CN106248412A - 具备自动控制策略的egr冷热循环试验台及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台及其试验方法。所述的试验台包括气路系统和水路系统，所述的气路系统包括燃烧器、主气路、尾气换热器和至少一个样件支路；所述的水路系统包括依次连接的安全阀、储水箱、进水阀、进水过滤器、水泵、加热器、样件支路、水换热器、回水过滤器。本发明通过普通型三通换向阀，以及燃油泵变频调节，产生温度交变，具备高低温均可控、故障率低、结构简单、设备成本低、维护维修方便、占地空间小、运行稳定等优点。

Description

具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台及其试验方法

技术领域

本发明涉及EGR检测设备，尤其涉及EGR冷热循环试验设备技术领域，具体地说是一种具有新型的具备自动控制策略且节能可靠的EGR冷热循环试验台。

背景技术

目前，我们进行EGR冷热循环试验的设备，基本上采用高温阀门来达到温度、流量、压力的切换和交变，高温阀门普遍通过电动或气动机构执行机构。由于该试验属于高低温可靠性试验，高温温度达到1000℃，因此对阀门材质有耐高温的要求。而普遍采用的高温阀门的密封性能差、使用寿命低，且成本高，由此导致热源与样件进口管路过长、热量损失严重等设备故障率高的缺点。为了克服这一技术缺陷，必须改进设备控制策略，获得更加有效、接近实际工况的测试结果。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种具有新型控制策略的可靠性高、成本低、能耗低、维修方便的EGR热循环试验台。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，包括气路系统和水路系统，其特征在于：

所述的气路系统包括燃烧器、主气路、尾气换热器和至少一个样件支路；所述的主气路包括依次连接的进气阀、气流量调节阀、第一预热三通阀、第二预热三通阀和冷热切换阀；所述的冷热切换阀的第一控制输出口连接到燃烧器，第二控制输出口通过单向阀连接到样件支路；所述的样件支路置于所述的燃烧器和尾气换热器之间，包括依次连接的样件气侧、出气换热器、背压阀和气路流量计；所述的第一预热三通阀和第二预热三通阀4的旁路连接到尾气换热器的冷侧，通过尾气换热器回收部分热量；

所述的水路系统包括依次连接的安全阀、储水箱、进水阀、进水过滤器、水泵、加热器、样件支路、水换热器、回水过滤器；所述水换热器的冷侧设有冷却水进水阀和冷却水调节阀；所述的样件支路包括依次连接的水流量计、水流量调节阀和样件水侧；

两个或两个以上的样件支路并联。

根据本发明，所述的燃烧器可以是煤粉燃烧器、油燃烧器或气体燃烧器。

根据本发明，每个样件支路中可以有一个样件，也可具有多个串联的样件。

本发明的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，通过普通型三通换向阀，以及燃油泵变频调节，产生温度交变，具备高低温均可控、故障率低、结构简单、设备成本低、维护维修方便、占地空间小、运行稳定等优点。

本发明还要提供一种具备自动控制策略的EGR冷热循环试验方法，包括气路系统和水路系统，其特征在于包括以下步骤：

1)准备运行阶段：

1.1)关闭水路系统的冷却水进水阀和冷却水调节阀，打开进水阀、水流量调节阀，开启水泵，根据水流量计的显示值，调节水泵12转速，至样件水侧达到设定的水流量；

1.2)开启气路系统的进气阀、气流量调节阀，置第一预热三通阀和第二预热三通阀于直通状态、冷热切换阀于热状态，打开背压阀，燃烧器点火；

1.3)当气路系统的进气温达到设定值时，将第一预热三通阀和第二预热三通阀置于旁通状态，通过尾气换热器，回收部分热量；调节背压阀，使样件的气侧压力保持在设定值；

1.4)当水路系统的水温达到设定温度时，开启换热器的冷却水进水阀和冷却水调节阀，控制水温处于稳定状态；

2)热循环运行阶段：开启进气阀1，调节气流量调节阀2，置第一预热三通阀3和第二预热三通阀4于旁通状态、冷热换向阀5于热状态，调节背压阀至设定值，燃烧器保持点火运行；开启水路系统的制冷系统；控制样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；

