一種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺及試驗方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及內燃機廢氣再循環(huán)（EGR)技術領域，具體為一種廢氣再循環(huán)中冷器換 熱效率試驗臺及試驗方法。
【背景技術】
[0002] 廢氣再循環(huán)（EGR)技術是解決柴油機NOx (氮氧化物）排放的有效措施之一，尤其 是經中冷后的EGR在NOx、PM(particulatematter顆粒物）含量和經濟性方面能夠實現(xiàn)更 好的折衷水平。在冷卻EGR的同時，排氣當中所含的soot(煤煙）和HCs(碳氫化合物）在 熱泳力、靜電、擴散和凝結等作用下沉積到EGR中冷器的換熱元件表面而形成積碳。達到 穩(wěn)定狀態(tài)的積碳會導致EGR中冷換熱效率下降達20-30%，由此導致發(fā)動機排放的廢氣中 N0X、PM含量增大，且經濟性變差。為了測試EGR中冷器的換熱效率，需要設計一種適用于內 燃機廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗的試驗臺及其控制方法。
【發(fā)明內容】
[0003] 針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠測試EGR中冷器的換熱效率的一 種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺及試驗方法。技術方案如下：
[0004] 一種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，包括排氣總管、前EGR管、后EGR管和EGR 尾管；前EGR管一端用于連接中冷器進氣口，另一端連接到排氣總管，后EGR管一端用于連 接中冷器出氣口，另一端連接到EGR尾管；所述前EGR管上設置有前溫度傳感器，所述EGR 尾管上設置有后溫度傳感器；還包括冷卻液恒溫裝置和用于連接冷卻液恒溫裝置與中冷器 的出水口的冷卻液出水管，以及用于連接冷卻液恒溫裝置與中冷器進水口的和冷卻液進水 管，冷卻液進水管上設有冷卻液進口溫度傳感器；所述前溫度傳感器、冷卻液進口溫度傳感 器和后溫度傳感器分別連接電子控制單元。
[0005] 進一步的，所述冷卻液恒溫裝置連接電子控制單元。
[0006] 更進一步的，所述前EGR管上還設置有前氣體取樣口，前氣體取樣口連接前氣體 分析儀；所述后EGR管與EGR尾管之間連接有標準氣進氣管，標準氣進氣管上設有標準氣流 量計；所述EGR尾管上設有后氣體取樣口和背壓閥，后氣體取樣口連接后氣體分析儀；所述 背壓閥、前氣體分析儀、標準氣流量計和后氣體分析儀分別連接電子控制單元。
[0007] 更進一步的，所述冷卻液出水管上設有冷卻液出口溫度傳感器和冷卻液流量計； 所述冷卻液進水管上還設有和冷卻液流量控制閥；所述冷卻液出口溫度傳感器、冷卻液流 量計和冷卻液流量控制閥分別連接所述電子控制單元。
[0008] 更進一步的，所述前EGR管和EGR尾管上分別設有與電子控制單元連接的前壓力 傳感器和后壓力傳感器。
[0009] 更進一步的，所述前EGR管和后EGR管上分別設有前快接頭和后快接頭。
[0010] 一種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺的試驗方法，包括：
[0011] 將待測中冷器連接入試驗臺；
[0012] 電子控制單元采集前溫度傳感器的溫度信號TKK.a、后溫度傳感器的溫度信號 TE(；K.a，以及冷卻液進口溫度傳感器的溫度信號Tra()1.a;
[0013] 根據(jù)如下公式計算待測中冷器的換熱效率n:
【主權項】
1. 一種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于，包括排氣總管（1)、前EGR管 (2)、后EGR管（17)和EGR尾管（25);前EGR管⑵一端用于連接中冷器⑶進氣口，另一 端連接到排氣總管（1)，后EGR管（17) -端用于連接中冷器（8)出氣口，另一端連接到EGR 尾管（25);所述前EGR管（2)上設置有前溫度傳感器（5)，所述EGR尾管（25)上設置有后 溫度傳感器（22);還包括冷卻液恒溫裝置（12)和用于連接冷卻液恒溫裝置（12)與中冷器 (8)的出水口的冷卻液出水管（11)，以及用于連接冷卻液恒溫裝置（12)與中冷器⑶進水 口的和冷卻液進水管（13)，冷卻液進水管（13)上設有冷卻液進口溫度傳感器（15);所述前 溫度傳感器（5)、冷卻液進口溫度傳感器（15)和后溫度傳感器（22)分別連接電子控制單 J1_1 〇
2. 根據(jù)權利要求1所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于，所述冷卻 液恒溫裝置（12)連接電子控制單元。
