CN108731930A - Egr阀高温气体流通实验装置、实验系统及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EGR阀高温气体流通实验装置、实验系统及实验方法,涉及阀门检测设备技术领域，包括燃烧装置和油箱；所述燃烧装置包括箱体将箱体分隔成燃烧室和进气室的隔板；所述隔板上开设有通孔，箱体上还开设有与进气室连通的进气口，且进气室内固定安装有风机；所述燃烧室的内壁上还安装有喷油嘴和电子点火器；所述油箱上还设置有输送管道，输送管道上设置有油泵，且输送管道的输出端与喷油嘴连接；所述箱体上还安装有与燃烧室连通的连接接头。本发明能防止柴油在燃烧过程中产生火灾，且有效防止工作人员在测试过程中被烫伤；同时使柴油的消耗量仅为原来的五分之一。

Description

EGR阀高温气体流通实验装置、实验系统及实验方法

技术领域

本发明涉及阀门检测设备技术领域，具体而言，涉及一种EGR阀高温气体流通实验装置、实验系统及实验方法。

背景技术

EGR阀又名汽车用废气再循环阀，主要应用于汽车发动机尾气排放系统，其最关键作用节能环保，是目前解决尾气排放最理想的产品，它可以在汽车行驶过程中减少发动机高温生成的氮氧化物，从而尾气排放达到标准。

现有技术中，为了对EGR阀的高温耐久性能和内壁的结碳情况进行测试，均采用发动机进行试验，通过柴油机对柴油进行燃烧，然后将柴油机燃烧后产生的尾气通过EGR阀，以此实现对EGR阀的测试。但柴油机在实验过程中，不仅油耗较大，维护保养成本高，排气温度不可大范围调节，且容易产生火灾和机械伤害事故。因此现急需一种经济、安全的实验装置对EGR阀进行测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种EGR阀高温气体流通实验装置、实验系统及实验方法，以解决上述问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：EGR阀高温气体流通实验装置，包括燃烧装置和油箱；所述燃烧装置包括箱体；将箱体分隔成燃烧室和进气室的隔板；所述隔板上开设有通孔，箱体上还开设有与进气室连通的进气口，且进气室内固定安装有风机；所述燃烧室的内壁上还安装有喷油嘴和电子点火器；所述油箱上还设置有输送管道，输送管道上设置有油泵，且输送管道的输出端与喷油嘴连接；所述箱体上还安装有与燃烧室连通的连接接头。

进一步的，所述连接接头为三通接头，且连接接头的两端均设置有连接法兰。

进一步的，所述连接接头上还设置与其连通的排气管，且排气管上还设置有开关阀。

进一步的，所述进气室内还固定安装有驱动风机转动的驱动电机。

进一步的，所述输送管道上还设置有流量阀，。

进一步的，所述输出管的输出端向燃烧室的底部弯折。

进一步的，实验装置还包括机架，且燃烧装置和油箱均安装在机架上。

采用上述EGR阀高温气体流通实验装置的实验系统，还包括安装在连接接头上的EGR阀、与EGR阀电连接的阀门开度控制器、与燃烧装置电连接的燃烧控制器；所述阀门开度控制器包括依次电连接的人机界面、PLC可编程逻辑控制器、驱动板，驱动板与EGR阀电连接，且EGR阀上还设置有与驱动板电连接的位置反馈传感器；所述燃烧控制器分别与风机、油泵、电子点火器电连接，且燃烧控制器还电连接设置有火警警报器、烟雾探测器和自动灭火器。

进一步的，所述EGR阀的出气口内和箱体上均安装有温度传感器，且两个温度传感器均与PLC可编程逻辑控制器电连接。

采用上述EGR阀高温气体流通实验系统的实验方法，具体包括如下步骤：

S1：通过人机界面对可PLC可编程逻辑控制器进行操控，使PLC可编程逻辑控制器将EGR阀的占空比信号和EGR阀的开度信号发送给驱动板，驱动板根据接收到EGR阀开度信号后驱动控制EGR阀动作，EGR阀在动作过程中，EGR阀上的位置反馈传感器会将EGR阀的开度位置信号反馈给驱动板和PLC可编程逻辑控制器，驱动板和PLC可编程逻辑控制器会对EGR阀的实际开度与EGR阀的设定开度进行对比；PLC可编程逻辑控制器会实现PID控制功能，通过PID调节，精确控制EGR阀开度；当PLC可编程逻辑控制器检测到EGR阀两个动作循环内 EGR阀的开度信号异常时，则自动切断驱动EGR阀开闭的电源。

