CN116150894B - 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆 - Google Patents

一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN116150894B
CN116150894B CN202310417254.2A CN202310417254A CN116150894B CN 116150894 B CN116150894 B CN 116150894B CN 202310417254 A CN202310417254 A CN 202310417254A CN 116150894 B CN116150894 B CN 116150894B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipeline
egr
flow rate
vortex
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310417254.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116150894A (zh
Inventor
李卫
王雪鹏
史家训
谷允成
臧凌玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weichai Power Co Ltd
Original Assignee
Weichai Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weichai Power Co Ltd filed Critical Weichai Power Co Ltd
Priority to CN202310417254.2A priority Critical patent/CN116150894B/zh
Publication of CN116150894A publication Critical patent/CN116150894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116150894B publication Critical patent/CN116150894B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及车辆技术领域,具体公开了一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆,该尾气排放管路的设计方法通过基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型,获取目标尾气排放管路的设计要求,并进行EGR流量评估,在进行EGR流量评估时,基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量,仿真EGR流量为两个取气管路输送至EGR混合器的废气的总量;判断仿真EGR流量是否不小于目标EGR流量;若是,则确定θ1符合要求;若否,则调整θ1的值并重复进行EGR流量评估,直至确定θ1符合要求,如此可保证需要设计的尾气排放管路的EGR流量达到最低要求,进而实现对EGR效率的优化。

Description

一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,尤其涉及一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆。
背景技术
EGR(Exhaust Gas Recirculation)系统是指车辆的排气再循环系统,内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术,能够有效降低排出气体中的氮氧化物(NOX)以降低对环境的污染,并可提高燃料的利用效率以节约能源。
现有技术中通常通过小流量增压器并配合文丘里式混合器来提升EGR率,但是通过小流量增压器来憋背压会造成较大的泵气损失;通过文丘里式喉口处产生的负压来增加EGR的抽吸能力则会极大的增加了EGR管路的压损,使得高转速工况的进气量无法满足需求。而如果能够通过排气管路优化来提升EGR率以及排气脉冲的利用率,则可有效避免上述问题,但是现有技术中尚没有公开成熟的排气管路优化方法。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆,以通过排气管路优化提升EGR率。
一方面,本发明提供一种尾气排放管路的设计方法,该尾气排放管路的设计方法包括:
基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型,所述仿真模型包括两个排气管组件和两个取气管路,所述排气管组件包括排气歧管和涡前管路,所述排气歧管包括多个用于和气缸连接的支管路,以及分别与多个所述支管路连接的主管路,所述涡前管路连接所述主管路且用于连接涡轮机,两个所述取气管路分别连接两个所述主管路且均用于连接EGR混合器,所述取气管路与所述主管路在第一平面的投影之间的夹角为θ1,所述第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线;所述标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量均能够满足性能要求,所述仿真模型进行仿真分析时得到的仿真涡前流量和仿真EGR流量能够分别与所述标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量相同;
