一種基于egr和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置，包括柴油機(jī)、渦輪增壓器、進(jìn)氣管、排氣管，進(jìn)氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的壓氣機(jī)，排氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的渦輪，還包括蒸汽發(fā)生器、儲氣罐、冷凝器、EGR冷卻器，蒸汽噴射器，蒸汽噴射器安裝在進(jìn)氣管上，EGR冷卻器安裝在蒸汽噴射器與排氣管之間，EGR冷卻器的冷卻水出口和渦輪分別連通蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器分別連通儲氣罐和大氣，儲氣罐分別連通蒸汽噴射器和EGR冷卻器的冷卻水入口，冷凝器設(shè)置在儲氣罐和EGR冷卻器的冷卻水入口之間的管路上。本發(fā)明節(jié)約能源的同時(shí)，可以改善增壓柴油機(jī)的燃燒和排放性能，整套裝置結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)用于船用柴油機(jī)系統(tǒng)等。
【專利說明】—種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種柴油機(jī)，具體地說是帶有EGR裝置的柴油機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格，世界各國都在大力開發(fā)排放控制技術(shù)。一般排放控制技術(shù)可以為兩類:一類是機(jī)內(nèi)優(yōu)化措施，另一類是排氣后處理。其中柴油摻水燃燒和廢氣再循環(huán)便是兩種普遍的機(jī)內(nèi)措施。EGR (Exhaust Gas Recirculation)系統(tǒng)，即廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)不同負(fù)荷狀況將發(fā)動機(jī)廢氣部分送回進(jìn)氣系統(tǒng)與空氣混合之后再進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸完成燃燒，廢氣中含有惰性氣體，稀釋新鮮進(jìn)氣，降低了氧濃度，使得燃燒反應(yīng)速率減緩，降低了缸內(nèi)溫度，從而降低了 NOx的的生成。其中，為了降低EGR氣體的溫度，需要采用冷卻循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)過各國不斷的研究，EGR技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為了降低柴油機(jī)NOx的最直接有效的措施之一。另一方面，柴油機(jī)摻水燃燒技術(shù)也成為機(jī)內(nèi)優(yōu)化措施方式之一，目前為止摻水燃燒主要分為三種:進(jìn)氣道供水(燃燒空氣增濕法)、柴油機(jī)摻水乳化方法、向燃燒室直接噴水。其中進(jìn)氣道供水(空氣增濕法)就是將霧化水或者水蒸汽從進(jìn)氣道隨著空氣進(jìn)入燃燒室參與燃燒，這種方法主要利用增濕空氣熱容量劇增，從而起到降低燃燒溫度，大幅度降低NOx排放。
[0003]目前，EGR技術(shù)已日趨成熟，而柴油機(jī)進(jìn)氣加濕技術(shù)正在不斷研究之中，國內(nèi)高速柴油機(jī)進(jìn)氣道噴水試驗(yàn)幾乎沒有進(jìn)行，對尋求更加快捷高效的進(jìn)氣加濕方式有必要進(jìn)一步探索。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供可同時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣加濕以及不同比例混合摻混燃燒的一種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明一種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置，包括柴油機(jī)、渦輪增壓器、進(jìn)氣管、排氣管，進(jìn)氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的壓氣機(jī)，排氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的渦輪，其特征是:還包括蒸汽發(fā)生器、儲氣罐、冷凝器、EGR冷卻器，蒸汽噴射器，蒸汽噴射器安裝在進(jìn)氣管上，EGR冷卻器安裝在蒸汽噴射器與排氣管之間，EGR冷卻器的冷卻水出口和渦輪分別連通蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器分別連通儲氣罐和大氣，儲氣罐分別連通蒸汽噴射器和EGR冷卻器的冷卻水入口，冷凝器設(shè)置在儲氣罐和EGR冷卻器的冷卻水入口之間的管路上。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、儲氣罐上安裝壓力傳感器，冷凝器與儲氣罐之間的管路上安裝蒸汽旁通閥，儲氣罐與蒸汽噴射器之間的管路上安裝蒸汽流量控制閥，EGR冷卻器與排氣管之間的管路上安裝EGR閥，EGR冷卻器和蒸汽噴射器之間的管路與EGR冷卻器和EGR閥之間的管路之間設(shè)置EGR旁通管，EGR旁通管上設(shè)置EGR旁通閥。[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明利用EGR冷卻水循環(huán)以及柴油機(jī)尾氣余熱，可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)EGR和進(jìn)氣加濕，在此基礎(chǔ)上也可實(shí)現(xiàn)二者按不同比例完成進(jìn)氣混合的要求，節(jié)約能源的同時(shí)，可以改善增壓柴油機(jī)的燃燒和排放性能，整套裝置結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)用于船用柴油機(jī)系統(tǒng)等，也適合應(yīng)用于柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺架，有助于柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)的研究。