CN111255561B - 一种egr复合进气转子发动机控制方法 - Google Patents

一种egr复合进气转子发动机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种EGR复合进气转子发动机控制方法，具体设计一种根据转子发动机转速调节EGR率以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气转子发动机控制方法。本装置主要以转子机转速传感器(10)输出信号为控制依据，判断转子发动机的运转情况，并结合节气门1(S1)，EGR阀(S2)，节气门2(S3)合理变换进气策略，降低了尾气污染物中NOx含量，有效组织进气从而改善燃烧过程。

Description

一种EGR复合进气转子发动机控制方法
技术领域
本发明设计了一种EGR复合进气转子发动机控制方法，具体涉及一种根据转子发动机转速调节EGR率以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气转子发动机控制方法，属于内燃机领域。
背景技术
区别于传统的往复式活塞发动机，转子发动机凭借其独特的几何设计，具有结构简单、体积小、质量轻、功率密度高、噪声小等诸多优点，然而转子发动机排放物高、进排气性能不佳的问题也不容忽视，并且随着排放法规的日益严格，解决转子发动机中NOx含量高和改善进气过程的问题至关重要。对于传统的往复式活塞发动机而言，EGR技术可以有效降低排放物中NOx的含量，将EGR技术使用在转子发动机上同样可以促进组织进气，改善燃烧过程。
基于转子发动机本身所具有的端面和周边两种进气方式以及EGR技术，本发明提出一种根据转子发动机转速调节EGR率以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气转子发动机控制方法，在保证转子发动机正常运行的基础上，改善了进气过程使燃烧特性更加优异，并且有效降低了排放物含量。
发明内容
为了改善转子发动机的进气过程并且降低尾气排放物含量，本申请提供了一种EGR复合进气转子发动机控制方法，具体涉及一种根据转子发动机转速调节EGR率以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气转子发动机控制方法，包括：周边进气管路P1，其上依次有：空气滤清器1、节气门1S1、空气质量流量计2；排气管路P2，其上依次有：EGR质量流量计3、EGR阀S2；汽油供给管路P3，其上串联有：汽油喷嘴4、汽油质量流量计5、油泵6、汽油滤清器7、油箱8；火花塞9；转速传感器10；端面进气管路P4，其上依次有：空气滤清器11、节气门2S3、空气质量流量计12；ECUE与空气质量流量计2有信号n1交互、与EGR质量流量计3有信号n2交互、与汽油喷嘴4有信号n3交互、与汽油质量流量计5有信号n4交互、与火花塞9有信号n5交互、与转速传感器10有信号n6交互、与空气质量流量计12有信号n7交互、与节气门1S1有信号n8交互、与EGR阀S2有信号n9交互、与节气门2S3有信号n10交互。
根据ECUE的控制，在周边进气管路P1中，空气经由空气滤清器1、节气门1S1、空气质量流量计2进入气缸；在端面进气管路P4，空气经由空气滤清器11、节气门2S3、空气质量流量计12进入气缸；汽油经汽油供给管路P3从油箱8通过汽油滤清器7、油泵6、汽油质量流量计5到达汽油喷嘴4；通过ECUE的控制汽油喷入气缸内与气体混合，经历压缩冲程和做功冲程后，缸内废气可以在排气管路P2中，通过EGR阀S2、EGR质量流量计3重新进入气缸或是通过排气管直接排出。
EGR结合端面、周边复合进气转子发动机包括以下控制过程：
转子发动机ECUE接收转速传感器10的转速n信号：
当n＝0变为n≠0时，此时为起动阶段，(一般在3s以内)为保证良好的起动性能，采用端面进气，ECUE输出信号给节气门2S3，节气门2S3打开开始进气，同时节气门1S1关闭，EGR阀S2关闭，不采用废气再循环和周边进气策略。
当0＜n＜3000rpm时，此时为低转速阶段，NOx排放浓度较低，为保证正常燃烧，不采用EGR，ECUE输出信号，端面进气节气门2S3打开，保证通过端面进气量占总进气量70％，周边进气节气门1S1打开，保证通过周边进气量占总进气量30％，EGR阀S2保持关闭。
当3000rpm≤n＜6000rpm时，此时为中速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECUE输出信号使节气门1S1开度逐渐减小，EGR阀S2的开度逐渐增加，节气门2S3开度不变。且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：管路P1进气量占比＝0.3-0.15(n-3000)/(6000-3000)，转速达到6000rpm时，周边进气量占总进气量15％；管路P2进气量占比＝0.15(n-3000)/(6000-3000)，转速达到6000rpm时，EGR进气量占总进气量15％；保持通过管路P4进气量占总进气量70％不变。