获取目标尾气排放管路的设计要求,所述设计要求包括目标EGR流量;
进行EGR流量评估,进行EGR流量评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量,所述仿真EGR流量为两个所述取气管路输送至所述EGR混合器的废气的总量;判断所述仿真EGR流量是否不小于所述目标EGR流量;若是,则确定θ1符合要求;若否,则调整θ1的值并重复进行EGR流量评估,直至确定θ1符合要求。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在进行EGR流量评估时,且当所述仿真EGR流量小于所述目标EGR流量时,调整θ1的值包括:
将θ1的值增大第一设定值。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在所述仿真模型中,所述主管路与所述涡前管路两者在第二平面的投影为θ2,所述第二平面垂直于所述第一平面,且平行于所述气缸盖顶面;
所述设计要求还包括目标涡前流速;
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行EGR流量评估之后的:
进行涡前流速评估,进行涡前流速评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流速,所述仿真涡前流速为所述涡前管路的出口输出的废气的流速;判断所述涡前流速是否不小于所述目标涡前流速;若是,则确定θ2符合要求;若否,则调整θ2的值并重复进行涡前流速评估,直至确定θ2符合要求。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在进行涡前流速评估时,且当所述涡前流速小于所述目标涡前流速时,调整θ2的值包括:
将θ2的值增大第二设定值。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在所述仿真模型中,所述涡前管路与所述主管路两者在所述第一平面的投影之间的夹角为θ3
所述设计要求包括目标涡前流量;
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行涡前流速评估之后的:
进行涡前流量评估,进行涡前流量评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流量,所述仿真涡前流量为两个所述涡前管路输送至所述涡轮机的废气的总量;判断所述涡前流量是否不小于所述目标涡前流量;若是,则确定θ3符合要求;若否,则调整θ3的值并重复进行涡前流速评估,直至确定θ3符合要求。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在进行涡前流量评估时,且当所述涡前流量小于所述目标涡前流量时,调整θ3的值包括:
将θ3的值增大第三设定值。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在所述仿真模型中,一个所述取气管路的入口与对应的所述主管路的出口两者在所述第一平面的投影之间的间距为L1;另一个所述取气管路的入口与对应的所述主管路两者在所述第一平面的投影之间的间距为L2
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行涡前流量评估之后的:
进行平衡分析,进行平衡分析包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到两个仿真EGR分流量,两个所述仿真EGR分流量为两个所述取气管路输送至所述EGR混合器的废气的量;判断两个仿真EGR分流量是否相等;若是,则确定L1和L2符合要求;若否,则调整L1和/或L2的值并重复进行平衡分析,直至确定L1和L2符合要求。
作为尾气排放管路的设计方法的优选技术方案,在进行平衡分析时,且当两个仿真EGR分流量不相等时,调整L1和/或L2的值包括:
当对应L1的仿真EGR分流量大于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1减小第四设定值;和/或,将L2增大第四设定值;
当对应L1的仿真EGR分流量小于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1增大第四设定值;和/或,将L2减小第四设定值。
另一方面,本发明还提供一种尾气排放管路,该尾气排放管路通过任一上述方案中所述的尾气排放管路的设计方法设计而成,所述尾气排放管路包括两个排气管组件和两个取气管路,所述排气管组件包括排气歧管和涡前管路,所述排气歧管包括多个用于和气缸连接的支管路,以及分别与多个所述支管路连接的主管路,所述涡前管路连接所述主管路且用于连接涡轮机,两个所述取气管路分别连接两个所述主管路且均用于连接EGR混合器,所述取气管路与所述主管路在第一平面的投影之间的夹角为θ1,所述第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线。
再一方面,本发明还提供一种车辆,该车辆包括上述方案中所述的尾气排放管路,该车辆还包括发动机、EGR混合器和涡轮增压器,所述涡轮增压器包括涡轮机和与所述涡轮机传动连接的压气机,所述发动机的多个气缸的排气口与多个所述支管路一一对应连接,两个所述取气管路均与所述EGR混合器的废气入口连接,两个所述涡前管路分别与所述涡轮机的两个输入口连接,所述涡轮机的输出口和所述压气机的输入口均用于连通外界大气,所述压气机的输出口与所述EGR混合器的新鲜空气入口连通,所述EGR混合器的输出口用于和多个气缸的进气口连通。