3)冷循环运行阶段：将冷热切换阀置于冷状态，燃油泵熄火运行；开启水路系统的制冷系统；保持样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；如果进气温度高于设定值，置所述的第一预热三通阀和第二预热三通阀4置于直通状态；

4)通过设计自动控制策略，重复步骤2)、3)，直至达到规定的试验次数。

附图说明

图1是本发明具有两个并联样件支路实施方式的气路系统的结构示意图。

图2是本发明具有两个并联样件支路实施方式的水路系统的结构示意图。

图3是本发明单个样件支路实施方式的气路系统的结构示意图。

图4是本发明单个样件支路实施方式的水路系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，包括气路系统和水路系统。

参照图1，所述的气路系统包括燃烧器22、主气路、尾气换热器11和两个个样件支路；所述的主气路包括依次连接的进气阀1、气流量调节阀2、第一预热三通阀3、第二预热三通阀4和冷热切换阀5；所述的冷热切换阀5的第一控制输出口连接到燃烧器22，第二控制输出口通过单向阀6连接到样件支路；所述的两个样件支路并联在所述的燃烧器22和尾气换热器11之间，第一样件支路包括依次连接的第一样件23的气侧、出气换热器24、背压阀25和气路流量计26，第二样件支路包括依次连接的第二样件7的气侧、出气换热器8、背压阀9和气路流量计10；所述的第一预热三通阀3和第二预热三通阀4的旁路连接到尾气换热器11的冷侧，通过尾气换热器11回收部分热量。

所述的燃烧器22为燃油燃烧器，其燃料系统包括燃油补液系统15、燃油箱16、过滤器17、燃油泵18、燃油流量计19、输油阀21和回油阀20。

参照图2，所述的水路系统包括依次连接的安全阀35、储水箱36、进水阀37、进水过滤器34、水泵12、加热器13、两个并联的样件支路、水换热器30、回水过滤器28；所述水换热器30的冷侧设有冷却水进水阀29和冷却水调节阀31；第一样件支路包括依次连接的水流量计14、水流量调节阀27和第一样件23的水侧，第二样件支路包括依次连接的水流量计32、水流量调节阀32和第二样件7的水侧。

本发明采用的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，按以下步骤进行：

1)准备运行阶段：

1.1)关闭水路系统的冷却水进水阀29和冷却水调节阀31，打开进水阀37、水流量调节阀27、水流量调节阀33，开启水泵12，根据水流量计14和32的显示值，调节水泵12转速，至样件水侧达到设定的水流量；调节水流量调节阀27和水流量调节阀33，确保通过样件7和样件23流量一致；

1.2)开启气路系统的进气阀1、气流量调节阀2，置第一预热三通阀3和第二预热三通阀4于直通状态、冷热切换阀5于热状态，打开背压阀，打开背压阀9和背压阀25，打开输油阀21，关闭回油阀20，开启燃油泵18，燃烧器22点火；

1.3)当气路系统的进气温度达到300℃时，将第一预热三通阀3和第二预热三通阀4置于旁通状态，通过尾气换热器11，回收部分热量；调节背压阀，使样件的气侧压力保持在设定值；

1.4)当水路系统的水温达到设定温度时，开启换热器30的冷却水进水阀29和冷却水调节阀31，控制水温处于稳定状态；

2)热循环运行阶段：开启进气阀1，调节气流量调节阀2，置第一预热三通阀3和第二预热三通阀4于旁通状态、冷热换向阀5于热状态，调节第一背压阀9、第二背压阀25至设定值，燃烧器22保持点火运行；开启水路系统中换热器30的冷却水进水阀29和冷却水调节阀31，使制冷系统处于工作状态；控制样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；

3)冷循环运行阶段：将冷热切换阀5置于冷状态，关闭输油阀21，打开回油阀20，开启燃油泵18，熄火运行；开启水路系统中换热器30的冷却水进水阀29和冷却水调节阀31，使制冷系统处于工作状态；保持样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；如果进气温度高于设定值，置所述的第一预热三通阀3和第二预热三通阀4置于直通状态；

