CN103776503A - 一种确定和调节egr质量流量的系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种确定和调节EGR质量流量的系统,包括EGR阀、处理器,EGR阀通过EGR阀电机与处理器的输出端连接,EGR阀的入口处设置有一号传感器,EGR阀的出口处设置有二号传感器,EGR阀电机上设置有位置开度传感器,一号传感器为温度压力传感器,二号传感器为压力传感器,且一号传感器、二号传感器、位置开度传感器的输出端都与处理器的输入端信号连接,使用时,首先标定EGR阀的流量特性曲线并将其存储到处理器中,再由处理器根据其接收到的实时数据以及流量特性曲线计算出实时EGR质量流量并调节EGR阀的开度大小。本设计不仅降低了成本,而且方法简便易行。
Description
技术领域
本发明涉及一种流量测定测定系统及其使用方法,尤其涉及一种确定和调节EGR质量流量的系统及其使用方法,具体适用于降低成本,简化测量方法。
背景技术
为保护我们地球的生存环境,各国越来越提倡低碳环保的生活理念。因社会经济的发展,发动机成为日常交通运输等各方面不可缺少的力量,随着车辆的日益增长,其排放的污染物不断的危害着周围的环境。发动机的排放排放污染物主要包括氮氧化物和颗粒。当今世界各国柴油机的排放法规日益严格,同时降低NOx和碳烟成为我们所面临的共同难题与挑战。
EGR技术的运用有效的降低了NOx,这是因为再循环的废气取代了一部分新鲜空气,从而降低了混合气的氧浓度。同时,废气中惰性气体成分阻碍了滞燃期内可燃混合气的形成及燃烧速度,从而抑制了燃烧温度。而且,废气中的比热容较高的气体成分(CO2/H2O),吸收了一部分燃烧产生的热,也降低了燃烧温度。这几个方面的影响降低了NOx的生成。但如果同时能保持合适的空燃比,氧浓度虽然降低,但局部空燃比更加均匀,则可以同时降低NOx和PM,如何确定并调节EGR的质量流量对EGR率的控制较为关键。
中国专利申请公布号为CN103105297A,申请公布日为2013年5月15日的发明专利公开了一种发动机EGR率直接测量方法及发动机EGR阀,该测量方法包括以下步骤:a、测量EGR阀废气进气道的压力、温度和EGR 阀废气排气道的压力、温度,b、测量EGR阀的排气通道的截面积,c、根据公式计算得出EGR阀的废气质量流量。虽然该发明,测量结果精确,更加直观的反应了发动的EGR 率,但仍然存在以下缺陷:
该发明中EGR阀的废气质量流量的确定需要测量EGR阀废气进气道的压力和温度、EGR阀废气排气道的压力和温度、EGR阀排气通道的截面积这五个参数,因此成本较高、测量方法较为复杂。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的成本较高、测量方法较为复杂的问题,提供一种成本较底、测量简便的确定和调节EGR质量流量的系统及其使用方法。
为实现以上目的,本发明的技术方案如下:
一种确定和调节EGR质量流量的系统,包括EGR阀、处理器,所述EGR阀的入口处设置有一号传感器,EGR阀的出口处设置有二号传感器,所述一号传感器、二号传感器的输出端均与处理器的输入端信号连接,处理器的输出端与EGR阀连接;
所述系统还包括EGR阀位置开度传感器,所述EGR阀位置开度传感器的输出端与处理器的输入端信号连接,且一号传感器为温度压力传感器,二号传感器为压力传感器。
所述处理器的输出端通过EGR阀电机与EGR阀连接,且EGR阀位置开度传感器设置在EGR阀电机上。
所述处理器为发动机电子控制单元。
所述EGR阀为蝶阀。
一种上述确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法,该方法依次包括以下步骤:
步骤一:安装所述EGR阀、处理器、一号传感器、二号传感器、EGR阀位置开度传感器,其中,一号传感器、二号传感器、EGR阀位置开度传感器的输出端都与处理器的输入端信号连接,处理器的输出端与EGR阀连接;
步骤二:发动机运行前,首先在台架标定系统上标定EGR阀的流量特性曲线,然后将该流量特性曲线存储到处理器中,所述标定EGR阀的流量特性曲线即为建立EGR阀位置开度-EGR阀有效截面积的拟合曲线;
