[发明专利]一种防堵塞的EGR系统及控制方法

权利要求书

1.一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，包括EGR冷却单元(114)、排气余热换热装置(112)、低温等离子体NTP喷射系统(115)、控制模块(116)；所述排气余热换热装置(112)安装在排气管路尾端；所述排气余热换热装置(112)内部设有蛇形回路管道，所述蛇形回路管道的入口连接所述NTP喷射系统(115)，所述蛇形回路管道出口的喷射管路(213)的末端设置有喷嘴，所述喷嘴延伸至所述EGR冷却单元(114)的入口处；所述EGR冷却单元(114)、NTP喷射系统(115)均与所述控制模块(116)连接；

所述NTP喷射系统(115)包括NTP发生器、等离子体电源(208)、数字示波器(209)、风扇(210)；所述风扇(210)位于所述NTP发生器的外围；所述NTP发生器包括石英管(206)、不锈钢管内电极(205)、细铁丝网外电极(207)，所述不锈钢管内电极(205)设置在所述石英管(206)内壁，所述细铁丝网外电极(207)包裹在石英管(206)外壁；所述等离子体电源(208)给所述NTP发生器提供触发电源，所述数字示波器(209)记录所述等离子体电源(208)的不同放电工况；所述石英管(206)的两端设有进水端(211)、出水端(212)，所述石英管(206)的侧壁上设有进气端(203)和出气端(204)，所述进气端(203)处连接有供气风机(201)，所述进气端(203)和供气风机(201)之间连接有流量计(202)。

2.根据权利要求1所述的一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，所述EGR冷却单元(114)包括第一EGR冷却器(303)、第二EGR冷却器(304)；所述第一EGR冷却器(303)和第二EGR冷却器(304)并联布置于EGR支路中，所述喷射管路(213)上依次设置有第二温度传感器(215)、质量流量控制器(216)，所述质量流量控制器(216)下游的喷射管路(213)分为两个支路，两个支路上分别设置有第一再生气体控制阀门(217)、第二再生气体控制阀门(218)，所述第一再生气体控制阀门(217)的下游设置有第一多孔喷嘴(219)，所述第二再生气体控制阀门(218)的下游设置有第二多孔喷嘴(220)，所述第一多孔喷嘴(219)距离所述第一EGR冷却器(303)的入口处120mm，所述第二多孔喷嘴(220)距离所述第二EGR冷却器(304)的入口处120mm。

3.根据权利要求2所述的一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，所述第一EGR冷却器(303)和第二EGR冷却器(304)入口处分别装有第一控制阀门(301)和第二控制阀门(302)；所述第一EGR冷却器(303)与第二EGR冷却器(304)内壁分别装有第一压差传感器(309)、第二压差传感器(310)。

4.根据权利要求1所述的一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，所述NTP喷射系统(115)的出气端(204)与所述排气余热换热装置(112)蛇形回路管道的入口端连接，所述出气端(204)与蛇形回路管道的入口端之间安装有第一温度传感器(214)。

5.根据权利要求1所述的一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，所述排气余热换热装置(112)采用气-气型热管换热器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种防堵塞的EGR系统，其特征在于，第一温度传感器(214)、第二温度传感器(215)、第一控制阀门(301)、第二控制阀门(302)、第一再生气体控制阀门(217)、第二再生气体控制阀门(218)、第一压差传感器(309)、第二压差传感器(310)均与所述控制模块(116)连接。

7.一种防堵塞的EGR系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对柴油机EGR冷却器进行标定试验，确定不同工况下对应的EGR冷却器的压差上限值和下限值，并将这些值存入控制模块(116)；

步骤二：通过第一压差传感器(309)和第二压差传感器(310)监测第一EGR冷却器(303)和第二EGR冷却器(304)两端的压差大小，以判断是否需要进行再生；

当控制模块(116)检测到第一EGR冷却器(303)两端压差大于压差上限值时，即认为其达到再生要求，则控制模块(116)关闭第一控制阀门(301)并开启第二控制阀门(302)以将EGR排气全部旁通到第二EGR冷却器(304)中；

当控制模块(116)检测到第二EGR冷却器(304)两端压差大于压差上限值时，即认为其达到再生要求，控制模块(116)关闭第二控制阀门(302)并开启第一控制阀门(301)以将EGR排气全部旁通到第一EGR冷却器(303)中；

步骤三：控制模块(116)开启NTP喷射系统(115)，将供气风机(201)保持供气量为10～30L/min；NTP电源的放电电压为17～20kV，放电频率为7～10kHz；

步骤四：通过第一温度传感器(214)和第二温度传感器(215)监测换热情况，使得活性气体和所述第一EGR冷却器(303)、第二EGR冷却器(304)内部积碳层处于较佳反应温度范围80-250℃；

步骤五：控制模块(116)开启第一再生气体控制阀门(217)并关闭第二再生气体控制阀门(218)，将活性气体从第一EGR冷却器(303)前端喷入，对其进行再生；反之，控制模块(116)开启第二再生气体控制阀门(218)并关闭第一再生气体控制阀门(217)，将活性气体从第二EGR冷却器(304)前端喷入，对其进行再生；

步骤六：当第一EGR冷却器(303)、第二EGR冷却器(304)两端压差小于压差下限值时，即认为完成再生，解决了EGR系统堵塞问题，关闭NTP喷射系统。