3. 根據(jù)權利要求1所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于，所述前EGR 管（2)上還設置有前氣體取樣口（3)，前氣體取樣口（3)連接前氣體分析儀（6);所述后EGR 管（17)與EGR尾管（25)之間連接有標準氣進氣管（18)，標準氣進氣管（18)上設有標準氣 流量計（19);所述EGR尾管（25)上設有后氣體取樣口（20)和背壓閥（24)，后氣體取樣口 (20)連接后氣體分析儀（23);所述背壓閥（24)、前氣體分析儀（6)、標準氣流量計（19)和 后氣體分析儀（23)分別連接電子控制單元。
4. 根據(jù)權利要求1所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于，所述冷卻 液出水管（11)上設有冷卻液出口溫度傳感器（9)和冷卻液流量計（10);所述冷卻液進水 管（13)上還設有和冷卻液流量控制閥（14);所述冷卻液出口溫度傳感器（9)、冷卻液流量 計（10)和冷卻液流量控制閥（14)分別連接所述電子控制單元。
5. 根據(jù)權利要求1所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于，所述前EGR 管⑵和EGR尾管（25)上分別設有與電子控制單元連接的前壓力傳感器⑷和后壓力傳 感器（21)。
6. 根據(jù)權利要求1-5任一項所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺，其特征在于， 所述前EGR管（2)和后EGR管（17)上分別設有前快接頭（7)和后快接頭（16)。
7. -種如權利要求1所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺的試驗方法，其特征在 于，包括： 將待測中冷器（8)連接入試驗臺； 電子控制單元采集前溫度傳感器（5)的溫度信號TE(；K.a、后溫度傳感器（22)的溫度信 號丁^.#以及冷卻液進口溫度傳感器（15)的溫度信號1；。+$ 根據(jù)如下公式計算待測中冷器（8)的換熱效率n:
8. -種如權利要求2所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺的試驗方法，其特征在 于，包括：電子控制單元采集冷卻液進口溫度傳感器（15)的溫度值；若該溫度值大于預設 溫度值，則電子控制單元控制冷卻液恒溫裝置（12)使冷卻液溫度降低，否則控制冷卻液恒 溫裝置（12)使冷卻液溫度升高。
9. 一種如權利要求3所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺的試驗方法，其特征在 于，包括： 所述前氣體分析儀（6)采集并分析前EGR管⑵中EGR廢氣中C02的質量百分數(shù) 并將數(shù)據(jù)傳給所述電子控制單元； 所述標準氣流量計（19)將測量的標準氣進氣管（18)中的標準氣體流量qg傳給所述 電子控制單元； 所述后氣體分析儀（23)采集并分析EGR尾管（25)中混合氣體中C02的質量百分數(shù) 并將數(shù)據(jù)傳給所述電子控制單元； 根據(jù)以下公式計算出前EGR管（2)中EGR廢氣流量qE(；K:
其中，辦?#為EGR廢氣中C02的流量；％?%為單位體積標準氣體中C02的流量； 為標準氣體中C02的質量百分數(shù)，為已知量； 若EGR廢氣流量(1_大于預設流量值，則減小背壓閥（24)的開度，否則增大背壓閥 (24)的開度。
10. -種如權利要求4所述的廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺的試驗方法，其特征 在于，包括：所述電子控制單元采集冷卻液進口溫度傳感器（15)和冷卻液出口溫度傳感器 (9)的溫度值，并計算兩者的差值；若該差值大于目標值，則增大冷卻液流量控制閥（14)的 開度，否則減小冷卻液流量控制閥（14)的開度。
【專利摘要】一種廢氣再循環(huán)中冷器換熱效率試驗臺及試驗方法，試驗臺中前EGR管一端用于連接中冷器進氣口，另一端連接到排氣總管，后EGR管一端用于連接中冷器出氣口，另一端連接到EGR尾管；前EGR管上設置有前溫度傳感器，EGR尾管上設置有后溫度傳感器；還包括冷卻液恒溫裝置和用于連接冷卻液恒溫裝置與中冷器的出水口的冷卻液出水管，以及用于連接冷卻液恒溫裝置與中冷器進水口的和冷卻液進水管，冷卻液進水管上設有冷卻液進口溫度傳感器；電子控制單元通過采集前溫度傳感器、冷卻液進口溫度傳感器和后溫度傳感器的溫度值計算出中冷器的換熱效率。本發(fā)明能夠實時檢測出中冷器的換熱效率，有助于解決發(fā)動機排放的廢氣中NOx、PM含量大，且經濟性變差的問題。
【IPC分類】G01M15-04
【公開號】CN104614186
【申請?zhí)枴緾N201510029907
【發(fā)明人】田維, 潘鎖柱, 張洵, 郭道演
【申請人】西華大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月21日