一種egr冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水控制器、油耗儀、空氣流量計(jì)、溫度傳感器、壓力傳感器以及控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的受控端連接測(cè)功機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)分別與供油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排出口通過排氣總管連接待檢測(cè)EGR冷卻器，待檢測(cè)EGR冷卻器的受控端連接冷卻循環(huán)水控制器；控制裝置分別與測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和冷卻循環(huán)水控制器的受控端連接，控制裝置的數(shù)據(jù)采集端分別與油耗儀、空氣流量計(jì)、溫度傳感器和壓力傳感器連接。本發(fā)明可行性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、成本低廉，檢測(cè)過程中廢氣的溫度可控，能夠測(cè)試出符合EGR冷卻器實(shí)際使用條件下的EGR冷卻器換熱效率，為能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率提供基礎(chǔ)。
【專利說明】
一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放再循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于檢測(cè)EGR冷卻器性能的測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR系統(tǒng))中，EGR閥用于將一部分尾氣返回氣缸重新參與燃燒，尾氣中含有大量的惰性氣體增大了氣缸中的比熱比，能夠吸收更多燃燒的熱量，并以降低氧氣濃度，從而降低氣缸內(nèi)燃燒溫度以及燃燒速度，進(jìn)一步減少NOx的排放量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]EGR冷卻器用于降低導(dǎo)入氣缸參與燃燒的尾氣溫度，尾氣溫度的降低不僅能夠降低最高燃燒溫度，而且能夠增加缸內(nèi)氣體的充量系數(shù)，間接增加了壓縮比；同時(shí)冷卻EGR閥還能夠更好的降低排放，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。
[0004]EGR冷卻器的換熱效率即氣體放出的熱量與冷卻水吸收的熱量之比，是匹配不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)，因此在EGR冷卻器生產(chǎn)和匹配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出EGR冷卻器的換熱效率，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的前提。盡管目前測(cè)試?yán)鋮s器換熱效率的設(shè)備很多，但都非常昂貴，而且占地面積大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種操作方便、成本低廉的EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，能夠模擬EGR冷卻器真實(shí)工作環(huán)境，準(zhǔn)確檢測(cè)EGR冷卻器的換熱效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0007]一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生檢測(cè)用尾氣的發(fā)動(dòng)機(jī)、用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的測(cè)功機(jī)、為發(fā)動(dòng)機(jī)提供恒濕恒溫氣體的進(jìn)氣系統(tǒng)、為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油的供油系統(tǒng)、用于控制進(jìn)入待檢測(cè)EGR冷卻器中冷卻水流量與溫度的冷卻循環(huán)水控制器以及控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的受控端連接測(cè)功機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)分別與供油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排出口通過排氣總管連接待檢測(cè)EGR冷卻器的進(jìn)氣口，待檢測(cè)EGR冷卻器的受控端連接冷卻循環(huán)水控制器;所述控制裝置分別與測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和冷卻循環(huán)水控制器的受控端連接；
所述發(fā)動(dòng)機(jī)與供油系統(tǒng)之間的管路中設(shè)置有油耗儀，發(fā)動(dòng)機(jī)與進(jìn)氣系統(tǒng)之間的管路中設(shè)置有空氣流量計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)與待檢測(cè)EGR冷卻器之間的排氣總管上設(shè)置有冷卻器入口壓力傳感器和冷卻器入口溫度傳感器，待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口端設(shè)置有冷卻器出口溫度傳感器;所述控制裝置的數(shù)據(jù)采集端分別與油耗儀、空氣流量計(jì)、冷卻器入口壓力傳感器、冷卻器入口溫度傳感器以及冷卻器出口溫度傳感器的輸出端連接。
[0008]上述EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，所述控制裝置的輸出端連接有顯示裝置。
[0009]上述EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，所述待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口安裝有排氣背壓閥，冷卻器出口溫度傳感器設(shè)置在待檢測(cè)EGR冷卻器和排氣背壓閥之間，控制裝置的輸出端連接排氣背壓閥的受控端。
[0010]上述EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，所述待檢測(cè)EGR冷卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水壓力傳感器和進(jìn)水溫度傳感器，待檢測(cè)EGR冷卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的出水管道上設(shè)置有出水壓力傳感器和出水溫度傳感器，控制裝置的輸入端分別連接進(jìn)水壓力傳感器、進(jìn)水溫度傳感器、出水壓力傳感器和出水溫度傳感器的信號(hào)端。[0011 ]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。
