CN113639989A - 一种egr阀温度场测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种EGR阀温度场测试方法，包括如下步骤：S1.试验前准备：评估EGR阀的使用环境较已批产EGR阀是否更为恶劣，评估方法为：采集EGR阀的入口温度、EGR阀环境温度、EGR率，只要有其中一项评估指标高于该阀的出厂设定指标值，则进入步骤S2；S2.在EGR阀的温度场布置八个热电偶作为测点；S3.进行充分热机；S4.运行四种工况；S5.建模及结果分析：S51.使用CFD分析软件建模，环境温度设置为TASE的测出EGR阀周边最高温度；S52.设定各个子零件的最高耐温要求为报警红色点；S53.将EGR阀各测点最高温度工况输入到CFD网格模型中，计算出EGR阀各个子零件各温度是否会超温。本发明通过8个点的温度场数据，实际CAE分析出来各子零件的温度，满足各子零件耐温要求。

Description

一种EGR阀温度场测试方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体的说，公开了一种EGR阀温度场测试方法。
背景技术
当前国六柴油发动机，EGR（废气再循环）已是发动机原排降NOX的主要配置，EGRMAP及EGR率越来越大，EGR阀硬件超温会导致EGR阀电流保护失效烧毁电机，EGR阀力矩受热衰减，芯片损坏位置开度无法反馈，EGR阀轴向密封圈受热变形导致EGR阀卡滞失效，OBD故障灯亮，发动机限扭问题，失效后果非常严重；
此种发明测试方法阐述了EGR阀热电偶布置位置的特殊性及测试的环境与工况，来精确测得EGR阀在最恶劣工况下的温度场，同时介绍了温度场数据的评估方法，进而评估EGR阀各个子零件是否存在超温风险，使得发动机的可靠性得到保证。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，公开了一种EGR阀温度场测试方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种EGR阀温度场测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.试验前准备
评估EGR阀的使用环境较已批产EGR阀是否更为恶劣，评估方法为：采集EGR阀的入口温度、EGR阀环境温度、EGR率，只要有其中一项评估指标高于该阀的出厂设定指标值，则进入步骤S2；
S2.在EGR阀的温度场布置八个热电偶作为测点；
热电偶分布于：废气出口1，EGR阀安装支架热端2，EGR阀安装支架冷端3，定位块4，齿轮轴5，阀体中部的磁钢6，霍尔传感器7，法兰8；
S3.进行充分热机，将水温预热到90℃；
S4.运行如下四种工况；
工况1: 运行整车从1-5档，油门从低到高;
工况2：运行EGR废气入口温度最高点工况，稳定10min；
工况3：运行TASE工况；
工况4：运行EGR率最高点10min；
S5.建模及结果分析：
S51.使用CFD分析软件建模，环境温度设置为TASE的测出EGR阀周边最高温度；
S52.设定各个子零件的最高耐温要求为报警红色点；
S53.将EGR阀各测点最高温度工况输入到CFD网格模型中，进而计算出EGR阀各个子零件各温度是否会超温。
2.根据权利要求1所述的一种EGR阀温度场测试方法，其特征在于，所述步骤S53中，各零件的超温判断指标如下：
传感器芯片温度：有效温度-40℃~140℃；温度过低芯片元器件损坏，温度过高芯片失效；
直流电机温度：有效温度-40℃~180℃；温度过低电机元器件损坏，温度过高电机烧毁；
减速箱壳体温度：-40℃~160℃；温度过低壳体脆裂，温度过高壳体融化；
缸套处温度：≤220℃；温度过高密封圈变形；
废气温度：小于等于250摄氏度；温度过高导致阀座和阀门变形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明专利针对于测试数据的处理，主要是将各个测点的在环境温度、EGR废气温度及EGR率最的点的温度数据，输入到CAE CFD分析软件中，进一步评估EGR阀各子零件是否满足当前温度场下要求。我司在未采用此发明温度场测试方法前，在某项目采用了铝阀体，并且不带水冷结构，通过测量废气温度并进行CAE CFD分析，结果满足温度使用要求；但是在实际使用过程中，密封圈严重失效，阀门焊接失效，电机烧毁，阀体变形等失效问题；通过使用本次发明专利温度场测试方法，成功的解决了如上设计的失效问题（增加水冷，改成铸铁阀体，双层密封等设计优化），如下是通过8个点的温度场数据，实际CAE分析出来各子零件的温度，满足各子零件耐温要求。
附图说明
图1为本专利的流程图；
图2为EGR阀的结构示意图；
图3为图2的另一视角的结构示意图；
图4为图2的另一视角的结构示意图；
图5为各个子零件的温度范围示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1～2，本发明实施例中，
本发明公开了一种EGR阀温度场测试方法，主要包括如下步骤
S1.试验前准备
评估EGR阀的使用环境较已批产EGR阀是否更为恶劣，评估方法为：采集EGR阀的入口温度、EGR阀环境温度、EGR率，只要有其中一项评估指标高于该阀的出厂设定指标值，则进入步骤S2；
S2.在EGR阀的温度场布置八个热电偶作为测点，热电偶选用0.5mm K型铠装热电偶，对EGR阀的温度场数据测试最精准，详见图2的热电偶布置图；