步骤三:发动机运行中,一号传感器、二号传感器、EGR阀位置开度传感器将其监测到的实时数据传输给处理器,再由处理器根据其接收到的实时数据以及所述流量特性曲线计算出实时EGR质量流量;
步骤四:处理器根据计算得到的实时EGR质量流量调节EGR阀的开度大小,此时,完成确定和调节EGR质量流量的系统的使用。
所述步骤三中,处理器通过以下公式计算得到EGR质量流量:
公式2:;
其中:Q为EGR质量流量,A为EGR阀1的有效截面积,K为1.37,P0为排气滞止压力,V0为排气滞止比体积,V2为EGR阀1出口截面上排气的比体积,P2为EGR阀出口截面上的排气压力,T0为排气滞止温度,Rg为气体常数;
所述P0、T0由一号传感器测得,所述P2由二号传感器测得,所述A由处理器根据EGR阀位置开度传感器监测的实时数据计算所得。
所述处理器的输出端通过EGR阀电机与EGR阀连接,且EGR阀位置开度传感器设置在EGR阀电机上;
所述步骤三中,处理器根据计算得到的EGR质量流量调节EGR阀的开度大小是指:处理器首先根据实时EGR质量流量与目标EGR质量流量的差值产生EGR阀控制信号,再将该控制信号输送给EGR阀电机,随后EGR阀电机带动EGR阀的阀门运动以实现调节EGR阀的开度大小。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种确定和调节EGR质量流量的系统包括一号传感器、二号传感器、EGR阀位置开度传感器,且一号传感器为温度压力传感器,二号传感器为压力传感器,即只需测定EGR阀的进口温度、进口压力、出口压力以及位置开度就能确定实时EGR质量流量,不仅降低了应用成本,而且结构简单、易于实施。因此,本发明不仅降低了应用成本,而且易于实施。
2、本发明一种确定和调节EGR质量流量的系统处理器的输出端通过EGR阀电机与EGR阀的输入端连接,即EGR阀采用电动阀,不仅对EGR阀位置开度的反馈精度较高、反馈速度较快,而且体积小,占用空间少。因此,本发明不仅反馈精度较高、反馈速度较快,而且占用空间小。
3、本发明一种确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法包括一号传感器、二号传感器、EGR阀位置开度传感器将其监测到的实时数据传输给处理器,再由处理器根据其接收到的实时数据以及所述流量特性曲线计算出实时EGR质量流量的步骤,该步骤中处理器根据EGR阀的进口温度、进口压力、出口压力以及位置开度并通过其逻辑算法即可计算出实时EGR质量流量,有效简化了测量方法。因此,本发明简化了测量方法。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制流程图。
图中:EGR阀1、处理器2、一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5、EGR阀电机6。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1、图2,一种确定和调节EGR质量流量的系统,包括EGR阀1、处理器2,所述EGR阀1的入口处设置有一号传感器3,EGR阀1的出口处设置有二号传感器4,所述一号传感器3、二号传感器4的输出端均与处理器2的输入端信号连接,处理器2的输出端与EGR阀1连接;
所述系统还包括EGR阀位置开度传感器5,所述EGR阀位置开度传感器5的输出端与处理器2的输入端信号连接,且一号传感器3为温度压力传感器,二号传感器4为压力传感器。
所述处理器2的输出端通过EGR阀电机6与EGR阀1连接,且EGR阀位置开度传感器5设置在EGR阀电机6上。
所述处理器2为发动机电子控制单元。
所述EGR阀1为蝶阀。
一种上述确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法,该方法依次包括以下步骤:
步骤一:安装所述EGR阀1、处理器2、一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5,其中,一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5的输出端都与处理器2的输入端信号连接,处理器2的输出端与EGR阀1连接;
步骤二:发动机运行前,首先在台架标定系统上标定EGR阀1的流量特性曲线,然后将该流量特性曲线存储到处理器2中,所述标定EGR阀1的流量特性曲线即为建立EGR阀位置开度-EGR阀有效截面积的拟合曲线;
步骤三:发动机运行中,一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5将其监测到的实时数据传输给处理器2,再由处理器2根据其接收到的实时数据以及所述流量特性曲线计算出实时EGR质量流量;
步骤四:处理器2根据计算得到的实时EGR质量流量调节EGR阀1的开度大小,此时,完成确定和调节EGR质量流量的系统的使用。
所述步骤三中,处理器2通过以下公式计算得到EGR质量流量:
其中:Q为EGR质量流量,A为EGR阀1的有效截面积,K为1.37,P0为排气滞止压力,V0为排气滞止比体积,V2为EGR阀1出口截面上排气的比体积,P2为EGR阀出口截面上的排气压力,T0为排气滞止温度,Rg为气体常数;
所述P0、T0由一号传感器3测得,所述P2由二号传感器4测得,所述A由处理器2根据EGR阀位置开度传感器5监测的实时数据计算所得。
所述处理器2的输出端通过EGR阀电机6与EGR阀1连接,且EGR阀位置开度传感器5设置在EGR阀电机6上;
所述步骤三中,处理器2根据计算得到的EGR质量流量调节EGR阀1的开度大小是指:处理器2首先根据实时EGR质量流量与目标EGR质量流量的差值产生EGR阀控制信号,再将该控制信号输送给EGR阀电机6,随后EGR阀电机6带动EGR阀1的阀门运动以实现调节EGR阀1的开度大小。
本发明的原理说明如下:
本发明通过测量EGR阀1的进口温度、进口压力、出口压力以及位置开度,同时基于EGR阀1的流量特性对EGR阀1的有效截面积进行标定,最终确定实时EGR质量流量,并经由控制EGR阀1的开度大小调节实时EGR质量流量,使其与目标EGR质量流量保持一致,该法计算简单、结果直观可靠。
本发明所公开的方法可应用在各种燃烧装置,如发动机,锅炉等,或其他的有可能进行的流体调节的燃烧装置上。
本发明中一号传感器3可以采用集成温度传感器与压力传感器的温度压力传感器,也可以采用温度传感器、压力传感器分别检测EGR阀1的进口温度、进口压力,本发明优先采用集成化的温度压力传感器。
实施例1:
参见图1、图2,一种确定和调节EGR质量流量的系统,包括EGR阀1、处理器2,所述EGR阀1为蝶阀,所述处理器2为发动机电子控制单元,所述EGR阀1通过EGR阀电机6与处理器2的输出端连接,所述EGR阀1的入口处设置有一号传感器3,EGR阀1的出口处设置有二号传感器4,所述EGR阀电机6上设置有EGR阀位置开度传感器5,所述一号传感器3为温度压力传感器,二号传感器4为压力传感器,且一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5的输出端都与处理器2的输入端信号连接。
一种上述确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法,该方法依次包括以下步骤:
步骤一:安装所述EGR阀1、处理器2、一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5,其中,一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5的输出端都与处理器2的输入端信号连接,处理器2的输出端与EGR阀1连接;
步骤二:发动机运行前,首先在台架标定系统上标定EGR阀1的流量特性曲线,然后将该流量特性曲线存储到处理器2中,所述标定EGR阀1的流量特性曲线即为建立EGR阀位置开度-EGR阀有效截面积的拟合曲线;
