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一种直列五缸柴油 发动机

阅读：915发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种直列五缸柴油发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种直列五缸柴油发动机，包括五缸发动机本体，五缸发动机本体上设有EGR废气再循环装置、WG 增压器、TVA进气节流阀、进气流量测试系统和排气歧管，EGR废气再循环装置的阀体为热端双通道阀，热端双通道阀的两个取气口分别与所述排气歧管的不同废气通道连通，EGR废气再循环装置的出气口与所述五缸发动机本体的进气管连通，EGR废气再循环装置的冷却液入口与所述五缸发动机本体的冷却液出口连接。本发明通过对直列五缸柴油发动机的巧妙设计，降低了柴油发动机运行过程中对环境的污染。，下面是一种直列五缸柴油发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种直列五缸柴油发动机，其特征在于，包括五缸发动机本体(5)，五缸发动机本体(5)上设有EGR废气再循环装置(1)、WG增压器(2)、TVA进气节流阀(3)、进气流量测试系统(4)和排气歧管，EGR废气再循环装置(1)的阀体为热端双通道阀(7)，热端双通道阀(7)的两个取气口(16)分别与所述排气歧管的不同废气通道连通，EGR废气再循环装置(1)的出气口与所述五缸发动机本体(5)的进气管连通，EGR废气再循环装置(1)的冷却液入口(8)与所述五缸发动机本体(5)的冷却液出口连接。
2.根据权利要求1所述的直列五缸柴油发动机，其特征在于，所述WG增压器(2)的废气涡轮增压器(9)上设有压端进气口(11)、压端出气口(12)、涡端进气口(13)和涡端出气口(14)，压端进气口(11)用于与整车进气系统连通，压端出气口(12)与所述五缸发动机本体(5)的进气管连通，涡端进气口(13)与所述五缸发动机本体(5)的排气管连通，涡端出气口(14)用于与尾气后处理系统连通。
3.根据权利要求1所述的直列五缸柴油发动机，其特征在于，所述TVA进气节流阀(3)的机械阀(15)设置于所述五缸发动机本体(5)的进气管上，两端均与所述五缸发动机本体(5)的进气管连接。
4.根据权利要求1所述的直列五缸柴油发动机，其特征在于，所述进气流量测试系统(4)的文丘里管(10)设置于所述五缸发动机本体(5)的进气管上，两端均与所述五缸发动机本体(5)的进气管连接。
5.根据权利要求3或4所述的直列五缸柴油发动机，其特征在于，所述文丘里管(10)和机械阀(15)依次设置于五缸发动机本体(5)的进气管上，沿气流方向文丘里管(10)位于机械阀(15)前方。
6.根据权利要求1所述的直列五缸柴油发动机，其特征在于，所述五缸发动机本体(5)内设有曲轴平衡机构(6)。

说明书全文

一种直列五缸柴油发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种直列五缸柴油发动机。

背景技术

[0002] 直列五缸柴油发动机虽然很少见，但是可以很好地填补直列四缸柴油发动机技术应用领域与直列六缸柴油发动机技术应用领域之间的空缺。

[0003] 国家第五阶段机动车排放标准已实施一年多,部分省市已经开始实施国家第六阶段机动车排放标准。国六标准号称是史上最严的排放标准，采用分步实施的方式，设置国六a和国六b两个排放限值方案，分别于2020年和2023 年实施。同时，对大气环境管理有特殊需求的重点区域可提前实施国六排放限值。机动车排放标准的提高，体现了国家重视环保的精神。但是现有柴油发动机运行中对环境污染是较大的。