图中，热电偶分布于：废气出口1，EGR阀安装支架热端2，EGR阀安装支架冷端3，定位块4，齿轮轴5，阀体中部的磁钢6，霍尔传感器7，法兰8；
其中，定位块4连接废气阀杆与电机轴向部分，是热传导的中间载体；传感器7是霍尔传感器，用于反馈EGR阀位置的传感器；磁钢6需要和传感器相对对接，因为磁铁高温容易失去磁性，如果磁性消失，霍尔传感器就无法反馈位置信号，所以需要测量此处的温度；法兰8用于EGR阀与废气出气管的法兰连接。
S3.本温度场测试前，需要进行充分热机，一是为了保护发动机，二是如EGR阀带水冷，水温对EGR阀的温度场影响较大，故水温到90℃，也是考虑极限条件下温度场的测量；
S4. 本发明专利测试方法规定了如下四种工况，充分考虑到了各种极限条件下的工况；
工况1: 运行整车从1-5档，油门从低到高;
工况2：运行EGR废气入口温度最高点工况，稳定10min；
工况3：运行TASE工况；
工况4：运行EGR率最高点10min；
S5.建模及结果分析：
S51.使用CFD分析软件建模，环境温度设置为TASE的测出EGR阀周边最高温度；
S52.设定各个子零件的最高耐温要求为报警红色点；
S53.将EGR阀各测点最高温度工况输入到CFD网格模型中，进而计算出EGR阀各个子零件各温度是否会超温；
各零件的超温判断指标如下：
传感器芯片温度：有效温度-40℃~140℃；温度过低芯片元器件损坏，温度过高芯片失效，通过磁钢6测得；
直流电机温度：有效温度-40℃~180℃；温度过低电机元器件损坏，温度过高电机烧毁，通过磁钢6和霍尔传感器7的温度予以修正，即T电机=（T6+T7）/2*110%；
减速箱壳体温度：-40℃~160℃；温度过低壳体脆裂，温度过高壳体融化，通过测点7测得并予以修正，T壳=T7*90%；
缸套处温度：≤220℃；温度过高密封圈变形，通过测点6处的废气出口温度予以修正，T缸套=T6*130%；
废气温度：小于等于250摄氏度；温度过高导致阀座和阀门变形，通过测点1测得；
---CAE拟合修正部分：
1） CFD修正
采用流体CFD分析来分析废气流道的温度值；
输入为测点1的最高废气温度工况，对应输入废气流量、废气压力、废气温度、EGR阀开度、此时测点3的水温、发动机此时水管流量值、对应输入为发动机舱TASE最高温度，最终输出结果与法兰8的实测结果进行对比，如果有偏差，通过调整CFD阀体材料参数、废气比热容、废气密度进行调整，最终分析结果需要与法兰8实测值一致；
2） FEA修正
如下铜套上部分温度场采用FEA分析来耦合各子零件的温度场，对应输入为发动机舱TASE最高温度，通过热传导和辐射进行分析出2、3、4、5、6、7各个点的温度值并与实测值进行对比，如果存在偏差，通过修正材料密度、导热系数、比热容、发射率、吸收率、等进行调整，最终与2、3、4、5、6、7实测值一致；
在未采用此发明温度场测试方法前，在某项目采用了铝阀体，并且不带水冷结构，通过测量废气温度并进行CAE CFD分析，结果满足温度使用要求；但是在实际使用过程中，密封圈严重失效，阀门焊接失效，电机烧毁，阀体变形等失效问题；
通过使用本次发明专利温度场测试方法，成功的解决了如上设计的失效问题（增加水冷，改成铸铁阀体，双层密封等设计优化），通过采集8个点的温度场数据，实际CAE分析出来各子零件的温度，满足各子零件耐温要求。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种EGR阀温度场测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.试验前准备
评估EGR阀的使用环境较已批产EGR阀是否更为恶劣，评估方法为：采集EGR阀的入口温度、EGR阀环境温度、EGR率，只要有其中一项评估指标高于该阀的出厂设定指标值，则进入步骤S2；
S2.在EGR阀的温度场布置八个热电偶作为测点；
热电偶分布于：废气出口1，EGR阀安装支架热端2，EGR阀安装支架冷端3，定位块4，齿轮轴5，阀体中部的磁钢6，霍尔传感器7，法兰8；
S3.进行充分热机，将水温预热到90℃；
S4.运行如下四种工况；
工况1：运行整车从1-5档，油门从低到高；
工况2：运行EGR废气入口温度最高点工况，稳定10min；
工况3：运行TASE工况；
工况4：运行EGR率最高点10min；
S5.建模及结果分析：
S51.使用CFD分析软件建模，环境温度设置为TASE的测出EGR阀周边最高温度；
S52.设定各个子零件的最高耐温要求为报警红色点；
S53.将EGR阀各测点最高温度工况输入到CFD网格模型中，进而计算出EGR阀各个子零件各温度是否会超温。
2.根据权利要求1所述的一种EGR阀温度场测试方法，其特征在于，所述步骤S53中，各零件的超温判断指标如下：
传感器芯片温度：有效温度-40℃~140℃；温度过低芯片元器件损坏，温度过高芯片失效；
直流电机温度：有效温度-40℃~180℃；温度过低电机元器件损坏，温度过高电机烧毁；
减速箱壳体温度：-40℃~160℃；温度过低壳体脆裂，温度过高壳体融化；
缸套处温度：≤220℃；温度过高密封圈变形；
