CN101358902A - 废气再循环阀多功能试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废气再循环阀多功能试验装置。燃烧器出气口依次与进气冷却器、连续旋转阀、溢流阀的一端、待测废气再循环阀的进气口相连接，真空泵的进气口依次与溢流阀的一端、常温二位三通阀、与待测废气再循环阀的真空管相连接，待测废气再循环阀的出气口依次与排气冷却器、背压阀、高温二位三通阀、质量流量计连接后通大气，冷却器进水口依次与调速水泵、冷却水箱相连接，冷却器出水口与排水管相连接。本发明可进行废气再循环阀流量特性测试、真空式废气再循环阀动力学特性测试、废气再循环阀机械疲劳耐久性测试、废气再循环阀高温废气周期性冲击疲劳耐久性测试等功能。

Description

废气再循环阀多功能试验装置

技术领域

本发明涉及车用内燃机部件的试验装置，尤其涉及一种废气再循环(EGR)阀多功能试验装置。

背景技术

废气再循环技术能够有效抑制内燃机排放物中的NOx成分，因国内外针对各种道路车辆及非道路车辆的排放法规日趋严格，使得该技术在技术发展及市场应用方面都将呈现突飞猛进之势。废气再循环阀是该技术最关键的执行机构。

在国内，废气再循环技术起步较晚，有关该技术的相关研究多集中在其控制策略上，而针对废气再循环阀的研究及优化甚少且技术非常薄弱，使得国内废气再循环阀生产多以仿制为主，缺乏自己的核心技术。

上述现状的主要原因之一是，国内目前只能在发动机测试台架上作一些扩展，对废气再循环阀进行简单粗略的测试，其功能单一且可移殖性差，存在诸多局限，无法有力支撑废气再循环阀较系统的研究工作。目前国内尚没有全面衡量废气再循环阀性能的多功能模拟试验装置，而国外也未见有公开相关技术的报道。

上述局限也正是国家尚未能出台相关的制造与测试标准的主要原因之一，这使得我国与国外在此项技术上的差距有增无减。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种废气再循环阀多功能试验装置。

废气再循环阀多功能试验装置中的燃烧器出气口依次与进气冷却器、连续旋转阀、溢流阀的一端、待测废气再循环阀的进气口相连接，连续旋转阀的另一出气口通大气，真空泵的进气口依次与溢流阀的一端、常温二位三通阀、与待测废气再循环阀的真空管相连接，常温二位三通阀的一接口通大气，待测废气再循环阀的出气口依次与排气冷却器、背压阀、高温二位三通阀、质量流量计连接后通大气、高温二位三通阀一接口直接通大气，在待测废气再循环阀进气口管路设置有第一温度传感器和第一压力传感器，在待测废气再循环阀出气口管路设置有第二温度传感器和第二压力传感器，在背压阀的出口管路设置有第三温度传感器和第三压力传感器，在待测废气再循环阀真空管管路设置有第四温度传感器和第四压力传感器。

所述的进气冷却器进水口依次与第一调速水泵、第一冷却水箱相连接，进气冷却器出水口与第一排水管相连接。进气冷却器进水口依次与第二调速水泵、第二冷却水箱相连接，进气冷却器出水口与第二排水管相连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)本发明可实现废气再循环阀流量特性测试、真空式废气再循环阀动力学特性测试、废气再循环阀机械疲劳耐久性测试、废气再循环阀高温废气周期性冲击疲劳耐久性测试等四个特性测试功能，为废气再循环阀产品研究与开发提供试验平台；

2)上述各功能可在本发明所提供的废气再循环阀多功能试验装置一套装置上得以实现，避免了开发多台试验装置所产生的成本，同时避免了废气再循环阀反复拆装的繁琐工作以及由此带来的偶然影响因素；

3)本发明实现了模拟发动机废气成分的动态调节，以及温度和压力的动态调节，可调节范围远超出单独一台发动机的覆盖范围，从而脱离发动机性能束缚；

4)本发明采用高性能燃烧器来模拟发动机排放废气，而不需要实际的发动机便可完成测试，这使得废气再循环阀的安装测试及拆除均非常方便，且脱离了发动机测试台位束缚；

5)本发明能够实现所需各项试验参数的按需调节，这使得测试工作的运行成本得以降低；

6)流量计是成本较高的精密仪器，一般在高温下容易损坏。本发明所提供的废气再循环阀多功能试验装置有自保护功能，用闭环控制实现其自保护，大大降低精密仪器损坏机率，实现试验装置自身的高可靠性。