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0012]結(jié)合圖1，本發(fā)明包括EGR系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器11、蒸汽噴射器2、冷凝器7、儲汽罐10、蒸汽旁通閥9以及蒸汽流量控制閥8。其中蒸汽發(fā)生器11入口分別與EGR冷卻水出口13和渦輪12出口相連，蒸汽發(fā)生器11出口分別與儲汽罐10和大氣相連。儲汽罐10上設(shè)置有壓力傳感器16，出口分別與蒸汽流量控制閥8入口和蒸汽旁通閥9入口相連，蒸汽流量控制閥8出口與蒸汽噴射器2第一引射入口相連，蒸汽旁通閥9出口與冷凝器7入口相連，冷凝器7出口與EGR冷卻水入口相連。蒸汽噴射器2第二引射入口與EGR氣體相連，蒸汽噴射器2工作入口與壓氣機(jī)6出口相連。
[0013]在原有EGR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對EGR冷卻水出口 13設(shè)置一蒸汽發(fā)生器11，利用柴油機(jī)排氣進(jìn)行換熱，可快速產(chǎn)生水蒸汽。
[0014]通蒸汽管路上設(shè)置有蒸汽旁通閥9，防止蒸汽壓力過高；同時(shí)，由蒸汽旁通閥9排出的水蒸汽通入冷凝器7，高溫水蒸汽凝結(jié)為水之后通入EGR冷卻水入口，完成回收循環(huán)利用。
[0015]蒸汽噴射器2工作入口通入增壓空氣，引射入口分別通入EGR氣體和水蒸汽，通過蒸汽噴射器2特殊的引射作用，可以實(shí)現(xiàn)EGR氣體、水蒸汽以及增壓空氣的混合。
[0016](I)EGR冷卻回路。在增壓柴油機(jī)EGR的基礎(chǔ)上，對EGR冷卻水出水管道設(shè)置一蒸汽發(fā)生器11，EGR冷卻水對廢氣完成冷卻作用之后溫度升高，由EGR冷卻水出口 13進(jìn)入蒸汽發(fā)生器11 一端入口，可以快速產(chǎn)生水蒸汽。EGR冷卻水經(jīng)過蒸汽發(fā)生器11之后大部分轉(zhuǎn)化為水蒸汽，剩余的熱水直接回流至EGR冷卻水箱。
[0017](2)水蒸汽回路。蒸汽發(fā)生器11產(chǎn)生的水蒸汽直接進(jìn)入儲汽罐10，完成儲汽，穩(wěn)壓。通過壓力傳感器16監(jiān)測罐內(nèi)壓力，當(dāng)壓力過高用戶可自行選擇設(shè)定值則可打開蒸汽旁通閥9，旁通部分水蒸汽，這部分水蒸汽通過冷凝器7凝結(jié)為水之后回流至EGR冷卻水入口5管道，提高了水蒸汽的利用率。當(dāng)需要對進(jìn)氣加濕時(shí)，打開流量控制閥8，水蒸汽通過蒸汽噴射器2完成與EGR氣體或者增壓空氣的混合。
[0018](3)進(jìn)排氣回路。在增壓柴油機(jī)進(jìn)排氣的基礎(chǔ)上，將渦輪12出口的廢氣引入蒸汽發(fā)生器11 一端入口，完成換熱加熱之后排出。
[0019]整個(gè)裝置控制如下:
[0020]當(dāng)用戶進(jìn)行EGR操作，EGR閥14打開，閥8、9呈關(guān)閉狀態(tài)。EGR氣體通過蒸汽噴射器2與增壓空氣完成混合,進(jìn)入氣缸燃燒。
[0021]當(dāng)用戶進(jìn)行進(jìn)氣加濕操作，若壓力傳感器16壓力大于2bar，打開流量控制閥8，按照要求流量經(jīng)由蒸汽噴射2與增壓空氣完成混合。當(dāng)壓力傳感器16壓力過高或者在滿足進(jìn)氣加濕要求的前提下，打開旁通閥9，旁通一部分水蒸汽，回收至EGR冷卻水管道中。
[0022]當(dāng)用戶進(jìn)行EGR和進(jìn)氣加濕共同操作時(shí)，共同打開EGR閥14、流量控制閥8，完成EGR氣體、水蒸汽和增壓空氣的混合，繼而進(jìn)入氣缸完成燃燒。
【權(quán)利要求】
1.一種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置，包括柴油機(jī)、渦輪增壓器、進(jìn)氣管、排氣管，進(jìn)氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的壓氣機(jī)，排氣管分別連通柴油機(jī)和渦輪增壓器的渦輪，其特征是:還包括蒸汽發(fā)生器、儲氣罐、冷凝器、EGR冷卻器，蒸汽噴射器，蒸汽噴射器安裝在進(jìn)氣管上，EGR冷卻器安裝在蒸汽噴射器與排氣管之間，EGR冷卻器的冷卻水出口和渦輪分別連通蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器分別連通儲氣罐和大氣，儲氣罐分別連通蒸汽噴射器和EGR冷卻器的冷卻水入口，冷凝器設(shè)置在儲氣罐和EGR冷卻器的冷卻水入口之間的管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EGR和進(jìn)氣加濕的增壓柴油機(jī)環(huán)保裝置，其特征是:儲氣罐上安裝壓力傳感器，冷凝器與儲氣罐之間的管路上安裝蒸汽旁通閥，儲氣罐與蒸汽噴射器之間的管路上安裝蒸汽流量控制閥，EGR冷卻器與排氣管之間的管路上安裝EGR閥，EGR冷卻器和蒸汽噴射器之間的管路與EGR冷卻器和EGR閥之間的管路之間設(shè)置EGR旁通管，EGR旁通管上設(shè)置EGR旁通閥。
【文檔編號】F02B37/02GK103925072SQ201410149304
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】王銀燕, 祖象歡, 王賀春, 楊傳雷, 崔欣潔, 胡松, 牛曉曉 申請人:哈爾濱工程大學(xué)