CN103105297A

CN103105297A - 一种发动机egr率直接测量方法及发动机egr阀

Info

Publication number: CN103105297A
Application number: CN2013100129751A
Authority: CN
Inventors: 金晖; 王伟; 陈伟国
Original assignee: SAIC Chery Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery Automobile Co Ltd
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明涉及发动机排气再循环率测量领域，特别涉及EGR率直接测量方法。包括以下步骤：a、测量发动机的油耗仪和空燃比分析仪得到燃油消耗量B_fuel和当前工况下的过量空气系数φ，根据以下关系计算得出发动机缸内燃烧的新鲜空气的质量流量M_air：M_air=B_fuel×φ×14.5b、测量EGR阀废气进气道的压力、温度P_a、T_a和EGR阀废气排气道的压力、温度P_b、T_b；c、测量EGR阀的排气通道的截面积A_o；d、根据以下关系计算得出EGR阀的废气质量流量M_egr：A_eff＝A_o×CFF

其中A_eff为EGR阀实际流通截面积CFF为EGR阀的理论流量系数R为气体常数γ为比热比e、根据以下关系计算得出发动机的EGR率：

根据EGR阀废气进气口和排气口的温度和压力直接测量得到EGR率，测量结果精确，更加直观的反应了发动的EGR率。

Description

一种发动机EGR率直接测量方法及发动机EGR阀

技术领域

本发明涉及发动机排气再循环率测量领域，特别涉及发动机EGR率直接测量方法。

背景技术

排气再循环（Exhaust Gas Recirculation）为汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术（手法或方法）。主要目的为降低排出气体中的氮氧化物（NOx）与分担部分负荷时可提高燃料消费率。取其每个英语单字的字首“EGR”为通称。发动机的EGR率是通过EGR阀的质量流量与发动机气缸的总空气量之间的比值。

目前整车上对于发动机EGR率的测量方法是由EGR阀的开度来间接得到，先在实验室中测量出发动机运行在不同工况下EGR阀不同开度时分别对应的发动机EGR率，即为理想发动机EGR率，并将该EGR阀的开度与EGR率的对应关系作为标定基础，然后测量整车上实际EGR阀开度，根据标定基础便可以得出发动机的EGR率。但是整车上发动机经过长时间的使用后会有大量的杂质沉淀在EGR阀的孔壁上，杂质的堆积必然会导致孔径的变小，从而导致整车上的发动机的实际通过的废气量小于理想状态时废气通过量，也就是说实际EGR率要小于理想EGR率，降低了汽油燃烧性能，影响了整车性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量结果精确，误差小的发动机EGR率直接测量方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种发动机EGR率直接测量方法，包括以下步骤：

a、测量发动机的油耗仪和空燃比分析仪得到发动机的燃油消耗量B_fuel和当前工况下的过量空气系数φ，

根据以下关系计算得出发动机缸内燃烧的新鲜空气的质量流量M_air：

M_air=B_fuel×φ×14.5

b、测量EGR阀废气进气道的压力、温度P_a、T_a和EGR阀废气排气道的压力、温度P_b、T_b；

c、测量EGR阀的排气通道的截面积A_o；

d、根据以下关系计算得出EGR阀的废气质量流量M_egr：

A_eff＝A_o×CFF

M_{egr} = A_{eff} \cdot \frac{P_{a}}{\sqrt{R (T_{a} + T_{b}) / 2}} \sqrt{\frac{2 γ}{γ - 1} [{(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{2}{γ}} - {(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{γ + 1}{γ}}]}

其中A_eff为EGR阀实际流通截面积

CFF为EGR阀的理论流量系数

R为气体常数

γ为比热比

e、根据以下关系计算得出发动机的EGR率：

EGR = \frac{M_{egr}}{M_{egr} + M_{air}}

由于采用上技术方案，根据EGR阀废气进气口和排气口的温度和压力直接测量得到EGR率，测量结果精确，更加直观的反应了发动的EGR率。

本发明的另一个目的是提供一种便于测量EGR率的发动机EGR阀。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种发动机EGR阀，包括阀芯和阀体，所述的阀体的废气进气道上设置有用于测量温度和压力的第一传感器，所述的阀体的废气排气道上设置有用于测量温度和压力的第二传感器。

由于采用以上技术方案，第一传感器和第二传感器将采集到的信号传递至控制系统，便于测量EGR阀的EGR率，结构较为简单。

附图说明

图1是EGR阀的结构示意图。

具体实施方式

一种发动机EGR率直接测量方法，包括以下步骤：

M_air=B_fuel×φ×14.5

c、测量EGR阀的排气通道的截面积A_o；

d、根据以下关系计算得出EGR阀的废气质量流量M_egr：

A_eff＝A_o×CFF

M_{egr} = A_{eff} \cdot \frac{P_{a}}{\sqrt{R (T_{a} + T_{b}) / 2}} \sqrt{\frac{2 γ}{γ - 1} [{(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{2}{γ}} - {(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{γ + 1}{γ}}]}

