CN114562396B - 一种egr系统低温工况可靠性验证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于柴油发动机技术领域，具体涉及一种EGR系统低温工况可靠性验证方法。包括步骤：S1、评估确认EGR系统低温应用环境和排放要求；S2、确认Mini Map测试工况，即运行过程中需要确保每次Mini Map测试的排放数据均能满足排放要求；S3、在低温工况下多次循环测试EGR迟滞并计算EGR冷却效率，要求两次循环迟滞测试差异在10%以内，两次循环EGR冷却器效率差异在5%以内。能够评估EGR系统各零件是否在长期低温工况下是否存在失效风险，使得发动机排放及耐久可靠性得到保证。

Description

一种EGR系统低温工况可靠性验证方法
技术领域
本发明属于柴油发动机技术领域，具体涉及一种EGR系统低温工况可靠性验证方法。
背景技术
当前柴油发动机将全面切换国六排放，在国五升国六排放时规定-7℃以上都需要监控排放，而排放物中Nox一般都需要通过EGR(废气再循环)技术来保证。现有大部分柴油机大部分采用冷端布置EGR系统，该系统设计需要即保证足够的冷却效率，也要预防冷却效率过剩导致寒冷条件下EGR阀结焦卡滞和EGR冷却器冷凝腐蚀等问题。
因在低环境温度条件下，废气温度经过相关管路的热量损失会加大，在70～80℃温度情况下，长期运行后HC、PM等会形成胶状物质，粘在EGR系统零件废气通道表面如EGR阀门和阀座上。同样开度情况下，结焦后的EGR阀开启力需求明显上升，导致PWM需求上升，触发EGR阀电机电流保护策略，OBD故障灯亮，发动机限扭，顾客抱怨。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种EGR系统低温工况可靠性验证方法。通过该方法及数据处理方法，评估EGR系统各零件是否在长期低温工况下是否存在失效风险，使得发动机排放及耐久可靠性得到保证。具体技术方案如下：
一种EGR系统低温工况可靠性验证方法：包括步骤：
S1、评估确认EGR系统低温应用环境和排放要求；
S2、确认Mini Map测试工况，即运行过程中需要确保每次Mini Map测试的排放数据均能满足排放要求；
S3、在低温工况下多次循环测试EGR迟滞并计算EGR冷却效率，要求两次循环迟滞测试差异在10％以内，两次循环EGR冷却器效率差异在5％以内；
S4、若无法满足S3要求则重新优化标定数据，循环进行S2和S3步骤。
进一步的，S1为针对EGR阀、EGR冷却器标定新的数据，包括评估数据为EGR率、EGR阀入口温度、EGR冷却器废气进/出口温度、EGR冷却器冷却液进/出水温度和EGR开度；若其中一项或多项与base机型数据不同，则需进行测试实验。
进一步的，S3为针对EGR阀各个循环测试中的EGR阀PWM数据、EGR阀开度，输入到MATLAB分析软件中，评估该次循环迟滞数据与前次循环迟滞数据是否在10％以内；针对EGR冷却器各个循环测试中的EGR冷却器气体入口温度，EGR冷却器冷却液入口温度，EGR冷却器出口温度，EGR废气出气温度，根据热交换器的效率公式，准确计算EGR冷却效率，与前次测试冷却器效率对比，判断是否在5％以内。
本发明EGR系统低温工况可靠性验证工况设计方法及数据处理方法，能够评估EGR系统各零件是否在长期低温工况下是否存在失效风险，使得发动机排放及耐久可靠性得到保证。
附图说明
图1本发明流程图。
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。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。
在试验测试前：
1)需要评估EGR系统应用环境是否发生变化，如采用新EGR阀(含电机等子零件变化)，EGR冷却器，新的标定数据，主要评估数据为EGR率、EGR阀入口温度、EGR冷却器废气进/出口温度、EGR冷却器冷却液进/出水温度、EGR开度。如其中一项或几项与base机型数据不同，则均需进行该实验。
2)确定Mini Map，在运行过程中需要确保每次Mini Map测试的排放数据均能满足排放要求。
本实验是为了模拟顾客在高寒、高海拔情况下，EGR系统可靠性验证。因此设定了如下表1实验工况：
表1实验工况
Figure GDA0003920277270000031
同时为了模拟EGR系统最恶劣环境下的失效模式，本试验要求在-10℃环境下进行；
本实验过程中为确保实验正常进行，设定出水管温度不能超过95℃，油底壳机油温度不能超过100℃，燃油泵入口油温不得超过30±2℃，为了接近顾客启动工况实验前无需进行充分热机；
本实施例在实际测试中，需要监控的数据为表2数据：
表2实验过程监控数据
Figure GDA0003920277270000041
针对于测试数据的处理，
1)EGR阀：主要是将各个循环测试的EGR阀PWM数据、EGR阀开度，输入到MATLAB分析软件中，评估本次循环迟滞数据与前次循环迟滞数据是否在10％以内；
2)GR冷却器，主要评价指标：EGR冷却器气体入口温度，EGR冷却器冷却液入口温度，EGR冷却器出口温度，EGR废气出气温度，根据热交换器的效率公式(如下)，准确计算EGR冷却效率，与前次测试冷却器效率对比，判断是否在5％以内。
Figure GDA0003920277270000042
在未采用本专利EGR系统低温工况试验方法前，在某项目未进行该实验，投产后出现了在冬季东北及西北，西南地区大范围出现EGR阀卡滞问题，拆解后发现EGR阀结焦严重；
通过使用本次发明专利EGR系统低温工况试验方法，成功的在台架上复现了该问题，在运行至第4循环时，EGR阀迟滞测试数据与第3循环迟滞测试数据偏差已超过10％。后优化标定数据，再次实验，最终通过该实验，在下一个销售年冬季来临前解决。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种EGR系统低温工况可靠性验证方法，其特征在于：包括步骤：
S1、评估确认EGR系统低温应用环境和排放要求；
S2、确认Mini Map测试工况，即运行过程中需要确保每次Mini Map测试的排放数据均能满足排放要求；
S3、在低温工况下多次循环测试EGR迟滞并计算EGR冷却效率，要求两次循环迟滞测试差异在10％以内，两次循环EGR冷却器效率差异在5％以内；
S4、若无法满足S3要求则重新优化标定数据，循环进行S2和S3步骤。
2.根据权利要求1所述的一种EGR系统低温工况可靠性验证方法，其特征在于：S1为针对EGR阀、EGR冷却器标定新的数据，包括评估数据为EGR率、EGR阀入口温度、EGR冷却器废气进/出口温度、EGR冷却器冷却液进/出水温度和EGR开度；若其中一项或多项与base机型数据不同，则需进行测试实验。
3.根据权利要求1所述的一种EGR系统低温工况可靠性验证方法，其特征在于：S3为针对EGR阀各个循环测试中的EGR阀PWM数据、EGR阀开度，输入到MATLAB分析软件中，评估该次循环迟滞数据与前次循环迟滞数据是否在10％以内；针对EGR冷却器各个循环测试中的EGR冷却器气体入口温度，EGR冷却器冷却液入口温度，EGR冷却器出口温度，EGR废气出气温度，根据热交换器的效率公式，准确计算EGR冷却效率，与前次测试冷却器效率对比，判断是否在5％以内。
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