阀和进气节流阀在使用中会发生卡滞现象，特别是ＥＧＲ阀遇到高温时容易烧坏，此时会导致ＥＧＲ系统失效的现象，甚至影响发动机的运行安全。　 

发明内容　

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种废气再循环系统及废气再循环率的控制方法，以避免现有技术中采用ＥＧＲ阀和进气节流阀而导致的发动机油耗上升、颗粒物排放增加的现象。　 

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种废气再循环系统，包括：多缸发动机、涡轮增压器、中冷器和废气再循环EGR冷却器；所述多缸发动机的M个缸的M个排气歧管通过排气总管与所述涡轮增压器相连，所述涡轮增压器通过进气管与所述中冷器相连，所述中冷器与进气总管相连，所述多缸发动机的N个缸的N个排气歧管与所述EGR冷却器相连，所述EGR冷却器通过废气再循环管与所述进气总管相连，所述进气总管与所述多缸发动机的J个进气歧管相连；其中，J为所述多缸发动机的缸数，J=M+N，M≥1,N≥1；　 

所述涡轮增压器在所述Ｍ个排气歧管所排放废气的作用下压缩空气，并将压缩后的空气依次经所述进气管和所述中冷器送入所述进气总管；所述Ｎ个排气歧管所排放废气依次经所述Ｎ个排气歧管、所述ＥＧＲ冷却器和所述废气再循环管送入所述进气总管；送入所述进气总管的空气和废气在所述进气总管混合后通过所述Ｊ个进气歧管送入所述多缸发动机；　 

所述系统还包括电子控制单元ＥＣＵ，用于当实际ＥＧＲ率大于需求ＥＧＲ率时，控制减少所述Ｎ个缸的第一总喷油量，并控制增加所述Ｍ个缸的第二总喷油量，以减小所述实际ＥＧＲ率，所述第一总喷油量等于所述第二总喷油量；或，当实际ＥＧＲ率不大于需求ＥＧＲ率时，控制增加所述Ｎ个缸的第三总喷油量，并控制减少所述Ｍ个缸的第四总喷油量，以增大所述实际ＥＧＲ率，所述第三总喷油量等于所述第四总喷油量。　 

优选地，在上述系统中，　 

所述第一总喷油量为所述Ｎ个缸中一个或多个缸的喷油减少总量；　 

所述第二总喷油量为所述Ｍ个缸中一个或多个缸的喷油增加总量；　 

所述第三总喷油量为所述Ｎ个缸中一个或多个缸的喷油增加总量；　 

所述第四总喷油量为所述Ｍ个缸中一个或多个缸的喷油减少总量。　 

优选地，上述系统还包括电控水泵；　 

所述电控水泵，用于控制所述ＥＧＲ冷却器内废气温度的冷却程度。