S2：燃烧控制器开始对风机、油泵、电子点火器发出信号，使风机开始向燃烧室内送风，油泵开始缓慢向喷油嘴提供柴油，电子点火器开始点火，使喷油嘴喷出的柴油开始燃烧；在燃烧的过程中，EGR阀的出气口内的温度传感器对进入EGR阀内的气体温度进行检测，箱体上的温度传感器对箱体的温度进行检测，两个温度传感器检测到的温度数据传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器会对两个温度传感器的设定温度与实际温度进行对比；当两个温度传感器的实际温度大于设定温度，油泵停止供油，PLC可编程逻辑控制器对火警警报器发出启动信号，火警警报器开始报警；当烟雾探测器检测到烟雾信号时，烟雾探测器将信号传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器对自动灭火器发出灭火信号，自动灭火器开始灭火。

S3：步骤2中燃烧后产生的高温废气直接通过连接接头进入到EGR阀内，并最终通过EGR阀排出。

进一步的，所述步骤2中燃烧室内燃烧后产生的高温废气温度为150℃-650℃。

本发明的有益效果是,

本发明当需要对EGR阀进行测试时，只需将EGR阀安装在连接接头上即可，通过燃烧装置对柴油进行燃烧，使燃烧产生的高温废气直接通过连接接头进入到EGR阀内，从而实现对EGR阀的高温耐久性能和积碳情况进行测试。本发明中柴油的燃烧是在燃烧室内进行，且柴油是通过喷油嘴喷出后直接燃烧，使柴油的燃烧后产生的高温废气能马上顺着EGR阀内的流通通道再排出，不仅能防止柴油在燃烧过程中产生火灾，且有效防止工作人员在测试过程中被烫伤；同时使柴油的消耗量仅为原来的五分之一。

附图说明

图1是本发明提供的EGR阀高温气体流通实验装置结构图；

图2是阀门开度控制器的系统图；

图3是燃烧控制器的系统图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1、机架，2、油箱， 3、箱体，4、隔板，5、燃烧室，6、进气室， 7、通孔，8、进气口，9、风机，10、喷油嘴，11、电子点火器，12、输送管道，13、连接接头，14、排气管，15、驱动电机，16、流量阀，17、油泵，18、开关阀。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1所示出了本发明提供的一种EGR阀高温气体流通实验装置，包括燃烧装置和油箱2；所述燃烧装置包括箱体3将箱体3分隔成燃烧室5和进气室6的隔板4；所述隔板4上开设有通孔7，箱体3上还开设有与进气室6连通的进气口8，且进气室6内固定安装有风机9；所述燃烧室5的内壁上还安装有喷油嘴10和电子点火器11；所述油箱2上还设置有输送管道12，输送管道12上设置有油泵17，且输送管道12的输出端与喷油嘴10连接；所述箱体3上还安装有与燃烧室5连通的连接接头13。

所述燃烧装置用于对柴油进行燃烧，油箱2主要是用于对待燃烧的柴油进行储存；所述箱体3、隔板4、风机9均为耐高温材料制成，隔板4的四周与箱体3的内壁为无缝焊接，从而使燃烧室5形成一个密封的仓室，而燃烧室5位于箱体3的头部，进气室6位于箱体3的尾部；所述通孔7为多个，且多个通孔7均匀的分布在隔板4上，通过通孔7是燃烧室5和进气室6互通，从而使进气室6内的空气能进入至燃烧室5内为燃烧室5内柴油的燃烧提供氧气，而空气进入进气室6通过进气口8进入，进气口8具体位于箱体3的尾部，为了防止空气中的粉尘进入，可在进气室6的进气口8处设置一个格栅，通过格栅对空气中的粉尘进行初过滤。

所述进气室6内的风机9在转动过程中，使空气中的风快速的通过进气室6进入到燃烧室5内，使燃烧室5内在燃烧时具有足够的氧气。所述喷油嘴10和电子点火器11均为现应用于发动机中的喷油嘴10和电子点火器11；通过输送管道12将油箱2内的柴油进行输送，且输送的柴油最终通过喷油嘴10喷出，而喷油嘴10喷出的柴油在接触到电子点火器11的产生的电火花时被点燃，从而对喷油嘴10喷出的柴油进行燃烧。所述输送管道12为钢管或软管；当输送管道12为软管时，喷油嘴10与输送软管之间的连接需采用金属连接接头13进行连接，而此时输送软管的输出端位于燃烧装置外。所述连接接头13具体位于燃烧室5的顶部，使燃烧室5内的柴油在燃烧后马上进入到连接接头13内，防止柴油燃烧后产生的废气集中在燃烧室5内。