步骤三:发动机运行中,一号传感器3、二号传感器4、EGR阀位置开度传感器5将其监测到的实时数据传输给处理器2,再由处理器2根据其接收到的实时数据以及所述流量特性曲线计算出实时EGR质量流量,其中,
处理器2通过以下公式计算得到EGR质量流量:
Q为EGR质量流量,A为EGR阀1的有效截面积,K为1.37,P0为排气滞止压力,V0为排气滞止比体积,V2为EGR阀1出口截面上排气的比体积,P2为EGR阀出口截面上的排气压力,T0为排气滞止温度,Rg为气体常数;
所述P0、T0由一号传感器3测得,所述P2由二号传感器4测得,所述A由处理器2根据EGR阀位置开度传感器5监测的实时数据计算所得;
步骤四:处理器2首先根据实时EGR质量流量与目标EGR质量流量的差值产生EGR阀控制信号,再将该控制信号输送给EGR阀电机6,随后EGR阀电机6带动EGR阀1的阀门运动以实现调节EGR阀1的开度大小,此时,完成确定和调节EGR质量流量的系统的使用。
Claims (7)
1.一种确定和调节EGR质量流量的系统,包括EGR阀(1)、处理器(2),所述EGR阀(1)的入口处设置有一号传感器(3),EGR阀(1)的出口处设置有二号传感器(4),所述一号传感器(3)、二号传感器(4)的输出端均与处理器(2)的输入端信号连接,处理器(2)的输出端与EGR阀(1)连接,其特征在于:
所述系统还包括EGR阀位置开度传感器(5),所述EGR阀位置开度传感器(5)的输出端与处理器(2)的输入端信号连接,且一号传感器(3)为温度压力传感器,二号传感器(4)为压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种确定和调节EGR质量流量的系统,其特征在于:所述处理器(2)的输出端通过EGR阀电机(6)与EGR阀(1)连接,且EGR阀位置开度传感器(5)设置在EGR阀电机(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种确定和调节EGR质量流量的系统,其特征在于:所述处理器(2)为发动机电子控制单元。
4.根据权利要求1或2所述的一种确定和调节EGR质量流量的系统,其特征在于:所述EGR阀(1)为蝶阀。
5.一种权利要求1所述的确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法,其特征在于该方法依次包括以下步骤:
步骤一:安装所述EGR阀(1)、处理器(2)、一号传感器(3)、二号传感器(4)、EGR阀位置开度传感器(5),其中,一号传感器(3)、二号传感器(4)、EGR阀位置开度传感器(5)的输出端都与处理器(2)的输入端信号连接,处理器(2)的输出端与EGR阀(1)连接;
步骤二:发动机运行前,首先在台架标定系统上标定EGR阀(1)的流量特性曲线,然后将该流量特性曲线存储到处理器(2)中,所述标定EGR阀(1)的流量特性曲线即为建立EGR阀位置开度-EGR阀有效截面积的拟合曲线;
步骤三:发动机运行中,一号传感器(3)、二号传感器(4)、EGR阀位置开度传感器(5)将其监测到的实时数据传输给处理器(2),再由处理器(2)根据其接收到的实时数据以及所述流量特性曲线计算出实时EGR质量流量;
步骤四:处理器(2)根据计算得到的实时EGR质量流量调节EGR阀(1)的开度大小,此时,完成确定和调节EGR质量流量的系统的使用。
7.根据权利要求5或6所述的一种确定和调节EGR质量流量的系统的使用方法,其特征在于:
所述处理器(2)的输出端通过EGR阀电机(6)与EGR阀(1)连接,且EGR阀位置开度传感器(5)设置在EGR阀电机(6)上;
所述步骤三中,处理器(2)根据计算得到的实时EGR质量流量调节EGR阀(1)的开度大小是指:处理器(2)首先根据实时EGR质量流量与目标EGR质量流量的差值产生EGR阀控制信号,再将该控制信号输送给EGR阀电机(6),随后EGR阀电机(6)带动EGR阀(1)的阀门运动以实现调节EGR阀(1)的开度大小。
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