发明内容

[0004] 为了降低现有柴油发动机运行过程中对环境的污染，本发明提供一种直列五缸柴油发动机。

[0005] 一种直列五缸柴油发动机，包括五缸发动机本体，五缸发动机本体上设有EGR废气再循环装置、WG 增压器、TVA进气节流阀、进气流量测试系统和排气歧管。五缸柴油发动机比四缸发动机有更好的平顺性，相比同排量的传统六缸发动机，结构更紧凑，方便整车布置，减少了一缸的零部件和材料，成本更低，同时实现轻量化。EGR废气再循环装置从排气歧管中取一部分废气，废气经EGR冷却器冷却后进入发动机进气管冷却后的温度也需要严格控制，与新鲜空气混合后进入各缸燃烧室进行燃烧，有助于降低发动机废气中的氮氧含量，改善发动机的排放水平。WG 增压器以五缸发动机本体排气管排出的废气为动力源，对新鲜空气加压，调节进入五缸发动机本体进气管的新鲜空气的流量。TVA进气节流阀装配在发动机进气管上，控制新鲜空气的流量，参与发动机的热管理。进气流量测试系统装配在发动机进气管上在上述TVA进气节流阀前，通过文丘里效应，测量新鲜空气流量，并反馈给ECU 发动机电子控制单元。EGR废气再循环装置的阀体为热端双通道阀，热端双通道阀的两个取气口分别与所述排气歧管的不同废气通道连通，EGR废气再循环装置的出气口与所述五缸发动机本体的进气管连通，EGR废气再循环装置的冷却液入口与所述五缸发动机本体的冷却液出口连接。热端双通道阀分别从两路废气通道中取EGR废气，可完全保证废气的需求量。根据发动机不同工况的需求，同时根据所述进气流量测试系统测得的瞬时的实际新鲜空气流量，ECU发动机电子控制单元程序发指令给电动EGR阀电机，控制阀门开度，调节废气流量和EGR率，实现闭环控制，时刻保证排放性能。EGR废气再循环装置的冷却水路与发动机整机的冷却水路串联，即发动机主水路在经过EGR冷却器后再进入大循环或小循环，结构紧凑，方便布置。

[0006] 进一步，所述WG增压器的废气涡轮增压器上设有压端进气口、压端出气口、涡端进气口和涡端出气口，压端进气口用于与整车进气系统连通，压端出气口与所述五缸发动机本体的进气管连通，涡端进气口与所述五缸发动机本体的排气管连通，涡端出气口用于与尾气后处理系统连通。根据发动机不同工况的需求，ECU发动机电子控制单元程序发指令给脉冲控制单元，调节废气涡轮增压器的蜗端放气阀开度，调节压端的气体压力，从而控制进入五缸发动机本体的进气管的新鲜空气流量，进一步控制发动机排气温度和动力性、经济性及排放性能。

[0007] 进一步，所述TVA进气节流阀的机械阀设置于所述五缸发动机本体的进气管上，两端均与所述五缸发动机本体的进气管连接。根据发动机不同工况的需求主要是在低速低负荷工况下，ECU发动机电子控制单元程序发指令给电子执行器，调节机械阀的开度，进而控制新鲜空气的流量。通过减小进气流量快速提升发动机的排气温度，进而保证后处理的反应温度，改善发动机的排放水平。

[0008] 进一步，所述进气流量测试系统的文丘里管设置于所述五缸发动机本体的进气管上，两端均与所述五缸发动机本体的进气管连接。进气流量测试系统装配在发动机进气管上在上述TVA进气节流阀前，通过文丘里效应，测量新鲜空气流量，并反馈给ECU发动机电子控制单元。根据发动机不同工况的需求，ECU发动机电子控制单元以该系统测量的数据为依据，对发动机的各个电子元件发出通讯指令，控制相关机械部件做出相应动作，使发动机时刻运行在最佳状态。