废气温度：小于等于250摄氏度；温度过高导致阀座和阀门变形。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114562396A (zh) * 2022-03-28 2022-05-31 江铃汽车股份有限公司 一种egr系统低温工况可靠性验证方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6085732A (en) * 1999-01-25 2000-07-11 Cummins Engine Co Inc EGR fault diagnostic system
CN102622490A (zh) * 2012-03-28 2012-08-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机进气egr均匀性分析方法
KR101229461B1 (ko) * 2011-10-28 2013-02-04 주식회사 현대케피코 배기가스 재순환 장치 밸브 고장진단 방법
CN105223023A (zh) * 2015-09-29 2016-01-06 安徽江淮汽车股份有限公司 一种egr气体温度及egr冷却器冷却效率的检测方法
CN105488292A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 中广核工程有限公司 基于阀门仿真模型的高温阀门结构性能评估方法及系统
CN106768442A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 洛阳拖拉机研究所有限公司 一种dpf载体内部温度场测试装置及测试方法
CN106844899A (zh) * 2016-12-31 2017-06-13 华晨汽车集团控股有限公司 排气歧管稳态温度场的检测方法
CN109580020A (zh) * 2018-11-26 2019-04-05 武汉理工大学 船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统
CN110232196A (zh) * 2018-05-14 2019-09-13 上海奋为船舶技术有限公司 一种特种阀门温度场分析方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6085732A (en) * 1999-01-25 2000-07-11 Cummins Engine Co Inc EGR fault diagnostic system
KR101229461B1 (ko) * 2011-10-28 2013-02-04 주식회사 현대케피코 배기가스 재순환 장치 밸브 고장진단 방법
CN102622490A (zh) * 2012-03-28 2012-08-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机进气egr均匀性分析方法
CN105223023A (zh) * 2015-09-29 2016-01-06 安徽江淮汽车股份有限公司 一种egr气体温度及egr冷却器冷却效率的检测方法
CN105488292A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 中广核工程有限公司 基于阀门仿真模型的高温阀门结构性能评估方法及系统
CN106768442A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 洛阳拖拉机研究所有限公司 一种dpf载体内部温度场测试装置及测试方法
CN106844899A (zh) * 2016-12-31 2017-06-13 华晨汽车集团控股有限公司 排气歧管稳态温度场的检测方法
CN110232196A (zh) * 2018-05-14 2019-09-13 上海奋为船舶技术有限公司 一种特种阀门温度场分析方法
CN109580020A (zh) * 2018-11-26 2019-04-05 武汉理工大学 船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.T. HOUNTALAS 等: "Effect of exhaust gas recirculation (EGR) temperature for various EGR rates on heavy duty DI diesel engine performance and emissions", ENERGY, vol. 33, no. 02, pages 272 - 283, XP022424634, DOI: 10.1016/j.energy.2007.07.002 *
付磊;李良;罗云蓉;李泽平;赵贻富;: "基于流固耦合模型的负压式EGR阀传热研究", 车用发动机, no. 06, pages 73 - 78 *
冀国微;魏丕勇;刘晓;: "发动机排气歧管热应力分析", 计算机辅助工程, no. 2, pages 73 - 74 *
徐晓川;石秀勇;倪计民;童凯麟;: "基于流动过程的EGR冷却特性研究", 小型内燃机与车辆技术, no. 04, pages 44 - 53 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114562396A (zh) * 2022-03-28 2022-05-31 江铃汽车股份有限公司 一种egr系统低温工况可靠性验证方法

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