[0012]本發(fā)明可行性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、成本低廉，用于檢測(cè)EGR冷卻器的換熱效率，可真實(shí)模擬EGR冷卻器的使用環(huán)境，準(zhǔn)確、直觀地測(cè)出EGR冷卻器在不同冷卻水溫、不同冷卻水流量、不同尾氣流量、不同尾氣溫度下的換熱效率，為能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率提供基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2為本發(fā)明控制部分的工作原理圖。
[0014]其中:1.發(fā)動(dòng)機(jī)，2.測(cè)功機(jī)，3.供油系統(tǒng)，4.油耗儀，5.進(jìn)氣系統(tǒng)，6.空氣流量計(jì)，7.排氣總管，8.冷卻器入口壓力傳感器，9.冷卻器入口溫度傳感器，10.EGR冷卻器，11.冷卻循環(huán)水控制器，12.進(jìn)水壓力傳感器，13.進(jìn)水溫度傳感器，14.出水壓力傳感器，15.出水溫度傳感器，16.冷卻器出口溫度傳感器，17.排氣背壓閥，18.控制裝置，19.顯示裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、測(cè)功機(jī)2、供油系統(tǒng)3、進(jìn)氣系統(tǒng)
5、排氣總管7、冷卻循環(huán)水控制器11、排氣背壓閥17、控制裝置18以及顯示裝置19，發(fā)動(dòng)機(jī)I的受控端連接測(cè)功機(jī)2，發(fā)動(dòng)機(jī)I分別與供油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排出口通過排氣總管7連接待檢測(cè)EGR冷卻器10的進(jìn)氣口，待檢測(cè)EGR冷卻器的受控端連接冷卻循環(huán)水控制器11，待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口安裝有排氣背壓閥17;控制裝置分別與測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水控制器以及排氣背壓閥的受控端連接。
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)I用于產(chǎn)生檢測(cè)用尾氣，本發(fā)明中可選用中小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，避免排量較大時(shí)輸入待檢測(cè)EGR冷卻器進(jìn)氣口壓力過大，對(duì)待檢測(cè)EGR冷卻器造成損傷。發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排出口通過排氣總管7連接待檢測(cè)EGR冷卻器的進(jìn)氣口，將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的尾氣全部輸送至待檢測(cè)EGR冷卻器。其中，排氣總管7上設(shè)置有冷卻器入口壓力傳感器8和冷卻器入口溫度傳感器9，用于監(jiān)測(cè)排氣總管內(nèi)的尾氣壓力值和溫度值。
[0018]測(cè)功機(jī)2用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，即控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，進(jìn)一步控制發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量大小和排氣溫度。
[0019]供油系統(tǒng)3用于為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油，供油系統(tǒng)3通過油管路與發(fā)動(dòng)機(jī)連通，油管路上設(shè)置有油耗儀4，用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的平均油耗，并傳輸給控制裝置。
[0020]進(jìn)氣系統(tǒng)5用于為發(fā)動(dòng)機(jī)提供恒濕恒溫的空氣，進(jìn)氣系統(tǒng)5通過空氣管路連通發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，空氣管路上設(shè)置有空氣流量計(jì)6，用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的空氣流量，并傳輸給控制裝置。
[0021]待檢測(cè)EGR冷卻器的受控端連接冷卻循環(huán)水控制器11，冷卻循環(huán)水控制器11用于控制進(jìn)入待檢測(cè)EGR冷卻器中冷卻水的流量和溫度，可以根據(jù)需求設(shè)置進(jìn)入待檢測(cè)EGR冷卻器的穩(wěn)定水流量和恒定溫度。待檢測(cè)EGR冷卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水壓力傳感器12和進(jìn)水溫度傳感器13，分別用于檢測(cè)進(jìn)入EGR冷卻器冷卻水的進(jìn)水溫度和進(jìn)水壓力；待檢測(cè)EGR冷卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的出水管道上設(shè)置有出水壓力傳感器14和出水溫度傳感器15，分別用于檢測(cè)流出EGR冷卻器冷卻水的出水溫度和出水壓力。
[0022]待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口安裝有排氣背壓閥17，排氣背壓閥用于控制排氣總管內(nèi)的尾氣壓力。待檢測(cè)EGR冷卻器和排氣背壓閥17之間設(shè)置有冷卻器出口溫度傳感器16，用于檢測(cè)待檢測(cè)EGR冷卻器出口尾氣的溫度值。
[0023]控制裝置的數(shù)據(jù)采集端分別與油耗儀、空氣流量計(jì)、冷卻器入口壓力傳感器、進(jìn)水壓力傳感器12、進(jìn)水溫度傳感器13、出水壓力傳感器14、出水溫度傳感器15和冷卻器出口溫度傳感器16的輸出端連接，控制裝置的輸出端分別與測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水控制器以及排氣背壓閥的受控端連接;控制裝置18的輸出端還連接顯示裝置19，用于對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行直觀顯示。
[0024]本發(fā)明用于檢測(cè)待檢測(cè)EGR冷卻器的原理如圖1和圖2所示，具體過程如下。
[0025]首先，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩，將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整至中小轉(zhuǎn)速低負(fù)荷點(diǎn)，然后通過，冷卻循環(huán)水控制器控制進(jìn)入待檢測(cè)EGR冷卻器的冷卻水溫度和壓力，關(guān)小排氣背壓閥直到待檢測(cè)EGR冷卻器前的排氣背壓閥的壓力到達(dá)目標(biāo)值，若難以達(dá)到目標(biāo)壓力，則可以通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或適當(dāng)增加扭矩來(lái)提高排氣量從而增大待檢測(cè)EGR冷卻器的進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，供油系統(tǒng)輸出的燃油經(jīng)過油耗儀再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，油耗儀記錄該開度下發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量;進(jìn)氣系統(tǒng)用于輸出恒濕恒溫的空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，空氣流量計(jì)記錄該開度下發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣消耗量;發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣全部經(jīng)排氣總管送入待檢測(cè)EGR冷卻器的進(jìn)氣口。
