柴油机废气余热EGR增压系统

申请号 CN201710793381.7 申请日 2017-09-06 公开(公告)号 CN107435574A 公开(公告)日 2017-12-05
申请人 哈尔滨工程大学; 发明人 王银燕; 李旭; 王贺春; 杨传雷; 孙永瑞; 牛晓晓; 祖象欢; 胡松;
摘要 本 发明 的目的在于提供柴油机废气余热EGR 风 扇 增压 系统,包括柴油机、 涡轮 、 压气机 、增压风扇,压气机通过进气总管连通柴油机进气 歧管 ,涡轮通过排气总管连通柴油机 排气歧管 ,涡轮出口后方的排气总管外壁铺设可降低废气 温度 并抑制红外特征的温差发电模 块 ,温差发电模块连接 蓄 电池 并为 蓄电池 充电,蓄电池通过 控制器 连接增压风扇,温差发电模块后方的排气总管分成两个支路,一个支路通向大气,另一个支路为EGR管,EGR管连通压气机进口之前的进气总管,增压风扇设置在EGR管上。本发明将柴油机废气中的余热 回收利用 与废气的增压结合起来,不仅能够回收 能源 提高柴油机效率,而且能够不需要外部冷却和外部供给增压风扇的能源,降低了对外部能源的依赖性。
权利要求

1.柴油机废气余热EGR增压系统,其特征是:包括柴油机、涡轮压气机、增压风扇,压气机通过进气总管连通柴油机进气歧管,涡轮通过排气总管连通柴油机排气歧管,涡轮出口后方的排气总管外壁铺设可降低废气温度并抑制红外特征的温差发电模,温差发电模块连接电池并为蓄电池充电,蓄电池通过控制器连接增压风扇,温差发电模块后方的排气总管分成两个支路,一个支路通向大气,另一个支路为EGR管,EGR管连通压气机进口之前的进气总管,增压风扇设置在EGR管上。
2.根据权利要求1所述的柴油机废气余热EGR风扇增压系统,其特征是:压气机出口后方的进气总管上设置中冷器,进气总管的入口端部设置止回,控制器连接柴油机并采集柴油机的工况信号

说明书全文

柴油机废气余热EGR增压系统

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种废气余热利用装置,具体地说是柴油机废气余热利用装置。

背景技术

[0002] 随着人们对环境的关心和法律法规对柴油机排放越来越严苛,柴油机的排放成为了日益严重的问题。废气再循环(EGR)是一种有效的降低氮化物排放的技术手段,它通过将柴油机的废气再次引入到柴油机进气中,降低燃烧速率,从而降低最高燃烧温度,降低氮氧化物的生成,最终降低氮氧化物的排放。但是引入过多的废气会使得柴油机的功率和经济性下降,因此必须要控制EGR率。引入的柴油机废气为了防止对柴油机进气进行加热从而影响充气效率,必须在与柴油机进气预混之前进行冷却,而且废气的压一般低于进气的压力。因此需要对冷却后的废气进行增压,并控制增压度以实现不同的EGR率。一般情况下,废气用专用的冷却器进行冷却,需要额外提供动力和能源,废气的增压也是需要单独的增压机械进行增压,这也需要消耗额外的动力和能源。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供不仅能够回收能源提高柴油机效率,而且能够不需要外部冷却和外部供给增压风扇能源的柴油机废气余热EGR风扇增压系统。
[0004] 本发明的目的是这样实现的:
[0005] 本发明柴油机废气余热EGR风扇增压系统,其特征是:包括柴油机、涡轮压气机、增压风扇,压气机通过进气总管连通柴油机进气歧管,涡轮通过排气总管连通柴油机排气歧管,涡轮出口后方的排气总管外壁铺设可降低废气温度并抑制红外特征的温差发电模,温差发电模块连接电池并为蓄电池充电,蓄电池通过控制器连接增压风扇,温差发电模块后方的排气总管分成两个支路,一个支路通向大气,另一个支路为EGR管,EGR管连通压气机进口之前的进气总管,增压风扇设置在EGR管上。
[0006] 本发明还可以包括:
[0007] 1、压气机出口后方的进气总管上设置中冷器,进气总管的入口端部设置止回,控制器连接柴油机并采集柴油机的工况信号
[0008] 本发明的优势在于:本发明将柴油机废气中的余热回收利用与废气的增压结合起来,不仅能够回收能源提高柴油机效率,而且能够不需要外部冷却和外部供给增压风扇的能源,降低了对外部能源的依赖性。附图说明
[0009] 图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

[0010] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0011] 结合图1,柴油机1连接着进气管9和排气管2,排气管2上装有增压器中4的涡轮,涡轮后的排气管2上装有温差发电模块5,温差发电模块5后的排气管连接有EGR管6,EGR管6另一端与压气机入口端的进气管9,EGR管6中安装有增压风扇4。进气管9入口处装有止回阀8,防止再循环的废气流出到空气中,在EGR管6后进气管9接入压气机,压缩后的混合气体进入中冷器12冷却,然后中冷器与柴油机1通过进气管9连接。温差发电模块5发出的电通过发电线3传输到蓄电池13中,蓄电池13和增压风扇7用输电线传输电能,并在中间布置控制器14,控制器14通过柴油机信号线11接收柴油机的信号参数和控制信号
[0012] 本发明的控制过程如下所示:当柴油机的废气流出涡轮后,温差发电模块5利用废气和环境温度的温差发电,并对废气进行冷却,发出的电能通过发电线3输入到蓄电池13中,控制器14根据柴油机1通过柴油机信号线11传递的柴油机信号和EGR率,计算得到增压风扇7的增压度和功率,从而得到供给的电压电流。控制好的电流电压通过输电线10传输到增压风扇7,EGR管6中废气经过增压风扇7增压后进入进气管9与新鲜空气混合,并经过压气机压缩和中冷器12冷却,然后进入柴油机1。
[0013] 当柴油机1工作时,燃烧完成的废气经过排气管2流入涡轮做功推动压气机旋转,做功完成的废气压力接近于环境压力,无法推动流体机械。流出涡轮的废气经过包覆有温差发电模块5的排气管2时,温差发电模块5)利用废气与外界环境的温度差发出电能,并经过发电线3储存在蓄电池13中,废气经过温差发电模块5后冷却到了EGR所需要的温度,一部分废气经过EGR管6和增压风扇7进入进气管,另一部分排出到环境大气中。蓄电池13和增压风扇7通过输电线10相连,并向增压风扇7输入电能。在输电线10中安装有控制器14,控制器14通过柴油机信号线11与柴油机1传递相关参数和控制信号,控制器14根据柴油机1的性能参数和需要达到EGR率,计算出增压风扇7对废气的增压度和增压风扇的功率,从而得到供给增压风扇7的电流电压。然后调整好的电流电压经输电线10输入到增压风扇7,增压风扇7对废气增压,入到进气管9中。进气管9的入口处装有止回阀8这是为了防止进入进气管9的废气流出到环境中,使EGR率下降。废气进入进气管9后,与新鲜空气混合,并进入压气机进行压缩,压缩后的混合气经过中冷器12冷却,冷却后混合气经过进气管9进入柴油机1中压缩、燃烧、膨胀、排气,再次通过排气管2流入涡轮。
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