[0009] 进一步，所述文丘里管和机械阀依次设置于五缸发动机本体的进气管上，沿气流方向文丘里管位于机械阀前方。

[0010] 进一步，所述五缸发动机本体内设有曲轴平衡机构。曲轴平衡机构能够降低五缸发动机本体运行中的振动和噪声。

[0011] 本发明的电动EGR阀电机、脉冲控制单元、电子执行器、流量传感器均与发动机电子控制单元(ECU)信号连接，但属于现有技术，因此不再赘述。

[0012] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

[0013] 五缸柴油发动机比四缸发动机有更好的平顺性，相比同排量的传统六缸发动机，结构更紧凑，方便整车布置，减少了一缸的零部件和材料，成本更低，同时实现轻量化。EGR废气再循环装置从排气歧管中取一部分废气，废气经EGR冷却器冷却后进入发动机进气管，与新鲜空气混合后进入各缸燃烧室进行燃烧，有助于降低发动机废气中的氮氧含量，改善发动机的排放水平。 WG增压器以五缸发动机本体排气管排出的废气为动力源，对新鲜空气加压，调节进入五缸发动机本体进气管的新鲜空气的流量。TVA进气节流阀装配在发动机进气管上，控制新鲜空气的流量。进气流量测试系统装配在发动机进气管上，通过文丘里效应，测量新鲜空气流量。通过EGR废气再循环装置、 WG增压器、TVA进气节流阀和进气流量测试系统的相互配合，控制发动机的新鲜空气流量、进气压力、EGR率等性能参数，实现发动机排放的优化以及发动机排气温度的合理管控，最终实现发动机性能以及废气排放水平的大幅提升。本发明的噪声及废气污染，较传统五缸柴油发动机都有所降低。附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0015] 图1为本发明外观示意图。

[0016] 图2为本发明五缸发动机本体外观示意图。

[0017] 图3为本发明TVA进气节流阀。

[0018] 图4为本发明TVA进气节流阀。

[0019] 图5为本发明曲轴平衡机构。

[0020] 图6为本发明进气流量测试系统。

[0021] 图7为本发明TVA进气节流阀。

[0022] 图8为本发明WG增压器。

[0023] 1、EGR废气再循环装置，2、WG增压器，3、TVA进气节流阀，4、进气流量测试系统，5、五缸发动机本体，6、曲轴平衡机构，7、热端双通道阀， 8、冷却液入口，9、废气涡轮增压器，10、文丘里管，11、压端进气口，12、压端出气口，13、涡端进气口，14、涡端出气口，15、机械阀，16、取气口。

具体实施方式

[0024] 为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

[0025] 实施例1

[0026] 一种直列五缸柴油发动机，包括五缸发动机本体5，五缸发动机本体5上设有EGR废气再循环装置1、WG增压器2、TVA进气节流阀3、进气流量测试系统4和排气歧管，匹配合适的后处理系统后可直接满足国六b的排放要求。五缸柴油发动机比四缸发动机有更好的平顺性，相比同排量的传统六缸发动机，结构更紧凑，方便整车布置，减少了一缸的零部件和材料，成本更低，同时实现轻量化。EGR废气再循环装置1从排气歧管中取一部分废气，废气经EGR冷却器冷却后进入发动机进气管(冷却后的温度也需要严格控制)，与新鲜空气混合后进入各缸燃烧室进行燃烧，提升发动机取EGR废气量的瞬时响应性和控制精度，有助于降低发动机废气中的氮氧含量，改善发动机的排放水平，因此本发明采用了智能无刷电机来快速、精确控制EGR阀开度(同时也提高了相关零部件的可靠性和鲁棒性)。WG增压器2以五缸发动机本体5排气管排出的废气为动力源，对新鲜空气加压，调节进入五缸发动机本体5进气管的新鲜空气的流量，可在不同转速下，主动调节增压器蜗壳放气量和压壳进气量，实现进气压力闭环控制。TVA进气节流阀3装配在发动机进气管上，控制新鲜空气的流量。进气流量测试系统4装配在发动机进气管上(在上述TVA进气节流阀3前)，利用文丘里效应，测量发动机的瞬时新鲜空气进气流量，然后发动机电控单元以此测量数据为依据，实现进入发动机气缸内的新鲜空气流量的闭环控制，使发动机时刻运行在最佳状态。五缸发动机本体5是在一款六缸发动机的基础上，通过减缸技术而来；两款发动机可共线生产，大大降低了企业的投入成本；两款发动机的零部件通用性也非常高，也可降低设计和生产成本。