[0026]測(cè)試過程中，排氣總管上的冷卻器入口壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排氣總管的壓力值即待檢測(cè)EGR冷卻器的廢氣壓力，并實(shí)時(shí)傳遞給控制裝置，控制裝置根據(jù)預(yù)設(shè)值通過調(diào)整排氣背壓閥使排氣總管中的氣體壓力到達(dá)目標(biāo)值。
[0027]當(dāng)溫度、壓力均達(dá)到目標(biāo)值后，控制裝置讀取油耗儀的燃油消耗量和空氣流量計(jì)的值，兩者的顯示值單位均為kg/h;根據(jù)能量守恒定律，參與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的空氣量和燃油的重量總和即為尾氣的重量，由此便能得出發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的流量，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣流量即通過待檢測(cè)EGR冷卻器的廢氣流量?？刂蒲b置結(jié)合進(jìn)水壓力傳感器12、進(jìn)水溫度傳感器13、出水壓力傳感器14和出水溫度傳感器15值計(jì)算得出冷卻水帶走的熱量;再根據(jù)冷卻器出口溫度傳感器傳輸?shù)臄?shù)值，即可計(jì)算得出經(jīng)過待檢測(cè)EGR冷卻器的尾氣熱量損失。最后控制裝置通過計(jì)算冷卻水帶走的熱量與尾氣損失的熱量進(jìn)行比即可獲得待檢測(cè)EGR冷卻器的換熱效率，然后通過顯示裝置將待檢測(cè)EGR冷卻器換熱效率進(jìn)行直觀顯示。
[0028]控制裝置通過控制測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水控制器，來(lái)控制待檢測(cè)EGR冷卻器在不同冷卻水溫、不同冷卻水流量、不同尾氣流量、不同尾氣溫度下的換熱效率。
[0029]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)需專用的流量測(cè)試設(shè)備，其中發(fā)動(dòng)機(jī)、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、測(cè)功機(jī)、顯示裝置均為發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)及發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件企業(yè)必備的設(shè)備，因此本發(fā)明在組裝過程中，貴重設(shè)備借用即可。本發(fā)明使用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣測(cè)試出來(lái)的換熱效率更貼合EGR冷卻器實(shí)際的使用情況，為能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率提供基礎(chǔ)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括用于產(chǎn)生檢測(cè)用尾氣的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的測(cè)功機(jī)(2)、為發(fā)動(dòng)機(jī)提供恒濕恒溫氣體的進(jìn)氣系統(tǒng)(5)、為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油的供油系統(tǒng)(3)、用于控制進(jìn)入待檢測(cè)EGR冷卻器中冷卻水流量與溫度的冷卻循環(huán)水控制器(11)以及控制裝置(18)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的受控端連接測(cè)功機(jī)(2)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)分別與供油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排出口通過排氣總管(7)連接待檢測(cè)EGR冷卻器(10)的進(jìn)氣口，待檢測(cè)EGR冷卻器的受控端連接冷卻循環(huán)水控制器(11)；所述控制裝置分別與測(cè)功機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和冷卻循環(huán)水控制器的受控端連接； 所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)與供油系統(tǒng)(3)之間的管路中設(shè)置有油耗儀(4)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)與進(jìn)氣系統(tǒng)(5)之間的管路中設(shè)置有空氣流量計(jì)(6)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)與待檢測(cè)EGR冷卻器(10)之間的排氣總管(7)上設(shè)置有冷卻器入口壓力傳感器(8)和冷卻器入口溫度傳感器(9)，待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口端設(shè)置有冷卻器出口溫度傳感器(16);所述控制裝置的數(shù)據(jù)采集端分別與油耗儀、空氣流量計(jì)、冷卻器入口壓力傳感器、冷卻器入口溫度傳感器以及冷卻器出口溫度傳感器的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述控制裝置(18)的輸出端連接有顯示裝置(19)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述待檢測(cè)EGR冷卻器的出氣口安裝有排氣背壓閥(17)，冷卻器出口溫度傳感器(16)設(shè)置在待檢測(cè)EGR冷卻器和排氣背壓閥(17)之間，控制裝置的輸出端連接排氣背壓閥的受控端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EGR冷卻器換熱效率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述待檢測(cè)EGR7令卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水壓力傳感器(12)和進(jìn)水溫度傳感器(13)，待檢測(cè)EGR冷卻器和冷卻循環(huán)水控制器之間的出水管道上設(shè)置有出水壓力傳感器(14)和出水溫度傳感器(15)，控制裝置的輸入端分別連接進(jìn)水壓力傳感器(12)、進(jìn)水溫度傳感器(13)、出水壓力傳感器(14)和出水溫度傳感器(15)的信號(hào)端。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK106017968SQ201610612638
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】于政
【申請(qǐng)人】無(wú)錫隆盛科技股份有限公司