当6000rpm≤n＜9000rpm时，此时为中高速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECUE输出信号使节气门1S1开度逐渐增加，节气门2S3开度逐渐减小，EGR阀S2的开度保持不变。且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：管路P1进气量占比＝0.15+0.4(n6000)/(9000-6000)，转速达到9000rpm时，周边进气量占总进气量55％；管路P4进气量占比＝0.7-0.4(n-3000)/(6000-3000)，转速达到9000rpm时，端面进气量占总进气量30％；保持通过EGR阀S2进气量占总进气量15％不变。
当n≥9000rpm时，此时为高速转速，转子机热负荷过高，此时EGR温度过高不再适合引入进气过程，ECUE输出信号，EGR阀S2关闭，停止废气再循环，节气门1S1开度增加，提供原先EGR过程所提供的进气充量，节气门2S3开度保持不变。
在转子机运转的整个过程中，ECUE接收空气质量流量传感器2、12和EGR流量计3的信号，判断气体进缸质量，而后输出信号至汽油喷嘴4，调节汽油喷射量，始终保持当量比φ＝1，其中φ＝燃料完全燃烧所需空气量与实际供给空气量之比。
附图说明
图1.本发明的正视结构工作原理图
图中：周边进气管路P1：空气滤清器1、节气门1S1、空气质量流量计2；排气管路P2：EGR质量流量计3、EGR阀S2；汽油供给管路P3：汽油喷嘴4、汽油质量流量计5、油泵6、汽油滤清器7、油箱8；火花塞9；转速传感器10。
图2.本发明的侧视结构工作原理图
图中：端面进气管路P4：空气滤清器11、节气门2S3、空气质量流量计12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明：
包括；根据ECUE的控制，在周边进气管路P1中，空气经由空气滤清器1、节气门1S1、空气质量流量计2进入气缸；在端面进气管路P4，空气经由空气滤清器11、节气门2S3、空气质量流量计12进入气缸；在使用EGR时，缸内废气在排气管路P2中，通过EGR阀S2、EGR质量流量计3重新进入气缸；汽油经汽油供给管路P3从油箱8通过汽油滤清器7、油泵6、汽油质量流量计5到达汽油喷嘴4；通过ECUE的控制汽油喷入气缸内与气体混合，经历压缩冲程和做功冲程后，缸内废气可以在排气管路P2中，通过EGR阀S2、EGR质量流量计3重新进入气缸或是通过排气管直接排出。
转子发动机ECUE接收转速传感器10的转速n信号：
当n＝0变为n≠0时，此时为起动阶段，为保证良好的起动性能，采用端面进气，ECUE输出信号给节气门2S3，节气门2S3打开开始进气，同时节气门1S1关闭，EGR阀S2关闭，不采用废气再循环和周边进气策略。
当0＜n＜3000rpm时，此时为低转速阶段，NOx排放浓度较低，为保证正常燃烧，不采用EGR，ECUE输出信号，端面进气节气门2S3打开，保证通过端面进气量占总进气量70％，周边进气节气门1S1打开，保证通过周边进气量占总进气量30％，EGR阀S2保持关闭。
当3000rpm≤n＜6000rpm时，此时为中速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECUE输出信号使节气门1S1开度逐渐减小，EGR阀S2的开度逐渐增加，节气门2S3开度不变。且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：管路P1进气量占比＝0.3-0.15(x-3000)/(6000-3000)，转速达到6000rpm时，周边进气量占总进气量15％；管路P2进气量占比＝0.15(x-3000)/(6000-3000)，转速达到6000rpm时，EGR进气量占总进气量15％；保持通过管路P4进气量占总进气量70％不变。
当6000rpm≤n＜9000rpm时，此时为中高速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECUE输出信号使节气门1S1开度逐渐增加，节气门2S3开度逐渐减小，EGR阀S2的开度保持不变。且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：管路P1进气量占比＝0.15+0.4(n-6000)/(9000-6000)，转速达到9000rpm时，周边进气量占总进气量55％；管路P4进气量占比＝0.7-0.4(x-3000)/(6000-3000)，转速达到9000rpm时，端面进气量占总进气量30％；保持通过EGR阀S2进气量占总进气量15％不变。
当n≥9000rpm时，此时为高速转速，转子机热负荷过高，此时EGR温度过高不再适合引入进气过程，ECUE输出信号，EGR阀S2关闭，停止废气再循环，节气门1S1开度增加，提供原先EGR过程所提供的进气充量，节气门2S3开度保持不变。
在转子机运转的整个过程中，ECUE接收空气质量流量传感器2、12和EGR流量计3的信号，判断气体进缸质量，而后输出信号至汽油喷嘴4，调节汽油喷射量，始终保持当量比φ＝1，其中φ＝燃料完全燃烧所需空气量与实际供给空气量之比。