[0027] 实施例2

[0028] 本实施例与实施例1的区别在于，EGR废气再循环装置1包括EGR装置本体，EGR装置本体的热端设有热端双通道阀7，热端双通道阀7的两个取气口16分别与所述排气歧管的不同废气通道连通，EGR装置本体的出气口与所述五缸发动机本体5的进气管连通，EGR装置本体的冷却液入口8与所述五缸发动机本体5的冷却液出口连接。热端双通道阀7分别从两路废气通道中取EGR废气，可完全保证废气的需求量。根据发动机不同工况的需求， ECU(发动机电子控制单元)程序发指令给电动EGR阀电机，控制阀门开度，调节废气流量和EGR率，时刻保证排放性能。EGR废气再循环装置1的冷却水路与发动机整机的冷却水路串联，即发动机主水路在经过EGR冷却器后再进入大循环或小循环，结构紧凑，方便布置。电动EGR阀的电机为智能无刷电机，CAN控制；与其他EGR阀执行器相比，具有高精度、高寿命、高响应性、高鲁棒性等优点。EGR冷却器采用高可靠性的螺旋管式结构，同时具有低压降的优点。在EGR系统冷端了4个高效排气脉冲单向阀，防止气体逆流。

[0029] WG增压器2包括废气涡轮增压器9和脉冲控制单元，废气涡轮增压器9 上设有压端进气口11、压端出气口12、涡端进气口13和涡端出气口14，压端进气口11用于与整车进气系统连通，压端出气口12与所述五缸发动机本体5的进气管连通，涡端进气口13与所述五缸发动机本体5的排气管连通，涡端出气口14用于与尾气后处理连通。根据发动机不同工况的需求，同时根据所述进气流量测试系统测得的瞬时的实际新鲜空气流量，ECU(发动机电子控制单元)程序发指令给脉冲控制单元，调节废气涡轮增压器9的蜗端放气阀开度，调节压端的气体压力，从而控制进入五缸发动机本体5的进气管的新鲜空气流量，实现闭环控制，进一步控制发动机排气温度和动力性、经济性及排放性能。

[0030] TVA进气节流阀3包括电子执行器和机械阀15，机械阀15设置于所述五缸发动机本体5的进气管上，两端均与所述五缸发动机本体5的进气管连接。根据发动机不同工况的需求(主要是在低速低负荷工况下)，ECU(发动机电子控制单元)程序发指令给电子执行器，调节机械阀15的开度，进而控制新鲜空气的流量。通过减小进气流量快速提升发动机的排气温度，进而保证后处理的反应温度，改善发动机的排放水平。

[0031] 进气流量测试系统4包括文丘里管10和流量传感器，文丘里管10设置于所述五缸发动机本体5的进气管上，两端分别与所述五缸发动机本体5的进气管连接。进气流量测试系统4装配在发动机进气管上(在上述TVA进气节流阀3前)，通过文丘里效应，测量新鲜空气流量，并反馈给ECU(发动机电子控制单元)。根据发动机不同工况的需求，ECU(发动机电子控制单元) 以该系统测量的数据为依据，对发动机的各个电子元件发出通讯指令，控制相关机械部件做出相应动作，使发动机时刻运行在最佳状态。

[0032] 文丘里管10和机械阀15依次设置于五缸发动机本体5的进气管上，沿气流方向文丘里管10位于机械阀15后方。五缸发动机本体5内设有曲轴平衡机构6。曲轴平衡机构6能够降低五缸发动机本体5运行中的振动和噪声，并结合整车悬置，可达到与六缸发动机相同的振动和噪声水平。结构优点突出，易生产，实用性强，便于推广。

[0033] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0034] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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