本发明的有益效果为:
本发明提供一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆,该尾气排放管路的设计方法通过基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型,获取目标尾气排放管路的设计要求,并进行EGR流量评估,在进行EGR流量评估时,基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量,仿真EGR流量为两个取气管路输送至EGR混合器的废气的总量;判断仿真EGR流量是否不小于目标EGR流量;若是,则确定θ1符合要求;若否,则调整θ1的值并重复进行EGR流量评估,直至确定θ1符合要求,如此可保证需要设计的尾气排放管路的EGR流量达到最低要求,进而实现对EGR效率的优化。
附图说明
图1为本发明实施例中尾气排放管路在第一平面的投影的结构示意图;
图2为本发明实施例中尾气排放管路在第二平面的投影的结构示意图;
图3为本发明实施例中尾气排放管路的设计方法的流程图。
图中:
1、排气歧管;11、支管路;12、主管路;2、涡前管路;3、取气管路;4、EGR混合器;5、涡轮机。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置,而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图1和图2所示,本实施例提供一种尾气排放管路,该尾气排放管路包括两个排气管组件和两个取气管路3。
其中,排气管组件包括排气歧管1和涡前管路2,排气歧管1包括多个用于和气缸连接的支管路11,以及分别与多个支管路11连接的主管路12,涡前管路2连接主管路12且用于连接涡轮机5,两个取气管路3分别连接两个主管路12且均用于连接EGR混合器4。
示例性地,本实施例中,发动机具有六个气缸且均分为两列,每个排气歧管1包括三个支管路11,且分别与其中一列的三个气缸一一对应连通。
发动机气缸内燃烧产生的废气可通过多个支管路11汇集在两个主管路12中,并通过两个涡前管路2输送至涡轮机5的两个废气入口以带动涡轮机5转动,涡轮机5进而可带动压气机工作,以将外界新鲜空气输送至EGR混合器4,在EGR混合器4中,由取气管路3输送至EGR混合器4的部分废气与外界新鲜空气混合后,经过冷却后可输送给发动机的各个气缸。
本实施例中,尾气排放管路的相关设计参数将直接影响到EGR流量、涡前流量和涡前流速。其中,EGR流量为两个取气管路3输送至EGR混合器4中的废气的总量,EGR流量直接体现EGR率的高低;涡前流量为两个涡前管路2输送至涡轮机5的废气流量;涡前流速为各个涡前管路2的出口输出的废气的流速,涡前流量和涡前流速则直接体现排气脉冲是否得到充分利用。
具体地,请继续参照图1和图2,本实施例中,取气管路3与主管路12在第一平面的投影之间的夹角为θ1。其中,第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线。通过研究发现,取气管路3与主管路12在第一平面的投影之间的夹角θ1将直接影响EGR流量。因此,在设计尾气排放管路时,可通过调整θ1来调整EGR流量,进而对EGR率进行调节。
一个取气管路3的入口与对应的主管路12的出口两者在第一平面的投影之间的间距为L1;另一个取气管路3的入口与对应的主管路12两者在第一平面的投影之间的间距为L2;通过研究发现,L1和L2将直接影响到进入至各个取气管路3中的废气的量,因此,设计尾气排放管路时,可通过调整L1和L2的值来调整两个取气管路3中废气的量是否均衡。
主管路12与涡前管路2两者在第二平面的投影之间的夹角为θ2,其中,第二平面垂直于第一平面,且平行于气缸盖顶面。通过研究发现,主管路12与涡前管路2两者在第二平面的投影之间的夹角θ2将直接影响涡前流速,因此,设计尾气排放管路时,可通过调整θ2的值来调整两个涡前管路2出口处的中废气的流速,进而调节排气脉冲的利用效率。
涡前管路2与主管路12两者在第一平面的投影之间的夹角为θ3。过研究发现,涡前管路2与主管路12两者在第一平面的投影之间的夹角θ3将直接影响涡前流量,因此,设计尾气排放管路时,可通过调整θ3的值来调整涡前流量,进而调节排气脉冲的利用效率。
可选地,本实施例中,θ1的取值范围为[90°,180°]。具体地,θ1的值可以为90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°或180°。进一步地,随着θ1的取值的增大,EGR流量将增大。
可选地,本实施例中,θ2的取值范围为[90°,180°]。具体地,θ2的值可以为90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°或180°。进一步地,随着θ2的取值的增大,涡前流速将增大。
可选地,本实施例中,θ3的取值范围为[90°,180°]。具体地,θ3的值可以为90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°、155°、160°、165°、170°、175°或180°。进一步地,随着θ3的取值的增大,涡前流量将增大。
需要注意的是,在实际的设计过程中,除了考虑具体型号的车辆对EGR流量、涡前流量和涡前流速的要求之外,还要考虑各个部件的布局位置。因此,在保证车辆对EGR流量、涡前流量和涡前流速的要求的前提下,可以合理地调整θ1、θ2、θ3、L1、L2的值。