Claims (1)

1.一种EGR复合进气转子发动机，包括：周边进气管路(P1)，其上依次有：空气滤清器(1)、节气门1(S1)、周边进气空气质量流量计(2)；排气管路(P2)，其上依次有：EGR质量流量计(3)、EGR阀(S2)；汽油供给管路(P3)，其上串联有：汽油喷嘴(4)、汽油质量流量计(5)、油泵(6)、汽油滤清器(7)、油箱(8)；火花塞(9)；转速传感器(10)；端面进气管路(P4)，其上依次有：空气滤清器(11)、节气门2(S3)、空气质量流量计(12)；ECU(E)与周边进气空气质量流量计(2)有第一信号(n1)交互、与EGR质量流量计(3)有第二信号(n2)交互、与汽油喷嘴(4)有第三信号(n3)交互、与汽油质量流量计(5)有第四信号(n4)交互、与火花塞(9)有第五信号(n5)交互、与转速传感器(10)有第六信号(n6)交互、与空气质量流量计(12)有第七信号(n7)交互、与节气门1(S1)有第八信号(n8)交互、与EGR阀(S2)有第九信号(n9)交互、与节气门2(S3)有第十信号(n10)交互；
其特征在于：
转子发动机ECU(E)接收转速传感器(10)的转速n信号：
当n＝0变为n≠0时，此时为起动阶段，采用端面进气，ECU(E)输出信号给节气门2(S3)，节气门2(S3)打开开始进气，同时节气门1(S1)关闭，EGR阀(S2)关闭；
当0＜n＜3000rpm时，此时为低转速阶段，不采用EGR，ECU(E)输出信号，端面进气节气门2(S3)打开，周边进气节气门1(S1)打开，EGR阀(S2)保持关闭；
当3000rpm≤n＜6000rpm时，此时为中速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECU(E)输出信号使节气门1(S1)开度逐渐减小，EGR阀(S2)的开度逐渐增加，节气门2(S3)开度不变；且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：周边进气管路(P1)进气量占比＝0.3-0.15(n-3000)/(6000-3000)；排气管路(P2)进气量占比＝0.15(n-3000)/(6000-3000)；保持通过端面进气管路(P4)进气量不变；
当6000rpm≤n＜9000rpm时，此时为中高速转速，采用EGR以及周边、端面两种进气方式结合的复合进气，ECU(E)输出信号使节气门1(S1)开度逐渐增加，节气门2(S3)开度逐渐减小，EGR阀(S2)的开度保持不变；且不同进气管路的进气量占总进气量比例与转速变化呈线性关系，即：周边进气管路(P1)进气量占比＝0.15+0.4(n-6000)/ (9000-6000)；端面进气管路(P4)进气量占比＝0.7-0.4(n-3000)/(6000-3000)；保持通过EGR阀(S2)进气量不变；
当n≥9000rpm时，此时为高速转速，ECU(E)输出信号，EGR阀(S2)关闭，停止废气再循环，节气门1(S1)开度增加，节气门2(S3)开度保持不变；
在转子发动 机运转的整个过程中，始终保持当量比φ＝1，其中当量比φ＝燃料完全燃烧所需空气量与实际供给空气量之比。
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