所述连接接头13为三通接头，使一个连接接头13上能同时安装两个EGR阀，使两个EGR阀能同时进行测试；所述连接接头13的两端均设置有连接法兰，连接法兰与连接接头13焊接，且为了防止EGR阀在测试过程中被箱体3的温度烫伤，可将连接接头13与EGR阀的连接端向上弯折，从而使连接接头13的连接端远离箱体3，同时防止工作人员在对EGR阀进行更换时被箱体3的余温烫伤。

所述连接接头13上还设置与其连通的排气管14，排气管14的直径小于连接接头13的内径，且排气管14上还设置有开关阀18；所述排气管14的输出端向上，且开关阀18为手动开关阀18；当安装在连接接头13上的EGR阀关闭时，燃烧室5内柴油燃烧后产生的高温废气能通过排气管14排出，使燃烧室5内进入足够的氧气，从而使喷油嘴10喷出的柴油能被继续燃烧，从而有效防止燃烧室5内柴油的燃烧被熄灭；当安装在连接接头13上的EGR阀被打开时，为了使燃烧室5内柴油燃烧后的高温废气能全部通过EGR阀，此时通过开关阀18对排气管14进行关闭，防止因高温废气从排气管14排出而导致EGR阀的测试受到影响。

所述进气室6内还固定安装有驱动风机9转动的驱动电机15，驱动电机15为耐高温的变频电机，防止驱动电机15因燃烧室5内的高温受到损坏，驱动电机15通过螺钉固定在进气室6内。所述输送管道12上还设置有流量阀16，所述油泵17和流量阀16均匀现有技术的直接使用，且油泵17主要用于对油箱2内的柴油进行抽送，从而对喷油嘴提供柴油；而流量阀16主要用于对输送管道12内柴油的输送量进行调节，有效防止柴油在燃烧过程中造成浪费。

所述输出管的输出端向燃烧室5的底部弯折，防止柴油在通过喷油嘴10喷出后进入到连接接头13内，使柴油在燃烧过程中在连接接头13内进行燃烧。实验装置还包括机架1，且燃烧装置和油箱2均安装在机架1上，具体为，燃烧装置和油箱2均通过螺钉安装在机架1上。

当需要对EGR阀进行测试时，先将EGR阀安装在连接接头13上，并打开EGR阀，关闭排气管14上的开关阀18，然后对输送管道12上的流量阀16进行调节，使通过喷油嘴10喷出的柴油能被完全燃烧；此时通过电子点火器11进行点火，当喷油嘴10喷出的柴油与电子点火器11的高温接触时，喷油嘴10喷出的柴油开始燃烧，而此时风机9开始转动，风机9的转动将空气通过进气室6进入到燃烧室5内，从而对柴油的燃烧提供氧气；而柴油燃烧后产生的高温废气通过连接接头13通过到EGR阀，顺着整个EGR阀内壁进行流通，使EGR阀实现高温气体测试和结碳量的测试。

如图2、图3所示，EGR阀高温气体流通实验装置的实验系统，还包括安装在连接接头上的EGR阀、与EGR阀电连接的阀门开度控制器、与燃烧装置电连接的燃烧控制器；所述阀门开度控制器包括依次电连接的人机界面、PLC可编程逻辑控制器、驱动板，驱动板与EGR阀电连接，且EGR阀上还设置有与驱动板电连接的位置反馈传感器；所述燃烧控制器分别与风机9、油泵17、电子点火器11电连接，且燃烧控制器还电连接设置有火警报警器、烟雾探测器和自动灭火器。

