一种内燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法

文档序号:1902019 发布日期:2021-11-30 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种内燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法 (Function testing device and calibration method for exhaust gas recirculation system of internal combustion engine ) 是由 赵从龙 徐俊 艾志辉 于 2021-07-27 设计创作,主要内容包括:本发明涉及内燃气测试技术领域,具体涉及一种内燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法。包括废气模拟装置、进气脉冲阀、转换接头、测示单元、空气流量计、第一压力/温度传感器和EGR阀开度控制器,所述测试单元包括依次连接的EGR阀、EGR冷却器、EGR管路和压差底座,所述废气模拟装置依次通过进气脉冲阀和转换接头连接至EGR阀,所述第一压力/温度传感器设置于进气脉冲阀与转换接头之间,空气流量计设置于转换接头与EGR阀之间,第一压力/温度传感器的信号输出端与废气模拟装置的反馈信号输入端电性连接,所述EGR阀开度控制器的控制信号输出端与EGR阀的控制信号输入端电性连接。本装置能在没有发动机和发动机台架的情况下实现EGR阀功能测试。(The invention relates to the technical field of internal combustion gas testing, in particular to a function testing device and a calibration method for an internal combustion engine exhaust gas recirculation system. Including exhaust gas simulation device, the pulse valve that admits air, crossover sub, survey and show unit, air flow meter, first pressure temperature sensor and EGR valve opening controller, the test unit is including EGR valve, EGR cooler, EGR pipeline and the pressure differential base that connects gradually, exhaust gas simulation device loops through the pulse valve that admits air and crossover sub and is connected to the EGR valve, first pressure temperature sensor sets up between pulse valve and crossover sub, and air flow meter sets up between crossover sub and EGR valve, and first pressure temperature sensor&#39;s signal output part and exhaust gas simulation device&#39;s feedback signal input electric connection, EGR valve opening controller&#39;s control signal output part and EGR valve control signal input electric connection. The device can realize the function test of the EGR valve under the condition without an engine and an engine pedestal.)

一种内燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法

技术领域

本发明涉及内燃气测试技术领域,具体涉及一种内燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法。

背景技术

废气再循环系统一般包括EGR阀、EGR冷却器、EGR压差信号组件、EGR气体连接管路。目前对于废气再循环系统的选型、标定、问题查找,都是基于发动机台架试验,需要提前准备台架资源和发动机整机资源,只有等发动机整机搭建完成后才能进行废气再循环系统的选型和标定工作,浪费大量的时间。

因此,急需一种在没有发动机和发动机台架的情况下实现EGR阀功能测试的装置。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷,提供一种燃机废气再循环系统功能测试装置及标定方法,无需搭建发动机台架,既能实现EGR阀流通能力测试、EGR阀温度和压力降测试、EGR流量修正系数标定,为项目开发节约大量时间。

本发明提供了一种内燃机废气再循环系统功能测试装置,包括废气模拟装置、进气脉冲阀、转换接头、测示单元、空气流量计、第一压力/温度传感器和EGR阀开度控制器,所述测试单元包括依次连接的EGR阀、EGR冷却器、EGR管路和压差底座,所述废气模拟装置依次通过进气脉冲阀和转换接头连接至EGR阀,所述第一压力/温度传感器设置于进气脉冲阀与转换接头之间,所述空气流量计设置于转换接头与EGR阀之间,所述第一压力/温度传感器的信号输出端与废气模拟装置的反馈信号输入端电性连接,所述EGR阀开度控制器的控制信号输出端与EGR阀的控制信号输入端电性连接。

较为优选的,所述废气模拟装置包括压力控制柜和温度控制柜,所述压力控制柜用于控制进气脉冲阀前的废气压力,所述温度控制柜用于控制进气脉冲阀前的废气温度。

较为优选的,还包括第二压力/温度传感器和第三压力/温度传感器,所述第二压力/温度传感器和第三压力/温度传感器分别设置于EGR阀进气端和出气端。

较为优选的,还包括温度传感器和压差传感器,所述温度传感器设置于EGR冷却器后的EGR管路上,所述压差传感器的第一接口与压差底座进气端连接,所述压差传感器的第二接口与压差底座出气端连接。

较为优选的,还包括新鲜空气模拟装置、混合器和压力控制柜,所述新鲜空气模拟装置的出气端和测试单元的出气端均连接至混合器进气端,所述混合器的出气端与所述压力控制柜的进气端连接,所述压力控制柜的出气端与大气连通。