其中A_eff为EGR阀实际流通截面积

CFF为EGR阀的理论流量系数

R为气体常数

γ为比热比

e、根据以下关系计算得出发动机的EGR率：

EGR = \frac{M_{egr}}{M_{egr} + M_{air}}

根据EGR阀废气进气口和排气口的温度和压力直接测量得到EGR率，测量结果精确，更加直观的反应了发动的实际EGR率。

如图1，一种发动机EGR阀，包括阀芯10和阀体20，所述的阀体20的废气进气道21上设置有用于测量温度和压力的第一传感器23，所述的阀体20的废气排气道22上设置有用于测量温度和压力的第二传感器24。根据上述测量方法可以直接测量该EGR阀的实际EGR率，根据该实际EGR率可以调整EGR阀的开度，使整车工作在最佳的状态，该EGR阀提高了汽车的燃油性和稳定性。

所述的阀芯10采用铁磁性材料，阀芯10的外周套设有励磁线圈30，所述的阀芯10的头部为球头结构，阀口26为锥形结构，其小口端连接废气进气道21，大端口连接废气排气道22。励磁线圈30通电后会产生一定的磁力，磁力会对阀芯10产生力的作用，驱动阀芯做直线运动，实现调节EGR阀的开度大小，球头结构的阀芯10和锥形结构的阀口26配合使用能够减小运动冲击，延长EGR阀的使用寿命。

所述的第一传感器23为温度压力传感器。

所述的第二传感器24为温度压力传感器。

所述的第一传感器23可以采用温度传感和压力传感器分别采集温度和压力信号，也可以采用温度和压力传感器集成为一体的温度压力传感器，同样的第二传感器24也可采用上述两者方案中的任一种，本发明优先采用第二种方案，节省安装空间，节约成本。

所述的第一传感器23和第二传感器24分别位于阀口26两侧且靠近于阀口26，也就是靠近靠近阀芯10。在满足安装条件的前提下第一传感器23和第二传感器24越靠近阀口26测量的温度和压力越精确，最终测量的的结果就越接近实际的EGR率，提高测量结果的精确度。

所述的第一传感器23、第二传感器24和励磁线圈30均通过阀体20上的线束插件25与电源相连，所述的线束插件25连接ECU。线束插件25主要的作用是实现第一传感器23、第二传感器24和励磁线圈30与电源连通，同时将ECU的控制信号传送给励磁线圈30，实现调节EGR阀的开度，再者线束插件25也将第一传感器23和第二传感器24测量的温度和压力信号传输给EGR率的测量模块。

Claims

1.一种发动机EGR率直接测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

M_air=B_fuel×φ×14.5

c、测量EGR阀的排气通道的截面积A_o；

d、根据以下关系计算得出EGR阀的废气质量流量M_egr：

A_eff＝A_o×CFF

M_{egr} = A_{eff} \cdot \frac{P_{a}}{\sqrt{R (T_{a} + T_{b}) / 2}} \sqrt{\frac{2 γ}{γ - 1} [{(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{2}{γ}} - {(\frac{P_{b}}{P_{a}})}^{\frac{γ + 1}{γ}}]}

其中A_eff为EGR阀实际流通截面积

CFF为EGR阀的理论流量系数

R为气体常数

γ为比热比

e、根据以下关系得出发动机的EGR率：

EGR = \frac{M_{egr}}{M_{egr} + M_{air}}

2.一种发动机EGR阀，其特征在于：包括阀芯（10）和阀体（20），所述的阀体（20）的废气进气道（21）上设置有用于测量温度和压力的第一传感器（23），所述的阀体（20）的废气排气道（22）上设置有用于测量温度和压力的第二传感器（24）。

3.根据权利要求1所述的发动机EGR阀，其特征在于：所述的阀芯（10）采用铁磁性材料，阀芯（10）的外周套设有励磁线圈（30），所述的阀芯（10）的头部为球头结构，阀口（26）为锥形结构，其小口端连接废气进气道（21），大端口连接废气排气道（22）。

4.根据权利要求1所述的发动机EGR阀，其特征在于：所述的第一传感器（23）为温度压力传感器。

5.根据权利要求1所述的发动机EGR阀，其特征在于：所述的第二传感器（24）为温度压力传感器。

6.根据权利要求3所述的发动机EGR阀，其特征在于：所述的第一传感器（23）和第二传感器（24）分别位于阀口（26）两侧且靠近于阀口（26）。

7.根据权利要求1或4所述的发动机EGR阀，其特征在于：所述的第一传感器（23）、第二传感器（24）和励磁线圈（30）均通过阀体（20）上的线束插件（25）与电源相连，所述的线束插件（25）连接ECU。