所述EGR阀与连接接头13通过螺钉固定密封连接，防止EGR阀与连接接头13的连接处泄漏，阀门开度控制器主要是用于对EGR阀的开度进行控制，通过输入的占空比和开度设置信号从而得出EGR阀的开度，而位置反馈传感器用于检测EGR阀的开度情况，从而将EGR阀的开度情况传输给驱动板和PLC，使位置反馈传感器检测到的EGR阀开度情况与PLC可编程逻辑控制器对EGR阀发送的占空比进行对比，从而确保EGR阀的开度是否符合设定值；所述燃烧控制器用于对风机的开关和转速进行控制，通过风机9的转动频率不同即风机9的转速则不同，即燃烧室5内的进气量的不同；燃烧控制器对油泵17的开关频率进行控制，而柴油的流动量则通过流量阀16进行微调控制，使喷油嘴10喷出的柴油量进行控制，从而对燃烧室5内的燃烧得到控制；燃烧控制器对电子点火器11的控住主要是使电子点火器11能对喷油嘴10喷出的柴油进行点火，从而使喷油嘴10喷出的柴油进行燃烧；烟雾探测器用于对实验室内的烟雾进行检测，并将检测到的数据传输给PLC可编程逻辑控制器，当实验室内的烟雾超过报警值时，即烟雾探测器给PLC可编程逻辑控制器发出报警信号，使火警报警器进行报警，同时PLC可编程逻辑控制器给执行元件发送指令，切断设备电源，并对自动灭火器发送灭火指令，自动灭火器进行自动灭火。所述执行元件为继电器，执行元件的输入端与PLC可编程逻辑控制器电连接，执行元件的输出端与电源电连接。所述EGR阀的出气口内和箱体3上均安装有温度传感器，且两个温度传感器均与PLC可编程逻辑控制器电连接。所述安装在EGR阀的出气口内的温度传感器用于对通过EGR阀内的高温废气进行检测，而安装在箱体3上的温度传感器则用于对箱体3的温度进行检测。

采用上述EGR阀高温气体流通实验系统的实验方法，具体包括如下步骤：

S1：通过人机界面对可PLC可编程逻辑控制器进行操控，使PLC可编程逻辑控制器将EGR阀的占空比信号和EGR阀的开度信号发送给驱动板，驱动板根据接收到EGR阀开度信号后驱动控制EGR阀动作，EGR阀在动作过程中，EGR阀上的位置反馈传感器会将EGR阀的开度位置转换成0-5V模拟电压信号，并将0-5V模拟电压信号反馈到驱动板和PLC可编程逻辑控制器，驱动板和PLC可编程逻辑控制器会对EGR阀的实际开度与EGR阀的设定开度进行对比；通过PID调节（PLC可编程逻辑控制器会实现PID控制功能），精确控制EGR阀的开度，实现PID调节实时纠正EGR阀的开度值；当PLC可编程逻辑控制器检测到EGR阀两个动作循环内 EGR阀的开度信号异常时，则自动切断驱动EGR阀开闭的电源，自动停止止实验并记录和发出提示信息，避免EGR阀因电机堵转而造成设备短路或EGR阀损伤。电源的切断是通过PLC可编程逻辑控制器对执行元件发送切断电源的指令，执行元件在接收到切断电源的指令后，执行元件切断电源；所述执行元件为继电器，执行元件的输入端与PLC可编程逻辑控制器电连接，执行元件的输出端与电源电连接。

S2：燃烧控制器开始对风机9、油泵17、电子点火器11发出信号，使风机9开始向燃烧室5内送风，油泵17开始缓慢向喷油嘴10提供柴油，电子点火器11开始点火，使喷油嘴10喷出的柴油开始燃烧；在燃烧的过程中，EGR阀的出气口内的温度传感器对进入EGR阀内的气体温度进行检测，箱体3上的温度传感器对箱体3的温度进行检测，两个温度传感器检测到的温度数据传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器会对两个温度传感器的设定温度与实际温度进行对比；当两个温度传感器的实际温度大于设定温度，油泵17停止供油，PLC可编程逻辑控制器对火警警报器发出启动信号，火警警报器开始报警；当烟雾探测器检测到烟雾信号时，烟雾探测器将信号传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器对自动灭火器发出灭火信号，自动灭火器开始灭火。

当需要对燃烧控制器可以控制风机9的转动，从而使燃烧室5内的进气量发生变化，从而控制柴油在燃烧过程中是否充分的燃烧，最终使柴油燃烧后产生高温废气的含碳量和污染量不同；而燃烧控制器用于油泵17和电子点火器11的打开和关闭进行控制，从而使喷油嘴10喷出的柴油能进行燃烧。燃烧室5内燃烧后产生的高温废气温度为150℃-650℃，在该温度范围内能有效对EGR阀完成测试。