4)通过设计自动控制策略，重复步骤2)、3)，直至达到规定的试验次数。

图3和图4是本发明的另一种实施方式，其中样件支路为单个，其余结构与；图1和图2实施方式相同，也能达到同样的技术效果。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，包括气路系统和水路系统，其特征在于：

所述的气路系统包括燃烧器(22)、主气路、尾气换热器(11)和至少一个样件支路；所述的主气路包括依次连接的进气阀(1)、气流量调节阀(2)、第一预热三通阀(3)、第二预热三通阀(4)和冷热切换阀(5)；所述的冷热切换阀(5)的第一控制输出口连接到燃烧器(22)，第二控制输出口通过单向阀(6)连接到样件支路；所述的样件支路置于所述的燃烧器(22)和尾气换热器(11)之间，包括依次连接的样件气侧、出气换热器、背压阀和气路流量计；所述的第一预热三通阀(3)和第二预热三通阀(4)的旁路连接到尾气换热器(11)的冷侧，通过尾气换热器(11)回收部分热量；

所述的水路系统包括依次连接的安全阀(35)、储水箱(36)、进水阀(37)、进水过滤器(34)、水泵(12)、加热器(13)、样件支路、水换热器(30)、回水过滤器(28)；所述水换热器(30)的冷侧设有冷却水进水阀(29)和冷却水调节阀(31)；所述的样件支路包括依次连接的水流量计、水流量调节阀和样件水侧；

两个或两个以上的样件支路并联。

2.如权利要求1所述的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，其特征在于所述的燃烧器(22)为燃油燃烧器，其燃料系统包括燃油补液系统(15)、燃油箱(16)、过滤器(17)、燃油泵(18)、燃油流量计(19)、输油阀(21)和回油阀(20)。

3.如权利要求1或2所述的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验台，其特征在于所述的样件支路为两个，每个支路包括一个样件。

4.具备自动控制策略的EGR冷热循环试验方法，包括气路系统和水路系统，

其特征在于包括以下步骤：

1)准备运行阶段：

1.1)关闭水路系统的冷却水进水阀(29)和冷却水调节阀(31)，打开进水阀(37)、水流量调节阀，开启水泵(12)，根据水流量计的显示值，调节水泵(12)转速，至样件水侧达到设定的水流量；

1.2)开启气路系统的进气阀(1)、气流量调节阀(2)，置第一预热三通阀(3)和第二预热三通阀(4)于直通状态、冷热切换阀(5)于热状态，打开背压阀，燃烧器(22)点火；

1.3)当气路系统的进气温达到设定值时，将第一预热三通阀(3)和第二预热三通阀(4)置于旁通状态，通过尾气换热器(11)，回收部分热量；调节背压阀，使样件的气侧压力保持在设定值；

1.4)当水路系统的水温达到设定温度时，开启换热器(30)的冷却水进水阀(29)和冷却水调节阀(31)，控制水温处于稳定状态；

2)热循环运行阶段：开启进气阀(1)，调节气流量调节阀(2)，置第一预热三通阀(3)和第二预热三通阀(4)于旁通状态、冷热换向阀(5)于热状态，调节背压阀至设定值，燃烧器(22)保持点火运行；开启水路系统的制冷系统；控制样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；

3)冷循环运行阶段：将冷热切换阀(5)置于冷状态，燃油泵(18)熄火运行；开启水路系统的制冷系统；保持样件水侧、气侧的温度、压力和流量处于稳定状态；如果进气温度高于设定值，置所述的第一预热三通阀(3)和第二预热三通阀(4)置于直通状态；

4)通过设计自动控制策略，重复步骤2)、3)，直至达到规定的试验次数。

5.如权利要求4所述的具备自动控制策略的EGR冷热循环试验方法，其特征在于所述的气路系统和水路系统包括两个或多个并联的样件支路，每个样件支路中的温度、压力和流量一致。