较为优选的,所述进气脉冲阀采用蝶阀结构,所述进气脉冲阀用于以脉冲形式输出气流。

较为优选的,所述转换接头的出气端通过V型卡箍与EGR阀的进气管路连接。

本发明还提供了一种标定方法,所述标定方法为EGR流量修正系数标定方法,所述方法包括:

EGR阀开度控制器控制EGR阀开启至指定开度;

采集当前开度下的空气流量计数据、压差传感器数据、发动机进气压力数据和EGR冷却后的废气温度数据;

基于采集的压差传感器数据、发动机进气压力数据、EGR冷却后的废气温度数据、压差底座进口面积数据、压差底座出口面积数据,利用EGR流量计算公式计算出EGR流量数据;

以EGR流量数据等于当前开度下的空气流量计数据为目标,标定出当前开度下的EGR流量修正系数。

较为优选的,还包括:

EGR阀开度控制器控制EGR阀依次开启至0~100开度之间的不同开度位置;

获取EGR阀不同开度下的EGR流量修正系数;

基于EGR阀不同开度下的EGR流量修正系数,得到EGR流量修正系数标定表。

本发明的有益效果为:本装置无需搭建发动机台架,既能实现EGR阀流通能力测试、EGR阀温度和压力降测试、EGR流量修正系数标定,为项目开发节约大量时间。

1、废气模拟装置经进气脉冲阀、转换接头进入测示单元,通过EGR阀开度控制器控制EGR阀处于不同的开度,并通过空气流量计测试EGR阀处于不同的开度下的流量值,实现内燃机废气再循环系统的EGR阀流通能力测试。

2、通过设置于EGR阀进气端和出气端的第二压力/温度传感器和第三压力/温度传感器,可实现EGR阀压力和温度降测试。

3、通过设置于EGR冷却器后的温度传感器和设置于压差底座前后的压差传感器,并基于EGR阀开度控制器控制EGR阀处于不同的开度,可实现不同开度下的EGR流量修正系数标定。

附图说明

图1为本发明一种燃机废气再循环系统功能测试装置的连接示意图;

图2为本发明压力、温度反馈控制示意图;

图3为本发明测试台脉冲信号与发动机实测脉冲信号对比示意图;

图4为本发明V型卡箍连接方式示意图;

图5为EGR阀流通能力测试示意图;

图6为EGR流量修正系数的发动机标定和测试台标定对比示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请较佳实施例(图1示出了本申请第一实施例)提供的一种内燃机废气再循环系统功能测试装置的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:

该装置包括废气模拟装置1、进气脉冲阀3、转换接头4、测示单元5、空气流量计8、第一压力/温度传感器6和EGR阀开度控制器。测试单元5包括依次连接的EGR阀10、EGR冷却器11、EGR管路12和压差底座13。所述废气模拟装置1依次通过进气脉冲阀3和转换接头4连接至EGR阀10。所述第一压力/温度传感器6设置于进气脉冲阀3与转换接头4之间,所述空气流量计8设置于转换接头4与EGR阀10之间。

如图2所示,所述第一压力/温度传感器6的信号输出端与废气模拟装置1的反馈信号输入端电性连接,所述EGR阀开度控制器的控制信号输出端与EGR阀10的控制信号输入端电性连接。

第一压力/温度传感器6测量进入测试单元的温度和压力,并将温度和压力值反馈给压力控制柜101和温度控制柜102,并与设定值进行对比,出现偏差后通过控制柜的内部程序进行自动调节。压力控制柜101可以将气体最高加压到400Kpa,温度控制柜102采用蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer简称RT0)最高可以将气体加热到700℃并持续稳定。

较为优选的,所述废气模拟装置1包括压力控制柜101和温度控制柜102,所述压力控制柜101用于控制进气脉冲阀3前的废气压力,所述温度控制柜102用于控制进气脉冲阀3前的废气温度。

较为优选的,还包括第二压力/温度传感器7和第三压力/温度传感器9,所述第二压力/温度传感器7和第三压力/温度传感器9分别设置于EGR阀进气端和出气端。

较为优选的,还包括温度传感器14和压差传感器15,所述温度传感器14设置于EGR冷却器11后的EGR管路12上,所述压差传感器15的第一接口与压差底座13进气端连接,所述压差传感器15的第二接口与压差底座13出气端连接。