本实施例提供的尾气排放管路,通过调整θ1的值实现对车辆的EGR流量的调整,通过调整θ2的值实现对车辆的涡前流速的调整,通过调整θ3的值实现对车辆的涡前流量的调整;通过L1、L2的值,实现对两个取气管路3取气的均衡性的调整。从而,实现通过排气管路优化来提升EGR率以及排气脉冲的利用率的目的。
实施例二
本实施例提供一种车辆,包括上述实施例一种的尾气排放管路。该车辆还包括发动机、EGR混合器4和涡轮增压器。其中,涡轮增压器包括涡轮机5和与涡轮机5传动连接的压气机,发动机的多个气缸的排气口与多个支管路11一一对应连接,两个取气管路3均与EGR混合器4的废气入口连接,两个涡前管路2分别与涡轮机5的两个输入口连接,涡轮机5的输出口和压气机的输入口均用于连通外界大气,压气机的输出口与EGR混合器4的新鲜空气入口连通,EGR混合器4的输出口用于和多个气缸的进气口连通。
该车辆包括上述实施例一的尾气排放管路,且具备相应的功能和有益效果。
实施例三
如图3所示,本实施例提供一种尾气排放管路的设计方法,用于设计上述实施例一种的尾气排放管路。具体地,通过该尾气排放管路的设计方法可以明确上述实施例一中的θ1、θ2、θ3、L1、L2的值。
该尾气排放管路的设计方法包括以下步骤。
S100:基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型。
其中,标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量均能够满足性能要求,仿真模型进行仿真分析时得到的仿真涡前流量和仿真EGR流量能够分别与标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量相同。通过标准尾气排放管路的三维模型建立的仿真模型,可以作为任何同机型不同款式的尾气排放管路的设计基础,能够有效简化设计过程。
通过基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型为现有技术,在此只做简单说明:在通过基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型的过程中,可先建立初步的仿真模型,并通过流体动力学(CFD)分析涡前流量和EGR流量。如果分析得到的仿真涡前流量和仿真EGR流量与标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量不相同,可通过对仿真模型中的网格以及相关参数进行不断地调整,以最终实现仿真模型进行仿真分析时得到的仿真涡前流量和仿真EGR流量能够分别与标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量相同。
其中,仿真模型包括两个排气管组件和两个取气管路3,排气管组件包括排气歧管1和涡前管路2,排气歧管1包括多个用于和气缸连接的支管路11,以及分别与多个支管路11连接的主管路12,涡前管路2连接主管路12且用于连接涡轮机5,两个取气管路3分别连接两个主管路12且均用于连接EGR混合器4。需要注意的是,仿真模型中的排气管组件和取气管路3具体指模型中的构成部件,这不同于实施例一中尾气排放管路实物中的具体地排气管组件和取气管路3。由于仿真模型和实物尾气排放管路是相互对应的,因此采用了相同的命名。
具体地,仿真模型中:取气管路3与主管路12在第一平面的投影之间的夹角为θ1,第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线。主管路12与涡前管路2两者在第二平面的投影为θ2,第二平面垂直于第一平面,且平行于气缸盖顶面;涡前管路2与主管路12两者在第一平面的投影之间的夹角为θ3;一个取气管路3的入口与对应的主管路12的出口两者在第一平面的投影之间的间距为L1;另一个取气管路3的入口与对应的主管路12两者在第一平面的投影之间的间距为L2
S200:获取目标尾气排放管路的设计要求。
目标尾气排放管路为需要通过该尾气排放管路设计方法进行设计的尾气排放管路。其中,设计要求包括目标EGR流量、目标涡前流速和目标涡前流量。其中,目标EGR流量为所要设计的尾气排放管路中,两个取气管路3输送至EGR混合器4的废气的总量的最低要求。目标涡前流速为所要设计的尾气排放管路中涡前管路2的出口的废气流量的最低要求。标涡前流量为所要设计的尾气排放管路中两个涡前管路2输送至涡轮机5的废气的总量的的最低要求。
S300:进行EGR流量评估。
具体地,进行EGR流量评估包括:
S310:基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量。
仿真EGR流量为两个取气管路3输送至EGR混合器4的废气的总量。
S320:判断仿真EGR流量是否不小于目标EGR流量。
若是,则执行S330。若否,则执行S340。
S330:确定θ1符合要求。
S340:调整θ1的值,并重复S310。
其中,当需要调整θ1的值时,表明仿真EGR流量小于目标EGR流量,从而,调整θ1的值包括:将θ1的值增大第一设定值。第一设定值优选比较小的值,具体可根据需要灵活调整。
通过步骤S300,能够使θ1的值最终符合所要设计的尾气排放管路关于EGR流量的最低要求。
