[发明专利]基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，包括排气再循环系统，所述排气再循环系统包括柴油机、与柴油机废气输出端联通有用于实现废气回收燃烧的废气回流主流道及用于驱动涡轮增压工作的的废气回流分流道，其特征在于：所述柴油机进气端连接有第一进气管及第二进气管，所述第一进气管上联通有第一文丘里管，所述第二进气管上联通有第二文丘里管，所述废气回流主流道上联通有第一废气回流管及第二废气回流管，所述第一废气回流管及第二废气回流管上固定连接有蜗杆；控制装置还包括第一步进电机及第二步进电机，所述第一步进电机及第二步进电机上的输出端固定有蜗轮；

所述第一废气回流管朝向第一文丘里管内设置，所述第一步进电机的蜗轮与第一废气回流管上的蜗杆配合以驱动第一废气回流管朝向或背离第一文丘里管内移动，从而改变第一废气回流管的排气端所在的第一文丘里管的流通截面；

所述第二废气回流管朝向第二文丘里管设置，所述第二步进电机的蜗轮与第二废气回流管上的蜗杆配合以驱动第二废气回流管朝向或背离第二文丘里管内移动，从而改变第二废气回流管的排气端所在的第二文丘里管的流通截面；

所述第一文丘里管与第二文丘里管还联通有空气进入管。

2.根据权利要求1所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，所述第一文丘里管的最大流通面积与第一文丘里管的最小流通截面积相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，所述废气回流主流道内设置有中冷器。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，第一进气管、第一进气管、空气进入管、废气回流主流道内设置有二氧化碳浓度传感器。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，所述第一废气回流管、第二废气回流管、第一进气管、第一进气管内设置有电子控制阀。

6.根据权利要求1所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，所述第一废气回流管的排气端所在的第一文丘里管同轴设置，所述第二废气回流管与第二文丘里管同轴设置。

7.一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制方法，包括利用如权利要求2所述的一种基于蜗轮蜗杆驱动可变文丘里管的EGR率控制装置，其特征在于，包括以下步骤：

先接通电源，使得进气端二氧化碳浓度传感器、排气端二氧化碳浓度传感器预热，打开中央控制单元ECU，打开二氧化碳浓度传感器、排气端二氧化碳浓度传感器，接通中冷器，第一步进电机及第二步进电机接通电源，待一切电子系统稳定后，打开柴油机的点火开关;电子控制单元ECU可通过柴油机的曲轴转速的信号拆机以及节气门开度信号的采集，就能判断出当前柴油机所处的工况，通过进气端二氧化碳浓度传感器和排气端二氧化碳浓度传感器的测定值传递给ECU，判断当前柴油机的EGR率，此时ECU将传递进来的信号与内部存储的MAP图做出比较，从而输出相应的电信号控制第一步进电机及第二步进电机的正反转，从而改变第一文丘里管和第二文丘里管的通路截面，达到符合当前工况的最佳EGR率；

上述控制过程中，若当前工况为刚启动或低速工况时，此时柴油机的进气量较少，燃烧过程比较缓和，缸内燃烧温度较适中，排气中NOx的量较少，此时应当关闭EGR的回流，保证高内气体的正常燃烧，此时第三电子控制阀和第四电子控制阀关闭，第一电子控制阀和第二电子控制阀开启保证足量的空气进入柴油机的气缸内燃烧；

若当前为中等负荷工况时，此时缸内燃气燃烧较剧烈，排气中的NOx量相对较高，此时第三电子控制阀开启，第四电子控制阀关闭，第二电子控制阀关闭，第一电子控制阀开启，废气从第一废气回流管流入低EGR率梯度且管道流通截面积较小的第一文丘里管内，当前工况EGR率较标准时低时，第一步进电动机驱动蜗轮蜗杆机构带动第一废气回流管向第一文丘里管内运动，则第一文丘里管内管道横截面积减少该处压强降低，使得废气回流压差增大，废气回流量增大，EGR率增大；

当前工况的EGR率较标准时高时，第一步进电动机反转驱动蜗轮蜗杆机构带动第一废气回流管向背离第一文丘里管的方向运动，使第一文丘里管管道横截面积增大该处压强增大，使得废气回流压差降低，废气回流量降低，EGR率减少；

若当前为高负荷工况或全负荷工况时，此时缸内燃气燃烧剧烈程度达到最大，排气中的NOx量达到最大值，此时三电子控制阀关闭，第四电子控制阀开启，第二电子控制阀开启，第一电子控制阀关闭，废气从第二废气回流管流入高EGR率梯度且管道流通截面积较大的第二文丘里管，此时由于高工况下，应加大其进气量，因此大口径的第二文丘里管的流量也增大；若当前的EGR率较标准的低时，因提高EGR率达到排放的最佳，故应驱动第二步进电动机转动，使得第二废气回流管向第二文丘里管方向移动，增大废气回流压差，达到增大EGR率的效果；若当前的EGR率较标准的高时，ECU驱动第二步进电动机反转，使得第二废气回流管向右移，减小废气回流压差，达到减小EGR率的效果。