S3：步骤2中燃烧后产生的高温废气直接通过连接接头13进入到EGR阀内，并最终通过EGR阀排出，使产生的高温废气能顺利的通过EGR阀，最终根据EGR阀的开度情况、燃烧室5的进气量、柴油的燃烧量使从燃烧后产生的废气的温度和烟度均不相同，从而实现对EGR阀的测试。在测试过程中，烟雾探测器将检测到实验室内的烟雾浓度传输给燃烧控制器，当检测到的烟雾浓度超过燃烧控制器的预设值时，燃烧控制器对火警警报器发出报警信号，火警警报器则开始报警，且燃烧控制器在将报警信号传输给火警警报器的同时，燃烧控制器对自动灭火器发出灭火指令，使自动灭火器开始自动进行灭火。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，包括燃烧装置和油箱；所述燃烧装置包括箱体将箱体分隔成燃烧室和进气室的隔板；所述隔板上开设有通孔，箱体上还开设有与进气室连通的进气口，且进气室内固定安装有风机；所述燃烧室的内壁上还安装有喷油嘴和电子点火器；所述油箱上还设置有输送管道，输送管道上设置有油泵，且输送管道的输出端与喷油嘴连接；所述箱体上还安装有与燃烧室连通的连接接头。

2.根据权利要求1所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，所述连接接头为三通接头，且连接接头的两端均设置有连接法兰。

3.根据权利要求2所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，所述连接接头上还设置与其连通的排气管，且排气管上还设置有开关阀。

4.根据权利要求1所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，所述进气室内还固定安装有驱动风机转动的驱动电机。

5.根据权利要求1所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，所述输送管道上还设置有流量阀。

6.根据权利要求1所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，所述输出管的输出端向燃烧室的底部弯折。

7.根据权利要求1所述的EGR阀高温气体流通实验装置，其特征在于，还包括机架，且燃烧装置和油箱均安装在机架上。

8.采用上述权利要求1-7中任意一项所述的EGR阀高温气体流通实验装置的实验系统，其特征在于，还包括安装在连接接头上的EGR阀、与EGR阀电连接的阀门开度控制器、与燃烧装置电连接的燃烧控制器；所述阀门开度控制器包括依次电连接的人机界面、PLC可编程逻辑控制器、驱动板，驱动板与EGR阀电连接，且EGR阀上还设置有与驱动板电连接的位置反馈传感器；所述燃烧控制器分别与风机、油泵、电子点火器电连接，且燃烧控制器还电连接设置有火警警报器、烟雾探测器和自动灭火器。

9.根据权利要求7所述的EGR阀高温气体流通实验装置的实验系统，其特征在于，所述EGR阀的出气口内和箱体上均安装有温度传感器，且两个温度传感器均与PLC可编程逻辑控制器电连接。

10.采用上述权利要求9中所述的EGR阀高温气体流通实验系统的实验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：通过人机界面对可PLC可编程逻辑控制器进行操控，使PLC可编程逻辑控制器将EGR阀的占空比信号和EGR阀的开度信号发送给驱动板，驱动板根据接收到EGR阀开度信号后驱动控制EGR阀动作，EGR阀在动作过程中，EGR阀上的位置反馈传感器会将EGR阀的开度位置信号反馈给驱动板和PLC可编程逻辑控制器，驱动板和PLC可编程逻辑控制器会对EGR阀的实际开度与EGR阀的设定开度进行对比；PLC可编程逻辑控制器会实现PID控制功能，通过PID调节，精确控制EGR阀开度；当PLC可编程逻辑控制器检测到EGR阀两个动作循环内 EGR阀的开度信号异常时，则自动切断驱动EGR阀开闭的电源；

S2：燃烧控制器开始对风机、油泵、电子点火器发出信号，使风机开始向燃烧室内送风，油泵开始缓慢向喷油嘴提供柴油，电子点火器开始点火，使喷油嘴喷出的柴油开始燃烧；在燃烧的过程中，EGR阀的出气口内的温度传感器对进入EGR阀内的废气温度进行检测，箱体上的温度传感器对箱体的温度进行检测，两个温度传感器检测到的温度数据传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器会对两个温度传感器的设定温度与实际温度进行对比；当两个温度传感器的实际温度大于设定温度，油泵停止供油，PLC可编程逻辑控制器对火警警报器发出启动信号，火警警报器开始报警；当烟雾探测器检测到烟雾信号时，烟雾探测器将信号传输给PLC可编程逻辑控制器，PLC可编程逻辑控制器对自动灭火器发出灭火信号，自动灭火器开始灭火；

S3：步骤2中燃烧后产生的高温废气直接通过连接接头进入到EGR阀内，并最终通过EGR阀排出。