附图说明

图1为废气再循环阀多功能试验装置结构示意图；

图2为本发明测控系统示意图；

图中：空气源1、燃烧器2、燃料箱3、进气冷却器4、第一排水管5、第一调速水泵6、第一冷却水箱7、变频电机8、连续旋转阀9、溢流阀10、第一温度传感器11、第一压力传感器12、待测废气再循环阀13、第二温度传感器14、第二压力传感器15、排气冷却器16、第二排水管17、第二调速水泵18、第二冷却水箱19、背压阀20、第三温度传感器21、第三压力传感器22、高温二位三通阀23、质量流量计24、真空泵25、减压阀26、常温二位三通阀27、第四压力传感器28、第四温度传感器29、外框表示大气。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，废气再循环阀多功能试验装置中的燃烧器2出气口依次与进气冷却器4、连续旋转阀9、溢流阀10的一端、待测废气再循环阀13的进气口相连接，连续旋转阀9的另一出气口通大气，真空泵25的进气口依次与溢流阀10的一端、常温二位三通阀27、与待测废气再循环阀13的真空管相连接，常温二位三通阀27的一接口通大气，待测废气再循环阀13的出气口依次与排气冷却器16、背压阀20、高温二位三通阀23、质量流量计24连接后通大气、高温二位三通阀23一接口直接通大气，在待测废气再循环阀13进气口管路设置有第一温度传感器11和第一压力传感器12，在待测废气再循环阀13出气口管路设置有第二温度传感器14和第二压力传感器15，在背压阀20的出口管路设置有第三温度传感器21和第三压力传感器22，在待测废气再循环阀13真空管管路设置有第四温度传感器29和第四压力传感器28。进气冷却器4进水口依次与第一调速水泵6、第一冷却水箱7相连接，进气冷却器4出水口与第一排水管5相连接。进气冷却器16进水口依次与第二调速水泵18、第二冷却水箱19相连接，进气冷却器16出水口与第二排水管17相连接。

本发明的工作过程如下：

进行废气再循环阀流量特性测试时，连续旋转阀9置于非大气状态；通过调节第一调速水泵6的转速来调节进气冷却器4的冷却水流量，从而调节待测废气再循环阀13的进气温度，该进气温度由第一温度传感器11测得；通过调节溢流阀10的开度来调节待测废气再循环阀13的进气压力，该进气压力由第一压力传感器12测得；通过调节背压阀20的开度来调节待测废气再循环阀13的排气压力，该排气压力由第二压力传感器15测得；控制器根据第三压力传感器21测得的压力实时计算当地水的沸点，通过调节水泵18的转速来调节排气冷却器16的水流量，从而调节质量流量计24上游的温度(由第三温度传感器21测得，下称温度21)处于安全范围内——当地水的沸点与质量流量计24所允许的介质温度上限之间；当温度21超出安全范围之后时，高温二位三通阀23置零位使排气直通大气，当温度21处于安全范围内时，高温二位三通阀23置非零位使排气经质量流量计24通大气；通过调节减压阀26的开度来调节真空度，该真空度由第四压力传感器28测得，第四压力传感器28为绝对压力传感器；低温二位三通阀置于非大气状态。

进行真空式废气再循环阀动力学特性测试时，燃烧器2、第一调速水泵6、第二调速水泵18均关闭；通过减压阀26、第四压力传感器来调节与测量真空度；控制器通过与待测废气再循环阀13自身的位移传感器通信直接获取待测废气再循环阀13的阀门开度数据。

进行废气再循环阀机械疲劳耐久性测试时，燃烧器2、第一调速水泵6、第二调速水泵18均关闭；调节真空度至某目标值(调节方法同上)；控制器通过脉冲信号控制低温二位三通阀27以一定频率作周期性动作，从而调节待测废气再循环阀13作周期性开关动作。

进行废气再循环阀高温废气周期性冲击疲劳耐久性测试时，调节真空度至某目标值(调节方法同上)，调节待测废气再循环阀13进气温度与压力至某目标值(调节方法同上)，高位二位三通阀23置零位直通大气；通过调节变频电机8的转速来调节连续旋转阀9至某目标转速，从而在待测废气再循环阀13的进气口产生周期性高温废气脉冲。

若测试结果需要的是通过待测废气再循环阀13的气体质量流量，则可直接通过质量流量计24测得；若所需为体积流量，那么可依据伯努利方程换算得到(因该理论非常成熟，此不骜述)。

Claims (1)

1、一种废气再循环阀多功能试验装置，其特征在于燃烧器(2)出气口依次与进气冷却器(4)、连续旋转阀(9)、溢流阀(10)的一端、待测废气再循环阀(13)的进气口相连接，连续旋转阀(9)的另一出气口通大气，真空泵(25)的进气口依次与溢流阀(10)的一端、常温二位三通阀(27)、待测废气再循环阀(13)的真空管相连接，常温二位三通阀(27)的一接口通大气，待测废气再循环阀(13)的出气口依次与排气冷却器(16)、背压阀(20)、高温二位三通阀(23)、质量流量计(24)连接后通大气、高温二位三通阀(23)另一接口直接通大气，在待测废气再循环阀(13)进气口管路设置有第一温度传感器(11)和第一压力传感器(12)，在待测废气再循环阀(13)出气口管路设置有第二温度传感器(14)和第二压力传感器(15)，在背压阀(20)的出口管路设置有第三温度传感器(21)和第三压力传感器(22)，在待测废气再循环阀(13)真空管管路设置有第四温度传感器(29)和第四压力传感器(28)。

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