本实施例提供的尾气排放管路的设计方法,通过基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型,获取目标尾气排放管路的设计要求,并进行EGR流量评估,在进行EGR流量评估时,基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量,仿真EGR流量为两个取气管路3输送至EGR混合器4的废气的总量;判断仿真EGR流量是否不小于目标EGR流量;若是,则确定θ1符合要求;若否,则调整θ1的值并重复进行EGR流量评估,直至确定θ1符合要求,如此可保证需要设计的尾气排放管路的EGR流量达到最低要求,进而实现对EGR效率的优化。
可选地,该尾气排放管路的设计方法还包括位于S300之后的S400-S600。
S400:进行涡前流速评估。
其中,进行涡前流速评估包括以下步骤。
S410:基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流速。
仿真涡前流速为涡前管路2的出口输出的废气的流速。
S420:判断涡前流速是否不小于目标涡前流速。
若是,则执行S430。若否,则执行S440。
S430:确定θ2符合要求。
S440:调整θ2的值并重复S410。
其中,当需要调整θ2的值时,表明仿真涡前流速小于目标涡前流速,从而,调整θ2的值包括:将θ2的值增大第二设定值。第二设定值优选比较小的值,具体可根据需要灵活调整。
通过步骤S400,能够使θ2的值最终符合所要设计的尾气排放管路关于涡前流速的最低要求。
S500:进行涡前流量评估。
具体地,进行涡前流量评估包括以下步骤。
S510:基于仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流量。
仿真涡前流量为两个涡前管路2输送至涡轮机5的废气的总量。
S520:判断涡前流量是否不小于目标涡前流量。
若是,则执行S530。若否,则执行S540。
S530:确定θ3符合要求。
S540:调整θ3的值并重复S510。
其中,当需要调整θ3的值时,表明仿真涡前流量小于目标涡前流量,从而,调整θ3的值包括:将θ3的值增大第三设定值。第三设定值优选比较小的值,具体可根据需要灵活调整。
通过步骤S500,能够使θ3的值最终符合所要设计的尾气排放管路关于涡前流量的最低要求。
S600:进行平衡分析。
具体地,进行平衡分析包括以下步骤。
S610:基于仿真模型进行仿真分析,并得到两个仿真EGR分流量。
两个仿真EGR分流量为两个取气管路3输送至EGR混合器4的废气的量。
S620:判断两个仿真EGR分流量是否相等。
若是,则执行S630。若否,则执行S640。
S630:确定L1和L2符合要求。
S640:调整L1和/或L2的值并重复进行平衡分析,直至确定L1和L2符合要求。
具体地,调整L1和/或L2的值包括:当对应L1的仿真EGR分流量大于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1减小第四设定值;和/或,将L2增大第四设定值;当对应L1的仿真EGR分流量小于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1增大第四设定值;和/或,将L2减小第四设定值。
通过该尾气排放管路的设计方法可以,可以使得θ1、θ2、θ3、L1、L2的值符合设计要求,进而据此加工目标尾气排放管路,能够提升EGR率以及排气脉冲的利用率。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尾气排放管路的设计方法,其特征在于,包括:
基于标准尾气排放管路的三维模型建立仿真模型,所述仿真模型包括两个排气管组件和两个取气管路,所述排气管组件包括排气歧管和涡前管路,所述排气歧管包括多个用于和气缸连接的支管路,以及分别与多个所述支管路连接的主管路,所述涡前管路连接所述主管路且用于连接涡轮机,两个所述取气管路分别连接两个所述主管路且均用于连接EGR混合器,所述取气管路与所述主管路在第一平面的投影之间的夹角为θ1,所述第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线;所述标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量均能够满足性能要求,所述仿真模型进行仿真分析时得到的仿真涡前流量和仿真EGR流量能够分别与所述标准尾气排放管路在进行台架试验时检测到的涡前流量和EGR流量相同;
获取目标尾气排放管路的设计要求,所述设计要求包括目标EGR流量;
进行EGR流量评估,进行EGR流量评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真EGR流量,所述仿真EGR流量为两个所述取气管路输送至所述EGR混合器的废气的总量;判断所述仿真EGR流量是否不小于所述目标EGR流量;若是,则确定θ1符合要求;若否,则调整θ1的值并重复进行EGR流量评估,直至确定θ1符合要求。
2.根据权利要求1所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在进行EGR流量评估时,且当所述仿真EGR流量小于所述目标EGR流量时,调整θ1的值包括:
将θ1的值增大第一设定值。
3.根据权利要求1所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在所述仿真模型中,所述主管路与所述涡前管路两者在第二平面的投影为θ2,所述第二平面垂直于所述第一平面,且平行于所述气缸盖顶面;
所述设计要求还包括目标涡前流速;
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行EGR流量评估之后的:
进行涡前流速评估,进行涡前流速评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流速,所述仿真涡前流速为所述涡前管路的出口输出的废气的流速;判断所述涡前流速是否不小于所述目标涡前流速;若是,则确定θ2符合要求;若否,则调整θ2的值并重复进行涡前流速评估,直至确定θ2符合要求。
4.根据权利要求3所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在进行涡前流速评估时,且当所述涡前流速小于所述目标涡前流速时,调整θ2的值包括:
将θ2的值增大第二设定值。
5.根据权利要求1所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在所述仿真模型中,所述涡前管路与所述主管路两者在所述第一平面的投影之间的夹角为θ3
所述设计要求包括目标涡前流量;
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行涡前流速评估之后的:
进行涡前流量评估,进行涡前流量评估包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到仿真涡前流量,所述仿真涡前流量为两个所述涡前管路输送至所述涡轮机的废气的总量;判断所述涡前流量是否不小于所述目标涡前流量;若是,则确定θ3符合要求;若否,则调整θ3的值并重复进行涡前流速评估,直至确定θ3符合要求。
6.根据权利要求5所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在进行涡前流量评估时,且当所述涡前流量小于所述目标涡前流量时,调整θ3的值包括:
将θ3的值增大第三设定值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在所述仿真模型中,一个所述取气管路的入口与对应的所述主管路的出口两者在所述第一平面的投影之间的间距为L1;另一个所述取气管路的入口与对应的所述主管路两者在所述第一平面的投影之间的间距为L2
所述尾气排放管路的设计方法还包括位于进行涡前流量评估之后的:
进行平衡分析,进行平衡分析包括:基于所述仿真模型进行仿真分析,并得到两个仿真EGR分流量,两个所述仿真EGR分流量为两个所述取气管路输送至所述EGR混合器的废气的量;判断两个仿真EGR分流量是否相等;若是,则确定L1和L2符合要求;若否,则调整L1和/或L2的值并重复进行平衡分析,直至确定L1和L2符合要求。
8.根据权利要求7所述的尾气排放管路的设计方法,其特征在于,在进行平衡分析时,且当两个仿真EGR分流量不相等时,调整L1和/或L2的值包括:
当对应L1的仿真EGR分流量大于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1减小第四设定值;和/或,将L2增大第四设定值;
当对应L1的仿真EGR分流量小于对应L2的仿真EGR分流量时,将L1增大第四设定值;和/或,将L2减小第四设定值。
9.一种尾气排放管路,其特征在于,尾气排放管路通过权利要求1-8任一项所述的尾气排放管路的设计方法设计而成,所述尾气排放管路包括两个排气管组件和两个取气管路,所述排气管组件包括排气歧管和涡前管路,所述排气歧管包括多个用于和气缸连接的支管路,以及分别与多个所述支管路连接的主管路,所述涡前管路连接所述主管路且用于连接涡轮机,两个所述取气管路分别连接两个所述主管路且均用于连接EGR混合器,所述取气管路与所述主管路在第一平面的投影之间的夹角为θ1,所述第一平面垂直于气缸盖顶面且平行于气缸的轴线。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的尾气排放管路,还包括发动机、EGR混合器和涡轮增压器,所述涡轮增压器包括涡轮机和与所述涡轮机传动连接的压气机,所述发动机的多个气缸的排气口与多个所述支管路一一对应连接,两个所述取气管路均与所述EGR混合器的废气入口连接,两个所述涡前管路分别与所述涡轮机的两个输入口连接,所述涡轮机的输出口和所述压气机的输入口均用于连通外界大气,所述压气机的输出口与所述EGR混合器的新鲜空气入口连通,所述EGR混合器的输出口用于和多个气缸的进气口连通。
CN202310417254.2A 2023-04-19 2023-04-19 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆 Active CN116150894B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310417254.2A CN116150894B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310417254.2A CN116150894B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116150894A CN116150894A (zh) 2023-05-23
CN116150894B true CN116150894B (zh) 2023-07-18

Family

ID=86339258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310417254.2A Active CN116150894B (zh) 2023-04-19 2023-04-19 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116150894B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105715393A (zh) * 2016-02-17 2016-06-29 潍柴动力股份有限公司 一种非冷却egr控制方法、装置及发动机