较为优选的,还包括新鲜空气模拟装置2、空气流量计16、混合器17和压力控制柜18。所述新鲜空气模拟装置2的出气端和测试单元5的出气端均连接至混合器17进气端,所述混合器17的出气端与所述压力控制柜18的进气端连接,所述压力控制柜18的出气端与大气连通。新鲜空气模拟装置2包括压力控制柜201和温度控制柜202。

新鲜空气模拟装置2将新鲜空气压入混合器中,和测试后的气体进行混合,对测试后的气体进行降压处理,然后通过压力控制柜18排入大气。

本实施例中的压力/温度传感器指压力传感器和温度传感器,该压力/温度传感器可通过压力传感器测试气体压力,通过温度传感器测试气体温度。

本实施例中的空气流量计采用超声波式空气流量,量程0-600kg/h。

如图3所示,所述进气脉冲阀3采用蝶阀结构,所述进气脉冲阀用于以脉冲形式输出气流。进气脉冲阀3将新鲜空气进行加热和加压,加热和加压的空气通过进气脉冲阀的调节,形成和发动机相似的脉冲信号。

如图4所示,所述转换接头的出气端通过V型卡箍与EGR阀的进气管路连接。可以适应不同平台不同型号的废气再循环结构,根据不同型号的再循环结构匹配不同的管路直径。

本发明还提供了一种标定方法,所述标定方法为EGR流量修正系数标定方法,所述方法包括:

EGR阀开度控制器控制EGR阀开启至指定开度;

采集当前开度下的空气流量计数据、压差传感器数据、发动机进气压力数据和EGR冷却后的废气温度数据;

基于采集的压差传感器数据、发动机进气压力数据、EGR冷却后的废气温度数据、压差底座进口面积数据、压差底座出口面积数据,利用EGR流量计算公式计算出EGR流量数据;

以EGR流量数据等于当前开度下的空气流量计数据为目标,标定出当前开度下的EGR流量修正系数。

较为优选的,还包括:

EGR阀开度控制器控制EGR阀依次开启至0~100开度之间的不同开度位置;

获取EGR阀不同开度下的EGR流量修正系数;

基于EGR阀不同开度下的EGR流量修正系数,得到EGR流量修正系数标定表。

实施例一

本实施例采用某四缸机的废气再循环系统对本装置的各功能进行说明。

利用本装置进行EGR阀通流能力测试:

通过外接内燃机的控制单元(也可以是EGR阀开度控制器)和控制线束来控制EGR阀门开度,测量在不同阀门开度下最大可通过EGR阀体的气体流量,对EGR阀通流能力进行测试通过空气流量计8读取气体流量,通过外接控制单元控制EGR的开度,测量不同EGR阀位置下通过的气体流量,完成EGR阀通流能力的测试。

EGR阀压力和温度降测试:

通过设置于EGR阀进气端和出气端的第二压力/温度传感器7和第三压力/温度传感器9,并利用第二压力/温度传感器7中的压力数据减去第三压力/温度传感器9中的压力数据,可得到EGR阀的压力降。利用第二压力/温度传感器7中的温度数据减去第三压力/温度传感器9中的温度数据,可得到EGR阀的温度降。

EGR流量修正系数标定:

EGR阀开度控制器控制EGR阀依次开启至0~100开度之间的不同开度位置;

采集每个开度下的空气流量计数据、压差传感器数据、发动机进气压力数据和EGR冷却后的废气温度数据;

基于采集的压差传感器数据、发动机进气压力数据、EGR冷却后的废气温度数据、压差底座进口面积数据、压差底座出口面积数据,利用EGR流量计算公式计算出EGR流量数据;

EGR流量计算公式如下:

其中,C为待标定的EGR流量修正系数,ΔP为压差底座产生的压差,由压差传感器测量,P为发动机进气压力,由第三压力/温度传感器9获取,D1为压差底座进口面积,根据不同平台,此值不同,D2为压差底座出口面积,根据不同平台,此值不同,Torifice为EGR冷却后废气温度,由温度传感器14获取。

以EGR流量数据等于当前开度下的空气流量计数据为目标,标定出当前开度下的EGR流量修正系数;

基于EGR阀不同开度下的EGR流量修正系数,得到EGR流量修正系数标定表,如下表所示:

EGR位置 修正系数
0 0.5
5 0.5
10 0.5
20 0.539115
40 0.555457
60 0.6
80 0.6
100 0.6

如图6所示,通过标定此测试设备,可以测量标定EGR流量所需要的参数,实现EGR流量的标定。经过发动机台架标定和测试台标定对比,此功能测试台可以实现EGR流量修正系数的标定工作。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

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