WO2018108551A1 (fr) * 2016-12-15 2018-06-21 IFP Energies Nouvelles METHODE DE CONTROLE DE LA QUANTITE D'AIR COMPRIME INTRODUIT A l'ADMISSION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE SURALIMENTE
WO2021137812A2 (en) * 2019-12-31 2021-07-08 Yerlikaya Ahmet System for effective and efficient use of fossil fuel in an internal combustion engine
WO2021233258A1 (zh) * 2020-05-20 2021-11-25 中国第一汽车股份有限公司 管路优化设计方法及排气管路
CN113741211A (zh) * 2021-05-27 2021-12-03 北京交通大学 一种egr系统与增压系统的集成优化匹配的优化方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105715393A (zh) * 2016-02-17 2016-06-29 潍柴动力股份有限公司 一种非冷却egr控制方法、装置及发动机
WO2018108551A1 (fr) * 2016-12-15 2018-06-21 IFP Energies Nouvelles METHODE DE CONTROLE DE LA QUANTITE D'AIR COMPRIME INTRODUIT A l'ADMISSION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE SURALIMENTE
WO2021137812A2 (en) * 2019-12-31 2021-07-08 Yerlikaya Ahmet System for effective and efficient use of fossil fuel in an internal combustion engine
WO2021233258A1 (zh) * 2020-05-20 2021-11-25 中国第一汽车股份有限公司 管路优化设计方法及排气管路
CN113741211A (zh) * 2021-05-27 2021-12-03 北京交通大学 一种egr系统与增压系统的集成优化匹配的优化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于有限元仿真的柴油机EGR冷却器试验研究;闫世稳;吴江;张振东;尹丛勃;;农业装备与车辆工程(08);第72-75页 *
某四缸柴油机各缸EGR率均匀分配的优化;李鹏;姜水生;张国臻;;南昌大学学报(工科版)(02);第168-第171页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116150894A (zh) 2023-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101506487B (zh) 用于给涡轮增压的活塞式内燃机供应新鲜空气的装置和方法
CN204386776U (zh) 二级增压柴油机实现废气再循环的可调文丘里管装置
CN203499859U (zh) 增压柴油机文丘里管废气再循环装置
CN204493018U (zh) 一种废气再循环系统和汽车
CN102678402A (zh) 一种集成气轨的进气歧管
CN105840355B (zh) 内燃机全工况egr率可调的二级增压系统及其控制方法
CN201747481U (zh) 一种egr系统控制装置
CN103306858A (zh) Egr空气混合装置及带egr系统的燃油发动机
CN208534649U (zh) 一种发动机egr系统
CN205154382U (zh) 一种柴油发动机进气控制装置
CN116150894B (zh) 一种尾气排放管路的设计方法、尾气排放管路及车辆
CN102588132A (zh) 气体发动机空燃比控制系统
CN110778428A (zh) 一种高效egr引入混合系统
CN202441501U (zh) 气体发动机空燃比控制系统
CN203655416U (zh) 一种柴油发动机增压系统
CN201794690U (zh) 一种柴油机进气管
CN203335281U (zh) Egr空气混合装置及带egr系统的燃油发动机
CN212337491U (zh) 一种具备改善废气混合和冷却效果的egr冷却器
CN211598868U (zh) 增压发动机进气系统
CN201025104Y (zh) 一种降低发动机有害气体排放并节约燃料的装置
CN208534650U (zh) 一种发动机高效冷却egr系统
CN111396219A (zh) 一种具备改善废气混合和冷却效果的egr冷却器
CN202325786U (zh) V型发动机排气管
CN212154994U (zh) 一种进气歧管
CN218563769U (zh) 低压egr发动机及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant